(57)【要約】【課題】ガイドの平坦性誤差および／または支持部のシフトを補償するために用いられるシステムを提供する。【解決手段】このシステムは、１つ以上の支持装置と、駆動システムと、ガイドと、流体または磁気軸受と、補償システムとを備える。１つ以上の支持装置は、１つ以上の開口部を有する。支持装置は、駆動システムに結合され、駆動システムは、支持装置を動かすよう構成される。ガイドは、開口部のそれぞれを通る。流体または磁気軸受は、ガイドに沿ってそれぞれの支持装置を案内するよう構成される。補償システムは、流体または磁気軸受に近接した支持装置のそれぞれに結合される。補償システムは、ガイドの平坦でない領域または支持装置のシフト（たとえば熱シフト）を補償するよう構成され、この補償は、ガイドに沿った支持装置の移動の間に、支持装置をガイドに対して移動させることによりなされる。【選択図】図５
2008197623.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ以上の開口部を有する１つ以上の支持装置であって、当該支持装置を動かす駆動システムに結合された支持装置と、
前記開口部のそれぞれを通るガイドと、
前記ガイドに沿ってそれぞれの前記支持装置を案内する流体または磁気軸受と、
前記流体または磁気軸受の各々に近接した前記支持装置のそれぞれに結合された補償システムであって、前記ガイドの平坦でない領域または前記支持装置のシフトを補償するよう構成され、この補償は、前記ガイドに沿った前記支持装置の移動の間に、前記支持装置を前記ガイドに対し横切って移動させることによりなされる補償システムと、
を備えることを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記支持装置は、光学素子を支持し、
前記補償システムは、前記光学素子の中心軸が一直線になるように前記支持装置を移動するよう構成されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記補償システムは、
前記ガイドの基準面に対する前記支持装置の位置を測定するよう構成されたセンサと、
前記センサからの信号に基づいて前記ガイドに対する前記支持装置の位置を調整するために、前記ガイドの表面に向かって流体を出力するよう構成された補償装置と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記補償装置は、前記ガイドの一面上に位置することを特徴とする請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記補償装置は、前記ガイドを間にして位置する第１および第２の補償装置を含むことを特徴とする請求項３に記載のシステム。
【請求項６】
前記センサは、近接センサを備えることを特徴とする請求項３に記載のシステム。
【請求項７】
前記センサは、キャップゲージセンサを備えることを特徴とする請求項３に記載のシステム。
【請求項８】
前記センサは、エンコーダを備えることを特徴とする請求項３に記載のシステム。
【請求項９】
前記センサは、光学センサを備えることを特徴とする請求項３に記載のシステム。
【請求項１０】
前記センサは、空気または磁気軸受と同じ平面に位置することを特徴とする請求項３に記載のシステム。
【請求項１１】
前記センサは、空気または磁気軸受の平面に対して垂直な平面に位置することを特徴とする請求項３に記載のシステム。
【請求項１２】
前記支持装置の少なくとも１つは、光学素子を支持し、
前記センサは、前記光学素子の光学特性を検出することを特徴とする請求項３に記載のシステム。
【請求項１３】
前記ガイドと前記補償システムの間のギャップは、約５から１０ミクロンであり、
前記補償装置は、各支持装置が前記ガイドに沿って移動する間に、一定のギャップの大きさを維持するよう構成されることを特徴とする請求項３に記載のシステム。
【請求項１４】
流体または空気軸受は、リニア流体または空気軸受であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
流体または空気軸受は、回転流体または空気軸受であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記ガイドは、環状、長方形状、正方形状、または三角形状の断面形状を有することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１７】
空気または磁気軸受は、圧縮空気軸受、空気軸受、または油圧軸受であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１８】
前記支持装置のうち第１から第３の支持装置は、それぞれ拡大システムの第１から第３のレンズを支持し、
前記駆動システムは、それぞれ前記第１から第３の支持装置に結合され、
前記補償システムは、拡大操作の間に前記レンズの中心軸が一直線になるように、前記支持装置の各々を個々に移動するよう構成されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１９】
前記駆動システムは、
モータと、
前記モータおよび前記支持装置のそれぞれに結合されたスクリューであって、当該スクリューが回転したときに、前記支持装置のそれぞれが前記ガイドに沿って２つの方向のうち一方の方向に移動するスクリューと、
を備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項２０】
前記支持装置の各々は、カウンターウェイト装置を含むまたは結合されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項２１】
前記補償システムは、前記支持装置の熱シフトを検出して補償するよう構成されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項２２】
前記支持装置、ガイド、軸受、補償システムは、放射ビームを調整するよう構成された照明系の一部を形成することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項２３】
露光装置の照明系であって、
１つ以上の開口部を有する１つ以上の支持装置であって、当該支持装置を動かす駆動システムに結合された支持装置と、
前記開口部のそれぞれを通るガイドと、
前記ガイドに沿ってそれぞれの前記支持装置を案内する流体または磁気軸受と、
前記流体または磁気軸受の各々に近接した前記支持装置のそれぞれに結合された補償システムであって、前記ガイドの平坦でない領域または前記支持装置のシフトを補償するよう構成され、この補償は、前記ガイドに沿った前記支持装置の移動の間に、前記支持装置を前記ガイドに対し横切って移動させることによりなされる補償システムと、
を備えることを特徴とする照明系。
【請求項２４】
１つ以上の開口部を有する１つ以上の支持装置であって、当該支持装置を動かす駆動システムに結合された支持装置と、
前記開口部のそれぞれを通るガイドと、
前記ガイドに沿ってそれぞれの前記支持装置を案内する流体または磁気軸受と、
前記流体または磁気軸受の各々に近接した前記支持装置のそれぞれに結合されるとともに、前記ガイドに沿った前記支持装置の移動の間に、前記支持装置の傾斜を補償する回転運動を発生するよう構成された補償システムと、
を備えることを特徴とするシステム。
【請求項２５】
前記補償システムは、前記ガイドに沿って前記支持装置が移動する間に、前記支持装置を前記ガイドに対し横切って移動させることにより、前記ガイドの平坦でない領域または前記支持装置のシフトを補償するよう構成されることを特徴とする請求項２４に記載のシステム。
【請求項２６】
前記補償システムは、
前記ガイドの基準面に対する前記支持装置の位置または傾斜の少なくとも１つを測定するよう構成されたセンサと、
前記センサからの信号に基づいて前記支持装置に回転運動を与えるために、前記ガイドの表面に向かって流体を出力するよう構成された補償装置と、
を備えることを特徴とする請求項２４に記載のシステム。
【請求項２７】
前記補償装置は、前記ガイドの１つの面上に位置された第１の補償装置と、前記ガイドの反対側の面上に位置された第２の補償装置および第３の補償装置とを備えることを特徴とする請求項２６に記載のシステム。
【請求項２８】
前記ガイドと、前記第１、第２、および第３の補償装置の各々との間のギャップは、約５から１０ミクロンであり、
前記第１、第２、および第３の補償装置は、前記ガイドに沿ってそれぞれの支持装置が移動する間に、一定のギャップを維持するよう構成されることを特徴とする請求項２７に記載のシステム。
【請求項２９】
前記ガイドと、前記第１、第２、および第３の補償装置の各々との間のギャップは、約５から１０ミクロンであり、
前記ガイドと前記第１の補償装置との間のギャップは、前記ガイドと前記第２の補償装置との間のギャップまたは前記ガイドと前記第３の補償装置との間のギャップの少なくとも一方と異なっていることを特徴とする請求項２７に記載のシステム。
【請求項３０】
前記第２の補償装置により出力された流量は、前記第３の補償装置により出力された流量と等しいことを特徴とする請求項２７に記載のシステム。
【請求項３１】
前記第２の補償装置により出力された流量は、前記第３の補償装置により出力された流量と異なっていることを特徴とする請求項２７に記載のシステム。
【請求項３２】
前記支持装置の少なくとも１つは、光学素子を支持し、
センサは、前記光学素子の光学特性を検出し、
前記補償システムは、前記光学素子の中心軸が一直線になるように前記支持装置を回転するよう構成されることを特徴とする請求項２４に記載のシステム。
【請求項３３】
露光装置の照明系であって、
１つ以上の開口部を有する１つ以上の支持装置であって、当該支持装置を動かす駆動システムに結合された支持装置と、
前記開口部のそれぞれを通るガイドと、
前記ガイドに沿ってそれぞれの前記支持装置を案内する流体または磁気軸受と、
前記流体または磁気軸受の各々に近接した前記支持装置のそれぞれに結合されるとともに、前記ガイドに沿って前記支持装置が移動する間に、前記支持装置の傾斜を補償する回転運動を発生するよう構成された補償システムと、
を備えることを特徴とする照明系。
【請求項３４】
前記補償システムは、
前記ガイドの基準面に対する前記支持装置の位置または傾斜の少なくとも１つを測定するよう構成されたセンサと、
前記センサからの信号に基づいて前記支持装置に回転運動を与えるために、前記ガイドの表面に向かって流体を出力するよう構成された補償装置と、
を備えることを特徴とする請求項３３に記載の照明系。
【請求項３５】
前記補償装置は、前記ガイドの１つの面上に位置された第１の補償装置と、前記ガイドの反対側の面上に位置された第２の補償装置および第３の補償装置とを備えることを特徴とする請求項３４に記載の照明系。
【請求項３６】
前記ガイドと、前記第１、第２、および第３の補償装置の各々との間のギャップは、約５から１０ミクロンであり、
前記第１、第２、および第３の補償装置は、前記ガイドに沿ってそれぞれの支持装置が移動する間に、一定のギャップを維持するよう構成されることを特徴とする請求項３５に記載のシステム。
【請求項３７】
前記ガイドと、前記第１、第２、および第３の補償装置の各々との間のギャップは、約５から１０ミクロンであり、
前記ガイドと前記第１の補償装置との間のギャップは、前記ガイドと前記第２の補償装置との間のギャップまたは前記ガイドと前記第３の補償装置との間のギャップの少なくとも一方と異なっていることを特徴とする請求項３５に記載の照明系。
【請求項３８】
前記第２の補償装置により出力された流量は、前記第３の補償装置により出力された流量と等しいことを特徴とする請求項３５に記載の照明系。
【請求項３９】
前記第２の補償装置により出力された流量は、前記第３の補償装置により出力された流量と異なっていることを特徴とする請求項３５に記載の照明系。
【請求項４０】
放射ビームを生成するよう構成された照明系と、
前記放射ビームにパターンを付与するよう構成されたパターニングデバイスと、
パターン付与されたビームを基板の目標部分に投影するよう構成された投影系と、
を備えた露光装置であって、
前記照明系は、
１つ以上の開口部を有する１つ以上の支持装置であって、当該支持装置を動かす駆動システムに結合された支持装置と、
前記開口部のそれぞれを通るガイドと、
前記ガイドに沿ってそれぞれの前記支持装置を案内する流体または磁気軸受と、
前記流体または磁気軸受の各々に近接した前記支持装置のそれぞれに結合されるとともに、前記ガイドに沿って前記支持装置が移動する間に、前記支持装置の傾斜を補償する回転運動を発生するよう構成された補償システムと、
を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項４１】
前記補償システムは、
前記ガイドの基準面に対する前記支持装置の位置または傾斜の少なくとも１つを測定するよう構成されたセンサと、
前記センサからの信号に基づいて前記支持装置に回転運動を与えるために、前記ガイドの表面に向かって流体を出力するよう構成された補償装置と、
を備えることを特徴とする請求項４０に記載の露光装置。
【請求項４２】
前記補償装置は、前記ガイドの１つの面上に位置された第１の補償装置と、前記ガイドの反対側の面上に位置された第２の補償装置および第３の補償装置とを備えることを特徴とする請求項４１に記載の露光装置。
【請求項４３】
前記ガイドと、前記第１、第２、および第３の補償装置の各々との間のギャップは、約５から１０ミクロンであり、
前記第１、第２、および第３の補償装置は、前記ガイドに沿ってそれぞれの支持装置が移動する間に、一定のギャップを維持するよう構成されることを特徴とする請求項４２に記載のシス露光装置。
【請求項４４】
前記ガイドと、前記第１、第２、および第３の補償装置の各々との間のギャップは、約５から１０ミクロンであり、
前記ガイドと前記第１の補償装置との間のギャップは、前記ガイドと前記第２の補償装置との間のギャップまたは前記ガイドと前記第３の補償装置との間のギャップの少なくとも一方と異なっていることを特徴とする請求項４２に記載の露光装置。
【請求項４５】
前記第２の補償装置により出力された流量は、前記第３の補償装置により出力された流量と等しいことを特徴とする請求項４２に記載の露光装置。
【請求項４６】
前記第２の補償装置により出力された流量は、前記第３の補償装置により出力された流量と異なっていることを特徴とする請求項４２に記載の露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学系に関する。
【背景技術】
【０００２】
露光装置は、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。露光装置はたと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。通常はたとえばマスクまたはレチクルと称されるパターニング用デバイスを使用して、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（たとえばレジスト）層への像形成により基板（たとえばガラスプレート）の全体または一部に転写される。
【０００３】
パターニング手段を使用して、回路パターンではなく、たと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。マスクに代えて、パターニング用デバイスは、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露光装置は、長方形基板の幅全体またはその一部（たとえば全幅の半分）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。露光空間がたとえば基板の幅の半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をもう一度行う。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
現在のところ、１自由度の長い移動範囲を必要とする段階では、ガイド機構および駆動機構による偏心の影響は、無視されるか、予算に組み込まれるか、または追加的なアクチュエータを用いて補償されている。ある場合には、磁気軸受の場合にそうであるように、ガイド機構がそれを許容するとき、ガイドおよび駆動機構における固有の偏心の影響を測定し、補償するために、干渉計などの外部基準が用いられる。
【０００６】
２以上の自由度における偏心は、熱的効果、ストレスによる材料変形によって生じるか、または現在の技術および価格により制限される製造トレランスにより生じる可能性がある。その他の偏心効果の原因は、駆動および／またはガイド機構技術の性質による可能性がある。たとえば、駆動機構として、ころ軸受および親ねじを用いたとき、移動方向に垂直な軸における多少の動きは、偏心を生じさせる可能性がある。偏心のさらにその他の原因は、製造、ストレス、熱効果、駆動機構における偏心力、および振動によるガイド機構の変形である。
【０００７】
光学的マスクレスリソグラフィ（ＯＭＬ）照明器の１つの光学設計は、移動軸に対して垂直な方向において約±２００ｎｍ以下の偏心感度で、最大約７００ｍｍの一軸における移動範囲を有する複数の光学素子を用いる。干渉計または類似の装置は、これらのシステムにおいて、レンズの実際の偏心を測定し、追加的な一連の光学部品を用いて光学的効果を補償するために用いられる。しかしながら、これらのトレランスは、数週間とまではいかなくても、キャリブレーションの間の数日間は維持されなければならない。また、温度変化に対する光学素子の感度を考えると、全てとはいかないまでも、ほとんどのモータなどの熱を発生する部品を光学的パスから離しておくことが望ましい。加えて、いくつかの光学要素は、移動に対して垂直な方向の光学的パスに関して、サブミクロン範囲でのアライメントを維持することを必要とするかもしれない。
【０００８】
従って、光学系において光学素子の偏心を補償するシステムおよび方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一実施形態では、１つ以上の支持装置と、駆動システムと、ガイドと、流体または磁気軸受と、補償システムとを備えるシステムが提供される。１つ以上の支持装置は、１つ以上の開口部を有する。支持装置は、駆動システムに結合され、駆動システムは、支持装置を動かすよう構成される。ガイドは、開口部のそれぞれを通る。流体または磁気軸受は、ガイドに沿ってそれぞれの支持装置を案内するよう構成される。補償システムは、流体または磁気軸受に近接した支持装置のそれぞれに結合される。補償システムは、ガイドの平坦でない領域または支持装置のシフト（たとえば熱シフト）を補償するよう構成され、この補償は、ガイドに沿った支持装置の移動の間に、支持装置をガイドに対して（たとえば、横切って）移動させることによりなされる。加えて、または代えて、補償システムは、ガイドに沿った支持装置の移動の間に、支持装置の傾斜を補償する回転運動を発生するよう構成される。
【００１０】
一例では、上述のシステムは、たとえば露光システムにおける照明系の一部である。
【００１１】
本発明のさら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の図面を参照して以下に詳細に説明される。
【００１２】
添付の図面は、ここに組み込まれ、本明細書の一部を構成しているが、明細書と共に本発明を説明し、さらに、本発明の原理を説明し、当業者が本発明を利用するのに役立つものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本明細書は、本発明の特徴を組み込んだ一つ以上の実施形態を開示している。開示された実施形態は、単に本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲は、開示された実施形態に限られない。本発明は、この文書に添付された特許請求の範囲によって定義される。
【００１４】
本明細書において「一実施形態」、「実施形態の一実施例」とは、説明した実施形態が特定のフィーチャ、構造、または特徴を含んでいてもよいことを表すが、すべての実施形態がその特定のフィーチャ、構造、または特徴を必ずしも含んでいるわけではない。さらにまた、上記のフレーズは必ずしも同じ実施形態を指すものではない。さらに、特定のフィーチャ、構造、または特徴を一実施形態に関して説明するとき、明示的に説明しようがしまいが、他の実施形態に関してそのような特定のフィーチャ、構造、または特徴を作用させることは、当業者の知識の範囲内であるとして理解すべきである。
【００１５】
本発明の実施形態は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、またはそれらの組み合わせで実現されてもよい。本発明の実施形態は、また、一つ以上のプロセッサにより読み込まれ、実行されるコンピュータ読み取り可能媒体に記憶されたインストラクションとして実現されてもよい。コンピュータ読み取り可能媒体は、機械により読み取り可能な形式の情報を記憶または伝送するメカニズムを含んでもよい（たとえば、コンピュータデバイス）。たとえば、コンピュータ読み取り可能媒体は、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）；ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）；磁気ディスク記憶媒体；光記憶媒体；フラッシュメモリ装置；電気的、光学的、音響的またはその他の形式の伝搬信号などである。さらに、ファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、インストラクションは、特定の動作を実行できるものとして、ここで説明されてもよい。しかしながら、このような説明は、単に便宜上のためだけであり、このような動作は、実際は、ファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、インストラクションなどを実行するコンピュータデバイス、プロセッサ、コントローラ、その他のデバイスによって生じるものであると理解すべきである。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態に係る露光装置を模式的に示す図である。この装置は、照明光学系ＩＬ、パターニング用デバイスＰＤ、基板テーブルＷＴ、及び投影光学系ＰＳを備える。照明光学系（照明器）ＩＬは、放射ビームＢ（たとえばＵＶ放射）を調整するよう構成されている。
【００１７】
基板テーブルＷＴは、基板（たと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、あるパラメー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。
【００１８】
投影光学系（たと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（たとえば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。本明細書では投影光学系また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光学系をも包含するよう広く解釈されるべきである。投影光学系にはたとえば屈折光学系、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光学系または投影系という用語と同義に用いられ得る。
【００１９】
投影光学系ＰＳは、下記に説明する同期走査ミラー（ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  ｓｃａｎｎｉｎｇ  ｍｉｒｒｏｒ）ＳＳＭなどの動的要素を含んでもよい。同期走査ミラーＳＳＭは、機能するために、すなわち、同期走査ミラーＳＳＭの共振振動数を制御するために、放射源ＳＯからの周波数信号Ｆと基板テーブルＷＴからの走査速度信号ＳＶとを要求してもよい。
【００２０】
照明光学系は、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、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。
【００２１】
パターニング用デバイスＰＤ（たとえばレチクル、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光学系ＰＳに対して位置が固定されるが、あるパラメータに従って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。
【００２２】
本明細書において「パターニング用デバイス」または「コントラストデバイス」なる用語は、たと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。これらのデバイスは静的なパターニング用デバイス（たとえばマスクやレチクル）であってもよいし、動的なパターニング用デバイス（たとえばプログラム可能な素子の配列）であってもよい。簡単のために本説明のほとんどは動的パターニング用デバイスの観点でなされているが、本発明の範囲を逸脱することなく静的パターニング用デバイスを用いることも可能であるものと理解されたい。
【００２３】
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たと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。
【００２４】
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たと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（たと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）。パターニング用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。
【００２５】
電子的手段（たとえばコンピュータ）によりパターンをプログラム可能であるパターニング用デバイスは、たとえば複数のプログラム可能な素子を含むパターニング用デバイス（たとえば１つ前の文章に挙げたものではレチクルを除くすべてのものが該当する）であり、本明細書では総称して「コントラストデバイス」と呼ぶこととする。パターニング用デバイスは少なくとも１０個、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な素子を備えてもよい。
【００２６】
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たとえば、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。
【００２７】
なお代替例として、フィルタにより回折光を取り除いて基板に非回折光を到達させるようにしてもよい。
【００２８】
同様にして回折光学ＭＥＭＳ（微小電気機械システム）デバイスを用いることもできる。一例としては、回折光学ＭＥＭＳデバイスは、入射光を回折光として反射する回折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。
【００２９】
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。
【００３０】
パターニング用デバイスＰＤの他の例はプログラム可能なＬＣＤアレイである。
【００３１】
露光装置は１つ以上のコントラストデバイスを備えてもよい。たとえば、露光装置は、複数の個別制御可能素子アレイを有し、それぞれの素子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つの照明光学系（または照明光学系の一部）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／または投影光学系（または投影光学系の一部）を共有していてもよい。
【００３２】
一実施例としては、図１に示される実施形態のように、基板Ｗは実質的に円形状である。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。他の実施例としては、基板はたとえば長方形などの多角形形状でもよい。
【００３３】
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、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。あるいは、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。
【００３４】
基板がたと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、またはたとえば少なくとも２辺または少なくとも３辺の長さが、少なくとも５ｃｍ、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。
【００３５】
基板の少なくとも１辺の長さは、長くても１０００ｃｍ、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。
【００３６】
一実施例においては、基板Ｗはウエハであり、たとえば半導体ウエハである。ウエハの材料は、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。一実施例ではウエハはＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ウエハであってよい。一実施例ではウエハはシリコンウエハであってよい。一実施例では基板はセラミック基板であってよい。一実施例では基板はガラス基板であってよい。一実施例では基板はプラスチック基板であってよい。一実施例では基板は（ヒトの裸眼で）透明であってよい。一実施例では基板は有色であってよい。一実施例では基板は無色であってよい。
【００３７】
この基板の厚さは、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、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とすることができる。あるいは、基板の厚さは、厚くても５０００μｍ、たとえば厚くても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であってもよい。
【００３８】
基板は露光前または露光後においてたとえばトラック（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）、計測装置、及び／または検査装置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。
【００３９】
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、たと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、たと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合焦用素子のアレイを含んでもよい。合焦用素子のアレイ（たとえばＭＬＡ）は少なくとも１０個、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個の合焦用素子を備えてもよい。
【００４０】
パターニング用デバイスにおける個別制御可能素子の数と合焦用素子のアレイにおける合焦用素子の数とは等しいか、あるいは、パターニング用デバイスにおける個別制御可能素子の数が合焦用素子のアレイにおける合焦用素子の数よりも多い。合焦用素子のアレイにおける１つ以上（たとえばたいていは各アレイにつき１０００以上）の合焦用素子は、個別制御可能素子アレイにおける１つ以上（たとえば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。
【００４１】
ＭＬＡは、少なくとも基板に近づく方向及び遠ざかる方向にたとえば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たとえば焦点合わせをすることが可能となる。
【００４２】
図１及び図２に示されるように本装置は反射型（たと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（たと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。
【００４３】
露光装置は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。
【００４４】
露光装置は、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たと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、たとえばパターニング用デバイスと投影系との間などの露光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。
【００４５】
図１に示されるように照明器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、少なくとも１０ｎｍ、少なくとも１１−１３ｎｍ、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。あるいは、放射源ＳＯにより供される放射は、長くても４５０ｎｍ、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。
【００４６】
たとえば光源がエキシマレーザである場合には、光源と露光装置とは別体であってもよい。この場合、光源は露光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から照明器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はたと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、光源は露光装置に一体に構成されていてもよい。光源ＳＯと照明器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、放射系と総称される。
【００４７】
照明器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、照明器の瞳面における強度分布の少なくとも半径方向外径及び／または内径（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。加えて照明器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。照明器はビーム断面における所望の均一性及び強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。照明器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。たと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たと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。
【００４８】
放射ビームＢは、パターニング用デバイスＰＤ（たとえば、個別制御可能素子アレイ）に入射して、当該パターニング用デバイスにより変調される。放射ビームはパターニング用デバイス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（たとえば、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、たとえば放射ビーム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、たとえば走査中にビームＢの経路に対してパターニング用デバイスＰＤの位置を正確に補正するために用いられてもよい。
【００４９】
一実施例においては、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）により基板テーブルＷＴの移動を実現する。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。一実施例では基板テーブルＷＴを移動させるための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。たと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。たとえば基板テーブル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。
【００５０】
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用デバイス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用デバイス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用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用デバイスに入射する。またはたとえば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）。パターニング用デバイス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へと伝達する。しかしながら放射ビームＢをパターニング用デバイス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用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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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の露光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、スポット発生器はパターニング用デバイスＰＤに適切に方向付けられて配置されている。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により最終的に実質的に格子が描かれる。一実施例では、このスポットの寸法は最終的に基板上に描かれる格子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もかなり小さい。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。
【００５７】
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。
【００５８】
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、所与の線量閾値を超える照射量を受けた基板の部位が示す反応と、その閾値以下の照射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。たとえば、エッチング工程においては上記の閾値を超える照射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、この閾値以下の照射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、パターニング用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照射量が線量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、線量閾値以下の放射を受ける。
【００５９】
実際には、パターン図形端部での照射量は所与の最大線量からゼロへと急激に変化するわけではない。この照射量は、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、照射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、照射された線量が閾値を下回る位置によって定められる。この移行領域での線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、強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強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。
【００６０】
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ーシステムよりも、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、少なくとも４種類の放射強度、少なくとも８種類の放射強度、少なくとも１６種類の放射強度、少なくとも３２種類の放射強度、少なくとも６４種類の放射強度、少なくとも１２８種類の放射強度、または少なくとも２５６種類の放射強度が基板に投影されてもよい。
【００６１】
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。たとえば、照射された線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。たとえば、第１の線量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の線量閾値以上で第２の線量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の線量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、基板上での線量のプロファイルが２以上の望ましい線量レベルを有するようにするのに用いることができる。この線量プロファイルは少なくとも２つの所望の線量レベル、少なくとも３つの所望の線量レベル、少なくとも４つの所望の線量レベル、少なくとも６つの所望の線量レベル、または少なくとも８つの所望の線量レベルを有してもよい。
【００６２】
線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。たとえば、基板上の各点が受ける照射量は、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用いることにより代替的にまたは追加的に各点が受ける照射量を制御することが可能となる。
【００６３】
基板上に要求されるパターンを形成するために、露光処理中の各段階でパターニング用デバイスの各個別制御可能素子を必要な状態に設定する必要がある。よって、この必要状態を表す制御信号が各個別制御可能素子に伝達されなければならない。一実施例では、露光装置はこの制御信号を生成する制御部を含む。基板に形成されるべきパターンは、たとえばＧＤＳＩＩなどのベクトルで規定されるフォーマットで露光装置に供給されうる。デザイン情報を各個別制御可能素子用の制御信号に変換するために、制御部は、１つ以上のデータ処理装置を含む。各データ処理装置は、パターンを表すデータストリームに処理を施すように構成されている。データ処理装置は「データパス」とも総称される。
【００６４】
このデータパス及びデータ処理装置は、次に示す機能の１つ以上を実行するように構成されていてもよい。その機能とは、ベクトルベースのデザイン情報をビットマップのパターンデータに変換すること、ビットマップのパターンデータを必要とされる線量マップ（つまり基板上で必要とされる線量のプロファイル）に変換すること、必要とされる線量マップを各個別制御可能素子用の必要放射強度値に変換すること、及び、各個別制御可能素子用の必要放射強度値を対応する制御信号に変換することである。
【００６５】
図２は、本発明に係る露光装置の一例を示す図である。この実施例はたと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。
【００６６】
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（たとえばフィールドレンズ）により合焦させられる。
【００６７】
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の異なるレンズＭＬ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、パターニング用デバイス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（パターニング用デバイス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）。
【００６８】
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ＳＥ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。
【００６９】
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°、大きくても１０°、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°であってよい。あるいは、角度θは小さくても０．００１°である。
【００７０】
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の基板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に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、たとえば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、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。あるいは、光学エンジンの数は４０個未満、３０個未満または２０個未満である。
【００７１】
各光学エンジンは、上述の照明系ＩＬ、パターニング用デバイス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、パターニング用デバイス、及び投影系の少なくとも一部を共有してもよい。
【００７２】
典型的な光学系
図５は、システム５００を示す。たとえば、システム５００は、図１における照明器ＩＬおよび／または投影系ＰＳであってよい。システム５００は、オブジェクト５０４（たとえば、光学素子）を支持する支持装置５０２を含む。支持装置５０２は、図示した例においては、第１アーム５０６ａ〜第４アーム５０６ｄを有する。他のアプリケーションでは、これより多い、または少ないアーム５０６を用いることができることを理解されたい。各アーム５０６は、開口部５０８および５１０と、一例では、補償システム５１２とを含む。一つ以上のアーム５０６はまた、カウンターバランス５１８を含んでもよい。たとえば、カウンターバランス５１８は、作動システム（たとえば、図７におけるエレメント６２０および７２８を参照）におけるトルクを避けるために、支持装置５０２の重心を移動させるのに用いられる。開口部５０８は、たとえば、支持装置５０２を移動させる作動システムの一部（たとえば、図６におけるスクリュー６２０）を入れることができる。開口部５１０は、流体または空気軸受システム（たとえば、図６におけるエレメント６２６を参照）と関連するガイド（たとえば、図７におけるエレメント７２６を参照）を受け入れる。補償システム５１２は、センサ５１４と、補償装置５１６とを含む。
【００７３】
一例では、補償システム５１２は、自身を他の部品と分離状態に保つハウジングを含んでもよい。補償システム５１２は、様々な不要な動き、ガイド表面の平坦度の変動、温度変動により生じる支持装置５０２および／またはオブジェクト５０４の熱シフトまたは熱変形を補償するために用いられる。
【００７４】
図６は、図５のシステム５００における１つのアーム５０６の領域ＡおよびＢの拡大図を示す。図６の拡大された領域Ａは、スクリュー６２０、ナット６２２、およびフレクシャー（flexures)６２４と、開口部５０８との相互関係を示している。拡大された領域Ｂは、開口部５１０（ここをガイドが通る）と、補償装置６１６Ａおよび６１６Ｂとを含んだ補償システム５１２の詳細を示している。たとえば、各補償装置６１６Ａおよび６１６Ｂは、入口において、流体または空気源（図示せず）から流体または空気の流れを受ける。そして、各補償装置６１６Ａおよび６１６Ｂは、開口部５１０（ここをガイドが通る）に面する表面の多孔質表面または複数の孔を介して、流体または空気を出力し、後述する図７のエレメント７２６に圧力を加える。各補償装置６１６Ａ、６１６Ｂと、開口部５１０との間には、それぞれエアーギャップａ、ａ’がある。一例では、ａ＋ａ’は、定数である。従って、ａの大きさが大きくなると、ａ’の大きさは小さくなる。
【００７５】
図７は、複数層配置のシステム７００を示す。たとえば、各層は、図５のシステム５００を備えてもよい。この例では、３つの支持装置５０２−１から５０２−３が積み重ねられ、モータ７２８が支持装置５０２−１から５０２−３の１つ若しくは複数に接続されたスクリュー６２０を駆動する。スクリュー６２０は、スクリュー６２０が曲がるのを防止するために、アセンブリのフリーサイド（free side）において軸受（図示せず）に接続されてもよい。上述したように、傾斜を避けるために、各支持装置５０２−１から５０２−３の重心をオフセットするカウンターバランス５１８を用いてもよい。ガイド７２６、データム７３０、および偏心位置センサ（図５および６のエレメント５１４を参照）は、張力緩和フレクシャーを用いてマウントされてもよい。データム７３０は、オブジェクト５０４の位置を決定する基準面として用いられる。データム７３０は、スチールなどで形成された平坦な側面の棒（たとえば、正方形または長方形）である。データム７３０の少なくとも１つの側面は、計測に使用可能なレベルに研磨される。または、データム７３０の１つの側面は、計測に用いることのできるゼロデュア（Zerodur）を含んでもよい。データム７３０は、物理的負荷または軸受荷重から切り離されなければならない。
【００７６】
一例では、補償システム５１６は、ガイド７２６の平坦でない面または支持装置５０２のシフト（たとえば、熱シフト）を補償するよう構成される。これは、ガイド７２６に沿った支持装置５０２の移動の間に、ガイド７２６に対して（たとえば、横切って）支持装置５０２を移動することにより達成される。
【００７７】
図５−７に見られるように、一例では、エアーギャップａおよびａ’の一方または両方を変化させることにより、光学素子５０４を中心に保つことが達成される。たとえば、エアーギャップａおよびａ’は、約５〜１０ミクロンのオーダである。作動中、エアーギャップａおよびａ’は、データム７３０の位置の測定に基づいて調整され、補償装置６１６Ａ、６１６Ｂのそれぞれから出力された空気圧は、光学素子５０４のアライメントを維持するために、個別に、および／または独立して調整される。この例において、光学素子５０４は、補償装置６１６Ａ、６１６Ｂと、ガイド７２６との間のギャップａおよびａ’の大きさを変えることにより、中心合わせされる。上述したように、１つまたは複数の支持装置５０２は、移動方向において堅い一連のフレクシャー６２４を用いて駆動スクリュー６２０に接続される。傾斜を防止するために、支持装置５０２の重心をスクリュー６２０の位置の方向に移動させるカウンターウェイト５１８が用いられる。
【００７８】
一例において、ガイド７２６は、ゼロデュア（登録商標）または実質的に熱膨張のないその他の材料で形成することができ、約１メートルの長さ、またはさらに長くてもよい。ガイド７２６は、曲げを生じさせる可能性のある応力を逃がすために、モーメント緩和フレクシャー（図示せず）を用いて支持構造５０２に取り付けられてもよい。加えて、または代えて、各ガイド７２６の１面が、約１００ｎｍ以下の平坦度を達成するよう非常に精密に製造されてもよい。
【００７９】
一例において、図７のシステム７００は、レンズ５０４の精密な中心合わせにより超精密な倍率制御を可能とする、２つ以上の光学素子またはレンズ５０４を含む拡大システムの配置であってもよい。これは、たとえば数ミクロン未満の、非常に小さい偏心トレランスが要求される、たとえばリソグラフィの拡大システムにおいて用いられる。上述または後述されるように、通常、これを達成するためには、ガイドの少なくとも１つの面が高精度に機械加工されている必要がある。しかしながら、このレベルの機械加工は、常に達成できるわけではない。たとえば、エアーギャップａおよびａ’として上述の約５〜１０ミクロンの範囲を用いて、ガイド７２６が１〜２ミクロンの表面変動を有する場合、レンズ５０４の偏心が発生する可能性がある。従って、本発明の実施形態および例においては、移動の間における光学素子５０４の偏心を避けるために、ガイド７２６の面の品質にかかわらずガイド７２６が支持部５０２をできるだけ真っ直ぐまたは直線的に動かすようにする補償システム５１２が用いられる。
【００８０】
ギャップａおよびａ’を測定するセンサ５１４のために、キャップゲージが用いられてもよい。ガイド７２６の面は、キャップゲージ５１４のグラウンドとして用いるために、めっきされてもよい。キャップゲージ５１４により測定された距離に基づいて、ギャップａおよびａ’を修正するために補償装置６１６Ａおよび６１６Ｂから出力された圧力または流量が変化され、これにより、光学素子５０４の正確な中心合わせ（センタリング）が維持される。各種の例においては、キャップゲージ５１４の位置および数は、傾斜を測定して補正するために修正されてもよい。
【００８１】
別の例において、センサ５１４として、２次元の位置エンコーダが用いられてもよい。ガイド７２６に刻まれたグリッド（図示せず）と相互作用する２次元エンコーダからの第１面内信号は、補償システム５１２にフィードバックされてもよい。第１面内信号は、支持部５０２の移動する方向に垂直な軸に沿った移動を測定するために用いられ、２次元エンコーダ５１４からの第２面内信号は、支持部５０２の移動方向に沿った移動を検出するために用いられる。第１および第２信号は、補償システム５１２にフィードバックされる。偏心の方向は、エンコーダ５１４の基準としてガイド７２６に用いられるグレーチングの方向に影響を与える。
【００８２】
加えて、または代えて、センサ５１４は、干渉計、イメージセンサ、または測定を行うための技術として知られるその他の光学的なセンサシステムであってもよいが、これらに限定されるものではない。
【００８３】
加えて、または代えて、比較的低い周波数の振動を補償するために、空気圧式ループ（pneumatic loop）が用いられてもよい。
【００８４】
本来は空気または流体軸受を意図しているが、本発明は、流体ギャップが変化しうるあらゆるタイプの流体軸受を用いた支持部５０２に適用可能である。磁気軸受のギャップが可変である限り、空気軸受に代えて磁気軸受により浮揚させられた支持部もまた、本発明の範囲を逸脱することなしに用いることができることは当業者にとって明らかである。
【００８５】
流体または磁気軸受は、最大４自由度（２変位自由度、２回転自由度）を加えるだけでなく、堅い支持部を提供しつつ、追加的なダンピングを提供することも可能である。この望ましい堅い支持部は、約１００Ｈｚまで発生してもよい。加えて、空気軸受を用いることにより、追加の自由度による追加的な放熱を最小限にすることができる。
【００８６】
図８は、複数層配置でのスクリュー６２０を示す、図７のシステムの一部を示す。その動作は、図６および図７に関して説明したものと類似している。たとえば、モータ（図示せず、たとえば、図７のエレメント７２８を参照）は、ナット６２２を介して支持部の１つ、たとえば支持部５０２−１に接続されたスクリュー６２０を駆動するために用いられる。スクリュー６２０は、それが制御しない支持部５０２における一連の孔５０８を通っている。
【００８７】
図９は、補償システム９１２の別の構成を示す。図５および図６に示す補償システム５１２と比較すると、補償システム９１２は、２つの補償装置６１６Ａおよび６１６Ｂに代えて、１つの補償装置９１６を含む。この１つの補償装置９１６は、支持部５０２および／またはオブジェクト５０４の位置を変えるプッシュとプル両方の機能を有する。たとえば、補償装置９１６は、流量または圧力により、支持部５０２をプッシュする出力動作と、支持部５０２をプルする真空動作とを行わせる。さもなければ、補償システム５１２は、上述のａまたはａ’を調整する操作と同じように機能する。
【００８８】
図１０は、ガイド（図示せず）のための、開口部１０１０に対する補償システム１０１６の配置を示す。同様に、図１１は、ガイド（図示せず）のための、開口部１１１０に対する補償装置１１１６Ａおよび１１１６Ｂの別の配置を示す。これらの両配置において、ガイドは三角形状／「Ｖ」形状であり、図５に示されるような正方形状／長方形状ではない。
【００８９】
図１２は、補償装置５１６と同じ平面に位置されたセンサ１２１４を示す。また、図１３は、補償装置５１６に垂直な平面に位置されたセンサ１３１４を示す。
【００９０】
図１４は、キャップゲージセンサ１４１４と、基準装置またはデータム１４３０とを示す。データム１４３０は、たとえば接地面や、ゼロデュアがめっきされた平坦な基準面や、キャップゲージセンサ１４１４とともに測定動作に用いることのできる実質的に熱膨張がない構成要素であってよい。また、データム１４３０は、オブジェクト５０４の移動が水平または垂直方向の場合にかかわらず、重力による変形または曲げが実質的にないように構成されなければならない。
【００９１】
図１５は、エンコーダセンサ１５１４と、スケール１５３０とを示す。スケール１５３０は、たとえば、エンコーダセンサ１５１４とともに測定作業に用いることのできるゼロデュアがめっきされたスケールであってよい。これもまた、上記において簡単に説明されている。
【００９２】
代わって、または加えて、基準装置１４３０およびスケール１５３０は、耐熱性および／または堅い（リジッドな）面であってもよい。
【００９３】
図１６は、システム１６００の上面図を示す。図１７は、システム１６００の斜視図を示す。システム１６００は、支持装置１６０２と、オブジェクト１６０４と、ガイド１６２６と、ガイド１６２６と支持部１６０２に結合された流体軸受１６４０と、スプリング１６４４を介してガイド１６２６に直接、支持部１６０２を連結する流体軸受１６４２とを含む。支持部１６０２は、モータとスクリューの配置１６４６を介して、駆動機構ガイド１６４８に沿って駆動される。移動するセルに堅く取り付けられた流体軸受１６４０と、スプリングに取り付けられた流体軸受１６４２を使用することにより、ガイド１６４８に必要とされる高いトレランスが緩和される。このアプローチを用いて、ガイド１６４８の１つの面だけが、光学的レベルのトレランスまで研磨される必要がある。平坦面は、たとえばキャップゲージ、２次元エンコーダなどの補償システム（図示せず）で用いられる測定装置（図示せず）に共用されることを目的としている。
【００９４】
今、図１７を参照すると、マス（mass）の中心で支持部１６０２（図１６参照）に力を印加するために、ガイド１６４８は、２点でフレクシャー１７５２により支持部１６０２に接続された「フォーク（fork）」１７５０で構成されてもよい。「駆動フォーク（drive fork）」１７５０は、モータ１７２８により駆動されるスクリュー１７２０を用いて作動される。その動きは、カウンターウェイト１７５４とボールベアリングリニアステージ（図示せず）を用いてバランスが保たれる。
【００９５】
偏心の問題を解決するのに加えて、本発明の実施形態は、全てのモータと放熱源を光学素子、たとえばエレメント１６０４から離すために用いることができる。たとえば、図１７に示すように、スクリュー１７２０は、光学素子１６０４から所望の距離に配置され、駆動フォーク１７５０によりのみ接続されている。この配置において、スクリューコンパートメントにおいて低い空気圧を維持することにより、スクリュー駆動部を部分的に囲み、それをパージすることは容易である。パージガスは、空気軸受により自然に供給される。
【００９６】
加えて、または代えて、ステージの偏心を測定し、追加的な一連の光学部品を用いることによりこの偏心による影響を補償するために、干渉計などのレーザ基準が用いられてもよい。
【００９７】
加えて、または代えて、数ミクロンの非平坦誤差（non-flatness error）が各ガイドに許容されているとき、静止した、動的ではない調整がなされてもよい。この例では、ガイドに沿って移動の一端から他端へと支持部を移動し、移動の間にガイド表面の平坦度を検出することによりガイドが組み立てられた後に、たとえばプレキャリブレーションなどのマッピングが、ガイド表面の非平坦性のために行われる。非平坦誤差の補正は、マッピング、すなわち平坦度の既知の誤差に基づいてギャップａおよびａ’を変化させることにより行われる。このアプリケーションに適した流体軸受は、ギャップａおよびａ’が約５〜１５ミクロンの範囲内において好適に動作する。それゆえ、流体軸受の入口圧力を変化させて、補償装置をガイドから約５〜１５ミクロンの間のどこかに位置させることにより、約１０ミクロンの平坦度補正範囲が利用可能となる。入口圧力の変化は、当技術分野において知られるように、たとえばギャップセンサからのフィードバックを用いたリニア流量制御バルブにより達成することができる。
【００９８】
プリキャリブレーションやマッピングを連続検出と併用した動的且つ静的な補償スキームを用いることが可能であることを理解されたい。
【００９９】
一例では、回転流体または磁気軸受は、本発明の範囲を逸脱することなしに、上述のリニア空気軸受の場所に用いられてもよい。
【０１００】
図１８は、システム１８００の上面図を示す。システム１８００とシステム１６００の主な違いは、センサ１８１４と検出面１８３０が追加されていることである。たとえば、エレメント１８１４と１８３０は、上述した図１４のエレメント１４１４および１４３０、または図７の面７３０と類似していてもよい。領域１４３０を含むエレメント１６２６の内面は、研磨されたスチールか、または同種のものか、ゼロデュアの細長い一辺か、類似の材料であってよく、面に結合されてもよい。この構成において、センサ１８１４は、面１８３０までの距離を測定する。この透視図において、Ｘ方向の測定および補正は、センサ１８３０の上部および底部を用いて実行され、Ｙ方向の測定および補正は、センサ１８３０の右および左を用いて実行される。オブジェクト１６０４を調整するために、軸受１６４０の圧力の増加、および軸受１６４２の圧力の減少が必要とされ、またはその逆に、測定されたオブジェクト１６１４のＸおよびＹ方向の位置に基づいてもよい。
【０１０１】
エンコーダスケールを有する前面１６１４の側部からの距離を測定するために、適切なセンサが純粋な（sheer）構成に配置されてもよいことを理解されたい。
【０１０２】
図１９は、システム１９００の上面図を示す。システム１８００とシステム１９００の主な違いは、システム１９００において、基準バー１９５０と１９５２が追加されていることである。システム１９００は、オブジェクト１６０４が水平または垂直に移動されている場合にかかわらず、位置の効果的な測定を可能とするために設計されている。従って、オブジェクト１６０４が水平に移動しているときの重力に関連する撓みまたは曲げの影響は、基準バー１９５０および１９５２の測定面１９３０の位置に影響を及ぼさない。それらは、支持部１６０２のどんな軸受荷重からも切り離されているからである。従って、水平方向の移動は、測定の精度に影響を与えない。基準バー１９５０および１９５２の撓みまたは曲げは、定数且つ既知であるので、測定信号の処理の間に補償される。この構成において、センサ１６１４は、オブジェクト１６０４の正確な位置を決定するために、基準バー１９５０／１９５２の基準面１９３０を測定する。上述したように、基準面１９３０は、測定に要求される平滑度まで研磨されたスチールか、ゼロデュアまたはそこに結合された類似のプレートを含んでもよい。２つの基準バー１９５０および１９５２が示されているが、これに代えて、その他の数の基準バーが用いられてもよい。
【０１０３】
図２０および図２１は、それぞれ、制御システムの概略図とブロック図である。
【０１０４】
図２０において、流量バルブ２０６０は、流路２０６４を通る空気／流体２０６２の流量を制御する。空気／流体２０６２の圧力は、上述したように、空気軸受２０１６の位置を調節するために用いられる。基準平面２０３０は、所望のエアーギャップａ（またはａ’）と相関性があるよう配置される。基準平面２０３０に対する空気軸受２０１６の調整は、制御システム２１００を用いて空気／流体２０６２の流量制御により行われるが、これについては以下において詳述する。
【０１０５】
図２１に示されるように、制御システム２１００は、加算器２１０２と、制御部２１０４と、比例制御バルブ制御部２１０６と、ガイド軸受ギャップ検出部２１０８と、位置決定装置２１１０とを含む。制御部２１０４は、制御アルゴリズム、または加算器２１０２からの信号２１０３を処理し、それから信号２１０５を生成する同種のものを含んでもよい。比例制御バルブ制御部２１０６は、たとえば流量バルブ２０６０などの流量バルブ制御するために用いられる。流量バルブ２０６０は、信号２１０７により、空気軸受の位置を調整するために用いられる空気または流体の流量を制御する。ガイド軸受ギャップ検出部２１０８は、信号２１０７に基づいて、基準平面と空気軸受の間の現在のギャップを決定し、それに基づいて信号２１０９を出力する。ガイド軸受ギャップ検出部２１０８からの信号２１０９に基づいて、位置決定装置２１１０は、加算器２１０２にフィードバックする実際の軸受位置信号２１１２を生成する。この実際の軸受位置信号２１１２は、加算器２１０２において目標エレメント位置信号２１１４と比較され、信号２１０３を生成する。
【０１０６】
図２２は、図７に表される典型的なシステムの一部を示す。図２２において、可動支持部２２０２は、光学素子（図示せず）を支持する。一実施形態において、支持部２２０２における開口部（図示せず）は、ガイド２２２６および２２４６を受け入れてもよく、モータ７２８により駆動されるスクリュー６２０などの駆動システムの一部は、ガイド２２２６および２２４６に沿って、矢印２２０４で表される移動方向に支持部２２０２を進めてもよい。
【０１０７】
図２２の実施形態において、補償システム２２１２および２２３２は、それぞれガイド２２２６および２２４６と関連している。補償システム２２１２および２２３２は、不要な動き、ガイド表面の平坦度の変動、セル２２０２および／またはオブジェクトまたは支持部２２０２により支持されるオブジェクトの熱シフトまたは熱変形を補償してもよい。さらに、図５〜７において説明した補償システムと比較して、補償システム２２１２および２２３２はまた、支持部２２０２および／またはオブジェクトまたは支持部２２０２により支持されるオブジェクトが受けるどんな傾斜または好ましくない回転をも補償するよう構成される。
【０１０８】
図２２において、補償システム２２１２および２２３２は、それぞれ、図５のセンサ５１４などのセンサ（図示せず）と、３つのエアーパッドを含んでもよい。このエアーパッドは、入口において流体または空気源（図示せず）から流体または空気の流れを受け、それぞれガイド２２２６および２２４６に面する表面の多孔質表面または複数の孔を介して、流体または空気の流れを実質的に出力する。一実施形態において、センサからの出力は、支持部２２０２および／または支持部２２０２により支持される光学素子の偏心および傾斜を補償するために、各エアーパッドごとに独立して空気圧を調整するのに用いられてもよい。これに代えて、センサからの出力は、偏心および傾斜を補償するために、２つ以上のエアーパッドのグループを独立して調整してもよい。当業者であれば、本発明の精神または範囲を逸脱することなしに、独立しておよび／またはグループで制御される様々なエアーパッドの構成が、支持部２２０２の偏心および傾斜を補償してもよいことを理解するであろう。
【０１０９】
さらに、追加の実施形態においては、少なくとも１つのエアーパッドが剛結合を用いて支持部２２０２にマウントされてもよく、少なくとも１つのエアーパッドが、フレクシャル結合（flexural connection）を用いて支持部２２０２にマウントされてもよい。フレクシャル結合はスプリングを含んでもよいが、限定されるものではない。柔軟にマウントされたエアーパッドの使用は、システム２２００内において経験される応力に関係する変形のレベルを実質的に低下させる。
【０１１０】
図２２において、補償装置２２１２は、第１のエアーパッド２２１６Ａを含み、これはフレクシャル結合部（図示せず）を用いて支持部２２０２にマウントされる。さらに、補償装置２２１２はまた、それぞれ、剛結合部２２１７および２２１８を用いて支持部２２０２にマウントされる第２および第３のエアーパッド２２１６Ｂおよび２２１６Ｃを含む。第２および第３のエアーパッド２２１６Ｂおよび２２１６Ｃは、それぞれ、ガイド２２２６の第１のエアーパッド２２１６Ａと反対側の面に配置される。
【０１１１】
同様に、補償装置２２３２は、第１エアーパッド２２３６Ａを含み、これはフレクシャル結合部（図示せず）を用いて支持部２２０２にマウントされる。さらに、補償装置２２３２はまた、それぞれ、剛結合部２２３７および２２３８を用いて支持部２２０２にマウントされる第２および第３のエアーパッド２２３６Ｂおよび２２３６Ｃを含む。第２のエアーパッド２２３６Ｂおよび第３のエアーパッド２２３６Ｃは、それぞれ、ガイド２２４６の第１のエアーパッド２２３６Ａと反対側の面に配置される。
【０１１２】
一実施形態において、支持部２２０２は、ガイド２２２６と、エアーパッド２２１６Ａ、２２１６Ｂ、２２１６Ｃとの間のエアーギャップの大きさを変化させ、さらに、ガイド２２４６と、エアーパッド２２３６Ａ、２２３６Ｂ、２２３６Ｃとの間のエアーギャップの大きさを変化させることにより中心を合わせられてもよい。これらの各エアーギャップは、約５〜１０ミクロンのオーダであってもよい。図５〜７に関連して上述したように、支持部２２０２に支持された光学素子のアライメントを維持するために、センサは、図７のデータム７３０などのデータム（図示せず）に対して支持部の位置を測定してもよく、各エアーパッドから出力された空気圧は、個々におよび／または独立して測定に基づいて調整されてもよい。
【０１１３】
さらに、図７に関連して上述したように、支持部２２０２は、ガイド２２２６および２２４６に沿って進む間に傾斜することが多い。誘発された傾斜を最小化するために、図５〜図７のように、各支持部の重心を各支持部を駆動する駆動システムの一部の部位に移動するカウンターウェイトが１つ以上の支持部に適用される。
【０１１４】
図５〜図７のシステムと比較して、各補償システム２２１２および２２３２に関連するセンサは、データムに対して支持部２２０２の傾斜または回転を測定し、支持部２２０２の傾斜または回転を適応的に補償する。一実施形態においては、測定された支持部２２０２の傾斜に基づいて、エアーパッド２２３６Ｂの空気圧出力は、エアーパッド２２１６Ｂの空気圧出力とは異なる。それゆえ、エアーパッド２２３６Ｂとガイド２２４６の間のギャップはまた、エアーパッド２２１６Ｂとガイド２２２６の間のギャップとは異なり、空気圧出力の不一致は、測定された支持部２２０２の傾斜を補償する回転運動を発生させる。さらに、空気軸受パッド２２３６Ｃと２２１６Ｃの間の空気圧出力の不一致は、空気軸受パッド２２３６Ｂとガイド２２４６間、および空気軸受パッド２２１６Ｂとガイド２２２６間のギャップの類似の変動という結果となる。従って、回転運動の発生は、測定された支持部２２０２の傾斜をさらに補償する。
【０１１５】
補償システム２２１２および２２３２は、支持部２２０２がガイド２２２６および２２４６に沿って垂直に動くという観点で説明されている。しかしながら、本発明は、そのような実施形態に限定されない。追加的な実施形態では、図２２の補償システムは、ガイド２２２６および２２４６に沿って水平に移動する、またはこれに代えて、ガイド２２２６および２２４６に沿って当業者にとって明らかな任意の角度で移動する支持部２２０２の中心および／または傾斜を補正してもよい。
【０１１６】
一実施形態では、補償システム２２１２および２２３２は、図２２に表されるように、ｘ−ｚ平面における支持部２２０２の傾斜を測定し補償してもよい。しかしながら、本発明は、そのような実施形態に限定されない。追加の実施形態では、補償システム２２１２および２２３２は、ｘ−ｙ平面における、または本発明の精神または範囲を逸脱しない範囲で当業者にとって明らかな任意の追加的な平面における、支持部２２０２の傾斜を測定し補償してもよい。
【０１１７】
図２３は、図５および図６の典型的なシステムに組み込むことができる補償システム２３１２を示す。図５の補償システム５１２と同様に、補償システム２３１２は、不要な動き、ガイド表面の平坦度の変動、温度変動により生じる支持部および／またはオブジェクトの熱シフトまたは熱変形を補償する。さらに、図５〜７の補償システムと比較して、補償システム２３１２もまた、支持部および／または支持部により支持されたオブジェクトの移動の間に誘発された傾斜または回転を測定し補償する。
【０１１８】
一実施形態において、補償システム２３１２は、図５のセンサ５１４などのセンサ（図示せず）と、補償装置２３１６Ａ、２３１６Ｂ、２３１６Ｃとを含む。たとえば、それぞれの補償装置２３１６Ａ、２３１６Ｂ、２３１６Ｃは、入口において、流体または空気源（図示せず）からの流体または空気のフローを受ける。補償装置２３１６Ａ、２３１６Ｂ、２３１６Ｃは、その後、図７のエレメント７２６などの開口部２３１０を通るエレメントに圧力を印加するために、開口部２３１０に面する表面における多孔質表面または複数の孔を介してそれぞれ流体または空気のフローを出力する。
【０１１９】
補償装置２３１６Ａと開口部２３１０の間には、エアーギャップａが存在し、開口部２３１０と補償装置２３１６Ｂおよび２３１６Ｃの間には、それぞれエアーギャップａ’およびａ’’が存在する。一実施形態において、各補償装置からの流体フローは、エアーギャップａ’がａ’’と等しくなり、さらにａ＋ａ’（およびａ＋ａ’’）の値が定数となるように、開口部２３１０を通るエレメントに圧力を印加する。従って、ａの大きさが増大すると、ａ’およびａ’’ともに大きさが減少する。追加の実施形態では、補償装置２３１６Ｂを開口部２３１０から分離するエアーギャップａ’が、補償装置２３１６Ｃを開口部２３１０から分離するエアーギャップａ’’と大きさが変わるように、各補償装置からの流体フローは、開口部２３１０を通るエレメントに圧力を印加する。
【０１２０】
補償システム２３１２は、上述の図７に表されるシステム７００などの複数層配置を有するシステムに組み込むことができる。そうした配置において、補償システム２３１２は、図７のガイド７２６などのガイドの平坦でない面、または図７の支持装置５０２などの支持装置のシフト（たとえば熱シフト）を補償するよう構成される。ガイドに沿った支持装置を移動の間に、ガイドに対して（たとえば横切って）支持装置を移動することにより、補償システム２３１２は、平坦でない面を補償し、これは、支持装置およびこれらの装置により支持される光学素子を中心合わせ（センタリング）する。
【０１２１】
一実施形態では、複数層配置における光学素子は、まずエアーギャップａ’およびａ’’を定数に維持し、次にエアーギャップａおよびａ’（およびａ’’）の一方または両方を変化させることにより、中心合わせされてもよい。たとえば、エアーギャップａ、ａ’およびａ’’は、約５〜１０ミクロンのオーダであってよく、動作においては、エアーギャップａおよびａ’は、図７のデータム７３０などのデータム（図示せず）に対する位置の測定に基づいて調整されてもよい。この場合、各補償装置２３１６Ａ、２３１６Ｂ、２３１６Ｃからの空気圧出力は、複数層配置内において光学素子の中心合わせをするために、個々におよび／または独立して調整される。
【０１２２】
追加の実施形態において、補償システム２３１２は、支持部の傾斜または回転を測定し、誘発された傾斜または回転を直接補償するために、複数層配置に組み込まれてもよい。一実施形態において、センサは、データムに対する支持部の傾斜または回転を測定する。補償システム２３１２は、その後、ギャップａ’の大きさがギャップａ’’の大きさと異なるようにエアーギャップａ、ａ’およびａ’’を調整することにより、複数層配置における傾斜の影響を補正する。この場合、測定された光学素子の傾斜を補正する相当の回転運動を発生するために、各補償装置２３１６Ａ、２３１６Ｂおよび２３１６Ｃからの空気圧出力は、個々におよび／または独立して調整される。
【０１２３】
従って、各補償装置２３１６Ａ、２３１６Ｂおよび２３１６Ｃは、図７の複数層配置における光学素子のアライメントを維持し、傾斜を補償するために、１つのデータムに対して得られた測定に基づいて動的に調整されてもよい。さらに、追加の実施形態では、このような自動調整が、カウンターウェイトのアプリケーションを複数層配置内における１つ以上の支持部に減らすまたは除去してもよい。
【０１２４】
空気または流体軸受の観点から説明したが、図２２および図２３に記載された補償システムは、このような実施形態に限定されない。図２２および図２３に関して記載された補償システムは、本発明の範囲を逸脱しない範囲で、ギャップが変化しうる様々な流体および磁気軸受を収容してもよい。
【０１２５】
本説明においては露光装置の用途を特定の装置（たと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、ここでの露光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、集積回路や光集積回路システム、磁区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、たと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、たと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。
【０１２６】
ここでは特に光学的なリソグラフィー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、本発明はたとえばインプリントリソグラフィー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ーに限られるものではない。インプリントリソグラフィーでは、パターニング用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。パターニング用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、パターニング用デバイスは、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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
「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】
【０１２９】
【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一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】システムを示す図である。
【図６Ａ】図５のシステムの１つのアームの領域ＡおよびＢの拡大図である。
【図６Ｂ】図５のシステムの１つのアームの領域ＡおよびＢの拡大図である。
【図６Ｃ】図５のシステムの１つのアームの領域ＡおよびＢの拡大図である。
【図７】複数層配置を含むシステムを示す図である。
【図８】スクリューに基づく駆動システムを表す図７のシステムの一部を示す図である。
【図９】補償システムの別の配置を示す図である。
【図１０】ガイドを受け入れる支持装置の開口部に対する補償装置の配置を示す図である。
【図１１】ガイドを受け入れる支持装置の開口部に対する補償装置の別の配置を示す図である。
【図１２】補償装置と同じ平面に位置するセンサを示す図である。
【図１３】補償装置と垂直な平面に位置するセンサを示す図である。
【図１４】キャップゲージセンサと、それと共に用いられる基準装置を示す図である。
【図１５】エンコーダセンサと、それと共に用いられる基準装置を示す図である。
【図１６】別のシステムの上面図である。
【図１７】別のシステムの斜視図である。
【図１８】種々のシステムの上面図である。
【図１９】種々のシステムの上面図である。
【図２０】制御システムの概略図である。
【図２１】制御システムのブロック図である。
【図２２】図７の典型的なシステムの一部を示す図である。
【図２３】図５および図６の典型的なシステムに組み込むことができる補償システムを示す図である。
【符号の説明】
【０１３０】
５００、７００  システム、  ５０２、１６０２  支持装置、  ５０８、５１０  開口部、  ５１２、９１２、２２１２、２３１２  補償システム、  ５１４  センサ、  ６１６、９１６  補償装置、  ６２０  スクリュー、  ７２６、１６２６、２２２６  ガイド、  ７２８  モータ、  Ｂ  放射ビーム、  Ｃ  目標部分、  ＩＬ  照明光学系、  ＰＤ  パターニング用デバイス、  ＰＳ  投影光学系、  ＳＯ  放射源、  Ｗ  基板、  ＷＴ  基板テーブル。
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【外国語明細書】
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