(57)【要約】【課題】投影系のバンド幅制限をよりうまく取り扱うシステム及び方法を提供する。【解決手段】リソグラフィシステムは、個別制御可能素子アレイと、投影系と、データパスハードウェアと、変換システムと、を備える。個別制御可能素子アレイは、放射ビームを変調可能である。投影系は、変調された放射ビームを基板の目標部分に投影する。データパスハードウェアは、入力パターンファイルを、個別制御可能素子アレイを制御するために使用される制御信号に変換する。変換システムは、要求デバイスレイアウトパターンをデータパスハードウェアへの入力パターンファイルに変換する。入力パターンファイルは、要求デバイスレイアウトパターンの空間周波数制限型表示である。【選択図】図５
2008078652.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射ビームを変調するパターニングデバイスと、
変調された放射ビームを基板の目標部分に投影する投影系と、
入力パターンファイルを、前記パターニングデバイスを制御するために使用される制御信号に変換するデータパスハードウェアと、
要求デバイスレイアウトパターンを、要求デバイスレイアウトパターンの空間周波数制限型表示である前記データパスハードウェアへの入力パターンファイルに変換する変換システムと、を備えることを特徴とするリソグラフィシステム。
【請求項２】
前記空間周波数制限型表示は、前記投影系により結像される空間周波数のみを含むことを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィシステム。
【請求項３】
前記空間周波数制限型表示に含まれる空間周波数は、前記投影系により結像される空間周波数により決定される閾値より小さいことを特徴とする請求項２に記載のリソグラフィシステム。
【請求項４】
前記空間周波数制限型表示は、前記投影系により結像され得ない空間周波数の欠落を補正する部分を備えることを特徴とする請求項２に記載のリソグラフィシステム。
【請求項５】
前記パターニングデバイスは、前記要求デバイスレイアウトパターンを生成するマスクを備え、
前記変換システムは、前記マスクにより基板に投影されるドーズ量パターンを計算し、計算されたドーズ量パターンを前記空間周波数制限型表示として使用することを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィシステム。
【請求項６】
前記マスクは光近接効果補正を備えることを特徴とする請求項５に記載のリソグラフィシステム。
【請求項７】
前記変換システムにより生成される前記空間周波数制限型表示は、ドーズトゥクリアコンターのマップに、該ドーズトゥクリアコンターに沿うドーズ量の空間微分の少なくとも１種に関する情報を組み合わせたものを備えることを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィシステム。
【請求項８】
ドーズトゥクリアコンターに沿うドーズ量の空間微分の少なくとも１種に関する情報は、規格化像光強度対数勾配値またはレジストプロファイルを備えることを特徴とする請求項７に記載のリソグラフィシステム。
【請求項９】
前記変換システムにより生成される前記空間周波数制限型表示は、前記要求デバイスレイアウトパターンのピクセルマップ表示を備えることを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィシステム。
【請求項１０】
パターニングデバイスを用いて放射ビームを変調することと、
変調された放射ビームを基板の目標部分に投影系を用いて投影することと、
入力パターンファイルを、パターニングデバイスを制御するための制御信号にデータパスハードウェアを用いて変換することと、
要求デバイスレイアウトパターンを、該要求デバイスレイアウトパターンの空間周波数制限型表示に変換することと、
前記要求デバイスレイアウトパターンの空間周波数制限型表示を前記データパスハードウェアへの入力パターンファイルとして使用することと、を含むことを特徴とするデバイス製造方法。
【請求項１１】
前記空間周波数制限型表示は、前記投影系により結像され得る空間周波数のみを含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記空間周波数制限型表示に含まれる空間周波数は、前記投影系により結像され得る空間周波数により決定される閾値より小さいことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記空間周波数制限型表示は、前記投影系により結像され得ない空間周波数の欠落を補正する部分を含むよう生成されることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記要求デバイスレイアウトパターンの前記空間周波数制限型表示への変換は、
前記パターニングデバイスとしてマスクを使用することと、
前記要求デバイスレイアウトパターンを生成するよう設計されている前記マスクによるドーズ量パターンを計算することと、
計算されたドーズ量パターンを前記空間周波数制限型表示として使用することと、を含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
前記マスクに光近接効果補正を形成することをさらに含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
変換ステップは、ドーズトゥクリアコンターのマップに、該ドーズトゥクリアコンターに沿うドーズ量の空間微分の少なくとも１種に関する情報を組み合わせたものを備える空間周波数制限型表示を生成することを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１７】
ドーズトゥクリアコンターに沿うドーズ量の空間微分の少なくとも１種に関する情報は、規格化像光強度対数勾配値またはレジストプロファイルを備えることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
変換ステップは、前記要求デバイスレイアウトパターンのピクセルマップ表示を備える空間周波数制限型表示を生成することを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１９】
請求項１０に記載の方法により製造されたフラットパネルディスプレイ。
【請求項２０】
請求項１０に記載の方法により製造された集積回路デバイス。
【請求項２１】
マスクとして所定の候補マスクパターンを使用するマスク使用型リソグラフィ装置によって基板に投影されるべきドーズ量パターンを計算することと、
計算されたドーズ量パターンを、個別制御可能素子アレイを制御するための制御信号にドーズ量パターンを変換するマスクレスリソグラフィ装置のデータパスハードウェアへの入力として使用することと、
前記個別制御可能素子アレイを使用して放射ビームを変調することと、
露光済基板を得るべく、変調された放射ビームを基板の目標部分に投影することと、
デバイスを形成するために前記露光済基板を処理することと、
前記デバイスの性能を評価するために前記デバイスを試験することと、
上述の各ステップを一組の候補マスクパターンに対して繰り返すことと、
前記試験ステップでの結果の比較に基づいて候補マスクパターンのうち最適な１つを選択することと、を含むことを特徴とするマスク最適化方法。
【請求項２２】
前記候補マスクパターンに光近接効果補正を含めることをさらに含むことを特徴とする請求項２１に記載のマスク最適化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射パルスエネルギ制御システム、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、所望のパターンを基板または基板の一部に転写する機械である。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や集積回路（ＩＣ）、微細構造を有する他のデバイスの製造に用いられる。通常は例えばマスクまたはレチクルと称されるパターニングデバイスを使用して、集積回路やフラットパネルディスプレイまたは他のデバイスの各層に対応した回路パターンを形成する。このパターンは、基板に塗布された照射感応材料（レジスト）層への像形成により基板（例えばガラスプレート）の全体または一部に転写される。
【０００３】
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形成する場合もある。パターニングデバイスは、それぞれ個別に制御可能である素子の配列（以下「個別制御可能素子アレイ」という場合もある）を備えるパターニングアレイをマスクの代わりに備えてもよい。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。
【０００４】
フラットパネルディスプレイの基板は通常長方形である。この種の基板を露光するためのリソグラフィ装置は、基板の幅全体またはその一部（例えば全幅の半分）をカバーする露光空間を有するように設計される。この露光空間の最下部で基板が走査されるとともに、マスク又はレチクルが基板の走査に同期してビームに対して走査される。このようにして基板にパターンが転写される。露光空間が基板の幅全体をカバーする場合には１回の走査で露光が完了する。露光空間が例えば基板の幅の一部分をカバーする場合には、１回目の露光後に横方向に基板を移動させ、通常は基板の残りを露光するための走査がさらに行われる。
【０００５】
チップレイアウトツールまたは同種の設計ユーティリティが、目標デバイスレイアウトパターンを規定するのに使用される。目標デバイスレイアウトパターンというのは、ユーザが基板上に生成しようとするパターンのことである。これらのユーティリティからの出力または「レイアウト」は通常、パターンが有する構造で目標デバイスレイアウトパターンを定義する。例えば、レイアウトファイルはＧＤＳＩＩ形式である。
【０００６】
マスクレスシステムでは、レイアウトファイルはデータパスへの入力の一部を形成する。データパスは複数のデータ処理装置が直列に接続されて構成されており、これらデータ処理装置は、露光済基板の後処理によって目標デバイスパターンを生成するのに適したドーズ量パターンを基板に与えるためにパターニングシステムをどのように駆動させればよいかを演算する。
【０００７】
ところが、レイアウトファイルにおいて規定されている目標デバイスレイアウトパターンは無限にシャープなエッジを有しており、投影系の（空間）周波数応答に限界があることが考慮されていない。つまり投影系は（空間領域で）一種のローパスフィルタとして機能する。言い換えれば、レイアウトファイルのデータには、投影系からの出力と同様のバンド幅制限は課されておらず、投影系では再生し得ない情報（主として高空間周波数データ）が含まれている。
【０００８】
レイアウトファイルの周波数情報と投影系の周波数応答との上述のミスマッチは、形成されるドーズ量パターンに誤差を生じさせる原因となる。この誤差を低減させ得る１つの方法は、「光近接効果補正（ＯＰＣ）」としても知られるように、補正フィーチャを組み込んでレイアウトファイルを修正することである。
【０００９】
ＯＰＣは、所与のマスクレイアウトにより所与の投影系で露光されるときのドーズ量パターン（または空間像）の理論的計算結果に基づいて求めることができる。ＯＰＣがマスクレイアウトに組み入れられることにより、投影系のローパス特性により生じる誤差を補正することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述のレイアウト及びＯＰＣを入力として用いた場合にマスクレスシステムで実現されるドーズ量パターンは、同じレイアウト及びＯＰＣに基づくマスク構成でマスク使用システムを用いて得られるドーズ量パターンとはかなり異なる可能性がある。例えばマスク使用システムで使用され得る複数のレイアウトを候補とし、これらの候補から選択してマスクレスシステムに使用する場合においては、このドーズ量パターンの違いが問題を引き起こすことがある。マスクレスシステムにおいて入力としてうまく機能するレイアウトは、マスク使用システムでマスクとして使用される場合にはあまりうまく機能しない可能性がある。
【００１１】
そこで、投影系のバンド幅制限をよりうまく取り扱うシステム及び方法が求められている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一実施形態によれば、個別制御可能素子アレイと、投影系と、データパスハードウェアと、変換システムと、を備えるリソグラフィシステムが提供される。個別制御可能素子アレイは、放射ビームを変調可能である。投影系は、変調された放射ビームを基板の目標部分に投影する。データパスハードウェアは、入力パターンファイルを、個別制御可能素子アレイを制御するために使用される制御信号に変換する。変換システムは、要求デバイスレイアウトパターンをデータパスハードウェアへの入力パターンファイルに変換する。入力パターンファイルは、要求デバイスレイアウトパターンの空間周波数制限型表示である。
【００１３】
本発明の他の実施形態によれば、以下のステップを備えるデバイス製造方法が提供される。個別制御可能素子アレイを用いて放射ビームを変調すること。変調された放射ビームを基板の目標部分に投影系を用いて投影すること。入力パターンファイルを、個別制御可能素子アレイを制御するための制御信号にデータパスハードウェアを用いて変換すること。要求デバイスレイアウトパターンを、要求デバイスレイアウトパターンの空間周波数制限型表示に変換し、要求デバイスレイアウトパターンの空間周波数制限型表示をデータパスハードウェアへの入力パターンファイルとして使用すること。
【００１４】
本発明の更なる実施形態によれば、以下のステップを備えるマスク最適化方法が提供される。マスクとして所定の候補マスクパターンを使用するマスク使用型リソグラフィ装置によって基板に投影されるであろうドーズ量パターンを計算すること。計算されたドーズ量パターンをマスクレスリソグラフィ装置のデータパスハードウェアへの入力として使用すること。データパスハードウェアは個別制御可能素子アレイを制御するための制御信号にドーズ量パターンを変換する。個別制御可能素子アレイを使用して放射ビームを変調すること。露光済基板を得るべく、変調された放射ビームを基板の目標部分に投影すること。デバイスを得るために露光済基板を処理すること。デバイスの性能を評価するためにデバイスを試験すること。上述の各ステップを一組の候補マスクパターンに対して繰り返し、試験ステップでの結果の比較から最適な候補マスクパターンを選択すること。
【００１５】
本発明の更なる実施形態や特徴、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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本明細書は本発明の特徴を組み入れた１つまたは複数の実施形態を開示する。開示された実施形態は本発明の例示にすぎない。本発明の範囲は開示された実施形態には限定されない。本発明は添付の請求項により定義される。
【００１７】
以下で「一実施形態」、「一実施例」等の表現を用いる場合には、実施形態が特定の特徴、構造、または特性を含んでもよいことを示すにすぎないものであり、当該特徴、構造または特性がすべての実施形態に含まれなければならないことを意味するのではない。またこれらの表現は同一の実施形態を必ずしも指し示すものでもない。さらに、一実施形態に関連して特定の特徴、構造、または特性が説明される場合には、明示的に説明されているか否かによらず当業者の知識により他の実施形態においても当該特徴、構造または特性が有効であるものと理解されたい。
【００１８】
本発明の実施形態は、ハードウエア、ファームウエア、ソフトウエア、またはこれらの組合せの形式で具現化されてもよい。本発明の実施形態は、１つまたは複数のプロセッサにより読取かつ実行可能である機械読取可能媒体に記憶された命令として具現化されてもよい。機械読取可能媒体は、機械（例えばコンピュータ）により読取可能な形式で情報を記憶または伝送するいかなる機構も含んでもよい。例えば、機械読取可能媒体は、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、磁気ディスク記録媒体、光記録媒体、フラッシュメモリ装置、電気的または光学的または音響的またはその他の信号伝送形式（例えば搬送波、赤外信号、デジタル信号など）、またはその他を含んでもよい。また以下では、ファームウエア、ソフトウエア、ルーチン、命令はある動作を実行するためのものとして記述されていてもよい。しかしこれらの記述は単に簡便化のためであり、これらの動作はそのファームウエア、ソフトウエア、ルーチン、命令等を実行する演算装置、プロセッサ、コントローラ、または他の装置により実際に得られるものと理解されたい。
【００１９】
図１は本発明の一実施形態に係るリソグラフィ装置１を模式的に示す図である。この装置は、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。
【００２０】
本明細書ではリソグラフィを取りあげて説明しているが、本発明の範囲から逸脱することなくパターニングデバイスＰＤはディスプレイシステム（例えばＬＣＤテレビジョンまたはプロジェクタ）により構成することもできる。この場合、パターン付与ビームは、例えば基板やディスプレイデバイス等の様々な対象物に投影することができる。
【００２１】
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、あるパラメタに従って基板を正確に位置決めする位置決め装置ＰＷに接続されている。
【００２２】
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つ又は複数のダイからなる）目標部分Ｃに投影するよう構成されている。本明細書では投影系という用語は、使用される露光光、あるいは液浸露光用液体や真空の利用などの他の要因に関して適切とされるいかなる投影系をも包含するよう広く解釈されるべきである。投影系には例えば屈折光学系、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などが含まれる。以下では「投影レンズ」という用語は、より一般的な用語である投影系という用語と同義に用いられ得る。
【００２３】
照明系は、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、あるいは他の種類の光学素子などの各種の光学素子、またはこれらの組合せを含み得るものであり、放射ビームの向きや形状、あるいは他の特性を制御するためのものである。
【００２４】
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が、あるパラメタに従って該アレイを正確に位置決めする位置決め装置に接続されていてもよい。
【００２５】
本明細書において「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示すよう広く解釈されるべきである。パターニングデバイスは、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アレイ）であってもよい。簡単のため本明細書では動的パターニングデバイスを例に挙げて説明しているが、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。
【００２６】
放射ビームに付与されるパターンは、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くてもよい。また、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。
【００２７】
通常、基板の目標部分に生成されるパターンは、その目標部分に生成される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や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、ＬＥＤ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。
【００２８】
パターニングデバイスは電子的手段（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は、複数のプログラム可能素子を含んでもよく、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。以下ではこれらを集合的に「コントラストデバイス」と称する。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を備えてもよく、または少なくとも１００個、少なくとも１，０００個、少なくとも１０，０００個、少なくとも１００，０００個、少なくとも１，０００，０００個、または少なくとも１０，０００，０００個、のプログラム可能素子を備えてもよい。
【００２９】
プログラマブルミラーアレイの一実施例は、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例えば、反射表面のうちアドレス指定されている区域が入射光を回折光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光を非回折光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、反射光ビームから非回折光を取り除いて回折光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。
【００３０】
なお代替例として、回折光をフィルタにより取り除いて非回折光を基板に到達させるようにしてもよい。
【００３１】
他の実施例として、回折光学ＭＥＭＳ（微小電気機械システム）デバイス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、入射光を回折光として反射する格子を形成するよう変形される複数の反射性のリボン状部位を備える。
【００３２】
プログラマブルミラーアレイの他の例においては、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独立に軸周りに傾斜しうる。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に構成されており、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。
【００３３】
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。
【００３４】
リソグラフィ装置は１つ以上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少なくとも１つの照明系（または照明系の一部）を共有していてもよい。斯かるアレイは当該アレイ用の支持構造及び／または投影系（または投影系の一部）を共有していてもよい。
【００３５】
一実施例例えば図１に示される実施例では、基板Ｗは実質的に円形状であってもよい。基板Ｗは周縁部にノッチ及び／または平坦部を有していてもよい。基板は例えば長方形などの多角形形状でもよい。
【００３６】
基板の形状が実質的に円形の場合、基板の直径は少なくとも２５ｍｍであってもよく、または例えば少なくとも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であってもよい。一実施例では、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。
【００３７】
基板が例えば長方形などの多角形の場合、基板の少なくとも１辺の長さ、または例えば少なくとも２辺または少なくとも３辺の長さが、少なくとも５ｃｍであってもよく、または例えば少なくとも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であってもよい。
【００３８】
基板の少なくとも１辺の長さは、長くても１０００ｃｍ、または例えば長くても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。
【００３９】
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。一実施例ではウェーハの材料は、Ｓｉ（ケイ素）、ＳｉＧｅ（シリコンゲルマニウム）、ＳｉＧｅＣ（シリコンゲルマニウムカーボン）、ＳｉＣ(炭化ケイ素)、Ｇｅ（ゲルマニウム）、ＧａＡｓ(ガリウムヒ素)、ＩｎＰ（インジウムリン）、ＩｎＡｓ（インジウムヒ素）から成るグループから選択される。ウェーハは、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ウェーハ、シリコンウェーハ、セラミック基板、ガラス基板、またはプラスチック基板である。基板は透明であってもよいし（ヒトの裸眼で）、有色であってもよいし、無色であってもよい。
【００４０】
この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。基板の厚さは、少なくとも５０μｍであり、または例えば少なくとも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。また、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。
【００４１】
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。一実施例ではレジスト層が基板に設けられる。
【００４２】
投影系は、個別制御可能素子アレイにおけるパターンが基板上にコヒーレントに形成されるように当該パターンの像を形成する。これに代えて投影系は二次光源の像を形成してもよく、この場合個別制御可能素子アレイの各素子はシャッタとして動作してもよい。この場合には投影系は、例えば二次光源を形成し基板上にスポット状に像形成するために、例えばマイクロレンズアレイ（ｍｉｃｒｏ  ｌｅｎｓ  ａｒｒａｙ、ＭＬＡとして知られている）やフレネルレンズアレイなどのフォーカス素子のアレイを含んでもよい。フォーカス素子のアレイ（例えばＭＬＡ）は少なくとも１０個のフォーカス素子を備え、または例えば少なくとも１００個、少なくとも１，０００個、少なくとも１０，０００個、少なくとも１００，０００個、または少なくとも１，０００，０００個のフォーカス素子を備えてもよい。
【００４３】
パターニングデバイスにおける個別制御可能素子の数とフォーカス素子のアレイにおけるフォーカス素子の数とは等しいか、あるいは、パターニングデバイスにおける個別制御可能素子の数がフォーカス素子のアレイにおけるフォーカス素子の数よりも多い。フォーカス素子のアレイにおける１つ以上（例えばたいていは１０００以上、またはすべての）のフォーカス素子は、個別制御可能素子アレイにおける１つ以上（例えば２つ以上、または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連関していてもよい。
【００４４】
ＭＬＡは、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１以上のアクチュエータを用いて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、基板を動かすことなく例えば焦点合わせをすることが可能となる。
【００４５】
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。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）の装置を代替的に用いてもよい。
【００４６】
リソグラフィ装置は２つ以上（２つの場合にはデュアルステージと呼ばれる）の基板テーブルを備えてもよい。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以上のテーブルで露光が行われている間に１以上の他のテーブルで準備工程が実行されるようにしてもよい。
【００４７】
リソグラフィ装置は、基板の少なくとも一部が「液浸露光用の液体」で覆われるものであってもよい。この液体は比較的高い屈折率を有する例えば水などの液体であり、投影系と基板との間の空隙を満たす。液浸露光用の液体は、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るものであってもよい。液浸技術は投影系の開口数を増大させる技術として周知である。本明細書では「液浸」という用語は、基板等の構造体が液体に完全に浸されているということを意味するのではなく、露光の際に投影系と基板との間に液体が存在するということを意味するに過ぎない。
【００４８】
図１に示されるようにイルミネータＩＬは放射源ＳＯから放射ビームを受け取る。放射源により、少なくとも５ｎｍ、または例えば少なくとも１０ｎｍ、少なくとも１１乃至１３ｎｍ、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が供される。また、放射源ＳＯにより供される放射は、長くても４５０ｎｍ、または例えば長くても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。この放射は、４３６ｎｍ、４０５ｎｍ、３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、及び／または１２６ｎｍの波長を含んでもよい。
【００４９】
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しているとはみなされなく、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含んで構成される。あるいは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に構成されていてもよい。光源ＳＯとイルミネータＩＬとは、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、放射系または放射システムと総称される。
【００５０】
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。一般にはアジャスタＡＤにより、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径及び／または内径の値（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などの他の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及び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対応するように構成してもよい。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「放射ビーム」という用語は、放射ビームがこれらの複数の分割ビームを含むという状況も包含するが、これに限定されないものとする。
【００５１】
放射ビームＢは、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）に入射して、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ＩＦ２（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は正確に移動され、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。また、個別制御可能素子アレイ用の位置決め手段が設けられ、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。
【００５２】
一実施例では、基板テーブルＷＴの移動は、ロングストロークモジュール（粗い位置決め用）及びショートストロークモジュール（精細な位置決め用）により実現される。ロングストロークモジュール及びショートストロークモジュールは図１には明示されていない。一実施例ではショートストロークモジュールを省略してもよい。個別制御可能素子アレイを位置決めするためにも同様のシステムを用いることができる。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小さく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は、実質的に一定の速度で基板Ｗを走査させるための機構を備えてもよい。
【００５３】
図１に示されるように放射ビームＢ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。このビームスプリッタＢＳは、放射ビームがまずビームスプリッタＢＳにより反射されてパターニングデバイスＰＤに入射す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をパターニングデバイスに入射させるようにすることもできる。放射ビームは０度から９０度の間の角度でパターニングデバイスに入射する。または例えば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度の間の角度であってもよい（図１には９０度の例が示されている）。パターニングデバイスＰＤは放射ビームＢを変調し、再度ビームスプリッタＢＳに向かって戻るように放射ビームＢを反射する。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に入射させ、そのまま更に投影系ＰＳに入射させ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に示される構成は必要とはされない。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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、パルス放射源により基板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は基板上を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。
【００５８】
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。
【００５９】
５．ピクセルグリッド結像モードでは、基板Ｗに形成されるパターンは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。このモードは図２のリソグラフィ装置を使用して実現することができる。このスポット状の露光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（グリッド状）に転写される。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、毎回の露光時に露光スポットが形成する格子の大きさ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形成される。露光照射の合間に各スポットの強度分布が変更される。
【００６０】
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で使用してもよい。
【００６１】
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位が示す反応と、その閾値以下の放射ドーズ量を受けた部位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上記の閾値を超える放射ドーズ量を受けた基板上の区域は、レジスト層が現像されることによりエッチングから保護される。一方、この閾値以下の放射ドーズ量を受けたレジストは露光後の現像工程で除去され、基板のその区域はエッチングから保護されない。このため、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、パターン図形内部となる基板上の区域での露光中の放射ドーズ量がドーズ閾値を超えるように実質的に高強度であるように設定される。基板の他の領域は、ゼロまたはかなり低い放射強度を受けるように対応の個別制御可能素子が設定されることにより、ドーズ閾値以下の放射を受ける。
【００６２】
実際には、パターン図形端部での放射ドーズ量は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。この放射ドーズ量は、たとえ図形の境界部分の一方の側への放射強度が最大となり、かつその図形境界部分の他方の側へ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急激には変化しない。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。パターン図形の境界位置は最終的にレジストの現像により形成される。その境界位置は、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。この移行領域でのドーズ量低下のプロファイル、ひいてはパターン図形の境界の正確な位置は、当該図形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の設定により、より正確に制御できるであろう。これは、照度レベルの最大値または最小値を制御するだけではなく、当該最大値及び最小値の間の照度レベルにも制御することによっても可能となるであろう。これは通常「グレイスケーリング」と呼ばれる。
【００６３】
グレイスケーリングによれば、個別制御可能素子により基板に２値の放射強度（つまり最大値と最小値）だけが与えられるリソグラフィシステムよりも、パターン図形の境界位置の制御性を向上させることができる。少なくとも３種類の放射強度が基板に投影されてもよく、または例えば少なくとも４種類の放射強度でも、少なくとも８種類の放射強度でも、少なくとも１６種類の放射強度でも、少なくとも３２種類の放射強度でも、少なくとも６４種類の放射強度でも、少なくとも１２８種類の放射強度でも、または少なくとも２５６種類の放射強度でもよい。
【００６４】
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。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２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、基板上での放射ドーズ量プロファイルが２以上の望ましいドーズ量レベルを有するようにするのに用いることができる。一実施例では、この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を有し、または例えば少なくとも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してもよい。
【００６５】
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。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。
【００６６】
図２は、本発明に係る露光装置の一例を示す図である。この実施例は例えばフラットパネルディスプレイの製造に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には図２においても同じ参照符号を付している。また、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などを含む上述のさまざまな変形例は同様に適用可能である。
【００６７】
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、開口絞りＡＳの開口部で合焦させる。開口部には他のレンズＡＬを設けてもよい。そして放射ビームＢは発散し、第２のレンズＬ２（例えばフィールドレンズ）により合焦させられる。
【００６８】
投影系ＰＳは、拡大された変調放射ビームＢを受けるように構成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レンズアレイＭＬＡの異なる部分を通過する。この変調放射ビーム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いる。各レンズは変調放射ビームＢの各部分を基板Ｗ上の点に合焦させる。このようにして基板Ｗ上に照射スポット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含んでもよい（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）。
【００６９】
図３は、本発明の一実施形態に係り、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によって基板に投影されるスポットＳの配列を示す。基板は、基板上での露光が進むにつれて投影系に対してＹ方向に移動する。図中の白丸は、基板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上に露光スポット列Ｒを形成する。各スポットＳの露光により形成される露光スポット列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。上述のようにこのような方式はよく「ピクセルグリッド結像」と称される。
【００７０】
照射スポット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）に移動するときに、各照射スポットが基板の異なる領域を通過するようにするためである。これにより、照射スポット１５の配列により基板の全領域がカバーされることになる。角度θは大きくても２０°または１０°であり、または例えば大きくても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。角度θは小さくても０．００１°である。
【００７１】
図４は、本発明の一実施形態において、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のかを模式的に示す図である。この例では照射スポットＳ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配列で２つの列Ｒ１、Ｒ２に配置されている。照射スポットの配列の端部が隣接の照射スポット（例えば図３のスポットＳ）の配列の端部に（走査方向であるＹ方向において）少し重なるように形成される。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、照射の帯が基板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、または例えば少なくとも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、または例えば３０個未満または２０個未満である。
【００７２】
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。
【００７３】
投影系ＰＳは、回折効果によってバンド幅が制限され得る。実際、投影系ＰＳにより基板Ｗに再生される像は、パターニングデバイスＰＤにより定義される要求デバイスレイアウトに対してローパスフィルタリングがなされたものとなる。ここでパターニングデバイスＰＤは、マスク使用システムにおいてはマスクであるし、マスクレスシステムにおいては個別制御可能素子アレイである。要求デバイスレイアウトがシャープなフィーチャを含む（つまり無限に高い空間周波数成分を含む）場合には、基板Ｗに形成されるドーズ量パターンはパターニングデバイスＰＤにより定義されるものとは異なってしまう。空間周波数のうち高次の成分が除去されてしまうからである。ローパスの閾値は投影系ＰＳの特性により決まるのであるが、一般には次の３つのパラメタに依存する。放射波長（λ）と投影光学系の開口数（ＮＡ）と照明プロファイルのサイズ（σ）である。結像される最小のクリティカルディメンション（ＣＤ）は、次式で与えられる。
ＣＤ＝０．２５λ／ＮＡ（１＋σ）
【００７４】
このような高周波数情報の欠落が何ら考慮されないのであれば露光済基板Ｗの処理後に得られるデバイスパターンには誤差が生じるが、この誤差は最小化されるか、または回避されることが望ましいものである。
【００７５】
一実施例では、低空間周波数（すなわち投影系ＰＳによりフィルタリングされない程度に十分に低い周波数）の補正フィーチャがマスクパターンに組み込まれてもよい。これらのフィーチャは、要求デバイスレイアウトの特定の要素に必ずしも直接対応しない（すなわち基板Ｗ上において識別可能なフィーチャとしては結像されない）が、投影系ＰＳのローパスフィルタリング効果を補正するフィーチャである。これらの補正フィーチャは次のようにして付加されてもよい。まず、所与のマスクパターン及び所与の投影系におけるローパスフィルタリング効果により像に生じる誤差を計算する。そして、その計算結果に基づいて補正フィーチャを選択する。一実施例では、補正フィーチャは「光近接効果補正（ＯＰＣ）」の名前でも一般に知られている。微細なフィーチャ及び／又は互いに非常に近接するフィーチャが結像されようとする場合には、これらのフィーチャの高周波成分がより重要となるので、更なる補正が必要とされる。
【００７６】
そこで、マスクレスシステムでは、データパスハードウェアが要求デバイスレイアウト及び／またはＯＰＣを入力として用いてもよい。マスク使用システムにおけるマスクは、要求デバイスレイアウト及びＯＰＣに基づいて構成されてもよい。
【００７７】
図５はマスクレスリソグラフィシステムを示す図である。この装置は、放射ビームを変調する個別制御可能素子アレイＰＤと、所望のドーズ量パターンを形成すべく変調された放射ビームを基板Ｗに投影する投影系ＰＳと、を備える。個別制御可能素子アレイＰＤは、データパスハードウェア５０により生成される制御信号５１により制御される。データパスハードウェア５０での演算は通常入力ファイル５２に基づく。入力ファイル５２は、要求デバイスレイアウトを含み、投影系ＰＳのバンド幅制限を補正するためのＯＰＣをさらに含んでもよい。本実施形態では、その代わりに変換システム５４が設けられる。変換システム５４は、（ユーザインターフェイス５６を通じて入力される）要求デバイスレイアウトを空間周波数制限型表示（すなわち空間周波数成分の範囲制限を含む表現形式、例えば所定の空間周波数閾値以下の空間周波数が制限される表現形式）に変換する。そして、変換された要求デバイスレイアウトは入力ファイル５２としてデータパスハードウェア５０へと転送される。このようにして、データパスハードウェア５０は入力ファイル５２を受け取る。この入力ファイル５２は、一般的には投影系ＰＳにより基板Ｗに生成されるパターンにより近似するパターンを表す。
【００７８】
この変換処理は、投影系ＰＳにより結像され得る空間周波数に入力ファイル５２の空間周波数を制限するように設計されていてもよい。そうすれば情報の損失を防ぐことができる。
【００７９】
空間周波数制限型表示により、制限を越える高次の空間周波数は含まれなくなる。しかし、例えば、最終的に形成されたデバイスレイアウトにおいて視認され得るフィーチャに直接対応しないＯＰＣと同種の補正フィーチャを含むようにすれば解像度の向上も可能である。
【００８０】
一実施例では、変換システム５４は、要求デバイスレイアウトを生成するよう設計されているマスクＰＤを用いるマスク使用型リソグラフィ装置により基板Ｗに投影されるであろうドーズ量パターンを計算し（つまり、そのマスクで「仮想露光」を実行して露光結果を計算し）、計算されたドーズ量パターンをデータパスハードウェア５０への入力として用いる。計算されたドーズ量パターンは投影系ＰＳによるローパスフィルタリングがなされたパターンに相当するから、この計算されたドーズ量パターンは、要求デバイスレイアウトの空間周波数制限型表示に既になっている。さらに、本マスクレスシステムの投影系ＰＳがマスク使用型システムと解像度が同等またはより良好である場合には、この計算されたドーズ量パターンをデータパスハードウェア５０への入力として用いて実際に形成されるドーズ量パターンは、マスク使用型システムで形成されるであろうドーズ量パターンにほぼ相当するものとなる。よって、このようなアプローチによれば、最終的にマスク使用型システムで再生されるデバイスレイアウトの評価をマスクレスシステムで迅速かつ正確に実行することが可能となる。
【００８１】
代替的アプローチまたは付加的アプローチは、ドーズ・トゥ・クリアの等高線（コンター）の組み合わせを使用することである。例えば、レジストの「エッチング閾値」に対応するドーズ量レベルのコンターである。この「エッチング閾値」は、該エッチング閾値より低いドーズ量で露光された領域が露光後のエッチング処理で除去され、該エッチング閾値よりも高いドーズ量で露光された領域が露光後のエッチング処理で除去されないように定められる。ドーズトゥクリアコンターにおけるドーズ量の空間微分は、要求デバイスレイアウトの空間周波数制限型表示として使用される。このドーズ量の空間微分は、コンター上でドーズ量がどのように変化しているかを表す量である。このような空間微分の一例は、いわゆる規格化像光強度対数勾配値（ＮＩＬＳ値、Normalized Image Log Slope 値）である。空間微分の他の例は、「レジストプロファイル」である。このレジストプロファイルは露光後ベークの前または後に計算される。レジストプロファイルは、コンターの各領域で結像放射により露光されたレジストに生じる（化学的）組成変化の量を表す。ドーズ量の空間微分は、一般にコンターに垂直な方向を向き、コンターに沿って大きさが変化する。
【００８２】
また、要求デバイスレイアウトのピクセルマップ表示が空間周波数制限型表示として用いられてもよい。基本的にピクセルマップの幾何学形状はどんなものでもよい（例えば六角形や正方形など）。ピクセルマップは、投影系により結像され得る最小の空間周波数を与えるナイキスト周波数よりも充分に高い解像度で要求デバイスレイアウトをサンプリングすることにより構築される。
【００８３】
ピクセルマップは、通常のデータパスでの処理でも形成されることがある。非空間周波数制限型表示がデータパスハードウェア５０への入力として用いられる場合にも形成されることがある。ところが、ここでのピクセルマップはオンライン処理（基板の露光処理との同時処理）の一部として反復的に形成され、データパスハードウェア５０への入力としては使われない。一実施形態によれば、ピクセルマップ（または他の空間周波数制限型表現形式）は外部（つまりオフライン）で計算される。この場合、データパスによりオンラインでなされるべき負荷量が低減され、必要となるハードウェア資源及び関連コストを低減することもできる。
【００８４】
図６は、マスクレイアウトの最適化処理の一例を示す図である。ステップ６０においては、マスク使用システムで基板に投影されるべきドーズ量パターンが、候補マスクパターンを有するマスクによる仮想露光に基づいて演算される。ステップ６１においては、計算されたドーズ量パターンがマスクレスリソグラフィ装置のデータパスハードウェアへの入力として使われる。ここでのマスクレスリソグラフィ装置は、ステップ６０のマスク使用システムと同等またはより良好な光学特性を有してもよい。データパスハードウェアは制御信号を生成し、この制御信号により個別制御可能素子アレイが制御される。ステップ６２においては、個別制御可能素子アレイが制御されて放射ビームが変調される。更に放射ビームが基板に投影され、基板が露光される。ステップ６３においては、完全に露光された基板が、少なくとも部分的に機能デバイスとして形成されるよう処理される。このデバイスの特性はステップ６４で試験される。これにより、候補マスクパターンに対応するデバイスレイアウトの特性が評価される。
【００８５】
一実施例では、上述の各ステップは異なる候補パターンに対して繰り返される。このとき各候補パターンは同一の基板に露光されてもよいし、異なる基板に露光されてもよい。このような各ステップの反復処理は、試験結果が合格となり比較ステップ６５に進むまで行われてもよい。比較ステップ６５では、得られた試験結果が比較され、最適な候補マスクパターンが選択される。
【００８６】
上述のように、マスクレスシステムを用いることにより、これらの試験を比較的迅速かつ安価に行うことができる。候補マスクパターンごとにマスクを製造する必要がないからである。また、候補パターンを有するマスクから計算されたドーズ量パターンを要求レイアウトに代えて入力として用いているので、マスクレスシステムで所与の候補マスクパターンにより得られる結果と、その候補パターンのマスクを製造してマスク使用リソグラフィシステムで得られる結果との間には比較的近い相関があるはずである。よって、上述の試験処理から得られる結果は、要求デバイスレイアウトをデータパスハードウェアへの入力として直接用いる試験処理に比べて信頼性が高い。
【００８７】
上述の最適化処理は、マスクレスリソグラフィシステムへの空間周波数制限型入力としてマスクの仮想露光結果を用いるというものであった。この処理方法は、マスク上のパターンの他の空間周波数制限型表示を用いる場合にも適用可能である。例えば、候補マスクパターンが、空間周波数制限型表示を得るために仮想露光をする代わりに、ドーズトゥクリアコンターとドーズトゥクリアコンターに沿うドーズ量の空間微分との組み合わせにより表されていてもよい。
【００８８】
デバイスレイアウトのさまざまな特性が性能に影響しうる。例えば、異なるデバイス素子間でのクロストーク、通信ライン長の変動（遅延の原因となる）、トランジスタゲートの長さ比の変動がある。異なるデバイスレイアウトパターン間での電気的特性の違いは、両者が同一の機能を名目上有するように設計されていたとしてもかなり大きくなることがある。設計段階ではこのような大きな違いを予測することはしばしば困難であるので、試験をすることが有益である。
【００８９】
本説明においてはリソグラフィ装置の用途を特定の装置（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、ここでの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、微小電気機械素子（ＭＥＭＳ）、ＬＥＤ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、本発明に係る装置は、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。
【００９０】
ここでは特に光学的なリソグラフィを本発明に係る実施形態に適用したものを例として説明しているが、本発明は例えばインプリントリソグラフィなど文脈が許す限り他にも適用可能であり、光学的なリソグラフィに限られるものではない。インプリントリソグラフィでは、パターニングデバイスのトポグラフィーが基板に生成されるパターンを決める。パターニングデバイスのトポグラフィーが基板に塗布されているレジスト層に押し付けられ、電磁放射や熱、圧力、あるいはこれらの組み合わせによってレジストが硬化される。レジストが硬化されてから、パターニングデバイスは、パターンが生成されたレジストから外されて外部に移動される。
【００９１】
［結語］
本発明の種々の実施例を上に記載したが、それらはあくまでも例示であって、それらに限定されるものではない。本発明の精神と範囲に反することなく種々に変更することができるということは、関連技術の当業者には明らかなことである。本発明の範囲と精神は上記で述べた例示に限定されるものではなく、請求項とその均等物によってのみ定義されるものである。
【００９２】
「課題を解決する手段」及び「要約書」の項ではなく「発明の詳細な説明」の項が請求項を解釈するのに使用されるように意図されている。「課題を解決する手段」及び「要約書」の欄は本発明者が考えた本発明の実施例の１つ以上を示すものであるが、すべてを説明するものではない。よって、本発明及び請求項をいかなる形にも限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の各実施形態に係る露光装置を示す図である。
【図２】本発明の各実施形態に係る露光装置を示す図である。
【図３】図２に示される本発明の実施形態により基板にパターンを転写する１つのモードを示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る光学エンジンの配置を示す図である。
【図５】データパスハードウェアを有するリソグラフィシステムと変換システムとを示す図である。
【図６】マスク最適化方法を示す図である。
【符号の説明】
【００９４】
１  リソグラフィ装置、  Ｂ  放射ビーム、  Ｃ  目標部分、  ＩＬ  照明系、  ＰＤ  パターニングデバイス、  ＰＳ  投影系、  ＳＯ  放射源、  Ｗ  基板、  ＷＴ  基板テーブル。 
【図１】
2008078652.tif 000003
【図２】
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【図３】
2008078652.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【外国語明細書】
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