(57)【要約】【課題】フィーチャをより効果的に整列させるためのシステム及び方法を提供すること。【解決手段】第１のフレームと第２のフレームとを備えたリソグラフィ装置であって、第１のフレーム及び第２のフレームは、互いに第１の方向に移動させることができる。第１のフレームは、第１の方向に配置された、関連する定規モニタ・センサによるモニタのための距離計を有する定規を備えている。第２のフレームは第２のセンサを備えており、第２のセンサは、定規を基準表面として使用して、第２のセンサと定規との間の第１の方向に直角の第２の方向の距離を測定するようになされている。【選択図】図５
2006337999.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のフレームと、
第２のフレームとを備えたリソグラフィ装置であって、
前記第１のフレーム及び前記第２のフレームを互いに第１の方向に移動させることができ、前記第１のフレームが、前記第１の方向に配置された、関連する定規モニタ・センサによるモニタのための距離計を有する定規を備え、
前記第２のフレームが第２のセンサを備え、前記第２のセンサが、前記定規を基準表面として使用して、前記第２のセンサと前記定規との間の前記第１の方向に直角の第２の方向の距離を測定するようになされたリソグラフィ装置。
【請求項２】
前記第１のフレームがホルダを備え、
前記リソグラフィ装置が、前記ホルダによって保持されている基板の高さを測定する基板ハイト・センサをさらに備え、
前記第２のセンサが前記基板ハイト・センサに隣接する位置に位置し、その位置における前記第２のセンサと前記定規との間の距離を測定する、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項３】
前記第１のフレームがホルダを備え、
前記リソグラフィ装置が、前記ホルダによって保持されている基板の高さを測定する基板ハイト・センサをさらに備え、
前記第２のセンサが前記基板ハイト・センサに隣接しない位置に配置され、その位置における前記第２のセンサと前記定規との間の距離を測定する、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項４】
前記リソグラフィ装置が、
所望のパターンを前記基板に投影する投影光学系と、
前記投影光学系に隣接する位置に位置する第３のセンサであって、その位置における前記第３のセンサと前記定規との間の距離を測定する第３のセンサとをさらに備えた、請求項２に記載のリソグラフィ装置。
【請求項５】
前記リソグラフィ装置が、
所望のパターンを前記基板に投影する投影光学系と、
前記投影光学系に隣接しない位置に配置された第３のセンサであって、その位置における前記第３のセンサと前記定規との間の距離を測定する第３のセンサとをさらに備えた、請求項３に記載のリソグラフィ装置。
【請求項６】
前記リソグラフィ装置が、前記第２及び第３のセンサによって提供される測値に基づいて前記投影光学系の焦点面を調整する調整機構を備えた、請求項５に記載のリソグラフィ装置。
【請求項７】
前記装置が複数の列の投影光学系をさらに備え、個々の列の投影光学系に隣接して追加センサが位置している、請求項５に記載のリソグラフィ装置。
【請求項８】
前記フレームの一方の側に前記第２及び第３のセンサが提供され、前記フレームの反対側に対応するセンサが提供された、請求項５に記載のリソグラフィ装置。
【請求項９】
前記第２のセンサが、音響センサ、容量センサ、誘導センサ、光センサ又は機械的センサである、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１０】
前記第１のフレームが基板ホルダである、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１１】
前記第１のフレームがレチクル・ホルダである、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１２】
前記第２及び第３のセンサによって提供される測値又はこれらの測値を使用して計算される値のいずれかを記憶するメモリをさらに備えた、請求項５に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１３】
前記定規の表面形状の測値を記憶するメモリをさらに備えた、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１４】
前記定規と前記第２のセンサの間の測定距離、及び記憶されている前記定規の前記表面形状の測値を使用して、前記第１のフレームと前記第２のフレームの間の第２の方向の移動を測定するプロセッサをさらに備えた、請求項１３に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１５】
第１の方向に配置された、関連する定規モニタ・センサによるモニタのための距離計を備えた定規と、
第２のセンサとを備えた測定装置であって、前記第２のセンサが、前記定規を基準表面として使用して、前記第２のセンサと前記定規との間の前記第１の方向に直角の第２の方向の距離を測定する測定装置。
【請求項１６】
前記測定装置がリソグラフィ装置の一部を形成している、請求項１５に記載の測定装置。
【請求項１７】
（ａ）第１の方向に配置された距離計を有する定規を備えた基板ホルダを提供するステップと、
（ｂ）前記基板ホルダによって保持されている基板の高さを測定するハイト・センサを備えたフレームを提供するステップと、
（ｃ）所望のパターンを前記基板に投影する投影光学系を提供するステップと、
（ｄ）前記ハイト・センサに隣接する位置に位置している第２のセンサを使用して前記定規の高さを測定するステップと、
（ｅ）前記基板ホルダ及び基板を前記投影光学系に対して移動させるステップと、
（ｆ）前記投影光学系に隣接する位置に位置している第３のセンサを使用して前記定規の高さを測定するステップと、
（ｇ）前記測定した前記定規の高さの差に基づいて修正オフセットを決定するステップと、
（ｈ）前記投影光学系が焦点の合ったパターンを前記基板に投影するように前記投影光学系を調整するために、前記測定した前記基板の高さと共に前記修正オフセットを使用するステップと
を含む方法。
【請求項１８】
前記パターンを前記基板に投影している間、前記修正オフセットが実時間で決定される、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記パターンを前記基板に投影している間、前記修正オフセットがメモリに記憶され、且つ、検索される、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記修正オフセットが１組の値を含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
請求項１７に記載の方法に従って製造されたフラット・パネル・ディスプレイ。
【請求項２２】
リソグラフィ装置を使用したリソグラフィ露光の方法であって、
（ａ）第１の方向に配置された距離計を有する定規を備えた第１のフレームを提供するステップと、
（ｂ）複数のセンサを備えた第２のフレームを提供するステップであって、前記複数のセンサが、前記定規を基準表面として使用して、前記複数のセンサと前記定規との間の前記第１の方向に直角の第２の方向の距離を測定する、提供するステップと、
（ｃ）前記定規の表面平面度を測定するステップと、
（ｄ）前記第１のフレームが前記第２のフレームに対して前記第１の方向に走査移動している間、前記第２のフレームに対する前記第１のフレームの前記第２の方向の移動を測定するために前記複数のセンサを使用するステップと
を含む方法。
【請求項２３】
前記定規の前記表面平面度の測定が専用のセンサを使用して実行される、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記定規の前記表面平面度の測定が前記複数のセンサを使用して実行される、請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
（ａ）第１の方向に配置された、関連する定規モニタ・センサによるモニタのための距離計を有する定規を使用するステップと、
（ｂ）センサを使用して、前記定規を基準表面として使用して、前記センサと前記定規との間の前記第１の方向に直角の第２の方向の距離を測定するステップと
を含む測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リソグラフィ装置及びデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィ装置は、基板又は基板の一部に所望のパターンを適用するマシンである。リソグラフィ装置は、例えばフラット・パネル・ディスプレイ、集積回路（ＩＣ）及び微細構造を必要とする他のデバイスの製造に使用することができる。従来の装置では、マスク又はレチクルと呼ばれているパターニング・デバイスを使用して、フラット・パネル・ディスプレイ（又は他のデバイス）の個々の層に対応する回路パターンが生成される。生成されたパターンは、例えば基板の上に提供されている放射線感応材料（レジスト）の層への画像化を介して基板（例えばガラス板）の（一部）に転送される。
【０００３】
パターニング手段を使用して、回路パターンではなく、例えばカラー・フィルタ・パターン又はドットのマトリックスなど他のパターンを生成することも可能である。パターニング・デバイスには、個々に制御可能な複数のエレメントのアレイを備えたパターニング・アレイをマスクの代わりに使用することも可能である。マスクをベースとするシステムと比較すると、より速やかにパターンを変更することができ、また、このようなシステムの場合、パターンの変更がより低コストである。
【０００４】
フラット・パネル・ディスプレイ基板は、その形状を長方形にすることができる。このタイプの基板を露光するために設計されたリソグラフィ装置は、長方形基板の幅全体をカバーする露光領域又は基板の幅の一部（例えば基板の幅の半分）をカバーする露光領域を提供することができる。基板は、マスク又はレチクルが投影ビームで同期走査されている間、露光領域の真下の部分が走査される。この方法により基板にパターンが転送される。露光領域が基板の幅全体をカバーしている場合、露光は単一走査で完了する。露光領域が例えば基板の幅の半分をカバーしている場合、第１の走査が終了した後、基板が横方向に移動し、典型的にはさらに走査が実行され、基板の残りの部分が露光される。
【０００５】
基板（フラット・パネル基板であっても良い）を露光している間、基板と投影ビームを投射するために使用される投影光学系の焦点面が適切に一致しない場合がある。これは、光学エンジンによって基板に投影されるパターンが焦点外れになる原因になっている。この焦点外れのためにパターンを適切に形成することができず、その結果、そのパターンによって構築される回路のエレメントが適切に機能しないことがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、フィーチャをより効果的に整列させるためのシステム及び方法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施例によれば、第１のフレームと第２のフレームとを備えたリソグラフィ装置が提供される。第１のフレーム及び第２のフレームは、互いに第１の方向に移動させることができる。第１のフレームは、第１の方向に配置された、関連する定規モニタ・センサによるモニタのための距離計を有する定規を備えている。第２のフレームは第２のセンサを備えており、該第２のセンサは、定規を基準表面として使用して、該第２のセンサと定規との間の第１の方向に直角の第２の方向の距離を測定するようになされている。
【０００８】
本発明の一実施例によれば、第１の方向に配置された、関連する定規モニタ・センサによるモニタのための距離計を有する定規と、第２のセンサとを備えた測定装置であって、該第２のセンサが、定規を基準表面として使用して、該第２のセンサと定規との間の第１の方向に直角の第２の方向の距離を測定するようになされた測定装置が提供される。
【０００９】
本発明の一実施例によれば、フレームと基板ホルダとを備えたリソグラフィ装置を使用したリソグラフィ露光の方法が提供される。フレームは、基板ホルダによって保持された基板の高さを測定するようになされたハイト・センサ、及び所望のパターンを基板に投影するようになされた投影光学系を備えている。基板ホルダは、第１の方向に配置された距離計を有する定規を備えている。この方法には、ハイト・センサに隣接する位置に位置している、定規の高さを測定するための第２のセンサを使用するステップと、基板ホルダ及び基板を投影光学系に対して移動させるステップと、投影光学系に隣接する位置に位置している、定規の高さを測定するための第３のセンサを使用するステップと、測定した定規の高さの差に基づいて修正オフセットを決定するステップと、投影光学系が焦点の合ったパターンを基板に投影するように投影光学系を調整するために、測定した基板の高さと共に修正オフセットを使用するステップとが含まれている。
【００１０】
本発明の一実施例によれば、第１のフレームと第２のフレームとを備えたリソグラフィ装置を使用したリソグラフィ露光の方法が提供される。第１のフレームは、第１の方向に配置された距離計を有する定規を備えている。第２のフレームは複数のセンサを備えており、該複数のセンサは、定規を基準表面として使用して、該複数のセンサと定規との間の第１の方向に直角の第２の方向の距離を測定するようになされている。この方法には、定規の表面平面度を測定するステップと、それに続いて、第１のフレームが第２のフレームに対して第１の方向に走査移動している間、第２のフレームに対する第１のフレームの第２の方向の移動を測定するために複数のセンサを使用するステップとが含まれている。
【００１１】
本発明の一実施例によれば、第１の方向に配置された、関連する定規モニタ・センサによるモニタのための距離計を有する定規を使用した測定方法が提供される。この方法には第２のセンサを使用するステップが含まれており、該第２のセンサは、定規を基準表面として使用して、該第２のセンサと定規との間の第１の方向に直角の第２の方向の距離を測定している。
【００１２】
以下、本発明の他の実施例、特徴及び利点、並びに本発明の様々な実施例の構造及び動作について、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
本明細書に組み込まれ、且つ、本明細書の一部を形成している添付の図面は、本発明の１つ又は複数の実施例を示したもので、以下の説明と共に本発明の原理をより良く説明し、且つ、当業者による本発明の構築及び使用を可能にする役割を果している。
【００１４】
以下、本発明について、添付の図面を参照して説明する。図において、同様の参照番号は、まったく同じ構成要素又は機能的に類似した構成要素を表している。また、参照番号の左端の１つ又は複数の桁は、その参照番号が最初に出現する図面を識別している。
【実施例】
【００１５】
特定の構成及び配置が考察されているが、それらが単なる説明を目的としたものにすぎないことを理解されたい。本発明の精神及び範囲を逸脱することなく他の構成及び配置を使用することができることは当業者には認識されよう。また、他の様々なアプリケーションに本発明を使用することができることは当業者には明らかであろう。
【００１６】
図１は、本発明の一実施例によるリソグラフィ装置を略図で示したものである。このリソグラフィ装置は、照明システムＩＬ、パターニング・デバイスＰＤ、基板テーブルＷＴ及び投影システムＰＳを備えている。照明システム（イルミネータ）ＩＬは、放射ビームＢ（例えばＵＶ放射）を条件付けるようになされている。
【００１７】
パターニング・デバイスＰＤ（例えばレチクル若しくはマスク又は個々に制御可能な複数のエレメントのアレイ）は投影ビームを変調している。通常、個々に制御可能な複数のエレメントのアレイの位置は、投影システムＰＳに対して固定することができる。しかしながら、投影システムＰＳに対して位置を固定する代わりに、個々に制御可能な複数のエレメントのアレイを特定のパラメータに従って正確に配置するようになされたポジショナに接続することも可能である。
【００１８】
基板テーブルＷＴは、基板（例えばレジスト被覆基板）Ｗを支持するように構築されており、基板を特定のパラメータに従って正確に配置するようになされたポジショナＰＷに接続されている。
【００１９】
投影システム（例えば屈折型投影レンズ系）ＰＳは、個々に制御可能な複数のエレメントのアレイによって変調された放射のビームを基板Ｗの目標部分Ｃ（例えば１つ又は複数のダイが含まれている）に投射するようになされている。
【００２０】
照明システムは、放射を導き、整形し、又は制御するための、屈折光学コンポーネント、反射光学コンポーネント、磁気光学コンポーネント、電磁光学コンポーネント、静電光学コンポーネント若しくは他のタイプの光学コンポーネント、又はそれらの任意の組合せなどの様々なタイプの光学コンポーネントを備えることができる。
【００２１】
本明細書に使用されている「パターニング・デバイス」又は「コントラスト・デバイス」という用語は、放射ビームの断面を変調し、それにより基板の目標部分にパターンを生成するべく使用することができる任意のデバイスを意味するものとして広義に解釈されたい。このデバイスは、静的パターニング・デバイス（例えばマスク又はレチクル）であっても、又は動的パターニング・デバイス（例えばプログラム可能な複数のエレメントのアレイ）のいずれであっても良い。簡潔のために、ほとんどの説明は動的パターニング・デバイスに関するものであるが、本発明の範囲を逸脱することなく静的パターン・デバイスを使用することも可能であることを理解されたい。
【００２２】
放射ビームに付与されるパターンは、例えばそのパターンが移相フィーチャ又はいわゆる補助フィーチャを備えている場合、基板の目標部分における所望のパターンに必ずしも厳密に対応している必要はないことに留意されたい。同様に、基板に最終的に生成されるパターンは、任意の瞬間に個々に制御可能な複数のエレメントのアレイに形成されるパターンに必ずしも対応している必要はない。これは、基板の個々の部分に最終的に形成されるパターンが、所与の時間期間又は所与の露光回数で積み上げられ、その間に、個々に制御可能な複数のエレメントのアレイ上のパターン及び／又は基板の相対位置が変更される構成の場合がそうである。
【００２３】
基板の目標部分に生成されるパターンは、通常、目標部分に生成される、例えば集積回路又はフラット・パネル・ディスプレイなどのデバイス中の特定の機能層（例えばフラット・パネル・ディスプレイのカラー・フィルタ層又はフラット・パネル・ディスプレイの薄膜トランジスタ層）に対応している。このようなパターニング・デバイスの実施例には、例えばレチクル、プログラム可能ミラー・アレイ、レーザ・ダイオード・アレイ、発光ダイオード・アレイ、回折格子光バルブ及びＬＣＤパネルがある。
【００２４】
電子手段（例えばコンピュータ）を使用してそのパターンをプログラムすることができる、例えばプログラム可能な複数のエレメントを備えたパターニング・デバイスなどのパターニング・デバイス（例えば上に挙げた、レチクルを除くすべてのデバイス）は、本明細書においては集合的に「コントラスト・デバイス」として参照されている。一実施例では、パターニング・デバイスは、少なくとも１０個のプログラム可能エレメントを備えており、例えば少なくとも１００個、少なくとも１０００個、少なくとも１００００個、少なくとも１０００００個、少なくとも１００００００個又は少なくとも１０００００００個のプログラム可能エレメントを備えている。
【００２５】
プログラム可能ミラー・アレイは、粘弾性制御層及び反射表面を有するマトリックス・アドレス指定可能表面を備えることができる。このような装置の基礎をなしている基本原理は、例えば、反射表面のアドレス指定領域が入射光を回折光として反射し、一方、非アドレス指定領域が入射光を非回折光として反射することである。適切な空間フィルタを使用することにより、非回折光を反射ビームからフィルタ除去し、基板に到達する回折光のみを残すことができる。この方法によれば、マトリックス・アドレス指定可能表面のアドレス指定パターンに従ってビームがパターン化される。
【００２６】
別法として、フィルタを使用して回折光をフィルタ除去し、基板に到達する非回折光を残すことができることは理解されよう。
【００２７】
複数の回折型光ＭＥＭＳデバイス（超小型電気機械システム・デバイス）のアレイを対応する方法で使用することも可能である。一実施例では、回折型光ＭＥＭＳデバイスは、互いに変形して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複数の反射型リボンからなっている。
【００２８】
プログラム可能ミラー・アレイの他の代替実施例には、マトリックスに配列された、それぞれ適切な局部電界を印加することによって、又は圧電駆動手段を使用することによって１つの軸の周りに個々に傾斜させることができる微小ミラーが使用されている。この場合も、ミラーは、入射する放射ビームを反射する方向がアドレス指定されたミラーと非アドレス指定ミラーとでそれぞれ異なるよう、マトリックス・アドレス指定することができる。この方法によれば、マトリックス・アドレス指定可能ミラーのアドレス指定パターンに従って反射ビームがパターン化される。必要なマトリックス・アドレス指定は、適切な電子手段を使用して実行することができる。
【００２９】
ＰＤのもう１つの実施例は、プログラム可能ＬＣＤアレイである。
【００３０】
リソグラフィ装置は、１つ又は複数のコントラスト・デバイスを備えることができる。例えばリソグラフィ装置は、互いに独立して制御される、個々に制御可能な複数のエレメントの複数のアレイを有することができる。このような構造の場合、個々に制御可能な複数のエレメントの複数のアレイの一部又はすべてのアレイは、共通照明システム（又は照明システムの一部）、個々に制御可能な複数のエレメントの複数のアレイのための共通支持構造及び／又は共通投影システム（又は投影システムの一部）のうちの少なくとも１つを有することができる。
【００３１】
図１に示す実施例のような実施例の場合、基板Ｗの形状は実質的に円形であり、その周囲の一部に沿って任意選択でノッチ及び／又は平らな縁を備えている。一実施例では、基板の形状は多角形であり、例えば長方形である。
【００３２】
基板の形状が実質的に円形である実施例には、基板の直径が少なくとも２５ｍｍ、例えば少なくとも５０ｍｍ、少なくとも７５ｍｍ、少なくとも１００ｍｍ、少なくとも１２５ｍｍ、少なくとも１５０ｍｍ、少なくとも１７５ｍｍ、少なくとも２００ｍｍ、少なくとも２５０ｍｍ又は少なくとも３００ｍｍの実施例が含まれている。一実施例では、基板の直径は、最大５００ｍｍ、最大４００ｍｍ、最大３５０ｍｍ、最大３００ｍｍ、最大２５０ｍｍ、最大２００ｍｍ、最大１５０ｍｍ、最大１００ｍｍ又は最大７５ｍｍである。
【００３３】
基板が多角形、例えば長方形である実施例には、基板の少なくとも１つの辺、例えば少なくとも２つの辺又は少なくとも３つの辺の長さが少なくとも５ｃｍ、例えば少なくとも２５ｃｍ、少なくとも５０ｃｍ、少なくとも１００ｃｍ、少なくとも１５０ｃｍ、少なくとも２００ｃｍ又は少なくとも２５０ｃｍの実施例が含まれている。
【００３４】
一実施例では、基板の少なくとも１つの辺の長さは最大１０００ｃｍであり、例えば最大７５０ｃｍ、最大５００ｃｍ、最大３５０ｃｍ、最大２５０ｃｍ、最大１５０ｃｍ又は最大７５ｃｍである。
【００３５】
一実施例では、基板Ｗはウェハであり、例えば半導体ウェハである。一実施例では、ウェハ材料は、Ｓｉ、ＳｉＧｅ、ＳｉＧｅＣ、ＳｉＣ、Ｇｅ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ及びＩｎＡｓからなるグループから選択される。一実施例では、ウェハはＩＩＩ／Ｖ族化合物半導体ウェハである。一実施例では、ウェハはシリコン・ウェハである。一実施例では、基板はセラミック基板である。一実施例では、基板はガラス基板である。一実施例では、基板はプラスチック基板である。一実施例では、基板は透明である（例えば人間の肉眼に対して）。一実施例では、基板が着色されている。一実施例では、基板は無着色である。
【００３６】
基板の厚さは、例えば基板の材料及び／又は基板の寸法に応じてある程度変更することができる。一実施例では、基板の厚さは少なくとも５０μｍであり、例えば少なくとも１００μｍ、少なくとも２００μｍ、少なくとも３００μｍ、少なくとも４００μｍ、少なくとも５００μｍ又は少なくとも６００μｍである。一実施例では、基板の厚さは最大５０００μｍであり、例えば最大３５００μｍ、最大２５００μｍ、最大１７５０μｍ、最大１２５０μｍ、最大１０００μｍ、最大８００μｍ、最大６００μｍ、最大５００μｍ、最大４００μｍ又は最大３００μｍである。
【００３７】
本明細書において参照されている基板は、例えばトラック（通常、基板にレジストの層を塗布し、且つ、露光済みのレジストを現像するツール）、度量衡学ツール及び／又は検査ツール中で、露光前又は露光後に処理することができる。一実施例では、基板の上にレジスト層が提供されている。
【００３８】
本明細書に使用されている「投影システム」という用語には、使用する露光放射に適した、又は液浸液の使用又は真空の使用など他の要因に適した、屈折光学系、反射光学系、カタディオプトリック光学系、磁気光学系、電磁光学系及び静電光学系又はそれらの任意の組合せを始めとする任意のタイプの投影システムが包含されているものとして広義に解釈されたい。本明細書における「投影レンズ」という用語の使用はすべて、より一般的な「投影システム」という用語の同義語と見なすことができる。
【００３９】
投影システムは、基板にパターンが干渉的に形成されるよう、個々に制御可能な複数のエレメントのアレイにパターンを画像化することができる。別法としては、投影システムは、個々に制御可能な複数のエレメントのアレイのエレメントがシャッタとして作用する二次ソースを画像化することも可能である。この点に関して、投影システムは、例えば二次ソースを形成し、且つ、基板にスポットを画像化するための複数の集束エレメントのアレイ、例えば微小レンズ・アレイ（ＭＬＡとして知られている）又はフレネル・レンズ・アレイなどを備えることができる。一実施例では、複数の集束エレメントのアレイ（例えばＭＬＡ）は、少なくとも１０個の集束エレメントを備えており、例えば少なくとも１００個の集束エレメント、少なくとも１０００個の集束エレメント、少なくとも１００００個の集束エレメント、少なくとも１０００００個の集束エレメント又は少なくとも１００００００個の集束エレメントを備えている。一実施例では、パターニング・デバイスの個々に制御可能な複数のエレメントの数は、複数の集束エレメントのアレイの集束エレメントの数に等しいか又はそれ以上である。一実施例では、個々に制御可能な複数のエレメントのアレイの個々に制御可能な複数のエレメントのうちの１つ又は複数のエレメント、例えば２個以上のエレメント、つまり３個以上、５個以上、１０個以上、２０個以上、２５個以上、３５個以上又は５０個以上のエレメントに、複数の集束エレメントのアレイの集束エレメントのうちの１つ又は複数のエレメント（例えば１０００個以上のエレメント、大半のエレメント又はほぼ個々のエレメント）を光学的に結合することができる。一実施例では、ＭＬＡは、例えば１つ又は複数のアクチュエータを使用して、少なくとも基板に向かう方向及び基板から離れる方向に移動させることができる（例えば複数のアクチュエータを使用して）。基板に向かってＭＬＡを移動させることができ、また、基板から離れる方向にＭＬＡを移動させることができるため、例えば、基板を移動させることなく焦点を調整することができる。
【００４０】
図１及び２に示すように、リソグラフィ装置は反射型の装置（例えば個々に制御可能な複数のエレメントの反射型アレイを使用した装置）である。別法としては、リソグラフィ装置は透過型の装置（例えば個々に制御可能な複数のエレメントの透過型アレイを使用した装置）であっても良い。
【００４１】
リソグラフィ装置は、２つ（二重ステージ）以上の基板テーブルを有するタイプの装置であっても良い。このような「多重ステージ」マシンの場合、追加テーブルを並列に使用することができ、或いは１つ又は複数の他のテーブルを露光のために使用している間、１つ又は複数のテーブルに対して予備ステップを実行することができる。
【００４２】
また、リソグラフィ装置は、基板の少なくとも一部が比較的屈折率の大きい「液浸液」、例えば水で覆われ、それにより投影システムと基板の間の空間が充填されるタイプの装置であっても良い。また、リソグラフィ装置内の他の空間、例えばパターニング・デバイスと投影システムの間の空間に液浸液を適用することも可能である。液浸技法は、当分野では、投影システムの開口数を大きくすることで良く知られている。本明細書に使用されている「液浸」という用語は、基板などの構造を液体中に浸すことを意味しているのではなく、単に、露光の間、投影システムと基板の間に液体が置かれることを意味しているにすぎない。
【００４３】
もう一度図１を参照すると、イルミネータＩＬは、放射源ＳＯから放射ビームを受け取っている。一実施例では、放射源は、少なくとも５ｎｍ、例えば少なくとも１０ｎｍ、少なくとも５０ｎｍ、少なくとも１００ｎｍ、少なくとも１５０ｎｍ、少なくとも１７５ｎｍ、少なくとも２００ｎｍ、少なくとも２５０ｎｍ、少なくとも２７５ｎｍ、少なくとも３００ｎｍ、少なくとも３２５ｎｍ、少なくとも３５０ｎｍ又は少なくとも３６０ｎｍの波長の放射を提供している。一実施例では、放射源ＳＯによって提供される放射は、最大４５０ｎｍ、例えば最大４２５ｎｍ、最大３７５ｎｍ、最大３６０ｎｍ、最大３２５ｎｍ、最大２７５ｎｍ、最大２５０ｎｍ、最大２２５ｎｍ、最大２００ｎｍ又は最大１７５ｎｍの波長を有している。一実施例では、放射は、４３６ｎｍ、４０５ｎｍ、３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ及び／又は１２６ｎｍを含む波長を有している。一実施例では、放射には、３６５ｎｍ近辺又は３５５ｎｍ近辺の波長が含まれている。一実施例では、放射には、例えば３６５ｎｍ、４０５ｎｍ及び４３６ｎｍを包含する広帯域の波長が含まれている。３５５ｎｍのレーザ源を使用することも可能である。放射源が例えばエキシマ・レーザである場合、放射源及びリソグラフィ装置は、個別の構成要素にすることができる。その場合、放射源はリソグラフィ装置の一部を形成しているとは見なされず、放射ビームは、例えば適切な誘導ミラー及び／又はビーム・エキスパンダを備えたビーム引渡しシステムＢＤを使用して放射源ＳＯからイルミネータＩＬへ引き渡される。それ以外の例えば放射源が水銀灯などの場合、放射源は、リソグラフィ装置の一構成部品にすることができる。放射源ＳＯ及びイルミネータＩＬは、必要に応じてビーム引渡しシステムＢＤと共に放射システムと呼ぶことができる。
【００４４】
イルミネータＩＬは、放射ビームの角強度分布を調整するためのアジャスタＡＤを備えることができる。通常、イルミネータのひとみ平面の強度分布の少なくとも外部及び／又は内部ラジアル・エクステント（一般に、それぞれσ−外部及びσ−内部と呼ばれている）は調整が可能である。また、イルミネータＩＬは、インテグレータＩＮ及びコンデンサＣＯなど他の様々なコンポーネントを備えることができる。イルミネータを使用して放射ビームを条件付けし、所望する一様な強度分布をその断面に持たせることができる。また、イルミネータＩＬ又はイルミネータＩＬに関連する追加コンポーネントは、例えば個々に制御可能な複数のエレメントのアレイの個々に制御可能な複数のエレメントのうちの１つ又は複数のエレメントにそれぞれ結合することができる複数のサブビームに放射ビームを分割するように構成することも可能である。例えば二次元回折格子を使用して放射ビームをサブビームに分割することができる。この説明の中では、「放射のビーム」及び「放射ビーム」には、それには限定されないが、ビームが放射のこのような複数のサブビームからなっている状況が包含されている。
【００４５】
放射ビームＢは、パターニング・デバイスＰＤ（例えば個々に制御可能な複数のエレメントのアレイ）に入射し、該パターニング・デバイスによって変調される。パターニング・デバイスＰＤで反射した放射ビームＢは、放射ビームを基板Ｗの目標部分Ｃに集束させる投影システムＰＳを通過する。基板テーブルＷＴは、ポジショナＰＷ及び位置センサＩＦ２（例えば干渉デバイス、直線エンコーダ、容量センサ等）を使用して正確に移動させることができ、それにより例えば異なる目標部分Ｃを放射ビームＢの光路内に配置することができる。使用されている場合、個々に制御可能な複数のエレメントのアレイのための位置決め手段を使用して、例えば走査中に、放射ビームＢの光路に対するパターニング・デバイスＰＤの位置を正確に修正することができる。
【００４６】
一実施例では、基板テーブルＷＴの移動は、図１には明確に示されていないが、長ストローク・モジュール（粗位置決め）及び短ストローク・モジュール（精密位置決め）を使用して実現されている。一実施例では、リソグラフィ装置には、基板テーブルＷＴを移動させるための少なくとも短ストローク・モジュールが存在していない。また、同様のシステムを使用して個々に制御可能な複数のエレメントのアレイを位置決めすることも可能である。別法／追加として、投影ビームＢを移動可能にし、且つ、対物テーブル及び／又は個々に制御可能な複数のエレメントのアレイに固定位置を持たせ、それにより必要な相対移動を提供することも可能であることは理解されよう。このような構造により、リソグラフィ装置の大きさの制限が促進される。例えばフラット・パネル・ディスプレイの製造に適用することができる他の代替として、基板テーブルＷＴ及び投影システムＰＳの位置を固定し、基板Ｗが基板テーブルＷＴに対して移動するように構成することも可能である。例えば、実質的に一定の速度で基板Ｗの両端間を走査するシステムを基板テーブルＷＴに設けることができる。
【００４７】
図１に示すように、放射のビームＢは、最初にパターニング・デバイスＰＤに向けて放射を反射するようになされたビーム・スプリッタＢＳによってパターニング・デバイスＰＤに導くことができる。ビーム・スプリッタを使用することなく放射のビームＢをパターニング・デバイスに導くことも可能であることを認識されたい。一実施例では、放射のビームは、０°と９０°の間の角度、例えば５°と８５°の間、１５°と７５°の間、２５°と６５°の間又は３５°と５５°の間の角度（図１に示す実施例では９０°の角度）でパターニング・デバイスに導かれる。パターニング・デバイスＰＤは放射のビームＢを変調し、変調ビームを投影システムＰＳへ透過させるビーム・スプリッタＢＳに向けて再び反射する。しかしながら、代替構造を使用して放射のビームＢをパターニング・デバイスＰＤへ導き、引き続いて投影システムＰＳへ導くことも可能であることは理解されよう。詳細には、透過型パターニング・デバイスを使用する場合は、図１に示すような構造は不要である。
【００４８】
図に示す装置は、複数のモードで使用することができる。
１．ステップ・モード：放射ビームに付与されたパターン全体が目標部分に１回で投影されている間、個々に制御可能な複数のエレメントのアレイ及び基板が基本的に静止状態に維持される（即ち単一静止露光）。次に、基板テーブルＷＴがＸ方向及び／又はＹ方向にシフトされ、異なる目標部分Ｃが露光される。ステップ・モードでは、露光視野の最大サイズによって、単一静止露光で画像化される目標部分Ｃのサイズが制限される。
２．走査モード：放射ビームに付与されたパターンが目標部分Ｃに投影されている間、個々に制御可能な複数のエレメントのアレイ及び基板が同期走査される（即ち単一動的露光）。個々に制御可能な複数のエレメントのアレイに対する基板の速度及び方向は、投影システムＰＳの倍率（縮小率）及び画像反転特性によって決まる。走査モードでは、露光視野の最大サイズによって、単一動的露光における目標部分の幅（非走査方向の幅）が制限され、また、走査運動の長さによって目標部分の高さ（走査方向の高さ）が決まる。
３．パルス・モード：個々に制御可能な複数のエレメントのアレイが基本的に静止状態に維持され、パルス放射源を使用してパターン全体が基板Ｗの目標部分Ｃに投影される。基板テーブルＷＴは、投影ビームＢを使用して基板Ｗの両端間のラインを走査することができるよう、基本的に一定の速度で移動する。個々に制御可能な複数のエレメントのアレイ上のパターンは、必要に応じて放射システムのパルスとパルスの間に更新され、パルスは、連続する目標部分Ｃが基板Ｗ上の必要な位置で露光されるように計時されている。したがって投影ビームＢは、基板へ帯状に完全なパターンを露光するべく基板Ｗの両端間を走査することができる。このプロセスは、基板Ｗ全体がライン毎に露光されるまで繰り返される。
４．連続走査モード：パルス・モードと基本的に同様であるが、実質的に一定の速度で基板Ｗが放射の変調ビームＢに対して走査され、また、投影ビームＢが基板Ｗの両端間を走査して基板Ｗを露光すると、個々に制御可能な複数のエレメントのアレイ上のパターンが更新される点が異なっている。実質的に一定の放射源又は個々に制御可能な複数のエレメントのアレイ上のパターンの更新と同期したパルス放射源を使用することができる。
５．ピクセル格子画像化モード：図２に示すリソグラフィ装置を使用して実行することができ、基板Ｗに形成されるパターンは、スポット発生器によって形成される、パターニング・デバイスＰＤへ導かれるスポットを連続的に露光することによって実現される。露光されるスポットは実質的に同じ形状を有している。スポットは、実質的に格子の形で基板Ｗに印刷される。一実施例では、スポットのサイズは、印刷されるピクセル格子のピッチより大きく、且つ、露光スポット格子よりはるかに小さくなっている。印刷されるスポットの強度を変化させることによってパターンが実現される。露光フラッシュと露光フラッシュの間に、スポット全体の強度分布が変更される。
【００４９】
上で説明した使用モードの組合せ及び／又はその変形形態、或いはまったく異なる使用モードを使用することも可能である。
【００５０】
リソグラフィでは、基板上のレジストの層にパターンが露光される。次にレジストが現像される。続いて追加処理ステップが基板に施される。基板の各々の部分に対するこれらの基板処理ステップの効果は、レジストの露光によって決まる。詳細には、所与の線量閾値を超える放射線量を受け取る基板部分の応答と、所与の線量閾値未満の放射線量を受け取る基板部分の応答が異なるようにプロセスが調整される。例えばエッチング・プロセスでは、所与の線量閾値を超える放射線量を受け取る基板領域は、現像済みのレジストの層によってエッチングから保護される。しかしながら、露光後現像の場合、所与の線量閾値未満の放射線量を受け取るレジスト部分が除去されるため、これらの領域はエッチングから保護されない。したがって所望のパターンをエッチングすることができる。詳細には、露光の間、所与の線量閾値を超える放射の線量を受け取る基板上のパターン・フィーチャ内の領域へ向かって透過する放射の強度が十分な大きさの強度になるように、パターニング・デバイスの個々に制御可能な複数のエレメントが設定される。基板上の残りの領域は、対応する個々に制御可能な複数のエレメントをゼロ又は著しく小さい放射強度を提供するように設定することによって所定の線量閾値未満の放射線量を受け取ることになる。
【００５１】
実際には、個々に制御可能な複数のエレメントがフィーチャ境界の一方の側に最大放射強度を提供し、且つ、もう一方の側に最小放射強度を提供するように設定された場合であっても、パターン・フィーチャの縁部分の放射線量が所与の最大線量からゼロ線量へ急激に変化することはない。その代わりに、回折効果のため、放射線量のレベルが遷移ゾーンの両端間で減少することになる。現像済みのレジストによって最終的に形成されるパターン・フィーチャの境界の位置は、受け取る線量が放射線量閾値未満に減少する位置によって決定される。パターン・フィーチャの境界上又はパターン・フィーチャの境界付近に位置している基板上の複数のポイントに放射を提供する個々に制御可能な複数のエレメントを、最大強度レベル又は最小強度レベルだけでなく、最大強度レベルと最小強度レベルの間の強度レベルに設定することにより、遷移ゾーンの両端間における放射線量のドロップオフ・プロファイル、延いてはパターン・フィーチャ境界の正確な位置をより正確に制御することができる。これは、一般に「グレースケーリング」と呼ばれている。
【００５２】
グレースケーリングにより、所与の個々に制御可能なエレメントによって基板に提供される放射強度を２つの値（即ち最大値及び最小値のみ）にしか設定することができないリソグラフィ・システムで可能である制御と比較すると、はるかに良好なパターン・フィーチャ境界位置の制御が提供される。一実施例では、少なくとも３個の異なる放射強度値を基板に投射することができ、例えば少なくとも４個の放射強度値、少なくとも８個の放射強度値、少なくとも１６個の放射強度値、少なくとも３２個の放射強度値、少なくとも６４個の放射強度値、少なくとも１２８個の放射強度値又は少なくとも２５６個の放射強度値を基板に投射することができる。
【００５３】
グレースケーリングは、上で説明した目的に対する追加又は代替目的として使用することができることを理解されたい。例えば、受け取る放射線量のレベルに応じて３つ以上の潜在応答領域が基板に存在するよう、露光後における基板の処理を調整することができる。例えば、第１の閾値未満の放射線量を受け取る基板部分は第１の方法で応答し、第１の閾値を超え、且つ、第２の閾値未満の放射線量を受け取る基板部分は第２の方法で応答し、また、第２の閾値を超える放射線量を受け取る基板部分は第３の方法で応答する。したがって、グレースケーリングを使用することにより、３つ以上の所望線量レベルを有する放射線量プロファイルを基板の両端間に提供することができる。一実施例では、放射線量プロファイルは、少なくとも２つの所望線量レベルを有しており、例えば少なくとも３つの所望放射線量レベル、少なくとも４つの所望放射線量レベル、少なくとも６つの所望放射線量レベル又は少なくとも８つの所望放射線量レベルを有している。
【００５４】
また、放射線量プロファイルは、上で説明した、基板上の個々のポイントが受け取る放射の強度を単に制御する方法以外の方法を使用して制御することができることを理解されたい。例えば、別法又は追加として、ポイントの露光継続期間を制御することによって基板上の個々のポイントが受け取る放射線量を制御することも可能である。他の実施例としては、基板上の個々のポイントが連続する複数の露光で潜在的に放射を受け取ることができる。したがって、別法又は追加として、連続する複数の露光の選択されたサブセットを使用してポイントを露光することにより、個々のポイントが受け取る放射線量を制御することができる。
【００５５】
必要なパターンを基板に形成するためには、露光プロセスの間、パターニング・デバイスの個々に制御可能な複数のエレメントの各々を個々のステージ毎に必要な状態に設定する必要がある。したがって、必要な状態を表す制御信号を個々に制御可能な複数のエレメントの各々に送信しなければならない。一実施例では、リソグラフィ装置は、制御信号を生成するコントローラを備えている。基板に形成すべきパターンは、ＧＤＳＩＩなどのベクトル画定フォーマットでリソグラフィ装置に提供することができる。コントローラは、個々に制御可能なエレメント毎に設計情報を制御信号に変換するために、パターンを表すデータ・ストリームに対する処理ステップを実行するようにそれぞれなされた１つ又は複数のデータ操作デバイスを備えている。データ操作デバイスは、集合的に「データ経路」と呼ぶことができる。
【００５６】
データ経路のデータ操作デバイスは、ベクトル・ベースの設計情報をビットマップ・パターン・データに変換する機能、ビットマップ・パターン・データを必要な放射線量マップ（即ち基板の両端間に必要な放射線量プロファイル）に変換する機能、必要な放射線量マップを必要な放射強度値に個々に制御可能なエレメント毎に変換する機能、及び個々に制御可能なエレメントの各々に必要な放射強度値を対応する制御信号に変換する機能のうちの１つ又は複数の機能を実行するように構成することができる。
【００５７】
図２は、本発明による、例えばフラット・パネル・ディスプレイの製造に使用することができるリソグラフィ装置の構造を示したものである。図１に示すコンポーネントに対応するコンポーネントは、同じ参照数表示を使用して示されている。また、様々な実施例についての上記記述、例えば基板の様々な構成、コントラスト・デバイス、ＭＬＡ、放射のビーム等は、この図２にも適用される。
【００５８】
図２は、本発明の一実施例によるリソグラフィ装置の構造を示したものである。この実施例は、例えばフラット・パネル・ディスプレイの製造に使用することができる。図１に示すコンポーネントに対応するコンポーネントは、同じ参照数表示を使用して示されている。また、様々な実施例についての上記記述、例えば基板の様々な構成、コントラスト・デバイス、ＭＬＡ、放射のビーム等は、この図２にも適用される。
【００５９】
図２に示すように、投影システムＰＳは、２つのレンズＬ１、Ｌ２を備えたビーム・エキスパンダを備えている。第１のレンズＬ１は、変調放射ビームＢを受け取り、且つ、開口絞りＡＳの開口を通して変調放射ビームＢを集束させるようになされている。開口内には別のレンズＡＬを配置することができる。次いで放射ビームＢは発散し、第２のレンズＬ２（例えば視野レンズ）によって集束する。
【００６０】
投影システムＰＳは、さらに、広がった変調放射Ｂを受け取るようになされた複数のレンズのアレイＭＬＡを備えている。パターニング・デバイスＰＤの個々に制御可能な複数のエレメントのうちの１つ又は複数のエレメントに対応している変調放射ビームＢの異なる部分が、複数のレンズのアレイＭＬＡの対応する異なるレンズを通過する。レンズの各々は、変調放射ビームＢの対応する部分を基板Ｗ上の一点に集束させている。この方法によれば、複数の放射スポットＳのアレイが基板Ｗに露光される。図に示す複数のレンズ１４のアレイには８つのレンズしか示されていないが、この複数のレンズのアレイは数千個のレンズを備えることができることは理解されよう（パターニング・デバイスＰＤとして使用されている個々に制御可能な複数のエレメントのアレイについても同様である）。
【００６１】
図３は、本発明の一実施例による、図２に示すシステムを使用して基板Ｗにパターンを生成する方法を略図で示したものである。塗りつぶされた円は、投影システムＰＳの複数のレンズのアレイＭＬＡによって基板Ｗに投影された複数のスポットＳのアレイを表している。基板Ｗは、一連の露光が基板Ｗに露光される際に、投影システムＰＳに対してＹ方向に移動する。空白の円は、基板Ｗに既に露光済みのスポット露光ＳＥを表している。図に示すように、投影システムＰＳの複数のレンズのアレイを使用して基板に投影されたスポットの各々は、スポット露光の列Ｒを基板Ｗに露光している。基板に対する完全なパターンは、複数のスポットＳの各々によって露光されたスポット露光ＳＥのすべての列Ｒを合わせることによって生成される。このような構造は、一般に、上で考察した「ピクセル格子画像化」と呼ばれている。
【００６２】
複数の放射スポットＳのアレイは、基板Ｗに対して角度θで配置されていることが分かる（基板の縁がＸ方向及びＹ方向に平行に位置している）。これは、基板が走査方向（Ｙ方向）に移動する際に、放射スポットの各々が基板の異なる領域を通過し、それにより複数の放射スポットのアレイ１５によって基板全体がカバーされるようにするためである。一実施例では、角度θは最大２０°、１０°であり、例えば最大５°、最大３°、最大１°、最大０．５°、最大０．２５°、最大０．１０°、最大０．０５°又は最大０．０１°である。一実施例では、角度θは少なくとも０．００１°である。
【００６３】
図４は、本発明の一実施例による、フラット・パネル・ディスプレイ基板Ｗ全体が、複数の光学エンジンを使用して単一走査で露光される様子を略図で示したものである。図に示す実施例では、複数の放射スポットＳの一方のアレイの縁と、複数の放射スポットの隣接するアレイ１５の縁がわずかに重畳する（走査方向Ｙに重畳する）よう、「チェス盤」構成で２列３２、３３に配置された８つの光学エンジン（図示せず）によって複数の放射スポットＳの８つのアレイ３１が生成されている。一実施例では、光学エンジンは少なくとも３列に配置されており、例えば４列又は５列に配置されている。この方法によれば放射の帯が基板Ｗの幅全体に広がるため、単一走査で基板全体を露光することができる。適切な任意の数の光学エンジンを使用することができることは理解されよう。一実施例では、光学エンジンの数は少なくとも１個であり、例えば少なくとも２個、少なくとも４個、少なくとも８個、少なくとも１０個、少なくとも１２個、少なくとも１４個又は少なくとも１７個である。一実施例では、光学エンジンの数は４０個未満であり、例えば３０個未満又は２０個未満である。
【００６４】
光学エンジンの各々は、上で説明した照明システムＩＬ、パターニング・デバイスＰＤ及び投影システムＰＳを個々に備えることができる。しかしながら、照明システム、パターニング・デバイス及び投影システムのうちの１つ又は複数の少なくとも一部を複数の光学エンジンが共有することも可能であることを理解されたい。
【００６５】
図５は、本発明の一実施例による、図４に示す複数の光学エンジンを配置する方法を略図で示したものである。図解を分かりやすくするために、図５には４つの光学エンジンしか示されていない（実際には適切な任意の数の光学エンジンを使用することができることは理解されよう）。図５では、４つの光学エンジン４０が支持フレーム４１の上に取り付けられている。支持フレーム４１はベース４２の上に取り付けられており、ベース４２に対して固定位置に保持されている。基板テーブル４３はベース４２の上に提供されており、以下でさらに説明する方法でＹ方向（図５に示す基準直交座標系）へ移動させることができる。基板４４は基板テーブル４３の上に保持されており、基板テーブル４３の表面に堅固に固定されている。基板テーブル４３は、基板テーブル４３の外側の両面に沿って展開している定規４５を備えている。支持フレーム４１は、定規４５を見下ろしている、定規４５を使用して基板テーブル４３のｙ方向の位置を決定するようになされたｙ位置センサ４６を備えている。
【００６６】
支持フレーム４１は、当分野では一般にレベル・センサと呼ばれている複数の基板ハイト・センサ４７を備えている。基板ハイト・センサ４７は基板４４を見下ろしており、基板の垂直位置（即ちｚ方向の位置）を決定している。
【００６７】
一実施例では、基板テーブル４３及び基板４４は、実質的に基板全体が光学エンジン４０の真下を通過するようにｙ方向を連続走査運動で移動する。光学エンジン４０は、所望のパターンが実質的に基板４４の表面全体を覆うように基板４４に所望のパターンを投影している。この方法によれば、フラット・パネル・ディスプレイ回路、ＩＣデバイス又は他のデバイスを基板に形成することができる。
【００６８】
一実施例では、光学エンジン４０はその焦点深度が制限されており、例えば約１０ミクロン程度である。基板４４が光学エンジン４０の焦点深度内に位置していない場合、光学エンジンによって基板に投影されるパターンが焦点外れになる。そのため、基板４４に形成されるパターンの忠実性が危うくなる。つまりパターンを適切に形成することができなくなり、その結果、そのパターンによって構築される回路のエレメントが適切に機能しないことがある。
【００６９】
基板４４を走査している間、基板ハイト・センサ４７によって基板の所与の領域の高さが決定される。これは、基板４４が必ずしも平らではなく、基板の高さの変化が光学エンジン４０の焦点深度より大きいことがあるからである。基板上の所与のハイト・センサ４７ａによって測定された高さは、例えば制御エレクトロニクス（図示せず）を介して、そのハイト・センサから走査方向ｙに下流側に位置している光学エンジン４０ａへ送信される。基板４４上の測定位置から光学エンジン４０ａに達するまでに要する時間によって決まる遅延の後、光学エンジン４０ａによって形成される焦点面の高さが調整され、それにより焦点面と基板４４の測定高さが一致する。それにより光学エンジン４０ａによる基板への焦点の合ったパターンの投影が保証される。
【００７０】
一実施例では、光学エンジン４０の焦点面を互いに独立して調整することができる。光学エンジン４０の焦点面を互いに独立して調整することができるいくつかの方法がある。例えば光学エンジンの微小レンズ・アレイ（例えば図２参照）をｚ方向に移動させることができる。別法としては、光学エンジン全体をｚ方向に移動させることも可能である。
【００７１】
図６は、本発明の一実施例による、図５に示す装置の側面図である。一実施例では、ベース４２の不均一性のため、光学エンジン４０の焦点面を調整して基板４４の高さに一致させる精度が危うくなる場合がある。図６には、ベース４２の上部表面を形成しているガイド・バー５１に支えられているホイール５０上に取り付けられた基板テーブル４３が示されている。
【００７２】
一実施例では、ガイド・バー５１は不均一である。また、基板テーブル４３の上部表面５２も不均一である（これは、少なくとも部分的には、基板４４が基板テーブル４３上に保持される際の基板４４の非平面性によるものである）。他の手段、例えば空気軸受によって基板テーブルを支持することができることは理解されよう。
【００７３】
一実施例では、基板テーブル４３はＹ方向に走査される。このＹ方向の走査の例を図解するために、図に示す基板テーブルの位置は、位置Ａ及び位置Ｂの２つの位置のみである。基板テーブルが位置Ａに位置している場合、支持フレーム４１上の基板ハイト・センサ４７によって、基板テーブル４３の上に保持されている基板４４の特定の領域５３の高さが測定される。高さの測値が光学エンジン４０に引き渡され、基板テーブル４３が位置Ｂに位置すると、光学エンジンの焦点面と基板４４の領域５３の測定高さが一致するよう、光学エンジンが調整される。ガイド・バー５１が平らであれば、基板ハイト・センサ４７によって測定される高さと、光学エンジン４０の真下に位置した際の基板４４の領域５３の正確な高さが一致し、焦点の合ったパターンが基板に投影されることになる。しかしながら、ガイド・バー５１が平らでなく、へこんでいる場合、光学エンジン４０の焦点面が幾分か基板の領域５３の上方に位置することになり、その結果、基板領域５３に投影されるパターンが焦点外れになる。
【００７４】
図７は、本発明の一実施例による、基板テーブル上の定規の高さを検出するようになされた追加ハイト・センサを備えたシステムを示したものである。図７は、そのほとんどが図５に対応しており、該当する部分には同様の参照数表示が使用されている。図７を参照すると、支持フレーム４１の両側の３つの位置に定規ハイト・センサ６０が設けられている。定規ハイト・センサの第１の対６０ａは、ｘ方向に沿って基板ハイト・センサ４７と整列している。定規ハイト・センサの第２の対６０ｂは、ｘ方向に沿って光学エンジン４０の第１の列６１の中央領域と整列している。定規ハイト・センサの第３の対６０ｃは、ｙ方向に沿って光学エンジン４０の第２の列６２と整列している。
【００７５】
一実施例では、定規ハイト・センサ６０は音響センサであり、定規４５の高さを測定するようになされている。この音響センサの精度は、通常、１ミクロンと１０ミクロンの間である（光学エンジン４０の焦点深度に基づいて適切な音響センサを選択することができる）。
【００７６】
図８は、本発明の一実施例による、上で説明したシステムの使用プロセスを示したものである。図８は、そのほとんどが図６に対応しており、該当する部分には同様の参照数表示が使用されている。図８を参照すると、基板テーブルが位置Ａに位置している場合、第１の定規ハイト・センサ６０ａによって、定規４５の特定の領域７０の高さが測定される。同時に、ハイト・センサ（図示せず）によって、基板テーブル４３の上に保持されている基板の高さが測定される。基板テーブル４３は、ｙ方向を位置Ｂまで移動する。第２の定規ハイト・センサ６０ｃによって、定規４５の特定の領域７０の高さが測定される。この高さと位置Ａで実行された基板テーブルの高さ測値が比較される。この２つの高さ測値の差を決定することによって修正オフセットが得られる。修正オフセットは、ガイド・バー５１の不均一性によって生じた定規４５の特定の領域７０の高さの偏差を表している。この修正オフセットを使用して、修正高さ測値を得るべく、基板ハイト・センサから受け取った高さ測値が修正され、且つ、修正高さ測値を使用して光学エンジン４０の焦点面が調整される。これにより光学エンジン４０の焦点面と、基板テーブル４３の上に保持されている基板の表面が正確に一致することが保証され、延いては光学エンジン４０によって基板に投影されるパターンが焦点の合ったパターンであることが保証される。
【００７７】
図８には光学エンジンが１つしか示されていないが、任意の数の光学エンジンを使用することができることは理解されよう。例えば図７を参照すると、光学エンジン４０の第１の列６１に対する修正オフセットは、定規ハイト・センサの第２の対６０ｂによって決定され、また、光学エンジン４０の第２の列６２に対する修正オフセットは、定規ハイト・センサの第３の対６０ｃによって決定される。
【００７８】
一実施例では、ガイド・バー５１の不均一性が重大であるのは、ホイール５０とガイド・バー５１が接触する位置だけである。ホイール５０は、基板テーブル４３の各コーナに提供されている。ガイド・バー５１の一方の側をホイールが移動する経路の不均一性は、ガイド・バーの反対側を移動するホイールが遭遇する不均一性とは大きく異なっている場合がある。そのため、支持フレーム４１の両側の定規ハイト・センサ６０は、互いに独立して動作する。つまり、支持フレームの一方の側の定規ハイト・センサ６０ａ、６０ｂ及び６０ｃによって決定される修正オフセットと、支持フレーム４１の反対側に位置している等価定規ハイト・センサ６０ａ、６０ｂ及び６０ｃによって決定される修正オフセットとは異なっている場合がある。
【００７９】
場合によっては、極めて多数の光学エンジンを支持フレームの両端間に複数の列で提供することができ、例えば４つの光学エンジンの列を２列使用することができる（図４は、これを略図で示したものである）。この場合、支持フレームの両端の間のいずれかに位置している１つの光学エンジンに対して、支持フレームの両端に対して決定された修正オフセット間の補間を使用することができ、それによりその光学エンジンに対するオフセット値を決定することができる。支持フレームの両端に対して決定された修正オフセットを比較することにより、事実上、Ｒｙ方向における傾斜（つまりｙ方向における１つの軸の周りの回転）の測値が得られる。
【００８０】
分かりやすくするために、本発明のこの実施例は、基板４４の特定の領域５３（図６参照）及び定規４５の特定の領域７０（図８参照）に関連して説明されている。しかしながら、他の実施例では、高さの測定、修正オフセット及び光学エンジンの焦点面の調整は、基板を走査露光している間、基板の長さ全体に対して連続的に実行されることは理解されよう。
【００８１】
ガイド・バー５１の形状は、通常、時間によって変化することはない。これは、基板４４の所与の走査露光に対して測定された修正オフセットを保存し、後続する基板の走査露光に使用することができることを意味している。一実施例では、基板の第１の較正走査の間に、メモリに修正オフセットが保存される（この較正走査には露光が含まれていても、或いは露光が含まれていなくても良い）。次に、後続する各基板を露光している間、この修正オフセットがメモリから検索され、それにより、個々の基板を露光している間、定規ハイト・センサ６０ａ、６０ｂ及び６０ｃからの測値を必要とすることなく、光学エンジンの焦点面を適切に調整することができる。
【００８２】
一実施例では、本発明により、余計な１つ又は複数の基準表面を基板テーブル４３に追加する必要なくオフセット測値を得ることができる。それは、基板テーブル４３の上に既に提供されている、基板テーブルのｙ方向の位置をモニタするための定規４５の表面が基準表面として使用されることによるものである。
【００８３】
一実施例では、本発明により、ガイド・バー５１及び支持フレーム４１の変形が修正される。ガイド・バー５１及び支持フレーム４１の変形は、基板テーブル４３がガイド・バー５１の上を移動する際に、基板テーブル４３の重量分布がシフトすることによって生じる。この変形は、実質的に自動的に提供される修正オフセットによって修正される。この変形は弾性変形であり、時間によって変化することはない。これは、基板の第１の較正走査の間にメモリに保存され、次に、後続する各基板を露光している間、メモリから検索される修正オフセットによってこの変形が自動的に修正されることを意味している。
【００８４】
一実施例では、本発明による定規４５の表面は、修正オフセットから定規４５のあらゆる非平面性が自動的に相殺されるため、必ずしも平らである必要はない。これは、所与の任意の修正オフセットに対して、第１の対の定規ハイト・センサ６０ａによる高さ測定に使用される定規上の位置と、第２及び第３の対の定規ハイト・センサ６０ｂ、６０ｃによる高さ測定に使用される定規上の位置が同じ位置であることによるものである。
【００８５】
通常、位置の測定は、余計な基準表面の追加による無駄な空間消費を伴うことなく、直交する異なる方向の位置をモニタするために使用される定規の表面を測定することによって所与の方向に対して実施することができる（例えばｙ方向定規の表面を測定することによってｚ方向の測定を実施することができる）。定規は、通常、第１の基準フレームに固定され、第１の方向の位置をモニタするようになされた関連するエンコーダが第２の基準フレームに固定される。直交する第２の方向の位置をモニタするようになされたセンサが同じく第２の基準フレームに固定され、上記定規を基準表面として使用する。
【００８６】
代替実施例では、基準フレームは、レチクル・ホルダ及びリソグラフィ装置フレームを備えることができる。
【００８７】
本明細書に使用されている「直交する方向」という用語には、その方向が他の方向に対して限りなく直角に近く、その方向における測定の成分に他の方向の有意な成分が含まれない方向を意味することが意図されている。
【００８８】
上で説明した本発明の実施例には、オフセット測値を得るための音響センサが使用されているが、例えば容量センサ、誘導センサ、光センサ又は機械的センサなど他の適切な任意のセンサを使用することができることは理解されよう。定規を基準表面として使用して得られる測定の精度は、通常、その定規の方向に提供される測定の精度より１桁以上優れている。例えば、１００ｎｍの精度がｙ方向に得られるｙ方向定規によって得られるｚ方向の精度は、せいぜい１ミクロン程度であると思われる。
【００８９】
一実施例では、ｘ方向に沿って光学エンジンの対応する列と整列しているセンサ対６０ｂ及び６０ｃを使用して、所与の列の光学エンジン４０に対する修正オフセットが計算される。代替実施例では、ｘ方向に沿ってセンサ対と整列していない他の位置に必要な修正オフセットを決定することができる。この決定は、基板テーブル４３と支持フレーム４１の間の移動を基板テーブル４３の位置を関数として計算することによって達成される。
【００９０】
一実施例では、基板テーブル４３の移動を計算するためには、定規４５の表面の形状を決定しなければならない。基板テーブル４３の両側には２つの未知の表面形状、つまり定規４５の表面及びガイド・バー５１の表面が存在している。これらの未知の表面形状は、２つの未知の関数と見なすことができる。２つの未知の関数及び異なる位置におけるこの２つの関数の結合効果をそれぞれ測定する３つのハイト・センサが存在しているため、実質的に連立一次方程式を使用してこの関数（即ち表面形状）を決定することができる。実質的に連立一次方程式を使用した関数の決定は、当業者には良く知られており、したがってここではその説明は省略する。
【００９１】
代替構造では、予め定規４５の表面の形状を測定することができる（例えば、リソグラフィ装置をアセンブルする際に、リソグラフィ装置への基板ホルダの設置に先立って）。個別の専用表面測定ツールを使用して表面の形状を測定することができる。
【００９２】
定規４５の表面の形状が決定されると、センサ対６０ａ、６０ｂ及び６０ｃからの高さ測値を解釈し、解釈した高さ測値を使用して基板テーブル４３の移動を決定することができる。この決定は、例えば、残った測値が基板テーブル４３の移動を示すよう、高さ測値から定規４５の非平面性の影響を除去することによって実施することができる。６つのセンサ６０ａ、６０ｂ及び６０ｃが存在しているため、これらのセンサによって提供される高さ測値を使用して、基板テーブルのｚ方向の移動、ｘ方向の周りの基板テーブルの回転（Ｒｘ）及びｙ方向の周りの基板テーブルの回転（Ｒｙ）を決定することができる。
【００９３】
一実施例では、基板テーブルのｚ方向の移動、Ｒｘ及びＲｙを決定することにより、光学エンジン４０の焦点面をより微妙に修正することができ、例えば焦点面の傾斜を調整することができる。通常、基板テーブル４３の移動を計算することにより、より正確にパターンを基板に露光することができる。他の実施例では、センサ６０ａ、６０ｂ及び６０ｃをｘ方向に沿って基板ハイト・センサ４７及び光学エンジンの列６１、６２に整列させる必要はない。基板テーブルの移動があらゆる位置に対して計算されるため、適切な任意の位置にセンサを配置することができる。
【００９４】
１つ又は複数の追加自由度に対する移動の測定は、通常、直交する異なる方向の測定を意図した定規の表面をモニタするための複数のセンサを使用して実施することができる。定規の表面の形状をセンサ又は代替測定技法のいずれかを使用して測定することにより、複数の自由度に対する移動を測定することができる。
【００９５】
一実施例では、基板が焦点面内に位置していない場合、投影光学系の焦点面が調整される。投影光学系の焦点面を調整する代わりに、又は投影光学系の焦点面の調整とは別に、基板をｚ方向に移動させることも可能であることは理解されよう。
【００９６】
「高さ」という用語の使用には、基板の表面に対して実質的に直角の方向（この方向は、従来、ｚ方向として示されている）における位置を意味することが意図されている。例えば基板が水平ではない状況に対して、垂直方向の距離の検出のみに限定することは意図されていない。
【００９７】
本明細書においては、とりわけ特定のデバイス（例えば集積回路又はフラット・パネル・ディスプレイ）の製造におけるリソグラフィ装置の使用が参照されているが、本明細書において説明されているリソグラフィ装置は、他のアプリケーションを有していることを理解されたい。このアプリケーションには、それらに限定されないが、集積回路、集積光学系、磁気領域メモリのための誘導及び検出パターン、フラット・パネル・ディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッド、超小型電気機械デバイス（ＭＥＭＳ）などの製造が含まれている。また、例えばフラット・パネル・ディスプレイの場合、本発明による装置を使用して、例えば薄膜トランジスタ層及び／又はカラー・フィルタ層などの様々な層の生成を補助することができる。
【００９８】
また、本発明による実施例の使用について、とりわけ光リソグラフィのコンテキストの中で参照されているが、本発明は、他のアプリケーション、例えば転写リソグラフィに使用することができ、コンテキストが許容する場合、光リソグラフィに限定されないことは理解されよう。転写リソグラフィの場合、基板に生成されるパターンは、パターニング・デバイスのトポグラフィによって画定される。パターニング・デバイスのトポグラフィが、基板に供給されているレジストの層にプレスされ、次に、レジストを硬化させるべく、電磁放射、熱、圧力又はそれらの組合せが印加される。レジストが硬化すると、パターニング・デバイスがレジストから除去され、後にパターンが残される。
【００９９】
結論
以上、本発明の様々な実施例について説明したが、以上の説明は単なる実施例を示したものにすぎず、本発明を何ら限定するものではないことを理解されたい。本発明の精神及び範囲を逸脱することなく、本発明の形態及び細部に様々な変更を加えることができることは当業者には明らかであろう。したがって、本発明の見解及び範囲は、上で説明した例示的実施例によっては一切限定されず、唯一、添付の特許請求の範囲及びそれらの均等物によってのみ定義されるものとする。
【０１００】
特許請求の範囲の解釈に際しては、課題を解決するための手段及び要約書の節ではなく、実施例の節を使用するべく意図されていることを理解されたい。課題を解決するための手段及び要約書の節には、１人又は複数の発明者が意図している本発明の１つ又は複数の例示的実施例が示されているが、すべての例示的実施例が示されているわけではない。したがって課題を解決するための手段及び要約書の節には、本発明及び添付の特許請求の範囲を限定することは一切意図されていない。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の一実施例によるリソグラフィ装置を示す図である。
【図２】本発明の他の実施例によるリソグラフィ装置を示す図である。
【図３】図２に示す本発明の実施例を使用して基板にパターンを転送するモードを示す図である。
【図４】本発明の一実施例による光学エンジンの配置を示す図である。
【図５】本発明の一実施例によるリソグラフィ装置を上から見た図である。
【図６】図５に示すリソグラフィ装置を一方の側から見た図である。
【図７】本発明の一実施例によるリソグラフィ装置を上から見た図である。
【図８】図７に示すリソグラフィ装置を一方の側から見た図である。
【符号の説明】
【０１０２】
Ａ、Ｂ  基板テーブルの位置
ＡＤ  放射ビームの角強度分布を調整するためのアジャスタ
ＡＬ、Ｌ１、Ｌ２、１４  レンズ
ＡＳ  開口絞り
Ｂ  放射ビーム（投影ビーム、放射のビーム、変調放射ビーム）
ＢＤ  ビーム引渡しシステム
ＢＳ  ビーム・スプリッタ
Ｃ  基板の目標部分
ＣＯ  コンデンサ
ＩＦ２  位置センサ
ＩＬ  照明システム（イルミネータ）
ＩＮ  インテグレータ
ＭＬＡ  複数のレンズのアレイ
ＰＤ  パターニング・デバイス
ＰＳ  投影システム
ＰＷ  ポジショナ
Ｒ  スポット露光の列
Ｓ  放射スポット
ＳＥ  基板に既に露光済みのスポット露光
ＳＯ  放射源
Ｗ、４４  基板（フラット・パネル・ディスプレイ基板）
ＷＴ、４３  基板テーブル
３１  複数の放射スポットの８つのアレイ
３２、３３、６１、６２  光学エンジンの列
４０、４０ａ  光学エンジン
４１  支持フレーム
４２  ベース
４５  定規
４６  ｙ位置センサ
４７、４７ａ  基板ハイト・センサ
５０  ホイール
５１  ガイド・バー
５２  基板テーブルの上部表面
５３  基板の特定の領域
６０  定規ハイト・センサ
６０ａ、６０ｂ、６０ｃ  定規ハイト・センサの対
７０  定規の特定の領域
【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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【図８】
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