(57)【要約】      （修正有）【課題】リソグラフィシステムのパターンジェネレータ、基板および／または少なくとも投影系内の光学素子の表面の不均一性によって生じる局部的な拡大エラーおよび／または焦点エラーを補償するのに使用されるシステムおよび方法を提供する。【解決手段】パターンジェネレータと、投影系と、測定システムと、コントローラを含み、投影系４０８は、パターンジェネレータ３０６からの光を第１から第３の反射性デバイス４３０,４３２,４３４を経由して基板３１０へ向け、第１から第３の反射性デバイスの少なくとも１つは変形可能な反射性デバイスであって、測定システム４４４,４４６は、パターンジェネレータ、基板および投影系のうちの少なくとも１つに関して特性を測定し、測定信号を形成し、コントローラ４５４は測定信号に基づき、少なくとも１つの変形可能な反射性デバイスを変形するためにコントロール信号を形成する、リソグラフィシステム。【選択図】図４
2006128699.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リソグラフィシステムであって、
パターンジェネレータと、
投影系と、
測定システムと、
コントローラを含み、
前記投影系は、前記パターンジェネレータからの光を第１から第３の反射性デバイスを経由して基板へ向け、当該第１から第３の反射性デバイスの少なくとも１つは変形可能な反射性デバイスであって、
前記測定システムは、パターンジェネレータ、基板および投影系のうちの少なくとも１つに関して特性を測定し、測定信号を形成し、
前記コントローラは当該測定信号に基づき、前記少なくとも１つの変形可能な反射性デバイスを変形するためにコントロール信号を形成する、
ことを特徴とするリソグラフィシステム。
【請求項２】
前記パターンジェネレータは静的なパターンジェネレータを含む、請求項１記載のリソグラフィシステム。
【請求項３】
前記静的なパターンジェネレータはレチクルまたはマスクを含む、請求項２記載のリソグラフィシステム。
【請求項４】
前記基板は、フラットパネルディスプレイ、集積回路およびマスクを含む、請求項１記載のリソグラフィシステム。
【請求項５】
前記特性は、パターンジェネレータまたは基板の表面形状的特徴または、前記第１から第３の反射性デバイスの少なくとも１つの光学的特性を含む、請求項１記載のリソグラフィシステム。
【請求項６】
前記パターンジェネレータは、反射性パターンジェネレータまたは透過性パターンジェネレータを含む、請求項１記載のリソグラフィシステム。
【請求項７】
前記第１から第３の反射性デバイスは、
第１の凹面鏡と、
凸面鏡と、
第２の凹面鏡を含み、
前記パターンジェネレータによってパターニングされた光は前記第１の凹面鏡によって受光され、前記凸面鏡に向けられ、その後、基板へ向けられる前に、前記第２の凹面鏡へ向けられる、請求項１記載のリソグラフィシステム。
【請求項８】
前記第１および第２の凹面鏡のうちの１つは、少なくとも１つの前記変形可能な反射性デバイスである、請求項７記載のリソグラフィシステム。
【請求項９】
前記第１および第２の凹面鏡の両方は、少なくとも前記変形可能な反射性デバイスである、請求項７記載のリソグラフィシステム。
【請求項１０】
前記投影系はさらにフォールドミラーを含み、
当該フォールドミラーはパターンジェネレータからの光を前記第１の反射性デバイスへ向けるように配置されている、請求項１記載のリソグラフィシステム。
【請求項１１】
前記フォールドミラーは変形可能なミラーである、請求項１０記載のリソグラフィシステム。
【請求項１２】
前記投影系はさらにフォールドミラーを含み、
当該フォールドミラーは前記第３の反射性デバイスからの光を前記基板へ向けるように配置されている、請求項１記載のリソグラフィシステム。
【請求項１３】
前記フォールドミラーは変形可能なミラーである、請求項１２記載のリソグラフィシステム。
【請求項１４】
前記投影系はさらに第１のフォールドミラーと第２のフォールドミラーを含み、
前記第１のフォールドミラーは前記パターンジェネレータからの光を前記第１の反射性デバイスへ向けるように配置されており、
前記第２のフォールドミラーは前記パターンジェネレータからの光を前記第２の反射性デバイスへ向けるように配置されている、
請求項１記載のリソグラフィシステム。
【請求項１５】
前記第１のフォールドミラーおよび第２のフォールドミラーのうちの少なくとも１つは変形可能なミラーである、請求項１４記載のリソグラフィシステム。
【請求項１６】
前記第１のフォールドミラーおよび第２のフォールドミラーのうちの両方とも変形可能なミラーである、請求項１４記載のリソグラフィシステム。
【請求項１７】
ピエゾ圧電式アクチュエータ、モータアクチュエータ、サーマルアクチュエータまたは液圧式アクチュエータが変形を生じさせる、請求項１記載のリソグラフィシステム。
【請求項１８】
前記少なくとも１つの変形可能なミラーは、アクチュエータシステムから成る集積回路を含む、請求項１記載のリソグラフィシステム。
【請求項１９】
前記測定システムは、前記パターンジェネレータまたは基板のうちの１つの表面の近くに可動センサを含み、ここで当該可動センサは前記表面をスキャンする、請求項１記載のリソグラフィシステム。
【請求項２０】
前記可動センサは露光動作前か、または露光動作中に前記表面をスキャンする、請求項１９記載のリソグラフィシステム。
【請求項２１】
前記可動センサは露光動作前および露光動作中に前記表面をスキャンする、請求項１９記載のリソグラフィシステム。
【請求項２２】
前記測定システムは第１の可動センサと第２の可動センサを有しており、
当該第１の可動センサは前記パターンジェネレータの表面の近くにあり、
当該第２の可動センサは前記基板の表面の近くにある、請求項１記載のリソグラフィシステム。
【請求項２３】
前記測定システムはさらに第３の可動センサを含み、当該第３の可動センサは前記第１から第３の反射性デバイスのうちの１つの表面の近くにある、請求項２２記載のリソグラフィシステム。
【請求項２４】
前記測定システムはさらにセンサアレイを含み、当該センサアレイは前記基板またはパターンジェネレータのうちの少なくとも１つの表面の近くにある、請求項１記載のリソグラフィシステム。
【請求項２５】
前記測定システムは、拡大エラーまたは焦点エラーのうちの少なくとも１つをコントロールするためにコントローラへのリアルタイムフィードバックを提供する、請求項１記載のリソグラフィシステム。
【請求項２６】
デバイスを製造する方法であって、
パターンジェネレータによって放射ビームをパターニングし；
投影系を用いて、当該パターニングされた放射ビームを基板のターゲット部分に投影し、当該投影系はパターンジェネレータからの光を、第１から第３の反射性デバイスを経由して基板へ向け；
前記第１から第３の反射性デバイスの少なくとも１つとして、少なくとも１つの変形可能な反射性デバイスを提供し；
前記パターンジェネレータ、基板および投影系のうちの少なくとも１つの特性を測定し、測定信号を形成し；
当該測定信号に基づいて前記少なくとも１つの変形可能な反射性デバイスをコントロールする；
ことを特徴とする、デバイスを製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リソグラフィシステム内の投影系に関する。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィシステムでは露光プロセスの間、基板をパターニングするためにパターンジェネレータが使用される。リソグラフィシステムの例には、反射性または透過性のマスクレスシステム、液浸システムおよびマスクベースのシステムが含まれる。しかしこれに限定されない。基板の例（例えば加工物）には、半導体ウェハ、フラットパネルディスプレイ基板、フレキシブル基板等が含まれるが、これに制限されない。パターンジェネレータ上の照明スポットと相互作用する光はパターニングされる。パターニングされたこの光は露光プロセスの間、投影光学系を用いて基板の１つまたは複数のターゲットエリア上に投影され、基板上の感光性材料（例えばホトレジスト）上にフィーチャが形成される。
【０００３】
しかしながらパターンジェネレータの基板は均一ではないので、投影系と関連する基板および／または光学系は局部的な拡大エラーおよび／または焦点エラーの原因となり得る。これによって結果として、基板上に形成されたパターン内にエラーが生じてしまう。ガラス基板から製造されるフラットパネルディスプレイの世代が新しくなるにつれて、ガラス基板はますます大きくなり、ガラス基板全体にわたって平坦かつ均一な厚さを有することはますます困難になる。従って、大きいガラス基板を保持するためにステージがより大きくなるにつれて、基板ステージの平面度を維持することはますます困難になる。拡大エラーの他の原因は温度変化である。これらの要因のうちの１つまたは複数によって、焦点および／または拡大エラーが生じてしまう。
【０００４】
従って、リソグラフィシステムのパターンジェネレータ、基板および／または少なくとも投影系内の光学素子の表面の不均一性によって生じる局部的な拡大エラーおよび／または焦点エラーを補償するのに使用されるシステムおよび方法が必要とされる。
【特許文献１】米国特許出願第１０６２９７９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
リソグラフィシステムのパターンジェネレータ、基板および／または少なくとも投影系内の光学素子の表面の不均一性によって生じる局部的な拡大エラーおよび／または焦点エラーを補償するのに使用されるシステムおよび方法を提供すること。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の課題は、リソグラフィシステムであって、パターンジェネレータと、投影系と、
測定システムと、コントローラを含み、前記投影系は、前記パターンジェネレータからの光を第１から第３の反射性デバイスを経由して基板へ向け、当該第１から第３の反射性デバイスの少なくとも１つは変形可能な反射性デバイスであって、前記測定システムは、パターンジェネレータ、基板および投影系のうちの少なくとも１つに関して特性を測定し、測定信号を形成し、前記コントローラは当該測定信号に基づき、前記少なくとも１つの変形可能な反射性デバイスを変形するためにコントロール信号を形成する、ことを特徴とするリソグラフィシステムによって解決される。また上述の課題は、デバイスを製造する方法であって、パターンジェネレータによって放射ビームをパターニングし；投影系を用いて、当該パターニングされた放射ビームを基板のターゲット部分に投影し、当該投影系はパターンジェネレータからの光を、第１から第３の反射性デバイスを経由して基板へ向け；前記第１から第３の反射性デバイスの少なくとも１つとして、少なくとも１つの変形可能な反射性デバイスを提供し；前記パターンジェネレータ、基板および投影系のうちの少なくとも１つの特性を測定し、測定信号を形成し；当該測定信号に基づいて前記少なくとも１つの変形可能な反射性デバイスをコントロールする；
ことを特徴とする、デバイスを製造する方法によって解決される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の１つの実施形態は、パターンジェネレータ、基板および投影系を含むリソグラフィシステムを提供する。ここでこの投影系はパターンジェネレータからの光を、第１から第３の反射性デバイスを通じて基板へ向ける。第１から第３の反射性デバイスのうちの少なくとも１つはアクティブな反射性デバイスである。このリソグラフィシステムは測定システムも含む。この測定システムは、パターンジェネレータ、基板および投影系のうちの少なくとも１つについて特性を測定し、測定信号を形成する。コントローラは、この測定信号に基づいてコントロール信号を形成し、少なくとも１つのアクティブ反射性デバイスをコントロールする。
【０００８】
本発明の他の実施形態は、以下のステップを含むデバイス製造方法を提供する。即ち、パターンジェネレータによって放射ビームをパターニングするステップ：パターンジェネレータからの光を、第１から第３の反射性デバイスを通じて基板へ向ける投影系を用いてパターニングされたビームを基板のターゲットエリアへ投影するステップ：アクティブな反射性素子を、第１から第３の反射性デバイスのうちの少なくとも１つとして提供するステップ：パターンジェネレータ、基板および投影系のうちの少なくとも１つの特性を測定し、測定信号を生じさせるステップ：この測定信号に基づいて、少なくとも１つのアクティブ反射性デバイスをコントロールするステップを含むデバイス製造方法を提供する。
【０００９】
本発明のさらなる実施形態、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以下で添付図面を参考にして詳細に説明する。
【００１０】
本明細書に組み込まれ、明細書の一部を成す添付図面は、本発明の様々な実施形態を図示し、説明とともに本発明の原理を説明するのに用いられ、該当分野の技術者が本発明を作成および使用することを可能にする。
本発明を添付図面を参照して説明する。図面において、同じ参照番号は同一の、または機能的に類似した素子を示す。付加的に参照番号の最も左側の数字は、その参照番号が最初に現れた図面を示す。
特定の構造および配置について論じるが、これは分かり易くするためだけに行われることを理解されたい。該当分野の技術者には、他の構造および配置が、本発明の概念および範囲を逸脱せずに使用可能であること分かるだろう。該当分野の技術者には、この発明が多様な他の用途においても使用可能であることが明らかである。
【００１１】
本発明の１つまたは複数の実施形態は、照明をパターニングするのにパターンジェネレータを用いるシステムおよび方法を提供する。この照明は、調整可能な投影系を用いて投影され、基板上に１つまたは複数のデバイスを形成する。調整可能な投影系は少なくとも１つのアクティブミラーを含む。これは、パターンジェネレータ、基板およびまたはリソグラフィシステム内の光学素子の表面で見られるエラーを補償するために調整される。１つの実施例では、この調整可能な投影系は２つの凹面鏡および１つの凸面鏡を含む。また他のシステムでは、調整可能な投影系は１つまたは２つのフォールドミラー（fold mirrors）も含む。これらの２つの実施例の中にある少なくとも１つのミラーは、アクティブミラーである。これは補償のために使用される。この配置では、局部的な焦点エラーおよび／または拡大エラーは実質的に低減されるまたは阻止される。
【００１２】
用語
本明細書を通して、用語「パターンジェネレータ」および「パターン生成デバイス」の使用は、記載がない限り、反射性および透過性のレチクル，マスク，コントラストデバイス，液晶ディスプレイ，空間光変調器，格子光弁，デジタルミラーデバイス、または光ビームにパターンを付与するのに使用されるあらゆる他のデバイスを含む。本明細書を読めば当業者にはこれは明らかである。
【００１３】
用語「システム」または「リソグラフィシステム」の使用は、記載がない限り、ホトリソグラフィ、直接書き込み式リソグラフィ、マスクレスリソグラフィ、液浸リソグラフィ等を含むことが意図されている。
【００１４】
用語「光」または「放射」の使用は、特定の用途に対して望まれているあらゆる波長を含むことが意図されている。
【００１５】
用語「変形可能な光学素子」または「アクティブ光学素子」の使用は、傾斜または移動されるまたはその形状がその表面上の２つまたは２つより多い領域の動作を通じて変化し、表面が広げられるまたは収縮される光学素子に言及する。これは基板エリア、湾曲半径等を変化させるのに使用される。アクティブ光学素子は集積回路技術を用いて形成され、これらは非常に密にパッケージされる。集積回路技術を用いて形成されるアクティブ光学素子の例は、米国特許出願第１０６２９７９８号（"the '798 App."）（２００３年７月３０日出願、タイトル「Deformable Mirror Using Piezoelectric Actuators Formed as an Integrated Circuit and Method of Use」）を参照されたい。この文献は本明細書に完全に参考文献として組み込まれている。
【００１６】
用語「ソリッド光学素子」または「固定された光学素子」の使用は、その特性が変化しない光学素子に言及する。
【実施例】
【００１７】
図１には、本発明の１つの実施形態に相応して、リソグラフィシステム１００が示されている。システム１００は照明系１０２，ビームスプリッタ１０４，パターンジェネレータ１０６，投影系１０８および基板１１０を含む。この実施形態において、パターンジェネレータ１０６は反射性のパターンジェネレータであり、従ってこれは反射性リソグラフィシステムと称される。
【００１８】
１つの実施例では、システム１００は光学系１１２をパターンジェネレータ１０６とビームスプリッタ１０４の間に含む。
【００１９】
１つの実施例では、照明系１０２は光源１１４と照明光学系１１６を含む。
【００２０】
リソグラフィの間、基板１１０は基板ステージ１１８上に配置され、パターンジェネレータ１０６またはそのアレイによって形成されたイメージ（例えばパターン）に曝される。基板ステージ１１８は、正確な露光のために基板をアライメントするおよび動かすのに使用される。このイメージは、投影光学系１０８によって基板１１０上に投影される。
【００２１】
投影光学系１０８がリソグラフィのこのケースにおいて使用されているが、異なるタイプの露光装置が個々のアプリケーションに依存して使用されることが明らかであろう。例えば、エキシマレーザー、Ｘ線、イオン、電子またはホトンリソグラフィはそれぞれ異なる露光装置を必要とする。これは該当分野の技術者には公知である。リソグラフィの個々の例はここでは分かり易くするためだけに論じられている。
【００２２】
パターンジェネレータ１０６は、システム１００内で光をパターニングするために使用される。これは、基板１１０上にフィーチャを形成するために使用されるイメージを形成する。パターンジェネレータ１０６は、レチクル（またはマスク）等の静的なパターンジェネレータ、または空間光変調器（ＳＬＭ）またはコントラストデバイス（以降では両者ともＳＬＭと称される）等のアクティブなパターンジェネレータを含むが、これに制限されない。この例は、デジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、格子光弁（ＧＬＶ）、反射型液晶デバイス（liquid crystal on silicon:ＬＣＯＳ）等である。または透過性および／または反射性のパターンを含むあらゆる他の素子がパターンジェネレータとして使用される。これらのアクティブなパターンジェネレータは、典型的にコンピュータによって駆動される。
【００２３】
基板１１０は、フラットパネルディスプレイ（例えば液晶ディスプレイ）、回路基板、様々な集積回路、フレキシブルナノ流体素子、プリントヘッド等を製造するのに使用される基板を含むが、これに制限されない。このような用途に向けた基板１１０に対してしばしば使用される材料は、半導体ウェハまたはフラットパネルディスプレイガラス基板である。従って、この明細書の一部が、分かり易くするために半導体ウェハに関して記載されているが、該当分野の技術者には、この記載が当業者に公知の他のタイプの基板にも適用されることが明確であろう。
【００２４】
投影されたイメージは、基板１１０上の表面１２０上に積層された層（図示されていない）（例えばホトレジスト）の特性に変化を生じさせる。このような変化は露光中に、基板１１０上に投影されたイメージ内のフィーチャに相当する。露光に続いて、基板１２０がエッチングされてパターニングされた層が製造される。このパターンは、露光中に基板１１０上に投影されたフィーチャに相当する。このパターニングされた層はその後、導体層、半導体層、または絶縁層等の基板１１０内の下部構造層の露光された部分を除去する、ドープするまたはさらに処理するために使用される。その後このプロセスは、表面１２０または、基板１１０の種々の層内に所望のフィーチャが形成されるまで他のステップと共に繰り返される。
【００２５】
ステップアンドスキャン技術は、狭いイメージングスロット（図示されていない）を有する投影光学系１０８と連携して機能する。パターンジェネレータ１０６によって形成されたイメージで全表面１２０を一度に露光するのではなく、基板１１０上の個々のフィールドが一度に１つずつイメージングスロットを通じて走査される。これは、イメージングスロットがスキャン中にフィールドを横切るように、パターンジェネレータ１０６によって形成されたパターンが基板１１０に関連して動かされることで行われる。１つの実施例では、基板ステージ１１８は、フィールド露光とフィールド露光の間にステップ移動され、これによって、基板層にわたって露光されるべき、パターンジェネレータ１０６によって形成されたパターンの多重複写が可能になる。このようにして、基板１１０上に投影されるイメージの質が最高にされる。
【００２６】
図２および図３には、本発明の種々の実施形態に相応してそれぞれ、リソグラフィシステム２００および３００が示されている。
【００２７】
図２は、反射性リソグラフィシステムに対する別の配置である。図１に示された実施形態と比較した主な違いは、ビームスプリッタ１０４が除去されており、光が光学系２２２からパターンジェネレータ２０６に向けられていることである。そのほかの点では、システム２００は上述したのと同じように作動する。
【００２８】
図３は透過性リソグラフィシステムである。ここでは光は透過性パターンジェネレータ３０６を通過する。この変更点以外は、システム３００は上述したのと同じように作動する。
【００２９】
本明細書の残りの部分は、図３に示されたような透過性リソグラフィシステムに関して記載されているが、本明細書に記載されたコンセプトおよび配置は、図１および２に示された反射性リソグラフシステムにおいて使用可能である。
【００３０】
フラットパネルディスプレイ製造用の固定された投影系の例
以下の記載では、フラットパネルディスプレイが基板３１０として使用されており、図３のシステム３００内の素子が使用される。なぜならこの記載は透過性リソグラフィシステム用だからである。以下の記載も、パターンジェネレータ３０６として使用されているレチクルまたはマスクに関連している。しかしこれらの例は説明のためだけのものであって、限定ではない。
【００３１】
基板３１０上にフィーチャを形成するために、レチクル３０６からのイメージが投影系３０８を通じてスキャンされる。１つの実施例では、基板３１０のスロット高さは約５２５ｍｍであり、投影系３０８はこの表面エリアをスキャンする。上述されたように、スロットの形状内のフィールドは投影系３０８によって結像される。従って、約２０ｍｍ幅×５２５ｍｍ高さである、基板３１０のエリアに対して結像が実行される。大きな基板３１０をスキャンするために１つの投影系３０８を使用することは、非常に大きな光学系を必要とする。産業基準はＦＰＤをインチで測定する。目下の製品は約４２”対角ＦＰＤまでであり、今後の製品に対してはより大きな寸法が計画されている。例えば投影系３０８は、凹面鏡および凸面鏡を含む。これらは両方ともサイズにおいて約６０インチのオーダーにある。これは非常に高価である。なぜなら、光学系の値段はサイズとともに指数関数的に上昇するからである。上述したように、これらのパラメータは結果として約１〜２ミリメートルの幅を有するスリットになる。１つの実施例では、スリットの幅を上昇させるために、レンズが投影系３０８に加えられる。
【００３２】
１つの実施例では、システム３００は、約３６５ｎｍ〜４３６ｎｍの領域内の光源波長で作動する。これは紫領域とみなされる。しかしながら他の波長領域も使用可能である。本明細書を読んで、理解すれば、該当分野の技術者にこのことは明らかである。
【００３３】
１つの実施例（図示されていない）では、リソグラフィシステムは幾つかの投影系３０８または幾つかのコンビネーションシステムを使用する。このコンビネーションシステムは、相応する照明系１０２および投影系３０８を含む。この配置ではパターンジェネレータの全パターンを同時に結像する代わりに、パターンジェネレータから基板へイメージを向けるために幾つかの光学系が使用される。これらの光学系はアライメントされ、スキャン方向に対して垂直である列状に積層される。例えば、５〜７個の光学系が使用可能である。ここでは各光学系は５２５ｍｍ基板３１０の約１２５ｍｍを結像する。紫領域内の放射を用いる実施例では、光学系は１×の倍率で作動する。従ってレチクル３０６はフラットパネルディスプレイ基板３１０と同じサイズである。他の実施例、例えば１９３，２４８または１５７ｎｍ領域（例えば遠紫外（ＤＵＶ）または超紫外（ＥＵＶ）領域）内の放射を用いた他の実施例では、倍率は４×縮小である。ここではレチクル３０６上のパターンは、基板３１０上にパターニングされたイメージよりも４倍大きい。
【００３４】
典型的に５〜７個の光学系は垂直方向に、すなわちスキャン方向に対して垂直に積み重ねられている。各光学系は、サイズにおいて、レチクル３０６からイメージングされるエリアよりも大きい。例えばこれらの光学系のうち１つは、約１２５ｍｍ×２０ｍｍの領域でイメージングする。この構造において、各光学系は約２００ｍｍの直径を有する少なくとも１つのレンズを含む。そのサイズが原因で、レンズは相互の頂部には配置されない。すなわち垂直にアライメントされない。これらのレンズはラテラルに配置される必要がある。５個の光学系を使用することによってその結果、修正のために付加的な光学素子を必要とするイメージ反転（inversion）問題が生じる。さらにこれらの光学系は正確にアライメントされなければならない。
【００３５】
投影光学系３０８の設計において、投影光学系３０８の解像度と開口数との関係（または投影系のＦ数、すなわち投影系の直径に対する焦点距離の比）も考慮される。１つの実施例では、サイズが２．５ミクロンのフィーチャが基板３１０上に記録され、回路パターンが形成される。これを行うために０．１２の開口数が必要とされる。これは約４のＦ数である。
【００３６】
焦点深度も考慮される必要がある。これは開口数と関連する。焦点深度は固定されており、コントロールされない。選択された解像度および光の波長が焦点深度を定める。例えば約８のＦ数の場合、レンズは対象スペース（すなわち対象がこの領域内で焦点合わせされる）において５０ミクロン領域内の焦点領域を有する。約２のＦ数である他の実施例では、レンズは約４ミクロンの焦点領域を有している。基板３０８は完全に平らではないので、焦点深度によって、レチクル３０６上の幾つかのエリアは基板３１０上で適切にイメージングされない。従って従来のシステムの欠点は典型的に、レチクル３０６および基板３１０の両方に対してほぼ完全な平らな表面を必要とすることである。
【００３７】
この欠点を克服する１つの方法は、各光学系を調整して、これがより小さい領域にわたって焦点合わせされるようにすることである。例えば、フラットパネルディスプレイ基板３１０は、別個にイメージングされるより小さい基板に効果的に分けられる。
【００３８】
フラットパネルディスプレイ製造用の調整可能な投影系の例
上述したような、積み重ねられた光学系における問題を克服するために、発明者はアクティブ光学素子を使用した投影系を開発した。アクティブ光学素子を用いて、例えば、焦点および倍率（拡大）をよりコントロールすることができる。
【００３９】
図４には調整可能な投影系４０８が示されている。これは、本発明の１つの実施形態に相応して、図３に示された環境に配置され得る。投影系４０８は、第１の光学素子４３０（例えば第１の凹面鏡）、第２の光学素子４３２（例えば凸面鏡）および第３の光学素子４３４（例えば第２の凹面鏡）を含む。パターニングされた光４３６は、レチクル３０６を通じた透過によって生成される。パターニングされた光４３６はその後、第１の凹面鏡４３０によって凸面鏡４３２へ反射される。パターニングされた光４３６はその後、第２の凹面鏡４３４へ反射される。この凹面鏡は、パターニングされた光４３６を基板３１０上へ反射する。投影系４０８内では、ミラー４３０または４３４のうちの少なくとも１つはアクティブミラーである。１つまたは複数のアクチュエータ４３８が、それぞれ少なくとも１つのミラー４３０または４３４のそれぞれのベース４４０および４４２に結合される。
【００４０】
この実施形態では、１つまたは複数のアクティブミラーをコントロールするために、レチクル３０６および基板３１０のイメージングされる表面４４８のうちの１つまたは両方が測定される。１つの実施例では、測定システム４４４はレチクル３０６の１つまたは両方の表面をスキャンするのに使用され、測定システム４４６は基板３１０の表面４４８をスキャンするのに使用される。測定システム４４４および４４６は、それぞれ、矢印ＡおよびＢの方向へ移動する。信号４５０および４５２は測定システム４４４および４４６からそれぞれ、コントローラ４５４へ伝送される。信号４５０および４５２は、レチクル３０６および基板３１０の表面に関する情報を生成するのに使用される。これは記憶装置４５６内に記憶される。露光動作の間、コントローラ４５４は、記憶装置４５６から記憶されている情報にアクセスし、１つまたは両方のミラーをコントロールするためにこの情報を使用する。このコントロールを通じて、パターニングされたビーム４３６の光学的特性は、レチクル３０６から基板３１０上へパターンを露光する前に最適化される。これは露光プロセスの前または露光プロセス中（すなわちリアルタイムで）のどちらかで行われる。
【００４１】
上述したように、アクティブミラーは典型的にアクチュエータ４３８をミラーの裏面に有している。これはミラーを曲げ、その湾曲半径、またはミラーの他の光学的特性を調整するのに使用される。これはパターニングされたビーム４３６のフォーカシングエラー、収差、倍率等を修正するために行われる。種々の実施例では、アクチュエータ４３８はメカニカル（例えばピエゾ圧電式）である、またはミラーの背面を空気圧、水圧等で動かすことができる。アクティブミラーの例は上述した'798 App. を参照されたい。
【００４２】
使用されるアクチュエータ４３８の数は、どのタイプの上述された非平坦エラーが修正されることが所望されているかおよび／または基板３１０上のどのくらいサイズの領域がイメージングされるべきかに依存する。１つの実施例では、基板３１０の１２５ｍｍ部分にわたって焦点を調整するために、１つまたは両方のミラー４３０および／または４３４は１５個のアクチュエータ４３８を有する。これはその背面表面４４０および４４２にそれぞれ結合され、おのおのの方向において表面４４０および／または４４２を動かす。他の実施例では、レチクル３０６および基板３１０上で焦点を５０ｎｍ領域にわたって調整するために、６０個のアクチュエータ４３８が使用される。他の例では、焦点を１０ｍｍ領域にわたって調整するために１５０個のアクチュエータ４３８が使用される。
【００４３】
１つの実施例では、投影系４０８を使用することによって、ミラー４３０および４３４のサイズが従来のシステムにおける約６０インチから約２０インチに低減される。光学系のコストはサイズの立方体とともに上昇するので、これによってサイズ沿ったコストが格段に低減される。
【００４４】
図５には、本発明の１つの実施形態に相応して、基板４４８上のエラー５６０に対して調整がなされた後の投影光学系４０８の状態が示されている。エラー５６０が誇張して示されているのは明らかであろう。図面は説明するためのものであって、縮尺通りでない。ミラー４３０および４３４がエラー５６０に対して調整されていないならば、基板３１０上のイメージはエラーを有するだろう。これはこのイメージから形成されるフィーチャがエラーを有する原因になり、基板３１０上の全デバイスを作動不可能にする。アクチュエータ４３８を用いてミラー４３０および４３４の表面５６２および５６４をそれぞれ曲げることによって、焦点が移動して、イメージはエラー５６０上で焦点内にある。以降で示すように、１つの実施例では、このエラーを修正するためにミラー４３０または４３４のうちの１つだけが調整されることが明らかであろう。アクティブであるミラー４３０または４３４のうちの１つまたは両方が択一的な修正スキーマを有している場合、これらのうちの両方が本発明の範囲内に意図される。
【００４５】
図４を再び参照すると、エラー５６０を測定するために、測定システム４４６は基板３１０の表面４４８に沿ってスキャンする。１つの実施例では測定システム４４６は、拡大された細長い横断面を有する検出器である（例えば約５２５ｍｍの高さおよび約１ｍｍの幅）。検出器４４６は基板３１０の長手方向の長さ（例えば約７００ｍｍ）をスキャンして、上述したように表面プロファイルに関する情報を作成する。これは、ミラー表面プロファイルまたはミラー４３０または４３４のうちの１つまたは両方を調整するために必要な変化を生じさせるためにコントローラ４５４によって使用される。
【００４６】
この実施例では、各焦点ポジションでイメージを調整するために、ミラー４３０および／４３４の１つまたは両方の局部的湾曲がどのくらい変化するのかを定めるために非平坦データが使用される。例えばミラー４３０が約１０００ｍｍの基準湾曲半径を有すると仮定すると、レチクルパターンが基板３１０上に結像される場合、イメージは基板３１０上の特定のスポットにおいて終了する。これは直接的に１０００ｍｍの湾曲半径に関連する。エラー５６０を修正するために、ミラー４３０および／または４３４のうちの１つまたは両方が、１つまたは複数の検出器によって集められた情報に基づいて局部的に曲げられる。
【００４７】
１つの実施例では、測定システム４４６による表面４４８の測定は、リアルタイムで行われる。この実施例では基板４４８は露光の数ミリ秒前に測定され、ミラー４３０および／または４３４の１つまたは両方はリアルタイムに変形される。リアルタイム測定および調整を用いて、より高いスループットが得られる。
【００４８】
１つの実施例では、レチクル３０６もエラー（図示されていない）を有する、および／または代わりにレチクルがエラーを有することがわかるだろう。これは測定システム４４４によって測定される。エラーが測定され、情報が集められ、記憶されると、エラー５６０を補償するための上述した作動と類似する作動が実行され、レチクル３０６上のエラーが補償される。１つの実施例では、レチクル３０６は１度だけ測定されればよい。なぜならこれは典型的には露光動作中に変化しないからである。他方で基板３１０の表面４４８は変化する。
【００４９】
図６には、調整可能な投影系６０８が示されている。これは本発明の１つの実施形態に相応して、図３で示された環境内に配置される。この実施形態では、投影系４０８と比較して、投影系６０８は少なくとも１つのフォールドミラー６７０を含む。示された例は２つのフォールドミラー６７０を含む。このうちの１つはレチクル３０６と関連しており、１つは基板３１０と関連している。フォールドミラー６７０が使用される場合、関連素子、すなわちレチクル３０６または基板３１０は、フォールドミラー６７０が使用されていない場合と比べると、９０°回転される（例えばレチクルおよび基板は、図４および５では同じ平面内にある、また図６ではレチクルおよび基板は平行面内にあり、可能であれば相互に対向して配置される）。
【００５０】
種々の実施例では、凹面鏡６３０および６３４のうちの１つまたは両方、および／またはフォールドミラー６７０の１つまたは両方がアクティブである。１つの実施例では、フォールドミラーの調整が上述されたように、ミラー４３０および４３４と同じように実行される。１つまたは複数のアクティブフォールドミラー６７０を使用することによって、少なくとも１つのミラー６３０，６３４または６７０がアクティブである限り、ミラー６３０および６３４はもはやアクティブにされる必要はない。これを以降でより詳細に説明する。
【００５１】
１つの実施例では、フォールドミラー６７０をアクティブミラーとして使用することによって、基板３１０に対する非平坦エラーの修正時に、空間解像度が改良される。例えば、アクティブミラー６３０または６３４を有する場合、非平坦エラーはレチクル上で約１００ｍｍ毎に修正可能である。しかし、アクティブフォールドミラーを使用することによって、約１０ｍｍごとに焦点修正が可能である。
【００５２】
次のことに関連して１つまたは複数のフォールドミラー６７０に対する最適ポジションが存在することが明らかである。すなわち：（ａ）焦点修正を必要とする領域のサイズおよび／またはアクチュエータサイズ（ｂ）配置、例えばアクチュエータの物理的な設計およびアクチュエータがどのくらいの密度で相互に相対的に間隔が空けられるか、である。フォールドミラー６７０をアクティブな可動フォールドミラー６７０にすることは別にして、各ミラー４３０または４３４またはレチクル３０６または基板３１０へ向けるおよびこれらから離すことによって、ビームサイズおよび／または基板３１０上の位置が変わることが明らかである。例えば、１つまたは両方のフォールドミラー６７０を各ミラー６３０または６３４から離れるように動かすことによってビームサイズはより小さくなる。従って、各フォールドミラー６７０を各ミラー６３０または６３４から離れるように動かすことは、ビームが基板３１０上のより小さい領域をカバーすることを意味する。
【００５３】
１つの実施例では、フォールドミラー６７０をレチクル３０６のできるだけ近傍に有することが望まれる。これが行われると、フォールドミラー６７０上のイメージポジションおよびサイズが変化する。例えば、レチクル３０６を１００分の数ミリメータ、フォールドフラット６７０から離すことによって、ビームサイズは直径において約１２ｍｍになる。１２ｍｍの直径にわたって焦点修正を行うために、少なくとも３つのアクチュエータが必要とされる。従って３つのアクチュエータが、フォールドミラー６７０上で１２ｍｍ直径内にフィットしなければならない。フォールドミラー６７０とレチクル３０６の間の間隔の制限またはトレランスが定められている幾つかの用途ではこれは困難である。例えば、３つのアクチュエータをそれぞれ１２ｍｍで有することのみが可能である場合、フォールドミラー６７０は、この量のビームサイズを可能にするためにレチクル３０６から間隔が空けられなければならない。
【００５４】
他の実施例では、上述したまたはこの実施形態を参考にして、１つまたは複数のフォールドミラーまたは凹面鏡が不均一性または表面エラー（例えば研磨エラー）を有し得る。これは測定され、この測定は、アクティブミラーであるミラーの１つを用いて、研磨エラーを補償するのに使用される。測定は直接的測定によって行われるか、上述したようにエラーを有するミラーに関する情報収集によって行われる。または収差に対するエラーを有するミラーの波面を測定することによって行われる。これは該当分野の技術者には明らかである。
【００５５】
この実施例では、アクティブミラー内にできるだけ多くのアクチュエータを有することが望まれている。例えば、表面上の研磨エラーを修正するために、１０または１５より多くのアクチュエータが半インチ直径の領域をカバーするために使用される。
【００５６】
１つの実施例では、ミラーは製造後の欠陥がなくても、リソグラフィシステム内に組み立てられた後に変形され得る。この変形も上述した方法を用いて測定され、補償される。
【００５７】
１つの実施例では、アクティブミラーを使用することによって、拡大エラーが修正または補償される。これは露光プロセス中のレチクルの変化によって行われる。例えば、第１のレチクルが第２のレチクルと比べて薄い場合、第２のレチクルはそれぞれ凹面鏡またはフォールドミラーのうちの１つにより近く配置される。この距離が短いほど、基板３１０上のイメージは正確に位置付けされず、例えばこのイメージは上方に動かされてしまう。従って、この実施例では対象距離とイメージ距離は同じではない。これによって拡大エラーが生じてしまう。これを補償するために、フォールドミラーおよび／または凹面鏡のうちの１つまたは複数の湾曲が調整され、または変形され、システムは所望の拡大状態に戻される。倍率修正および焦点修正が分けられることは明らかである。
【００５８】
動作例
図７には本発明の１つの実施形態に相応する、方法７００を説明するフローチャートである。ここでは上述した１つまたは複数の実施形態または実施例が使用される。ステップ７０２では、ビームがパターンジェネレータによってパターニングされる。ステップ７０４では、パターニングされた放射ビームが投影系を用いて基板のターゲット部分上に投影される。ここでこの投影系はパターンジェネレータからの光を、第１から第３の反射性デバイスを通じて基板へ向ける。ステップ７０６では、アクティブな反射性デバイスが、第１から第３の反射性デバイスのうちの少なくとも１つとして提供される。ステップ７０８では、パターンジェネレータ、基板および投影系のうちの少なくとも１つのものの特性が測定され、測定信号が生成される。ステップ７１０では、少なくとも１つのアクティブな反射性デバイスが、この測定信号に基づいてコントロールされる。
【００５９】
結び
本発明の様々な実施形態が上述されているが、これらの実施形態は、限定ではなく例としてのみ示されていることが理解されるべきである。本発明の思想および範囲から逸脱することなく形式および細部における様々な変更を行い得ることが当業者に対し明らかであろう。すなわち、本発明の広さおよび範囲は、上述の典型的な実施形態のいずれによっても制限されるべきではなく、請求項および請求項と同等のものに基づいてのみ定義されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施形態に相応したリソグラフィシステム
【図２】本発明の実施形態に相応したリソグラフィシステム
【図３】本発明の実施形態に相応したリソグラフィシステム
【図４】本発明の１つの実施形態に相応した、図３に示された環境に配置され得る調整可能な投影系
【図５】本発明の１つの実施形態に相応した、基板表面上のエラーを補償するために調整された後の投影系の状態
【図６】本発明の１つの実施形態に相応した、図３に示された環境に配置され得る調整可能な投影系
【図７】本発明の１つの実施形態に相応した、方法を説明するフローチャート
【符号の説明】
【００６１】
１００，２００，３００  リソグラフィシステム、  １０２，２０２，３０２  照明系、  １０４  ビームスプリッタ、  １０６，２０６，３０６  パターンジェネレータ、  １０８，２０８，３０８  投影系、  １１０，２１０，３１０  基板、  １１４，３１４  光源、  １１６，３１６  照明光学系、  １１８，２１８，３１８  基板ステージ、  １２０，２２０，３２０  基板上の表面、  ２２２，３２２  光学系、  ４０８，６０８  投影系、  ４３０  第１の光学素子、  ４３２  第２の光学素子、  ４３４  第３の光学素子、  ４３６  パターニングされた光、  ４３８  アクチュエータ、  ４４０，４４２  ミラーのベース、  ４４４，４４６  測定システム、  ４５０，４５２  信号、  ４５４  コントローラ、  ４５６  記憶装置、  ５６２，５６４  ミラーの表面、  ６７０  フォールドミラー、  ６３０，６３４  凹面鏡
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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