(57)【要約】【課題】ほぼ平坦な基板を基板テーブルに装填したり、取り出したりする基板ハンドラを提供するシステムおよび方法を提供する。【解決手段】リソグラフィ装置は、放射線ビームを調整する照明システム、放射線ビームを変調するパターニングデバイス、基板を支持する基板テーブル、および変調した放射線ビームを基板の目標部分に投影する投影システムを有する。リソグラフィ装置はさらに、基板を基板テーブルに装填したり、そこから取り出したりする基板ハンドラを有する。基板ハンドラは、支持面で基板を支持し、支持面にほぼ平行な方向に基板を移動させるコンベヤデバイスを有する。コンベヤデバイスは、示した方向に基板を押すか、引くように構成された把持デバイス、および示した方向に把持デバイスを駆動する駆動デバイスを有する。【選択図】図１
2006313345.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、
放射線ビームを調整する照明システムと、
放射線ビームを変調するパターニングデバイスと、
基板を支持する基板テーブルと、
変調した放射線ビームを基板の目標部分に投影する投影システムと、
基板テーブルに対して基板を位置決めし、基板を基板テーブルに装填したり、そこから取り出したりする基板ハンドラとを有し、該基板ハンドラは、支持面で基板を支持し、支持面にほぼ平行な方向に基板を移動させるコンベヤデバイスを有し、該コンベヤデバイスが、
基板をその方向に移動させる把持デバイスと、
把持デバイスをその方向に駆動する駆動デバイスとを有するものであるリソグラフィ装置。
【請求項２】
基板の把持中に、把持デバイスが基板の一方側にしか接触しない、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項３】
把持デバイスが、基板を把持する真空デバイスを有する、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項４】
真空デバイスが、真空を使用して基板の一方側を把持する幾つかのフィンガを有する、請求項３に記載のリソグラフィ装置。
【請求項５】
支持表面が、把持デバイスを少なくとも部分的に収容する幾つかの溝を有する、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項６】
支持テーブルが、支持表面と基板の間の摩擦を軽減する摩擦軽減デバイスを有する、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項７】
摩擦軽減デバイスが、基板を支持する空気ベッドを提供する、請求項６に記載のリソグラフィ装置。
【請求項８】
基板テーブルが、基板テーブルに対して基板を位置決めする間に把持デバイスの一部を収容する窪みを有する、請求項７に記載のリソグラフィ装置。
【請求項９】
基板がフラットパネルディスプレイである、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１０】
基板ハンドラが、２個以上の基板を同時に基板ハンドラに装填したり、そこから取り出したりする、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１１】
デバイス製造方法であって、
パターン形成した放射線のビームを基板に投影すること、
投影ステップ中に基板支持体上で基板を支持すること、
基板を基板支持体に装填したり、そこから取り出したりするために基板ハンドラを使用すること、
支持面で基板を支持するために基板ハンドラを使用すること、
支持面にほぼ平行な方向に基板を移動させるために、基板ハンドラのコンベヤデバイスを使用すること、
基板をその方向に押すか、引くためにコンベヤデバイスの把持デバイスを使用すること、および
把持デバイスをその方向に駆動するために、コンベヤデバイスの駆動デバイスを使用することを含む方法。
【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およ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、所望のパターンを基板または基板の一部に付与する機械である。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）および微細構造を含む他のデバイスの製造において使用可能である。従来の装置では、マスクまたはレチクルとも呼ぶことが可能なパターニングデバイスは、フラットパネルディスプレイ（または他のデバイス）の個々の層に対応する回路パターンの生成に使用することができる。このパターンを、例えば基板上に設けた放射線感光材料（レジスト）の層に結像することを介して、基板（例えばガラス板）（の一部）に転写することができる。
【０００３】
回路パターンの代わりに、パターニング手段を使用して、例えばカラーフィルタパターン、またはドットのマトリクスのような他のパターンを生成することができる。マスクの代わりに、パターニングデバイスは、個々に制御可能なエレメントのアレイを有するパターニングアレイを有することができる。マスクに基づくシステムと比較したこのようなシステムの利点は、より迅速かつ低い費用でパターンを交換できることである。
【０００４】
フラットパネルディスプレイの基板は、形状が長方形でよい。このタイプの基板を露光するように設計されたリソグラフィ装置は、長方形の基板の全幅をカバーする、または幅の一部（例えば幅の半分）をカバーする露光領域を提供することができる。基板は露光領域の下で走査することができ、その間にマスクまたはレチクルが投影ビームを通して同期操作される。この方法で、パターンが基板に転写される。露光領域が基板の全幅をカバーする場合は、１回の走査で露光を完了することができる。露光領域が、例えば基板の幅の半分をカバーする場合は、最初の走査の後に基板を横方向に移動することができ、通常はさらなる走査を実行して、基板の残りの部分を露光する。
【０００５】
基板上のパターンを露光する間に基板を支持する基板テーブルに基板を装填したり、そこから取り出したりするために、既知のリソグラフィ装置は基板ハンドラを有する。リソグラフィ装置の基板ハンドラは、基板を基板テーブルに配置するロボットを有する。上側が基板に接触するのは望ましくないので、基板テーブルにはほぼ垂直方向で基板テーブルを出入りできる吊り上げピンを設ける。後退位置では、ピンは基板テーブル内に後退し、したがって基板は基板テーブルの支持表面で休止可能である。吊り上げピンの吊り上げ位置では、基板を交換位置に保持することができ、ここで基板の上側に接触せずに基板にロボットが取って代わるか、その逆になるように、フォークまたはロボットの他の保持要素を基板の底側の下に配置することができる。
【０００６】
この既知の基板ハンドラでは、基板の交換を可能にするために、基板テーブルに別個の吊り上げ手段を設けなければならない。基板テーブル上に装填／取り出し機構を有することは望ましくない。基板テーブル上にこのような追加の手段があると、最終的な製品の品質に悪影響を及ぼし得るからである。さらに、吊り上げ手段を使用するには、基板テーブルの上に大きい空間が必要であり、この空間は、特定のレンズカラムのようなリソグラフィ装置の他の構成要素のために必要である。
【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、ほぼ平坦な基板を基板テーブルに装填したり、そこから取り出したりする基板ハンドラを提供するシステムおよび方法であり、基板テーブルは、基板を装填し、取り出す比較的小さい適合部を有する。本発明の別の態様は、基板を基板テーブルに装填したり、そこから取り出したりするために、基板テーブルの上に必要な空間が比較的小さい基板ハンドラを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
１つの実施形態では、放射線ビームを調整するように構成された照明システム、放射線ビームの断面を調整可能なパターニングデバイス、基板を支持するように構築された基板テーブル、および調整した放射線ビームを基板の目標部分に投影するように構成された投影システムを有するリソグラフィ装置が提供される。リソグラフィ装置は、基板を基板テーブルに装填したり、そこから取り出すように構成された基板ハンドラを有する。基板ハンドラは、支持面で基板を支持するように構成され、支持面にほぼ平行な方向に基板を移動させるコンベヤデバイスを有する。コンベヤデバイスは、基板をその方向に押す、または引くように構成された把持デバイス、およびその方向に把持デバイスを駆動する駆動デバイスを有する。
【０００９】
１つの実施形態では、パターン形成した放射線ビームを基板に投影することを含むデバイス製造方法が提供され、基板は、投影中に基板支持体上に支持される。方法は、基板を基板テーブルに装填したり、そこから取り出したりする基板ハンドラを使用することも含み、基板ハンドラは、支持面で基板を支持するように構成され、支持面にほぼ平行な方向に基板を移動させるコンベヤデバイスを有する。コンベヤデバイスは、その方向に基板を押す、または引くように構成された把持デバイス、およびその方向に把持デバイスを駆動する駆動デバイスを有する。
【００１０】
本発明のさらなる実施形態、形体および利点、さらに本発明の様々な実施形態の構造および動作について、添付図面に関して以下で詳細に説明する。
【実施例】
【００１１】
本明細書に組み込まれ、その一部を形成する添付図面は、本発明の１つまたは複数の実施形態を図示し、説明とともに、本発明の原理を説明し、当業者が本発明を作成して、使用できるように働く。
【００１２】
特定の構成および配置構成について検討するが、これは例示目的のみで実行していることを理解されたい。本発明の精神および範囲から逸脱することなく、他の構成および配置構成を使用可能であることが、当業者には認識される。本発明は様々な他の用途にも使用可能であることが当業者には明白である。
【００１３】
図１は、本発明の１つの実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示したものである。この装置は、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、および投影システムＰＳを有する。
【００１４】
照明システム（照明装置）ＩＬは、放射線ビームＢ（例えばＵＶ放射線）を調整するように構成される。
【００１５】
パターニングデバイスＰＤ（例えば個々に制御可能なエレメントのアレイ）は投影ビームを調整する。概して、個々に制御可能なエレメントのアレイの位置は、投影システムＰＳに対して固定される。しかし、代わりに、特定のパラメータに従って個々に制御可能なエレメントのアレイを正確に位置決めするように構成された位置決め装置と接続することができる。
【００１６】
基板テーブルＷＴは、基板（例えばレジストを塗布したウェハ）Ｗを支持するように構築され、かつ、特定のパラメータに従って正確に基板の位置決めを行うように構成された位置決め装置ＰＷに接続される。
【００１７】
投影システム（例えば屈折性投影レンズシステム）ＰＳは、個々に制御可能なエレメントのアレイによって調整された放射線のビームを基板Ｗの目標部分Ｃ（例えば１つまたは複数のダイを有する）に投影するように構成される。
【００１８】
照明システムは、放射線の誘導、成形、あるいは制御を行うために、屈折、反射、磁気、電磁気、静電気、または他のタイプの光学構成要素、またはその組み合わせなどの様々なタイプの光学構成要素を含むことができる。
【００１９】
本明細書において使用する「パターニングデバイス」なる用語は、基板の目標部分にパターンを生成するように、放射線ビームの断面を調整するために使用し得るデバイスを指すものとして広義に解釈されるべきである。放射線ビームに与えられるパターンは、例えばパターンが移相形体またはいわゆるアシスト形体を含む場合、基板の目標部分における所望のパターンに正確に対応しないことがあることに留意されたい。同様に、最終的に基板上に生成されるパターンは、個々に制御可能なエレメントのアレイ上にある一瞬に形成された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、個々に制御可能なエレメントのアレイ上のパターンおよび／または基板の相対的位置が変化する任意の期間にわたって、または任意の露光回数で構築される場合に当てはまる。
【００２０】
一般的に、基板の目標部分に生成されるパターンは、集積回路またはフラットパネルディスプレイなどの目標部分に生成されるデバイスの特別な機能層（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またはフラットパネルディスプレイの薄膜トランジスタ層）に相当する。このようなパターニングデバイスの例は、例えばレチクル、プログラマブルミラーアレイ、レーザダイオードアレイ、発光ダイオードアレイ、格子ライトバルブ、およびＬＣＤアレイを含む。
【００２１】
複数のプログラマブルエレメントを有するパターニングデバイスなどの、電子的手段（例えばコンピュータ）の補助でプログラム可能であるパターンを有するパターニングデバイス（例えばレチクルを除き、以前の文章で言及した全てのデバイス）を、本明細書ではまとめて「コントラストデバイス」と呼ぶ。一例では、パターニングデバイスは、少なくとも１０のプログラマブルエレメント、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、または少なくとも１０００００００個のプログラマブルエレメントを有する。
【００２２】
プログラマブルミラーアレイは、粘弾性制御層および反射層を有するマトリクスアドレス可能表面を有することができる。このような装置の基本的原理は、反射性表面のアドレスされた区域は入射光を回折光として反射し、アドレスされない区域は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して、非回折光を反射ビームから除去し、回折光のみを基板に到達させることができる。この方法で、ビームは、マトリクスアドレス可能表面のアドレッシングパターンに従ってパターンが形成される。
【００２３】
代替法として、フィルタは回折光を除去し、非回折光を基板に到達させることが可能であることが理解される。
【００２４】
回折性光学ＭＥＭＳデバイス（超小型電気機械システムデバイス）のアレイも、対応する方法で使用することができる。一例では、回折性光学ＭＥＭＳデバイスは、入射光を回折光として反射する格子を形成するために、相互に対して変形可能な複数の反射性リボンで構成される。
【００２５】
プログラマブルミラーアレイのさらなる代替例は、小さなミラーのマトリクス配列を用いる。そのミラーの各々は、適切な局所的電界を加えるか、圧電起動手段を使用することによって、軸線の周囲で個々に傾斜することができる。この場合も、ミラーはマトリクスアドレス可能であり、したがってアドレスされたミラーは、入射放射線ビームを非アドレスミラーとは異なる方向で反射し、この方法で、反射ビームは、マトリクスアドレス可能ミラーのアドレッシングパターンに従ってパターンを形成することができる。必要なマトリクスアドレッシングは、適切な電子的手段を使用して実行することができる。本明細書で言及するミラーアレイに関するさらなる情報は、例えば米国特許第ＵＳ５，２９６，８９１号および第ＵＳ５，５２３，１９３号、および国際ＰＣＴ特許出願第ＷＯ９８／３８５９７号および第ＷＯ９８／３３０９６号で見ることができ、これは参照により全体が本明細書に組み込まれる。
【００２６】
別の例のＰＤは、プログラマブルＬＣＤアレイである。このような構造の例が米国特許第ＵＳ５，２２９，８７２号で与えられ、これは参照により全体が本明細書に組み込まれる。
【００２７】
リソグラフィ装置は、１つまたは複数のコントラストデバイスを有してよい。例えば、それぞれが相互とは別個に制御される個々に制御可能なエレメントの複数のアレイを有することができる。このような配置構成では、個々に制御可能なエレメントのアレイの幾つか、または全部が、共通照明システム（または照明システムの一部）、個々に制御可能なエレメントのアレイの共通支持構造および／または共通投影システム（または投影システムの一部）のうち少なくとも１つを有することができる。
【００２８】
図１で示す実施形態のような例では、基板Ｗはほぼ円形の形状を有し、任意選択でその周囲の一部に沿って切り欠きおよび／または平坦な縁部がある。ある例では、基板は例えば長方形のような多角形の形状を有する。
【００２９】
基板がほぼ円形の形状を有する例は、基板が少なくとも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、または少なくとも３００ｍｍの直径を有する例を含む。ある実施形態では、基板は最大５００ｍｍ、最大４００ｍｍ、最大３５０ｍｍ、最大３００ｍｍ、最大２５０ｍｍ、最大２００ｍｍ、最大１５０ｍｍ、最大１００ｍｍ、または最大７５ｍｍの直径を有する。
【００３０】
基板が長方形などの多角形である例は、基板の少なくとも１辺、例えば少なくとも２辺または少なくとも３辺が少なくとも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、または少なくとも２５０ｃｍの長さを有する例を含む。
【００３１】
一例では、基板の少なくとも１辺が、最大１０００ｃｍ、例えば最大７５０ｃｍ、最大５００ｃｍ、最大３５０ｃｍ、最大２５０ｃｍ、最大１５０ｃｍ、または最大７５ｃｍの長さを有する。
【００３２】
一例では、基板Ｗはウェハ、例えば半導体ウェハである。一例では、ウェハ材料は、Ｓｉ、ＳｉＧｅ、ＳｉＧｅＣ、ＳｉＣ、Ｇｅ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、およびＩｎＡｓで構成されたグループから選択される。一例では、ウェハはＩＩＩ／Ｖ化合物の半導体ウェハである。一例では、ウェハはシリコンウェハである。ある実施形態では、基板はセラミック基板である。一例では、基板はガラス基板である。一例では、基板はプラスチック基板である。一例では、基板は（人間の肉眼にとって）透明である。一例では、基板は着色される。一例では基板に色がない。
【００３３】
基板の厚さは変化してよく、ある程度例えば基板材料および／または基板の寸法に依存してよい。一例では、厚さは少なくとも５０μｍ、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、または少なくとも６００μｍである。一例では、基板の厚さは最大５０００μｍ、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、または最大３００μｍである。
【００３４】
本明細書で言及する基板は、露光前または露光後に、例えばトラック（通常はレジストの層を基板に塗布し、露光したレジストを現像するツール）、計測ツールおよび／または検査ツールで処理することができる。一例では、基板上にレジスト層を設ける。
【００３５】
本明細書において使用する「投影システム」なる用語は、使用する露光放射線、または浸漬流体の使用や真空の使用などの他の要因に合わせて適宜、例えば屈折光学システム、反射光学システム、反射屈折光学システム、磁気光学システム、電磁気光学システムおよび静電気光学システムを含むさまざまなタイプの投影システムを網羅するものとして広義に解釈されるべきである。本明細書において「投影レンズ」なる用語を使用した場合、これはさらに一般的な「投影システム」なる用語と同義と見なされる。
【００３６】
投影システムは、基板上にパターンが一貫して形成されるように、個々に制御可能なエレメントのアレイ上にパターンを描像することができる。あるいは、投影システムは、個々に制御可能な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２次ソースを描像することができる。これに関して、投影システムは、例えば２次ソースを形成して、スポットを基板上に描像するために、マイクロレンズアレイ（ＭＬＡとして知られる）またはフレネルレンズアレイのような集束エレメントのアレイを有することができる。一例では、集束エレメント（例えばＭＬＡ）のアレイは、少なくとも１０個の焦点エレメント、例えば少なくとも１００個の焦点エレメント、少なくとも１０００個の焦点エレメント、少なくとも１０００個の焦点エレメント、少なくとも１０００００個の焦点エレメント、または少なくとも１００００００個の焦点エレメントを有する。一例では、パターニングデバイス内の個々に制御可能なエレメントの数は、集束エレメントのアレイにある集束エレメントの数と等しいか、それより多い。一例では、集束エレメントのアレイにある１つまたは複数（例えば１０００個以上、大部分、またはほぼ各々）の集束エレメントは、個々に制御可能なエレメントのアレイにある１つまたは複数の個々に制御可能なエレメント、例えば個々に制御可能なエレメントのアレイにある２つ以上の個々に制御可能なエレメント、３つ以上、５つ以上、１０個以上、２０個以上、２５個以上、３５個以上、または５０個以上を光学的に伴うことができる。一例では、ＭＬＡは例えば１つまた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、および基板から離れる方向に（例えばアクチュエータを使用して）動作可能である。ＭＬＡを基板に近づけ、そこから離すことができるので、例えば基板を移動させる必要なく、焦点を調節することができる。
【００３７】
本明細書の図１および図２で示すように、本装置は反射タイプである（例えば個々に制御可能なエレメントの反射性アレイを使用する）。あるいは、装置は透過タイプでもよい（例えば個々に制御可能なエレメントの透過性アレイを使用する）。
【００３８】
リソグラフィ装置は２つ（デュアルステージ）あるいはそれ以上の基板テーブルを有するタイプのものでよい。このような「多段」機械においては、追加のテーブルが並列して使用される。もしくは、１つ以上の他のテーブルが露光に使用されている間に予備工程が１つ以上のテーブルにて実行される。
【００３９】
リソグラフィ装置は、投影システムと基板との間の空間を充填するよう、基板の少なくとも一部を水などの比較的高い屈折率を有する液体で覆うタイプでもよい。浸漬液は、例えばパターニングデバイスと投影システムの間など、リソグラフィ装置の他の空間に適用してもよい。浸漬技術は、投影システムの開口数を増加させるために使用可能である。本明細書で使用する「浸漬」なる用語は、基板などの構造を液体に浸さなければいけないという意味ではなく、露光中に投影システムと基板の間に液体を配置するというだけの意味である。
【００４０】
再び図１を参照すると、照明装置ＩＬは放射線ソースＳＯから放射線ビームを受け取る。一例では、放射線ソースは少なくとも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、または少なくとも３６０ｎｍの波長を有する放射線を提供する。一例では、放射線ソースＳＯによって提供される放射線は、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、または最大１７５ｎｍの波長を有する。一例では、放射線は４３６ｎｍ、４０５ｎｍ、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍおよび／または１２６ｎｍを含む波長を有する。一例では、放射線は約３６５ｎｍまたは約３５５ｎｍの波長を含む。一例では、放射線は、例えば３６５ｎｍ、４０５ｎｍおよび４３６ｎｍなどを含む波長の広い帯を含む。３５５ｎｍのレーザソースを使用することができた。ソースとリソグラフィ装置とは、例えばソースがエキシマレーザである場合に、別個の存在でよい。このような場合、ソースはリソグラフィ装置の一部を形成すると見なされず、放射線ビームは、例えば適切な集光ミラーおよび／またはビーム拡大器などを含むビーム送出システムＢＤの助けにより、ソースＳＯから照明装置ＩＬへと渡される。他の場合、例えばソースが水銀ランプの場合は、ソースが装置の一体部品でもよい。ソースＳＯおよび照明装置ＩＬは、必要に応じてビーム送出システムＢＤとともに放射線システムと呼ぶことができる。
【００４１】
照明装置ＩＬは、放射線ビームの角度強度分布を調節する調節装置ＡＤを含んでよい。一般的に、照明装置の瞳面における強度分布の少なくとも外部および／あるいは内部放射範囲（一般的にそれぞれ、σ−ｏｕｔｅｒおよびσ−ｉｎｎｅｒと呼ばれる）を調節することができる。また、照明装置ＩＬは、積分器ＩＮおよびコンデンサＣＯのような他の様々な構成要素を含む。照明装置は、その断面に亘り所望する均一性と強度分布とを有するように、放射線ビームの調整に使用することができる。照明装置ＩＬ、またはそれに関連する追加の構成要素は、放射線ビームを複数のサブビームに分割するようにも配置構成することができ、サブビームは、例えば個々に制御可能なエレメントのアレイにある１つまたは複数の個々に制御可能なエレメントに関連することができる。例えば２次元回折格子を使用して、放射線ビームをサブビームに分割することができる。本明細書の説明では、「放射線のビーム」および「放射線ビーム」は、ビームが複数のこのような放射線のサブビームで構成されている状況を含むが、それに制限されない。
【００４２】
放射線ビームＢは、パターニングデバイスＰＤ（例えば個々に制御可能なエレメントのアレイ）に入射し、パターニングデバイスによって調整される。放射線ビームＢは、パターニングデバイスＰＤで反射すると、ビームを基板Ｗの目標部分に集束する投影システムＰＳを通過する。位置決め装置ＰＷおよび位置センサＩＦ２（例えば干渉計デバイス、リニアエンコーダ、容量性センサなど）の助けにより、基板テーブルＷＴは、例えば放射線ビームＢの経路における異なる目標部分Ｃに位置を合わせるために正確に運動可能である。使用する場合、個々に制御可能なエレメントのアレイの位置決め手段は、例えば走査中にビームＢの経路に対してパターニングデバイスＰＤの位置を正確に補正するために使用することができる。
【００４３】
一例では、基板テーブルＷＴの運動は、図１に明示的に図示されていないロングストロークモジュール（粗動位置決め）およびショートストロークモジュール（微動位置決め）にて行われる。一例では、装置には少なくとも基板テーブルＷＴを運動させるショートストロークモジュールがない。同様のシステムを、個々に制御可能なエレメントのアレイの位置決めに使用することができる。必要な相対的運動を提供するために、オブジェクトテーブルおよび／または個々に制御可能なエレメントのアレイが固定位置を有する一方、投影ビームＢを代替的／追加的に動作可能にすることができることが理解される。このような配置構成は、装置のサイズの制限に役立てることができる。例えばフラットパネルディスプレイの製造に適用可能であるようなさらなる代替方法として、基板テーブルＷＴおよび投影システムＰＳの位置を固定し、基板Ｗは、基板テーブルＷＴに対して動作するように配置することができる。例えば、基板テーブルＷＴに、ほぼ一定の速度で基板Ｗを走査するシステムを設けることができる。
【００４４】
図１で示すように、放射線のビームＢは、放射線が最初にビーム分割器で反射し、パターニングデバイスＰＤへと配向されるように構成されたビーム分割器ＢＳによって、パターニングデバイスＰＤに配向することができる。放射線ビームＢは、ビーム分割器を使用せずに、パターニングデバイスへと配向することもできる。一例では、放射線のビームは、０°と９０の間、例えば５°と８５°の間、１５°と７５°の間、２５°と６５°の間、またｈ３５°と５５°の間の角度でパターニングデバイスへと配向される（図１で示した実施形態は、９０°の角度である）。パターニングデバイスＰＤは放射線のビームＢを変調し、反射してビーム分割器ＢＳへと戻し、これは変調されたビームを投影システムＰＳへと送る。しかし、放射線のビームＢをパターニングデバイスＰＤへと、その後に投影システムＰＳへと配向するために、代替配置構成を使用できることが理解される。特に、図１で示すような配置構成は、透過性パターニングデバイスを使用する場合は必要でないことがある。
【００４５】
ここに表した装置は幾つかのモードにて使用可能である。
１．ステップモードにおいては、個々に制御可能なエレメントのアレイおよび基板は、基本的に静止状態に保たれている。そして、放射線ビームに与えたパターン全体が１回で目標部分Ｃに投影される（すなわち１回の静止露光）。次に基板テーブルＷＴがＸ方向および／あるいはＹ方向にシフトされ、異なる目標部分Ｃが照射され得る。ステップモードでは、露光フィールドの最大サイズが、１回の静止露光で描像される目標部分Ｃのサイズを制限する。
２．走査モードにおいては、個々に制御可能なエレメントのアレイおよび基板を同期走査する一方、放射線ビームに与えられたパターンを目標部分Ｃに投影する（つまり１回の動的露光）。個々に制御可能なエレメントのアレイに対する基板の速度および方向は、投影システムＰＳの拡大（縮小）および像反転特性によって決定される。走査モードでは、露光フィールドの最大サイズが、１回の動的露光で目標部分の（非走査方向における）幅を制限し、走査動作の長さが目標部分の（走査方向における）高さを決定する。
３．パルスモードでは、個々に制御可能なエレメントのアレイが基本的に静止状態に維持され、パルス状放射線ソースを使用して、パターン全体を基板Ｗの目標部分Ｃに投影する。基板テーブルＷＴは、基本的に一定の速度で動作し、したがって投影ビームＢが基板Ｗ全体で線を走査する。基板Ｗの必要な位置で連続的な目標部分Ｃが露光されるように、放射線システムのパルスの間に、必要に応じて個々に制御可能なエレメントのアレイ上にあるパターンを更新し、パルスのタイミングをとる。その結果、投影ビームＢは基板Ｗを走査し、１片の基板で完全なパターンを露光することができる。完全な基板Ｗが線１本ずつ露光されるまで、このプロセスを繰り返す。
４．連続走査モードでは、基本的にパルスモードと同じであるが、変調した放射線のビームＢに対して基板Ｗをほぼ一定の速度で走査し、投影ビームＢが基板Ｗを走査して、それを露光するにつれ、個々に制御可能なエレメントのアレイ上にあるパターンを更新する。ほぼ一定の放射線ソース、または個々に制御可能なエレメントのアレイ上にあるパターンの更新と同期したパルス状放射線ソースを使用することができる。
５．図２のリソグラフィ装置を使用して実行可能なピクセル格子描像モードでは、基板Ｗ上に形成されるパターンは、パターニングデバイスＰＤへと配向されたスポット生成器によって形成されたスポットを、その後に露光することによって実現される。基板Ｗ上には、スポットがほぼ格子状に印刷される。一例では、スポットのサイズは、印刷された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非常に小さい。印刷されるスポットの強度を変更することによって、パターンが実現される。露光フラッシュとフラッシュの間で、スポットの強度分布を変更する。
【００４６】
上述した使用モードの組合せおよび／または変形、または全く異なる使用モードも使用することができる。
【００４７】
図２は、本発明の１つの実施形態によるリソグラフィ装置の配置構成を示す。この実施形態は、例えばフラットパネルディスプレイの製造に使用可能である。図１で示した構成要素に対応する構成要素は、同じ参照番号で指示されている。また、例えば基板、コントラストデバイス、ＭＬＡ、放射線ビームなどの様々な構成のような様々な実施形態に関する以上の説明は、そのまま当てはまる。
【００４８】
図２で示すように、投影システムＰＳはビーム拡張器を含み、これは２つのレンズＬ１、Ｌ２を有する。第一レンズＬ１は、変調した放射線ビームＢを受け取り、開口絞りＡＳの開口を通してそれを集束するように配置構成される。開口には、さらなるレンズＡＬを配置することができる。次に、放射線ビームＢは発散し、第二レンズＬ２（例えば視野レンズ）によって集束される。
【００４９】
投影システムＰＳはさらに、拡張した変調放射線Ｂを受け取るように配置構成されたレンズＭＬＡのアレイを有する。パターニングデバイスＰＤ内の１つまたは複数の個々に制御可能なエレメントに対応する変調放射線ビームＢの異なる部分が、レンズＭＬＡのアレイにある個々の異なるレンズを通過する。各レンズは、変調放射線ビームＢの個々の部分を、基板Ｗ上にあるポイントに集束する。この方法で、放射線スポットＳのアレイが基板Ｗ上に六尾される。図示されたレンズ１４のアレイには８個のレンズしか図示されていないが、レンズのアレイは数千個のレンズを有し得ることが理解される（パターニングデバイスＰＤとして使用する個々に制御可能なエレメントのアレイにも、同じことが当てはまる）。
【００５０】
図３は、本発明の１つの実施形態により、図２のシステムを使用して基板Ｗ上にパターンを生成する方法を概略的に示す。塗りつぶした円は、投影システムＰＳ内のレンズＭＬＡのアレイによって基板Ｗ上に投影されたスポットＳのアレイを表す。基板Ｗ上の一連の露光部を露光するにつれ、基板Ｗを投影システムＰＳに対してＹ方向に移動させる。空白の円は、基板Ｗ上で以前に露光されているスポット露光部ＳＥを表す。図示のように、投影システムＰＳ内のレンズのアレイによって基板上に投影された核スポットは、基板Ｗ上のスポット露光部の列Ｒを露光する。各スポットＳによって露光したスポット露光部ＳＥの列Ｒ全部の合計によって、基板の完全なパターンが生成される。このような配置構成を通常、上記で検討した「ピクセル格子描像」と呼ぶ。
【００５１】
放射線スポットＳのアレイは、基板Ｗに対して角度θで配置構成されることが分かる（基板の縁部は、ＸおよびＹ方向に平行である）。これは、基板を走査方向（Ｙ方向）に移動すると、各放射線スポットが基板の異なる区域上を通過し、それによって放射線スポット１５のアレイで基板全体をカバーできるように実行される。一例では、角度θは最大２０°、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°、または最大０．０１°である。一例では、角度θは少なくとも０．００１°である。
【００５２】
図４は、本発明の１つの実施形態により、複数の光学的エンジンを使用して１回の走査でフラットパネルディスプレイ基板Ｗ全体を露光できる方法を概略的に示す。図示の例では、１アレイの放射線スポットＳの縁部が、隣接するアレイの放射線スポット１５の縁部と（走査方向Ｙで）わずかに重なるように、「チェス盤」の構成で２列３２、３３に配置構成された８個の光学的エンジン（図示せず）によって、８アレイ３１の放射線スポットＳが生成される。一例では、光学的エンジンは、少なくとも３列、例えば４列または５列で配置構成される。この方法で、放射線の帯が基板Ｗの幅にまたがって延在し、それによって基板全体の露光を１回の走査で実行することができる。任意の適切な数の光学的エンジンを使用可能であることが理解される。一例では、光学的エンジンの数は少なくとも１個、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、または少なくとも１７個である。一例では、光学的エンジンの数は４０個未満、例えば３０個未満または２０個未満である。
【００５３】
各光学的エンジンは、上述したように別個の照明システムＩＬ、パターニングデバイスＰＤおよび投影システムＰＳを有することができる。しかし、２個以上の光学的エンジンが、照明システム、パターニングデバイスおよび投影システムのうち１つまたは複数の少なくとも一部を共用できることを理解されたい。
【００５４】
図５は、本発明の１つの実施形態による基板ハンドラ１を示す。図６および図７は、本発明の様々な実施形態による基板ハンドラ１の断面図を示す。
【００５５】
基板ハンドラ１は、ほぼ平坦な基板２を基板テーブル１５に装填したり、そこから取り出したりするように構成される。基板ハンドラ１は、図６および図７の断面図で概略的に図示され、図６では、基板は主に基板ハンドラ１上に支持され、図７では、基板は主に基板テーブル１５上に支持される。
【００５６】
基板ハンドラ１は、ほぼ平坦な基板２を支持する支持表面を有する。この支持表面は、基板２を支持する支持面を画定する。この支持面は、例えば基板が基板ハンドラの支持表面上に直にある場合、支持表面自体によって構成することができる。例えば、これは、ローラ、ホィールまたはコンベヤベルトのような機械的摩擦軽減手段を設けない場合である。支持面は、エアベッドまたは他の浮き手段によって摩擦を軽減した場合に、基板２を支持する面としても画定することができる。支持面は概して、基板ハンドラ１が基板を基板テーブル１５に装填するか、そこから取り出す場合に、ほぼ平坦な基板が基板ハンドラ１によって保持される面として画定される。この支持面は通常、ほぼ水平な面である。
【００５７】
基板ハンドラ１は、支持面にほぼ平行な面で基板を移動させるコンベヤデバイス３を有する。基板ハンドラ１の支持面は、基板テーブル１５の支持表面／面と同じ面、通常は水平面にほぼ配置されるので、基板２は、指示した方向の動作で基板テーブル１５へと押すか、そこから引くことができる。この動作は基板テーブル１５の支持表面／面と平行であるので、基板ハンドラ１は、基板テーブル１５上に大きい空間を必要としない。これが有利であるのは、通常、基板に像を投影する間、リソグラフィ装置のレンズコラムが、この基板のすぐ上に配置されるからである。この基板ハンドラ１では、レンズがもう基板テーブル１５上にない位置まで基板テーブル１５を移動させる必要なく、基板を基板テーブル１５に装填したり、そこから取り出したりすることが可能である。これによって、基板の装填／取り出しがさらに時間的効率を高め、基板ハンドラ１と基板テーブル１５の組合せに必要な専有面積が小さくなる。
【００５８】
コンベヤデバイス３は、把持デバイス４および把持デバイス４を移動させる駆動デバイス５を有する。把持デバイス４は、基板２が把持デバイスの少なくとも可動部分に対して画定した位置にある状態で、これを押し、引くことができるように縁部の１つに沿って基板を把持するように構成される。基板２が縁部の１つで保持されるので、基板ハンドラ１は、基板２を基板テーブル１５上に完全に押すか、そこから引くことができ、それにより基板テーブル１５上に別個の移送手段が必要なくなる。
【００５９】
基板２は実際に把持デバイス４によって固定状態で把持されるので、基板２は、装填／取り出し運動中に、高い比率で加速することができる。把持デバイス４に対する位置が一定になるからである。これは、基板２と基板移動デバイス、例えばコンベヤベルト、作動ホィールまたはロールとの間の摩擦に基づいて基板２が運動する摩擦基板ハンドラシステムに対する利点である。このような摩擦基板ハンドラシステムでは、基板と基板ハンドラの間の摩擦が制限されているので、加速度が制限され、その結果、スループットが低下する。
【００６０】
把持デバイス４は梁６を有し、その上に幾つかの真空フィンガ７が配置構成される。このような真空フィンガ７には、基板２の下側に対して配置可能な穴（真空パッド）を設ける。穴から空気をポンプで出すことによって、穴の内部を真空状態にすると、真空フィンガ７が基板を把持する。一例では、真空フィンガ７は、支持面に対して直角の方向で動作可能であり、したがって真空フィンガ７は、穴を真空にすると基板２の底面に向かって移動することができる。真空フィンガ７は、梁６上に旋回自在に装着することができる。
【００６１】
真空フィンガ７は、基板ハンドラ１の支持表面に設けた溝８内に配置され、したがって真空フィンガ７は、基板２に（吊り上げ）力を加えたり、基板の位置／形状に他の望ましくない影響を及ぼしたりせずに、基板２の下側の把持することができる。
【００６２】
代替実施形態では、真空フィンガ７を収容する溝８がない状態で、基板と支持表面の間に配置される真空フィンガ７を設けることができる。このような実施形態では、真空フィンガ７は低く、したがって基板と支持表面の間に真空フィンガ７を配置しても、基板の形状に及ぼす影響は最小限であり、基板内の応力も最少である。
【００６３】
基板テーブル１５の支持表面の溝８を使用すると、基板テーブル１５の少なくとも一部に（部分的）溝１６を設けて、基板ハンドラ１と基板テーブル１５とを完全に交換することができる。基板テーブル１５上に作成すべき適合部が最小限になるように、真空フィンガ７の数および（長さと幅の両方の）サイズを維持することが望ましい。
【００６４】
図５、図６および図７で見られるように、基板ハンドラ１と基板テーブル１５間で基板２を完全に交換できるようにするために、基板テーブル１５の縁部には小さい溝１６を設けるだけでよい。
【００６５】
基板ハンドラ１上の基板テーブル１５の適合部は、本明細書の導入部で説明したような基板テーブル１５の吊り上げピンを使用する基板ハンドラ１、および上述した摩擦基板ハンドラシステムと比較すると相対的に小さい。後者は、基板テーブル１５上で基板を移動するために基板テーブル１５上にコンベヤベルトまたは作動ホィールまたはロールなどの摩擦基板移動デバイスがある必要がある。
【００６６】
一例では、真空フィンガ７の代わりに、クランプのような基板を把持する他の把持手段を使用することができる。しかし、基板２の一方側に接触するだけで基板を把持するのに真空が適切であるので、真空フィンガ７が望ましい。これは、基板の両側に接触することが望ましくないので重要である。このような側部の一方（通常は上側）に像が投影されるからである。把持デバイス４がこの像に接触すると、この投影が損傷することがある。
【００６７】
駆動デバイス５は、ベルトおよびベルトを装着する２つのホィール（歯車）を有する。ベルトは、真空フィンガ７が配置された梁６に接続する。駆動デバイス５は、梁６を基板テーブル１５へと移動させて、基板を基板テーブル１５に装填し、基板テーブル１５から離して、基板を基板テーブル１５から取り出すことができる。他の例では、把持デバイス４を駆動する既知の代替駆動デバイスを基板ハンドラ１内で使用することができる。考えられる適切な駆動デバイスは、リニアモータ、液圧モータ、空気圧モータなどがあるが、それに制限されない。
【００６８】
基板ハンドラ１には、基板を基板ハンドラ１とロボット（図示せず）の間で交換する吊り上げピン９（図６および図７に図示）のような吊り上げ手段を設けることができる。このような吊り上げピン９は、基板を支持表面から吊り上げることができ、したがってロボットのフォークまたは他の保持エレメントを基板の下に入れることができる。
【００６９】
一例では、基板を基板装填ステーションまたは他の任意の（一時的）保存ステーションへ、またはそこから移送するために、ロボットを使用することができる。基板を基板ハンドラ１と往還するのに適切なロボットは、当技術分野で知られている。
【００７０】
基板テーブル１５には、基板と基板ハンドラ１の間の摩擦を軽減する摩擦軽減デバイスを設ける。摩擦軽減デバイスは、基板テーブル１５の支持表面に幾つかの小さい穴１０を有し、この穴は空気ポンプまたは他の空気供給デバイスと接続する。図５にはこのような穴のうち限られた数しか図示されていず、実際には支持表面の大部分に穴１０を設けることが理解される。空気ポンプが作動すると、空気が穴から流れ出し、したがって基板を支持可能な空気ベッドが提供される。
【００７１】
別の例では、別のタイプの摩擦軽減デバイスを設けて、基板と基板ハンドラの間の摩擦を軽減することができる。このような摩擦軽減デバイスは、ローラ、コンベヤベルト、ホィールなどを有するが、それに制限されない。しかし、機械的な摩擦軽減デバイスを使用すると汚染につながり、特に回転部品が存在する場合に放電の可能性があるので、空気ベッドが望ましい。さらに、真空把持デバイス４の穴の場合に説明したような真空穴（真空パッド）として空気穴１０を使用することにより、基板テーブル１５に対して特定の位置に基板を保持するために、空気穴を使用することもできる。
【００７２】
摩擦軽減デバイスは、基板支持体上の把持デバイス４の摩擦を軽減するためにも使用することができる。例えば、支持表面の穴１０を通して導入された空気による空気ベッドの場合、この空気ベッドは、把持デバイス４の一部、特に梁６を基板ハンドラ１上で浮かせるためにも使用することができる。
【００７３】
基板と基板テーブル１５の間の摩擦を軽減するために、基板テーブル１５にも摩擦軽減デバイスを設けることができる。図示の実施形態では、基板テーブル１５に、基板ハンドラ１と同様の穴を設け、したがって基板と基板テーブル１５の間に空気ベッドを設けることにより、基板と基板テーブル１５の間の摩擦を軽減することができる。しかし、別のタイプの摩擦軽減デバイスを設けることもできる。
【００７４】
以上の説明では、１個の基板を基板テーブル１５に装填したり、そこから取り出したりする基板ハンドラ１について説明している。しかし、本発明による基板ハンドラは、２個以上の基板を基板テーブル１５に同時に装填したり、そこから取り出したりするために使用することができる。このような２個以上の基板は、相互に重ねるか、並べて移送することができる。２個以上の基板は、異なるサイズおよび形状でよい。可能な実施形態では、図５で示した基板のサイズの半分のサイズの基板２個を、基板ハンドラ１で同時に移送し、それによって２個の基板を基板ハンドラ１の支持表面に並べて配置することができる。
【００７５】
２個以上の基板を移送する例示的システムが、２００５年３月１日出願の米国特許第１１／０６７，６７１号、２００４年１２月２３日出願の米国暫定特許出願第６０／６３８，１７１号、および２００５年１２月３０日出願の第６０／６３９，９６０号に見られ、これは全て参照により全体が本明細書に組み込まれる。
【００７６】
図面では、基板テーブル１５と組み合わせて１個の基板ハンドラ１しか図示されていない。１個（または複数）と組み合わせて（２個以上の）基板ハンドラを設けることが可能である。例えば、複数の基板を基板テーブル１５に装填するために、１つの基板テーブル１５に１つの基板ハンドラ２を設けることができ、複数の基板を基板ハンドラ１５から取り出すために、別の基板ハンドラを設けることができる。このような配置構成で、基板のより効率的な取り扱い、およびより高いスループットを獲得することができる。
【００７７】
本文では特定のデバイス（例えば集積回路また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に特に言及しているが、本明細書で説明するリソグラフィ装置が他の用途においても使用可能であることが理解されるべきである。その用途は、集積回路、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用ガイダンスおよび検出パターン、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、超小型電気機械的デバイス（ＭＥＭＳ）等の製造を含むが、それに制限されない。また、例えばフラットパネルディスプレイでは、本発明の装置を使用して、例えば薄膜トランジスタ層および／また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。
【００７８】
「レンズ」という用語は、状況が許せば、屈折、反射、磁気、電磁気および静電気などの光学構成要素を含む様々なタイプの光学構成要素のいずれか、またはその組み合わせを指す。
【００７９】
以上、本発明の特定の実施形態を説明してきたが、説明とは異なる方法でも本発明を実践できることが理解される。例えば、本発明は、上記で開示したような方法を述べる機械読み取り式命令の１つまたは複数のシーケンスを含むコンピュータプログラム、または自身内に記憶されたこのようなコンピュータプログラムを有するデータ記憶媒体（例えば半導体メモリ、磁気または光ディスク）の形態をとることができる。
【００８０】
以上、本発明の様々な実施形態を説明してきたが、これは例示によってのみ提示されたものであり、制限ではないことを理解されたい。本発明の精神および範囲から逸脱することなく、形態および細部の様々な変更が可能であることが当業者には明白である。したがって、本発明の幅および範囲は、上述した例示的実施形態のいずれにも制限されず、請求の範囲およびその同等物によってのみ定義される。
【００８１】
発明の開示および要約のセクションではなく、詳細な説明のセクションが請求の範囲の解釈に使用するよう意図されていることを認識されたい。発明の開示および要約のセクションは、本発明の発明者が想定する本発明の全ての例示的実施形態ではなく、１つまたは複数の例示的実施形態を述べており、したがって本発明および請求の範囲をいかなる意味でも制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の様々な実施形態によるリソグラフィ装置を示したものである。
【図２】本発明の様々な実施形態によるリソグラフィ装置を示したものである。
【図３】図２で示すような本発明の実施形態を使用して、基板にパターンを転写するモードを示したものである。
【図４】本発明の１つの実施形態による光学エンジンの配置構成を示したものである。
【図５】本発明の１つの実施形態による基板ハンドラを示したものである。
【図６】本発明の１つの実施形態による図５の基板ハンドラを断面で概略的に示したものである。
【図７】本発明の１つの実施形態による図５の基板ハンドラを断面で概略的に示したものである。
【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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