特許 7538346 波長間隔が広い多焦点イメージング

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-13

(45)【発行日】2024-08-21

(54)【発明の名称】波長間隔が広い多焦点イメージング

(51)【国際特許分類】

   G03F 7/20 20060101AFI20240814BHJP

【ＦＩ】

G03F7/20 502

【請求項の数】 33

(21)【出願番号】P 2023519806

(86)(22)【出願日】2021-11-18

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-12-21

(86)【国際出願番号】 US2021059964

(87)【国際公開番号】W WO2022125289

(87)【国際公開日】2022-06-16

【審査請求日】2023-06-09

(31)【優先権主張番号】63/123,833

(32)【優先日】2020-12-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】513192029

【氏名又は名称】サイマー リミテッド ライアビリティ カンパニー

(74)【代理人】

【識別番号】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100109346

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 敏史

(74)【代理人】

【識別番号】100117189

【弁理士】

【氏名又は名称】江口 昭彦

(74)【代理人】

【識別番号】100134120

【弁理士】

【氏名又は名称】内藤 和彦

(72)【発明者】

【氏名】プライス，マイケル，レスリー

【審査官】田中 秀直

(56)【参考文献】

【文献】特表２００７－５１１０７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１１－５２５７１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１９－５３２３３５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｆ ７／２０

Ｇ０２Ｂ ５／００

Ｈ０１Ｓ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

パルス光ビームを生成するパルス光源のための波長選択装置であって、
前記パルス光ビームの入射角に従って前記パルス光ビームの各パルスの少なくとも１つの中心波長を選択する中心波長選択光学系と、
前記パルス光ビームの前記中心波長選択光学系への経路に沿って配置された同調機構であって、前記パルス光ビームと光学的に相互作用し、前記パルス光ビームの前記中心波長選択光学系への前記入射角を選択する同調機構と、
受動的かつ透過的であり、前記パルス光ビームの少なくとも大部分が拡大される場所に前記パルス光ビームの前記経路に沿って配置されている回折光学素子であって、前記パルス光ビームと相互作用し、それぞれが個別の波長と関連付けられ前記パルス光ビームの光学スペクトルが各個別の波長にピークを有するように、それぞれが前記中心波長選択光学系への個別の入射角と関連付けられた複数のパルス光サブビームを前記パルス光ビームから生成する回折光学素子と、を備えた波長選択装置。

【請求項2】

前記回折光学素子が、回折ビームスプリッタ、回折格子、位相格子、バイナリ位相格子、又はブレーズ位相格子である、請求項１の波長選択装置。

【請求項3】

前記同調機構が４つの屈折光学素子を備える、請求項１の波長選択装置。

【請求項4】

各屈折光学素子が直角プリズムである、請求項３の波長選択装置。

【請求項5】

前記パルス光ビームの各パルスの前記中心波長が約２４８ナノメートル（ｎｍ）又は約１９３ｎｍである、請求項１の波長選択装置。

【請求項6】

前記回折光学素子の前記パルス光ビームの前記経路に対する位置を調整するアクチュエータを更に備え、これにより前記回折光学素子があるときには前記パルス光ビームの前記経路に沿った位置にあり、他のときには前記パルス光ビームの前記経路に沿った位置になく、前記回折光学素子が前記パルス光ビームの前記経路に沿った位置にある場合にのみ前記回折光学素子が前記パルス光ビームと相互作用する、請求項１の波長選択装置。

【請求項7】

前記アクチュエータが更に、前記回折光学素子における前記回折光学素子の前記パルス光ビームの前記経路の方向に対する角度を調整し、これにより生成された各パルス光サブビームの前記中心波長選択光学系への前記個別の入射角が調整される、請求項６の波長選択装置。

【請求項8】

前記同調機構及び前記中心波長選択光学系が、リトロー配置において前記パルス光ビームと相互作用するように配置されている、請求項１の波長選択装置。

【請求項9】

前記中心波長選択光学系が反射光学素子である、請求項１の波長選択装置。

【請求項10】

制御システムと、前記同調機構と関連付けられた１つ以上のアクチュエータとを更に備え、前記制御システムが、前記１つ以上のアクチュエータへの信号を調整することによって、前記パルス光ビームの前記中心波長選択光学系への前記入射角を調整する、請求項１の波長選択装置。

【請求項11】

前記回折光学素子が、前記経路に沿った前記パルス光ビームの伝搬方向に垂直に配置されている、請求項１の波長選択装置。

【請求項12】

前記回折光学素子が更に、前記パルス光ビームを形成するために前記中心波長選択光学系からの前記複数のパルス光サブビームを再結合する、請求項１の波長選択装置。

【請求項13】

前記同調機構が４つの直角プリズムを備えており、前記パルス光ビームの少なくとも大部分が拡大される前記場所が、前記中心波長選択光学系に最も近い前記直角プリズムと前記中心波長選択光学系に２番目に近い前記直角プリズムとの間の前記経路にある、請求項１の波長選択装置。

【請求項14】

経路に沿ってリソグラフィ露光装置に向けられるパルス光ビームを生成する光源と、
前記パルス光ビームと相互作用するリソグラフィ露光装置と、
前記光源に対して配置された波長選択装置とを備えた光学システムであって、前記波長選択装置が、
前記パルス光ビームの入射角に従って前記パルス光ビームの各パルスの少なくとも１つの中心波長を選択する中心波長選択光学系と、
前記パルス光ビームの前記中心波長選択光学系への前記経路に沿って配置された同調機構であって、前記パルス光ビームと光学的に相互作用し、前記パルス光ビームの前記中心波長選択光学系への前記入射角を選択する同調機構と、
受動的かつ透過的であり、前記パルス光ビームが完全に拡大されるか又は少なくとも大部分が拡大される場所に前記パルス光ビームの前記経路に沿って配置されている回折光学素子であって、前記パルス光ビームと相互作用し、空間的に分離され時間的に分離されていない複数のパルス光サブビームを前記パルス光ビームから生成するものであり、各パルス光サブビームが、それぞれが個別の波長と関連付けられ、前記パルス光ビームの光学スペクトルが各個別の波長にピークを有するように前記中心波長選択光学系への個別の入射角と関連付けられた回折光学素子と、を備えた光学システム。

【請求項15】

前記回折光学素子が、回折ビームスプリッタ、回折格子、位相格子、バイナリ位相格子、又はブレーズ位相格子である、請求項１４の光学システム。

【請求項16】

前記同調機構が４つの屈折光学素子を備える、請求項１４の光学システム。

【請求項17】

各屈折光学素子が直角プリズムである、請求項１６の光学システム。

【請求項18】

前記パルス光ビームの各パルスの前記中心波長が約２４８ナノメートル（ｎｍ）又は約１９３ｎｍである、請求項１４の光学システム。

【請求項19】

前記波長選択装置が、前記回折光学素子の前記パルス光ビームの前記経路に対する位置を、前記回折光学素子があるときには前記パルス光ビームの前記経路に沿った位置にあり、他のときには前記パルス光ビームの前記経路に沿った位置になく、前記回折光学素子が前記パルス光ビームの前記経路に沿った位置にある場合にのみ前記回折光学素子が前記パルス光ビームと相互作用するように調整するアクチュエータを更に備える、請求項１４の光学システム。

【請求項20】

前記回折光学素子の前記パルス光ビームの前記経路に対する前記位置を調整するように前記波長選択装置を制御する制御システムを更に備えた、請求項１９の光学システム。

【請求項21】

前記リソグラフィ露光装置が、前記光源からの前記パルス光ビームと相互作用するように位置付けられたマスクと、ウェーハを保持するウェーハホルダとを備える、請求項１４の光学システム。

【請求項22】

前記ウェーハホルダにある前記ウェーハ上に、それぞれが伝搬方向に沿って前記マスクを通過する前記関連付けられたパルス光サブビームの前記個別の波長に基づく複数の個別の空間像が形成される、請求項２１の光学システム。

【請求項23】

制御システムと、前記同調機構と関連付けられた１つ以上のアクチュエータとを更に備え、前記制御システムが、前記１つ以上のアクチュエータへの信号を調整することによって、前記パルス光ビームの前記中心波長選択光学系への前記入射角を調整する、請求項１４の光学システム。

【請求項24】

単一のパルス光ビームで複数の空間像を形成する方法であって、
ウェーハに向かう経路に沿って前記パルス光ビームを発生させること、
前記パルス光ビームの中心波長選択光学系への入射角を、前記パルス光ビームを前記パルス光ビームの前記中心波長選択光学系への経路に沿って配置された同調機構と光学的に相互作用させることによって、前記パルス光ビームの各パルスの少なくとも１つの中心波長を選択するために選択すること、
前記パルス光ビームを前記パルス光ビームの前記経路に沿って配置された回折パターンと相互作用させることによって前記パルス光ビームを複数のパルス光サブビームに分割することを含む、それぞれが少なくとも１０ピコメートル（ｐｍ）だけ分離されている個別の波長の対応する１つと関連付けられるようにそれぞれが前記中心波長選択光学系への個別の入射角と関連付けられている、空間的に分離され時間的に分離されていない前記複数のパルス光サブビームを前記パルス光ビームから生成すること、及び
それぞれが個別の波長に基づいて形成される前記複数の空間像を前記単一のパルス光ビームで前記ウェーハ上に形成することを含む方法。

【請求項25】

前記パルス光ビームを前記回折パターンと相互作用させることが、前記パルス光ビームを回折光学素子に透過させることを含む、請求項２４の方法。

【請求項26】

前記パルス光ビームの前記中心波長選択光学系への前記入射角を選択することが、前記同調機構内の屈折光学素子の１つ以上の角度を調整することを含む、請求項２４の方法。

【請求項27】

前記複数のパルス光サブビームを前記パルス光ビームから生成することが、前記回折パターンの前記パルス光ビームの前記経路に対する位置を調整することを含む、請求項２４の方法。

【請求項28】

前記回折パターンの前記位置を調整することが、前記回折パターンを含む回折光学素子を移動させることによって制御することを含む、請求項２７の方法。

【請求項29】

前記パルス光サブビームを前記パルス光ビームの前記経路に沿って配置された前記回折パターンと相互作用させることによって、前記中心波長選択光学系を離れる前記複数のパルス光サブビームを再結合することを更に含み、これにより前記複数のパルス光サブビームが、前記パルス光ビームが前記経路に沿って前記中心波長選択光学系に進みながら前記回折パターンと相互作用するときに生成され、前記複数のパルス光サブビームが、前記パルス光サブビームが前記経路に沿って前記中心波長選択光学系から離れて進みながら前記回折パターンと相互作用するときに前記パルス光ビームを形成するために再結合される、請求項２４の方法。

【請求項30】

パルス光ビームを生成するパルス光源のための波長選択装置であって、
前記パルス光ビームの入射角に従って前記パルス光ビームの各パルスの少なくとも１つの中心波長を選択する中心波長選択光学系と、
前記パルス光ビームの前記中心波長選択光学系への経路に沿って配置された同調機構であって、前記パルス光ビームと光学的に相互作用し、前記パルス光ビームの前記中心波長選択光学系への前記入射角を選択する、４つの屈折光学素子を備えた同調機構と、
前記同調機構と前記中心波長選択光学系との間の場所に前記パルス光ビームの前記経路に沿って配置された受動的かつ透過的回折光学素子であって、前記パルス光ビームと相互作用し、空間的に分離され時間的に分離されていない複数のパルス光サブビームを前記パルス光ビームから生成するものであり、各パルス光サブビームが、それぞれが個別の波長と関連付けられ、前記パルス光ビームの光学スペクトルが各個別の波長にピークを有するように前記中心波長選択光学系への個別の入射角と関連付けられた回折光学素子と、を備えた波長選択装置。

【請求項31】

前記回折光学素子が、回折ビームスプリッタ、回折格子、位相格子、バイナリ位相格子、又はブレーズ位相格子である、請求項３０の波長選択装置。

【請求項32】

前記同調機構が４つの屈折光学素子を備える、請求項３０の波長選択装置。

【請求項33】

前記複数のパルス光サブビームの前記個別の波長間の波長間隔が、約１０ピコメートル（ｐｍ）、約３０ｐｍ、又は約４５ｐｍより大きい、請求項３０の波長選択装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
[0001] この出願は、ＭＵＬＴＩＦＯＣＡＬ ＩＭＡＧＩＮＧ ＷＩＴＨ ＩＮＣＲＥＡＳＥＤ ＷＡＶＥＬＥＮＧＴＨ ＳＥＰＡＲＡＴＩＯＮと題する２０２０年１２月１０日出願の米国出願第６３／１２３，８３３号の優先権を主張するものであり、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

【0002】

[0002] 開示される主題は、単一リソグラフィ露光パスで複数の空間像を形成するために単一のパルス光ビームの複数の波長を選択するための波長選択装置に関する。

【背景技術】

【0003】

[0003] フォトリソグラフィとは、半導体回路をシリコンウェーハなどの基板上にパターニングするプロセスである。フォトリソグラフィ光源が、ウェーハ上のフォトレジストを露光するのに使用される深紫外（ＤＵＶ）光（ＤＵＶ光ビーム）を提供する。フォトリソグラフィのためのＤＵＶ光ビームはエキシマ光源が発生させる。光源はレーザ源であり、レーザ源の出力はパルスレーザビームであることが多い。ＤＵＶ光ビームはビームデリバリユニット、レチクル又はマスクを通過した後、準備されたシリコンウェーハ上に投影される。このようにして、後に現像、エッチング及び洗浄されるフォトレジスト上にチップ設計がパターニングされ、そしてプロセスは繰り返す。

【0004】

[0004] 一般的に、エキシマレーザが、アルゴン、クリプトン、又はキセノンを含み得る１種類以上の希ガスと、フッ素又は塩素を含み得る反応性ガスとの組み合わせを使用する。エキシマレーザは、電気的シミュレーション（供給されるエネルギー）及び（ガス混合物の）高圧の適切な条件下でエキシマ、疑似分子を生成することができ、エキシマは励起状態でのみ存在する。励起状態のエキシマは、ＤＵＶ範囲の増幅光を生じさせる。エキシマ光源は、単一のガス放電チャンバ又は複数のガス放電チャンバを使用することができる。ＤＵＶ光ビームは、例えば、約１００ナノメータ（ｎｍ）～約４００ｎｍの波長を含むＤＵＶ範囲の波長を有する可能性がある。

【発明の概要】

【0005】

[0005] 一部の一般的態様では、波長選択装置が、パルス光ビームを生成するパルス光源に対して配置される。波長選択装置は、パルス光ビームの入射角に従ってパルス光ビームの各パルスの少なくとも１つの中心波長を選択するように構成された中心波長選択光学系と、パルス光ビームの中心波長選択光学系への経路に沿って配置された同調機構であって、パルス光ビームと光学的に相互作用し、パルス光ビームの中心波長選択光学系への入射角を選択するように構成された同調機構と、受動的かつ透過的であり、パルス光ビームが完全に拡大されるか又は少なくとも大部分が拡大される場所にパルス光ビームの経路に沿って配置されている回折光学素子とを備える。回折光学素子は、パルス光ビームと相互作用し、それぞれが個別の波長と関連付けられ、パルス光ビームの光学スペクトルが各個別の波長にピークを有するようにそれぞれが中心波長選択光学系への個別の入射角と関連付けられた複数のパルス光サブビームをパルス光ビームから生成するように構成されている。

【0006】

[0006] 実施例が以下の特徴の１つ以上を備える可能性がある。例えば、回折光学素子は、回折ビームスプリッタ、回折格子、位相格子、バイナリ位相格子、又はブレーズ位相格子である可能性がある。

【0007】

[0007] 同調機構は４つの屈折光学素子を備える可能性がある。各屈折光学素子は直角プリズムである可能性がある。同調機構は４つの直角プリズムを備える可能性があり、パルス光ビームの少なくとも大部分が拡大される場所は、中心波長選択光学系に最も近い直角プリズムと中心波長選択光学系に２番目に近い直角プリズムとの間の光路にある。同調機構は、パルス光ビームの回折光学素子への経路に沿って配置された４つの直角プリズムを備える可能性があり、パルス光ビームは４つの直角プリズムと中心波長選択光学系との間で完全に拡大される。

【0008】

[0008] 複数のパルス光サブビームの個別の波長間の波長間隔が、約１０ピコメートル（ｐｍ）、約３０ｐｍ、又は約４５ｐｍより大きい可能性がある。パルス光ビームの各パルスの中心波長は、約２４８ナノメートル（ｎｍ）又は約１９３ｎｍである可能性がある。複数のパルス光サブビームの個別の波長間の波長間隔は、回折光学素子の周期的な形状に依存する可能性がある。

【0009】

[0009] 波長選択装置はまた、回折光学素子のパルス光ビームの経路に対する位置を調整するように構成されたアクチュエータを備える可能性があり、これにより回折光学素子があるときにはパルス光ビームの経路に沿った位置にあり、他のときにはパルス光ビームの経路に沿った位置になく、回折光学素子がパルス光ビームの経路に沿った位置にある場合にのみ回折光学素子はパルス光ビームと相互作用する。アクチュエータは、回折光学素子における回折光学素子のパルス光ビームの経路の方向に対する角度を調整するように更に構成される可能性があり、これにより生成された各パルス光サブビームの中心波長選択光学系への個別の入射角が調整される。

【0010】

[0010] 複数のパルス光サブビームは、３つ以上のパルス光サブビームを含む可能性がある。

【0011】

[0011] 同調機構及び中心波長選択光学系は、リトロー配置においてパルス光ビームと相互作用するように配置される可能性がある。中心波長選択光学系は反射光学素子である可能性がある。

【0012】

[0012] 空間像がパルス光ビームの各個別の波長について形成される可能性がある。

【0013】

[0013] 波長選択装置はまた、制御システムと、同調機構と関連付けられた１つ以上のアクチュエータとを備える可能性がある。制御システムは、１つ以上のアクチュエータへの信号を調整することによって、パルス光ビームの中心波長選択光学系への入射角を調整するように構成される可能性がある。

【0014】

[0014] 回折光学素子は、パルス光ビームの経路に沿った伝搬方向に垂直に配置される可能性がある。回折光学素子は、パルス光ビームを形成するために中心波長選択光学系からの複数のパルス光サブビームを再結合するように構成される可能性がある。

【0015】

[0015] 他の一般的な態様では、光学システムは、経路に沿ってリソグラフィ露光装置に向けられるパルス光ビームを生成するように構成された光源と、パルス光ビームと相互作用するように構成されたリソグラフィ露光装置と、光源に対して配置された波長選択装置とを備える。波長選択装置は、パルス光ビームの入射角に従ってパルス光ビームの各パルスの少なくとも１つの中心波長を選択するように構成された中心波長選択光学系と、パルス光ビームの中心波長選択光学系への経路に沿って配置された同調機構であって、パルス光ビームと光学的に相互作用し、パルス光ビームの中心波長選択光学系への入射角を選択するように構成された同調機構と、受動的かつ透過的であり、パルス光ビームが完全に拡大されるか又は少なくとも大部分が拡大される場所にパルス光ビームの経路に沿って配置されている回折光学素子とを備える。回折光学素子は、パルス光ビームと相互作用し、空間的に分離され時間的に分離されていない複数のパルス光サブビームをパルス光ビームから生成するように構成されている。各パルス光サブビームは、それぞれが個別の波長と関連付けられ、パルス光ビームの光学スペクトルが各個別の波長にピークを有するように中心波長選択光学系への個別の入射角と関連付けられている。

【0016】

[0016] 実施例が以下の特徴の１つ以上を備える可能性がある。例えば回折光学素子は、回折ビームスプリッタ、回折格子、位相格子、バイナリ位相格子、又はブレーズ位相格子である可能性がある。

【0017】

[0017] 同調機構は４つの屈折光学素子を備える可能性がある。各屈折光学素子は直角プリズムである可能性がある。

【0018】

[0018] 複数のパルス光サブビームの個別の波長間の波長間隔が、約１０ピコメートル（ｐｍ）、約３０ｐｍ、又は約４５ｐｍより大きい可能性がある。パルス光ビームの各パルスの中心波長は、約２４８ナノメートル（ｎｍ）又は約１９３ｎｍである可能性がある。

【0019】

[0019] 波長選択装置は、回折光学素子があるときにはパルス光ビームの経路に沿った位置にあり、他のときにはパルス光ビームの経路に沿った位置になく、回折光学素子がパルス光ビームの経路に沿った位置にある場合にのみ回折光学素子がパルス光ビームと相互作用するように、回折光学素子のパルス光ビームの経路に対する位置を調整するように構成されたアクチュエータを備える可能性がある。光学システムはまた、回折光学素子のパルス光ビームの経路に対する位置を調整するように波長選択装置を制御するように構成された制御システムを備える可能性がある。

【0020】

[0020] リソグラフィ露光装置は、光源からのパルス光ビームと相互作用するように配置されたマスクと、ウェーハを保持するように構成されたウェーハホルダとを備える可能性がある。ウェーハホルダにあるウェーハ上に、それぞれが伝搬方向に沿ってマスクを通過する関連付けられたパルス光サブビームの個別の波長に基づく複数の個別の空間像が形成される可能性がある。

【0021】

[0021] 光学システムは、制御システムと、同調機構と関連付けられた１つ以上のアクチュエータとを備える可能性がある。制御システムは、１つ以上のアクチュエータへの信号を調整することによって、パルス光ビームの中心波長選択光学系への入射角を調整するように構成される可能性がある。

【0022】

[0022] 他の一般的な態様では、単一のパルス光ビームで複数の空間像を形成する方法が実行される。方法は、ウェーハに向かう経路に沿ってパルス光ビームを発生させること、パルス光ビームの中心波長選択光学系への入射角を、パルス光ビームをパルス光ビームの中心波長選択光学系への経路に沿って配置された同調機構と光学的に相互作用させることによって、パルス光ビームの各パルスの少なくとも１つの中心波長を選択するために選択すること、パルス光ビームをパルス光ビームの経路に沿って配置された回折パターンと相互作用させることによってパルス光ビームを複数のパルス光サブビームに分割することを含む、それぞれが少なくとも１０ピコメートル（ｐｍ）だけ分離されている個別の波長の対応する１つと関連付けられるようにそれぞれが中心波長選択光学系への個別の入射角と関連付けられている、空間的に分離され時間的に分離されていない複数のパルス光サブビームをパルス光ビームから生成すること、及びそれぞれが個別の波長に基づいて形成される複数の空間像を単一のパルス光ビームでウェーハ上に形成することを含む。

【0023】

[0023] 実施例が以下の特徴の１つ以上を備える可能性がある。例えばパルス光ビームは、パルス光ビームを回折光学素子に透過させることによって、回折パターンと相互作用される可能性がある。

【0024】

[0024] 各パルス光サブビームと関連付けられた中心波長選択光学系への各個別の入射角が、回折パターンの周期的な形状によって決定される可能性がある。

【0025】

[0025] パルス光ビームの中心波長選択光学系への入射角は、同調機構内の屈折光学素子の１つ以上の角度を調整することによって選択される可能性がある。

【0026】

[0026] 複数のパルス光サブビームは、回折パターンのパルス光ビームの経路に対する位置を調整することによってパルス光ビームから生成される可能性がある。回折パターンの位置を調整することは、回折パターンを含む回折光学素子を動かすことによって制御することを含む可能性がある。

【0027】

[0027] 複数の空間像は、ウェーハにおけるパルス光ビームの強度プロファイルを平坦化することによってウェーハ上に形成される可能性がある。

【0028】

[0028] 方法はまた、パルス光サブビームをパルス光ビームの経路に沿って配置された回折パターンと相互作用させることによって、中心波長選択光学系を離れる複数のパルス光サブビームを再結合することを含む可能性があり、これにより複数のパルス光サブビームは、経路に沿って中心波長選択光学系に進むパルス光ビームが回折パターンと相互作用するときに生成され、複数のパルス光サブビームは、経路に沿って中心波長選択光学系から離れて進むパルス光サブビームが回折パターンと相互作用するときにパルス光ビームを形成するために再結合される。

【0029】

[0029] 他の一般的な態様では、波長選択装置が、パルス光ビームを生成するパルス光源と関連付けられている。波長選択装置は、パルス光ビームの入射角に従ってパルス光ビームの各パルスの少なくとも１つの中心波長を選択するように構成された中心波長選択光学系と、パルス光ビームの中心波長選択光学系への経路に沿って配置された同調機構であって、パルス光ビームと光学的に相互作用し、パルス光ビームの中心波長選択光学系への入射角を選択するように構成され、４つの屈折光学素子を備えた同調機構と、同調機構と中心波長選択光学系との間の場所にパルス光ビームの経路に沿って配置された受動的かつ透過的回折光学素子とを備える。回折光学素子は、パルス光ビームと相互作用し、空間的に分離され時間的に分離されていない複数のパルス光サブビームをパルス光ビームから生成するように構成されている。各パルス光サブビームは、それぞれが個別の波長と関連付けられ、パルス光ビームの光学スペクトルが各個別の波長にピークを有するように中心波長選択光学系への個別の入射角と関連付けられている。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】[0030] パルス光ビームを生成するように構成された光源と、パルス光ビームと相互作用するように構成されたリソグラフィ露光装置と、パルス光ビームの複数の個別の中心波長を選択するように構成された波長選択装置とを備えた光学システムのブロック図である。

【図2A】[0031] 中心波長選択光学系と、同調機構と、回折光学素子とを備えた図１の波長選択装置の実施例のブロック図である。

【図2B】[0032] 図２Ａの中心波長選択光学系と、位相格子である図２Ａの回折光学素子の実施例とのブロック図である。

【図2C】[0033] パルス光ビームの各個別の中心波長にピークを有する図１のパルス光ビームの光学スペクトルの一例のグラフである。

【図3A】[0034] 図１の光源からのパルス光ビームと相互作用するように構成された投影光学システムと、パルス光ビームと相互作用するように位置付けられたマスクと、ウェーハを保持するように構成されたウェーハホルダとを備えた図１のリソグラフィ露光装置の実施例のブロック図である。

【図3B】[0035] スリットと、図３Ａのマスクと、レンズを含む投影対物系とを備えた図３Ａの投影光学システムの実施例のブロック図である。

【図3C】[0036] それぞれが単一露光パスで図３Ｂの投影光学システムにより形成される、ウェーハのｚ軸に沿った異なる平面にある複数の空間像を含む、図３Ａのウェーハの模式図である。

【図4A】[0037] パルス光ビームと光学的に相互作用するように配置された一セットの光学コンポーネントを備えた同調機構の実施例と、回折光学素子の実施例と、中心波長選択光学系の実施例とを含む図２Ａの波長選択装置の実施例のブロック図である。

【図4B】[0038] 図４Ａの波長選択装置の光学コンポーネントの１つによるビーム拡大及びビーム屈折角を示すブロック図である。

【図5A】[0039] Ｚ方向が光ビームの進行経路に垂直である場合の、図４Ａの波長選択装置のＺ軸に沿って上から見たブロック図である。

【図5B】[0040] 図２Ａの波長選択装置の別の実施例のＺ軸に沿って上から見たブロック図である。

【図6A】[0041] パルス光ビームの経路に沿った回折光学素子のパルス光ビームの経路に対する位置を調整するように構成されたアクチュエータを備えた図４Ａの波長選択装置のＹ軸に沿って側面から見たブロック図である。

【図6B】[0042] 回折光学素子がパルス光ビームの経路の外側にある、図６Ａのアクチュエータを備えた図４Ａの波長選択装置のＹ軸に沿って側面から見たブロック図である。

【図7A】[0043] 回折光学素子における回折光学素子のパルス光ビームの経路の方向に対する角度を調整するように構成されたアクチュエータと、同調機構における１つの光学コンポーネントの角度を調整することによってパルス光ビームの中心波長選択光学系への入射角を調整するように構成された別のアクチュエータとを備えた図４Ａの波長選択装置のＺ軸に沿って側面から見たブロック図である。

【図7B】[0044] それぞれが調整された位置に配置された図７Ａのアクチュエータを備えた図４Ａの波長選択装置のＺ軸に沿って側面から見たブロック図である。

【図8】[0045] 図１の単一のパルス光ビームで図３Ｃの複数の空間像を形成する手順のフローチャートである。

【図9】[0046] 図２Ａの波長選択装置を備えた図１の光学システムの実施例の一例のブロック図である。

【図10A】[0047] ブレーズ格子である回折光学素子の実施例を含む図４Ａの波長選択装置のＺ軸に沿って上から見たブロック図である。

【図10B】[0048] ブレーズ格子である図１０Ａの回折光学素子のブロック図である。

【図10C】[0049] Ｚ軸が紙面に沿った上下である、図１０Ａ及び図１０Ｂの回折光学素子の側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0031】

[0050] 図１を参照すると、光学システム１００が、光ビーム１０２を生成するように構成されたパルス光源である光源１０５と、パルス光ビーム１０２と相互作用するように構成されたリソグラフィ露光装置１０７と、光源１０５に対して配置された波長選択装置１１０とを備える。光ビーム１０２は、経路１０４に沿ってリソグラフィ露光装置１０７に向けられる。光ビーム１０２は、時間的に互いに分離された光のパルスを含むパルス光ビームである。光ビーム１０２のパルスは、深紫外線（ＤＵＶ）領域内の波長、例えば２４８ナノメートル（ｎｍ）又は１９３ｎｍの波長を中心とする。パルス光ビーム１０２は、マイクロ電子フィーチャをリソグラフィ露光装置１０７に収容されている基板又はウェーハにパターニングするのに使用される。ウェーハにパターニングされるマイクロ電子フィーチャのサイズはパルス光ビーム１０２の波長に依存し、波長が低くなると最小フィーチャサイズ又はクリティカルディメンジョンが小さくなる。例えばパルス光ビーム１０２の波長が２４８ｎｍ又は１９３ｎｍである場合、マイクロ電子フィーチャの最小サイズは、例えば５０ｎｍ以下である可能性がある。

【0032】

[0051] 波長選択装置１１０は、光１０５のソースにより生成された光ビーム１０２と相互作用するために光源１０５の第１の端部に配置されている。光ビーム１０２は、光源１０５内の共振器の一端部で生成されるビームである。例えば光ビーム１０２は、主発振器により生成されるシードビームである可能性がある。波長選択装置１１０は、パルス光ビーム１０２の波長を含むパルス光ビーム１０２のスペクトル特性を細かく調整又は調節するように構成されている。

【0033】

[0052] 具体的には図２Ａも参照すると、波長選択装置１１０は同調機構１１２及び中心波長選択光学系１１６を備える。光ビーム１０２は波長選択装置１１０に開口２１１から出入りする。中心波長選択光学系１１６は、経路１０４に沿って方向付けられるパルス光ビーム１０２が中心波長選択光学系１１６と相互作用する入射角に従ってパルス光ビーム１０２の各パルスの少なくとも１つの中心波長を選択するように構成されている。中心波長選択光学系１１６は、例えば反射格子などの反射光学素子である可能性がある。同調機構１１２は、パルス光ビーム１０２の中心波長選択光学系１１６への経路１０４に沿って配置されている。同調機構１１２は、パルス光ビーム１０２と光学的に相互作用し、パルス光ビーム１０２の中心光線の中心波長選択光学系１１６への入射角を選択するように構成されている。

【0034】

[0053] 波長選択装置１１０は、リソグラフィ露光装置１０７内のウェーハに複数の空間像を形成し得るパルス光ビーム１０２を生成するように設計されており、各空間像は、以下でより詳細に考察するようにウェーハのｚ軸に沿った空間的に異なる場所にある。空間像のこのウェーハのｚ軸に沿った場所は、光ビーム１０２の波長に少なくとも部分的に依存する。したがって、光ビーム１０２の波長を変化させるあるいは制御することによって、ウェーハ内の１つ以上の空間像の位置を制御することができる。更に、単一露光パスの間に光の異なる一次波長を有するパルスを提供することによって、それぞれがウェーハのｚ軸に沿った異なる場所にある複数の空間像が、リソグラフィ露光装置１０７のコンポーネント及びウェーハをウェーハのｚ軸に沿って互いに動かす必要なく単一露光パスで形成される可能性がある。

【0035】

[0054] パルス光ビーム１０２の波長は、各パルス又はあらゆる整数個のパルスでパルス光ビーム１０２の波長を交番させるか又はディザリングするために、ある繰り返し率で回転するように構成された、反射プリズム及び直角プリズムを含む反射光学コンポーネントなどの光学コンポーネントを備え得る同調機構１１２を使用して調整される可能性がある。例えば同調機構１１２内で直角プリズムを回転させることで、１５ピコメートル（ｐｍ）の最大波長間隔を達成することができる。しかしながら、この最大波長間隔より大きい波長間隔が、所望の又は所要のマイクロ電子フィーチャに依存して望まれるか又は必要とされる可能性がある。更に、ウェーハ内に複数の空間像を同時に生成するために、ある時点にパルス光ビーム１０２に複数の異なる波長を生成したいという要望がある。このために波長選択装置１１０は回折光学素子１１４も備える。回折光学素子１１４は、パルス光ビーム１０２と相互作用し、パルス光ビーム１０２から複数のパルス光サブビーム２２１、２２３、２２５を生成するように構成されている。各パルス光サブビーム２２１、２２３、２２５は、対応する個別の中心波長ｗ１、ｗ２、ｗ３（図２Ｃ）と関連付けられている。光ビーム１０２の経路に沿って波長選択装置１１０内に配置された回折光学素子１１４を使用すれば、複数のパルス光サブビーム２２１、２２３、２２５の個別の中心波長ｗ１、ｗ２、ｗ３間の波長間隔２２０ｓが、約１０ピコメートル（ｐｍ）より大きくなる可能性がある。例えば波長間隔２２０ｓは約３０ｐｍ又は約４５ｐｍである可能性がある。波長間隔２２０ｓのサイズは回折光学素子１１４の特性に依存する。

【0036】

[0055] 回折光学素子１１４は、パルス光ビーム１０２が完全に拡大されるか又は少なくとも大部分が拡大される場所にパルス光ビーム１０２の経路１０４に沿って配置されている。この配置の利点には、パルス光ビーム１０２の光ピークパワーが、（経路１０４沿いの他の位置と比較して）経路１０４沿いのビームが完全に拡大される位置において少なく又は小さくなることが含まれる。例えば図２Ａに示す一部の実施例では、回折光学素子１１４は、経路１０４に沿って同調機構１１２と中心波長選択光学系１１６との間に配置されている。図２Ａの例では、回折光学素子１１４は、パルス光ビーム１０２の経路１０４に沿った伝搬方向に垂直に配置されている。つまり、回折光学素子１１４の面法線は経路１０４と平行である。他の例では、回折光学素子１１４は、回折光学素子１１４がパルス光ビーム１０２の伝搬方向に垂直にならないように配置される可能性がある。具体的には、回折光学素子１１４は、例えばその面法線がパルス光ビーム１０２の伝搬方向の１０度以内となるように配置される可能性がある。

【0037】

[0056] 回折光学素子１１４は受動的であるため、回折光学素子１１４が動作するのに追加のエネルギーが必要とされないという意味で、受動的に光ビーム１０２に作用する。回折光学素子１１４は、パルス光ビーム１０２を個別の角度に沿って方向付けられたサブビーム２２１、２２３、２２５に分離することによってパルス光ビーム１０２に作用する。回折光学素子１１４はまたパルス光ビーム１０２が透過するものであり、パルス光ビーム１０２は、回折光学素子１１４を通過することによって回折光学素子１１４と相互作用する。図２Ａの例では、回折光学素子１１４は、それぞれが個別の方向及び角度に沿って方向付けられた３つのパルス光サブビーム２２１、２２３、２２５を生成する。他の例では、回折光学素子１１４は、２つのパルス光サブビーム又は４つ以上のパルス光サブビームを生成する可能性がある。更に図２Ａの例では、回折光学素子１１４は、経路１０４に沿ってリソグラフィ露光装置１０７に向けられるパルス光ビーム１０２を形成するために、中心波長選択光学系１１６から戻る複数のパルス光サブビーム２２１、２２３、２２５を再結合するように更に構成されている。

【0038】

[0057] 各パルス光サブビーム２２１、２２３、２２５は、対応する経路２２２、２２４、２２６に沿って中心波長選択光学系１１６に進む。各パルス光サブビーム２２１、２２３、２２５は、各パルス光サブビーム２２１、２２３、２２５が個別の中心波長ｗ１、ｗ２、ｗ３と関連付けられるように、（曲線の両側矢印で示される）中心波長選択光学系１１６への個別の入射角２２２Ａ、２２４Ａ、２２６Ａと関連付けられている。複数のパルス光サブビーム２２１、２２３、２２５の個別の中心波長ｗ１、ｗ２、ｗ３間の波長間隔２２０ｓ（図２Ｃ）は、回折光学素子１１４の周期的フィーチャ間の周期的間隔１１４ｓに少なくとも部分的に依存する。パルス光サブビーム２２１、２２３、２２５のそれぞれは、その経路に沿って進むときにその角度オフセットを維持する。更に、パルス光ビーム１０２が角度移動又は並進移動する場合、これによって全てのサブビームは、各パルス光サブビーム２２１、２２３、２２５間の角度間隔を変化させることなく、また各個別の中心波長間の波長間隔を変化させることなく一斉に角度移動又は並進移動する。ただしこの状況では、中心波長ｗ１、ｗ２、ｗ３は、パルス光ビーム１０２がどれだけ移動又は並進移動するかにより決定される量だけシフトすることになる。

【0039】

[0058] 図２Ｂに示される例では、回折光学素子１１４は、周期的表面レリーフ２１４ｇ間の周期的間隔２１４ｓを有する、バイナリ位相格子又はブレーズ位相格子などの位相格子２１４である。位相格子を透過した光は、同様に表面レリーフから、あるいはホログラフィ（干渉）パターンから生じ得る位置依存の位相変化を得る。ブレーズ位相格子には１次（ｍ＝－１）への効率が１００％という利点がある。更に、ブレーズ位相格子は、（両側に１つずつ）２つの異なるブレーズ角を有し、基本的に光ビーム１０２を２つのサブパルス（それぞれが５０％のエネルギーを有する）に分割するように構成される可能性がある。すなわち高次モードへのエネルギー寄与がない。また、ブレーズ位相格子２１４は、光ビーム１０２のより多くを一方の次数か他方の次数にシフトするために水平方向に（例えば、図５Ａに示すＸＹ平面内で）スライドされる可能性がある。空間像間の（したがって、ある空間像から別の空間像への）光パワーの制御又はシフトを行うこの能力は、ウェーハにおける多焦点イメージングを最適化する又は改善するのに役立つ。位相格子は、媒体の屈折率の変化、つまり屈折率の変調によって機能する。位相格子は、媒体の厚さ及び屈折率変調を調整することによって様々な波長で機能するように設計されている。バイナリ位相格子の一例は、イスラエル国ネスジオナのＨＯＬＯ／ＯＲ社製のバイナリ位相格子である。

【0040】

[0059] 他の実施例では、回折光学素子１１４は、パルス光ビーム１０２と相互作用するための溝を有する回折ビームスプリッタ又は回折格子である可能性がある。１次元の回折ビームスプリッタの一例は、イスラエル国ネスジオナのＨＯＬＯ／ＯＲ社製の１Ｄビームスプリッタである。

【0041】

[0060] パルス光ビーム１０２の光学スペクトル２２０（図２Ｃ）は、各個別の中心波長ｗ１、ｗ２、ｗ３にピークを有する。光学スペクトル２２０は、光ビーム１０２の光エネルギー又はパワーがどのように様々な波長（又は周波数）に分布しているかについての情報を含む。回折光学素子１１４（回折ビームスプリッタ／格子及び位相格子２１４の両方を含む）は、物理的特徴の周期的変化によって影響される。例えば回折ビームスプリッタ及び格子が溝を備えるのに対して、位相格子は、（例えば図２Ｂに示す）周期的表面レリーフ又は干渉パターンを備える可能性がある。どちらの場合も、これらのフィーチャ間の間隔１１４ｓ、２１４ｓは、これらの個別の中心波長ｗ１、ｗ２、ｗ３間の間隔を決定する。例えば、いずれの２つの隣接する中心波長の差Δλ（ｐｋ２ｐｋ）も、（回折光学素子１１４がない場合の）パルス光ビーム１０２の入射角に対する中心波長選択光学系１１６におけるサブビームの入射角の変化（ΔαＬ）に正比例する。更に、サブビームの入射角の変化（ΔαＬ）は、このフィーチャ間隔及びサブビームの次数に依存する。最後に、差（Δλ（ｐｋ２ｐｋ））は、（回折光学素子１１４がない場合の）パルス光ビーム１０２の中心波長選択光学系１１６への入射角に対する（回折光学素子１１４がない場合の）パルス光ビーム１０２の波長の変化率であるｄλ／ｄαＬにも比例する。したがって、回折光学素子１１４の設計は、各サブビームの中心波長選択光学系１１６への入射角の変化の大きさを決定する。

【0042】

[0061] また図３Ａから図３Ｃを参照すると、一部の実施例では、リソグラフィ露光装置１０７は、投影光学システム３２７と、ウェーハ３２８を保持するように構成されたウェーハホルダ３２９とを備える。投影光学システム３２７は、光源１０５からのパルス光ビーム１０２と相互作用するように位置付けられたマスク３３６ｂを備える。リソグラフィ露光装置１０７は、液浸システム又はドライシステムである可能性がある。パルス光ビーム１０２は、投影光学システム３２７内のマスク３３６ｂ及びウェーハ３２８と相互作用するために、経路１０４に沿って開口３１１からリソグラフィ露光装置１０７に入る。マイクロ電子フィーチャが、例えばウェーハ３２８上の反射感応性フォトレジスト材料の層をパルス光ビーム１０２で露光することによってウェーハ３２８上に形成される。

【0043】

[0062] 図３Ｂに示すように、投影光学システム３２７は、スリット３３６ａと、マスク３３６ｂと、レンズ３３６ｃを含む投影対物系とを備える。パルス光ビーム１０２は投影光学システム３２７に入りスリット３３６ａに衝突し、パルス光ビーム１０２の少なくとも一部はスリット３３６ａを通過する。図３Ａから図３Ｃの例では、スリット３３６ａは長方形であり、パルス光ビーム１０２を細長い長方形の光ビームに成形する。マスク３３６ｂ上にパターンが形成され、パターンは、成形された光ビームのどの部分がマスク３３６ｂによって透過され、どの部分がマスク３３６ｂによって遮られるのかを決定する。パターンの設計は、ウェーハ３２８上に形成される具体的なマイクロ電子回路設計によって決定される。

【0044】

[0063] 成形された光ビームはマスク３３６ｂと相互作用する。成形された光ビームのマスク３３６ｂにより透過される部分は、投影レンズ３３６ｃを通過し（投影レンズ３３６ｃによって集束される可能性があり）ウェーハ３２８を露光する。成形された光ビームのマスク３３６ｂにより透過される部分は、ウェーハ３２８のｘｙ平面に空間像を形成する。空間像は、マスク３３６ｂと相互作用した後にウェーハ３２８に到達する光によって形成された強度パターンである。空間像はウェーハ３２８にあり、概ねｘｙ平面に延びる。

【0045】

[0064] 波長選択装置１１０を備えた光学システム１００は、単一露光パスの間に、それぞれがウェーハ３２８内のｚ軸に沿った空間的に異なる場所にある複数の空間像を形成することができる。この例では、投影光学システム３２７は、単一露光パスでウェーハ３２８のｚ軸に沿った異なる平面に３つの空間像３３１、３３３、３３５を形成する。空間像３３１、３３３、３３５のそれぞれは、空間像３３１、３３３、３３５の他の１つの中心波長と異なる中心波長を有する光から形成される。具体的には、空間像３３１、３３３、３３５のそれぞれは、それぞれが対応する個別の中心波長ｗ１、ｗ２、ｗ３を有するパルス光サブビーム２２１、２２３、２２５の対応する１つから形成される。したがって、１つの空間像３３１、３３３、３３５が、パルス光ビーム１０２の各個別の中心波長ｗ１、ｗ２、ｗ３について形成される。

【0046】

[0065] 以上で説明したように、空間像３３１、３３３、３３５のｚ軸に沿った場所は、（投影レンズ３３６ｃ及びマスク３３６ｂを備えた）投影光学システム３２７の特性及びパルス光ビーム１０２の波長に依存する。一般に、単一中心波長のマスク３３６ｂを通過する光が投影レンズ３３６ｃによって焦点面に集束される。投影レンズ３３６ｃの焦点面は投影レンズ３３６ｃとウェーハホルダ３２９との間にあり、ウェーハ３２８のｚ軸に沿った焦点面の位置は投影光学システム３２７の特性及びパルス光ビーム１０２の中心波長に依存する。したがって、パルス光ビーム１０２の中心波長を変化させるあるいは制御することによって、空間像３３１、３３３、３３５の位置を制御することが可能になる。空間像３３１、３３３、３３５は、異なる中心波長ｗ１、ｗ２、ｗ３を有するパルス光ビーム１０２から形成される。このようにして、空間像３３１、３３３、３３５はウェーハ３２８の異なる場所にある。空間像３３１、３３３は、ウェーハ３２８のｚ軸に沿って互いに分離距離３３０ａだけ分離されており、空間像３３３、３３５は、ｚ軸に沿って互いに分離距離３３０ｂだけ分離されている。分離距離３３０ａは、パルス光ビーム１０２の空間像３３１を形成する中心波長ｗ１とパルス光ビーム１０２の空間像３３３を形成する中心波長ｗ２との差に依存する。分離距離３３０ｂは、パルス光ビーム１０２の空間像３３３を形成する中心波長ｗ２とパルス光ビーム１０２の空間像３３５を形成する中心波長ｗ３との差に依存する。

【0047】

[0066] ウェーハホルダ３２９及びマスク３３６ｂ（又は投影光学システム３２７の他の部分）は概して、通常の性能補正及び動作のためのスキャン中にｘ、ｙ、及びｚ方向に互いに対して動き、例えばその運動は、基本レベリング、レンズ歪みの補正を達成するため、及びステージ位置決め誤差の補正に使用されることがある。この相対運動は付随的作動運動と呼ばれる。しかしながら、図３Ａのシステムでは、分離距離３３０ａ、３３０ｂを形成するために、ウェーハホルダ３２９と投影光学システム３２７の相対運動に依拠することはない。その代わりに分離距離３３０ａ、３３０ｂは、露光パスの間にパルス光ビーム１０２のマスク３３６ｂを通過するパルスの一次中心波長ｗ１、ｗ２、ｗ３を制御できることによって形成される。したがって、一部の従来システムと異なり、分離距離３３０ａ、３３０ｂは、投影光学システム３２７及びウェーハ３２８をｚ方向に沿って互いに対して動かすことのみによって生み出されるわけではない。更に、空間像３３１、３３３、３３５は全て同じ露光パスの間にウェーハ３２８に存在する。換言すれば、光学システム１００は、空間像３３１が第１の露光パスで形成され、空間像３３３、３３５がそれに続く露光パスで形成されることを必要としない。

【0048】

[0067] 第１の空間像３３１の光は平面３３１ａでウェーハと相互作用し、第２の空間像３３３の光は平面３３３ａでウェーハと相互作用し、第３の空間像３３５の光は平面３３５ａでウェーハと相互作用する。一部の実施形態では、ウェーハは、１つ以上の以前のレベルに既にパターニングされており、ウェーハ上の異なるトポグラフィ位置に、つまり、平面３３１ａ、３３１ｂ及び３３１ｃなどのｚ軸に沿った異なる平面にフィーチャを備えることになる。前述の相互作用は、ウェーハ３２８上に、電子フィーチャ又は開口や孔などのその他の物理的特徴を形成することができる。空間像３３１、３３３、３３５がｚ軸に沿った異なる平面にあるため、空間像３３１、３３３、３３５は、ウェーハ３２８上に３次元フィーチャを形成するのに使用される可能性があるか又はウェーハの異なるトポグラフィレベルにフィーチャを形成するのに使用される可能性がある。例えば、空間像３３１は、周辺領域を形成するのに使用される可能性があり、空間像３３３は、周辺領域とｚ軸に沿った異なる場所にあるチャネルを形成するのに使用される可能性があり、空間像３３５は、周辺領域及びチャネルとｚ軸に沿って異なる場所にある窪みを形成するのに使用される可能性がある。このように、複数の個別の空間像３３１、３３３、３３５がウェーハ３２８上に形成され、各個別の空間像３３１、３３３、３３５は、経路１０４に沿った伝搬方向に沿ってマスク３３６ｂを通過する関連付けられたパルス光サブビーム２２１、２２３、２２５の個別の中心波長ｗ１、ｗ２、ｗ３に基づいている。このように、様々な波長の光が、ウェーハトポグラフィの様々なレベルにパターンを形成するのに使用される可能性がある。したがって、本明細書で考察される技術は、３次元ＮＡＮＤフラッシュメモリコンポーネントなどの３次元半導体コンポーネントを形成するのに使用されることがある。

【0049】

[0068] 図４Ａを参照すると、波長選択装置１１０の実施例４１０は、同調機構１１２の実施例４１２、回折光学素子１１４の実施例４１４、及び中心波長選択光学系１１６の実施例４１６を備える（図１）。同調機構４１２は、経路１０４に沿ってパルス光ビーム１０２と光学的に相互作用するように配置された一セットの光学機構又はコンポーネント４４０ａ～４４０ｄを備える。光学コンポーネント４４０ａ～４４０ｄのそれぞれは直角プリズムなどの屈折光学素子である可能性がある。図４Ａの例では、同調機構４１２は４つの直角プリズム４４０ａ～４４０ｄを備える。他の例では、同調機構４１２は、４つよりも少ない又は４つよりも多い光学コンポーネントを備える可能性がある。直角プリズム４４０ａ～４４０ｄのそれぞれは、パルス光ビーム１０２の回折光学素子１１４への経路１０４に沿って配置されている。プリズム４４０ａ～４４０ｄのそれぞれは、パルス光ビーム１０２がプリズム４４０ａ～４４０ｄの本体を通過するときにパルス光ビーム１０２を分光し方向転換する役割を果たす透過性プリズムである。プリズム４４０ａ～４４０ｄのそれぞれは、パルス光ビーム１０２の波長の透過を可能にする材料（例えばフッ化カルシウムなど）で作られる可能性がある。図４Ａの例では、中心波長選択光学系４１６は、パルス光ビーム１０２を分光及び反射するように設計される反射格子であり、したがって、中心波長選択光学系４１６は、ＤＵＶ範囲の波長を有するパルス光ビーム１０２と相互作用するのに適した材料で作られている。

【0050】

[0069] 図５Ａに示すように、プリズム４４０ａ、４４０ｂ、４４０ｃ、４４０ｄ、中心波長選択光学系４１６、及び回折光学素子４１４は、光ビーム１０２の経路が概ねＸＹ平面を通るようにＸＹ平面に沿って配置されている。図５Ａの図から、プリズム４４０ａが中心波長選択光学系４１６から最も離れた位置にある一方、プリズム４４０ｄが中心波長選択光学系４１６に最も近い位置にあることが分かる。パルス光ビーム１０２は、波長選択装置４１０に開口４１１から入った後、中心波長選択光学系４１６の回折面４１６ｓに衝突する前に、プリズム４４０ａ、プリズム４４０ｂ、プリズム４４０ｃ、及びプリズム４４０ｄの順に通過する。パルス光ビーム１０２が連続したプリズム４４０ａ～４４０ｄを通過するごとに、光ビーム１０２は光学的に拡大され、次の光学コンポーネントに向けて方向転換される（ある角度で屈折される）。したがって、図４Ａの例では、パルス光ビーム１０２は４つの直角プリズム４４０ａ～４４０ｄと中心波長選択光学系４１６との間で完全に拡大される。そして回折光学素子４１４はこの場所に配置されている。パルス光ビーム１０２が回折光学素子４１４において完全に拡大されているため、パルス光ビーム１０２のエネルギー又はパワーは回折光学素子４１４の表面積全体により均等に分布される。

【0051】

[0070] 図５Ｂを参照すると、波長選択装置４１０の１つの実施例５１０では、パルス光ビーム１０２の少なくとも大部分が拡大されている場所が、中心波長選択光学系４１６に最も近い直角プリズム４４０ｄと中心波長選択光学系４１６に２番目に近い直角プリズム４４０ｃとの間の光路１０４にある可能性がある。したがって、これらの実施例では、回折光学素子４１４は、プリズム４４０ｄとプリズム４４０ｃの間の、パルス光ビーム１０２の少なくとも大部分が拡大されている場所に配置されている。

【0052】

[0071] 図４Ａを再度参照すると、回折光学素子４１４は、パルス光ビーム１０２と相互作用し、それぞれ中心波長選択光学系４１６への対応する経路２２２、２２４、２２６に沿って方向付けられ、それぞれ中心波長選択光学系４１６への個別の入射角と関連付けられている複数のパルス光サブビーム２２１、２２３、２２５（図２Ａに示されている）を生成する。したがって、パルス光サブビーム２２１、２２３、２２５のそれぞれは個別の中心波長ｗ１、ｗ２、ｗ３と関連付けられており、パルス光ビーム１０２の光学スペクトル２２０（図２Ｃ）は、各個別の中心波長ｗ１、ｗ２、ｗ３にピークを有する。回折光学素子４１４は、生成されたパルス光サブビーム４４０ａ～４４０ｄのそれぞれの光学倍率を変更することはない。

【0053】

[0072] パルス光ビーム１０２は、パルス光ビーム１０２が波長選択装置４１０を出るときに開口４１１を通過する前に、中心波長選択光学系４１６から回折及び反射されて回折光学素子４１４、プリズム４４０ｄ、プリズム４４０ｃ、プリズム４４０ｂ、及びプリズム４４０ａをこの順に通って戻る。回折光学素子４１４は、同調機構４１２と相互作用する前にパルス光ビーム１０２を再形成するために、中心波長選択光学系４１６から進んでくる３つのパルス光サブビーム２２１、２２３、２２５を再結合する。中心波長選択光学系４１６から同調機構４１２の連続したプリズム４４０ａ～４４０ｄを通過するごとに、パルス光ビーム１０２は開口４１１に向かって進むときに光学的に圧縮される。

【0054】

[0073] 図４Ａの例では、プリズム４４０ａ～４４０ｄのそれぞれは、光ビーム１０２が通過する表面内に含まれるようにパルス光ビーム１０２の横断方向に十分に幅が広い。各プリズム４４０ａ～４４０ｄは、開口４１１から中心波長選択光学系４１６に向かう経路上で光ビーム１０２を光学的に拡大するものであり、したがって、各プリズム４４０ａ～４４０ｄはプリズム４４０ａからプリズム４４０ｄに向かってサイズが連続的に大きくなる。したがって、プリズム４４０ｄはプリズム４４０ｃより大きく、プリズム４４０ｃはプリズム４４０ｂより大きく、プリズム４４０ａは最も小さいプリズムである。

【0055】

[0074] 図４Ｂを参照すると、同調機構４１２のプリズムＰ（プリズム４４０ａ～４４０ｄのうちのいずれか１つであり得る）が回転すると、パルス光ビーム１０２がその回転したプリズムＰの入射面Ｈ（Ｐ）に衝突する入射角が変化する。更に、２つの局所的光学品質、すなわち回転したプリズムＰを通過する光ビーム１０２の光学倍率ＯＭ（Ｐ）及びビーム屈折角δ（Ｐ）は、回転したプリズムＰの入射面Ｈ（Ｐ）に衝突する光ビーム１０２の入射角の関数である。プリズムＰを通過する光ビーム１０２の光学倍率ＯＭ（Ｐ）は、プリズムＰを出る光ビーム１０２の横幅Ｗｏ（Ｐ）のプリズムＰに入る光ビーム１０２の横幅Ｗｉ（Ｐ）に対する比である。

【0056】

[0075] 同調機構４１２内のプリズムＰの１つ以上におけるパルス光ビーム１０２の局所的光学倍率ＯＭ（Ｐ）の変化が、同調機構４１２を通過するパルス光ビーム１０２の光学倍率ＯＭ４３８の全体的な変化を引き起こす。同調機構４１２を通過する光ビーム１０２の光学倍率ＯＭ４３８は、同調機構４１２を出る光ビーム１０２の横幅Ｗｏの同調機構４１２に入る光ビーム１０２の横幅Ｗｉに対する比である。

【0057】

[0076] また、同調機構内のプリズムＰの１つ以上を通る局所的ビーム屈折角δ（Ｐ）の変化が、中心波長選択光学系４１６の表面４１６ｓにおけるパルス光ビーム１０２の入射角の全体的な変化を引き起こす。したがって、表面４１６ｓにおけるパルス光サブビーム２２１、２２３、２２５のそれぞれの入射角もまた、これらのプリズムのうちの１つのプリズムの回転と共に変化する。このようにして、パルス光ビーム１０２の中心波長もまた、パルス光ビーム１０２が中心波長選択光学系４１６の回折面４１６ｓに衝突する入射角を変化させることによって調整される可能性がある。

【0058】

[0077] 一部の実施例では、中心波長選択光学系４１６は高ブレーズ角エシェル格子であり、格子方程式を満たす任意の入射角で中心波長選択光学系４１６に入射するパルス光ビーム１０２は反射（回折）されることになる。更に、光ビーム１０２の中心波長選択光学系４１６への入射角が光ビーム１０２の中心波長選択光学系４１６からの出射角と等しくなるように中心波長選択光学系４１６が使用される場合に、中心波長選択光学系４１６及び同調機構４１２（プリズム４４０ａ～４４０ｄ）はリトロー配置においてパルス光ビーム１０２と相互作用するように配置され、中心波長選択光学系４１６から反射される光ビーム１０２の波長はリトロー波長である。中心波長選択光学系４１６に入射する光ビーム１０２の垂直発散がゼロに近いと仮定される可能性がある。公称波長を反射するために、中心波長選択光学系４１６は、公称波長が（同調機構４１２が光学システム１００で使用される場合に）光学システム１００で増幅されるように反射して同調機構４１２（プリズム４４０ａ～４４０ｄ）を通って戻るように、中心波長選択光学系４１６に入射する光ビーム１０２に対して位置合わせされる。そのときリトロー波長は、パルス光ビーム１０２の中心波長選択光学系４１６への入射角を変化させることによって、光学システム１００内の共振器の利得帯域幅全体にわたって調整される可能性がある。

【0059】

[0078] 一部の実施例では、波長選択装置４１０はデータ接続４５２を介して制御システム４５０と通信状態にある。制御システム４５０は、ファームウェアとソフトウェアとの任意の組み合わせの形態をした電子回路を備える。更に、中心波長選択光学系４１６、回折光学素子４１４、及び同調機構４１２のプリズム４４０ａ～４４０ｄのいずれか１つ以上は、同調機構４１２と関連付けられ制御モジュール４５０に接続されているアクチュエータを含む各作動システムに結合される可能性がある。図４Ａの例では、制御モジュール４５０は、回折光学素子４１４及びプリズム４４０ｄにそれぞれ物理的に結合されるアクチュエータを含む作動システム４１４Ａ、４４１Ａに接続されている。他の例では、プリズム４４０ａ～４４０ｄの２つ以上が、制御モジュール４５０に接続される各作動システムに結合される可能性がある。

【0060】

[0079] 制御システム４５０は、電子プロセッサ、電子記憶装置、及び入出力（Ｉ／Ｏ）インターフェイスを備える。電子プロセッサは、汎用又は専用マイクロプロセッサなどのコンピュータプログラムの実行に適した１つ以上のプロセッサ、及び任意の種類のデジタルコンピュータの１つ以上の任意のプロセッサである。一般にプロセッサは、読み取り専用メモリ又はランダムアクセスメモリ又はその両方から命令及びデータを受け取る。電子プロセッサは、任意のタイプの電子プロセッサである可能性がある。電子記憶装置は、ＲＡＭなどの揮発性メモリ、又は不揮発性メモリである可能性がある。一部の実施例では、電子記憶装置は、不揮発性部分又はコンポーネント及び揮発性部分又はコンポーネントの両方を備える可能性がある。電子記憶装置は、実行されるときに、プロセッサに制御システム４５０内の他のコンポーネント又は波長選択装置４１０の他のコンポーネントと通信させる、場合によってコンピュータプログラムである命令を記憶する。Ｉ／Ｏインターフェイスは、制御システム４５０がデータ及び信号を受け取ること及び／又は波長選択装置４１０の他のコンポーネント、オペレータ、及び／又は別の電子デバイス上で動作する自動プロセスに提供することを可能にする任意の種類の電子インターフェイスである。例えばＩ／Ｏインターフェイスは、タッチスクリーン又は通信インターフェイスの１つ以上を含む可能性がある。

【0061】

[0080] 作動システム４１４Ａ、４４１Ａのアクチュエータのそれぞれは、対応する光学コンポーネントを動かす又は制御するための機械デバイスである。アクチュエータは、制御システム４５０からエネルギーを受け取り、そのエネルギーを対応する光学コンポーネントに与えられる何らかの運動に変換する。例えばアクチュエータは、力デバイス、及び同調機構のプリズムの１つ以上を回転させるための回転ステージのいずれか１つである可能性がある。アクチュエータは、例えばステッパモータなどのモータ、バルブ、圧力制御デバイス、ピエゾデバイス、リニアモータ、油圧アクチュエータ、音声コイルなどを含む可能性がある。

【0062】

[0081] 図６Ａ及び図６Ｂを参照すると、作動システム４１４Ａ（図４Ａ）の１つ以上のアクチュエータ６１４Ａは、回折光学素子４１４のパルス光ビーム１０２の経路１０４に対する位置を調整するように構成される可能性がある。具体的には、回折光学素子４１４の位置は、光ビーム１０２が進む経路（ＸＹ平面内にある）に垂直なＺ軸に沿ってアクチュエータ６１４Ａによって調整される。アクチュエータ６１４Ａは、回折光学素子４１４があるときにはパルス光ビーム１０２の経路１０４に沿った位置にあり（図６Ａ）、他のときにはパルス光ビーム１０２の経路１０４に沿った位置にない（図６Ｂ）ように回折光学素子４１４を動かすことができる。例えばアクチュエータ６１４Ａは、リニアステッパモータなどのリニアモータを含む可能性がある。制御システム４５０は、例えば予めプログラムされたレシピ又はユーザ入力に基づいてアクチュエータ６１４Ａを制御することができる。

【0063】

[0082] 回折光学素子４１４は、回折光学素子４１４がパルス光ビーム１０２の経路１０４に沿った位置にある（図６Ａ）場合にのみパルス光ビーム１０２と相互作用する。したがって、回折光学素子４１４がパルス光ビーム１０２の経路１０４に沿った位置にあるとき、複数のパルス光サブビーム２２１、２２３、２２５は、パルス光ビーム１０２がウェーハに複数の空間像３３１、３３３、３３５を形成するために関連付けられた中心波長ｗ１、ｗ２、ｗ３を有するように回折光学素子４１４によって生成される。回折光学素子４１４がパルス光ビーム１０２の経路１０４に沿った位置にない（図６Ｂ）とき、回折光学素子４１４は光ビーム１０２と相互作用せず、パルス光ビーム１０２は、ウェーハ３２８に単一の空間像を形成するために光の一次中心波長のみを含む。

【0064】

[0083] 図７Ａ及び図７Ｂを参照すると、作動システム４１４Ａ（図４Ａ）の１つ以上のアクチュエータ７１４Ａが、回折光学素子４１４のＺ軸周りの角度を調整するように構成される可能性があり、これにより回折光学素子４１４の面法線はパルス光ビーム１０２の経路１０４の方向に対して回転する。生成された各パルス光サブビーム２２１、２２３、２２５の中心波長選択光学系４１６への個別の入射角もまた、回折光学素子４１４の経路１０４の方向に対する角度が調整されるときに調整される。

【0065】

[0084] １つの例では、アクチュエータ７１４Ａは、回折光学素子４１４がパルス光ビーム１０２の経路１０４の方向と著しく（例えば１０°を超えて）位置がずれたときに、回折光学素子４１４の経路１０４の方向に対する角度を補正するように構成される可能性がある。例えば、波長選択装置４１０内の振動又は他の機械的外乱によって回折光学素子４１４が位置ずれする可能性があり、アクチュエータ７１４Ａは、回折光学素子４１４のパルス光ビーム１０２の経路１０４の方向に対する角度を調整することによってこれらのずれを補正することができる。一例では、回折光学素子４１４は、回折光学素子４１４とパルス光ビーム１０２の経路１０４の方向とのなす角度が９０度に等しくないか又は約９０度の閾値範囲内にない場合に位置ずれと見なされる可能性がある。

【0066】

[0085] 更に、作動システム４４１Ａ（図４Ａ）の同調機構４１２と関連付けられている１つ以上のアクチュエータ７４１Ａが、１つ以上のアクチュエータ７４１Ａへの信号を調整することによって、パルス光ビーム１０２の中心波長選択光学系４１６への入射角を調整するように構成される可能性がある。具体的には、この例においてプリズム４４０ｄは、プリズム４４０ｄをｚ軸周りに回転させるアクチュエータ７４１Ａに物理的に結合されている。生成された各パルス光サブビーム２２１、２２３、２２５の中心波長選択光学系４１６への個別の入射角もまた、パルス光ビーム１０２の中心波長選択光学系４１６への入射角が調整されるときに調整される。図７Ａ及び図７Ｂの例では、制御システム４５０は、例えば予めプログラムされたレシピ又はユーザ入力に基づいてアクチュエータ７４１Ａ及びアクチュエータ７１４Ａを制御することができる。アクチュエータ７１４Ａ、７４１Ａのそれぞれは、例えば回転ステッパモータなどの回転モータである可能性がある。

【0067】

[0086] 図８を参照すると、（パルス光ビーム１０２などの）単一のパルス光ビームで複数の空間像を形成する手順８６０が実行される。手順８６０は、波長選択装置１１０（図２Ａから図２Ｃ）、光源１０５、及びウェーハ３２８を備えたリソグラフィ露光装置１０７（図３Ａから図３Ｃ）を備えた光学システム１００（図１）について実行される可能性がある。手順８６０はまた、波長選択装置４１０（図４Ａ及び図５Ａ）及び波長選択装置５１０（図５Ｂ）のいずれか１つについて実行される可能性がある。以下において手順８６０は光学システム１００について説明される。

【0068】

[0087] 手順８６０は、ウェーハに向かう経路に沿ってパルス光ビーム１０２を発生させること（８６１）を含む。例えばパルス光ビーム１０２は、光源１０５によって発生され、経路１０４に沿ってリソグラフィ露光装置１０７内のウェーハ３２８に向けられる可能性がある。図１の例では、パルス光ビーム１０２は、波長選択装置１１０と相互作用するために、（光ビーム１０２が光源１０５によって生成された後に）光源１０５から方向付けられる。次いでパルス光ビーム１０２は、波長選択装置１１０から空間像が形成され得るウェーハ３２８を含むリソグラフィ露光装置１０７に向けられる。

【0069】

[0088] パルス光ビームの中心波長選択光学系（１１６など）への入射角が選択されることによって、パルス光ビームの各パルスの少なくとも１つの中心波長を選択する（８６３）。各パルスの少なくとも１つの中心波長を選択するために、パルス光ビーム１０２は、パルス光ビームの中心波長選択光学系への経路に沿って配置された同調機構と光学的に相互作用する（８６３）。例えば、パルス光ビーム１０２の中心波長選択光学系１１６への入射角は、パルス光ビーム１０２をパルス光ビーム１０２の中心波長選択光学系１１６への経路１０４に沿って配置された波長選択装置１１０の同調機構１１２と相互作用させることによって選択される可能性がある。図１の（ＤＵＶシステムであり得る）光学システム１００では、パルス光ビーム１０２の各パルスの中心波長は、約２４８ナノメートル（ｎｍ）又は１９３ｎｍとなるように選択される可能性がある。

【0070】

[0089] 一部の実施例では、同調機構１１２は、（屈折直角プリズムである）光学素子４４０ａ～４４０ｄを備えた同調機構４１２（図４Ａ）である可能性があり、パルス光ビーム１０２の中心波長選択光学系４１６への入射角は、同調機構４１２の光学素子４４０ａ～４４０ｄの少なくとも１つのパルス光ビーム１０２の経路１０４に対する配置を変える又は調整することによって選択される（及び変化する）可能性がある。換言すれば、パルス光ビーム１０２の中心波長選択光学系４１６への入射角は、同調機構４１２内の屈折光学素子４４０ａ～４４０ｄの１つ以上の角度を調整することによって選択される。このように、パルス光ビーム１０２の中心波長は、同調機構１１２（又は図４Ａの同調機構４１２）を調整し、パルス光ビーム１０２を同調機構１１２と相互作用させることによって選択される。

【0071】

[0090] パルス光ビームからの空間的に分離され時間的に分離されていない複数のパルス光サブビームが、パルス光ビームをパルス光ビームの経路に沿って配置された回折パターンと相互作用させることによりパルス光ビームを複数のパルス光サブビームに分割することによって生成される（８６５）。各パルス光サブビームは、各パルス光サブビームが異なる波長を有するように、つまり各パルス光サブビームが少なくとも１０ピコメートル（ｐｍ）だけ分離されている個別の波長の対応する１つと関連付けられるように、中心波長選択光学系への個別の入射角と関連付けられている（８６５）。例えば、空間的に分離され時間的に分離されていない複数のパルス光サブビーム２２１、２２３、２２５は、パルス光ビーム１０２を複数のパルス光サブビーム２２１、２２３、２２５に分割することによって生成される可能性がある。パルス光ビーム１０２を分割するために、パルス光ビーム１０２は、パルス光ビーム１０２の経路１０４に沿って配置された回折光学素子１１４の回折パターンと相互作用することができる。換言すれば、パルス光ビーム１０２は、パルス光ビーム１０２を回折光学素子１１４に透過させることによって回折光学素子１１４の回折パターンと相互作用することができる。

【0072】

[0091] 更に、複数のパルス光サブビーム２２１、２２３、２２５は、回折パターンのパルス光ビーム１０２の経路１０４に対する位置を調整することによってパルス光ビーム１０２から生成される可能性がある。例えば回折光学素子１１４の位置は、例えばアクチュエータ６１４Ａ、７１４Ａ（図６Ａから図７Ｂ）を制御することにより回折光学素子１１４を並進移動及び／又は回転させることによって調整される可能性があり、これにより回折光学素子１１４の回折パターンのパルス光ビーム１０２の経路１０４に対する位置も調整される。換言すれば、回折パターンの位置は、回折パターンを含む回折光学素子１１４の動きを制御することによって調整される可能性がある。

【0073】

[0092] 生成されたパルス光サブビーム２２１、２２３、２２５のそれぞれは、各パルス光サブビーム２２１、２２３、２２５が少なくとも１０ｐｍだけ分離されている個別の中心波長ｗ１、ｗ２、ｗ３の対応する１つと関連付けられるように、中心波長選択光学系１１６への個別の入射角２２２Ａ、２２４Ａ、２２６Ａとそれぞれ関連付けられている。具体的には、複数のパルス光サブビーム２２１、２２３、２２５の個別の中心波長ｗ１、ｗ２、ｗ３間の波長間隔は、約１０ピコメートル（ｐｍ）、約３０ｐｍ、又は約４５ｐｍより大きい可能性がある。更に、各パルス光サブビーム２２１、２２３、２２５とそれぞれ関連付けられた、中心波長選択光学系１１６への各個別の入射角２２２Ａ、２２４Ａ、２２６Ａは、（回折光学素子１１４内に含まれている）回折パターンの溝間隔１１４ｓによって決定される。

【0074】

[0093] 図１の例では、中心波長選択光学系１１６から離れる複数のパルス光サブビーム２２１、２２３、２２５は、パルス光サブビーム２２１、２２３、２２５をパルス光ビーム１０２の経路に沿って配置された回折パターンと相互作用させることによって再結合される。このようにして、複数のパルス光サブビーム２２１、２２３、２２５は、パルス光ビーム１０２が経路１０４に沿って中心波長選択光学系１１６に進みながら回折パターンと相互作用するときに生成され、パルス光サブビーム２２１、２２３、２２５が経路１０４に沿って中心波長選択光学系１１６から離れて進みながら回折パターンと相互作用するときにパルス光ビーム１０２を形成するために再結合される。図１の例では、回折光学素子１１４は、経路１０４に沿ってウェーハ３２８に向けられる再結合されたパルス光ビーム１０２を形成するために、パルス光サブビーム２２１、２２３、２２５が中心波長選択光学系１１６と相互作用した後に複数のパルス光サブビーム２２１、２２３、２２５を再結合する。したがって、複数の個別の中心波長ｗ１、ｗ２、ｗ３を有する再結合されたパルス光ビーム１０２は次に、複数の空間像３３１、３３３、３３５をウェーハ３２８上に形成するべくリソグラフィ露光装置１０７と相互作用するために方向付けられる可能性がある。

【0075】

[0094] 複数の空間像は、各空間像が個別の中心波長に基づいて形成されるように単一のパルス光ビームでウェーハ上に形成される（８６７）。例えば、複数の空間像３３１、３３３、３３５は、空間像３３１、３３３、３３５がウェーハのｚ軸上の異なる場所に形成され、各空間像３３１、３３３、３３５が個別の中心波長ｗ１、ｗ２、ｗ３のうちの１つに基づくように単一のパルス光ビーム１０２でウェーハ３２８上に形成される。単一のパルス光ビーム１０２が再結合されたパルス光ビーム１０２の複数の中心波長ｗ１、ｗ２、ｗ３を選択するために回折パターンと相互作用するため、複数の空間像３３１、３３３、３３５のそれぞれは単一の光ビーム１０２で単一露光パスで形成される。パルス光ビーム１０２の強度プロファイルはリソグラフィ露光装置１０７内のウェーハ３２８において平坦化される。強度は、それぞれが同じ光パワーを有するサブパルスの数が増加するためにウェーハ３２８において平坦化される。（それぞれが個別の中心波長を有する）サブパルスの数が多ければ多いほど、ウェーハ３２８におけるスルーフォーカスによるパワー分布がより平らになる。

【0076】

[0095] したがって、パルス光ビーム１０２を回折パターン（又は回折光学素子１１４）と相互作用させることによって、個別の中心波長ｗ１、ｗ２、ｗ３とそれぞれ関連付けられる複数の空間像３３１、３３３、３３５は、ウェーハ３２８上に単一のパルス光ビーム１０２かつ単一リソグラフィ露光パスで形成される。

【0077】

[0096] 図９を参照すると、光学システム１００の実施例９００の一例のブロック図が示されている。光学システム１００は、光源９０５を光源１０５として備えたフォトリソグラフィシステム９００である。光源９０５は、リソグラフィ露光装置１０７に提供されるパルス光ビーム１０２を生成する。光源９０５は、例えば（レーザビームであり得る）パルス光ビーム１０２を出力するエキシマ光源である可能性がある。パルス光ビーム１０２は、リソグラフィ露光装置１０７に入るとき、図３Ａから図３Ｃを参照して以上で考察したように投影光学システム３２７を通って方向付けられ、ウェーハ３２８に投影される。このようにして、１つ以上のマイクロ電子フィーチャがウェーハ３２８上のフォトレジストにパターニングされた後に、フォトレジストは後続のプロセスステップの前に現像及び洗浄され、プロセスは繰り返す。フォトリソグラフィシステム９００はまた、システム９００の様々な動作を制御するために、図９の例では、（波長選択装置４１０を含む）光源９０５のコンポーネント及びリソグラフィ露光装置１０７に接続されている制御システム４５０（図４Ａ）を備える。

【0078】

[0097] 図９に示す実施例では、光源９０５は、シード光ビーム９０２ｓをパワー増幅器（ＰＡ）９７２に提供する主発振器（ＭＯ）９７０を備えた２ステージレーザシステムである。ＭＯ９７０及びＰＡ９７２は、光源９０５の下位システム又は光源９０５の一部であるシステムと見なされる可能性がある。パワー増幅器９７２は、主発振器９７０からシード光ビーム９０２ｓを受光し、リソグラフィ露光装置１０７で使用するパルス光ビーム１０２を発生させるためにシード光ビーム９０２ｓを増幅させる。例えば、主発振器９７０は、シードパルスエネルギーが１パルス当たり約１ミリジュール（ｍＪ）のパルスシード光ビームを照射することができ、これらのシードパルスはパワー増幅器９７２によって約１０～１５ｍＪに増幅される可能性がある。

【0079】

[0098] 主発振器９７０は放電チャンバ９７１を備え、放電チャンバ９７１は２つの細長い電極９７４と、放電チャンバ９７１内に閉じ込められるガス混合物である利得媒体９７６と、ガス混合物を電極９７４間で循環させるためのファンとを有する。放電チャンバ９７１の一方の側にある波長選択装置４１０（図４Ａ）と放電チャンバ９７１の第２の側にある光出力カプラ９７８との間に共振器が形成される。波長選択装置４１０は、シード光ビーム９０２ｓを調整又は調節することによって、パルス光ビーム１０２の波長及び帯域幅を含むパルス光ビーム１０２のスペクトル特性を細かく調整又は調節する。

【0080】

[0099] 主発振器９７０はまた、出力カプラ９７８から出力光ビームを受光するライン中心解析モジュール９７９と、シード光ビーム９０２ｓを形成するために必要に応じて出力光ビームのサイズ又は形状を修正するビーム結合光学システム９８０とを備える可能性がある。ライン中心解析モジュール９７９は、シード光ビーム９０２ｓの波長及び／又は帯域幅を測定又はモニタするのに使用され得る測定システムである。ライン中心解析モジュール９７９は、光源９０５内の他の場所に配置される可能性があるか又は光源９０５の出力部に配置される可能性がある。

【0081】

[0100] 放電チャンバ９７１で使用されるガス混合物は、照射に必要な波長及び帯域幅の光ビームを生成するのに適した任意の気体である可能性がある。エキシマ源の場合、ガス混合物は、緩衝ガスであるヘリウム及び／又はネオン以外の、例えばアルゴンやクリプトンなどの貴ガス（希ガス）、例えばフッ素又は塩素及び微量のキセノンなどのハロゲンを含む可能性がある。ガス混合物の具体的な例には、約１９３ｎｍの波長の光を発するフッ化アルゴン（ＡｒＦ）、約２４８ｎｍの波長の光を発するフッ化クリプトン（ＫｒＦ）、又は約３５１ｎｍの波長の光を発する塩化キセノン（ＸｅＣｌ）が含まれる。エキシマ利得媒体（ガス混合物）は、細長い電極９７４への電圧の印加によって、高圧放電において短い（例えばナノ秒）電流パルスで励起される。

【0082】

[0101] パワー増幅器９７２は、シード光ビーム９０２ｓを主発振器９７０から受光し、光ビーム９０２ｓを放電チャンバ９７３を通過させてビーム回転光学素子９８１に向けるビーム結合光学システム９８２を備え、ビーム回転光学素子９８１は、シード光ビーム９０２ｓが放電チャンバ９７３内に送り返されビーム結合光学システム９８２を通過するようにシード光ビーム９０２ｓの方向を修正又は変化させる。放電チャンバ９７３は、一対の細長い電極９７５と、ガス混合物である利得媒体９７７と、ガス混合物を電極９７５間で循環させるためのファンとを備える。

【0083】

[0102] 出力パルス光ビーム１０２は、ビーム１０２の様々なパラメータ（帯域幅や波長など）が測定され得る帯域幅解析モジュール９８３を通るように方向付けられる。出力光ビーム１０２はまた、ビーム準備システム９８４を通るように方向付けられる可能性がある。ビーム準備システム９８４は、例えば、出力光ビーム１０２のパルスのそれぞれが、例えば光学遅延ユニットにおいて時間的に引き伸ばされて、リソグラフィ露光装置１０７に衝突する光ビームの性能特性を調整するパルスストレッチャを備える可能性がある。ビーム準備システム９８４はまた、光ビーム１０２に作用することができる他のコンポーネント、例えば、反射及び／又は屈折光学素子（例えばレンズ及びミラーなど）、フィルタ、及び光学的開口（自動シャッタを含む）などを備える可能性がある。

【0084】

[0103] フォトリソグラフィシステム９００はまた制御システム４５０を備える。図９に示す実施例では、制御システム４５０は光源９０５の様々なコンポーネントに接続されている。例えば、制御システム４５０は、１つ以上の信号を光源９０５に送信することによって、光源９０５が１つの光パルス又は１つ以上の光パルスを含む光パルスのバーストを放出するタイミングを制御することができる。制御システム４５０はまたリソグラフィ露光装置１０７に接続されている。したがって、制御システム４５０は、リソグラフィ露光装置１０７から命令及び／又はデータを受け取ることもできる。リソグラフィ露光装置１０７は、ウェーハ３２８の露光を制御し得る、したがって、どのように電子フィーチャがウェーハ３２８に印刷されるかを制御するのに使用され得る（制御システム４５０と通信し得る）専用コントローラを備える可能性がある。一部の実施例では、リソグラフィコントローラは、スリット３３６ａのｘｙ平面における動き（図３Ｂ）を制御することによってウェーハ３２８のスキャンを制御することができる。リソグラフィ露光装置１０７はまた、例えば（空調デバイス及び／又は加熱デバイスなどの）温度制御デバイス、及び／又はリソグラフィコントローラにより制御される様々な電気コンポーネント用の電源を備える可能性がある。一部の実施例では、リソグラフィコントローラは制御システム４５０の一部であり、制御システム４５０は２つ以上のサブ制御システムを備える可能性がある。

【0085】

[0104] 更に、制御システム４５０は波長選択装置４１０の様々なコンポーネントを制御することができる。例えば制御システム４５０は、プリズム４４０ａ～４４０ｄのそれぞれの位置、回折光学素子４１４の位置、及び中心波長選択光学系４１６の位置を制御することができる。

【0086】

[0105] 更に図１０Ａから図１０Ｃを参照すると、回折光学素子１１４の実施例１０１４が示されている。この実施例１０１４では、回折光学素子１１４はプリズム４４０ｄと中心波長選択光学系４１６との間に配置されたブレーズ格子である。周期的構造又はフィーチャは、周期的構造がＺ軸と平行な中心線１０１４ｃに関して線対称となるようにＺ軸に沿って直線状に配置されている。以上で考察したように、ブレーズ格子１０１４を光ビーム１０２が進む方向に垂直な方向Ｄｓに沿って（かつＸＹ平面内で）移動させる場合、１つのサブビームか他のサブビームになる、つまり選択光学系４１６に衝突する光の量は調整される可能性がある。このようにして、ウェーハにおける１つの空間像の光パワーの量は他の空間像に対して変更される可能性がある。ウェーハにおける多焦点イメージングが制御される可能性がある。

【0087】

[0106] 実施形態は以下の条項を使用して更に説明される可能性がある。１．パルス光ビームを生成するパルス光源のための波長選択装置であって、
パルス光ビームの入射角に従ってパルス光ビームの各パルスの少なくとも１つの中心波長を選択する中心波長選択光学系と、
パルス光ビームの中心波長選択光学系への経路に沿って配置された同調機構であって、パルス光ビームと光学的に相互作用し、パルス光ビームの中心波長選択光学系への入射角を選択する同調機構と、
受動的かつ透過的であり、パルス光ビームの少なくとも大部分が拡大される場所にパルス光ビームの経路に沿って配置されている回折光学素子であって、パルス光ビームと相互作用し、それぞれが個別の波長と関連付けられパルス光ビームの光学スペクトルが各個別の波長にピークを有するように、それぞれが中心波長選択光学系への個別の入射角と関連付けられた複数のパルス光サブビームをパルス光ビームから生成する回折光学素子と、を備えた波長選択装置。
２．回折光学素子が、回折ビームスプリッタ、回折格子、位相格子、バイナリ位相格子、又はブレーズ位相格子である、条項１の波長選択装置。
３．同調機構が４つの屈折光学素子を備える、条項１の波長選択装置。
４．各屈折光学素子が直角プリズムである、条項３の波長選択装置。
５．複数のパルス光サブビームの個別の波長間の波長間隔が、約１０ピコメートル（ｐｍ）、約３０ｐｍ、又は約４５ｐｍより大きい、条項１の波長選択装置。
６．パルス光ビームの各パルスの中心波長が約２４８ナノメートル（ｎｍ）又は約１９３ｎｍである、条項１の波長選択装置。
７．複数のパルス光サブビームの個別の波長間の波長間隔が、回折光学素子の周期的な形状に依存する、条項１の波長選択装置。
８．同調機構が、パルス光ビームの回折光学素子への経路に沿って配置された４つの直角プリズムを備え、パルス光ビームが４つの直角プリズムと中心波長選択光学系との間で完全に拡大される、条項１の波長選択装置。
９．回折光学素子のパルス光ビームの経路に対する位置を調整するアクチュエータを更に備え、これにより回折光学素子があるときにはパルス光ビームの経路に沿った位置にあり、他のときにはパルス光ビームの経路に沿った位置になく、回折光学素子がパルス光ビームの経路に沿った位置にある場合にのみ回折光学素子がパルス光ビームと相互作用する、条項１の波長選択装置。
１０．アクチュエータが更に、回折光学素子における回折光学素子のパルス光ビームの経路の方向に対する角度を調整し、これにより生成された各パルス光サブビームの中心波長選択光学系への個別の入射角が調整される、条項９の波長選択装置。
１１．複数のパルス光サブビームが、３つ以上のパルス光サブビームを含む、条項１の波長選択装置。
１２．同調機構及び中心波長選択光学系が、リトロー配置においてパルス光ビームと相互作用するように配置されている、条項１の波長選択装置。
１３．中心波長選択光学系が反射光学素子である、条項１の波長選択装置。
１４．空間像がパルス光ビームの各個別の波長について形成される、条項１の波長選択装置。
１５．制御システムと、同調機構と関連付けられた１つ以上のアクチュエータとを更に備え、制御システムが、１つ以上のアクチュエータへの信号を調整することによって、パルス光ビームの中心波長選択光学系への入射角を調整する、条項１の波長選択装置。
１６．回折光学素子が、経路に沿ったパルス光ビームの伝搬方向に垂直に配置されている、条項１の波長選択装置。
１７．回折光学素子が更に、パルス光ビームを形成するために中心波長選択光学系からの複数のパルス光サブビームを再結合する、条項１の波長選択装置。
１８．同調機構が４つの直角プリズムを備えており、パルス光ビームの少なくとも大部分が拡大される場所が、中心波長選択光学系に最も近い直角プリズムと中心波長選択光学系に２番目に近い直角プリズムとの間の光路にある、条項１の波長選択装置。
１９．経路に沿ってリソグラフィ露光装置に向けられるパルス光ビームを生成する光源と、
パルス光ビームと相互作用するリソグラフィ露光装置と、
光源に対して配置された波長選択装置とを備えた光学システムであって、波長選択装置が、
パルス光ビームの入射角に従ってパルス光ビームの各パルスの少なくとも１つの中心波長を選択する中心波長選択光学系と、
パルス光ビームの中心波長選択光学系への経路に沿って配置された同調機構であって、パルス光ビームと光学的に相互作用し、パルス光ビームの中心波長選択光学系への入射角を選択する同調機構と、
受動的かつ透過的であり、パルス光ビームが完全に拡大されるか又は少なくとも大部分が拡大される場所にパルス光ビームの経路に沿って配置されている回折光学素子であって、パルス光ビームと相互作用し、空間的に分離され時間的に分離されていない複数のパルス光サブビームをパルス光ビームから生成するものであり、各パルス光サブビームが、それぞれが個別の波長と関連付けられ、パルス光ビームの光学スペクトルが各個別の波長にピークを有するように中心波長選択光学系への個別の入射角と関連付けられた回折光学素子と、を備えた光学システム。
２０．回折光学素子が、回折ビームスプリッタ、回折格子、位相格子、バイナリ位相格子、又はブレーズ位相格子である、条項１９の光学システム。
２１．同調機構が４つの屈折光学素子を備える、条項１９の光学システム。
２２．各屈折光学素子が直角プリズムである、条項２１の光学システム。
２３．複数のパルス光サブビームの個別の波長間の波長間隔が、約１０ピコメートル（ｐｍ）、約３０ｐｍ、又は約４５ｐｍより大きい、条項１９の光学システム。
２４．パルス光ビームの各パルスの中心波長が約２４８ナノメートル（ｎｍ）又は約１９３ｎｍである、条項１９の光学システム。
２５．波長選択装置が、回折光学素子のパルス光ビームの経路に対する位置を、回折光学素子があるときにはパルス光ビームの経路に沿った位置にあり、他のときにはパルス光ビームの経路に沿った位置になく、回折光学素子がパルス光ビームの経路に沿った位置にある場合にのみ回折光学素子がパルス光ビームと相互作用するように調整するアクチュエータを更に備える、条項１９の光学システム。
２６．回折光学素子のパルス光ビームの経路に対する位置を調整するように波長選択装置を制御する制御システムを更に備えた、条項２５の光学システム。
２７．リソグラフィ露光装置が、光源からのパルス光ビームと相互作用するように位置付けられたマスクと、ウェーハを保持するウェーハホルダとを備える、条項１９の光学システム。
２８．ウェーハホルダにあるウェーハ上に、それぞれが伝搬方向に沿ってマスクを通過する関連付けられたパルス光サブビームの個別の波長に基づく複数の個別の空間像が形成される、条項２７の光学システム。
２９．制御システムと、同調機構と関連付けられた１つ以上のアクチュエータとを更に備え、制御システムが、１つ以上のアクチュエータへの信号を調整することによって、パルス光ビームの中心波長選択光学系への入射角を調整する、条項１９の光学システム。
３０．単一のパルス光ビームで複数の空間像を形成する方法であって、
ウェーハに向かう経路に沿ってパルス光ビームを発生させること、
パルス光ビームの中心波長選択光学系への入射角を、パルス光ビームをパルス光ビームの中心波長選択光学系への経路に沿って配置された同調機構と光学的に相互作用させることによって、パルス光ビームの各パルスの少なくとも１つの中心波長を選択するために選択すること、
パルス光ビームをパルス光ビームの経路に沿って配置された回折パターンと相互作用させることによってパルス光ビームを複数のパルス光サブビームに分割することを含む、それぞれが少なくとも１０ピコメートル（ｐｍ）だけ分離されている個別の波長の対応する１つと関連付けられるようにそれぞれが中心波長選択光学系への個別の入射角と関連付けられている、空間的に分離され時間的に分離されていない複数のパルス光サブビームをパルス光ビームから生成すること、及び
それぞれが個別の波長に基づいて形成される複数の空間像を単一のパルス光ビームでウェーハ上に形成することを含む方法。
３１．パルス光ビームを回折パターンと相互作用させることが、パルス光ビームを回折光学素子に透過させることを含む、条項３０の方法。
３２．各パルス光サブビームと関連付けられた中心波長選択光学系への各個別の入射角が、回折パターンの周期的な形状によって決定される、条項３０の方法。
３３．パルス光ビームの中心波長選択光学系への入射角を選択することが、同調機構内の屈折光学素子の１つ以上の角度を調整することを含む、条項３０の方法。
３４．複数のパルス光サブビームをパルス光ビームから生成することが、回折パターンのパルス光ビームの経路に対する位置を調整することを含む、条項３０の方法。
３５．回折パターンの位置を調整することが、回折パターンを含む回折光学素子を移動させることによって制御することを含む、条項３４の方法。
３６．複数の空間像をウェーハ上に形成することが、ウェーハにおけるパルス光ビームの強度プロファイルを平坦化することを含む、条項３０の方法。
３７．パルス光サブビームをパルス光ビームの経路に沿って配置された回折パターンと相互作用させることによって、中心波長選択光学系を離れる複数のパルス光サブビームを再結合することを更に含み、これにより複数のパルス光サブビームが、パルス光ビームが経路に沿って中心波長選択光学系に進みながら回折パターンと相互作用するときに生成され、複数のパルス光サブビームが、パルス光サブビームが経路に沿って中心波長選択光学系から離れて進みながら回折パターンと相互作用するときにパルス光ビームを形成するために再結合される、条項３０の方法。
３８．パルス光ビームを生成するパルス光源のための波長選択装置であって、
パルス光ビームの入射角に従ってパルス光ビームの各パルスの少なくとも１つの中心波長を選択する中心波長選択光学系と、
パルス光ビームの中心波長選択光学系への経路に沿って配置された同調機構であって、パルス光ビームと光学的に相互作用し、パルス光ビームの中心波長選択光学系への入射角を選択する、４つの屈折光学素子を備えた同調機構と、
同調機構と中心波長選択光学系との間の場所にパルス光ビームの経路に沿って配置された受動的かつ透過的回折光学素子であって、パルス光ビームと相互作用し、空間的に分離され時間的に分離されていない複数のパルス光サブビームをパルス光ビームから生成するものであり、各パルス光サブビームが、それぞれが個別の波長と関連付けられ、パルス光ビームの光学スペクトルが各個別の波長にピークを有するように中心波長選択光学系への個別の入射角と関連付けられた回折光学素子と、を備えた波長選択装置。
３９．回折光学素子が、回折ビームスプリッタ、回折格子、位相格子、バイナリ位相格子、又はブレーズ位相格子である、条項３８の波長選択装置。
４０．同調機構が４つの屈折光学素子を備える、条項３８の波長選択装置。
４１．複数のパルス光サブビームの個別の波長間の波長間隔が、約１０ピコメートル（ｐｍ）、約３０ｐｍ、又は約４５ｐｍより大きい、条項３８の波長選択装置。

【0088】

[0107] 他の実施例は特許請求の範囲内にある。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【図8】

【図9】

【図10A】

【図10B】

【図10C】