(57)【要約】      （修正有）【課題】基板の凹凸によっても結像点の不一致が発生しない合焦システムを提供する。【解決手段】リソグラフィ装置は、照明光学系ＩLと個別制御可能素子アレイＰＤと、投影光学系ＰＳと、制御系とを備える。照明光学系ＩＬは放射ビームを調整する。個別制御可能素子アレイＰＤは放射ビームの断面を変調する。投影光学系ＰＳは変調された放射ビームを基板の目標部分に投影する。制御系は個別制御可能素子アレイＰＤ上に形成されるパターンを計算する。この計算には、基板の目標部分と投影光学系ＰＳの焦平面との間で測定される離隔距離に応じて焦平面がシフトするようにパターンを調節することが含まれる。【選択図】図１
2008047873.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射ビームを調整するように構成された照明光学系と、
前記放射ビームを変調するように構成された個別制御可能素子アレイと、
前記変調された放射ビームを基板の目標部分に投影するように構成された投影光学系と、
前記投影光学系の焦平面と前記基板の目標部分との間の離隔距離を測定するように構成された測定系と、
前記個別制御可能素子アレイによって形成されるパターンを決定するように構成された制御系と、を備え、
前記決定は、前記基板の目標部分と前記投影光学系の焦平面との間で測定される離隔距離に応じて焦平面がシフトするように前記パターンを調節することを含むことを特徴とするリソグラフィ装置。
【請求項２】
前記制御系は、フラクショナル（fractional）フーリエ変換を少なくとも部分的に使用して前記パターンの調節を決定するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項３】
前記制御系は、前記焦平面をシフトさせて該焦平面を前記基板の目標部分と一致させるべく前記アレイを調節するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項４】
前記制御系は、予め定められた複数の代替焦平面のうちのひとつに前記焦平面をシフトさせるべく前記アレイを調節するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項５】
前記制御系は、前記アレイを調節して少なくとも２つの代替焦平面を実現するように構成されていることを特徴とする請求項４に記載のリソグラフィ装置。
【請求項６】
前記制御系は、前記アレイを調節して少なくとも４つの代替焦平面を実現するように構成されていることを特徴とする請求項５に記載のリソグラフィ装置。
【請求項７】
前記制御系に接続されたメモリをさらに備え、該メモリは、必要に応じて検索するために、複数の予め計算された調節済みパターンを格納するよう構成されていることを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項８】
前記個別制御可能素子アレイを複数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装置。
【請求項９】
（ａ）基板の目標部分と投影光学系の焦平面の間の離隔距離を測定して測定信号を生成し、
（ｂ）前記基板の目標部分と前記投影光学系の焦平面の間で測定された離隔距離に応じて前記焦平面がシフトするように、前記測定信号に基づきパターンデータの調節を決定し、
（ｃ）調節されたパターンデータを使用してパターニング用デバイス上にパターンを形成し、
（ｄ）前記パターニング用デバイスを使用して放射ビームにパターンを付与し、
（ｅ）パターン付与されたビームを前記基板の目標部分に投影する
ことを特徴とするデバイス形成方法。
【請求項１０】
ステップ（ｂ）における決定は、フラクショナルフーリエ変換を少なくとも部分的に使用して行われることを特徴とする請求項９に記載のデバイス形成方法。
【請求項１１】
ステップ（ｂ）は、前記焦平面をシフトさせて該焦平面を基板の目標部分と一致させることを含むことを特徴とする請求項９に記載のデバイス形成方法。
【請求項１２】
ステップ（ｂ）は、予め定められた複数の代替焦平面のうちのひとつに前記焦平面をシフトさせることを含むことを特徴とする請求項９に記載のデバイス形成方法。
【請求項１３】
ステップ（ｂ）は、少なくとも２つの代替焦平面を設けることを含むことを特徴とする請求項１２に記載のデバイス形成方法。
【請求項１４】
ステップ（ｂ）は、少なくとも４つの代替焦平面を設けることを含むことを特徴とする請求項１３に記載のデバイス形成方法。
【請求項１５】
ステップ（ｂ）は、複数の予め定められた調整済みパターンを格納することを含むことを特徴とする請求項１２に記載のデバイス形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リソグラフィ装置およびデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板または基板の一部に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。従来の装置では、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（例えばレジスト）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】
パターニング手段を使用して、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、長方形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。
【０００５】
リソグラフィ装置は、パターニング用アレイのイメージを基板上に投影するために使用される投影光学系を備える。ここでは基板の凹凸が問題となりうる。基板上面の上方または下方に位置する平面に像の一部が合焦されることがある。基板の位置を調整してこの問題を完全に解決することは、通常は不可能である。なぜなら、像の焦点を基板の一部に正確に合わせるように基板を動かすと、基板の別部分で像の焦点が合わなくなるからである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、上述の凹凸問題を克服するための効果的なシステムが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の実施形態によると、照明光学系と、個別制御可能素子アレイと、投影光学系と、制御システムとを備えるリソグラフィ装置が提供される。照明光学系は放射ビームを調整する。個別制御可能素子アレイは放射ビームの断面を変調する。投影光学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。制御系は、個別制御可能素子アレイ上に形成すべきパターンを計算する。この計算には、基板の目標部分と投影光学系の焦平面との間で測定される離隔距離に応じて焦平面がシフトするようにパターンを調節することが含まれる。
【０００８】
本発明の第２の実施形態によると、以下のステップを含む方法が提供される。照明光学系を用いて放射ビームを調整する。個別制御可能素子アレイを用いて放射ビームの断面を変調する。基板テーブルで支持された基板の目標部分に変調された放射ビームを投影光学系を介して投影する。個別制御可能素子アレイの上にパターンを形成して放射ビームの断面を変調する。基板の目標部分と投影光学系の焦平面との間で測定される離隔距離に応じて焦平面がシフトするようにパターンを調節する。
【０００９】
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。
【００１０】
参照により援用され明細書の一部をなす添付図面は、本発明の一つまたは複数の実施形態を例示するものであり、明細書とともに本発明の原理を説明し当業者が本発明を生産し使用することを可能にする役割を持つ。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して本発明の一つまたは複数の実施形態について説明する。図面では、同じ参照番号は、同一の要素または機能が類似した要素を表す。さらに、参照番号の左端の数字は、参照番号が最初に現れる図面を特定することがある。
【００１２】
本明細書は、本発明の特徴を含む一つまたは複数の実施形態について開示する。開示される実施形態は本発明を単に例証するものである。本発明の範囲は、開示された実施形態に限定されない。本発明は、本明細書に添付される特許請求の範囲によって定義される。
【００１３】
明細書に記載されている実施形態、および明細書内での「一実施形態」、「実施形態」、「例示の実施形態」等の呼び方は、記載されている実施形態が特定の特徴、構成または特性を含むことを示す。しかし、必ずしもあらゆる実施形態がそのような特定の特徴、構成または特性を含んでいなくてもよい。さらに、このような語句は、必ずしも同一の実施形態を指しているわけではない。さらに、一実施形態に関連して特定の特徴、構成、または特性が記載されている場合、他の実施形態と関連してこの種の特徴、構成または特性を達成することは、明示の記載があろうとなかろうと、当業者の知識の範囲内であることが理解される。
【００１４】
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任意の組み合わせで実現することができる。本発明の実施形態はまた、機械で読み取り可能な媒体に格納された命令として実現されてもよく、この命令は一つまたは複数のプロセッサで読み取られ実行されてもよい。機械で読み取り可能な媒体は、機械（例えばコンピューティング装置）により読み取り可能な形態で情報を格納するかまたは情報を送信するためのいかなるメカニズムを備えてもよい。例えば、機械で読み取り可能な媒体には、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、磁気ディスク記憶媒体、光学式記憶媒体、フラッシュメモリデバイス、電気信号、光信号、音響信号または他の形態の伝搬信号（例えば、搬送波、赤外線信号、デジタル信号など）、その他が含まれうる。さらに、ファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、命令は、本明細書において特定の動作を実行するものとして記述されることがある。しかしながら、このような記述は便宜上のものであり、現実には、この種の動作は、ファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、命令等を実行するコンピューティング装置、プロセッサ、コントローラまたは他の装置によりなされることは理解すべきである。
【００１５】
図１は本発明の一実施形態に係るリソグラフィ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（例えばＵＶ放射）を調整するよう構成されている。
【００１６】
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。
【００１７】
投影光学系（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光学系または投影系という用語と同義に用いられ得る。
【００１８】
投影光学系ＰＳは、後述するような同期走査鏡ＳＳＭなどの動的要素を含んでもよい。
同期走査鏡ＳＳＭは、照射源ＳＯから周波数信号Ｆを、基板テーブルから走査速度信号ＳＶを要求し、同期走査鏡ＳＳＭの共振周波数を機能すなわち制御することができる。
【００１９】
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。
【００２０】
パターニング用デバイス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光学系ＰＳに対して位置が固定されるが、あるパラメタに従って個別制御可能素子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。
【００２１】
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、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。これらのデバイスは静的なパターニング用デバイス（例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（例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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
電子的手段（例えばコンピュータ）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、例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（例えば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、または少なくとも１００個、少なくとも１０００個、少なくとも１００００個、少なくとも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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。別の実施例としては、基板は例えば長方形などの多角形形状でもよい。
【００３１】
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。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。
【００３２】
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。
【００３３】
基板の少なくとも１辺の長さが、長くても１０００ｃｍ、または長くても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。
【００３４】
一実施例においては、基板Ｗはウエハであり、例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る。一実施例ではウエハはシリコンウエハである。一実施例では基板はセラミック基板である。一実施例では基板はガラス基板である。一実施例では基板はプラスチック基板である。一実施例では基板は（ヒトの裸眼で）透明である。一実施例では基板は有色である。一実施例では基板は無色である。
【００３５】
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。あるいは、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である。
【００３６】
本明細書で参照される基板は、露光前または露光後において例えばトラック（典型的にはレジスト層を基板に塗布し、露光後のレジストを現像する装置）、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。
【００３７】
投影光学系は、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。これに代えて投影光学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。この場合には投影光学系は、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（例えばＭＬＡ）は少なくとも１０個の合焦用素子を備え、または少なくとも１００個、少なくとも１０００個、少なくとも１００００個、少なくとも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。
【００３８】
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（例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（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。
【００３９】
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。
【００４０】
図１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。
【００４１】
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。
【００４２】
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、投影光学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用デバイスと投影光学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。液浸技術は投影光学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、露光の際に投影光学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。
【００４３】
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、または少なくとも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。代替的に、放射源ＳＯにより供される放射は、長くても４５０ｎｍ、または長くても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の波長を含む。
【００４４】
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。
【００４５】
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。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。
【００４６】
放射ビームＢは、パターニング用デバイス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、投影光学系ＰＳを通過する。投影光学系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。
【００４７】
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。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及び投影光学系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。
【００４８】
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光学系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、そのまま更に投影光学系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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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、投影光学系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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。例えば、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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。例えば、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を有し、または例えば少なくとも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。
【００６０】
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。例えば、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。
【００６１】
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、例えば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。
【００６２】
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。
【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る。リソグラフィ装置はこの制御信号を生成する制御系ＣＳを含む。基板に形成されるべきパターンは、例えば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、制御系ＣＳ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】
一実施例では、投影光学系ＰＳおよび／または基板Ｗの特性を測定するために測定系ＭＳが配置されてもよい。この測定系ＭＳは、この種の特性を測定可能である一つまたは複数のセンサ、例えば光学センサ、音響センサ、機械的センサまたは他のセンサを備えてもよい。投影光学系ＰＳおよび／または基板Ｗの特性を表す測定信号Ｍは、制御系ＣＳに送信される。後でより詳述するように、制御系ＣＳは測定信号Ｍを使用して、例えば測定された特性を補償するためにパターンデータを変更することができる。
【００６６】
図２は、リソグラフィ装置の一組のマイクロミラーアレイ５０と、投影光学系ＰＳと、基板テーブル５２とを模式的に示す。一組のマイクロミラーアレイ５０については、側面から見た図と上方から見た図（点線で囲む）とが示されている。これは、マイクロミラーアレイ５０ａ−ｇが、いわゆる「チェス盤」構成で二列に配置されていることを表す。説明を簡単にするため、マイクロミラーアレイの第１列５０ａ−ｄのみについて以下で述べる。このため、マイクロミラーアレイ５０ａ−ｄのみが図２の断面図に示されている。
【００６７】
マイクロミラーアレイ５０は、上述の個別制御可能素子の一例である。他の個別制御可能素子も、マイクロミラーアレイの代わりに使用可能であることは理解されるだろう。
【００６８】
図２に示す実施例の投影光学系ＰＳは、第１レンズ５４、第２レンズ５６、および第１レンズと第２レンズの間に位置する瞳面５８を備える。投影光学系ＰＳは、マイクロミラーアレイ５０の真下に位置する対物面５９を有する。基板６０は、基板テーブル５２の上に配置される。基板６０は平坦でない上面を有している場合がある。凹凸は、説明のために誇張されている。特定のマイクロミラーアレイの下に位置する基板６０の目標部分には、対応する参照番号が与えられている。例えば、第１目標部分６０ａは第１マイクロミラーアレイ５０ａの下に位置し、第２目標部分６０ｂは第２マイクロミラーアレイ５０ｂの下に位置する、といった具合である。
【００６９】
リソグラフィ投影（例えば像形成）の間、所与の瞬間に、投影光学系ＰＳを使用して、マイクロミラーアレイ５０ａ−ｄから目標部分６０ａ−ｄの上にパターンが像形成されることが望ましい（これは、一つの目標部分だけが一度に像形成される上述の説明と異なることは言うまでもない）。マイクロミラーアレイ５０ａ−ｄは、投影光学系ＰＳの対物面にある。投影光学系の像平面は、点線６２で示されている。投影光学系ＰＳによって形成される像は、像平面６２で合焦されている。第１の目標部分６０ａは投影光学系ＰＳの像平面にあることが図２から分かる。これは、第１マイクロミラーアレイ５０ａの像の焦点がその目標部分に正確に合わされていることを意味する。しかしながら、第２目標部分６０ｂ、第２目標部分６０ｃは、像平面６２の外側に位置してしまっている。この結果、第２マイクロミラーアレイおよび第３マイクロミラーアレイの像の焦点は基板からずれる。第４目標部分６０ｄは像平面と近接している。この結果、第４マイクロミラーアレイ５０ｄの像の焦点は基板からわずかにずれている可能性がある。
【００７０】
基板６０の上面の凹凸によって基板上から像の焦点がずれる程度は、投影光学系ＰＳの焦点深さに依存する。高解像度のリソグラフィ装置では、焦点深さは小さいことがあり、例えば約２５０ｎｍ未満である。この場合、基板の凹凸により起こる像の焦点ずれは、重大な問題となり得る。例えば、像の焦点が合っていないと、最終的に形成されるＩＣまたは他の製品が適切に機能しない可能性がある。この課題は、基板６０上に像形成される目標部分の数および／または大きさを低減し、それによって基板の高さ調節による補正を可能にすることで程度解決できる。しかしながら、このような補正はリソグラフィ装置のスループットを低下させる。
【００７１】
これは、所与のマイクロミラーアレイ上に与えるパターンを調節して、マイクロミラーアレイの像が所望の平面に形成されるようにすることで解決できる。例えば、パターンの像の焦点が第２目標部分６０ｂに合う程度に十分な量だけ、パターン像の合焦する平面を下方（例えばｚ方向）に移動させるように、第２マイクロミラーアレイ５０ｂに与えるパターンを調節する。同様に、パターンの像の焦点が第３目標部分６０ｃに合う程度に十分な量だけ、パターン像の合焦する平面を上方（例えばｚ方向）に移動させるように、第３マイクロミラーアレイに与えるパターンを調節する。
【００７２】
目標部分にパターンの焦点を合わせることについて言及するとき、目標部分に塗布されているレジストにパターンが正確に露光されるようにパターンの焦点が目標部分に十分合わされることを意味していると意味すると理解すべきである。パターンは有限の焦点深さを有しており、通常、目標部分はこの焦点深さの範囲内になければならない。基板の目標部分と一致するように焦平面をシフトさせることについての言及も、同様に理解されるべきである。
【００７３】
マイクロミラーアレイ５０ａ−ｄに与えるパターンを計算する前に、基板６０のトポロジ（位置関係）を測定してもよい。例えば、測定系ＭＳ（図１を参照）は、投影光学系ＰＳの焦平面とともに基板のトポロジを測定してもよい。例えば、一つまたは複数のレベルを使用してこの測定を実行してもよい。基板６０上へパターンの投影と同時にこの測定を実行してもよい。この場合、基板６０上へパターンの投影前に計算を完了できるように、測定は十分に前に実行される。一実施例では、予め計算された調節済みパターンのセットをメモリに保存しておいてもよい。そして、基板表面と投影光学系ＰＳの像平面との間で測定された離隔距離に基づいて、一つの適当な調節済みパターンが選択される（これについては後で詳細に説明する）。この例では、トポロジ測定とパターン投影の間に必要な時間が少なくなる。
【００７４】
基板６０上へのパターンの投影を開始する前に、基板の一部のトポロジを測定してもよい。この測定は、例えば別の測定位置に基板を置いて実行する（例えば、オランダのＡＳＭＬ者によって作製されたツインスキャン形装置で実行する。この装置は、二つのパターニング用デバイスステージと基板ステージとを備えることができる）。この例では、トポロジをメモリに保存しておき、必要なときにメモリからトポロジを引き出してもよい。
【００７５】
マイクロミラーアレイに与えるパターンを調節することに加えて、基板テーブル５２を移動させることによって基板６０の高さ（すなわち、ｚ方向における位置）を調節してもよい。例えば、投影光学系の焦平面を、基板上面について算出された平均高さである平面と揃えるように、基板６０の高さを選択することができる。基板の高さを調節するために他の計算を用いてもよい。マイクロミラーアレイに与えるパターンの調節は、基板６０の高さ調節を考慮に入れる。
【００７６】
高さ調節と対応するように基板テーブル５２を傾けることによって、基板６０を傾けてもよい。例えば、基板上面の傾斜を修正するためにこれを実行してもよい。
【００７７】
図２は、基板６０の全体にわたる像を形成するマイクロミラーアレイ５０ａ−ｄを示しているが、基板の限られた領域のみに広がる像を用いる場合があってもよい。像が基板６０の全体に渡ろうと基板の限られた領域のみに広がろうと、本発明の実施形態は同様に機能する。
【００７８】
上記の説明において、所与のマイクロミラーアレイに与えられるパターンは、そのアレイによる像が、基板６０の対応する目標部分の上面と一致する平面に来るように調節される。例えば、この計算は目標部分について測定された平均高さに基づいたものであってもよく、この計算により平均高さと一致するように像平面が調節される。この計算は予め定められた精度の範囲内でなされてもよい。例えば、リソグラフィ装置のユーザまたはコンピュータ等によって精度が定義されてもよい。
【００７９】
代替的な手法では、取りうる像平面の数を限定することによって、上記計算を単純にすることができる。例えば、取りうる像平面の数を５つに限定してもよい。取りうる像平面は、例えば、第１の像平面Ｚ０（すなわち調節されていない像平面）、Ｚ０の上方１００ｎｍと２００ｎｍに位置する像平面、およびＺ０の下方１００ｎｍと２００ｎｍに位置する像平面のように、それぞれ１００ｎｍずつ離れていてもよい。
【００８０】
基板６０の所与の領域において、例えば第２目標部分６０ｂが、Ｚ０の下方約１８５ｎｍと測定される平均高さを有しているとする。この場合、最も近い取りうる像平面は、Ｚ０の下方約２００ｎｍにある。したがって、対応するマイクロレンズアレイ５０ｂに与えられるパターンは、Ｚ０の下方約２００ｎｍで焦点が合うように調節される。したがって、調節済みパターンを予め計算しておき、後の検索のためにメモリに格納しておくことができる。これによって、必要な調節済みパターンを、リアルタイムで必要な調整済みパターンを計算する場合に比べて、非常に高速に求めることが可能になる。
【００８１】
隣接する像平面間の離隔距離の適切な値を、投影光学系の焦点深さに基づいて決定してもよい。例えば、基板がＺ０から特定の距離にあるとき、限界寸法（ＣＤ：critical dimension）の均一性またはオーバレイ精度を妥協してもよい。Ｚ０と隣接像平面との距離は、この特定の距離未満となるように選択されてもよい。このような実施例では、ＣＤ均一性をＺ０から約１２５ｎｍの位置で妥協する場合、隣接像平面はＺ０から約１００ｎｍ（Ｚ０の上方および下方）にあり、別の像平面はＺ０（Ｚ０の上方および下方）から約２００ｎｍにある。
【００８２】
焦平面間の離隔距離が１００ｎｍ以外の値にしてもよいことは言うまでもない。同様に、焦平面の数が５つでなくてもよく、任意の数を取りうることも明らかである。例えば、代替焦平面の数（すなわちＺ０を含まない数）は、２つ、４つまたは任意の他の数であってよい。
【００８３】
マイクロミラーアレイ５０ａ−ｄ上のパターンの調節は、投影光学系ＰＳの像平面６２に位置しない目標部分６０ａ−ｄを考慮して実行してもよい。この調節は、パターンを決定するときにフラクショナル（fractional）フーリエ変換を適用することによって、ｋの調節を実行してもよい。フラクショナルフーリエ変換は、投影光学系ＰＳの現実の像平面６２を所望の像平面で置換することを考慮に入れるために用いることができる。フラクショナルフーリエ変換は、John Wiley & Sons発行、２００１年、H. M Ozaktaらによる「Fractional Fourier Transform」に記載されている。
【００８４】
例示的なフラクショナルフーリエ変換は、以下のように定義することができる。
【数１】
2008047873.tif 000003
【００８５】
ここで、「ａ」はフーリエ変換の次数を表す。ａ＝１の場合、フラクショナルフーリエ変換は通常のフーリエ変換と等しい。式（１）およびいくつかの後続の式では項「α」を使用するが、α＝ａπ／２である。このフラクショナルフーリエ変換に関するさらなる詳細およびフラクショナルフーリエ変換の他の定義は、上述のH.M.Ozaktaの著作で見ることができる。
【００８６】
Ka(u,u')が(u-u')のみの関数であることに注意すると、以下の関数を定義することができる。これは、次数の小さいフラクショナルフーリエ変換の簡便な近似を与える（すなわち、投影光学系ＰＳの像平面６２からの目標部分６０ａ−ｄのずれが小さい場合）。
【数２】
2008047873.tif 000004
【００８７】
Ka(u)のフーリエ変換は、exp(-iπαμ2)であるが、αが０に近付くにつれて１に近付く。これは、はＫａ(ｕ)がデルタ関数に近付くことを意味する。したがって、この変換の定義は、α＝０周辺のαに対して連続である。
【００８８】
図３は、平坦な基準面および球状基準面を示す。第１球面および第２球面の半径はそれぞれＲ１、Ｒ２と表されている。この場合、Ｒ１＜０、Ｒ２＞０である。距離ｄは常に正であるとみなされる。図３を参照すると、第１球面および第２球面に対する複合振幅分布は、それぞれf^sr1(x')とf^sr2(x)で表される。光軸上の球面に接する平面に対する分布は、f^1(x')とf^2(x')で表される。
【００８９】
f^sr1(x')とf^sr2(x)の間の関係を求めることができる。このために、無次元変数u'≡x'/s1、u'≡x'/s2を導入する。ここで、s1およびs2は、長さの次元を持つ実数値のスケールパラメータである。無次元関数fsr1(u')≡s11/2f^sr1(u's1)、fsr2(u')≡s21/2f^sr2(u's2)も導入される。f^sr1(x')とf^sr2(x)の関係は、次式の通りである。
【数３】
2008047873.tif 000005
【００９０】
これは、以下の定義を含む。
【数４】
2008047873.tif 000006
【００９１】
フラクショナルフーリエ変換が正確に機能する場合、Ｒ１、Ｒ２およびｄは以下のように指定されなければならない。
【数５】
2008047873.tif 000007
【００９２】
α（または等価であるａ＝２α／πに等価）の値は、次式によって求められる。
【数６】
2008047873.tif 000008
【００９３】
ここで、±は、ｇ１、ｇ２の共通の符号により決まる。
【００９４】
上記式は、実際には以下のように適用される。投影光学系ＰＳの射出瞳の半径は、Ｒ１＝−ｄ。基板の半径は、Ｒ２＝∞。投影光学系ＰＳの像平面６２は、投影光学系ＰＳの像平面６２に位置する基板目標部分６０ａ〜ｄに対してｄ＝０となるように定義される。式（４）によると、ｇ１＝０、ｇ２＝１である。式（５）で述べた条件は満足する。式（６）にしたがってフーリエ変換の次数を求めると、α＝π／２または等価にａ＝１である。これは、投影光学系ＰＳの射出瞳と目標部分６０ａ〜ｄとの間の関係が、（予期された通り）通常のフーリエ変換であることを示す。
【００９５】
投影光学系の像平面６２からの目標部分６０ａ〜ｄのずれが小さい場合について考察する。ずれは＋１００ｎｍ（すなわち、目標部分６０ａ〜ｄが像平面６２の上方１００ｎｍにある）である。射出瞳ＰＳの半径を１ｍｍと仮定する。これは、ｄ＝０．９９９９ｍｍであることを意味する。この結果、式（４）によると、ｇ１＝０．０００１、ｇ２＝１である。式（５）で述べた条件は満足する。式（６）にしたがってフーリエ変換の次数を求めると、α＝１．５６０８または等価にａ＝０．９９３６である。
【００９６】
このように、次数ａ＝０．００６３６６（すなわち１−０．９９３６）のフラクショナルフーリエ変換が、投影光学系ＰＳの像平面と目標部分６０ａ〜ｄとの間に存在する。式（１）または式（１）の近似である式（２）を使用して、次数ａ＝０．００６３６６のフラクショナルフーリエ変換を、マイクロミラーアレイに与えられるパターンに適用する。これは、フラクショナルフーリエ変換をパターンに適用することによって行われてもよく、マイクロミラーアレイのミラー位置を計算するための入力として使用される。これにより、基板の目標部分６０ａ〜ｄに所望のパターン像が形成されるように、パターンが調節される。
【００９７】
投影光学系の像平面６２の下方に位置する基板目標部分６０ａ−ｄを考慮するときも、マイクロミラーアレイ５０ａ〜ｄ上のパターンを同様の方法で調節することができる。式（５）に示す条件が満足されないかもしれないが、基板の目標部分６０ａ−ｄが、投影光学系の像平面６２の上方にあたかも等価のずれを有するかのように、パターンに対する調節を決定することができる。
【００９８】
上述の説明は、投影光学系ＰＳの焦平面５８に位置していない目標部分６０ａ〜ｄを考慮するために、マイクロミラーアレイ５０ａ〜ｄ上のパターンを調節することに関するものである。この用語の使用は、目標部分が投影光学系ＰＳの焦平面に位置するとして最初にパターンを決定し、それに続き目標部分のずれを考慮してパターンを調節することを意味すると意図したものではない。例えば、パターン自体の計算の間に調節が実行される可能性もある。
【００９９】
フラクショナルフーリエ変換を使用する観点から上述の実施例を説明したが、本発明の別の実施形態では、他の技術を使用してマイクロミラーアレイ上のパターンを調節してもよい。例えば、フラクショナルフーリエ変換の近似を使用することができる。近似は、例えば小さなピンぼけ値に対するチャープ関数（chirp function）を用いる二次元のコンボリューション（または、同様の効果を与える関連した別の変換）であってもよい。この例は、「Fractional Fourier Transform」の式（４．１４）に与えられている。
【０１００】
上述のマイクロミラーアレイ５０は、本発明を実施するために使用可能な個別制御可能素子の一例である。本発明は、他の個別制御可能素子、例えば回折光学ＭＥＭＳデバイスのアレイを用いても実現できることは理解されよう。
【０１０１】
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、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。
【０１０２】
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、本発明は例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。
【０１０３】
［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。
【０１０４】
「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】
【０１０５】
【図１】リソグラフィ装置の模式図である。
【図２】リソグラフィ装置の一部の模式図である。
【図３】基準面の模式図である。
【図１】
2008047873.tif 000009
【図２】
2008047873.tif 000010
【図３】
2008047873.tif 000011
【外国語明細書】
2008047873.tif 000012
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