(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に像を形成するよう構成されているリソグラフィ装置におけるパターニングデバイスを制御する方法であって、前記パターニングデバイスは、該パターニングデバイスにおける複数の領域それぞれに対応する複数群の個別制御可能素子を備え、各群が前記基板の対応部分に放射を向ける第一状態又は前記基板の対応部分に放射を向けない第二状態のいずれかに設定されうる複数の個別制御可能素子を備え、前記方法は、
基板に形成されるよう所望されるパターンの表現を、前記パターニングデバイスの領域それぞれに設定された放射強度レベルによって前記所望されるパターンが前記基板に生じるように、各々が前記パターニングデバイスの個々の領域に少なくとも３種類の放射強度レベルから設定される放射強度レベルに相当する複数の領域強度信号に変換することと、
前記領域強度信号の各々を、前記パターニングデバイスの領域ごとに対応する一群の個別制御可能素子のための複数の制御信号へと、当該群におけるすべての個別制御可能素子を使用時に前記第一状態または前記第二状態のうちいずれかの適切な状態に個別的に設定することにより複合された作用が当該領域強度信号において特定される領域についての放射強度レベルを与えるように前記対応する一群の個別制御可能素子が前記適切な状態に個別的に設定されるように変換することと、
前記個別制御可能素子の各々を、当該素子に関連付けられた制御信号に従って設定することと、を備える方法。
【請求項２】
前記基板の公称の表面形状からの歪みまたは前記基板の位置誤差から選択される少なくとも１つを決定するために前記基板を検査することと、
前記基板に形成されるよう所望される公称のパターンを前記基板の前記歪み及び／または前記位置誤差に従って修正することにより、前記基板に形成されるよう所望されるパターンを決定することと、をさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記基板に形成されるよう所望されるパターンの表現を前記複数の領域強度信号に変換することは、前記基板に形成されるよう所望される公称のパターンを前記基板の前記歪み及び／または前記位置誤差に従って修正することを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記基板に形成されるよう所望されるパターンの表現を前記複数の領域強度信号に変換することは、前記パターニングデバイスの領域ごとに生成される前記基板での放射強度分布の表現を使用し、前記基板の各点について前記パターニングデバイスの各領域から受ける放射の総和を前記基板に形成されるよう所望されるパターンにおける前記基板の当該点についての放射強度に等しくするように前記パターニングデバイスの領域ごとに放射強度レベルを決定する、請求項１から３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記領域強度信号を前記複数の制御信号に変換することは、制御信号に応答不能であるという個別制御可能素子の既知の状態を考慮に入れる、請求項１から４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記領域強度信号を前記複数の制御信号に変換することは、前記パターニングデバイスのある領域における個別制御可能素子のための対応する一組の制御信号を各領域強度信号についてルックアップテーブルから選択することを備える、請求項１から５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
デバイス製造方法であって、
個別制御可能素子アレイを備えるパターニングデバイスを、放射ビームにパターンを付与するよう使用することと、
前記放射ビームを基板に投影することと、を備え、
前記個別制御可能素子の各々は、前記基板の対応部分に放射を向ける第一状態又は前記基板の対応部分に放射を向けない第二状態のいずれかに設定されうるものであり、
請求項１から６のいずれかに記載の方法に従って前記パターニングデバイスが制御される、方法。
【請求項８】
リソグラフィ装置であって、
放射ビームにパターンを付与するよう使用される複数の個別制御可能素子を備えるパターニングデバイスであって、該パターニングデバイスにおける複数の領域それぞれに対応する複数群の個別制御可能素子を備え、各群が基板の対応部分に放射を向ける第一状態又は前記基板の対応部分に放射を向けない第二状態のいずれかに設定されうる複数の個別制御可能素子を備えるパターニングデバイスと、
前記放射ビームを基板に投影するよう構成されている投影系と、
コントローラであって、
基板に形成されるよう所望されるパターンの表現を、前記パターニングデバイスの領域それぞれに設定された放射強度レベルによって前記所望されるパターンが前記基板に生じるように、各々が前記パターニングデバイスの個々の領域に少なくとも３種類の放射強度レベルから設定される放射強度レベルに相当する複数の領域強度信号に変換するよう構成され、
前記領域強度信号の各々を、前記パターニングデバイスの領域ごとに対応する一群の個別制御可能素子のための複数の制御信号へと、当該群におけるすべての個別制御可能素子を使用時に前記第一状態または前記第二状態のうちいずれかの適切な状態に個別的に設定することにより複合された作用が当該領域についての放射強度レベルを与えるように前記対応する一群の個別制御可能素子が前記適切な状態に個別的に設定されるように変換するよう構成され、
前記個別制御可能素子の各々を前記状態に設定するよう前記個別制御可能素子に前記制御信号を供給するよう構成されているコントローラと、を備えるリソグラフィ装置。
【請求項９】
公称の表面形状からの前記基板の歪みを決定するために前記基板を検査するよう構成されているセンサをさらに備え、
前記コントローラは、前記基板に形成されるよう所望される公称のパターンを前記センサから決定される前記基板の歪みに従って修正することにより、前記基板に形成されるよう所望されるパターンを決定するよう構成されている、請求項８に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１０】
前記コントローラは、基板に形成されるよう所望されるパターンの表現を複数の領域強度信号に変換するとき、前記パターニングデバイスの領域ごとに生成される前記基板での放射強度分布の表現を使用し、前記基板の各点について前記パターニングデバイスの各領域から受ける放射の総和を前記基板に形成されるよう所望されるパターンにおける前記基板の当該点についての放射強度に等しくするように前記パターニングデバイスの領域ごとに放射強度レベルを決定するよう構成されている、請求項８または９に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１１】
使用される前記パターニングデバイスの領域ごとに生成される前記基板での放射強度分布は、前記パターニングデバイスの当該領域の中心に対応する前記基板上の点を包含する前記基板の部分に制限される、請求項１０に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１２】
前記コントローラは、制御信号に応答不能であるという個別制御可能素子の既知の状態を考慮に入れて前記領域強度信号を複数の個別制御可能素子についての複数の制御信号に変換するよう構成されている、請求項８から１１のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
【請求項１３】
前記コントローラは、とりうる領域強度信号をある領域の個別制御可能素子のための対応する一組の制御信号に関連付けるルックアップテーブルを保存するメモリを備え、
前記コントローラは、前記ルックアップテーブルを使用して前記領域強度信号を複数の制御信号に変換するよう構成されている、請求項８から１２のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
【請求項１４】
前記コントローラは、
前記パターニングデバイスの各領域について、前記基板の対応部分に所望の合計放射強度を与えるために第一状態に設定されるべき当該領域の個別制御可能素子の個数を決定することと、
前記第一状態に設定される前記個数の個別制御可能素子が当該領域にて分配されるように、前記パターニングデバイスの当該領域の個別制御可能素子のための制御信号を決定することと、
によって、前記領域強度信号を対応する複数の個別制御可能素子のための複数の制御信号に変換するよう構成されている、請求項８から１２のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
【請求項１５】
前記コントローラは、前記第一状態に設定される個別制御可能素子が前記領域にてランダムに、擬似ランダムに、または均一に分配されるよう構成されている、請求項１４に記載のリソグラフィ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１０年１２月２０日に出願された米国特許仮出願第６１／４２４，９３２号の利益を主張し、その全体が本明細書に援用される。
【０００２】
本発明は、リソグラフィ装置においてパターニングデバイスを制御する方法、デバイスを製造するための方法、及びリソグラフィ装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板に、または基板の部分に与える機械である。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）、微細構造を含むその他のデバイスの製造に用いられる。従来の装置においては、マスクまたはレチクルとも称されるパターニングデバイスが、フラットパネルディスプレイ（又はその他のデバイス）の個々の層に対応する回路パターンを生成するために使用されることができる。このパターンは、基板（例えばガラスプレート）の全体又は部分へと、その基板上に設けられた放射感応性材料（レジスト）層への結像により、転写されることができる。
【０００４】
パターニングデバイスを使用して、回路パターンではなく例えばカラーフィルタのパターンやドットのマトリックス状配列などの他のパターンを生成することもできる。パターニングデバイスは、マスクに代えて、複数の個別に制御可能な素子の配列を備えるパターニングアレイを備えることができる。このような方式ではマスクを使用する方式に比べて迅速かつ低コストにパターンを変更することができる。
【０００５】
個別に制御可能な素子のアレイからなるパターニングデバイスを使用するリソグラフィにおいては、放射が基板に伝達される第一状態または放射が基板に伝達されない第二状態のいずれかに個別制御可能素子の各々が設定されうるパターニングデバイスを使用することが知られている。こうしたデバイスは、白黒コントラストデバイスと呼ばれることもある。
【０００６】
こうしたデバイスを使用すると、パターン内での位置に従って各個別制御可能素子を第一状態または第二状態のいずれかに選択することにより、パターンを容易に設定しうる。したがって、所望のパターンをパターニングデバイスのための制御信号に変換することは、計算上比較的単純明快である。また、そのような構成は、マスク使用型システムにおいて同様に使用されうる。例えば、マスク使用型システムにおいては、基板に形成されるべき所望のパターンは公知の光近接効果補正（ＯＰＣ）技術を使用して準備され、そうしてパターンが決定されると、パターニングデバイスのための制御信号が生成される。
【発明の概要】
【０００７】
しかし、パターン内のあるフィーチャのエッジの位置は、一列の個別制御可能素子の状態を変更することによって調整される。したがって、フィーチャのエッジがとりうる位置それぞれに対応して、個別制御可能素子の列が設けられている。例えば、線幅の最小の増分、及び、線のようなフィーチャのエッジ位置についての最小のずれ量は、典型的にクリティカルディメンション（ＣＤ）の１／２０でありうる。仮にこれを白黒コントラストデバイスで提供するとしたら、クリティカルディメンションの寸法の基板上の単位領域ごとに４００個（２０×２０）の個別制御可能素子が設置されるであろう。
【０００８】
よって、白黒コントラストデバイスを使用するシステムには、基板の充分に広い領域にパターンを伝達しリソグラフィ装置に実用的なスループットを常に保証するために、きわめて多数の個別制御可能素子が準備される。
【０００９】
しかし、１つのデバイスに設けることができる個別制御可能素子の数には制限がある。その理由の一部は従来以上に多数の個別制御可能素子をすべて正しく機能するようにしたデバイスを提供することの困難さ（すなわち、デバイス製造工程の歩留まりにおける困難さ）にあり、また一部には多数の個別制御可能素子に制御信号を与えることの困難さがある。そこで、例えば、１つ又は複数のパターニングデバイスと基板に複数の像を同時に投影する投影系とを各々が含みうる多数の光学コラムを含む構成が提供されてもよい。しかし、光学コラムの数が多いほどリソグラフィ装置の製品原価が高くなる。
【００１０】
したがって、２より多くの状態に設定されうる個別制御可能素子を有するパターニングデバイスが上述のように使用されてもよい。こうした個別制御可能素子は、基板に向けられる放射の強度を多数レベルの１つに設定してもよい。このようなパターニングデバイスは、グレースケール・コントラストデバイスと呼ばれることもある。一実施例においては、各個別制御可能素子は、２５６のグレースケールレベルの１つに、８ビットアドレッシングを使用して設定されてもよい。
【００１１】
グレースケールシステムを使用する１つの利点は、フィーチャのエッジに対応する個別制御可能素子のグレースケールレベルを変更することによってフィーチャのエッジの位置を調整しうることである。グレースケールレベルを変更することにより、基板上で受けるドーズのプロファイルが変わる。そうして、基板上で受けるドーズがレジストしきい値に交差する点が調整され、それに対応してフィーチャのエッジの位置が調整される。従って、こうしたシステムにおいては、フィーチャのエッジがとりうる位置それぞれに対応する個別制御可能素子をもつことは必要でなくなりうる。各個別制御可能素子が８ビットデータによりアドレス指定される上述の実施例では、クリティカルディメンションの寸法の基板上の単位領域ごとに７個の個別制御可能素子しか必要とされないかもしれない。
【００１２】
よって、グレースケールの個別制御可能素子を使用することで、所与のクリティカルディメンションで基板上に所与の像領域を形成するのに使用される個別制御可能素子の総数を低減しうる。そうすると、例えば、白黒コントラストデバイスを使用するシステムよりも少数の光学コラムが必要とされるだけとなりうる。
【００１３】
個別制御可能素子のための制御信号を生成するデータ処理は、グレースケール・コントラストデバイスの場合、顕著に複雑である。そのため、相当の計算機資源が使用され、再びリソグラフィ装置の製品原価が高まる。
【００１４】
また、このような構成においては、応答不能となった個別制御可能素子により引き起こされる誤差を補償することが難しいかもしれない。したがって、この誤差の補償を提供するために計算の複雑さがいっそう顕著に高まりうるのであり、及び／または、応答不能の個別制御可能素子がほぼ存在しないことを保証する必要がありうる。そうすると、比較的高頻度に応答不能の個別制御可能素子の数がしきい値を超えてしまいパターニングデバイスを交換する必要が生じるかもしれず、及び／または、応答不能の個別制御可能素子がほぼ存在しないべきであるとしたらパターニングデバイスの費用が高くなるかもしれない。
【００１５】
したがって、例えば、本書に説明する不利益又はその他の不利益の１つ又は複数を克服する新たなシステムを提供することが望まれる。
【００１６】
ある実施の形態においては、基板に像を形成するよう構成されているリソグラフィ装置におけるパターニングデバイスを制御する方法であって、前記パターニングデバイスは、各素子が前記基板の対応部分に放射を向ける第一状態又は前記基板の対応部分に放射を向けない第二状態のいずれかに設定されうる複数の個別制御可能素子を備え、前記方法は、基板に形成されるよう所望されるパターンの表現を、前記パターニングデバイスの領域それぞれに設定された放射強度レベルによって前記所望されるパターンが前記基板に生じるように、各々が前記パターニングデバイスの個々の領域に設定される放射強度レベルに相当する複数の領域強度信号に変換することと、前記領域強度信号の各々を、前記パターニングデバイスの領域ごとに対応する複数の個別制御可能素子のための複数の制御信号へと、当該領域におけるすべての個別制御可能素子を使用時に適切な状態に設定することにより複合された作用が当該領域強度信号において特定される領域についての放射強度レベルを与えるように個別制御可能素子が前記適切な状態に設定されるように変換することと、前記個別制御可能素子の各々を、当該素子に関連付けられた制御信号に従って設定することと、を備える方法が提供される。
【００１７】
ある実施の形態においては、デバイス製造方法であって、個別制御可能素子アレイを備えるパターニングデバイスを、放射ビームにパターンを付与するよう使用することと、前記放射ビームを基板に投影することと、を備え、前記個別制御可能素子の各々は、前記基板の対応部分に放射を向ける第一状態又は前記基板の対応部分に放射を向けない第二状態のいずれかに設定されうるものであり、上述の方法に従って前記パターニングデバイスが制御される、方法が提供される。
【００１８】
ある実施の形態においては、リソグラフィ装置であって、放射ビームにパターンを付与するよう使用される複数の個別制御可能素子を備えるパターニングデバイスと、前記放射ビームを基板に投影するよう構成されている投影系と、コントローラであって、基板に形成されるよう所望されるパターンの表現を、前記パターニングデバイスの領域それぞれに設定された放射強度レベルによって前記所望されるパターンが前記基板に生じるように、各々が前記パターニングデバイスの個々の領域に設定される放射強度レベルに相当する複数の領域強度信号に変換するよう構成され、前記領域強度信号の各々を、前記パターニングデバイスの領域ごとに対応する複数の個別制御可能素子のための複数の制御信号へと、当該領域におけるすべての個別制御可能素子を使用時に適切な状態に設定することにより複合された作用が当該領域についての放射強度レベルを与えるように個別制御可能素子が前記適切な状態に設定されるように変換するよう構成され、前記個別制御可能素子の各々を前記状態に設定するよう前記個別制御可能素子に前記制御信号を供給するよう構成されているコントローラと、を備えるリソグラフィ装置が提供される。
【００１９】
本発明の更なる実施の形態や特徴、及び実施の形態の効果は、本発明のさまざまな実施形態の構成及び作用とともに添付図面を参照して以下に詳細に説明される。
【００２０】
添付図面は、本書に組み込まれて本明細書の一部をなすものであるが、本発明の詳細な説明とともに、本発明の１つ又は複数の実施の形態を示し、また、本発明の原理を説明し当業者が発明を製造し使用することを可能にする役割をもつ。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の種々の実施形態に係るリソグラフィ装置を示す図である。
【図２】本発明の種々の実施形態に係るリソグラフィ装置を示す図である。
【００２２】
【図３】図２に示される本発明のある実施の形態に係り、基板にパターンを転写するモードの１つを示す図である。
【００２３】
【図４】本発明のある実施の形態に係る光学エンジンの配列を示す図である。
【００２４】
【図５】パターニングデバイスを制御するための制御信号を決定するある実施の形態に係る処理の構成を示す図である。
【００２５】
【図６】ある実施の形態に係るリソグラフィ装置の制御システムの概略構成を示す図である。
【００２６】
【図７】ある実施の形態に係る図５の処理の詳細部分を示す図である。
【００２７】
【図８】ある実施の形態に係る図５の処理の詳細部分の代替構成を示す図である。
【００２８】
本発明のいくつかの実施の形態が添付図面を参照して以下に説明される。図面において、同様の参照符号は同一の又は機能的に類似の要素を表すことができる。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
具体的な構成が説明されるが、これは例示の目的にすぎないものと理解されるべきである。本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなくその他の構成を使用可能であることは当業者に明らかである。この発明を種々の他の利用分野で用いることができるということも当業者に明らかである。
【００３０】
図１は本発明のある実施の形態に係るリソグラフィ装置１を概略的に示す図である。本装置は、照明系ＩＬ、パターニングデバイスＰＤ、基板テーブルＷＴ、及び投影系ＰＳを備える。照明系（イルミネータ）ＩＬは、ソースＳＯからの放射ビームＢ（例えば紫外放射）を調整するよう構成されている。
【００３１】
パターニングデバイスＰＤ（例えばレチクル、マスク、または個別制御可能素子アレイ）は、ビームを変調する。普通は、個別制御可能素子アレイは投影系ＰＳに対して位置が固定される。しかし、そうではなく、個別制御可能素子アレイは、いくつかのパラメタに従って該個別制御可能素子アレイを正確に位置決めするよう構成されている位置決め装置に接続されることもできる。
【００３２】
基板テーブルＷＴは、基板（例えば、レジストが塗布された基板）Ｗを支持するよう構成されており、いくつかのパラメタに従って基板を正確に位置決めするよう構成されている位置決め装置ＰＷに接続されている。
【００３３】
投影系（例えば、屈折投影レンズ光学系）ＰＳは、個別制御可能素子アレイにより変調された放射ビームを基板Ｗの（例えば１つ又は複数のダイを備える）目標部分Ｃに投影するよう構成されている。
【００３４】
照明系ＩＬは、放射の向きや形状の調整または放射の制御をするための、屈折光学素子、反射光学素子、磁気的光学素子、電磁気的光学素子、静電的光学素子、あるいはその他の形式の光学部品、またはこれらの組み合わせといった各種の光学部品を含むことができる。
【００３５】
本書で使用される「パターニングデバイス」または「コントラストデバイス」なる用語は、例えば基板の目標部分にパターンを生成する等、放射ビーム断面を変調するのに用い得るいかなるデバイスをも指し示すよう広く解釈されるべきである。当該デバイスは、静的なパターニングデバイス（例えばマスクまたはレチクル）であってもよいし、動的なパターニングデバイス（例えばプログラム可能素子のアレイ）であってもよい。簡単のため本明細書の大部分は動的パターニングデバイスに関するが、本発明の範囲から逸脱することなく静的パターニングデバイスを使用することも可能であるものと理解されたい。
【００３６】
放射ビームに付与されるパターンは、基板の目標部分に所望されるパターンと厳密に一致していない場合があり、例えば、パターンが位相シフトフィーチャあるいはいわゆるアシストフィーチャを例えば含む場合にはそうである。同様に、基板に最終的に形成されるパターンは、個別制御可能素子アレイ上に形成されるパターンにどの時点においても一致しないようになっていてもよい。このような事態は、基板の各部に形成される最終的なパターンが所定時間または所定回数の露光の重ね合わせにより形成され、かつこの所定の露光中に個別制御可能素子アレイ上のパターン及び／またはアレイと基板との相対位置が変化する場合に起こりうる。
【００３７】
通常、基板の目標部分に生成されるパターンは、集積回路やフラットパネルディスプレイのようなその目標部分に生成されるデバイスの特定の機能層に対応する（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）。パターニングデバイスの例としては、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、グレーティングライトバルブ、及びＬＣＤアレイなどがある。電子的手段（例えばコンピュータ）でパターンをプログラム可能であるパターニングデバイスを本書では「コントラストデバイス」と称するが、これには、複数のプログラム可能素子を備えるパターニングデバイス（例えば前の文で言及したレチクル以外のデバイスはすべて該当する。）といったものがある。一実施例においては、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素子、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個のプログラム可能素子を備える。
【００３８】
プログラマブルミラーアレイは、粘弾性制御層と反射表面とを有するマトリックス状のアドレス指定可能な表面を備えてもよい。この装置の基本的な原理は、反射表面のうち例えばアドレス指定されている区域が入射する放射を回折放射として反射する一方、アドレス指定されていない区域が入射する放射を非回折放射として反射するというものである。適当な空間フィルタを用いることにより、反射されたビームから非回折放射を取り除いて回折放射だけを基板に到達させるようにすることができる。このようにして、マトリックス状のアドレス指定可能表面にアドレス指定により形成されるパターンに従ってビームにパターンが付与される。なお代替例として、回折放射をフィルタにより取り除いて非回折放射を基板に到達させるようにしてもよい。
【００３９】
回折光学ＭＥＭＳデバイス（微小電気機械システムデバイス）のアレイを同様に用いることもできる。一実施例では、回折光学ＭＥＭＳデバイスは、入射する放射を回折放射として反射する格子を形成するようある部位が他の部位に対して変形される複数の反射性のリボン状部位からなる。
【００４０】
プログラマブルミラーアレイの更なる代替実施例においては、マトリックス状の微小ミラーの配列が用いられる。各微小ミラーは局所的に電界を適宜付与されることによりまたは圧電駆動手段を使用することにより各々が個別に軸周りに傾斜されうる。繰り返しになるがミラーはマトリックス状にアドレス指定可能であり、アドレス指定されたミラーは入射する放射ビームをアドレス指定されていないミラーとは異なる方向に反射する。このようにしてマトリックス状のアドレス指定可能なミラーにより形成されるパターンに従って反射ビームにパターンが付与されうる。必要とされるマトリックス状アドレス指定は、適宜の電子的手段を使用して実行することができる。
【００４１】
パターニングデバイスの他の例は、プログラマブルＬＣＤアレイである。
【００４２】
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てもよい。例えば、リソグラフィ装置は、複数の個別制御可能素子アレイを有し、それぞれのアレイが互いに独立に制御されるものであってもよい。この構成においては、個別制御可能素子アレイのうちのいくつかのアレイまたはすべてのアレイが、共通の照明系（または照明系の一部）、個別制御可能素子アレイ用の共通の支持構造、及び／または、共通の投影系（または投影系の一部）、から選択される少なくとも１つを有してもよい。
【００４３】
図１に示される実施形態のようなある実施例においては、基板Ｗは、実質的に円形の形状を有し、任意選択としてその周縁部にノッチ及び／または平坦端部を有する。ある実施例においては、基板は例えば長方形など多角形の形状を有する。
【００４４】
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、または少なくとも３００ｍｍである実施例が含まれる。ある実施の形態においては、基板の直径は長くても５００ｍｍ、長くても４００ｍｍ、長くても３５０ｍｍ、長くても３００ｍｍ、長くても２５０ｍｍ、長くても２００ｍｍ、長くても１５０ｍｍ、長くても１００ｍｍ、または長くても７５ｍｍである。
【００４５】
基板が例えば長方形など多角形である実施例には、基板の少なくとも１辺の長さ、例えば少なくとも２辺または少なくとも３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、または少なくとも２５０ｃｍである実施例が含まれる。
【００４６】
一実施例においては、基板の少なくとも１辺の長さは、長くても１０００ｃｍ、例えば長くても７５０ｃｍ、長くても５００ｃｍ、長くても３５０ｃｍ、長くても２５０ｃｍ、長くても１５０ｃｍ、または長くても７５ｃｍである。
【００４７】
一実施例においては、基板Ｗはウェーハであり、例えば半導体ウェーハである。一実施例においては、ウェーハ材料は、Ｓｉ、ＳｉＧｅ、ＳｉＧｅＣ、ＳｉＣ、Ｇｅ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓから成るグループから選択される。一実施例においては、ウェーハは、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ウェーハである。一実施例においては、ウェーハは、シリコンウェーハである。一実施例においては、基板は、セラミック基板である。一実施例においては、基板は、ガラス基板である。一実施例においては、基板は、プラスチック基板である。一実施例においては、基板は（人の裸眼で見たときに）透明である。一実施例においては、基板は、有色である。一実施例においては、基板は、無色である。
【００４８】
基板の厚さは例えば基板材料及び／または基板寸法に応じてある程度変更される。一実施例においては、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。一実施例においては、基板の厚さは、厚くても５０００μｍ、例えば、厚くても３５００μｍ、厚くても２５００μｍ、厚くても１７５０μｍ、厚くても１２５０μｍ、厚くても１０００μｍ、厚くても８００μｍ、厚くても６００μｍ、厚くても５００μｍ、厚くても４００μｍ、または厚くても３００μｍである。
【００４９】
本書にて言及される基板は、露光前または露光後において例えばトラック（典型的にはレジスト層を基板に塗布し、露光後のレジストを現像する装置）、メトロロジツール、及び／またはインスペクションツールにより処理されてもよい。一実施例においては、レジスト層が基板に設けられる。
【００５０】
本書で使用される「投影系」なる用語は、使用される露光放射に関して適切であり、又は液浸液の使用若しくは真空の使用などその他の要因に関して適切である屈折光学系、反射光学系、反射屈折光学系、磁気的光学系、電磁気的光学系、静電的光学系、またはこれらの任意の組み合わせを含むいかなる形式の投影系をも包含するよう広く解釈されるべきである。本書における「投影レンズ」なる用語の使用は、より一般的な用語である「投影系」なる用語と同義であるとみなされることができる。
【００５１】
投影系は、個別制御可能素子アレイ上のパターンを、当該パターンが基板上にコヒーレントに形成されるように結像することができる。代案として、投影系は、二次光源を結像することができ、該二次光源のために個別制御可能素子アレイの各素子がシャッタとして動作してもよい。この場合には投影系は、二次光源を形成し基板上にスポット状の像を例えば形成するためのマイクロレンズアレイ（ＭＬＡとして知られる）やフレネルレンズアレイのような焦点調節素子のアレイを備えることができる。一実施例においては、焦点調節素子のアレイ（例えばＭＬＡ）は、少なくとも１０個の焦点調節素子、例えば少なくとも１００個の焦点調節素子、少なくとも１０００個の焦点調節素子、少なくとも１００００個の焦点調節素子、少なくとも１０００００個の焦点調節素子、または少なくとも１００００００個の焦点調節素子を備える。一実施例においては、パターニングデバイスにおける個別制御可能素子の数は、焦点調節素子のアレイにおける焦点調節素子の数に等しいか又はそれより多い。一実施例においては、焦点調節素子のアレイにおける１つ又は複数の（例えば、たいていは１０００以上、またはすべての）焦点調節素子は、個別制御可能素子アレイにおける１つ又は複数の個別制御可能素子、例えば２つ以上、３つ以上、５つ以上、１０以上、２０以上、２５以上、３５以上、または５０以上の個別制御可能素子に光学的に関連付けられていてもよい。一実施例においては、ＭＬＡは、例えば１つ又は複数のアクチュエータを用いて少なくとも基板に近づく方向及び遠ざかる方向に（例えばアクチュエータの使用により）移動可能であってもよい。基板に近づく方向及び遠ざかる方向にＭＬＡを移動させることができる場合には例えば、基板を動かすことなく焦点合わせをすることが可能となる。
【００５２】
本書にて図１及び図２に示されるように、本装置は反射型（例えば反射型の個別制御可能素子アレイを用いる）である。代案として、本装置は、透過型（例えば透過型の個別制御可能素子アレイを用いる）であってもよい。
【００５３】
リソグラフィ装置は２つ（デュアルステージ）又はそれより多数の基板テーブルを有する形式であってもよい。このような多重ステージ型の装置においては、追加されたテーブルは並行して使用されるか、あるいは１以上のテーブルが露光に使用されている間に１以上の他のテーブルで準備工程が実行されてもよい。
【００５４】
リソグラフィ装置は、基板の少なくとも一部が、比較的高い屈折率を有する「液浸液」（例えば水）で投影系と基板との間の空間を満たすように覆われる形式であってもよい。液浸液は、例えばパターニングデバイスと投影系との間などのリソグラフィ装置の他の空間に適用されてもよい。液浸技術は投影系の開口数を増大させる技術分野において周知である。本書で使用される「液浸」なる用語は、基板等の構造体が液体中に沈められていなければならないことを意味するのではなく、投影系と基板との間に露光中に液体があることを意味するに過ぎない。
【００５５】
再び図１を参照するに、イルミネータＩＬは放射源ＳＯから放射ビームを受け取る。一実施例においては、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、または少なくとも３６０ｎｍの波長を有する放射を提供する。一実施例においては、放射源ＳＯにより提供される放射は、長くても４５０ｎｍ、例えば長くても４２５ｎｍ、長くても３７５ｎｍ、長くても３６０ｎｍ、長くても３２５ｎｍ、長くても２７５ｎｍ、長くても２５０ｎｍ、長くても２２５ｎｍ、長くても２００ｎｍ、または長くても１７５ｎｍの波長を有する。一実施例においては、放射は、４３６ｎｍ、４０５ｎｍ、３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、及び／または１２６ｎｍを含む波長を有する。一実施例においては、放射は、およそ３６５ｎｍまたはおよそ３５５ｎｍの波長を含む。一実施例においては、放射は、例えば３６５ｎｍ、４０５ｎｍ、及び４３６ｎｍを包含する広帯域の波長を含む。３５５ｎｍのレーザ源が使用されるかもしれない。例えば光源がエキシマレーザである場合には、光源とリソグラフィ装置とは別体であってもよい。この場合、光源はリソグラフィ装置の一部を構成するとはみなされず、放射ビームは光源ＳＯからイルミネータＩＬへとビーム搬送系ＢＤを介して受け渡される。ビーム搬送系ＢＤは例えば適当な方向変更用ミラー及び／またはビームエキスパンダを備える。他の場合、例えば光源が水銀ランプである場合には、光源はリソグラフィ装置に一体の部分であってもよい。光源ＳＯ及びイルミネータＩＬは、またビーム搬送系ＢＤが必要とされる場合にはこれも合わせて、放射系と称されることがある。
【００５６】
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を備えてもよい。一般には、イルミネータの瞳面における照度分布の少なくとも半径方向外側及び／または内側の値（通常それぞれ「シグマ−アウタ（σ−ｏｕｔｅｒ）」、「シグマ−インナ（σ−ｉｎｎｅｒ）」と呼ばれる）が調整される。加えてイルミネータＩＬは、インテグレータＩＮ及びコンデンサＣＯ等その他の各種構成要素を備えてもよい。イルミネータはビーム断面における所望の均一性及び照度分布を得るべく放射ビームを調整するために用いられる。イルミネータＩＬ又は追加の関連構成要素は放射ビームを複数の分割ビームに分割するように構成されていてもよい。例えば各分割ビームが個別制御可能素子アレイにおける１つまたは複数の個別制御可能素子に関連付けられていてもよい。放射ビームを分割ビームに分割するのに例えば二次元の回折格子を用いてもよい。本明細書においては「放射のビーム」及び「放射ビーム」という用語は、ビームがこれら複数の分割放射ビームからなる状況も包含するが、これに限定されない。
【００５７】
放射ビームＢは、ビーム搬送系ＢＤ及びイルミネータＩＬを介してパターニングデバイスＰＤ（例えば、個別制御可能素子アレイ）に入射し、当該パターニングデバイスにより変調される。放射ビームはパターニングデバイスＰＤにより反射され、投影系ＰＳを通過する。投影系ＰＳはビームを基板Ｗの目標部分Ｃに合焦させる。位置決め装置ＰＷと位置センサＩＦ（例えば、干渉計、リニアエンコーダ、静電容量センサなど）により基板テーブルＷＴは正確に、例えば放射ビームＢの経路に異なる複数の目標部分Ｃをそれぞれ位置決めするように移動される。個別制御可能素子アレイ用の位置決め装置が使用される場合には、それが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用いられてもよい。
【００５８】
一実施例においては、基板テーブルＷＴの移動は、図１には明示されていないが、ロングストロークモジュール（粗い位置決め）及びショートストロークモジュール（精細な位置決め）により実現される。一実施例においては、本装置は基板テーブルＷＴを移動させるショートストロークモジュールが欠落していてもよい。個別制御可能素子アレイを位置決めするために同様のシステムを用いることもできる。必要な相対運動を実現するために、対象物テーブル及び／または個別制御可能素子アレイの位置を固定する一方、放射ビームＢを代替的にまたは追加的に移動可能としてもよいということも理解されよう。この構成は装置の大きさを制限するのに役立ち得る。例えばフラットパネルディスプレイの製造に適用可能な更なる代替例として、基板テーブルＷＴ及び投影系ＰＳを固定し、基板Ｗを基板テーブルＷＴに対して移動させるように構成してもよい。例えば基板テーブルＷＴには、実質的に一定の速度で基板Ｗを走査するシステムが設けられていてもよい。
【００５９】
図１に示されるように放射ビームＢは、部分的に反射可能な光学素子またはビームスプリッタＢＳによりパターニングデバイスＰＤに向けられるようにしてもよい。これは放射がまずビームスプリッタにより反射されてパターニングデバイスＰＤに向けられるように構成される。ビームスプリッタを使わずに放射ビームＢをパターニングデバイスに向けられることも認識すべきである。一実施例においては、放射ビームは０度から９０度の間、例えば５度から８５度の間、１５度から７５度の間、２５度から６５度の間、または３５度から５５度の間の角度でパターニングデバイスに向けられる（図１に示される実施の形態は９０度である）。パターニングデバイスＰＤは放射ビームＢを変調し、放射ビームＢを部分的に反射可能な光学素子またはビームスプリッタＢＳに戻すよう反射する。部分的に反射可能な光学素子またはビームスプリッタＢＳは変調されたビームを投影系ＰＳへと透過させる。しかしながら放射ビームＢをパターニングデバイスＰＤ及びそのまま投影系ＰＳに向けるという代替的な構成も可能であることも理解されよう。特に透過型のパターニングデバイスが用いられる場合には図１に示されるような構成は必要とされないこともある。
【００６０】
図示の装置はいくつかのモードで使用することができる。
【００６１】
１．ステップモードにおいては、放射ビームに付与されたパターンの全体が１回の照射で目標部分Ｃに投影される間、個別制御可能素子アレイ及び基板は実質的に静止状態とされる（すなわち１回の静的な露光）。そして基板テーブルＷＴがＸ方向及び／またはＹ方向に移動されて、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フィールドの最大サイズによって、１回の静的露光で結像される目標部分Ｃの寸法が制限されることになる。
【００６２】
２．スキャンモードにおいては、放射ビームに付与されたパターンが目標部分Ｃに投影される間、個別制御可能素子アレイ及び基板は同期して走査される（すなわち１回の動的な露光）。個別制御可能素子アレイに対する基板の速度及び方向は、投影系ＰＳの拡大（縮小）特性及び像反転特性により定められる。スキャンモードでは露光フィールドの最大サイズが１回の動的露光での目標部分Ｃの（非走査方向の）幅を制限し、走査移動距離が目標部分の（走査方向の）長さを決定する。
【００６３】
３．パルスモードにおいては、個別制御可能素子アレイは実質的に静止状態とされており、パルス放射源を使用して基板Ｗの目標部分Ｃにパターンの全体が投影される。基板テーブルＷＴが実質的に一定の速度で移動して、ビームＢは基板を横切って線状に走査させられる。個別制御可能素子アレイ上のパターンは放射系からのパルス間に必要に応じて更新される。パルス照射のタイミングは、基板上の複数の目標部分Ｃが連続して露光されるように調整される。その結果、基板上の１つの短冊状領域にパターンが完全に露光されるようビームＢにより基板Ｗが走査されることになる。この短冊状領域の露光を順次繰り返すことにより基板Ｗは完全に露光される。
【００６４】
４．連続スキャンモードは基本的にパルスモードと同様である。異なるのは、変調された放射ビームＢに対して基板Ｗが実質的に等速で走査され、ビームＢが基板Ｗ上を走査し露光しているときに個別制御可能素子アレイ上のパターンが更新されることである。個別制御可能素子アレイのパターンの更新に同期させるようにした、実質的に一定の放射源またはパルス放射源を用いることができる。
【００６５】
５．ピクセルグリッド結像モードは、図２のリソグラフィ装置を使用して実行することができるが、基板Ｗに形成されるパターンは、スポット発生器により形成されパターニングデバイスＰＤへと向けられるスポット状の露光を連続的に行うことにより実現される。露光されるスポットはそれぞれ実質的に同形状である。基板Ｗ上には露光スポットが実質的に格子状に転写される。一実施例においては、このスポットの寸法は転写されるピクセルグリッドのピッチよりも大きいが、露光スポット格子よりはかなり小さい。転写されるスポットの強度を変化させることによりパターンが実現される。露光照射の合間にスポットの強度分布が変更される。
【００６６】
上記で記載したモードを組み合わせて動作させてもよいし、モードに変更を加えて動作させてもよく、さらに全く別のモードが使用されてもよい。
【００６７】
リソグラフィでは基板上のレジスト層にパターンが露光される。そしてレジストが現像される。続いて追加の処理工程が基板に施される。基板の各部分へのこれらの追加の処理工程の作用は、レジストへの露光の程度によって異なる。特にこれらの処理は、所与のドーズ閾値を超える放射ドーズ量を受けた基板の部分が示す反応と、その閾値以下の放射ドーズ量を受けた部分が示す反応とが異なるように調整されている。例えば、エッチング工程においては、閾値を超える放射ドーズ量を受けた基板上の区域は、現像されたレジスト層によりエッチングから保護される。一方、閾値以下の放射ドーズ量を受けたレジストの部分は露光後の現像工程で除去され、従って、その区域はエッチングから保護されない。こうして、所望のパターンにエッチングがなされる。特に、パターニングデバイス内の個別制御可能素子は、パターンフィーチャ内部となる基板上の区域がドーズ閾値を超える放射ドーズ量を露光中に受けるよう当該区域に伝わる放射が十分に高い強度であるように、設定される。基板の他の領域は、対応する個別制御可能素子がゼロまたは顕著に低い放射強度を与えるように設定されることにより、ドーズ閾値以下の放射ドーズ量を受ける。
【００６８】
実際には、パターンフィーチャのエッジでの放射ドーズ量は、たとえフィーチャの境界部分の一方の側での放射強度が最大となり、かつそのフィーチャ境界部分の他方の側での放射強度が最小となるように個別制御可能素子が設定されていたとしても、所与の最大ドーズ量からゼロへと急激に変化するわけではない。回折の影響により、放射ドーズ量の大きさは移行領域を介して低下するからである。最終的にレジストの現像により形成されるパターンフィーチャの境界位置は、照射されたドーズ量が閾値を下回る位置によって定められる。この移行領域での放射ドーズ量低下のプロファイル、ひいてはパターンフィーチャの境界の正確な位置は、当該パターンフィーチャ境界上または近傍に位置する基板上の各点に放射を与える個別制御可能素子を、最大または最小の強度レベルだけでなくそれら最大値及び最小値の間の強度レベルにも設定することにより、より正確に制御できるであろう。これは通常「グレイスケーリング」と呼ばれる。
【００６９】
グレイスケーリングによれば、ある所与の個別制御可能素子により基板に与えられる放射強度が２値（つまり最大値と最小値）にしか設定されないリソグラフィシステムよりも、パターンフィーチャの境界位置の制御性を向上させることができる。一実施例においては、少なくとも３種類の放射強度値、例えば少なくとも４種類の放射強度値、少なくとも８種類の放射強度値、少なくとも１６種類の放射強度値、少なくとも３２種類の放射強度値、少なくとも６４種類の放射強度値、少なくとも１２８種類の放射強度値、または少なくとも２５６種類の放射強度値が基板に投影されることができる。
【００７０】
グレイスケーリングは上述の目的に加えてまたは上述の目的に代えて使用されてもよいことを認識すべきである。例えば、照射されたドーズ量レベルに応じて基板の各領域が３種以上の反応を可能とするように、露光後の基板への処理が調整されていてもよい。例えば、第１のドーズ閾値以下の放射を受けた基板の部位では第１の種類の反応が生じ、第１のドーズ閾値以上で第２のドーズ閾値以下の放射を受けた基板の部位では第２の種類の反応が生じ、第２のドーズ閾値以上の放射を受けた基板の部位では第３の種類の反応が生じるようにしてもよい。したがって、グレイスケーリングは、３以上の望ましいドーズ量レベルを有する基板上での放射ドーズ量プロファイルを提供するために用いることができる。ある実施の形態においては、ドーズ量プロファイルは、少なくとも２つの所望のドーズ量レベル、例えば少なくとも３つの所望のドーズ量レベル、少なくとも４つの所望のドーズ量レベル、少なくとも６つの所望のドーズ量レベル、または少なくとも８つの所望のドーズ量レベルを有する。
【００７１】
放射ドーズ量プロファイルの制御は、上述のように基板上の各点が受ける放射強度を単に制御するという方法以外の方法によっても可能である。例えば、基板上の各点が受ける放射ドーズ量は、各点への露光時間を代替的にまたは追加的に制御することによっても制御することができる。他の実施例として、基板上の各点は、連続的な複数回の露光により放射を受けてもよい。従って、このような連続的複数露光から一部の露光を選択して照射することにより代替的にまたは追加的に各点が受ける放射ドーズ量を制御することが可能となる。
【００７２】
基板上に所望のパターンを形成するために、パターニングデバイスの各個別制御可能素子は露光処理の間の各段階で適切な状態に設定される。従って、そうした適切な状態を表す制御信号が各個別制御可能素子に伝達される。一実施例において、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含む。基板に形成されるべきパターンは、ＧＤＳＩＩのようなベクトル定義フォーマットでリソグラフィ装置に与えられることができる。そのような設計情報を各個別制御可能素子のための制御信号に変換するために、コントローラは一つ以上のデータ操作装置を含む。それぞれのデータ操作装置は、パターンを表現するデータストリームに対して処理工程を行うように構成される。データ操作装置は、「データパス」と総称される。
【００７３】
データパスのデータ操作装置は、次にあげる機能、すなわち、ベクトル・ベースの設計情報をビットマップのパターン・データに変換する機能、ビットマップのパターン・データを放射ドーズ量マップ（すなわち基板を横断する放射ドーズ量プロファイル）に変換する機能、放射ドーズ量マップを個別制御可能素子ごとの放射強度値に変換する機能、および個別制御可能素子ごとの放射強度値を対応する制御信号に変換する機能、の一つ以上を実行するように構成される。
【００７４】
図２は、本発明のある実施の形態に係るリソグラフィ装置の構成を示す図である。この実施の形態は例えばフラットパネルディスプレイの製造に用いることができる。図１に示される構成要素に対応するものは同じ参照符号を付して図示する。また、例えば基板やコントラストデバイス、ＭＬＡ、放射ビームなどについてのさまざまな構成例を含む上述のさまざまな実施の形態についての上述の説明は同様に適用可能である。
【００７５】
図２に示されるように、投影系ＰＳは、２つのレンズＬ１、Ｌ２を備えるビームエキスパンダを含む。第１のレンズＬ１は、変調された放射ビームＢを受け、該ビームを開口絞りＡＳの開口部で収束させる。開口部には更なるレンズＡＬが設けられてもよい。そして放射ビームＢは発散し、第２のレンズＬ２（例えば視野レンズ）により収束させられる。
【００７６】
投影系ＰＳは、拡大された変調放射Ｂを受けるように配設されているレンズアレイＭＬＡをさらに備える。変調放射ビームＢの異なる部分はそれぞれ、パターニングデバイスＰＤの１つ以上の個別制御可能素子に対応しており、レンズアレイＭＬＡの異なる部分を通過する。各レンズＭＬは対応する変調放射ビームＢの部分を基板Ｗ上の点に合焦させる。このようにして基板Ｗ上に放射スポットＳの配列が露光される。図示されているレンズアレイには８つのレンズ１４が示されているだけであるが、レンズアレイは数千のレンズを備えてもよい（パターニングデバイスＰＤとして用いられる個別制御可能素子アレイについても同様である）。
【００７７】
図３は、本発明のある実施の形態に係り、図２のシステムを用いて基板Ｗ上にどのようにパターンが生成されるのかを模式的に示す図である。図中の黒丸は、投影系ＰＳのレンズアレイＭＬＡによって基板Ｗに投影されるスポットＳの配列を示す。基板Ｗは、一連の露光が基板Ｗ上で進むにつれて投影系ＰＳに対してＹ方向に移動する。図中の白丸は、基板Ｗ上で既に露光されている露光スポットＳＥを示す。図示されるように投影系ＰＳのレンズアレイＭＬＡによって基板に投影された各スポットは基板Ｗ上に露光スポットの列Ｒを露光する。各スポットＳにより露光された露光スポットＳＥの列Ｒがすべて合わさって、基板にパターンが完全に形成される。このような方式は本書では「ピクセルグリッド結像」と称される。
【００７８】
放射スポットＳの配列が基板Ｗに対して角度θをなして配置されている様子が示されている（基板Ｗの端部はそれぞれＸ方向及びＹ方向に平行である）。これは、基板が走査方向（Ｙ方向）に移動するとき各放射スポットが基板の異なる領域を通過し、それにより、放射スポット１５の配列により基板の全領域がカバーされることができる。一実施例においては、角度θは大きくても２０°または１０°であり、例えば、大きくても５°、大きくても３°、大きくても１°、大きくても０．５°、大きくても０．２５°、大きくても０．１０°、大きくても０．０５°、または大きくても０．０１°である。一実施例においては、角度θは小さくても０．００１°である。
【００７９】
図４は、本発明のある実施の形態において、どのようにして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用いて１回の走査で露光されることができるのかを模式的に示す図である。この実施例では放射スポットＳの８つの配列ＳＡが８つの光学エンジン（図示せず）により形成される。光学エンジンはチェス盤のような構成で２つの列Ｒ１、Ｒ２に配列されており、放射スポットＳの１つの配列の端部が隣接の放射スポットの配列の端部に（走査方向Ｙにおいて）少し重なる。一実施例では光学エンジンは少なくとも３列、例えば４列または５列に配列される。このようにして、放射の帯が基板Ｗの幅を横切って延び、１回の走査で基板全体の露光が実現されることとなる。光学エンジンの数は適宜変更してもよい。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、または少なくとも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個未満または２０個未満である。
【００８０】
各光学エンジンは、上述の照明系ＩＬ、パターニングデバイスＰＤ、及び投影系ＰＳを別個に備えてもよい。あるいは２個以上の光学エンジンが１以上の照明系、パターニングデバイス、及び投影系の少なくとも一部を共有してもよい。
【００８１】
一実施形態においては、イルミネータを提供する放射源ＳＯは、連続的放射源、特にランプ、例えば水銀ランプである。この連続的ソースＳＯとの組み合わせにおいて個別制御可能素子はオンオフに例えば少なくとも約５０ｋＨｚ、少なくとも約８０ｋＨｚ、または少なくとも約１００ｋＨｚで切り替えられる。
【００８２】
本発明のある実施形態は、２つの状態の１つに設定されうる複数の個別制御可能素子を備えるパターニングデバイスを有するリソグラフィシステムを提供する。２つの状態の１つとは即ち、基板の対応する部分に放射が向けられる第一状態、または、基板の対応する部分に放射が向けられない第二状態である。したがって、本発明のある実施形態には、公知の白黒コントラストデバイスを用いうる。しかし、こうしたパターニングデバイスが、従来知られるものとは異なる方法で使用される。
【００８３】
図５は、基板に形成されるよう所望されるパターンの表現からパターニングデバイスに必要とされる制御信号を決定するための本発明のある実施形態に係る処理を概略的に示す。
【００８４】
図６は、この処理のためのシステムの構成要素を概略的に示す。特に、図示されるように、リソグラフィ装置は、本処理を実行するための、すなわち個別制御可能素子３１のための制御信号を決定するためのコントローラ３２を含んでもよい。
【００８５】
図５に表されるように、基板Ｗに形成されるよう所望されるパターン２０が本処理の始点を形成する。本処理の第１のステップ２１においては、基板に形成されるよう意図されるパターン２０の表現が、複数の領域強度信号２２に変換される。領域強度信号の各々は、パターニングデバイス３０の対応する領域ごとに設定されたすべての放射強度レベルによる基板での作用が所望のパターン２０であるように、パターニングデバイスの領域ごとに設定されるであろう個々の放射強度レベルに相当する。言い換えれば、領域強度信号は、仮にパターニングデバイス３０上の領域ごとに１つの個別制御可能素子が設けられかつパターニングデバイス３０がグレイスケールを使用するよう構成されていたとしたら（すなわち、個別制御可能素子ごとに複数の異なる放射強度レベルに設定可能であったとしたら）使用されるであろう設定に対応する。したがって、この処理は、グレイスケール・コントラストデバイス用に制御信号を生成するための既知の処理に相当しうる。
【００８６】
後続のステップ２３においては、領域強度信号２２のそれぞれが、複数の個別制御可能素子３１を設定するための複数の制御信号２４に変換される。
【００８７】
特に、上述のように、各領域強度信号２２は、パターニングデバイス３０のある領域についての放射強度に関連する。こうした領域はそれぞれが複数の個別制御可能素子３１を含む。ここで、各素子は上述のように２状態の１つに設定されうる。したがって、ステップ２３は、領域強度信号２２のそれぞれを、その領域強度信号に関連づけられたパターニングデバイス３０の領域における個別制御可能素子３１のそれぞれを設定するために使用される制御信号２４に変換する。
【００８８】
領域強度信号を対応個別制御可能素子のための複数の制御信号に変換する処理２３は、パターニングデバイス３０の領域における個別制御可能素子それぞれを個々の状態に設定することにより複合された作用が当該領域の総放射強度を対応する領域強度信号により特定される放射強度に一致させるものであるように構成されている。そして、それら個別制御可能素子のための制御信号２４は、パターニングデバイス３０を設定するためにコントローラ３２により個別制御可能素子３１へと供給されうる。
【００８９】
この実施形態の構成は、既に知られるマスクレスリソグラフィシステムと比べて１つ又は複数の利点を有する。特に、単一のグレイスケールの個別制御可能素子の作用を模擬するよう複数の白黒の個別制御可能素子が使用されているので、クリティカルディメンションの寸法の基板上の単位領域に対して使用される個別制御可能素子の数が、白黒コントラストデバイスを使用する従来のマスクレスリソグラフィシステムよりは少なくなる。
【００９０】
このことは、白黒コントラストデバイスを使用する従来システムにおいてはフィーチャのエッジに対応する個別制御可能素子だけが（すなわち、一列に並んだ個別制御可能素子を２つの利用可能な状態間で切り替えることによって）そのフィーチャのエッジ位置を調整するよう使用されるにすぎない、という事実を考慮することにより理解されうる。
【００９１】
一方、この実施形態の構成においては、あるパターニングデバイスの領域内のいずれか１つの個別制御可能素子の状態を変更することが、フィーチャのエッジ位置を調整するために使用されうる。つまり、フィーチャ境界の個別制御可能素子だけではない。したがって、このように、あるフィーチャの目的のエッジから離れた個別制御可能素子を使用してそのフィーチャのエッジ位置を微調整可能であることにより、フィーチャのとりうるエッジ位置それぞれに対応する個別制御可能素子の列を設けることが必須でなくなりうるという結果がもたらされる。したがって、クリティカルディメンションの寸法の基板上の単位領域に対する個別制御可能素子の個数が低減される。これにより、光学コラムの総数が低減され、リソグラフィ装置の製品原価が低減されうる。
【００９２】
本発明のある実施の形態においては、図５に示されるように、本処理は、基板に形成されるよう所望されるパターン２０の表現を、基板の歪み及び／または基板の位置誤差を考慮に入れて修正するステップ２５をも含んでもよい。例えば、基板にパターンを露光する処理の間に、公称の基板表面形状からの基板の歪み、及び／または基板の位置誤差を測定するために、基板がセンサ３３により検査されてもよい。基板に形成されるべきパターンを、測定された基板の歪み及び／または位置誤差に対応して修正することにより、基板にデバイスを形成する処理の所与の部分において基板に投影されるパターンは、以前に基板に形成された当該デバイスの層と正確に位置合わせされうる。
【００９３】
図５に示されるように、分離されたステップ２５が設けられていてもよく、これは、基板の歪みに関するセンサ３３からのデータを使用して、基板に形成されるべきパターンの表現を複数の領域強度信号に変換するステップに先行して、基板に形成されるよう所望されるパターン２０の表現を修正する。しかし、代案として、センサ３３による基板の歪みの測定結果が、基板に形成されるよう所望されるパターンの表現を複数の領域強度信号に変換する処理２１において考慮されてもよい。
【００９４】
よって、この実施形態によるリソグラフィシステムは有利には、ある基板上のあるデバイスの形成済みの層に対して次に形成される像のオーバレイ精度を改善するために、基板の歪みを考慮に入れてもよい。こうした可能性は従来知られたシステムにおいては提供されないが、それは上述のように既に決定されたパターンに制限されておりそれ故に基板歪みに応じて容易に修正され得ない白黒コントラストデバイスを使用するためである。
【００９５】
本発明のある実施の形態においては、図５に示されるように、領域強度信号２２を各個別制御可能素子３１のための複数の制御信号２４に変換するステップ２３の間に、応答不能の個別制御可能素子３１に関する情報２６が考慮されてもよい。したがって、例えば、制御信号が与えられるか否かにかかわらずある個別制御可能素子がその個別制御可能素子がとりうる２つの状態のうち一方で不変であることが既知となった場合には、対応する複数の個別制御可能素子のための制御信号に変換するステップ２３は、応答不能の個別制御可能素子３１がその状態に留まると仮定するよう構成されていてもよい。
【００９６】
例えば、パターニングデバイス３０のある所与の領域において半分の個別制御可能素子３１が第一状態に設定されるべきである場合には、第一状態で不変であることが既知である応答不能の個別制御可能素子３１はいずれも、第一状態に設定されるべき個別制御可能素子３１のグループに含められる。
【００９７】
したがって、こうした構成は、本書にて更に詳しく述べるような比較的簡単な処理によって、応答不能の個別制御可能素子の既知の状態を考慮に入れうる。特に、こうしたシステムの演算の複雑さは顕著には増えない。これはグレイスケール・コントラストデバイスを使用する既に知られたシステムとの比較であり、そこでは典型的に応答不能の個別制御可能素子を補償することは可能でない。また、応答不能の個別制御可能素子を考慮することができるグレイスケール・コントラストデバイスを使用する既に知られたシステムにおいては、演算の複雑さが顕著に増大する。
【００９８】
図７は、ある実施の形態において領域強度信号２２を対応する一組の個別制御可能素子３１のための複数の制御信号２４に変換するために使用され得る処理を概略的に示す。
【００９９】
領域強度信号を変換するために、処理２３は、一連のルックアップテーブル２７を使用する。これらは例えば、コントローラ３２の一部であるメモリ３２ａに保存されていてもよい。ルックアップテーブル２７は、例えば、パターニングデバイス３０上のある領域に対応し領域強度信号２２のとりうる設定ごとに使用される一組の個別制御可能素子について複数の制御信号を特定してもよい。その一組の制御信号は、対応する複数の個別制御可能素子の状態を、パターニングデバイス３０上のある領域について領域強度信号２２の所望される設定ごとの所望の有効点像分布関数に適合させることによって、生成されてもよい。
【０１００】
したがって、ある特定の領域強度信号２２に関連付けられた個別制御可能素子３１についての適切な制御信号の組をルックアップテーブル２７から選択することによって、本処理は、領域強度信号２２を複数の制御信号２４に変換してもよい。このような処理を実行する際の演算の複雑さは比較的小さくなりうる。
【０１０１】
ある実施の形態においては、ルックアップテーブル２７は、パターニングデバイス３０の全ての領域に共通であってもよい。
【０１０２】
ある実施の形態においては、対応する一組のルックアップテーブル２７が、パターニングデバイス３０の領域それぞれに提供されてもよい。こうした構成においては、ルックアップテーブル２７は、パターニングデバイス３０の領域ごとにその内部の応答不能の個別制御可能素子３１を考慮に入れるために選択されてもよい。したがって、例えば、同じ領域強度信号を実現するために、例えば第一状態に設定されるべき個別制御可能素子３１の分布をパターニングデバイス３０の領域ごとに異ならせてもよい。こうして、応答不能の個別制御可能素子３１の影響を軽減し又は最小としうる。
【０１０３】
代替的に又は追加的に、パターニングデバイス３０の異なる領域それぞれについての制御信号の組は、個別制御可能素子３１の既知の位置誤差を考慮に入れてもよい。このようにすると、上述の領域強度信号２２を生成する処理は、スポット位置誤差を考慮可能とする必要がないかもしれない。
【０１０４】
ある実施の形態においては、ルックアップテーブル２７は、必要に応じて、新たに同定された応答不能の個別制御可能素子３１及び／または新たに同定されたスポット位置誤差を考慮に入れて周期的に更新されてもよいものと理解されたい。
【０１０５】
ある実施の形態においては、ルックアップテーブル２７は、代替的に又は追加的に、パターン階調情報を考慮に入れるよう構成されていてもよい。したがって、例えば、パターニングデバイス３０のある領域についての一組の制御信号は、結果として得られる点像分布関数、すなわちパターニングデバイス３０のその領域について有効に生じる点像分布関数が、パターンにおけるその位置に関して適切であり、可能であれば最適化されているように選択されてもよい。例えば、ある領域強度信号２２の所与の値に対して、パターニングデバイス３０のある領域についての一組の制御信号は、あるパターンフィーチャの一方側にあるエッジについて、パターンフィーチャの他方側にあるエッジと比べて異なるものがルックアップテーブル２７から選択されてもよい。
【０１０６】
図８は、領域強度信号２２を、パターニングデバイス３０のある領域の対応する個別制御可能素子３１のための複数の制御信号２４に変換するための他の実施形態の処理を概略的に示す。
【０１０７】
変換処理２３の第１部分２３ａにおいては、パターニングデバイス３０のある領域が領域強度信号２２により指定された放射強度を基板に向けるために第一状態に設定されるべきであるパターニングデバイスの当該領域内の個別制御可能素子３１の個数が決定される。変換処理２３の第２部分２３ｂにおいては、当該領域内の複数の個別制御可能素子３１について制御信号２４を生成するために、決定された個数の第一状態に設定する個別制御可能素子３１がパターニングデバイス３０の当該領域にて分配されてもよい。
【０１０８】
分配処理２３ｂは、いくつかの方法で実行されうる。例えば、分配処理は、ランダムまたは擬似ランダムであってもよいし、または、第一状態に設定される個別制御可能素子をパターニングデバイス３０の当該領域にて均一に分布させるためのアルゴリズムが設けられてもよい。その他の分配処理が用いられてもよいものと理解されたい。また、分配処理２３ｂは、パターニングデバイス３０の各領域における応答不能の個別制御可能素子３１を考慮に入れてもよいと理解されたい。
【０１０９】
また、上述のように基板に形成されるよう所望されるパターンの表現を領域強度信号２２に変換するために、複数の異なる処理が使用されてもよいことを理解すべきである。
【０１１０】
ある実施の形態においては、コントローラ３２は、パターニングデバイスの領域ごとに生成される基板での放射強度分布の表現（点像分布関数として知られる）を使用してもよい。基板に形成されるよう所望されるパターンから、基板にて所望される放射強度が基板上の各点について決定される。これを用いて、パターニングデバイスの各領域にて設定されるべき放射強度レベルが、各領域からの寄与（対応する点像分布関数を考慮に入れた上で）の総和が基板にて所望される放射強度に等しくなるように、計算されてもよい。
【０１１１】
最良の解を決定する演算はコンピュータを駆使するものとなりうる。しかし、基板上のある点が受ける放射強度への最大の寄与は、パターニングデバイス３０上の１つの対応する点によって与えられる。また、パターニングデバイス上でこの点から遠くなるほど、基板にて受ける強度への寄与は小さくなる。したがって、基板上での注目点に対応するパターニングデバイス３０上の点を包含する限定した範囲内にあるパターニングデバイス３０の領域の寄与のみを考慮するように演算を制限したとしても、最良解の良好な近似が見出されうる。言い換えれば、考慮される点像分布関数の各々の効果を、パターニングデバイスの当該領域に対応する点を包含する基板の部分に制限してもよいということである。
【０１１２】
本説明においてはリソグラフィ装置の用途を特定のデバイス（例えば集積回路やフラットパネルディスプレイ）の製造としているが、本書に述べたリソグラフィ装置は他の用途にも適用することが可能であるものと理解されたい。他の用途としては、集積回路や集積光学システム、磁気ドメインメモリ用案内パターン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、微小電気機械デバイス（ＭＥＭＳ）などの製造に用いることが可能であり、これらに限られない。また、例えばフラットパネルディスプレイに関しては、本装置は、例えば薄膜トランジスタ層及び／またはカラーフィルター層などのさまざまな層の製造に用いることができる。
【０１１３】
本発明の種々の実施形態を上に説明したが、それらは例示にすぎず、限定のために提示されたものではないと理解すべきである。本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなくその形式及び詳細に種々の変更をすることができるということは当業者に明らかである。よって本発明の広さ及び範囲は上記で述べた例示的な実施の形態に限定されるべきではなく、後続の請求項とその均等物に従ってのみ定義されるべきである。本願は本発明者が考えた本発明の例示的実施形態の１つ以上を説明するものであるが、必ずしもすべてを説明するものではない。よって、本発明及び添付の請求項をいかなる形にも限定することを意図していない。
【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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