(57)【要約】      （修正有）【課題】基板上への多重ダイ設計を利用したリソグラフィ装置及びデバイス製造方法を提供すること。【解決手段】露光すべきパターンに対応するパターン・データを記憶する第１のデータ・バッファ１０とパターンの一部に対する少なくとも１つの変更に対応するパターン変化データを記憶する第２のデータ・バッファ１２とを備え、パターンの少なくとも１つの変化がパターン変化データを使用して基板上の複数の領域のうちの１つに露光される。【選択図】図５
2006293352.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リソグラフィ装置であって、
放射ビームを変調する個々に制御可能な複数のエレメントのアレイと、
変調された放射ビームを基板の目標部分に投射する投影システムと、
前記個々に制御可能な複数のエレメントのアレイに制御信号を提供する制御システムと、
前記基板上の複数の領域に露光すべきパターンに対応するパターン・データを記憶する第１のデータ・バッファと、
前記パターンの一部に対する少なくとも１つの変更に対応するパターン変化データを記憶する第２のデータ・バッファとを備え、前記パターンの少なくとも１つの変化が前記パターン変化データを使用して前記基板上の複数の領域のうちの１つに露光されるリソグラフィ装置。
【請求項２】
前記第１及び第２のデータ・バッファが個別のデータ・バッファである、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項３】
前記第１及び第２のデータ・バッファが複合型データ・バッファの割当て部分である、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項４】
第１及び第２のデータ・バッファへの前記複合型データ・バッファの割当てがプログラム可能である、請求項３に記載のリソグラフィ装置。
【請求項５】
前記パターンの少なくとも１つの変化を前記基板に露光するために、前記パターン変化データが、前記第１のデータ・バッファに記憶されている前記パターン・データの一部を置き換えるためのパターン・データを含む、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項６】
前記パターン変化データが修正命令を含み、且つ、
前記パターンの少なくとも１つの変化を前記基板に露光するために、前記制御システムが、前記第１のデータ・バッファに記憶されている前記パターン・データを前記修正命令によって定義される情報に従って修正するパターン修正器を備えた、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項７】
前記第１のデータ・バッファに記憶されている前記パターン・データが、前記基板に形成されるデバイスの機能コンポーネントのパターンに対応する、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項８】
前記基板に形成される前記デバイスがフラット・パネル・ディスプレイであり、
前記機能コンポーネントが前記フラット・パネル・ディスプレイのピクセルである、請求項７に記載のリソグラフィ装置。
【請求項９】
前記基板に形成される前記デバイスが集積回路デバイスであり、
前記機能コンポーネントがメモリ・セルである、請求項７に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１０】
前記リソグラフィ装置が前記パターンを露光して前記基板に複数のデバイスを形成し、
前記第１のデータ・バッファに記憶されている前記パターンが個々のデバイスの前記パターンの一部に対応し、
少なくとも１つのデバイスの前記パターンの前記部分が、前記第１のデータ・バッファに記憶されている前記パターンを使用して露光され、
少なくとも１つの他のデバイスの前記パターンの前記部分が、前記第２のデータ・バッファに記憶されているパターン変化データに基づく前記パターンの前記部分の変化を使用して露光される、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１１】
前記基板に形成される個々のデバイスの前記パターンが、前記基板が前記放射ビームに対して走査される際に、連続する一連の露光によって露光される複数のパターン・ストライプからなり、
前記制御システムが、前記基板に形成されるすべての前記デバイスの対応するパターン・ストライプを連続的に露光し、
前記第１のデータ・バッファに記憶されている前記パターン・データが前記複数のパターン・ストライプのうちの１つのパターンに対応する、請求項１０に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１２】
前記パターン変化データが複数のパターン変更を含み、
前記制御システムが、前記パターンの複数の異なる変化を前記基板上の対応する複数の異なる領域に露光する、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１３】
デバイス製造方法であって、
個々に制御可能な複数のエレメントのアレイを使用して放射のビームを変調する段階であって、制御システムを使用して前記個々に制御可能な複数のエレメントのアレイに制御信号が提供される段階と、
基板上の複数の領域に露光すべきパターンに対応するパターン・データを第１のバッファに記憶する段階と、
前記パターンの一部に対する少なくとも１つの変更に対応するパターン変化データを第２のデータ・バッファに記憶する段階と、
前記パターン変化データに従って前記基板上の複数の領域のうちの１つに前記パターンの少なくとも１つの変化が露光されるよう、前記個々に制御可能な複数のエレメントのアレイに制御信号を提供する段階と、
前記放射のビームを基板に投射する段階とを含む方法。
【請求項１４】
少なくとも１つのプロセッサを制御するためのコンピュータ・プログラム論理が記録されたコンピュータ使用可能媒体を備えたコンピュータ・プログラム製品であって、前記コンピュータ・プログラム論理が、
個々に制御可能な複数のエレメントのアレイを使用して放射のビームを変調するためのコンピュータ・プログラム・コード手段であって、制御システムを使用して前記個々に制御可能な複数のエレメントのアレイに制御信号が提供されるコンピュータ・プログラム・コード手段と、
基板上の複数の領域に露光すべきパターンに対応するパターン・データを第１のバッファに記憶するためのコンピュータ・プログラム・コード手段と、
前記パターンの一部に対する少なくとも１つの変更に対応するパターン変化データを第２のデータ・バッファに記憶するためのコンピュータ・プログラム・コード手段と、
前記パターン変化データに従って前記基板上の複数の領域のうちの１つに前記パターンの少なくとも１つの変化が露光されるよう、前記個々に制御可能な複数のエレメントのアレイに制御信号を提供するためのコンピュータ・プログラム・コード手段と、
前記放射のビームを基板に投射させるためのコンピュータ・プログラム・コード手段とを備えたコンピュータ・プログラム製品。
【請求項１５】
請求項１３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１６】
請求項１３に記載の方法に従って製造された集積回路デバイス。
【請求項１７】
個々に制御可能な複数のエレメントのアレイと、
前記個々に制御可能な複数のエレメントのアレイに制御信号を提供する制御システムと、
基板上の複数の領域に露光すべきパターンに対応するパターン・データを記憶する第１のデータ・バッファと、
前記パターンの一部に対する少なくとも１つの変更に対応するパターン変化データを記憶する第２のデータ・バッファとを備えた装置であって、前記制御システムが、前記パターン変化データを使用して、前記パターンの少なくとも１つの変化を前記基板上の複数の領域のうちの１つに露光するようになされた装置。
【請求項１８】
個々に制御可能な複数のエレメントのアレイを制御する段階と、
基板上の複数の領域に露光すべきパターンに対応するパターン・データを第１のデータ・バッファに記憶する段階と、
前記パターンの一部に対する少なくとも１つの変更に対応するパターン変化データを第２のデータ・バッファに記憶する段階と、
前記パターン変化データを使用して前記基板上の複数の領域のうちの１つに前記パターンの少なくとも１つの変化を露光する段階とを含む方法。
【請求項１９】
少なくとも２つの異なる集積回路が単一の基板上に製造される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
請求項１８に記載の方法を使用して得られた集積回路。
【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、一般的には基板の目標部分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）、超小型電気機械システム（ＭＥＭＳ）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、マスク或いはレチクルとも呼ばれているコントラスト装置即ちパターニング装置を使用して、フラット・パネル・ディスプレイ若しくは他のデバイスの個々の層に対応する回路パターンを生成することができる。生成されたパターンは、基板（例えばガラス板）上の目標部分（例えば部分的に１つ又は複数のダイからなっている）に転写され得る。パターンの転写は、通常、基板の上に提供されている放射線感応材料（例えばレジスト）の層への画像化を介して実施されている。
【０００３】
パターニング装置を使用して、回路パターンではなく、例えばカラー・フィルタ・パターン即ちドットのマトリックスなどの他のパターンを生成することも可能である。パターニング装置には、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、且つ、より低コストである。
【０００４】
通常、フラット・パネル・ディスプレイ基板の形状は長方形である。このタイプの基板を露光するために設計された知られているリソグラフィ装置は、通常、長方形基板の幅全体をカバーする露光領域、或いは基板の幅の一部（例えば基板の幅の約半分）をカバーする露光領域を提供している。基板は、マスク即ちレチクルが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、この方法によって基板にパターンが転写される。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、基板の残りの部分を露光するべく第２の走査が実行される。
【０００５】
画像化するためのもう１つの方法には、スポットを連続的に露光することによってパターンが実現されるピクセル格子画像化が含まれている。
【０００６】
リソグラフィ・プロセスを使用してデバイスを製造する場合、複数のデバイスを基板に形成することができる。例えば、同じパターンが基板上の異なる位置に露光され、それにより個々のデバイスのフィーチャが形成され得る。次に、デバイスを形成するための処理が施された後、基板が分割されて個別のデバイスが形成される。マスクをベースとするリソグラフィの場合、マスクによって基板上の個々の領域に露光される領域が画定されるため、露光領域が固定されている。したがって、処理の相異に起因する変動を条件として、基板の個々の部分に露光されるパターン、延いては個々のデバイスのフィーチャは、基板に形成される個々のデバイスに対して実質的に全く同じである。
【０００７】
個々に制御可能な複数のエレメントのアレイを有する装置を使用してリソグラフィ・プロセスを実行する場合、基板上の異なる部分に異なるパターンを露光することができるが、個々に制御可能な複数のエレメントのアレイを使用したリソグラフィ装置が、基板上の複数の領域に全く同じパターンを露光するように構成されると、リソグラフィ装置のコストを著しく低減することができる。
【０００８】
特定の構造の場合、基板に露光すべき繰返しパターン（基板に形成すべきデバイスの層を形成するためのパターンに対応するパターンであってもよい）を複数の細長いストライプに分割することができる。露光プロセスの間、個々に制御可能な複数のエレメントのアレイによってパターン化された放射のビームの真下で基板が走査され、基板上の第１の領域のこれらの複数のパターン・ストライプのうちの１つが露光される。次に、基板上のデバイスを形成すべき他の領域の各々に同じストライプが印刷される。個々の位置にパターン・ストライプが印刷されると、リソグラフィ装置は、次のパターン・ストライプの印刷を個々の位置で開始する。このようなシステムの利点は、パターニング・アレイ内の個々に制御可能な複数のエレメントを制御するために必要な処理ハードウェアのコストが低減されることである。
【０００９】
一例では、基板に露光すべきパターンを画定するためのデータの量が極めて大量になる場合がある。したがって、従来、パターン・データは、ビットマップ・フォーマットと比較してかなりの圧縮比率を可能にするベクトル・ベース・フォーマットで記憶されている。個々に制御可能な複数のエレメントのアレイを駆動するための制御信号を計算するために、ビットマップ・データ・フォーマットなどのフォーマットにパターン・データが変換され、且つ、データ・バッファに記憶される。一般に「ラスタ化」と呼ばれているこのプロセスは複雑であり、且つ、リソグラフィ装置のコストのかなりの部分をラスタライザが占めている。したがってラスタライザのコストを最小化することが望ましい。一例では、基板上のパターンを必要とする個々の領域への先行するストライプの印刷に要する時間中に、印刷すべきパターンの次のストライプのデータのみをラスタ化することができるようにラスタライザのサイズ（延いてはラスタ化プロセスを完了する速度）を選択することによってラスタライザのコストを最小化することができる。例えば、２０個の全く同じデバイスを１つの基板上に形成する場合、ラスタライザは、基板上にそれぞれ異なるデバイスを形成する場合の速度の２０分の一の速度にすることができる。これは、次のストライプをラスタ化するためにラスタライザに提供される時間が、単一のストライプの印刷に要する時間ではなく、２０個の全く同じストライプを基板に印刷するために要する時間であることによるものである。より速度の遅いラスタライザを使用することは、ラスタライザがより安価であり、上で参照したリソグラフィ装置のコストが節約されることを意味している。しかしながら、このコストの節約を達成するためには、リソグラフィ装置は、複数の全く同じパターンを基板に提供することにその機能が限定されることになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、同じパターンの複数の全く同じバージョンを基板に提供することにその機能が限定されない、リソグラフィ装置の著しいコストの増加を伴わない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】
【００１１】
本発明の一実施例によれば、個々に制御可能な複数のエレメントのアレイと、制御システムと、第１のデータ・バッファと、第２のデータ・バッファとを備えたリソグラフィ装置が提供される。制御システムによって個々に制御可能な複数のエレメントのアレイに制御信号が提供される。基板上の複数の領域に露光すべきパターンに対応するパターン・データが第１のデータ・バッファに記憶される。パターンの一部に対する少なくとも１つの変更に対応するパターン変化データが第２のデータ・バッファに記憶される。制御システムは、パターン変化データを使用してパターンの少なくとも１つの変化を基板上の複数の領域のうちの１つに露光するようになされている。
【００１２】
本発明の一実施例によれば、個々に制御可能な複数のエレメントのアレイと、投影システムと、制御システムと、第１のデータ・バッファと、第２のデータ・バッファとを備えたリソグラフィ装置が提供される。個々に制御可能な複数のエレメントのアレイによって放射ビームが変調され、変調された放射ビームが投影システムによって基板の目標部分に投射される。制御システムによって個々に制御可能な複数のエレメントのアレイに制御信号が提供される。基板上の複数の領域に露光すべきパターンに対応するパターン・データが第１のデータ・バッファに記憶される。パターンの一部に対する少なくとも１つの変更に対応するパターン変化データが第２のデータ・バッファに記憶される。制御システムは、パターン変化データを使用してパターンの少なくとも１つの変化を基板上の複数の領域のうちの１つに露光するようになされている。
【００１３】
本発明の一実施例によれば、個々に制御可能な複数のエレメントのアレイを使用して放射のビームを変調する段階と、放射のビームを基板に投射する段階とを含むデバイス製造方法を備えたリソグラフィ装置が提供される。制御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に制御信号が提供される。基板上の複数の領域に露光すべきパターンに対応するパターン・データが第１のデータ・バッファに記憶され、パターンの一部に対する少なくとも１つの変更に対応するパターン変化データが第２のデータ・バッファに記憶される。パターン変化データに従って基板上の複数の領域のうちの１つにパターンの少なくとも１つの変化が露光されるよう、制御システムによって個々に制御可能な複数のエレメントのアレイに制御信号が提供される。
【００１４】
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。
【００１５】
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１つ又は複数の実施例の原理をより良く説明し、且つ、当業者による本発明の１つ又は複数の実施例の構築及び使用を可能にする役割を更に果している。
【００１６】
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、全く同じ構成要素若しくは機能的に類似した構成要素を表している。
【実施例】
【００１７】
概要及び用語
「対象」、「基板」、「ワーク・ピース」等の使用は、本出願においては交換可能であり、それらに限定されないが、ワーク・ピース、基板（例えばフラット・パネル・ディスプレイ・ガラス基板）、ウェハ（例えば集積回路を製造するための半導体ウェハ）、プリント・ヘッド、ミクロ若しくはナノ流体装置、投写型ディスプレイ・システムのディスプレイ・パネル等であってもよい。
【００１８】
本明細書に使用されている「コントラスト装置」、「パターニング装置」、「パターニング・アレイ」或いは「個々に制御可能な複数のエレメントのアレイ」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（例えば対象）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装置を意味するものとして広義に解釈されたい。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若しく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、所与の時間若しく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造の場合がそうである。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、例えば集積回路などのデバイス中の特定の機能層に対応している。この文脈で、「光バルブ」及び「空間光変調器」（ＳＬＭ）という用語を使用することも可能である。このようなパターニング装置の実施例のいくつかを以下に示しておく。
【００１９】
プログラム可能ミラー・アレイ：プログラム可能ミラー・アレイは、粘弾性（例えば粘性及び弾性特性を有する）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、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。
【００２０】
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。
【００２１】
複数の回折型光ＭＥＭＳ装置（超小型電気機械システム）のアレイを対応する方法で使用することも可能である。回折型光ＭＥＭＳ装置の各々は、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。
【００２２】
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微小ミラーが使用されている。微小ミラーの各々は、適切な局部電界を印加することによって、或い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。この場合も、ミラーの各々は、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。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。例えば、参照によりその全体を本明細書に援用する米国特許第５，２９６，８９１号及び第５，５２３，１９３号、並びにＰＣＴ特許出願第ＷＯ９８／３８５９７号及びＷＯ９８／３３０９６号にミラー・アレイが記載されている。
【００２３】
リソグラフィ装置は、１つ又は複数のパターニング・アレイを備えることができる。例えばリソグラフィ装置は、それぞれが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若しくはすべてのアレイは、共通照明システム（若しく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、及び共通投影システム（若しく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。
【００２４】
一実施例（例えば図１に示す実施例）では、基板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。他の実施例では、基板の形状は多角形であり、例えば長方形である。
【００２５】
基板の形状が実質的に円形である実施例では、基板の直径を様々な直径にすることができ、例えば、それらに限定されないが、少なくとも２５ｍｍ、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若しくは少なくとも３００ｍｍの直径にすることができる。様々な実施例では、基板は様々な直径を有しており、例えば、それらに限定されないが、最大５００ｍｍ、最大４００ｍｍ、最大３５０ｍｍ、最大３００ｍｍ、最大２５０ｍｍ、最大２００ｍｍ、最大１５０ｍｍ、最大１００ｍｍ若しくは最大７５ｍｍの直径を有している。
【００２６】
基板が多角形、例えば長方形である実施例では、基板の少なくとも１つの辺、例えば少なくとも２つの辺若しくは少なくとも３つの辺は様々な長さを有しており、例えば、それらに限定されないが、少なくとも５ｃｍ、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若しくは少なくとも２５０ｃｍの長さを有している。様々な実施例では、基板の少なくとも１つの辺は様々な長さを有しており、例えば、それらに限定されないが、最大１０００ｃｍ、最大７５０ｃｍ、最大５００ｃｍ、最大３５０ｃｍ、最大２５０ｃｍ、最大１５０ｃｍ若しくは最大７５ｃｍの長さを有している。一実施例では、基板は、長さが約２５０〜３５０ｃｍ、幅が約２５０〜３００ｃｍの長方形基板である。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の範囲で変更することができる。
【００２７】
様々な実施例では、基板は様々な厚さを有しており、例えば、それらに限定されないが、少なくとも５０μｍ、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若しくは少なくとも６００μｍの厚さを有している。様々な実施例では、基板の厚さは様々であり、例えば、それらに限定されないが、最大５０００μｍ、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若しくは最大３００μｍである。
【００２８】
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（例えば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）中で、露光前若しくは露光後に処理することができる。
【００２９】
一実施例では、基板の上にレジスト層が提供されている。一実施例では、基板はウェハであり、例えば半導体ウェハである。様々な実施例では、それらに限定されないが、Ｓｉ、ＳｉＧｅ、ＳｉＧｅＣ、ＳｉＣ、Ｇｅ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ及びＩｎＡｓをウェハ材料に使用することができる。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、基板はガラス基板若しくはプラスチック基板である。ガラス基板若しくはプラスチック基板は、例えばフラット・パネル・ディスプレイ及び液晶ディスプレイ・パネルの製造に有用である。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。
【００３０】
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、或いは液浸液の使用若しくは真空の使用などの他の要因に適した、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、若しく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。
【００３１】
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）或いはフレネル・レンズ・アレイなどを備えることができる。
【００３２】
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、それらに限定されないが、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若しくは少なくとも１００００００個の集束エレメントを備えている。
【００３３】
一実施例では、パターニング装置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或いはそれ以上である。
【００３４】
一実施例では、複数の集束エレメントのアレイは、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２個以上のエレメントと光学的に結合した集束エレメントを備えており、例えば、それらに限定されないが、３個以上、５個以上、１０個以上、２０個以上、２５個以上、３５個以上若しくは５０個以上のエレメントと光学的に結合した集束エレメントを備えている。
【００３５】
一実施例では、複数の集束エレメントのアレイは、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と光学的に結合した複数の集束エレメントを備えている（例えばそのうちの１０００個を超えるエレメント、大半のエレメント若しくはほとんどすべてのエレメントが光学的に結合している）。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（例えばアクチュエータを使用して）。基板に向かって或いは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。
【００３６】
添付の図に示すように、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）であってもよい。
【００３７】
リソグラフィ装置は、２つ（例えば二重ステージ）以上の（例えば多重ステージ）基板テーブルを有するタイプの装置であり得る。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。
【００３８】
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よい。また、リソグラフィ装置内の他の空間、例えばコントラスト装置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さなければならない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。
【００３９】
本明細書においては、とりわけＩＣ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、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）、薄膜磁気ヘッド等の製造などの他の用途も有することができることを理解されたい。このような代替用途の場合には、本明細書における「ウェハ」或いは「ダイ」という用語の使用はすべて、それぞれより一般的な「基板」或いは「目標部分」という用語の範囲内と見なすことができることは当業者には理解されよう。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、露光前若しくは露光後に処理することができる。適用可能である場合、本明細書における開示は、このような基板処理ツール及び他の基板処理ツールに適用することができる。また、基板は、例えば多層ＩＣを生成するために複数回に亘って処理することができるため、本明細書において使用されている基板という用語は、処理済みの複数の層が既に含まれている基板を指している場合もある。
【００４０】
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場合が参照されているが、本発明は、状況が許す場合には、他の用途、例えばインプリント・リソグラフィに使用することができ、光リソグラフィに限定されないことは理解されよう。インプリント・リソグラフィの場合、基板に生成されるパターンは、パターニング装置のトポグラフィによって画定される。パターニング装置のトポグラフィを、基板に供給されているレジストの層に圧入することができ、次に、レジストを硬化させるべく、電磁放射、熱、圧力若しくはそれらの組合せが印加される。レジストが硬化すると、パターニング装置がレジストから除去され、後にパターンがそこに残される。
【００４１】
他の実施例では、本発明は、上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んだコンピュータ・プログラムの形態を取ることができ、或いはこのようなコンピュータ・プログラムが記憶されているデータ記憶媒体（例えば半導体記憶装置、磁気ディスク若しくは光ディスク）の形態を取ることができる。
【００４２】
例示的環境
図１は、本発明の一実施例によるリソグラフィ投影装置１００を略図で示したものである。装置１００は、少なくとも放射システム１０２、個々に制御可能な複数のエレメントのアレイ１０４（例えばコントラスト装置即ちパターニング装置）、対物テーブル１０６（例えば基板テーブル）及び投影システム（「レンズ」）１０８を備えている。
【００４３】
放射システム１０２を使用して、放射（例えば３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ又は１２６ｎｍのＵＶ放射、或いは例えば１０〜１３ｎｍのＥＵＶ放射など）のビーム１１０を供給することができる。この特定の実施例では、放射システム１０２は、さらに、放射源１１２を備えている。一実施例では、放射源は、少なくとも５ｎｍの波長の放射、例えば、それらに限定されないが、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若しくは少なくとも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の波長、例えば、それらに限定されないが、最大４２５ｎｍ、最大３７５ｎｍ、最大３６０ｎｍ、最大３２５ｎｍ、最大２７５ｎｍ、最大２５０ｎｍ、最大２２５ｎｍ、最大２００ｎｍ若しくは最大１７５ｎｍの波長を有している。一実施例では、放射は、約４３６ｎｍ、４０５ｎｍ、３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、１２６ｎｍ及び／又は１３．５ｎｍを含む波長を有している。一実施例では、放射には、３６５ｎｍ近辺若しくは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。
【００４４】
個々に制御可能な複数のエレメントのアレイ１０４（例えばプログラム可能ミラー・アレイ）を使用してビーム１１０にパターンを適用することができる。通常、個々に制御可能な複数のエレメントのアレイ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が、個々に制御可能な複数のエレメントのアレイ１０４を投影システム１０８に対して正確に位置決めするために、代替構造では、個々に制御可能な複数のエレメントのアレイ１０４を位置決め装置（図示せず）に接続することができる。図に示すように、個々に制御可能な複数のエレメント１０４は、反射型のエレメントである（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有している）。
【００４５】
対物テーブル１０６は、基板１１４（例えばレジスト被覆シリコン・ウェハ若しくはガラス基板）を保持するための基板ホルダ（図には特に示されていない）を備えることができ、また、対物テーブル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の位置決め装置１１６に接続することができる。
【００４６】
投影システム１０８（例えば水晶及び／又はＣａＦ２レンズ系、若しくはこのような材料から構築されたレンズ・エレメントを備えたカタディオプトリック系、若しくはミラー系）を使用して、誘導デバイス１１８（例えばビーム・スプリッタ）から受け取ったパターン化ビームを投射することができる。
【００４７】
光は、誘導装置１１８から基板１１４の目標部分１２０（例えば１つ又は複数のダイ）へ導かれる。投影システム１０８は、個々に制御可能な複数のエレメントのアレイ１０４の画像を基板１１４に投影することができる。
【００４８】
イルミネータ１２４は、ビーム１２２の強度分布の外部及び／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）を設定するための調整装置１２８を備えることができる。また、イルミネータ１２４は、通常、他の様々なコンポーネント、例えばビーム・コンディショナ１２６（例えばビーム・エキスパンダ）を備えている。この実施例では、上で考察した実施例と比較した場合、エレメント１３０はインテグレータ１３０であり、また、エレメント１３２はコンデンサ１３２であってもよい。この方法によれば、個々に制御可能な複数のエレメントのアレイ１０４に衝突するビーム１１０は、所望する一様な強度分布をその断面に有することになる。
【００４９】
図１に関して、放射源１１２をリソグラフィ投影装置１００のハウジング内に配置することができることに留意されたい。代替実施例では、放射源１１２は、リソグラフィ投影装置１００から離して配置することができる。放射源１１２をリソグラフィ投影装置１００から離して配置する場合、放射ビーム１２２が装置１００に導かれることになる（例えば適切な誘導ミラーを使用して）。本発明の範囲には、これらのシナリオの両方が意図されていることを理解されたい。
【００５０】
ビーム１１０は、次に、誘導装置１１８を使用して導かれた後、個々に制御可能な複数のエレメントのアレイ１０４によって遮断される。一実施例では、放射のビームは、０°と９０°の間の角度、例えば、それらに限定されないが、５°と８５°の間、１５°と７５°の間、２５°と６５°の間若しくは３５°と５５°の間の角度（図１に示す実施例では９０°）でパターニング装置へ導かれる。個々に制御可能な複数のエレメントのアレイ１０４で反射したビーム１１０は、ビーム１１０を基板１１４の目標部分１２０に集束させる投影システム１０８を通過する。
【００５１】
基板テーブル１０６は、位置決め装置１１６（及びビーム・スプリッタ１４０を介して干渉ビーム１３８を受け取る、ベース・プレート１３６上の任意選択の干渉測定装置１３４）を使用して移動させることができ、それにより異なる目標部分１２０をビーム１１０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１０４のための位置決め装置（図示せず）を使用して、例えば走査中に、ビーム１１０の光路に対する個々に制御可能な複数のエレメントのアレイ１０４の位置を修正することができる。通常、対物テーブル１０６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る。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１０４を位置決めすることも可能である。別法／追加として、ビーム１１０を移動可能にし、一方、対物テーブル１０６及び／又は個々に制御可能な複数のエレメントのアレイ１０４に固定位置を持たせ、それにより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。
【００５２】
この実施例の代替構成では、基板テーブル１０６を固定し、基板１１４を基板テーブル１０６上で移動させることができる。このような場合、基板テーブル１０６の一番上の平らな表面に多数の開口が設けられ、その開口を通してガスが供給され、それにより基板１１４を支持することができるガス・クッションが提供される。これは、従来、空気軸受構造と呼ばれている。基板テーブル１０６上の基板１１４の移動は、基板１１４をビーム１１０の光路に対して位置決めすることができる１つ又は複数のアクチュエータ（図示せず）を使用して実施される。別法としては、開口を通るガスの通過を選択的に開始及び停止することによって基板１１４を基板テーブル１０６上で移動させることも可能である。
【００５３】
本明細書においては、本発明によるリソグラフィ装置１００は、基板上のレジストを露光するための装置として記述されているが、本発明はこのような使用に限定されないこと、また、装置１００を使用して、パターン化されたビーム１１０をレジストレス・リソグラフィに使用するべく投射することができることは理解されよう。
【００５４】
図に示す装置１００は、複数のモードで使用することができる。
【００５５】
１．ステップ・モード：個々に制御可能な複数のエレメントのアレイ１０４上のパターン全体が目標部分１２０に１回の露光で投影される（即ち単一「フラッシュ」）。次に、基板テーブル１０６がｘ及び／又はｙ方向を異なる位置へ移動し、異なる目標部分１２０がパターン化されたビーム１１０によって照射される。
【００５６】
２．走査モード：所与の目標部分１２０が単一「フラッシュ」で露光されない点を除き、ステップ・モードと同様である。その代わりに、個々に制御可能な複数のエレメントのアレイ１０４を速度ｖで所与の方向（いわゆる「走査方向」、例えばｙ方向）に移動させることができるため、パターン化されたビーム１１０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１０４が走査される。同時に、基板テーブル１０６が速度Ｖ＝Ｍｖで同じ方向若しくは反対方向へ移動する。Ｍは投影システム１０８の倍率である。この方法によれば、解像度を犠牲にすることなく、比較的大きい目標部分１２０を露光することができる。
【００５７】
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１０４が基本的に静止状態に維持され、パルス放射システム１０２を使用してパターン全体が基板１１４の目標部分１２０に投影される。パターン化されたビーム１１０を使用して基板１１４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基板テーブル１０６が移動する。個々に制御可能な複数のエレメントのアレイ１０４上のパターンは、放射システム１０２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１２０が基板１１４上の位置で露光されるように計時されている。したがって、パターン化されたビーム１１０は、細長い基板１１４の完全なパターンを露光するべく基板１１４の両端間を走査することができる。このプロセスは、基板１１４全体がライン毎に露光されるまで繰り返される。
【００５８】
４．連続走査モード：パルス・モードと同様であるが、実質的に一定の放射システム１０２が使用され、パターン化されたビーム１１０が基板１１４の両端間を走査して基板１１４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１０４上のパターンが更新される点が異なっている。
【００５９】
これらの最初の４つの例示的モードでは、集積回路を形成する場合、通常、「部分干渉性画像化」が実行される。この画像化を使用することにより、個々に制御可能な複数のエレメントのアレイ内の個々のエレメントが固有の傾斜を有することになる。このアレイは物体平面に配置され、基板は、画像化投影光学系の像平面に配置される。環状モード、従来型モード、四極子モード、二極子モードなどの様々な照明モードを適用することができる。また、位相ステップ・ミラー、より大きい傾斜の適用、ミラーの整形（バタフライ、Ｈ形）など、個々に制御可能な複数のエレメントのアレイ内のエレメント毎に異なる構成を使用して「ネガティブ・ブラック」の値を大きくすることができる。
【００６０】
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全く異なる使用モードを使用することも可能である。
【００６１】
リソグラフィでは、基板上のレジストの層を放射に選択的に露光することによって所望のフィーチャを基板に生成することができ、例えばレジストの層をパターン化された放射に露光することによって所望のフィーチャを基板に生成することができる。特定の最少光線量（「線量閾値」）を受け取るレジスト領域が化学反応し、他の領域は不変状態を維持する。レジスト層に生成される化学作用の相異によってレジストを現像することができる。つまり、少なくとも最少線量を受け取った領域を選択的に除去するか、或いは最少線量を受け取っていない領域を選択的に除去することができる。その結果、基板の一部が依然としてレジストによって保護され、一方、レジストが除去された基板領域が露光され、それにより、所望のフィーチャを生成するべく、例えば基板の選択的なエッチング、選択的な金属蒸着などの追加処理工程を施すことができる。
【００６２】
放射のパターニングは、パターニング装置の個々に制御可能な複数のエレメントを設定することによって実施することができる。個々に制御可能な複数のエレメントを設定することにより、基板上のレジスト層の所望のフィーチャ領域に引き渡される放射の強度を十分な強度にすることができる。その結果、露光の間、放射線量を受け取る領域の線量が線量閾値を超える線量になり、一方、基板上の他の領域は、対応する個々に制御可能な複数のエレメントをゼロ若しくは極めて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線量閾値未満の放射線量を受け取ることになる。
【００６３】
一実施例では、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、所望の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。この場合、レジストを現像した後に最終的に形成される所望のフィーチャの境界位置は、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。フィーチャの境界上若しくは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、最大強度レベル若しく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」或いは「グレーレベリング」と呼ばれている。
【００６４】
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（例えば最大値及び最小値）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、はるかに良好なフィーチャ境界位置の制御が提供され得る。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、それらに限定されないが、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１００個の放射強度値、少なくとも１２８個の放射強度値若しくは少なくとも２５６個の放射強度値を基板に投射することができる。コントラスト装置が光源自体である場合（例えば複数の発光ダイード若しくはレーザ・ダイオードのアレイである場合）、グレースケーリングは、例えば引き渡される光の強度レベルを制御することによって実施することができる。コントラスト装置が微小ミラー装置である場合、グレースケーリングは、例えば微小ミラーの傾斜角度を制御することによって実施することができる。また、グレースケーリングは、コントラスト装置の複数のプログラム可能エレメントをグループ化し、且つ、グループ内の所与の時間にスイッチ・オン若しくはスイッチ・オフされるエレメントの数を制御することによっても実施することができる。
【００６５】
グレースケーリングは、上で説明した目的に対する追加若しく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、一方、第１の閾値を超えるが、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、それらに限定されないが、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若しくは少なくとも８つの所望放射線量レベルを有している。
【００６６】
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、別法若しくは追加として、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、別法若しくは追加として、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。
【００６７】
一実施例では、必要なパターンを基板に形成するために、パターニング装置の個々に制御可能な複数のエレメントが露光プロセスの様々な段階で必要な状態に設定される。したがって、必要な状態を表す制御信号が個々に制御可能な複数のエレメントに送信される。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、グラフィック・デザイン・システムＩＩ（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。データ操作装置は、集合的に「データ経路」と呼ぶことができる。
【００６８】
データ経路のデータ操作装置は、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（例えば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。
【００６９】
図２は、本発明の一実施例によるリソグラフィ装置２００を示したものである。装置２００は、例えば、以下で考察するピクセル格子画像化モードを使用したフラット・パネル・ディスプレイの製造にとりわけ有用である。
【００７０】
投影システム２０８は、個々に制御可能な複数のエレメントのアレイ２０４のエレメントがシャッタとして作用する二次ソースの画像を投影することができる。
【００７１】
また、画像化格子アレイの実施例では、投影システム２０８は、二次ソースを形成し、且つ、マイクロスポットを基板２１４に投影するための微小レンズ・アレイ（ＭＬＡ）を備えることができる。
【００７２】
放射源２１２（例えばピクセル格子画像化モードでは周波数三倍Ｎｄ：ＹＡＧレーザであり、又は他のモードではエキシマ・レーザ）は、放射のビーム２２２を生成することができる。ビーム２２２は、照明システム（例えばイルミネータ）２２４に直接供給されるか、或いは例えばビーム・エキスパンダなどの条件付け装置２２６を介して供給される。
【００７３】
一実施例では、装置２００を以下で考察するピクセル格子画像化モードで動作させる場合、イルミネータ２２４は、ズームを設定してビーム２２２のスポット・サイズを調整するための調整装置を備えることができる。また、イルミネータ２２４は、通常、スポット発生器及びコンデンサなどの他の様々なコンポーネントを備えている。例えば、それらに限定されないが、屈折格子若しくは回折格子、セグメンテッド反射鏡アレイ、導波路などをスポット発生器に使用することができる。この方法によれば、個々に制御可能な複数のエレメントのアレイ２０４に衝突するビーム２１０は、所望のズーム、スポット・サイズ、一様性及び強度分布をその断面に有することになる。
【００７４】
図２に示すように、投影システム２０８は、２つのレンズ２５０及び２５２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２５０は、変調放射ビーム２１０を受け取り、且つ、開口絞り２５４の開口を通して変調放射ビーム２１０を集束させるように配置されている。一実施例では、開口内にレンズ２５６が配置されている。放射ビーム２１０は、開口絞り２５４の開口を通して集束した後、発散して第２のレンズ２５２（例えば視野レンズ）によって集束する。
【００７５】
投影システム２０８は、さらに、広がった変調放射２１０を受け取るように配置された複数のレンズのアレイ２５８（例えば微小レンズ・アレイ（ＭＬＡ））を備えている。パターニング装置即ちコントラスト装置２０４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２１０の異なる部分が、ＭＬＡ２５８の対応するレンズ２６０を通過する。個々のレンズ２６０は、変調放射ビーム２１０の対応する部分を基板２１４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２６２のアレイが基板２１４に露光される。図には８つのレンズ２６０しか示されていないが、ＭＬＡ２５８は数千個のレンズを備えることができる。これは、パターニング装置即ちコントラスト装置２０４として使用される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数についても同様である。
【００７６】
図２に示すシステムは、もう１つの動作モードであるピクセル格子画像化モードを可能にしている。この動作モードでは、基板２１４に形成されるパターンは、アレイ２０４へ導かれる、スポット発生器１３０によって形成さ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２１４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。
【００７７】
一実施例では、フラット・パネル・ディスプレイの形成に一般的に使用されているこのモードを使用して、個々に制御可能な複数のエレメントをスーパ・ピクセルにグループ化することができる。１つのスーパ・ピクセルによって基板上の１つのスポットの光が変調される。このスーパ・ピクセルは、印刷される個々のスポットの出口瞳のＭＬＡの入口に画像化される。イルミネータのスポット画定エレメント（例えばスポット発生器）、ブレージング関数のズームなどを使用することによってスポットの形状に影響を及ぼすことができる。
【００７８】
図３は、本発明の一実施例による、基板３１４にパターンを生成する方法を略図で示したものである。この実施例は、例えば上で考察したピクセル格子画像化モードを使用して実行することができる。
【００７９】
塗りつぶされた円３６２は、投影システム、例えば図２に示す投影システムのＭＬＡによって最後に基板３１４に投影されたスポットを表している。基板３１４は、一連の露光が基板３１４に露光される際に、投影システムに対してＹ方向に移動する。
【００８０】
空白の円３６４は、基板３１４に既に露光済みのスポットを表している。図に示すように、投影システムの複数のレンズのアレイを使用して基板３１４に投影されたスポット３６２の各々は、スポット露光３６２／３６４の列３６６を基板３１４に露光している。基板３１４に対する完全なパターンは、複数のスポット３６２の各々によって露光されたスポット露光３６４のすべての列３６６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。
【００８１】
複数の放射スポット３６２のアレイは、基板３１４に対して角度θで配置されることが分かる（つまり、基板３１４の縁がＸ及びＹ方向に平行に位置している場合）。これは、基板３１４が走査方向（例えばＹ方向）に移動する際に、個々の放射スポット３６２が基板３１４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。分かり易くするために図３では角度θが誇張されていることは理解されよう。一実施例では、角度θは、例えば、それらに限定されないが、最大２０°若しくは１０°、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°若しくは最大０．０１°である。一実施例では、角度θは、例えば、それらに限定されないが、少なくとも０．０００１°であり、例えば少なくとも０．００１°である。
【００８２】
ＭＬＡの隣接する２つのスポットとスポットの間に５×５個のスポットが示されているが、一実施例では最大約１００×１００個のスポットを使用することができることを理解されたい。
【００８３】
一実施例では、基板のスポット格子は、印刷すべき最小線幅の約半分（例えば約０．１ミクロンから最大数ミクロンまで）であり、一方、ＭＬＡのスポット・ピッチは、約１００マイクロメートルから最大約数百マイクロメートルである。
【００８４】
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４１４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。複数の放射スポット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の縁がわずかに重畳する（例えば走査方向であるＹ方向に重畳する）よう、「チェス盤」構成で２列４７０及び４７２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の８つのアレイ４６８が生成されている。この実施例では、放射の帯が基板４１４の幅全体に広がっており、単一走査で実行される基板全体の露光を可能にしている。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、例えば、それらに限定されないが、少なくとも１個、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個若しくは少なくとも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、それらに限定されないが、３０個未満若しくは２０個未満である。
【００８５】
一実施例では、光学エンジンの各々が、上で説明した照明システム、パターニング装置及び／又は投影システムを個々に備えることができるが、照明システム、パターニング装置及び投影システムのうちの１つ若しく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。
【００８６】
図５は、本発明の一実施例によるシステムを略図で示したものである。このシステムを使用して、パターニング装置１０４／２０４の個々に制御可能な複数のエレメントのアレイを制御するための信号を生成することができる。図に示すように、このシステムは、パターン・データ記憶装置１０、ラスタライザ１１、データ・バッファ１２及び信号発生器１３を備えている。パターン・データ記憶装置１０は、ベクトル・ベース・フォーマットのパターン・データを記憶することができる。ラスタライザ１１を使用して、パターン・データ記憶装置１０のデータを、基板上の複数の領域に露光すべき繰返しパターンの一部を表すビットマップ・タイプ・フォーマットのデータに変換することができる。データ・バッファ１２は、ラスタライザ１１によって生成されるビットマップ・タイプのパターン・データを記憶している。制御信号発生器１３は、データ・バッファ１２に記憶されているビットマップ・タイプのデータに基づいて、パターニング装置１０４／２０４の個々に制御可能な複数のエレメントのアレイを駆動するための制御信号を生成している。データ・バッファ１２は、パターン・ストライプを印刷するための制御信号を生成するために現在使用されているデータが含まれている第１の部分１２ａと、ビットマップ・タイプのデータをラスタライザ１１から受け取る第２の部分１２ｂとを備えることができることは理解されよう。所与のストライプの露光が完了すると（また、次のストライプのラスタ化をラスタライザが完了すると）、データ・バッファ１２の第１及び第２の部分１２ａ、１２ｂのロールが受け取られる。
【００８７】
図５に示すように、このシステムは、さらに、第２のデータ・バッファ１５を備えている。第２のデータ・バッファ１５は、パターン変化データを記憶している。パターン変化データは、基板上の複数の領域のうちの少なくとも１つに繰返しパターンを露光するための制御信号を生成する際に、制御信号発生器１３によって使用される。したがって、基板上のいくつかの領域に露光されるパターンは、パターン・データ記憶装置１０に保持されているパターン・データによって画定されるパターンと全く同じであるが、他の領域に印刷されるパターンは異なっている。したがって、第１の設計に基づくいくつかのデバイスと、若干異なる設計の他のデバイスを同時に単一の基板に生成することができるため、どの設計が最適であるかを決定するために、複数の設計に基づくデバイスを迅速に生成することができる。
【００８８】
例えば、集積回路デバイスを製造する場合、デバイス中の異なる配置の線による効果をシミュレートすることは困難であるが、このシステムを使用することにより、どの配置が最適であるかを決定するために、異なる配置の線を備えたデバイスを比較的迅速に製造し、且つ、試験することができる。一実施例では、このシステムを使用することにより、ラスタライザ１１のサイズを大きくする必要なく（延いてはコストの増加を伴うことなく）、異なるデバイスを単一の基板に形成することができる。この実施例の場合、その代わりに第２のデータ・バッファ１５が追加されている。この第２のデータ・バッファのサイズは可変であり、例えばパターンの許容可能な変化の範囲によって決まる。比較的微小な設計変更のみを試験する場合、この第２のデータ・バッファは、比較的小さくすることができる。
【００８９】
ラスタ化されたパターン・データを記憶するデータ・バッファ１２及びパターン変化データを記憶するデータ・バッファ１５は、図５では個別のデータ・バッファとして示されているが、両方のデータ・セットを記憶する単一の複合型データ・バッファを使用することも可能であることは理解されよう。その場合、ラスタ化されたパターン・データとパターン変化データの間のデータ・バッファの分配は、固定することも或いは状況に応じて変更可能に設定することも可能である。物理的及び／又は仮想メモリ・マッピング・スキームの任意の実施例を使用することができる。
【００９０】
一実施例では、パターン変化データは、制御信号発生器１３が基板上の複数の領域のうちの１つ又は複数を露光するための制御信号を生成する際に、データ・バッファ１２に記憶されているパターン・データの一部を置き換えるために使用される追加ビットマップ・タイプのパターン・データの形態にすることができる。
【００９１】
別法若しくは追加として、制御信号発生器は、パターン変化バッファ１５に記憶されている修正命令によって定義されるアルゴリズム（若しくは単純な情報）に従って、パターン・データ・バッファ１２から提供されるパターン・データを修正するパターン修正器１３ａを備えることができる。例えば、この修正アルゴリズムは、パターン・フィーチャの境界をそれぞれ急峻にし、或いは滑らかにするための微分フィルタリング若しくは積分フィルタリングを含むことができる。
【００９２】
別法若しくは追加として、パターン内の線の幅を調整するようにアルゴリズムを構成することができる。例えば、アルゴリズムは、パターンに対する変化がパターン全体に、異なるパターン部分毎に異なる量で一様に適用され得るように構成される。また、アルゴリズムは、アルゴリズムが指向性を有するように、つまり、異なる角度で配向されたパターン・フィーチャ若しくはパターン・フィーチャの境界に対して異なる調整が実施されるように構成することも可能である。
【００９３】
一実施例では、基板に露光されるパターンの繰返し部分をそのパターンの複数のストライプの１つにすることができ、それにより「課題を解決するための手段」で説明したリソグラフィ・システム内の基板に個々のデバイスを形成することができる。したがって、基板に複数のデバイスが形成されるまで何度もパターン・ストライプが露光される。これらのデバイスのための複数のストライプのうちの１つ又は複数に対するパターンは、第２のデータ・バッファ１５に記憶されているパターン変化データに従って変更することができる。
【００９４】
他の実施例では、基板に形成すべき個々のデバイスに対応するパターンの複数のストライプの代わりに、パターン・データ・バッファ１２に記憶されている、基板上の複数の位置に露光されるパターンの繰返し部分（場合によっては、記憶されているパターン・データ中のパターンによって画定されることも、パターン変化データによって修正されることもある）を、基板に形成される１つ又は複数のデバイスの機能コンポーネントに対応させることができる。例えばフラット・パネル・ディスプレイを製造する場合、パターンの繰返し単位をフラット・パネル・ディスプレイ中の単一ピクセルに対応するパターンにすることができる（デバイス毎に何千回となく繰り返すことができる）。したがって、このシステムを使用することにより、ピクセル毎に若干の設計修正が施された１つ又は複数のフラット・パネル・ディスプレイを単一の基板に生成することができる。したがって、この場合も、どの設計が最適であるかを決定することができる。対応する構造を使用して集積回路デバイスを製造することができる。例えば、メモリ（ＤＲＡＭ集積回路など）を備えた集積回路デバイスの場合、パターンの繰返し単位は、メモリ（ＤＲＡＭセルなどの）部分であってもよい。
【００９５】
パターン変化データは、基板に形成されるパターンに単一の修正を施すためのパターン修正を画定することができるが、パターン変化データは、別法として、制御信号発生器１３に対する命令と共に、基板上のそれぞれ異なる位置に異なる変化を使用するための複数の変化を画定することもできる（例えば異なるデバイスを基板に形成するために）。したがって、単一の基板を露光し、且つ、処理することによって複数のデバイス設計を試験することが可能になる。したがって、異なるデバイス設計を試験するコスト、延いてはデバイスの開発コストが著しく低減される。
【００９６】
このシステムによって提供されるデバイス設計の変化は、例えばデバイスの全面的な製造に先立って実行される試験の一部として使用することができる。つまり、本発明によるシステムを使用して最適設計が決定されると、その最適設計を使用してデバイスの全面的な製造が開始される。したがって、単一の基板を露光し、且つ、処理することによって複数のデバイス設計を試験することが可能になる。したがって、異なるデバイス設計を試験するコスト、延いてはデバイスの開発コストが著しく低減される。別法若しくは追加として、デバイスを製造している間に、設計の微小な変化を試験することができる。このようなシステムの場合、試験されるパターン変化が十分に微小なため、結果として得られるデバイスのうち、許容可能な基準未満であると見なされる（したがって廃棄される）数が許容不可能な程多くなることはなく、また、デバイスを製造している間に徐々に設計を最適化することができる。
【００９７】
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、特許請求の範囲の各請求項及びそれらの等価物によってのみ定義されるものとする。
【００９８】
特許請求の範囲の解釈に際しては、「発明の開示」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。「発明の開示」及び要約書の節には、一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「発明の開示」及び要約書の節には、本発明及び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】
【００９９】
【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ことができるリソグラフィ装置を示す図である。
【図３】本発明の一実施例による、リソグラフィ装置を使用して基板にパターンを転写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、例えばフラット・パネル・ディスプレイの製造に使用される基板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である。
【図５】本発明の一実施例による、パターニング・アレイのための制御信号を生成するシステムを示す図である。
【符号の説明】
【０１００】
１０  パターン・データ記憶装置
１１  ラスタライザ
１２  データ・バッファ
１２ａ  パターン・ストライプを印刷するための制御信号を生成するために現在使用されているデータが含まれている第１の部分
１２ｂ  ビットマップ・タイプのデータをラスタライザ１１から受け取る第２の部分
１３  信号発生器（制御信号発生器）
１３ａ  パターン修正器
１５  データ・バッファ（パターン変化バッファ）
１００  リソグラフィ投影装置
１０２  放射システム（パルス放射システム）
１０４、２０４  個々に制御可能な複数のエレメントのアレイ（個々に制御可能な複数のエレメント、パターニング装置、コントラスト装置）
１０６  対物テーブル（基板テーブル）
１０８、２０８  投影システム（レンズ）
１１０、２２２  放射のビーム
１１２、２１２  放射源
１１４、２１４、３１４  基板
１１６  位置決め装置
１１８  誘導装置
１２０  基板の目標部分
１２２、２１０  ビーム（放射ビーム、変調放射ビーム）
１２４、２２４  イルミネータ（照明システム）
１２６  ビーム・コンディショナ
１２８  ビームの強度分布の外部及び／又は内部ラジアル・エクステントを設定するための調整装置
１３０  インテグレータ（スポット発生器）
１３２  コンデンサ
１３４  干渉測定装置
１３６  ベース・プレート
１３８  干渉ビーム
１４０  ビーム・スプリッタ
２００  リソグラフィ装置
２２６  条件付け装置
２５０、２５２、２５６、２６０  レンズ
２５４  開口絞り
２５８  複数のレンズのアレイ（ＭＬＡ）
２６２  放射スポット
３６２  最後に基板に投影されたスポット
３６４  基板に既に露光済みのスポット
３６６  スポット露光の列
４１４  フラット・パネル・ディスプレイ基板
４６８  複数の放射スポットのアレイ
４７０、４７２  光学エンジンの列
【図１】
2006293352.tif 000003
【図２】
2006293352.tif 000004
【図３】
2006293352.tif 000005
【図４】
2006293352.tif 000006
【図５】
2006293352.tif 000007