(57)【要約】      （修正有）【課題】光リソグラフィーシステムにおける光学エレメントのアライメントに関し、光マスクレスリソグラフィーシステムにより許容できる値まで光学エレメントの軸外位置移動を低減するシステムを提供する。【解決手段】レーザビームは、ズーム操作の間にズーム組立体のレンズ５０８が移動するインアキシス方向に進む仮想基準軸６０２を提供するために用いられる。仮想基準軸６０２は、光軸に沿って、既存の機械的なレンズスライダと平行に投影される。仮想基準軸６０２は、各レンズ組立体の開口６０４を通過し、各レンズ組立体の一連の光学系および検出器により抽出される。光学系および検出器は、仮想基準軸６０２に対するレンズ組立体内のレンズセル５１０の位置のどんな変化も検知され、位置決めモータ５１６にフィードバック信号を用いることにより補正されるように構成される。【選択図】図６
2008003607.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アライメントの軸上に並べられたエレメントの軸外トランスレーションを補正するシステムであって、
前記アライメントの軸に平行な仮想基準軸ビームを生成するように構成されたレーザと、
前記エレメント上に位置し、前記仮想基準軸ビームに対する前記エレメントの位置を示すよう構成されたビームサンプリングデバイスと、
前記ビームサンプリングデバイスとつながり、前記ビームサンプリングデバイスにより示された前記仮想基準軸ビームに対する前記エレメントの位置の変化を検出するよう構成された検出器と、
前記検出器により検出された位置変化に基づいて、前記エレメントを前記仮想基準軸ビームと並べるよう構成されたポジショナーと、
を備えることを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記ビームサンプリングデバイスは、ビームスプリッタ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３】
前記検出器は、
光センサと、
前記ビームスプリッタに連結された第１回折格子と、
前記光センサに連結された第２回折格子と、
を備えることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記光センサは、光強度センサであ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】
前記検出器は、クワッドセル検出器を備えることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項６】
前記検出器は、ダブルトライアングル検出器を備えることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項７】
前記検出器によって検出された位置変化に基づいてフィードバック信号を生成するよう構成されたエラーアンプをさらに備え、前記ポジショナーは、前記フィードバック信号に基づいて、前記エレメントを前記仮想基準軸ビームと並べるように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８】
ズーム軸を有する光学ズーム組立体であって、
前記ズーム軸に沿って動くよう構成されたレンズ組立体と、
前記ズーム軸に沿って前記レンズ組立体が移動するように構成されたレンズスライダと、
前記ズーム軸に平行な仮想基準軸ビームを供給するよう構成されたレーザと、を備え、
前記レンズ組立体は、
レンズセルと、
前記仮想基準軸ビームに対する前記レンズセルの位置の変化を検出するよう構成された検出器と、
前記レンズセルの位置の変化が前記検出器により検出されたときに、前記レンズセルを前記仮想基準軸ビームと並べるように構成されたポジショナーと、
を備えることを特徴とする光学ズーム組立体。
【請求項９】
前記ズーム軸に沿って移動するよう構成された第２レンズ組立体をさらに備え、
前記第２レンズ組立体は、
前記仮想基準軸ビームに対する第２レンズセルの位置の変化を検出するよう構成された第２検出器を有する第２レンズセルと、
前記第２レンズセルの位置の変化が前記第２検出器により検出されたときに、前記第２レンズセルを前記仮想基準軸ビームと並べるように構成された第２ポジショナーと、
を備えることを特徴とする請求項８に記載の光学ズーム組立体。
【請求項１０】
前記検出器は、
前記レンズセル上に位置し、前記仮想基準軸ビームに対する前記レンズセルの位置を示すよう構成されたビームサンプリングデバイスと、
前記ビームサンプリングデバイスにより示された前記仮想基準軸ビームに対する前記レンズセルの位置の変化を検出するよう構成されたセンサと、
前記センサにより検出された位置変化に基づいてフィードバック信号を生成するよう構成されたエラーアンプと、を備え、
前記ポジショナーは、前記フィードバック信号に基づいて、前記レンズセルを前記仮想基準軸ビームと並べるように構成されることを特徴とする請求項８に記載の光学ズーム組立体。
【請求項１１】
前記ビームサンプリングデバイスは、ビームスプリッタであることを特徴とする請求項１０に記載の光学ズーム組立体。
【請求項１２】
前記センサは、
光センサと、
前記ビームスプリッタに連結された第１回折格子と、
前記光センサに連結された第２回折格子と、
を備えることを特徴とする請求項１１に記載の光学ズーム組立体。
【請求項１３】
前記光センサは、光強度センサであることを特徴とする請求項１２に記載の光学ズーム組立体。
【請求項１４】
前記検出器は、クワッドセル検出器であることを特徴とする請求項８に記載の光学ズーム組立体。
【請求項１５】
前記検出器は、ダブルトライアングル検出器であることを特徴とする請求項８に記載の光学ズーム組立体。
【請求項１６】
アライメントの軸に並べられたエレメントの軸外トランスレーションを補正する方法であって、
前記アライメントの軸に平行な仮想基準軸ビームを生成する工程と、
前記仮想基準軸ビームに対する前記エレメントの位置の変化を検出する工程と、
前記エレメントの位置の検出された変化に基づいて、前記エレメントを前記仮想基準軸ビームと並べる工程と、
を備えることを特徴とする方法。
【請求項１７】
前記検出する工程は、
前記仮想基準軸ビームに対する前記エレメントの正確なアライメント位置を決定する工程と、
前記アライメントの軸に沿って前記エレメントを移動する工程と、
前記仮想基準軸ビームに対する前記エレメントの第２位置を決定する工程と、を備え、
前記並べる工程は、前記エレメントを前記正確なアライメント位置に戻す工程を備えることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記検出する工程は、
前記仮想基準軸ビームに対する前記エレメントの位置を決定するために前記仮想基準軸ビームを抽出する工程と、
抽出された仮想基準軸ビームの変化に基づいて、前記エレメントの位置の変化を決定する工程と、
前記エレメントの位置の変化を補正するフィードバック信号を生成する工程と、を備え、
前記並べる工程は、前記フィードバック信号に基づいて前記エレメントをアライニングする工程を備えることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記検出する工程は、前記仮想基準軸ビームの強度の変化を検出する工程を備えることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
前記仮想基準軸ビームに対する第２エレメントの位置の変化を検出する工程と、
前記第２エレメントの位置の検出された変化に基づいて、前記第２エレメントを前記仮想基準軸ビームと並べる工程と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に光リソグラフィーシステムにおける光学エレメントのアライメントに関する。
【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。
【０００５】
可動の光学エレメントを有するズーム組立体が、これらのリソグラフィーシステムにしばしば用いられる。典型的なズーム組立体では、二つ以上のレンズが、モータおよび／またはアクチュエータにより、ねじ伝動またはその他のアレンジメントで駆動される。レンズは、レンズマウント組立体上のモータドライブに取り付けられる。レンズは、レンズ間の距離がリソグラフィープラットフォームの所望のズーム特性に従って操作されるように、光軸に沿って移動される。この方法は、連続的なズーム機能をサポートする。マスクを用いたリソグラフィーシステムにおける光学ズーム組立体の一例は、米国特許６，９００，９４６号に記載されており、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。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
現在のマスクを用いたシステムでは、システムにおいてズーム設定が変更を必要とするときには、レンズ位置は光軸（たとえば、Ｚ軸）に沿って移動される。これは、それぞれのレンズの位置を互いに対して変化させる。現在のズームの設計では、レンズスライダまはたねじ伝動のアレンジメントは、軸外のレンズ位置に対して固定されたまたは静的な基準を提供している。移動の間、個々のレンズエレメントの軸外位置（たとえば、Ｘ，Ｙ，Ｒｚ）は、レンズスライドやねじ伝動の移動の平坦度が不完全であることによる変化の影響を受けやすい。ＸおよびＹ軸における軸外位置変化の範囲の一例は、約３から５０ミクロンであり、Ｒｚにおける軸外位置範囲の一例は、約±１２秒（アークセコンド）である。
【０００７】
現在のマスクを用いたシステムにおいては、これらの比較的小さい軸外移動は、システムのエラーバジェットにおいて容易に説明される。しかしながら、光マスクレスリソグラフィーシステムでは、投影光拡大は、マスクを用いたシステムよりも約１００倍大きい。従って、照明器におけるレンズ位置のこれらのわずかな移動（トランスレーション）は、このシステムにとって許容できない。光マスクレスリソグラフィーシステムにより許容できる値まで軸外位置移動を低減する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】
【０００８】
ズーム操作の間に位置されるズーム組立体におけるレンズの移動のインアキシス（in-axis）方向へ延びる仮想基準軸を提供するために、機械的に安定化されたレーザビームが用いられてもよい。仮想基準軸は、光軸にそって投影され、既存の機械的なレンズスライダと平行である。仮想基準軸は、それぞれのレンズ組立体の開口を通り、それぞれのレンズ組立体上の一連の光学系および検出器により抽出される。
【０００９】
光学系および検出器は、仮想基準軸に対するレンズ組立体内のレンズセルの位置のどんな変化も検知され、位置決めモータにフィードバック信号を用いることにより補正されるように構成される。同じ仮想基準軸がズーム組立体の各レンズに対して用いられるので、各レンズは、非常に高精度に軸外位置誤差を独立して補正される。このようにして、レンズエレメント間の正確な光学的関係が維持される。
【００１０】
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の図面を参照して以下に詳細に説明される。
【００１１】
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】
【００１２】
１．イントロダクション
以下では特定の構成について説明されるが、これは単に本発明の実施例をわかりやすく説明するためのものにすぎないと理解すべきである。当業者であれば本発明の趣旨を逸脱することなく他の構成を用いることが可能であると理解できよう。また当業者であれば本発明を他の多数の分野にも適用可能であることも明らかであろう。
【００１３】
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。
【００１４】
２．リソグラフィーシステムの概観
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。一実施例ではパターニング用デバイスは少なくとも１０個のプログラム可能な素子を備え、またはたとえば少なくとも１００個、少なくとも１０００個、少なくとも１００００個、少なくとも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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。一実施例としては、基板はたとえば長方形などの多角形形状でもよい。
【００３０】
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、またはたとえば少なくとも５０ｍｍ、少なくとも７５ｍｍ、少なくとも１００ｍｍ、少なくとも１２５ｍｍ、少なくとも１５０ｍｍ、少なくとも１７５ｍｍ、少なくとも２００ｍｍ、少なくとも２５０ｍｍ、または少なくとも３００ｍｍであってもよい。一実施例では、基板の直径は長くても５００ｍｍ、長くても４００ｍｍ、長くても３５０ｍｍ、長くても３００ｍｍ、長くても２５０ｍｍ、長くても２００ｍｍ、長くても１５０ｍｍ、長くても１００ｍｍ、または長くても７５ｍｍである。
【００３１】
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であってもよく、またはたとえば少なくとも２５ｃｍ、少なくとも５０ｃｍ、少なくとも１００ｃｍ、少なくとも１５０ｃｍ、少なくとも２００ｃｍ、または少なくとも２５０ｃｍであってもよい。
【００３２】
一実施例では、基板の少なくとも１辺の長さが、長くても１０００ｃｍ、またはたとえば長くても７５０ｃｍ、長くても５００ｃｍ、長くても３５０ｃｍ、長くても２５０ｃｍ、長くても１５０ｃｍ、または長くても７５ｃｍである。
【００３３】
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。一実施例ではウエハの材料は、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。
【００３４】
この基板の厚さはたとえば基板材料及び／または基板寸法に応じてある程度変更される。一実施例では、基板の厚さは、少なくとも５０μｍであり、またはたとえば少なくとも１００μｍ、少なくとも２００μｍ、少なくとも３００μｍ、少なくとも４００μｍ、少なくとも５００μｍ、または少なくとも６００μｍである。一実施例では、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である。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。一実施例では合焦用素子のアレイ（たとえばＭＬＡ）は少なくとも１０個の合焦用素子を備え、またはたとえば少なくとも１００個、少なくとも１０００個、少なくとも１００００個、少なくとも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。一実施例においては、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。一実施例では、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。一実施例では、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る。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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。一実施例では、放射源により、少なくとも５ｎｍ、またはたとえば少なくとも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。一実施例では、放射源ＳＯにより供される放射は、長くても４５０ｎｍ、またはたとえば長くても４２５ｎｍ、長くても３７５ｎｍ、長くても３６０ｎｍ、長くても３２５ｎｍ、長くても２７５ｎｍ、長くても２５０ｎｍ、長くても２２５ｎｍ、長くても２００ｎｍ、または長くても１７５ｎｍの波長を有する。一実施例では、この放射は、４３６ｎｍ、４０５ｎｍ、３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、及び／または１２６ｎｍの波長を含む。一実施例では、この放射は３６５ｎｍ程度、または３５５ｎｍ程度の波長を含む。一実施例では、この放射はたとえば３６５ｎｍ、４０５ｎｍ、及び４３６ｎｍの波長を含む広帯域の波長を含む。３５５ｎｍの波長のレーザ光源を使用し得る。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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。一実施例では放射ビームは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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。一実施例では、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、またはたとえば少なくとも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。
【００５６】
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。一実施例では、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、またはたとえば少なくとも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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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）。
【００６３】
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。
【００６４】
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。一実施例では、角度θは大きくても２０°または１０°であり、またはたとえば大きくても５°、大きくても３°、大きくても１°、大きくても０．５°、大きくても０．２５°、大きくても０．１０°、大きくても０．０５°、または大きくても０．０１°である。一実施例では、角度θは小さくても０．００１°である。
【００６５】
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個であり、またはたとえば少なくとも２個、少なくとも４個、少なくとも８個、少なくとも１０個、少なくとも１２個、少なくとも１４個、または少なくとも１７個である。一実施例では、光学エンジンの数は４０個未満であり、またはたとえば３０個未満または２０個未満である。
【００６６】
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。
【００６７】
３．典型的な光学ズーム組立体
図５は、現在の最先端の光学ズーム組立体５００を示す図である。ズーム組立体５００は、レンズ組立体５０２、５０４、および５０６を備える。それぞれのレンズ組立体は、レンズ５０８、レンズセル５１０、およびレンズマウント５１２を備える。レンズ５０８は、その周囲がレンズセル５１０に取り付けられている。レンズセル５１０は、レンズマウント５１２に取り付けられている。ズーム組立体５００では、それぞれのレンズ組立体は、取付面５１４のような平坦な取付面に取り付けられる。取付面５１４は、たとえばエアバー、スライダ、ローラーベアリング、ねじ伝動、または同種のものなどのアクチュエータ５１６に連結されており、レンズ組立体は、アクチュエータ５１６の長さ方向に沿って移動することができる。これにより、レンズは、所望のズームを実現するように移動できるようになっている。アクチュエータの表面が完全には平坦でない場合、アクチュエータに沿って位置が変化するときに、レンズ組立体は、その平面から外へ（軸外に）移動若しくは回転する可能性がある。従来のマスクを用いたシステムの場合、これらの軸外移動は、出力ビームに影響を及ぼさない。これは、マスクを用いたシステムに要求される精度は、一般的に約２５から３０ミクロンの軸外移動が許容されるからである。
【００６８】
たとえば、現在のシステムは、ＸおよびＹ軸におけるレンズの移動（トランスレーション）に対して、約３μｍの誤差を許容する。また、現在のシステムは、Ｚ軸（たとえば、Ｒｚ）についてのレンズの回転に対して、約±１２秒（アークセカンド）の誤差を許容する。しかしながら、プログラム可能なパターニング用デバイスを用いる光マスクレスリソグラフィー（ＯＭＬ）システムのトレランスは、さらに厳しい。たとえば、ＯＭＬは、一般的に、ＸおよびＹ軸のレンズトランスレーションに対してわずか０．１μｍの誤差を要求し、レンズ回転に対して±５秒の誤差を要求する。以上のように、従来のトレランスを有する従来のマウンティング技術は、感度の良いＯＭＬシステムには不十分である。ＯＭＬシステムでは、レンズとレンズ間の変位に対するストローク（距離）の要求が６倍となることにより、問題がさらに複雑となる。
【００６９】
図６は、本発明の一実施形態に係る光学ズーム組立体６００を示す図である。組立体６００は、ズームレンジ全体にわたって軸外トランスレーション（ＸおよびＹ軸におけるレンズトランスレーション並びにＲｚ軸におけるレンズ回転を含む）を補正することにより、図５に関して挙げられた要求を満たしてＯＭＬのズームを行うことができる。
【００７０】
組立体６００では、インアキシス（in-axis）の方向に沿って（たとえば、ズームレンズの光軸またはＺ軸に沿って）延びる仮想基準軸６０２を提供するために、一つ以上のレーザビームが用いられる。インアキシスの方向は、ズーム操作の間に位置されるレンズの全移動方向を参照する。仮想基準軸ビーム６０２は、既存の機械的なレンズスライドアクチュエータ５１６と平行に、光軸Ｚに沿って投影される。
【００７１】
仮想基準軸６０２は、レンズマウント５１２の各レンズセル５１０上にある開口６０４を通過する。図７は、本発明の一実施形態に係るズーム組立体５００における典型的なレンズ組立体５０２を示す図である。レンズセル５１０は、レンズセル５１０（およびレンズ５０８）がＸ，ＹおよびＲｚ軸に関して移動できるように、レンズマウント５１２に移動可能に取り付けられている（図７では、ＸおよびＹ軸のみ図示している）。仮想基準軸６０２は、レンズセル５１０上の開口６０４を通過する。仮想基準軸６０２を作るレーザ光は、ビームサンプリング光学素子（オプティック）７０２により抽出され、サンプルビーム７０４を作り出す。その後、サンプルビーム７０４は検出システム７０６に送られる。
【００７２】
レンズ組立体５０２が光軸Ｚに沿って移動するとき、Ｘ，ＹおよびＲｚ軸における軸外移動（モーション）は、検出システム７０６により検出される。検出システム７０６は、一つ以上の位置決めモータ７０８（たとえば、サーボ）にフィードバック信号を送ることにより、軸外移動に対処する。一つ以上の位置決めモータ７０８は、その後、レンズ５０８を仮想基準軸６０２に再度整列するために、当業者にとって明らかな方法でレンズセル５１０の位置を変える。
【００７３】
図８は、本発明の一実施形態に係る開口６０４、サンプリング光学素子７０２および検出システム７０６を示す図である。開口６０４は、レンズセル５１０上に直接位置しており、サンプリング光学素子７０２は、レンズセル５１０の構造に連結されている。この実施形態では、サンプリング光学素子７０２は、ビームスプリッタである。検出システム７０６は、センサ８００およびエラーアンプ８０２を含んでもよい。センサ８００は、レンズマウント５１２に直接取り付けられてもよい。上述したように、照明ビームのズーム特性を操作するためにレンズマウント５１２がＺ軸に沿って移動されるとき、仮想基準軸６０２に対するレンズ組立体５０２のどの軸外移動も、サンプリング光学素子７０２上のレーザ光のトランスレーションとして表れるであろう。図８では、軸外移動前のレンズセル５１０に対する仮想基準軸６０２の位置は、ビームＡとして示されている。同様に、軸外移動が発生した後のレンズセル５１０に対する仮想基準軸６０２の位置は、移動されたビームＡ’として示されている。
【００７４】
サンプリング光学素子７０２は、仮想基準軸６０２を作るレーザビームからエネルギーの一部を抽出して、サンプルビーム７０４を作り出す。サンプリング光学素子７０２とセンサ７０６に対するサンプルビーム７０４の位置もまた、レンズ組立体５０２の軸外移動によって変化する。サンプルビームＢは、仮想基準軸６０２がレンズセル５１０に対してビームＡに位置するときのサンプルビーム７０４の位置に対応する。移動されたサンプルビームＢ’は、仮想基準軸６０２がレンズセル５１０に対して移動したビームＡ’に位置するときのサンプルビーム７０４の位置に対応する。
【００７５】
サンプルビーム７０４は、検出システム７０６に向けられており、検出システム７０６は、センサ８００上でのサンプルビームＢと移動されたサンプルビームＢ’の位置の差分を検出する。検出された位置の差分は、その後、エラーアンプ８０２に入力されてもよい。エラーアンプ８０２は、対応する補正を含んだフィードバック信号を一つ以上の位置決めモータ７０８に送る。一つ以上の位置決めモータ７０８は、フィードバック信号を用いて、仮想基準軸６０２に対するレンズセル５１０（およびレンズ５０８）の位置を補正する。
【００７６】
図９は、仮想基準軸６０２に対するレンズセル５１０のトランスレーションを検出するのに用いられる検出システムの一例を示す図である。この実施形態では、サンプリング光学素子７０２は、回折格子９０４と連結されたビームスプリッタ９０２である。第２回折格子９０６は、光強度センサ９０８に連結されている。回折格子９０４および９０６は、同一のピッチを有しており、１列に並べられている。並べられた回折格子９０４および９０６のそれぞれは、たとえば限定されることなしに、透明なレチクルと約５０％の透過率の単純なクロム回折格子であってよい。
【００７７】
ズームの設定が変化する間に、仮想基準軸６０２からの光がビームスプリッタ９０２と交わり、レンズの移動により位置がＡからＡ’に移動すると、ビームスプリッタ９０２の出力は、位置がＢからＢ’に移動する。回折格子９０４および９０６により、センサ９０８への入射光は、図１０に示されるように最小強度から最高強度に正弦波状に変化する。センサ９０８により検出される強度変化は、レンズセル５１０（およびレンズ５０８）の仮想基準軸６０２に対する軸外移動の量と直接の相関がある。
【００７８】
回折格子９０４および９０６のピッチは、単一期間に対するトランスレーションの全予想範囲をキープするように設計されてもよい。すぐに利用できるコンポーネントと単純なコサインフィット関数を用いることにより、１／１０００の分解能（1 part in 1000）の移動検出が達成可能である。従って、レンズスライドアクチュエータ５１６の１００ミクロンの非平坦性（現在利用可能な最新式のエアバーやスライドよりも悪いオーダである）により引き起こされる軸外移動に対して、０．１μｍの位置決め精度が達成可能である。
【００７９】
回折格子の検出システムは、図９に図示されているが、当業者であれば、レンズ組立体が移動したときの位置Ｂから位置Ｂ’へのサンプルビーム７０６のトランスレーションを検出するために、他のタイプの検出器を用いることが可能であることを理解するであろう。図１１は、適用可能な検出器の他の実施例を示す図である。回折格子を用いた検出システムに代わり、図１１の実施形態は、クワッドセル検出器１１０２を用いている。クワッドセル検出器１１０２は、中心点の周囲に配置された４つ以上の個別の検出器を含んでいる（パイのピースに似ている）。典型的なレンズ組立体５０２が仮想基準軸６０２に沿って並べられたとき、個々の検出器のそれぞれにより検出された光の量（たとえば、電圧により検証される）は、等しい（Ｂ）。レンズ組立体５０２が移動すると、サンプルビーム７０４が検出器に対して移動され、それぞれの検出器におり検出される光の量は変わる（Ｂ’）。アクチュエータは、その後、それぞれの検出器により検出される光の量が等しい状態（Ｂ）に戻るように、レンズセル５１０を再配置するのに用いられる。
【００８０】
図１２は、適用可能な検出器の他の実施例を示す図である。図１２の実施形態は、ダブルトライアングル検出器１２０２を用いている。ダブルトライアングル検出器１２０２は、長方形の検出器のような形状をしているが、２つの三角形に二等分されている。レンズ組立体５０２が仮想基準軸６０２に正確に並べられているとき、位置Ｂにおけるサンプルビーム７０４は、２つの三角形の間の中心にある。サンプルビーム７０４が位置Ｂ’に移動したとき、２つのトライアングル検出器間の電圧の変化が検出され、補正される。
【００８１】
ビームサンプリング光学素子７０２および検出器７０４は、仮想基準軸６０２に対するレンズセル５１０のあらゆる軸外位置変化が検知され、修正されるように、配置される。同じ仮想基準軸６０２がズーム組立体５００の各レンズ組立体について用いられるので、各レンズ組立体は、軸外位置誤差を非常に高精度で独立して補正することができる。
【００８２】
この配置はまた、レンズスライダだけでなく、レンズエレメント、セルおよびマウントなどのハードウェアに固有の製造ばらつきを取り除くのに用いることができる。ズーム光学系のセットのエンドトゥエンドの収差を解析することにより、セットアップの間に、イニシャルアライメントおよびセルのオフセットの決定が達成され、エレクトロニクス、製造ばらつき、およびドリフトによるオフセットを補正することができる。
【００８３】
４．結語
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。
【００８４】
また、ここで説明したような、光学ズーム組立体におけるレンズエレメントの整列に用いられる仮想基準軸は、軸外誤差を測定して補正するための極めて高精度な基準を提供する。このアライメントシステムは、従来の方法よりも２桁かそれ以上、光デバイス取付の位置精度を向上する可能性を有する。当業者であれば、このようなアライメント技術がどのようなタイプの物体のアライニングにも用いられることを理解するであろう。たとえば、このアプローチは、２つ以上のコンポーネント（必ずしも光コンポーネントに限られない）間の高精度な相対移動が必要とされるどんなアプリケーションにおいても、用いることができる。
【００８５】
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。
【００８６】
さらに、要約書の目的は、米国特許商標局や一般の人々、並びに特に、特許や法律の用語、語句に精通していないこの技術分野の科学者、エンジニアおよびプラクティショナーが、出願の開示技術の本質を速く大雑把に判定するのを可能にすることである。要約書は、本発明の範囲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】
【００８７】
【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】光学ズーム組立体の例を示す図である。
【図６】仮想基準軸ビームを有する光学ズーム組立体の例を示す図である。
【図７】図６の光学ズーム組立体の例に用いられるレンズおよびマウント組立体の例を示す図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る検出システムの例を示す図である。
【図９】図８の検出システムに用いられる検出器の例を示す図である。
【図１０】図９の検出器の出力の例を示す図である。
【図１１】図８の検出システムに用いられる検出器の別の例を示す図である。
【図１２】図８の検出システムに用いられる検出器のさらに別の例を示す図である。
【符号の説明】
【００８８】
５００、６００  光学ズーム組立体、  ５０２、５０４、５０６  レンズ組立体、  ５０８  レンズ、  ５１０ レンズセル、  ５１２  レンズマウント、  ５１４ 取付面、  ５１６  アクチュエータ、  ６０２  仮想基準軸ビーム、  ６０４  開口、  ７０２  ビームサンプリング光学素子、  ７０４  サンプルビーム、７０６  検出システム、  ７０８  モータ、  ８００、９０８  センサ、  ８０２  エラーアンプ、  ９０２  ビームスプリッタ、  ９０４  回折格子、９０６  第２回折格子、  ９０８  光強度センサ、  １１０２  クワッドセル検出器、  １２０２  ダブルトライアングル検出器、  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６】
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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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【外国語明細書】
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