(57)【要約】      （修正有）【課題】光線強度効率を向上し、コントラストを強めるシステム及び方法を提供する。【解決手段】システム及び方法は、照射システム１０２、個別可制御要素アレイ１０４、及び投影システム１０８を備えるリソグラフィ装置を使用する。照射システム１０２は照射光線を調整する。個別可制御要素アレイ１０４は光線を変調する。個別可制御要素アレイ１０４中の要素の少なくとも１つのグループを、少なくとも同一の傾斜符号で同一の傾斜方向まで傾斜させる。例えば、傾斜させることによって、個別可制御要素アレイ１０４内に１つ又は複数のブレーズ部（例えばブレーズ・スーパー・ピクセル部）を形成することができる。投影システム１０８は基板の目標部位上に変調光線を投影する。投影システム１０８は、変調光線の不要な回折次数をフィルタ除去する開口部を備える。【選択図】図１Ａ
2006295175.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照射光線を調整する照射システムと、
前記光線を変調する個別可制御要素アレイであって、その中の少なくとも１つのグループの要素が少なくとも同一の傾斜符号で同一の傾斜方向まで傾けられている個別可制御要素アレイと、
対象物の目標部位上に前記変調光線を投影する投影システムであって、前記変調光線の不要な回折次数をフィルタ除去する開口部を有する投影システムと
を備える装置。
【請求項２】
前記グループの要素が同一の方向及び符号に前記傾斜をすることによってブレーズ部を形成し、それによって、前記基板上に投影される前記変調光線の所望の回折次数の反射光強度が実質的に増加する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記照射光線を前記個別可制御要素アレイ上に導き、且つ、前記個別可制御要素アレイからの前記変調光線を前記投影システムに向けて導くように配置された光線スプリッタを更に備える、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記照射光線が、ブレーズ角で前記個別可制御要素アレイ上に入射する、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記変調光線の所望の回折次数が前記投影システムの瞳を通って導かれ、
前記変調光線の不要な次数が前記投影システムの前記瞳の外側に散乱される、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
ブレーズ角がｓｉｎ（θ）＝ｋλ／ｐとして定義され、但し、θは所定の角度、λは照射光線の波長、ｋは前記個別可制御要素アレイに垂直で、前記投影システムで用いられる回折次数、ｐは前記各個別可制御要素の幅又は長さのうちの１つである、請求項４に記載の装置。
【請求項７】
前記投影システムと前記基板との間に配置され、前記基板のピクセル格子結像を行うのに使用されるマイクロ・レンズ・アレイを更に備える、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記個別可制御要素アレイが、１つ又は複数のスーパー・ピクセル部を備え、
前記スーパー・ピクセル部のそれぞれが、その結合された複数の個別可制御要素を、他のスーパー・ピクセルの傾斜方向及び傾斜符号に対して同じ又は異なる傾斜方向及び傾斜符号に傾斜させる、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記個別可制御要素アレイから反射する前記変調光線の正の１次回折は前記投影システムに向かって導かれ、
負の１次回折は前記個別可制御要素アレイによって実質的に除去され、
前記個別可制御要素アレイから反射する前記変調光線の０次回折はビーム・ダンプに向かって導かれる、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
第１のミラー及び第２のミラーを含む光学システムを更に備え、
前記照射光線が前記第１のミラーから前記個別可制御要素アレイ上に反射され、
前記変調光線が前記第１のミラーから反射され、次いで前記第２のミラーから反射され、戻って前記第１のミラーから反射された後、前記投影システムに入射する、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記個別可制御要素アレイから反射する前記変調光線の正の１次回折が前記投影システムに向かって導かれ、
負の１次回折は前記個別可制御要素アレイによって実質的に除去され、
前記個別可制御要素アレイから反射する前記変調光線の０次回折がビーム・ダンプに向かって導かれる、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記照射光源システムが前記第２のミラーの第１の側に配置され、
前記ビーム・ダンプが前記第２のミラーの第２の側に配置される、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記対象物及び前記個別可制御要素アレイが同一面に沿って位置する、請求項１０に記載の装置。
【請求項１４】
前記対象物が、基板、加工品、又はディスプレイ装置の１つである、請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
（ａ）個別可制御要素アレイ中の少なくとも１つのグループの要素を、少なくとも同一の傾斜符号で同一の傾斜方向まで傾斜させる段階と、
（ｂ）前記個別可制御要素アレイを用いて照射光線を変調する段階と、
（ｃ）対象物の目標部位上に前記変調光線を投影する段階と、
（ｄ）前記対象物に到達する前に前記変調光線の不要な回折次数をフィルタ除去する段階と
を含む、装置製造方法。
【請求項１６】
前記グループの要素を同一方向及び符号に傾斜させることによってブレーズ部を形成し、それによって、前記対象物上に投影される前記変調光線の所望の回折次数の反射光強度を実質的に増加させる、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記変調光線の所望の回折次数を投影システムの瞳を通して導く段階と、
前記不要な次数の変調光線を前記投影システムの前記瞳の外側に散乱する段階と
を段階（ｄ）が含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記対象物のピクセル格子結像を行うためにマイクロ・レンズ・アレイを対象物に隣接して配置する段階を更に備える、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
請求項１５に記載の方法を用いてフラット・パネル・ディスプレイを形成すること。
【請求項２０】
請求項１５に記載の方法を用いて集積回路素子を形成すること。
【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、およびデバイスを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板上、通常は基板の目標部位上に焼き付ける機械である。例えば、リソグラフィ装置は、フラット・パネル・ディスプレイ、集積回路（ＩＣ）、微小電子機械システム（ＭＥＭＳ）、及び微小構造を含むその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、パターニング装置を使用して、フラット・パネル・ディスプレイやその他のデバイスの１つ１つの層に対応する回路パターンを生成することができる。そのパターンを基板（例えばガラス板）上の目標部位（例えば、１つ又は複数のダイの一部を構成する）に転写することができる。パターンの転写は、通常、基板上に設けられた照射感応性材料（例えば、レジスト）の層上に結像することを介して行われる。
【０００３】
パターニング（パターン形成）装置は、回路パターンではなくて、別のパターン、例えばカラー・フィルタ・パターンやドット・マトリックスを生成するのにも使用することができる。パターニング装置は、マスクの代わりに、個別可制御要素アレイ（個々に制御可能な要素のアレイ）を有するパターニング・アレイを備えることができる。マスク基準のシステムと比較して、そのようなシステムの利点は、より早く、より安くパターンを変えることができることである。
【０００４】
一般に、フラット・パネル・ディスプレイ基板の形状は矩形である。このタイプの基板を露光するように設計された公知のリソグラフィ装置は、通常、矩形基板の幅一杯を覆う、又はその幅の一部（例えば幅のほぼ半分）を覆う露光領域を有する。基板が露光領域の下をスキャンされ、マスク又はレチクルがそれに同期して投影光線中をスキャンされる。このようにして、パターンが基板上に転写される。露光領域が基板の幅全体を覆っている場合には、露光は１回だけのスキャンで完了する。露光領域が例えば基板の幅の半分だけを覆っている場合には、基板は１回目のスキャン後、横方向に移動し、基板の残り部分を露光するために２回目のスキャンを行う。
【０００５】
別の結像方法では、ピクセル格子結像が含まれ、そのピクセル格子結像では、諸スポットを順次露光することによってパターンを実現する。
【０００６】
マスクレス・リソグラフィでは、強いコントラスト及び高い効率で結像することが望ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、必要とされるのは、光強度効率を向上し、コントラストを強めるシステム及び方法である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施例は、照射システム、個別可制御要素アレイ、及び投影システムを備えるリソグラフィ装置を提供する。照射システムは照射光線を調整する。個別可制御要素アレイは光線を変調する。個別可制御要素アレイ中の要素の少なくとも１つのグループを、少なくとも同一の傾斜符号で同一の傾斜方向まで傾斜させる。例えば、傾斜させることによって、個別可制御要素アレイ内に１つ又は複数のブレーズ部を形成することができる。投影システムは対象物の目標部位上に変調光線を投影する。投影システムは、変調光線の不要な回折次数をフィルタ除去する開口部を備える。
【０００９】
本発明の別の実施例は、以下の段階を含む方法を提供する。個別可制御要素アレイ中の少なくとも１つのグループの要素を少なくとも同一の傾斜符号で同一の傾斜方向まで傾斜させる段階であって、例えば、傾斜させることによって個別可制御要素アレイ内に１つ又は複数のブレーズ部を形成することができる段階と、個別可制御要素アレイを用いて照射光線を変調する段階と、対象物の目標部位上に変調光線を投影する段階と、対象物に到達する前に変調光線の不要な回折次数をフィルタ除去する段階とである。
【００１０】
本発明の更に別の実施例、特徴、及び利点、並びに本発明の様々な実施例の構造及び作動を、添付図面を参照して以下に詳細に記述する。
【００１１】
添付図面は、本明細書に組み込まれその一部をなすものであるが、本発明の１つ又は複数の実施例を示し、この説明と共に、更に本発明の１つ又は複数の実施例の原理を説明する働きをし、当業者が本発明の１つ又は複数の実施例を製作し利用することを可能にする。
【実施例】
【００１２】
本発明を添付図面を参照して以下に説明する。図面では、同じ参照番号は同一又は機能的に同様な構成要素を示すことができる。
【００１３】
本発明の一実施例では、個別可制御要素アレイ（例えばコントラスト装置）の或る部分にブレーズ部を設ける。例えば、或る部分は５×５のアレイの要素であり得、又は他のいかなる大きさの要素グループでもよい。そのブレーズ部の全ての要素は、個々に制御可能なそれら要素が同一の角度に配置されており、それによってブレーズ部を形成する。一例では、スーパー・ピクセルを用いることによってこれを達成することができる。例えば、スーパー・ピクセルは、単一スポットを形成する一群の個別可制御要素である（例えば、一群の個別可制御要素をＭＬＡ中の単一の要素と光学的に結合することによる）。ブレーズ部は、そのアレイによって１次回折光線に変調して光線強度を高めるのに使用される。これは、負の１次回折変調光線を実質的に無くすことによって達成され、その結果、正の１次回折変調光線の強度が、実質的に、通常の正の１次回折変調光線に比較して約２倍以上になる。例えば、λ／４の先端偏位を用いると、実質的に全ての入射光線が１次回折で反射される。
【００１４】
別の実施例では、１次回折の代わりに、より大きい先端偏位によってより高次の回折を用いることができる。例えば、λ／２の先端偏位では、全ての光線が２次回折に集積される。λ／４のｎ倍の先端偏位では、全ての光がｎ次回折に集積されることが理解されよう。
【００１５】
別の実施例では、垂直な投影は、光線を目的の回折次数（投影部内で用いられる）のアレイに、投影光線がそのコントラスト装置を垂直に離れるように導くことによって達成される。そのアレイで光線はやはりアレイのブレーズ部に入射することができる。
【００１６】
したがって、一例では、ブレーズ部を用いることによって、回折エネルギーの実質的に全てを基板に向かう目的の次数（例えば、ある回折次数）に集積することが可能になる。
【００１７】
別の実施例では、「部分コヒーレント結像」モードを用いることができ、その間、個別可制御要素アレイが基板に結像される。但しスーパー・ピクセルは使用されない。
【００１８】
概要及び用語
「対象物」、「基板」、「加工品」などを用いるとき、本出願では、ワーク・ピース、サブストレート（例えば、フラット・パネル・ディスプレイ用ガラス又は合成樹脂基板）、ウェハ（例えば、集積回路製造用の半導体ウェハ）、プリント・ヘッド、マイクロ又はナノ流体素子、投影式ディスプレイ・システムのディスプレイ・パネルなどと置き換え可能であり、それに限定されないが、それらであり得る。
【００１９】
本明細書で使用する用語「パターニング装置」は、基板の目標部位に或るパターンを生成するように照射光線の断面を変調するのに使用することができるいかなる装置をも指すものと広く解釈されるべきである。照射光線に付与されたパターンは、例えばパターンが位相シフト特性やいわゆるアシスト特性を含む場合、基板の目標部位に所望されるパターンに厳密に対応しないことがあることは留意すべきである。同様に、基板上に最終的に生成されるパターンは、個別可制御要素アレイ上に或る瞬間に形成されるパターンに対応しないことがある。これは、基板の各部分に形成される最終的パターンが、所定の時間間隔又は所定の露光回数を掛けて作り上げられ、その間、個別可制御要素アレイ上のパターン及び／又は基板の相対位置が変化するような構成において生じ得るケースである。一般に、基板の目標部位に生成されるパターンは、その目標部位に生成される集積回路やフラット・パネル・ディスプレイなどの素子の特定の機能層（例えば、フラット・パネル・ディスプレイのカラー・フィルタ層やフラット・パネル・ディスプレイの薄膜トランジスタ層）に対応する。そのようなパターニング装置の例としては、例えばレチクル、プログラム式ミラー・アレイ、レーザ・ダイオード・アレイ、発光ダイオード・アレイ、回折格子光制御弁、ＬＣＤアレイがある。照射光線の一部の強度をそれぞれが変調することができる複数のプログラム可能な要素を備えるパターニング装置などの、電子的手段（例えばコンピュータ）を利用してそのパターンをプログラム可能なパターニング装置（例えば、上記に述べた、レチクルを除く全ての装置）は、本明細書では纏めて「コントラスト装置」と呼び、それらパターニング装置には、照射光線の或る部分の位相をその隣接部分に対して変調することによって照射光線にパターンを付与する複数のプログラム可能な要素を有する電子的にプログラム可能なパターニング装置が含まれる。一実施例では、パターニング装置は、少なくとも１０個のプログラム可能な要素、例えば少なくとも１００個の、少なくとも１０００個の、少なくとも１００００個の、少なくとも１０００００個の、少なくとも１００００００個の、又は少なくとも１０００００００個のプログラム可能な要素を備える。これら幾つかの装置の実施例を、以下にある程度、より詳細に説明する。
【００２０】
プログラム可能なミラー・アレイは、粘弾性制御層及び反射面を有するマトリックス式アドレス指定可能な表面を備えることができる。そのような装置の背後にある基本的な原理は、（例えば）反射面のアドレス指定された領域が入射光線を回折光線として反射し、アドレス指定されない領域は入射光線を非回折光線として反射することである。適切な空間フィルタを用いることによって、前記非回折光線を反射光線から取り除いて、回折光線だけが基板に到達するように残すことができ、このようにして、光線は、マトリックス式アドレス指定が可能な表面にアドレス指定したパターンに従ってパターン化される。別法として、フィルタは、回折光線を取り除き、非回折光線が基板に到達するように残すことができることが理解されよう。
【００２１】
回折光学式ＭＥＭＳ素子のアレイも同様なやり方で使用することができる。回折光学式ＭＥＭＳ素子は、互いに相対的に変形させられて、入射光線を回折光線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リボンで構成されている。
【００２２】
プログラム可能なミラー・アレイの更に別の実施例では、マトリックス状に配置した複数の小さな鏡を採用し、そのそれぞれを、適切に局所化された電場を適用して、又は圧電式駆動手段を用いて、或る軸周りに個々に傾けることができる。ここでもやはり、鏡はマトリックス式アドレス指定が可能で、その結果、アドレス指定された鏡は、入射照射光線をアドレス指定されていない鏡とは異なる方向に反射し、このようにして、反射光線を、マトリックス式アドレス指定が可能な鏡にアドレス指定したパターンに従ってパターン化することができる。必要なマトリックス式アドレス指定は、適切な電子手段を用いて実施することができる。ここに言及したミラー・アレイについてのより多くの情報を、例えば米国特許第５，２９６，８９１号、米国特許第５，５２３，１９３号、ＰＣＴ特許出願ＷＯ  ９８／３８５９７号及びＷＯ  ９８／３３０９６号から得ることができる。それらは、その全体を参照により本明細書に援用する。
【００２３】
別の例としてプログラム可能なＬＣＤアレイがあり、そのような構造例は米国特許第５，２２９，８７２号に記載されており、同特許はその全体を参照により本明細書に援用する。
【００２４】
リソグラフィ装置は、１つ又は複数のパターニング装置、例えば１つ又は複数のコントラスト装置を備え得る。例えば、リソグラフィ装置は、それぞれ互いに独立に制御される複数の個別可制御要素アレイを有し得る。そのような構成では、個別可制御要素アレイの一部又は全てが、少なくとも１つの共通な照明システム（又は照明システムの一部）、個別可制御要素アレイ用の共通支持構造、及び／又は共通投影システム（又は投影システムの一部）を有し得る。
【００２５】
本明細書で使用する用語「投影システム」は、いかなるタイプの投影システムをも含むものとして広く解釈すべきであり、使用する露光照射用に適切な、又、浸漬液の使用や真空の使用などの他の要因にとって適切な、屈折、反射、反射屈折、磁気、電磁気、及び静電光学システム、又はそれらの組合せを含む。本明細書で使用する用語「投影レンズ」は、より一般的な用語「投影システム」と同義と考えてよい。
【００２６】
投影システムは、個別可制御要素アレイ上のパターンを投影し、それによって、そのパターンを基板上にコヒーレント的に形成することができる。或いは、投影システムは、個別可制御要素アレイがシャッタとして働く二次光源を結像することができる。これに関し、投影システムは、例えば二次光源を形成し、諸スポットを基板上に結像するために、マイクロ・レンズ・アレイ（ＭＬＡとして公知である）又はフレスネルレンズ・アレイなどの焦点要素アレイを備えることができる。そのような構成では、焦点要素アレイ中の各焦点要素は、個別可制御要素アレイ中の個別可制御要素の１つと連携することができる。或いは、投影システムは、個別可制御要素アレイ中の複数の個別可制御要素からの照射光が焦点要素アレイ中の焦点要素の１つに導かれ、そこから基板に導かれるように構成することもできる。
【００２７】
本明細書で以下の図に示すとおり、その装置は反射タイプのものである（例えば、反射式個別可制御要素アレイを用いている）。或いは、装置は透過タイプでもよい（例えば透過式個別可制御要素アレイを用いている）。
【００２８】
リソグラフィ装置は、２つ（例えば２段）又はそれより多い（例えば多段）基板テーブルを有するタイプのものでもよい。そのような「多段」機では、増えたテーブルを並列に用いることができ、或いは、１つ又は複数のテーブルが露光に使用されている間に、１つ又は複数の別のテーブルで準備工程を実施することができる。
【００２９】
リソグラフィ装置は、基板の少なくとも一部を、比較的屈折率が高い、例えば水などの「浸漬液」によって覆って、投影システムと基板との間の空間を満たすことができるタイプのものでもよい。浸漬液は、リソグラフィ装置の他の空間、例えばコントラスト装置と投影システムとの間に適用することもできる。液浸技法は、投影システムの開口数を増加させるために、当技術分野では公知である。本明細書で使用される用語「液浸」は、基板などの構造物が液体中に漬けられなければならないことを意味するのではなく、露光中に投影システムと基板との間に液体を満たすことを単に意味する。
【００３０】
別の例では、本発明は、上記で開示した方法を記述した１つ又は複数の機械可読命令シーケンスを含むコンピュータ・プログラム、又はそのようなコンピュータ・プログラムをその中に格納したデータ記憶媒体（例えば半導体メモリ、磁気ディスク、又は光ディスク）の形をとることができる。
【００３１】
例示的環境
図１Ａ及び１Ｂに、本発明の様々な実施例によるリソグラフィ投影装置１００を示す。装置１００は、少なくとも、照射システム１０２、個別可制御要素アレイ１０４（例えばコントラスト装置）、対象物テーブル１０６（例えば基板テーブル）、及び投影システム（「レンズ」）１０８を備える。
【００３２】
照射システム１０２は、光線１１０（例えば、紫外線、３５６ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、１２８ｎｍ、例えば１０〜１３ｍｍの極紫外線など）を供給するために使用することができ、照射光源１１２を備えることができる。
【００３３】
個別可制御要素アレイ１０４（例えばプログラム可能ミラー・アレイ）は、光線１１０にパターンを付加するのに使用することができる。一般に、個別可制御要素アレイ１０４の位置は、投影システム１０８に対して固定することができる。但し、別の構成では、個別可制御要素アレイ１０４は、投影システム１０８に対して正確に位置決めするために位置決め装置（図示せず）に連結することができる。この図では、個別可制御要素アレイ１０４は、反射タイプ（例えば、反射式個別可制御要素アレイを有する）である。
【００３４】
対象物テーブル１０６には、基板１１４（例えば、レジスト被覆シリコン・ウェハ或いはガラス基板又は合成樹脂基板）を保持するための基板保持具（具体的には図示されていない）を備え付けることができ、対象物テーブル１０６は、基板１１４を投影システム１０８に対して位置決めするために位置決め装置１１６に連結することができる。
【００３５】
投影システム１０８（例えば水晶及び／又はＣａＦ２レンズ・システム、そのような材料製のレンズ要素を備える反射屈折式システム、或いはミラー・システム）を、導光装置１１８から受光したパターン形成された光線を投影するために使用することができる。例えば、導光装置は、図１Ａの光線スプリッタ１１８、及び図１Ｂの１対の折返しミラー１１８である。
【００３６】
下記でより詳細に説明する図１Ｂに示される実施例では、光線１１０はアレイ１０４に入射し、所望の回折次数の変調光線１１０−Ａが投影システム１０８に向かって導かれ、不必要な回折次数の変調光線１１０−Ｂはアレイ１０４から散乱し、導光装置１１８によってビーム・ダンプ１１９上に導かれる。
【００３７】
光線は、導光装置１１８から基板１１４の目標部位１２０（例えば１つ又は複数のダイ）上に導かれる。投影システム１０８は、個別可制御要素アレイ１０４の像を基板１１４上に投影することができる。
【００３８】
照射部１２４は、光線１２２の強度分布の外側及び／又は内側半径範囲（通常それぞれσ外側及びσ内側と呼ばれる）を設定するための調節装置１２８を備えることができる。更に、照射部１２４は、一般に、調整装置１２６など様々な他の構成部品を有する（例えば光線拡大器）。この例では、要素１３０はインテグレータ１３０であり得、要素１３２はコンデンサ１３２であり得る。このようにして、個別可制御要素アレイ１０４に入射する光線１１０は、その断面内の一様性及び強度分布が望ましいものになる。
【００３９】
図１Ａ及び１Ｂに関し、光源１１２は、リソグラフィ投影装置１００の筐体内に置くことができることを指摘すべきである。別の実施例では、光源１１２は、リソグラフィ投影装置１００から離隔することができる。この場合、照射光線１２２は装置１００内に導かれる（例えば、適切な導光ミラーを利用して）。これら構想は両方とも本発明の範囲内で考案されることを理解すべきである。
【００４０】
光線１１０は、導光装置１１８を用いて方向付けられた後、個別可制御要素アレイ１０４と実質的に交差する。個別可制御要素アレイ１０４によって反射された後、光線１１０は投影システム１０８を通過し、その投影システム１０８が光線１１０を基板１１４の目標部位１２０上に集束させる。
【００４１】
位置決め装置１１６（及び任意選択的に光線スプリッタ１４０を介して干渉光線１３８を受光するベース・プレート１３６上の干渉計型測定装置１３４）を利用して、対象物テーブル１０６を移動させて、様々な目標部位１２０を光線１１０の経路内に位置決めすることができる。場合によっては、個別可制御要素アレイ１０４用の位置決め装置（図示せず）を、例えばスキャン中に、光線１１０の経路に対して個別可制御要素アレイ１０４の位置を修正するために使用することができる。一般に、対象物テーブル１０６の移動は、図１Ａ及び１Ｂに明示されてはいないが、長行程モジュール（粗位置決め）及び短行程モジュール（精密位置決め）を利用して実現することができる。同様なシステムを使用して、個別可制御要素アレイ１０４の位置決めも行うことができる。必要な相対移動を実現するために、対象物テーブル１０６及び／又は個別可制御要素アレイ１０４の位置を固定して、その代わりに／それに加えて、光線１１０を移動可能にすることもできることが理解されよう。
【００４２】
実施例の別の構成では、基板テーブル１０６は固定し、基板１１４が基板テーブル１０６上を移動可能なようにすることができる。これを実施する場合、基板テーブル１０６の平坦な上面に多数の開口を設け、その開口を通してガスを供給して、基板１１４を支持することが可能なガス・クッションを実現する。これは、従来から空気ベアリング装置と呼ばれている。基板１１４は、光線１１０の経路に対して基板１１４を位置決めすることが可能な１つ又は複数のアクチュエータ（図示せず）を用いて基板テーブル１０６上を移動させる。或いは、基板１１４は、開口を通るガスの通過を選択的に開始／停止することによって基板テーブル１０６上を移動させることができる。
【００４３】
本発明によるリソグラフィ装置１００が、本明細書では基板上のレジストを露光するためのものとして記述されているが、本発明はこの用途に限定されることなく、装置１００は、レジストレス・リソグラフィ用に、パターン形成された光線１１０を投影するのに使用することもできることが理解されよう。
【００４４】
記述された装置１００は、複数のモードで使用することができ、例えば：
【００４５】
１．ステップ・モード：個別可制御要素アレイ１０４上のパターン全体が、１動作（即ち単一の「発光」）で目標部位１２０上に投影される。次いで基板テーブル１０６は、異なる目標部位１２０をパターン形成された光線１１０で照射するために、異なる位置へｘ及び／又はｙ方向に移動する。
【００４６】
２．スキャン・モード：単一の「発光」で所与の目標部位１２０を露光するのではないことを除いては、ステップ・モードと同様である。それと違うのは、個別可制御要素アレイ１０４は所与の方向（所謂「スキャン方向」、例えばｙ方向）に速度ｖで移動可能であり、その結果、パターン形成された光線１１０は、個別可制御要素アレイ１０４上をスキャンすることになる。それと共に、基板テーブル１０６は、速度Ｖ＝Ｍｖで同じ方向又は逆方向に同時に移動する。但し、Ｍは投影システム１０８の倍率である。このようにして、比較的大きな目標部位１２０を、解像度を損なうことなく露光することができる。
【００４７】
３．パルス・モード：個別可制御要素アレイ１０４は、実質的に静止したままにし、パターン全体を、パルス化された照射システム１０２を用いて基板１１４の目標部位１２０に投射する。基板テーブル１０６は、パターン形成された光線１１０が基板１０６を横切る１つの列をスキャンするように、本質的に一定の速度で移動する。個別可制御要素アレイ１０４上のパターンは、照射システム１０２のパルスとパルスの間に必要に応じて更新され、パルスは、目標部位１２０が基板１１４上に要求される位置で順次露光されるように、タイミングを図られている。その結果、パターン形成された光線１１０は、基板１１４を端から端までスキャンして、基板１１４の１細片分に対するパターンを完全に露光することができる。列から列へ基板１１４全体が露光されるまで、このプロセスが繰り返される。
【００４８】
４．連続スキャン・モード：実質的に連続的な照射システム１０２が使用され、パターン形成された光線１１０が基板１１４を横切ってスキャンし露光しているときに、個別可制御要素アレイ１０４上のパターンが更新されることを除いては、パルス・モードと同様である。
【００４９】
これら最初の４つの例示的モードでは、集積回路の形成には、通常、「部分コヒーレント結像」が実施される。この結像法を用いるとき、個別可制御要素アレイ中のそれぞれの要素が固有の傾斜を有する。アレイは、画像投影光学系の被写体面に配置され、基板は、その結像面に配置される。様々な照射モードを適用することができ、環状、在来型、四極子式、双極子式などがある。又、「ネガティブ・ブラック（ｎｅｇａｔｉｖｅ  ｂｌａｃｋ）」値を増加させるために個別可制御要素アレイ中の各要素に関し様々な構成を用いることができ、フェーズ・ステップ・ミラー、大きな傾斜を与えたもの、ある形状を持たせたミラー（バタフライ、Ｈ形）などがある。
【００５０】
上記のモードの組合せ及び／又はその変形、或いは全く異なるモードを使用することもできる。
【００５１】
図２Ａ及び２Ｂに、本発明の様々な実施例によるリソグラフィ装置２００を示す。例えば、装置２００は、下記に説明するピクセル格子結像モードを用いたフラット・パネル・ディスプレイの製造に特に有用であり得る。
【００５２】
図２Ａと２Ｂの違いは、図２Ａでは光線スプリッタを導光装置２１８として使用しているのに比べて、図２Ｂでは１対の折返しミラーを導光装置２１８として使用していることである。又、図２Ｂでは、所望の回折次数の変調光線が投影システム２０８上に導かれ、不要な回折次数の変調光線はアレイ２０４によって散乱され、ビーム・ダンプ２１９に導かれる。
【００５３】
投影システム２０８は、個別可制御要素アレイ２０４の諸要素がシャッタとして働く二次光源の画像を投影することができる。
【００５４】
結像格子アレイの一実施例では、投影システム２０８は、二次光源を形成し、微小スポットを基板２１４上に投影するためにマイクロ・レンズ・アレイ（ＭＬＡ）を備えることもできる。
【００５５】
光源２１２（例えば、ピクセル格子結像モードでの３重周波数のＮｄ：ＹＡＧレーザ、又は別のモードでのエキシマ・レーザ）によって、照射光線２２２を生成することができる。光線２２２は、直接、又は、例えば光線拡大器などの調整装置２２６を通り抜けた後、照射システム（例えば照射部）２２４に入射する。
【００５６】
一例では、下記に説明するように、装置２００がピクセル格子結像モードで作動しているとき、照射部２２４は、光線２２２のスポットの大きさを調節するズームを設定するための調節装置を備え得る。更に、照射部２２４は、一般に、スポット生成器及びコンデンサなどの様々な他の構成部品を有している。例えば、スポット生成器は、それに限定されないが、屈折又は回折格子、セグメント式ミラー・アレイ、導波管などでもよい。このようにして、個別可制御要素アレイ２０４に入射する光線２１０は、所望のズーム、スポットの大きさ、一様性、及び断面内の強度分布を有している。
【００５７】
図２Ａ及び２Ｂに示すとおり、投影システム２０８は、２個のレンズ２５０及び２５２を備える光線拡大部を有する。第１のレンズ２５０は、変調照射光線２１０を受光し、それを開口絞り２５４の開口中に集束させるように構成されている。一例では、レンズ２５６が、その開口中に配置されている。照射光線２１０は、次いで発散し、第２のレンズ２５２（例えば視野レンズ）によって集束される。
【００５８】
投影システム２０８は、拡大された変調光線２１０を受光するように配置されたレンズ・アレイ２５８（例えば、マイクロ・レンズ・アレイ（ＭＬＡ））を更に備える。個別可制御要素アレイ２０４中の１つ又は複数の個別可制御要素に対応する変調照射光線２１０の様々な部分が、ＭＬＡ２５８中のそれぞれのレンズ２６０を通り抜ける。各レンズ２６０は、変調照射光線２１０のそれぞれの部分を基板２１４上の点に集束させる。このようにして、照射スポット・アレイ２６２が基板２１４上に露光される。僅か８個のレンズ２６０が図示されているが、ＭＬＡ２５８は、何千ものレンズを備えることができ、パターニング装置として用いられる個別可制御要素アレイ２０４の個別可制御要素の数についてもそのとおりである。
【００５９】
図２Ａ及び２Ｂのシステムでは、別のモード、ピクセル格子結像モードも実行可能である。このモードでは、基板２１４上に形成されるパターンは、スポット生成器１３０によって形成されアレイ上２０４へ導かれたスポットを、次いで照射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する。基板２１４上には、スポットは実質的に格子として焼き付けられる。一例では、スポットの大きさは焼き付けられるピクセル格子のピッチより大きいが、露光スポット格子よりは十分に小さい。焼き付けられる諸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。それぞれの露出発光の間に、諸スポットの強度分布が変えられる。
【００６０】
このモードはフラット・パネル・ディスプレイの形成に使用することができるが、一例では、このモードを使用すると、個別可制御要素をスーパー・ピクセルにグループ化することができる。１個のスーパー・ピクセルは、基板での１個のスポットについての光を変調する。スーパー・ピクセルは、焼き付けられる各スポットの射出瞳中のＭＬＡの入口に投影される。スポットの形状は、スポット形成要素（例えばスポット生成器）、ブレーズのズーム機能（ｚｏｏｍ  ｏｆ  ｂｌａｚｉｎｇ  ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ）などを介して照射部の影響を受け得る。
【００６１】
図３は、本発明の一実施例に従って基板３１４上に如何にしてパターンが生成されるかを概略的に示す。例えば、この実施例は、上記で説明した格子結像モードを用いて実施することができる。
【００６２】
黒塗りの円３６２は、例えば図２に示す投影システムのような投影システムのＭＬＡによって基板３１４上に最後に投影されたスポットを表す。基板３１４上に一連の露出を行いながら、基板３１４を投影システムに対してＹ方向に移動させる。
【００６３】
空白の円３６４は、以前に露光された基板上３１４上のスポットを表す。図示のように、投影システム内のレンズ・アレイを用いて基板３１４上に投影された各スポット３６２は、基板３１４上にスポット露光部３６２／３６４の列３６６を露光する。基板３１４についての完全なパターンは、スポット３６２のそれぞれによって露光されたスポット露光部３６４の列３６６全ての合計によって生成される。そのような構成は、通常、上記で説明された「ピクセル格子結像」と呼ばれる。
【００６４】
照射スポット３６２のアレイは、基板３１４に対して角度θで配置（即ち、基板３１４の縁がＸ及びＹに平行に置かれたとき）されていることが図から分かる。これを行うのは、基板３１４がスキャン方向（即ちＹ方向）に移動するとき、各照射スポット３６２が基板３１４の異なる領域上を通過するようにし、それによって、基板全体が照射スポットのアレイによって覆われるようにするためである。図示を容易にするために図３では角度θは誇張されていることが理解されよう。又、実際には、スポットは部分的に重なり合ってもよいことが理解されよう。
【００６５】
ＭＬＡの隣り合う２つのスポットの間に５×５のスポットが図示されているが、実際の数は小さくも大きくもなり得ることが理解されるべきである。一実施例では、約１００×１００に及ぶスポットが使用されている。
【００６６】
一実施例では、基板でのスポット格子は、焼き付ける最小線幅の約半分（例えば、約０．１ミクロンから数ミクロン）であり、他方、ＭＬＡでのスポットのピッチは約１００マイクロメータから約数百マイクロメータである。
【００６７】
図４は、フラット・パネル・ディスプレイ基板４１４全体が、本発明の一実施例により、複数の光学エンジンを使用して単一スキャンで如何に露光されるかを概略的に示す。「チェス盤」構成で２つの列４７０、４７２に配置された８個の照射スポット・アレイ４６８が、８個の光学エンジン（図示せず）によって形成され、１つの照射スポット・アレイの縁部は、隣接する照射スポット・アレイの縁部に（例えばスキャン方向Ｙで）僅かに重なり合う。この例では、照射の帯は基板４１４の幅一杯に延在し、１回だけのスキャンで基板全体の露光を行うことができる。適切な如何なる数の光学エンジンでも使用できることが理解されよう。
【００６８】
一実施例では、上記のとおり、各光学エンジンは別個の照射システム、パターニング装置、及び／又は投影システムを備え得る。但し、２個以上の光学エンジンが、１つ又は複数の照射システム、パターニング装置、及び投影システムの少なくとも一部を共有することができることが理解されるべきである。
【００６９】
図５Ａ及び５Ｂは、本発明の一実施例による個別可制御要素アレイ（例えば図１の要素１０４）の一セクション５００の上面図及び側面図（線Ａ−Ａを覗き込んだ）をそれぞれ示す。この例では、セクション５００は、個別可制御要素５０２の５×５のアレイを備える。別の実施例では、セクション５００は、例えば、個別可制御要素（例えばミラー要素）の少なくとも２×２のアレイ、少なくとも４×４のアレイ、少なくとも５×１０のアレイ、少なくとも１０×１０のアレイ、少なくとも２０×２０のアレイを備えることができる。一例では、要素５０２は、個々に正の角度で同一の値まで傾斜することができ、別の例では、要素５０２は一体となって傾斜し、後者の構成は、上記で説明したスーパー・ピクセルと呼ばれることもある。例えば、同じ軸（例えば、軸５０６又は５１２のそれぞれ）の周りに動く２個以上の隣接する個別可制御要素（例えば、５０２−Ｃｎ又はＤｎ（ｎは１以上の整数））が共通の駆動連結部（図示せず）で結合されたとき、結合された要素は、スーパー・ピクセルと呼ばれるものを形成する。スーパー・ピクセルの例示的説明は、２００４年８月１７日出願の米国特許出願第１０／９１９，５３０号に記載されており、同出願は参照によりその全体を本明細書に援用する。他のサイズのスーパー・ピクセルを用いることもできることが理解されるべきである。例えば、入射光線を複数の回折次数に回折させる「格子」又は「回折格子」を形成するために、僅か２×２ピクセルの要素５０２アレイを用いることができる。
【００７０】
図５Ｂに最も良く示すように、５個の要素５０２−Ｃ１〜５０２−Ｃ５の第１の列５０４は、軸５０６の周りに駆動されて、構成５０８を有するスーパー・ピクセルを形成する。５個の要素５０２−Ｄ１〜５０２−Ｄ５の第２の列５１０は、軸５１２の周りに駆動されて、構成５１４を有するスーパー・ピクセルを形成する。この実施例では、列５０４中の要素５０２−Ｃｎは、列５１０中の要素５０２―Ｄｎに対し反対方向に駆動される。この駆動体系によって、列５０４及び５１０それぞれの要素５０２―Ｃｎ及び５０２―Ｄｎは、セクション５００上に回折格子を形成する。
【００７１】
図６は、本発明の一実施例による照射光線６１６並びに変調光線６１８、６２０、及び６２２の光路を示す。照射光線６１６は、例えば、光線スプリッタ（例えば、図１及び２にそれぞれ示される光線スプリッタ１１８又は２１８）を用いて反射された後、光学装置６２４（例えばレンズ）を用いてセクション５００上に導かれる。セクション５００の列５０４及び５１０が図５に示されるように構成されたとき、列５０４及び５１０は、入射光線６１６を少なくとも正の１次回折変調光線６２０、負の１次回折変調光線６１８、及び０次回折変調光線６２２に回折する回折格子を形成する。（他の高次回折も存在するが、図示されていない。）一例では、λ／４の先端偏位によって、実質的に０次回折変調光線６２２は形成されない。回折角（θ）は、格子常数によって定められ、
Ｓｉｎ（θ）＝ｋλ／ｐ
である。
【００７２】
ここで、θは回折角に等しく、ｋは回折次数、λは照射光線５１６の波長、ｐは格子の周期、例えば要素５０２の幅及び／又は長さである。一例では、望ましくない回折次数は、投影システム（図示せず）内でフィルタを掛け、望みの次数のみを基板（図示せず）に到達させる。但し、非回折光（例えば、鏡面反射された光）も基板に到達し得、これが誤差を生じ得る。
【００７３】
一例では、回折次数には０次回折に比較して強いコントラストがある。なぜなら、０次回折の一部をなす鏡面反射は、セクション５００の傾斜していない部分（例えば、ヒンジ、支柱、スリットなど）から発生するからである。但し、１次回折を用いると、全体の強度が１／２未満に減少し得る。これは、１次回折及び高次の回折には正の部分と負の部分があり、それによって強度が減少するからである。
【００７４】
一例では、列５０４及び５１０別々に同じ電圧又は制御信号が掛けられたとき、列５０４の要素５０２−Ｃｎは全て同一の傾斜軸５０６及び傾斜角を有し、隣接する列５１０の要素５０２−Ｄｎも全て同一の傾斜軸５１２及び同一の傾斜角（列５０４の傾斜角とは反対側の）を有する。隣接する列の全ての要素が反対の角度を有することによって、セクション５００に入射して変調された光に、均衡した回折分布が形成され、その結果、平均強度がレンズ６２４の中央を通って伝えられる。
【００７５】
図７Ａ及び７Ｂは、本発明の一実施例による個別可制御要素アレイの一セクション７００の上面図及び側面図（線Ｂ−Ｂから覗き込んだ）をそれぞれ示す。一例では、セクション７００は、個別可制御要素７０２の５×５アレイを含む。一例では、要素７０２は、個々に正の角度で同じ値まで傾斜することができ、別の例では、要素７０２は一体となって傾斜し、後者の構成は、上記で説明したスーパー・ピクセルと呼ばれることもある。
【００７６】
図７Ｂに最も良く示されるように、第１の列７０４は、軸７０６の周りに駆動されて、構成７０８を有するスーパー・ピクセルを形成する５個の要素７０２−Ｃｎを有する。第２の列７１０は、軸７１２の周りに駆動されて、構成７１４を有するスーパー・ピクセルを形成する５個の要素７０２−Ｄｎを有する。この実施例では、図５及び図６に示された実施例と比べて、列７０４の要素７０２−Ｃｎが、列７１０の要素７０２−Ｄｎと同じ方向に駆動される。同じ方向に駆動することにより、列７０４及び７１０は、アレイのセクション７００のブレーズ部を形成する。ブレーズ部を用いることによって、実質的に全ての回折エネルギーを基板（図示せず）に向かう目的の次数（例えば、正の１次回折）に集積することが可能になり、それにより、図５及び６に示された実施例に比較して光の強度効率が増加する。
【００７７】
一実施例では、列中の要素７０２の全てが同じ傾斜方向及び同じ傾斜の符号であるとき、個々の要素７０２−Ｄｎの代わりに、その列の長さの合体された単一のミラー７０２が存在し得る。
【００７８】
図８及び９は、本発明の様々な実施例による、照射光線８１６／９１６並びにそれぞれの変調光線８２０／８２２及び９２０／９２２の光路を示す。
【００７９】
図８を参照すると、照射光線８１６は、光学装置８２４を用いて（例えば、通常は図１及び２に示された光線スプリッタを用いて反射した後に、レンズを用いて）セクション７００上に導かれる。一実施例では、セクション７００の列７０４及び７１０が図示のように構成されたとき、列７０４及び７１０の要素７０２は、上記で説明したようにブレーズ部を形成し、それは、入射光線８１６を正の１次回折変調光線８２０及び０次回折変調光線８２２のみに回折させる。
【００８０】
したがって、ブレーズ部を用いることによって、負の１次回折光線が実質的に無くなり、光の全てが正の１次回折変調光線８２０に集積され、正と負の回折次数に分割されないので、正の１次回折変調光線８２０が図６の１次回折変調光線６２０に対して約２倍以上の強度を有することができる。０次回折変調光線８２２は、やはり鏡面反射を伴っているが、投影部内で用いられない。投影光学装置内で、０次回折変調光線８２２はフィルタで取り除かれ、その結果、１次回折変調光線８２０だけが基板（図示せず）に到達する。このフィルタの例が、図１３及び１４に示され、より詳細に下記で説明される。
【００８１】
図９を参照すると、図８の変形であるが、照射光線９１６が、セクション７００の長手方向軸７２６に対して或る角度で入射する。この例では、図６及び８に示された実施例とは対照的に、照射光源からセクション７００に向かって光線９１６を導くのに光線スプリッタは使用しない。
【００８２】
一例では、角度θは
Ｓｉｎ（θ）＝ｋλ／ｐ
から求められる。
【００８３】
ここで、λは照射光線９１６の波長、ｋはコントラスト装置に垂直で、投影部で用いられる回折次数、ｐはブレーズ格子のピッチ、例えば各要素７０２の幅及び／又は長さである。この実施例では、正のｋ次回折変調光線９２０が、セクション７００の軸７２６に実質的に垂直に回折される。正のｋ次変調光線９２０の方向がセクション７００の軸７２６に実質的に垂直であることによって、投影システム中の要素の複雑さを、図８の正の１次変調光線８２０を基板上に適切に導くのに必要な要素の数及び／又は複雑さに比べて、かなり低減することができる。０次回折変調光線９２２として鏡面反射された光が投影システムの瞳の外側へ散乱されることにより、光学系の複雑さを低減することができる。又このことにより、光学系が必要とする高額な器材を少量しか必要としないことによって、投影システムのコストを低減することができる。
【００８４】
図１０及び１１は、本発明の様々な実施例による様々なリソグラフィ装置１０００及び１１００を示す。例えば、装置１０００は、集積回路形成環境中で使用することができ、装置１１００は、フラット・パネル・ディスプレイ形成環境中で使用することができる。これらシステム１０００及び１１００は、照射システム、個別可制御要素アレイ、及び投影システム間に導光装置１１８／２１８を使用する代わりに直接照射をすることができる以外は、上記の図１Ａ、１Ｂ、２Ａ、及び２Ｂのシステム１００及び２００それぞれと同様である。
【００８５】
図１０を参照すると、照射システム１００２は、照射光線１００６で個別可制御要素アレイ１００４（例えば、コントラスト装置）を照射する。直接照射を使用するところが示されているが、照射は、図１及び２に示されたシステムと同様な光線スプリッタを使用して実施することもできる。様々な例において、照射部１００２は、例えば環状、クエーサ式、双極子式などの様々な照射モードを形成することができる。
【００８６】
照射光線１００６が、例えば図７〜９の実施例に示すようにアレイ１００４のブレーズ部（図示せず）を用いて回折された後、変調光線１００８は、投影システム１０１０によって投影光１００９として基板１０１２上に導かれる。一実施例では、変調光線１００８は、投影システム１０１０によって縮小されて投影光１００９を形成することができる。様々な実施例で、変調光線１００８は、上記で説明したように、１次回折変調光線だけ、又は０次及び１次両方の変調光線を含むことができる。変調光線１００８が０次回折を含むとき、変調光線１００８のその回折次数は、投影システム１０１０内でフィルタ除去されて、投影光線１００９を形成する。したがって、変調光線１００８の１次回折部分だけが、光線１００９に用いられて、基板１０１２を露光する。この実施例では、基板１０１２は、移動することも静止することもでき、一例では、集積回路を製作するのに用いられる半導体ウェハである。
【００８７】
図１１を参照すると、照射システム１１０２は、照射光線１１０６で個別可制御要素アレイ１１０４（例えば、コントラスト装置又はパターニング装置）を照射する。様々な実施例では、照射部１１０２は、適切なズーム設定又は開口トランケーションによって、基板レベル位置で様々なスポット・サイズを形成することができる。照射光線１１０６が、例えば図７〜９の実施例に示すようにアレイ１１０４のブレーズ部（図示せず）を用いて回折された後、変調光線１１０８は、投影システム１１１０によってマイクロ・レンズ・アレイ１１１４（ＭＬＡ）上に導かれる。マイクロ・レンズ・アレイ１１１４は、変調光線１１０８を投影システム１１１０を通して導いて、基板１１１２上に投影される投影光線１１０９を生成する。一例では、変調光線１１０８は、投影システム１１１０によって拡大されて光線１１０９を形成し、次いで更に、図２に示すスポットと同様な基板１１１２上の回折が限界とするスポットまで縮小することができる。
【００８８】
様々な実施例で、変調光線１１０８は、上記で説明したように、１次回折変調光線だけ、又は０次及び１次両方の変調光線を含むことができる。これは、上記で説明したように、ピクセル格子結像を意味し得る。変調光線１１０８が０次回折を含むとき、変調光線１１０８のこの回折次数は、投影システム１１１０内でフィルタ除去され、光線１１０９を形成する。したがって、変調光線１１０８の１次回折部分だけが、光線１１０９に用いられて、基板１１１２を露光する。この実施例では、基板１１１２は移動するか、又はスキャンされ、それにより、多重露光と相俟って、基板１１１２上にパターンを形成する。この例では、基板１１１２はフラット・パネル・ディスプレイ基板である。
【００８９】
図１２は、本発明の一実施例による照射光線１２１６、並びに正の１次変調光線１２２０、及び０次変調光線１２２２の位相を示す。例えば、この実施例は、図７、８、及び９に示された実施例で得られたブレーズ原理を示している。その「オン状態」では、各個別可制御要素１２０２の端部での偏位はλ／４に等しく、その結果、反射される波１２２０は、基準とはλ／２の波長差があり、次の要素１２０２とはλの波長差がある。したがって、要素１２０２の全てが「オン」位置にあれば、全ての光はアークサイン（λ／ｐ）の方向に反射され、即ち、干渉が強めあう方向は１つだけであり、その結果、回折次数は１つだけ生成される。やはり、上記で説明したように、一例では、各要素１２０２の角度θは、
Ｓｉｎ（θ）＝λ／ｐ
から求められる。
【００９０】
ここで、λは照射光線９１６の波長であり、ｐはブレーズ格子のピッチ、例えば各要素１２０２の幅及び／又は長さである。
【００９１】
同様に、このことは、より高次の回折についても行うことができる。その場合は、先端偏位はｋλ／４に等しく、回折角はｓｉｎ（θ）＝ｋλ／ｐに等しい。但し、ｋは目的とする回折次数である。
【００９２】
一例では、ピクセル格子結像を使用するときは、各要素に関する角度αは、約０〜約ｓｉｎ（α）＝λ／（２Ｐ）であり得、部分コヒーレント結像を使用するときは、各要素に関する角度αは、約０〜約ｓｉｎ（α）＝λ／Ｐであり得る。部分コヒーレント結像は、「ネガティブ・ブラック」を実現するために高い傾斜値の範囲を使用することができる。又、「オン状態」では、例えば全ての光が１次回折であれば、ｓｉｎ（θ）＝λ／ｐである。ミラーのタイプによって、用いられる偏位は変わり得る。例えば、ミラーの半分がフェーズ・ステップを有している場合は、ミラーは、通常、約ｓｉｎ（α）＝−λ／（２ｐ）〜約ｓｉｎ（α）＝λ／（２ｐ）で使用される。
【００９３】
図１３及び１４は、本発明の一実施例によるリソグラフィ・システムの光学システム１３００の詳細の端面図及び側面図をそれぞれ示す。例えば、これをオフナー光学システムとして構成することができる。これらの図は、照射光源１３０２、ビーム・ダンプ１３０４、並びに、リソグラフィ・システム内に或る種の光路を達成するための第１のミラー１３０６及び第２のミラー１３０８の配置を示し、それら光路は図１４で最も良く分かる。それらの配置は、図示のとおり、Ｘ、Ｙ、及びＺの方向表示によって更に明示される。
【００９４】
システム１３００では、照射光源１３０２とビーム・ダンプ１３０４とは、第２のミラー１３０８の両側に配置されている。ビーム・ダンプ１３０４は、個別可制御要素アレイ１４１０からの０次変調光線を受光するように配置され、１次回折変調光線は、光学システム１３００を用いて、結像面１４１２に導かれる。この実施例では、被写体面１４１４及び結像面１４１２は、同じ軸１４１６に沿って配置されている。一例では、ミラー１３０６及び１３０８の曲率の中心は、被写体面１４１４と結像面１４１２との間に配置される。
【００９５】
一例では、光学システム１４００がオフナー・システムとして構成されたとき、オフナー・システムの開口数（Ｎ／Ａ）は、ブレーズ格子の回折角の半分、又はλ／（２ｐ）であり得る。但し、ｐは格子のピッチ、例えば格子方向の各個別可制御要素の幅又は長さに等しく、λは露光波長に等しい。この例では、照射光線は、結像／被写体面１４１２及び１４１４にそれぞれ直交する面内を導かれる。例えば、照射角度は回折角と等しくすることができる。又、照射ＮＡは、通常、投影ＮＡより小さい（又は等しい）。
【００９６】
一例では、照射装置１３０２から入射する光の角度分布は、被写体面１４１４での被写体場に適合する。例えば、被写体１４１０が矩形であれば、照射光の角度分布も同じ形である。
【００９７】
全体的な光路が実質的に同じである限り、光学システム１３００の別の構成も達成できることが理解されるべきである。
【００９８】
様々な例において、ブレーズ照射を実現するために、照射部と組合せ得るオフナー方式を投影システムと共に使用することができる。例えば、図１Ａ、１Ｂ、２Ａ、２Ｂ、１０、及び１１に示すように、オフナー方式を投影システムの最初の部分として使用することができ、又、等倍率の場合に、追加の中継器なしに完全な投影システムとして使用することもできる。
【００９９】
一例では、先端偏位をλ／４にする。この場合、個別可制御要素アレイ上に垂直（θ＝０）で入射する光の全てが、ブレーズ角（ｓｉｎ（θ）＝λ／ｐ）で反射され、或いは、アレイ上にブレーズ角で入射する光は全て垂直に反射される。
【０１００】
別の例では、先端偏位ゼロを用いることができる。この場合、全ての光は、「反射の法則」（θｉ＝θｒ、反射角は入射角に等しい）に従って、アレイから鏡面反射（０次回折として）される。
【０１０１】
様々な別の例では、複数の回折次数を生成するために、０とλ／４の間の先端偏位、又は別様に変化させた先端偏位を用いることができる。回折次数は、ｓｉｎ（θ）＝ｋλ／ｐに表れ、ｋが回折次数（０、±１、±２、など）に等しい。０次回折は鏡面反射されたものである（「反射の法則」）。
【０１０２】
別の例では、先端偏位がλ／４の複数倍のとき、即ち、先端偏位がｍλ／４（ｍは整数）に等しいとき、実質的に光の全てが、ｍ次回折に集積される。
【０１０３】
これら上記のいずれの例においても、投影レンズの入射瞳を開口数（ＮＡ）≦λ／（２ｐ）に従って設定することができ、それによって、１つだけの回折次数が結像モード内で使用される。
【０１０４】
図１５、１６、及び１７は、本発明の一実施例に従って、個別可制御要素アレイ１５０４のグレー・バリューを生成する例示的機能を説明するのに使用される。図１５は、本発明の一実施例による個別可制御要素アレイ１５０４を示す。図１６及び１７は、本発明の一実施例に従って、図１５の個別可制御要素アレイ１５０４によって生成された変調光線の回折次数を示す。
【０１０５】
この実施例では、アレイ１５０４は、傾斜ミラー１５０２の矩形格子を備える。各ミラー１５０２は、それ自体の回転軸１５０３を有する。矩形格子は、表面をミラー１５０２で一杯に埋め尽くすことが可能な構成になっている。各回転軸１５０３は、ミラー縁部の１つに平行である。この軸１５０３はどこに位置してもよいが、通常、ミラー１５０２の中央を通っている。それぞれのミラー１５０２は形状が同じであり、それぞれ自体の回転軸１５０３の位置が同じである。駆動することによって、各ミラー１５０２をそれ自体の回転軸１５０３の周りに傾かせることができる。
【０１０６】
一例では、傾きゼロは、ミラー１５０２が全てのミラーによって定義される面内に横たわっているときとして定義するとき、正又は負の傾きのみがミラー１５０２に適用される。
【０１０７】
図１６に見られるように、光がミラー１５０２によって反射されたとき、反射光線１６０６の位相がミラー１５０２によって変調される。この反射光１６０６から特定の角度範囲を選択し、それを使用してアレイ１５０４を再結像することによって、位相の空間分布をグレー・バリューの空間分布に置き換えることができる。これは、通常、アレイと基板の間の投影光学系により行われる。
【０１０８】
図１７から分かるように、一例では、投影レンズ（図示せず）内の、入射瞳を画成する開口絞り１７０８を使用して角度の選択を行う。投影システム内の様々な領域１７１０−ｎが反射光１６０６を受光することができる。一例では、領域のピッチは回折次数によって定められる。領域１７１０−４（例えば垂直入射）を照射することを望むとき、非回折光が同じ領域１７１０−４内に反射される。１次回折は、１７１０−３又は１７１０−５（ミラーの偏位による）内に来る。開口絞り１７０８を投影レンズ内でこの領域周りに配置することによって、その領域の回折光を用いることができる。
【０１０９】
一例では、アレイ１５０４が反射光１６０６を領域１７１０−３内に照射（例えばブレーズ照射）させるとき、非回折光は領域１７１０−５内に反射され、１次回折は領域１７１０−４内に来る（ミラー回転角の適切な選択による）。投影レンズ内で開口絞り１７０８をこの領域１７１０−４周りに配置することによって、その回折光を使用することができ、この場合その回折光は光軸に平行である。
【０１１０】
別の例では、アレイ１５０４が領域１７１０−２内に照射（例えば、２次回折のブレーズ照射）させるとき、非回折光は領域１７１０−６内に反射され、２次回折は領域１７１０−４内に来る（ミラー回転角の適切な選択による）。投影レンズ内で開口絞り１７０８をこの領域１７１０−４周りに配置することによって、その回折光を使用することができ、この場合その回折光は光軸に平行である。先端偏位をλ／２にすることによって、実質的に全ての光が結像開口１７０８内に来る。
【０１１１】
一例では、光軸に平行な投影が、投影レンズがより容易に実現できるので望ましい。
【０１１２】
一例では、ブレーズ照射が、コントラスト装置を照射するのに光線スプリッタを必要としないので望ましい。
【０１１３】
一例では、ｍλ／４（ｍ＝０、±１、±２）に対して、全ての光が特定の回折次数（第ｍ回折次数）に集積される。
【０１１４】
結論
本発明の様々な実施例を上記で説明してきたが、それらは単に例として提示したのであり、それらに限定するものではないことを理解すべきである。本発明の精神及び範囲から逸脱することなくそれらの形態及び詳細に様々な変更を加えることができることは当業者にとって明らかである。したがって、本発明の幅及び範囲は上記で説明された例示的実施例によって限定されるべきではなく、添付の特許請求の範囲及びその均等物のみによって定義されるべきである。
【０１１５】
したがって、［実施例］部は、［課題を解決するための手段］部及び［要約］部とは異なり、特許請求の範囲を解釈するのに用いることを意図したものであることが理解されるべきである。［課題を解決するための手段］部及び［要約］部は、本発明者によって考案された１つ又は複数の例示的実施例を、全てではないが記述し得るものであり、したがって、決して本発明及び添付特許請求の範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１Ａ】本発明の様々な実施例によるリソグラフィ装置を示す。
【図１Ｂ】本発明の様々な実施例によるリソグラフィ装置を示す。
【図２Ａ】本発明の様々な実施例による、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を示す。
【図２Ｂ】本発明の様々な実施例による、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を示す。
【図３】本発明の一実施例による、リソグラフィ装置を用いて基板にパターンを転写する一方式を示す。
【図４】本発明の一実施例による、例えばフラット・パネル・ディスプレイの製造に使用する、基板上にパターンを露光するための光学エンジンの配置を示す。
【図５Ａ】本発明の一実施例による個別可制御要素アレイの一セクションの上面図を示す。
【図５Ｂ】本発明の一実施例による個別可制御要素アレイの一セクションの側面図（線Ａ−Ａを覗き込んだ）を示す。
【図６】本発明の一実施例による、照射光及び変調光の光路を示す。
【図７Ａ】本発明の一実施例による個別可制御要素アレイの一セクションの上面図を示す。
【図７Ｂ】本発明の一実施例による個別可制御要素アレイの一セクションの側面図（線Ｂ−Ｂを覗き込んだ）を示す。
【図８】本発明の様々な実施例による、照射光及び変調光の光路を示す。
【図９】本発明の様々な実施例による、照射光及び変調光の光路を示す。
【図１０】本発明の様々な実施例による様々なリソグラフィ装置を示す。
【図１１】本発明の様々な実施例による様々なリソグラフィ装置を示す。
【図１２】本発明の一実施例による照射光及び変調光の位相を示す。
【図１３】本発明の一実施例によるリソグラフィ・システムの光学システム及び光路の端面図を示す。
【図１４】本発明の一実施例によるリソグラフィ・システムの光学システム及び光路の側面図を示す。
【図１５】本発明の一実施例による個別可制御要素アレイを示す。
【図１６】本発明の一実施例による、図１５のアレイが生成する変調光の回折次数を示す。
【図１７】本発明の一実施例による、マイクロ・レンズ・アレイで受光する変調光の回折次数を示す。
【符号の説明】
【０１１７】
１００  リソグラフィ投影装置
１０２  照射システム
１０４  個別可制御要素アレイ
１０６  対象物テーブル
１０８  投影システム
１１０  投影光線
１１０−Ａ  変調光線
１１０−Ｂ  変調光線
１１２  照射光源
１１４  基板
１１６  位置決め装置
１１８  導光装置
１１９  ビーム・ダンプ
１２０  目標部位
１２２  照射光線
１２４  照射部
１２６  調整装置
１２８  調節装置
１３０  スポット生成器
１３２  コンデンサ
１３４  干渉計型測定装置
１３６  ベース・プレート
１３８  干渉光線
１４０  光線スプリッタ
２００  リソグラフィ装置
２０４  個別可制御要素アレイ
２０８  投影システム
２１０  変調照射光線
２１２  光源
２１４  基板
２１８  導光装置
２１９  ビーム・ダンプ
２２２  照射光線
２２４  照射システム
２２６  調整装置
２５０  第１のレンズ
２５２  第２のレンズ
２５４  開口絞り
２５６  レンズ
２５８  レンズ・アレイ
２６０  レンズ
２６２  照射スポット・アレイ
３１４  基板
３６２  黒塗りの円
３６４  空白の円
３６６  列
４１４  基板
４６８  照射スポット・アレイ
４７０  列
４７２  列
５００  セクション
５０２  個別可制御要素
５０４  第１の列
５０６  軸
５０８  構成
５１０  第２の列
５１２  軸
５１４  構成
５１６  照射光線
６１６  照射光線
６１８  変調光線
６２０  変調光線
６２２  変調光線
６２４  光学装置
７００  セクション
７０２  個別可制御要素
７０４  第１の列
７０６  軸
７０８  構成
７１０  第２の列
７１２  軸
７１４  構成
７２６  長手方向軸
８１６  照射光線
８２０  変調光線
８２２  変調光線
８２４  光学装置
９１６  照射光線
９２０  変調光線
９２２  変調光線
１０００  リソグラフィ装置
１００２  照射システム
１００４  アレイ
１００６  照射光線
１００８  変調光線
１００９  投影光
１０１０  投影システム
１０１２  基板
１１００  リソグラフィ装置
１１０２  照射システム
１１０４  個別可制御要素アレイ
１１０６  照射光線
１１０８  変調光線
１１０９  投影光線
１１１０  投影システム
１１１２  基板
１１１４  マイクロ・レンズ・アレイ
１２０２  個別可制御要素
１２１６  照射光線
１２２０  １次変調光線
１２２２  ０次変調光線
１３００  光学システム
１３０２  照射光源
１３０４  ビーム・ダンプ
１３０６  第１のミラー
１３０８  第２のミラー
１４００  光学システム
１４１０  個別可制御要素アレイ
１４１２  結像面
１４１４  被写体面
１４１６  軸
１５０２  ミラー
１５０３  回転軸
１５０４  個別可制御要素アレイ
１６０６  反射光線
１７０８  開口絞り
１７１０  領域
【図１Ａ】
2006295175.tif 000003
【図１Ｂ】
2006295175.tif 000004
【図２Ａ】
2006295175.tif 000005
【図２Ｂ】
2006295175.tif 000006
【図３】
2006295175.tif 000007
【図４】
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【図５Ａ】
2006295175.tif 000009
【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
2006295175.tif 000013
【図８】
2006295175.tif 000014
【図９】
2006295175.tif 000015
【図１０】
2006295175.tif 000016
【図１１】
2006295175.tif 000017
【図１２】
2006295175.tif 000018
【図１６】
2006295175.tif 000019
【図１３】
2006295175.tif 000020
【図１４】
2006295175.tif 000021
【図１５】
2006295175.tif 000022
【図１７】
2006295175.tif 000023
【外国語明細書】
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