(57)【要約】【課題】ビームスプリッタの必要がないリソグラフィシステムの照明器を提供する。【解決手段】このリソグラフィシステムの照明器は、光軸に沿って位置するマスクと、光軸に沿って位置する、マスクと協働するように配置された第１および第２屈折グループとを含む。また、第１および第２屈折グループから出力された像を反射する第１および第２反射デバイスと、光軸に沿って位置する、第１および第２反射デバイスと協働するように配置された空間光変調器（ＳＬＭ）とを含む。マスクとＳＬＭのアクティブ領域は、軸外に位置する。【選択図】図５
2008211210.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスクレスリソグラフィシステムの照明器であって、
光軸に沿って位置するマスクと、
前記光軸に沿って位置する、前記マスクと協働するように配置された第１および第２屈折グループと、
前記第１および第２屈折グループから出力された像を反射する第１および第２反射デバイスと、
前記光軸に沿って位置する、前記第１および第２反射デバイスと協働するように配置された空間光変調器（ＳＬＭ）と、を備え、
前記マスクおよび前記ＳＬＭのアクティブ領域は、軸外に位置することを特徴とする照明器。
【請求項２】
前記第１屈折グループは、第１および第２レンズグループを含み、それらの間に第１中間瞳が位置することを特徴とする請求項１に記載の照明器。
【請求項３】
前記第１反射デバイスは、凹面鏡、平面鏡、および凸面鏡を含むグループからの少なくとも１つであることを特徴とする請求項１に記載の照明器。
【請求項４】
前記第２反射デバイスは、凹面鏡であることを特徴とする請求項１に記載の照明器。
【請求項５】
前記ＳＬＭは、反射型であることを特徴とする請求項１に記載の照明器。
【請求項６】
前記第１および第２屈折グループ間に位置する第３反射デバイスをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の照明器。
【請求項７】
前記第３反射デバイスは、フォールディングミラーであることを特徴とする請求項６に記載の照明器。
【請求項８】
前記ＳＬＭは、非テレセントリックに照明されることを特徴とする請求項１に記載の照明器。
【請求項９】
前記第２反射デバイスは、楕円面鏡であることを特徴とする請求項１に記載の照明器。
【請求項１０】
光軸に沿って位置するマスクと、
光軸に沿って位置する、前記マスクと協働するように配置された第１および第２屈折グループと、
前記第１および第２屈折グループから出力された像を反射する第１および第２反射デバイスと、
前記光軸に沿って位置する、前記第１および第２反射デバイスと協働するように配置された空間光変調器（ＳＬＭ）と、
を含み、前記マスクおよび前記ＳＬＭのアクティブ領域は、軸外に位置する照明器と、
入射瞳を含む投影光学系と、
を備え、
前記投影光学系および前記照明器は、共通の光軸を共有することを特徴とするリソグラフィシステム。
【請求項１１】
前記第２反射デバイスは、凹面鏡であることを特徴とする請求項１０に記載のリソグラフィシステム。
【請求項１２】
当該リソグラフィシステムは、ビームスプリッタ機構を欠いていることを特徴とする請求項１０に記載のリソグラフィシステム。
【請求項１３】
前記ＳＬＭは、反射型であることを特徴とする請求項１０に記載のリソグラフィシステム。
【請求項１４】
前記第１および第２屈折グループ間に位置する第３反射デバイスをさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載のリソグラフィシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リソグラフィシステムに関し、特に、マスクレスリソグラフィシステムにおける照明の概念に関する。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィシステムは、所望のパターンを基板の目標部分に転写する機械である。リソグラフィシステムは、たとえば集積回路（ＩＣ）、フラットパネルディスプレイや、微細構造を有する他のデバイスの製造に用いられる。通常のリソグラフィシステムにおいては、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、ＩＣ（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、照射感応材料（たとえば、レジスト）層を有する基板（たとえば、シリコンウエハやガラスプレート）上の目標部分（たとえば、１つまたは複数のダイからなる部分）上に結像される。マスクの代わりに、パターニング手段は、回路パターンを形成する個別制御可能素子アレイを備えてもよい。
【０００３】
一般に、単一の基板は、連続して露光される隣接する目標部分のネットワークを含んでいる。従来知られた一般的なリソグラフィシステムは、ステッパおよびスキャナを含む。ステッパにおいては、各目標部分は、単一のパスにおいて目標部分に全体のパターンを露光することにより照射される。スキャナにおいては、各目標部分は、一定方向（スキャン方向）のビームによってパターンをスキャンすることにより、この方向に対して基板を平行または逆平行に同期してスキャンする間に、照射される。
【０００４】
リソグラフィシステムは、マスクレスにすることも可能である。マスクレスリソグラフィ、または光マスクレスリソグラフィ（ＯＭＬ）は、当業者に知られるように、従来の（すなわち、マスクを用いた）リソグラフィの拡張である。しかしながら、ＯＭＬにおいては、フォトマスクを用いる代わりに、微少電気機械システム（ＭＥＭＳ）装置上の多数のマイクロミラーピクセルは、所望のパターンを形成するためにリアルタイムに動的に駆動されている。しかしながら、ＭＥＭＳは、ＯＭＬ装置の１種類にすぎない。ピクセルにより課せられた固定格子、および深紫外線（ＤＵＶ）波長での短パルス期間のエキシマレーザの使用のために、グレースケールの空間変調が要求される。それゆえ、この種類のＭＥＭＳデバイスは、空間光変調器（ＳＬＭ）として知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のマスクレスリソグラフィシステムにおいては、たとえばエキシマレーザを用いたＳＬＭの照明に関して、特有な課題が存在する。これらの課題は、ＳＬＭに入射した光線およびＳＬＭから反射した光線が、同一の物理的空間に入れられていることである。このため、システム内において、照明器と投影光学系（ＰＯ）とを空間的に分離するのが困難となっている
【０００６】
マスクレスリソグラフィシステムのある種類は、照明器とＰＯを空間的に分離するために、ビームスプリッタを用いている。しかしながら、ビームスプリッタは、下記の理由のために、上記のアプリケーションにおいては望ましくない。偏光ビームスプリッタは、一般に、放射ビームをＳＬＭの個別制御可能素子上に投影するために用いられる。放射ビームは、ビームスプリッタを２回通って投影され、ビームスプリッタの最初の透過の後と、ビームスプリッタの２番目の透過の前に放射ビームの偏光を変えるために、１／４波長板が用いられる。放射ビームの方向を制御するための偏光の使用は、放射ビームの断面が一様な偏光を有していることを意味する。その結果、露光の間に別の効果を作り出すために、別の偏光を用いることはできない。また、ビームスプリッタは、効率的ではないとともに、熱的な制御が困難である。
【０００７】
さらに、偏光ビームスプリッタは、たとえば高開口数（ＮＡ）のマスクレスリソグラフィには用いることができない。高ＮＡのマスクレスリソグラフィの光学系に必要とされる光の偏光状態の維持ができないからである。非偏光ビームスプリッタは、代替手段となる。しかしながら、非偏光ビームスプリッタは、受け入れ難いほど低透過率である。最終的に、ＳＬＭが「ブレイジング(blazing)」モード（ＳＬＭからの反射の後に、ゼロでない回折次数のビームがＰＯに入射するモード）で動作する場合を除いて、傾斜した照明器は、高ＮＡのＰＯで用いることはできない。これは、軸外瞳（off-axis pupil）のためのＰＯのＮＡの固有の限界のためである。
【０００８】
それゆえ、ビームスプリッタの必要がないマスクレスリソグラフィ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】
本発明の原理と一致し、本明細書に具現化されるとともに広く記載されるように、本発明は、マスクレスリソグラフィシステム用の照明器を含む。照明器は、光軸に沿って位置するマスクと、光軸に沿って位置し、マスクと協働するように配置された第１および第２屈折グループとを含む。また、第１および第２屈折グループから出力された像を反射する第１および第２反射デバイスと、光軸に沿って位置する、第１および第２反射デバイスと協働するよう配置された空間光変調器（ＳＬＭ）とを含む。マスクおよびＳＬＭのアクティブ領域は、軸外（オフアクシス）に位置する。
【００１０】
本発明のリソグラフィシステムは、ビームスプリッタを含まない照明器を備える。ビームスプリッタを排除することにより、偏光状態の維持が促進される。加えて、本発明においては、照明器の射出瞳は、ＰＯの光軸上にあるとともに、照明器自体は、その独自の光軸を有している。追加的な特徴として、本発明のシステム（照明器およびＰＯ）は、完全に対称（すなわち、入射瞳および射出瞳は、同じ光軸上にある）である。この対称性は、高ＮＡシステムの要求を満足するのに役立つとともに、照明状態の維持に役立つ。
【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およ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。
【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の一つ以上の実施形態を説明し、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。
【００１３】
本発明は、添付の図面を参照して説明される。図面において、同一の符号は、同一または機能的に類似する構成要素を表す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下の本発明の詳細な説明は、この発明と一致する典型的な実施形態を表す添付の図面を参照する。その他の実施形態も可能であり、本発明の精神および範囲内において、実施形態に変更がなされてもよい。それゆえ、以下の詳細な説明は、本発明を限定することを意図していない。むしろ、本発明の範囲は、添付の請求項によって規定される。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
当業者にとって明らかであるが、本発明は、以下に説明されるように、図面に示されたハードウェアおよび／または構成要素の多くの異なる実施形態で実現されてもよい。従って、本発明の動作および作用は、ここに表された詳細度を前提として、本実施形態の変更および変化が可能であることを理解して、記載されている。
【００１８】
本発明は、放射線の偏光状態を維持するために、ビームスプリッタを用いずに構成された照明器およびＰＯを提供する。本発明において、照明器およびＰＯは、共通の光軸を有する。一連の反射型ＳＬＭは、軸外（オフアキシス）に配置される。この軸外配置は、ＳＬＭに導かれ、ＳＬＭから反射された入射放射線が、空間的に分離されることを実現可能とする。さらに、本発明におけるＳＬＭは、非テレセントリックに照明される、すなわち、ＰＯの入射瞳は、ＳＬＭ平面から有限の距離にある。開口絞りおよび瞳は光軸上にある。これにより、最大のＰＯのＮＡ（像空間における媒質の屈折率または最後の構成要素の材質により制限される）を実現することが可能となる。
【００１９】
また、照明器は、ＳＬＭの平面上にマスクを結像する。このマスクは、ＰＯに入射する迷光の量を制限すること、および各ＳＬＭにおける「台形の(trapezoidal)」照射プロファイルを作ることを意図している。これは、像のステッチの問題を解決するのに役立つ。マスクは、ＳＬＭと異なり、通常はテレセントリックに照明される。これは、放射ビームの主光線が高いに平行になることである。そして、リレー光学系はＳＬＭ平面上にマスクの像を形成する。
【００２０】
図１は、本発明の実施形態に係るリソグラフィ投影装置１００を概略的に示す図である。装置１００は、少なくとも放射系１０２と、個別制御可能素子アレイ１０４と、オブジェクトテーブル１０６（たとえば、基板テーブル）と、投影系（レンズ）１０８とを備える。
【００２１】
放射系１０２は、放射線（たとえばＵＶ放射線）のビーム１１０を供給するために用いられ、この場合は、放射源１１２も備える。
【００２２】
個別制御可能素子アレイ１０４（たとえば、プログラム可能なミラーアレイ）は、パターンをビーム１１０に付与するために用いられる。一般に、個別制御可能素子アレイ１０４の位置は、投影系１０８対して固定されている。しかしながら、代替的な構成では、個別制御可能素子アレイ１０４は、投影系１０８に対して正確に位置決めするために、位置決めデバイス（図示せず）に接続されてもよい。ここで示されるように、個別制御可能素子１０４は、反射型である（たとえば、反射型の個別制御可能素子アレイを有する）。
【００２３】
オブジェクトテーブル１０６は、基板１１４（たとえば、レジストがコーティングされたシリコンウエハまたはガラス基板）を保持する基板ホルダ（図示せず）を備えており、オブジェクトテーブル１０６は、投影系１０８に対して基板１１４を正確に位置決めするために位置決めデバイス１１６に接続されている。
【００２４】
投影系１０８（たとえば、石英および／またはＣａＦ２レンズシステム、またはこれらの物質から形成されたレンズ素子を備えるカタディオプトリックシステム（反射屈折光学系）、またはミラー系）は、ビームスプリッタ１１８から受け取ったパターン付きビームを基板１１４の目標部分１２０（たとえば、１つまたは複数のダイ）上に投影するために用いられる。投影系１０８は、個別制御可能素子アレイ１０４のイメージを基板１１４上に投影することができる。あるいはまた、投影系１０８は、個別制御可能素子アレイ１０４の素子がシャッターとして作動するために、二次的なソースの像を投影してもよい。投影系１０８は、また、二次的なソースを形成すると共にマイクロスポットを基板１１４に投影するために、マイクロレンズアレイ（ＭＬＡ）を備えてもよい。
【００２５】
光源１１２（たとえば、エキシマレーザ）は、放射ビーム１２２を生成する。ビーム１２２は、直接、またはたとえばビームエキスパンダなどの調整デバイス１２６を通った後に、照明系（照明器）１２４に供給される。照明器１２４は、ビーム１２２における強度分布の半径方向外径および／または半径方向内径（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）を設定する調整デバイスを備えてもよい。加えて、照明器１２４は、一般に、積分器１３０およびコンデンサ１３２などの種々のその他の構成要素を含む。このようにして、個別制御可能素子アレイ１０４に当たったビーム１１０は、その断面において所望の均一性および強度分布を有する。
【００２６】
注目すべきは、図１に関して、光源１１２は（たとえば、光源１１２が水銀ランプである場合にはよくあることだが）リソグラフィ投影装置１００の筐体内にあってもよいことである。代替的な実施形態においては、光源１１２は、リソグラフィ投影装置１００から遠く離れていてもよい。この場合、放射ビーム１２２は、（たとえば、適切な誘導ミラーを用いて）装置１００に導かれる。この後者のシナリオは、光源１１２がエキシマレーザの場合にはよくあることである。当然のことながら、これらのシナリオの両方が、本発明の範囲内に意図されている。
【００２７】
ビーム１１０は、その後、ビームスプリッタ１１８を用いて導かれた後、個別制御可能素子アレイ１０４に入射する。個別制御可能素子アレイ１０４により反射された後、ビーム１１０は、投影系１０８を通過する。投影系１０８は、ビーム１１０の焦点を基板１１４の目標部分１２０上に合わせる。
【００２８】
位置決めデバイス１１６（およびビームスプリッタ１４０を介して干渉ビーム１３８を受けるベースプレート１３６上の選択的な干渉測定装置１３４）を用いて、基板テーブル１０６は、ビーム１１０のパスにおいて異なる目標部分１２０に位置合わせされるように、正確に移動することができる。個別制御可能素子アレイ１０４用の位置決めデバイスが用いられてもよい。用いられる場合、個別制御可能素子アレイ１０４用の位置決めデバイスは、たとえばスキャンの間に、ビーム１１０のパスに対する個別制御可能素子アレイ１０４の位置を正確に修正するために用いられる。一般に、オブジェクトテーブル１０６の移動は、ロングストロークモジュール（粗いの位置決め）およびショートストロークモジュール（精密な位置決め）を用いて実現される。これらは、図１には明示的には示されていない。類似のシステムが個別制御可能素子アレイ１０４の位置決めに用いられてもよい。オブジェクトテーブル１０６および／または個別制御可能素子アレイ１０４が要求された相対運動を提供するために固定された位置を有する間に、ビーム１１０は、代替的に／追加的に、移動可能としてもよいことを理解されたい。
【００２９】
実施形態の代替的な構成において、基板テーブル１０６は、基板１１４が基板テーブル１０６上を移動可能である状態で、固定されてもよい。この場合、基板テーブル１０６は、平坦な最上面に多数の開口が設けられ、基板１１４を支持することが可能なガスクッションを提供するために、ガスがその開口を通って供給される。これは、従来、空気ベアリングの構成として見なされている。基板１１４は、１つまたは複数のアクチュエータ（図示せず）を用いて基板テーブル１０６上を移動される。アクチュエータは、ビーム１１０のパスに対して基板１１４を正確に位置決めすることができる。または、基板１１４は、開口を通るガスの通過を選択的に開始および停止することにより、基板テーブル１０６上を移動されてもよい。
【００３０】
本発明に係るリソグラフィ装置１００は、本願明細書において基板上のレジストを露光する目的で記載されているが、本発明は、この用途に限定されず、装置１００は、レジストレスリソグラフィでの使用を目的として、パターン付きビーム１１０を投影するために用いられてもよい。
【００３１】
図２は、本発明の別の実施形態に係るリソグラフィ装置２００を概略的に示す図である。この装置は、照明システムＩＬと、パターニングデバイスＰＤと、基板テーブルＷＴと、投影システムＰＳとを備える。照明システム（照明器）ＩＬは、放射ビームＢ（たとえばＵＶ放射線）を調整するよう構成される。
【００３２】
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。
【００３３】
投影系光学系または投影系（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つまた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。
【００３４】
投影光学系ＰＳは、下記に記載するような同期走査ミラー（ＳＳＭ）などの動的な構成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の共振周波数を制御するために、放射源ＳＯから周波数信号Ｆを、基板テーブルＷＴから走査速度信号ＳＶを要求することができる。
【００３５】
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。
【００３６】
パターニングデバイスＰＤ（たとえば、レチクル、またはマスク、または個別制御可能素子アレイ）は、ビームを変調する。一般に、個別制御可能素子アレイの位置は、投影光学系ＰＳに対して固定される。しかしながら、これに代えて、ある特定のパラメータに応じて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た位置決め装置に接続することも可能である。
【００３７】
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。
【００３８】
放射ビームに付与されるパターンは、パターンがたとえば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および／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。
【００３９】
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、およびＬＣＤアレイなどがある。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。たとえば、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および／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。
【００４７】
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１１４は、周縁部にノッチおよび／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。
【００４８】
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。あるいはまた、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。
【００４９】
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であってもよい。
【００５０】
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。
【００５１】
一実施例においては、基板１１４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てもよい。ウエハは、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ウエハ、シリコンウエハ、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ってもよい。基板は、（ヒトの裸眼で）透明、有色、または無色であってもよい。
【００５２】
この基板の厚さは、基板材料および／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であってもよい。あるいはまた、基板の厚さは、厚くても５０００μｍ、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。
【００５３】
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、および／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。
【００５４】
図２に示すように、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、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（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。
【００５５】
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合焦素子の１つ以上（たとえばたいていは各アレイにつき１，０００以上）は、個別制御可能素子アレイにおける個別制御可能素子の１つ以上（たとえば個別制御可能素子アレイにおける個別制御可能素子の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）と光学的に連関していてもよい。
【００５６】
ＭＬＡは、少なくとも基板に近づく方向および遠ざかる方向に（たとえば１以上のアクチュエータを用いて）移動可能である。基板に近づく方向および遠ざかる方向にＭＬＡを移動させることにより、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。
【００５７】
図１および図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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
図２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線が供される。あるいはまた、放射源ＳＯにより供される放射線は、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。この放射線は、４３６ｎｍ、４０５ｎｍ、３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、および／または１２６ｎｍの波長を含む。
【００６１】
たと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および／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。
【００６２】
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および／または半径方向内径（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およびコンデンサ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およ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また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。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。
【００６３】
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ＩＦ２（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。
【００６４】
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）およ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およびショートストロークモジュールは図２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、対象物テーブルおよび／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さらなる代替例として、基板テーブルＷＴおよび投影系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。
【００６５】
図２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してもよい。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２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２に示される構成は必要とはされない。
【００６６】
図１および図２に図示の装置は、いくつかのモードで使用することができる。
【００６７】
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およ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方向および／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。
【００６８】
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およ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および方向は、投影系ＰＳの拡大（縮小）特性およ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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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、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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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、当該最大値およ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。
【００７６】
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種類の放射強度、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種類の異なる放射強度が基板に投影されてもよい。
【００７７】
当然のことながら、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。
【００７８】
さらに当然のことながら、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。
【００７９】
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、リソグラフィ装置は、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リソグラフィ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。
【００８０】
このデータパスのデータ処理装置は、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、および、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。
【００８１】
図２は、本発明に係るリソグラフィ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。
【００８２】
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。当然のことながら、図示されているレンズアレイＭＬＡには８つのレンズ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）。
【００８３】
図３は、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。
【００８４】
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方向および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°であってもよい。あるいはまた、角度θは、小さくても０．００１°である。
【００８５】
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。図示の例では、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。
【００８６】
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。あるいはまた、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。
【００８７】
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、および投影系ＰＳを別個に備えてもよい。しかしながら、当然であるが、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、および投影系の少なくとも一部を共有してもよい。
【００８８】
図５は、本発明に従って配置された典型的な照明系５００の全体的な概観図である。照明系５００は、照明器５０１と、ＰＯ５０２とを含む。照明器５０１は、ＳＬＭ平面５０３と、反射屈折リレー５０４と、マスク５０６とを含む。バックグラウンドとしては、図５および図６は、図１および図２に示される照明器の端部（end portion）を示している。
【００８９】
より詳細には、図５は、照明器５０１内において、リレー５０４を経由したＳＬＭ平面５０３の照明を表すブロック図である。特に注目すべきは、リレー５０４は、ビームスプリッタキューブを含んでおらず、従って、任意の偏光状態が、そこを通って伝搬することが可能である。任意の偏光状態の放射線を用いることができることは、高ＮＡの結像系においては重要な特徴である。
【００９０】
また、本発明の照明系５００は、二つの目的を果たす。たとえば、照明系５００は、マスク５０６をＳＬＭ平面５０３上に結像する結像系である。しかしながら、マスク５０６はまた、照明器５００の前段部分（previous parts）（図示せず）からの迷光を除去することも意図されている。マスク５０６のその他の役割は、たとえばＳＬＭ平面５０３の縁の周りに、台形（trapezoidal）のプロファイルを形成することである。一例として、マスク５０６は、照明器５０１の前段部分（previous segment）によりテレセントリックに照明される。ここで述べたような照明系についての詳細は、たとえば、リソグラフィ装置およびデバイス製造方法というタイトルの米国特許出願第１１／０２０，５６７号から収集され、その全体が参照することにより本明細書に組み込まれる。
【００９１】
リレー５０４は、中間瞳（intermediate pupil）Ｐ３を形成する屈折グループ素子の第１グループＧ１を含む。屈折素子の第２グループＧ２は、ビームをミラーＦ１に導くために備えられている。ミラーＦ１およびＦ２は、たとえば、フォールドミラー（fold mirror）であってよい。ミラーがフォールドミラーであるか他の形態であるかにかかわらず、ミラーＦ１およびＦ２は選択的（随意的）なものであり、光学パッケージングの目的のために照明器５００に備えられているだけである。
【００９２】
選択的な屈折素子の第３グループＧ３もまた、図５に示されている。凹面鏡Ｍ１，Ｍ２、第２フォールドミラーＦ２、およびＳＬＭ平面５０３が、マスク５０６と協働して設けられている。ＳＬＭ平面５０３は、複数の別個のＳＬＭを含む。しかしながら、図示のために、図５の記載は、ＳＬＭ５０７と５０８に焦点を当てている。
【００９３】
凹面鏡Ｍ１およびＭ２は、像面湾曲の補正に有利である。一般に、凹面鏡を使用することにより、たとえば全屈折設計(all-refractive design）（すなわち、より小数の素子および／または非球面の素子）と比較して、全体的なリレーの設計をシンプルにすることができる。凹面鏡が好ましいが、平面や凸面などの他の形状のミラーも用いることができる。
【００９４】
図５に示されるように、マスク５０６の中間像は、グループＧ２の後に形成される。ＳＬＭ平面５０３内におけるＳＬＭ５０７および５０８のセットは、軸外に位置している。これにより、マスク５０６もまた軸外となり、リレー５０４の全ての素子が軸外ビームで動作することが可能となる。この軸外配置により、放射ビームがミラーにより暗くなることを回避することができる。これにより、リレー５０４内の光学素子は、その寸法を小さくするために、頂部を面取り（truncated）することができる。
【００９５】
動作中において、放射ビームは、第１屈折グループ素子Ｇ１および第２屈折グループ素子Ｇ２を通って進む。第１屈折グループ素子Ｇ１および第２屈折グループ素子Ｇ２は、両者とも、リレーの光軸５０９に沿って位置している。Ｐ３は、グループ素子Ｇ１の焦点である。マスク５０６は、テレセントリックに照明されているので、焦点Ｐ３は、中間瞳の平面内にある。ＳＬＭ平面５０３は、アクティブ領域５１０を含む。同様に、マスク５０６は、アクティブ領域５１２を含む。アクティブ領域５１０および５１２の両方は、リレーの光軸５０９から中心が外れている（すなわち、軸外である）。
【００９６】
ビームは、Ｇ２を通って進んだ後、フォールドミラーＦ１で反射して、選択的な屈折グループＧ３を通って凹面鏡Ｍ１上に到達する。その後、ビームは、凹面鏡Ｍ１で反射して、再び屈折グループＧ３を通って進み、点Ｐ２に焦点が合わさる。点Ｐ２は、もう一つの中間瞳点（intermediate pupil point）である。この中間瞳点Ｐ２は、楕円面鏡Ｍ２の幾何学的焦点である。従って、楕円面鏡Ｍ２の中間瞳Ｐ２を通過するいかなる放射ビームも、最終的に楕円面鏡Ｍ２の第２幾何学的焦点に進む。この楕円面鏡Ｍ２の第２幾何学的焦点は、ＰＯ５０２内の入射瞳Ｐ１である。凹面鏡Ｍ２は、非楕円面形状を有することもできる。
【００９７】
投影光学系５０２は、投影光学系５０２とリレー５０４との間に形成された第２光軸５１１に沿って位置している。リレー５０４自体は、２つのリレーで構成されており、それらの間に中間像を有する。第１リレーは、屈折グループＧ１およびＧ２で構成される。第２リレーは、反射屈折光学系（または反射光学系）であり、ミラーＭ１、Ｍ２、および選択的な屈折グループＧ３を含む。第１リレー（Ｇ１，Ｇ２）は不可欠である。なぜなら、中間像は、通常、グループＧ３またはミラーＭ１に近接しており、マスクをこの像に配置するために物理的に接近できないからである。従って、リレーＧ１、Ｇ２の機能の１つは、ＳＬＭ平面と共役な（conjugate）接近可能な平面を形成することである。
【００９８】
図６は、本発明の第２の実施形態に従って配置された典型的な実施形態の照明器６０２のブロック図６００である。図５の照明系５００についての説明は、特に断りのない限り、図６のブロック図６００に適用される。上述したように、図５のミラーＦ１およびＦ２は、選択的である。図６は、一例として、本発明の典型的な実施形態を示している。ここでは、Ｆ２は排除されている。さらに、図６の例では、ミラー６０４（図５におけるＭ１）は、凹型放物面鏡（concave paraboloidal）である。
【００９９】
屈折グループＧ３は、選択的であることに留意されたい。屈折グループＧ３は、たとえば、瞳、コマなどの収差を補正するのに役立つ。それは、１つ以上の屈折素子を含んでもよいし、またはなくてもよい。図６の例では、グループＧ３は、１つのメニスカスレンズ（meniscus）から構成される。
【０１００】
［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。従って、本発明の広さと範囲は、上記で述べた典型的な実施形態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。
【０１０１】
当然のことながら、「課題を解決する手段」および「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」および「要約書」の欄は、本発明者が考えた本発明の典型的な実施形態の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、本発明および添付された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】
【０１０２】
【図１】本発明の各実施形態に係るリソグラフィ装置を示す図である。
【図２】本発明の各実施形態に係るリソグラフィ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】本発明に従って配置された照明器の全体的な説明図である。
【図６】本発明の第１実施形態に従って配置された典型的な照明器を示す図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１００、２００  リソグラフィ装置、  １０２  放射系、  １０４  個別制御可能素子アレイ、  １０６  オブジェクトテーブル、  １０８、５０２  投影系、  １１０  ビーム、  １１２  光源、  １１４  基板、  １１８、１４０  ビームスプリッタ、  １２４、５０１、６０２  照明器、  １３０  積分器、  １３２  コンデンサ、  １３４  干渉測定装置、  ５００  照明系、  ５０３  ＳＬＭ平面、  ５０４  リレー、  ５０６  マスク、  ５０７、５０８  ＳＬＭ、  ５０９  光軸、  ５１０、５１２  アクティブ領域、  ５１１  第２光軸。
【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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【外国語明細書】
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