(57)【要約】      （修正有）【課題】より微細構造を作製することができで柔軟性のあるリソグラフィシステムを提供する。【解決手段】干渉露光ユニットとリソグラフィーユニットとが合わさってリソグラフィーシステムが構成される。リソグラフィーユニットは、個別に制御可能な素子のアレイを備えてもよい。このリソグラフィーシステムは、干渉露光ユニットにより露光されるラインのピッチが、リソグラフィーユニットによる基板への露光において１つの個別制御可能素子に対応する露光区域の大きさの整数倍となるように構成されている。【選択図】図１
2007194607.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板にパターンを露光するためのリソグラフィーシステムであって、
基板の少なくとも一部に複数のラインが露光されるよう２つの放射ビームを干渉させて投影する第１露光ユニットと、
個別制御可能素子アレイを用いて放射ビームを変調し、変調されたビームを基板の少なくとも一部に投影する第２露光ユニットと、を備え、
前記第１露光ユニットにより露光されるライン間のピッチであって該ラインの長手方向に垂直な方向のピッチが、前記第２露光ユニットによる基板への露光において１つの個別制御可能素子に対応する露光区域の所定方向の幅の整数倍となるように、前記第１露光ユニット及び前記第２露光ユニットが設定されていることを特徴とするリソグラフィーシステム。
【請求項２】
前記第１露光ユニットにより露光されるラインのピッチは、前記第２露光ユニットによる露光において１つの個別制御可能素子に対応する露光区域の幅の等倍、２倍、または４倍であることを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィーシステム。
【請求項３】
前記第１露光ユニットにより露光されるラインのピッチと、前記第２露光ユニットによる露光において１つの個別制御可能素子に対応する露光区域の大きさとの少なくとも一方を制御する露光サイズ制御部をさらに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ーシステム。
【請求項４】
前記第２露光ユニットは、変調された放射ビームを基板に投影する投影光学系を備え、該投影光学系は、個別制御可能素子の１つに対応する基板上の露光区域の大きさを調整可能とするように倍率が可変であることを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィーシステム。
【請求項５】
個別制御可能素子の１つに対応する露光区域の幅と前記ライン間のピッチとの関係を所望の関係に維持すべく前記投影光学系の倍率を制御する倍率制御部をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載のリソグラフィーシステム。
【請求項６】
個別制御可能素子の１つに対応する露光区域の幅に対して前記ライン間のピッチを第１の整数倍の値とする動作モードと、第２の整数倍の値とする動作モードとの間でリソグラフィーシステムを切り換えるために前記投影光学系の倍率が調整可能であることを特徴とする請求項４に記載のリソグラフィーシステム。
【請求項７】
前記第１露光ユニットは、前記２つの放射ビームが基板にそれぞれ斜めに投影されるように構成されており、
前記第１露光ユニットは、前記２つの放射ビームが基板に投影される角度を調整するビーム角度制御部を備えることを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィーシステム。
【請求項８】
前記第１露光ユニットは、基板に隣接して保持されている液体を通じて前記２つの放射ビームが基板に投影されるように構成されており、
前記第１露光ユニットは、前記液体の組成を制御して前記液体の屈折率を制御するよう構成されている液体組成制御部を備えることを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィーシステム。
【請求項９】
前記第１露光ユニットは、前記２つの放射ビームの強度を制御する放射強度制御部を備えることを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィーシステム。
【請求項１０】
前記個別制御可能素子アレイは、前記第２露光ユニットにより基板に投影される変調放射ビームの各個別制御可能素子に対応する部分の位相を該対応部分の隣接部分に対して制御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ーシステム。
【請求項１１】
前記個別制御可能素子アレイは、変調放射ビームのうち各個別制御可能素子に対応する部分が相対的に高い露光量で基板に投影される状態と相対的に低い露光量で基板に投影される状態との２つの状態の一方に各個別制御可能素子が設定され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ーシステム。
【請求項１２】
前記個別制御可能素子アレイは、変調放射ビームのうち各個別制御可能素子に対応する部分が３つ以上の異なる放射強度のうちのいずれかで基板に投影されるように、該放射強度に対応する３つ以上の状態のいずれかに各個別制御可能素子が設定され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ーシステム。
【請求項１３】
基板の少なくとも一部に複数のラインが露光されるよう２つの放射ビームを干渉させて投影することにより基板に第１の露光を行い、
個別制御可能素子アレイを用いて放射ビームを変調し、変調されたビームを基板の少なくとも一部に投影することにより基板に第２の露光を行うデバイス製造方法であって、
前記第１の露光によるライン間のピッチであって該ラインの長手方向に垂直な方向のピッチが、前記第２の露光による基板への露光において１つの個別制御可能素子に対応する露光区域の所定方向の幅の整数倍であることを特徴とするデバイス製造方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の方法により製造されたフラットパネルディスプレイ。
【請求項１５】
請求項１３に記載の方法により製造された集積回路デバイス。
【請求項１６】
基板にパターンを露光するためのリソグラフィーシステムであって、
（ａ）露光前に基板に照射感応材料層を形成する処理、（ｂ）未露光の基板を加熱し、反射防止膜を基板にコーティングする処理、（ｃ）水の浸透を防止する層を基板にコーティングする処理、（ｄ）表面を親水性または疎水性にするコーティングを基板に施す処理、（ｅ）露光後に基板を加熱する処理、（ｆ）加熱後の基板の冷却を制御する処理、（ｇ）反射防止膜を除去する処理、（ｈ）水浸透防止膜及び親水性コーティングのうち１つまたは両方を除去する処理、（ｉ）疎水性コーティングを除去する処理、または露光されたレジスト及び未露光のレジストのいずれかを基板から除去する処理のうちの少なくとも１つの処理を実行する照射感応層処理ユニットと、
放射ビームを変調し、変調された放射ビームを基板に投影するリソグラフィーユニットと、
基板の少なくとも一部に複数のラインが露光されるよう２つの放射ビームを干渉させて投影する干渉露光ユニットと、を備え、
前記干渉露光ユニットは、前記照射感応層処理ユニットから前記干渉露光ユニットを介して前記リソグラフィーユニットへと基板を搬送するように構成されていることを特徴とするリソグラフィーシステム。  
【請求項１７】
前記照射感応層処理ユニット、前記リソグラフィーユニット、及び前記干渉露光ユニットの少なくとも１つが、基板表面に垂直な軸まわりに基板を回転させる基板回転部を備えることを特徴とする請求項１６に記載のリソグラフィーシステム。
【請求項１８】
前記干渉露光ユニットは、前記照射感応層処理ユニット及び前記リソグラフィーユニットの少なくとも一方から基板を受け取り、または前記照射感応層処理ユニット及び前記リソグラフィーユニットの少なくとも一方に基板を送り出す基板搬送部を備えることを特徴とする請求項１６に記載のリソグラフィーシステム。
【請求項１９】
前記リソグラフィーユニットは、前記放射ビームを変調するための個別制御可能素子アレイを備えることを特徴とする請求項１６に記載のリソグラフィーシステム。
【請求項２０】
干渉露光ユニットであって、
基板の少なくとも一部に複数のラインが露光されるよう２つの放射ビームを干渉させて投影する装置を備え、
前記干渉露光ユニットは、照射感応層処理ユニットとリソグラフィーユニットとの間で基板を受け渡すよう構成されており、
前記照射感応層処理ユニットは、（ａ）露光前に基板に照射感応材料層を形成する処理、（ｂ）未露光の基板を加熱し、反射防止膜を基板にコーティングする処理、（ｃ）露光後に基板を加熱する処理、（ｄ）加熱後の基板の冷却を制御する処理、（ｅ）露光されたレジスト及び未露光のレジストのいずれかを基板から除去する処理のうちの少なくとも１つの処理を実行し、
前記リソグラフィーユニットは、放射ビームを変調し、変調された放射ビームを基板に投影することを特徴とする干渉露光ユニット。
【請求項２１】
（ａ）露光前に基板に照射感応材料層を形成する処理、（ｂ）未露光の基板を加熱する処理、（ｃ）反射防止膜を基板にコーティングする処理、（ｄ）露光後に基板を加熱する処理、（ｅ）加熱後の基板の冷却を制御する処理、（ｆ）露光されたレジスト及び未露光のレジストのいずれかを基板から除去する処理のうちの少なくとも１つの処理を照射感応層処理ユニットで基板に実行し、
変調された放射ビームをリソグラフィーユニットで基板に投影し、
基板の少なくとも一部に複数のラインが露光されるよう２つの放射ビームを干渉させて投影する干渉露光ユニットを介して、前記照射感応層処理ユニットで実行される処理のうち少なくとも１つと前記リソグラフィーユニットで実行される少なくとも１つの放射ビームが投影される処理との間に基板を搬送することを特徴とするデバイス製造方法。
【請求項２２】
請求項２１に記載の方法により製造されたフラットパネルディスプレイ。
【請求項２３】
請求項２１に記載の方法により製造された集積回路デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はリソグラフィーシステム及びデバイス製造方法に関する。
【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。露光装置は例えばフラットパネルディスプレイや集積回路（ＩＣ）、微細構造を有する他のデバイスの製造に用いられる。通常例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（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露光装置は、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】
これまで以上に微細化されたデバイス、これまで以上にカスタマイズされたデバイス、そしてこれまで以上に低コストなデバイスを生み出すために、リソグラフィー方式の改良が脈々と続けられている。しかし、これら３つの目標は互いに干渉し合うものである。例えば新たな技術により微細な構造が実現可能となっても、デバイス製造に必要なプロセスタイムが長くなってしまって結局デバイスのコストが上がってしまう。また、デバイス製造の柔軟性を高めるプロセスを使おうとしても、パターンの微細さで妥協しなければならなくなって、結局デバイスのコストが上がってしまう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、より微細な構造を実現すること、柔軟性のあるリソグラフィーシステムを実現すること、そしてできるだけ低コストでデバイスを製造することとをうまく両立させることができるリソグラフィーシステム及び方法が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態によれば、基板にパターンを露光するために第１露光ユニットと第２露光ユニットとを備えるリソグラフィーシステムが提供される。第１露光ユニットは、基板の少なくとも一部に複数のラインが露光されるよう２つの放射ビームを干渉させて投影する。第２露光ユニットは、個別制御可能素子アレイを用いて放射ビームを変調し、変調されたビームを基板の少なくとも一部に投影する。第１露光ユニット及び第２露光ユニットは、第１露光ユニットにより露光されるライン間のピッチが１つの個別制御可能素子の幅の整数倍となるように構成されている。
【０００８】
本発明の他の実施形態によれば、次のステップを備えるデバイス製造方法が提供される。基板の少なくとも一部に複数のラインが露光されるよう２つの放射ビームを干渉させて投影することにより基板に第１の露光を行うステップ。個別制御可能素子アレイを用いて放射ビームを変調し、変調されたビームを基板の少なくとも一部に投影することにより基板に第２の露光を行うステップ。第１露光ユニット及び第２露光ユニットは、第１露光ユニットにより露光されるライン間のピッチが１つの個別制御可能素子の幅の整数倍となるように構成されている。
【０００９】
本発明の更なる実施形態によれば、基板にパターンを露光するために照射感応層処理ユニットとリソグラフィーユニットと干渉露光ユニットとを備えるリソグラフィーシステムが提供される。照射感応層処理ユニットは、露光前に基板に照射感応材料層を形成する処理、未露光の基板を加熱する処理、反射防止膜を基板にコーティングする処理、露光後に基板を加熱する処理、加熱後の基板の冷却を制御する処理、露光されたレジスト及び未露光のレジストのいずれかを基板から除去する処理のうちの少なくとも１つの処理を実行するように構成されている。リソグラフィーユニットは、放射ビームを変調し、変調された放射ビームを基板に投影する。干渉露光ユニットは、基板の少なくとも一部に複数のラインが露光されるよう２つの放射ビームを干渉させて投影する。干渉露光ユニットは、照射感応層処理ユニットから干渉露光ユニットを介してリソグラフィーユニットへと基板を搬送するように構成されている。
【００１０】
本発明の更なる実施形態によれば、干渉露光ユニットが提供される。干渉露光ユニットは、基板の少なくとも一部に複数のラインが露光されるよう２つの放射ビームを干渉させて投影する。干渉露光ユニットは、照射感応層処理ユニットとリソグラフィーユニットとの間で基板を受け渡すよう構成されている。照射感応層処理ユニットは、露光前に基板に照射感応材料層を形成する処理、未露光の基板を加熱する処理、反射防止膜を基板にコーティングする処理、露光後に基板を加熱する処理、加熱後の基板の冷却を制御する処理、露光されたレジスト及び未露光のレジストのいずれかを基板から除去する処理のうちの少なくとも１つの処理を実行するように構成されている。リソグラフィーユニットは、放射ビームを変調し、変調された放射ビームを基板に投影する。
【００１１】
本発明の更なる実施形態によれば、次のステップを備えるデバイス製造方法が提供される。露光前に基板に照射感応材料層を形成する処理、未露光の基板を加熱する処理、反射防止膜を基板にコーティングする処理、露光後に基板を加熱する処理、加熱後の基板の冷却を制御する処理、露光されたレジスト及び未露光のレジストのいずれかを基板から除去する処理のうちの少なくとも１つの処理を照射感応層処理ユニットで基板に実行するステップ。変調された放射ビームをリソグラフィーユニットで基板に投影するステップ。照射感応層処理ユニットで実行される処理のうち少なくとも１つとリソグラフィーユニットで実行される少なくとも１つの放射ビームが投影される処理との間に、基板の少なくとも一部に複数のラインが露光されるよう２つの放射ビームを干渉させて投影する干渉露光ユニットを介して基板が搬送される。
【００１２】
本発明の更なる実施形態や特徴、効果は、本発明のさまざまな実施形態の構成及び作用とともに添付図面を参照して以下に詳細に説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下では特定の構成について説明されるが、これは単に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。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。
【００１４】
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（例えば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（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（例えばレジストでコーティングされた基板）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のターゲット部分Ｃ（例えば１つ又は複数のダイからなる）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、例えば基板のターゲット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。
【００２０】
放射ビームに付与されるパターンは、例えば仮に放射ビームの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含む場合には、基板のターゲット部分に所望されるパターンと厳密に対応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対応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／または基板の相対位置が変化する場合に起こりうる。
【００２１】
通常、基板のターゲット部分に生成されるパターンは、そのターゲット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。
【００２２】
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。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、または例えば少なくとも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にアドレス指定可能な表面を備えてもよい。この装置の基本的な原理は、例えば、反射表面のうちアドレス指定されている区域が入射光を回折光として反射する一方、アドレス指定されていない区域が入射光を非回折光として反射するというものである。適当な空間フィルタを用いることにより、反射光ビームから非回折光を取り除いて回折光だけを基板に到達させるようにすることができる。このようにして、マトリックス状のアドレス指定可能表面にアドレス指定により形成されるパターンに従ってビームにパターンが付与される。
【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、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。例えば、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り、任意的に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、基板は例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、または例えば少なくとも５０ｍｍ、少なくとも７５ｍｍ、少なくとも１００ｍｍ、少なくとも１２５ｍｍ、少なくとも１５０ｍｍ、少なくとも１７５ｍｍ、少なくとも２００ｍｍ、少なくとも２５０ｍｍ、または少なくとも３００ｍｍであってもよい。一実施例では、基板の直径は長くても５００ｍｍ、長くても４００ｍｍ、長くても３５０ｍｍ、長くても３００ｍｍ、長くても２５０ｍｍ、長くても２００ｍｍ、長くても１５０ｍｍ、長くても１００ｍｍ、または長くても７５ｍｍである。
【００３１】
基板が例えば長方形などの多角形の場合、基板の少なくとも１辺の長さ、または例えば少なくとも２辺または少なくとも３辺の長さが、少なくとも５ｃｍであってもよく、または例えば少なくとも２５ｃｍ、少なくとも５０ｃｍ、少なくとも１００ｃｍ、少なくとも１５０ｃｍ、少なくとも２００ｃｍ、または少なくとも２５０ｃｍであってもよい。
【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、または例えば長くても７５０ｃｍ、長くても５００ｃｍ、長くても３５０ｃｍ、長くても２５０ｃｍ、長くても１５０ｃｍ、または長くても７５ｃｍである。
【００３３】
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。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。一実施例では、基板の厚さは、少なくとも５０μｍであり、または例えば少なくとも１００μｍ、少なくとも２００μｍ、少なくとも３００μｍ、少なくとも４００μｍ、少なくとも５００μｍ、または少なくとも６００μｍである。一実施例では、基板の厚さは、厚くても５０００μｍ、例えば厚くても３５００μｍ、厚くても２５００μｍ、厚くても１７５０μｍ、厚くても１２５０μｍ、厚くても１０００μｍ、厚くても８００μｍ、厚くても６００μｍ、厚くても５００μｍ、厚くても４００μｍ、または厚くても３００μｍである。
【００３５】
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。
【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。
【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、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。一実施例では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、または例えば少なくとも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（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。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例えば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例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（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。
【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例えば水などの液体であり、投影系と基板との間の空隙を満たす。液浸露光用の液体は、例えばパターニング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、少なくとも５ｎｍ、または例えば少なくとも１０ｎｍ、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により生成される放射は、長くても４５０ｎｍ、または例えば長くても４２５ｎｍ、長くても３７５ｎｍ、長くても３６０ｎｍ、長くても３２５ｎｍ、長くても２７５ｎｍ、長くても２５０ｎｍ、長くても２２５ｎｍ、長くても２００ｎｍ、または長くても１７５ｎｍの波長を有する。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、この放射は例えば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。例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周部及び／または内周部での量（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の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されるが、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（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、投影系ＰＳを通過する。投影系ＰＳはビームを基板Ｗのターゲット部分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を正確に移動させることができる。基板テーブルＷＴは例えば放射ビームＢの経路に異なる複数のターゲット部分Ｃをそれぞれ位置決めするように移動される。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。
【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、投射ビームＢを代替的にまたは追加的に移動可能としてもよいということも理解されよう。この構成は装置の大きさを小さくするのに役立ち得る。例えばフラットパネルディスプレイの製造に適用可能な更なる代替例として、基板テーブルＷＴ及び投影系ＰＳを固定し、基板Ｗを基板テーブルＷＴに対して移動させるように構成してもよい。例えば基板テーブルＷＴは、実質的に一定の速度で基板Ｗを走査させるための機構を備えてもよい。
【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。または例えば５度から８５度の間、１５度から７５度の間、２５度から６５度の間、または３５度から５５度の間の角度であってもよい（図１には９０度の例が示されている）。パターニング用デバイス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回の照射でターゲット部分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、異なるターゲット部分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ターゲット部分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ターゲット部分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回の動的露光でのターゲット部分Ｃの（非走査方向の）幅を制限し、走査移動距離がターゲット部分の（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のターゲット部分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、基板上の複数のターゲット部分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。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においては、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上を走査して露光する際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を除いては基本的にパルスモードと同様である。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、各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。露光照射間の露光がなされていないとき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。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、パターンに含まれる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、パターンに含まれる図形の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。パターンの図形境界の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、ひいてはパターンに含まれる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、パターンの図形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。
【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。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。一実施例では、線量の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。
【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。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。これにより、当該連続的複数露光から一部分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、例えば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、及び、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。この実施例は例えばフラットパネルディスプレイの製造に用いることができる。図１に示される構成要素に対応するものには図２においても同じ参照符号を付している。また、基板やコントラストデバイス、ＭＬＡ、放射ビームなどについての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は、本発明に係る露光装置の一例を示す図である。この実施例は例えばフラットパネルディスプレイの製造に用いることができる。図１に示される構成要素に対応するものには図２においても同じ参照符号を付している。また、基板やコントラストデバイス、ＭＬＡ、放射ビームなどについての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。
【００６２】
図２に示されるように、投影系ＰＳは、２つのレンズＬ１、Ｌ２を備えるビームエキスパンダを含む。第１のレンズＬ１は、変調された放射ビームＢを受け、開口絞りＡＳの開口部で合焦させる。開口部には他のレンズＡＬを設けてもよい。そして放射ビームＢは発散し、第２のレンズＬ２（例えばフィールドレンズ）により合焦させられる。
【００６３】
投影系ＰＳは、拡大された変調放射ビームＢを受けるように構成されているレンズアレイＭＬＡをさらに備える。変調放射ビームＢの異なる部分はそれぞれレンズアレイＭＬＡの異なる部分を通過する。この変調放射ビームＢの異なる部分は、パターニング用デバイスＰＤの１以上の個別制御可能素子アレイに対応している。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）。
【００６４】
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。
【００６５】
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、または例えば大きくても５°、大きくても３°、大きくても１°、大きくても０．５°、大きくても０．２５°、大きくても０．１０°、大きくても０．０５°、または大きくても０．０１°である。一実施例では、角度θは小さくても０．００１°である。
【００６６】
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、例えば４列または５列に配列される。このようにして、照射の帯が基板Ｗの幅を横切って延び、１回の走査で基板全体の露光が実現されることとなる。光学エンジンの数は適宜変更してもよい。一実施例では、光学エンジンの数は少なくとも１個であり、または例えば少なくとも２個、少なくとも４個、少なくとも８個、少なくとも１０個、少なくとも１２個、少なくとも１４個、または少なくとも１７個である。一実施例では、光学エンジンの数は４０個未満であり、または例えば３０個未満または２０個未満である。
【００６７】
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。
【００６８】
一実施例においては、本発明に係るリソグラフィーシステムは２つの露光ユニットを備える。第１露光ユニットは干渉露光ユニットである。この露光ユニットにより、放射ビームは干渉して基板に投影される。基板上に干渉パターンが形成されて露光される。例えば、２つの放射ビームが干渉して基板に投影されて、基板上に複数のラインが露光される。この複数のラインは、２つの放射ビーム間での強め合う干渉により得られた最大強度の線に対応しており、弱め合う干渉により得られた最小強度部によって分離されている。
【００６９】
第２露光ユニットは、例えば上述の露光装置に対応する。特に、基板に投影される放射ビームを変調する個別制御可能素子アレイを用いる露光装置であってもよい。
【００７０】
これら２つの露光ユニットはどの時点においても基板の一部分だけを露光するよう構成されていてもよい。ある時点において露光される基板の一部分は、単一のデバイスまたはその一部に最終的に形成される基板の一部分に対応する。しかし、これら露光ユニットの一方または両方は基板全体を一括して露光できるようになっていてもよい。
【００７１】
図５は、本発明の一実施形態に係る第１露光ユニット１０の一例をより詳しく示す図である。この例では、第１露光ユニット１０は、放射ビーム１２を発生させる放射源１１を有する。放射ビーム１２はビームスプリッタ１３により分割されて第１放射ビーム１４及び第２放射ビーム１５となる。第１放射ビーム１４及び第２放射ビーム１５は、それぞれリフレクタ１６、１７により基板に対して斜めの角度で基板に向けられる。第１放射ビーム１４及び第２放射ビーム１５は基板で干渉するように基板に向けられる。そして上述のように最大強度部と最小強度部とが生成されて基板に複数のラインが露光される。干渉露光ユニットとしては他の適当な構成を用いることもできる。特に、干渉露光ユニットは、干渉する複数の放射ビームをそれぞれ生成するよう分離されている複数の放射源を備えてもよい。
【００７２】
図６ａは、露光された複数のラインの一部を模式的に示す図である。図示されるように複数の最大強度部２１、２２、２３が複数の最小強度部２４、２５、２６、２７により隔てられている。図６ａに示されるように、ライン間のピッチすなわち最大強度部と最小強度部とからなる繰り返し構造のライン長手方向に垂直な方向の幅は、露光領域全体にわたって等しくなっている。
【００７３】
また図６ａは露光区域３０がなす格子を示す。この露光区域３０は、第２露光ユニットによる１回の露光において各個別制御可能素子に対応して露光が制御される区域である。図示されるように、各個別制御可能素子による露光に対応する各露光区域３０の幅Ｄ１は、第１露光ユニット１０により露光されるライン間のピッチＰに等しい。
【００７４】
上述のように、第２露光ユニットは、個別制御可能素子アレイを用いて放射ビームを変調する。よって、各個別制御可能素子に対応する各露光区域３０への露光は個別的に制御可能である。
【００７５】
図６ｂは、第２露光ユニットによる露光の一例を示す図である。図示されるように、いくつかの露光区域３１が相対的に高い露光量を受けるように、当該露光区域のそれぞれに対応する個別制御可能素子が設定されている。他の個別制御可能素子は、対応する露光区域３２が相対的に低い露光量を受けるように設定されている。
【００７６】
図６ｃは、図６ａに示される第１露光ユニットによる露光と図６ｂに示される第２露光ユニットによる露光とが組み合わされて形成されるパターンを示す図である。図示されるように第２露光ユニットの露光により、第１露光ユニットで露光されるラインの一部または全部が切り取られている。図示されるように第１露光ユニットの露光の最小強度ライン２４、２５、２６、２７と、第２露光ユニットにより相対的に低露光量となるよう設定されていた個別制御可能素子に対応する露光区域３２との両方に対応して、パターン図形３３、３４、３５が残されている。
【００７７】
一実施例では、基板に形成されるパターンは、第２露光ユニットの個別制御可能素子アレイにより設定されたパターンにより規定される。しかし、パターンのクリティカルディメンジョン（ＣＤ）は、第１露光ユニットにより規定され、例えば第１露光ユニットにより形成される最小強度ラインの幅Ｄ２に概ね対応して規定される。
【００７８】
このシステムによれば、うまく両立を図ることができる。まずこのシステムには柔軟性がある。なぜなら第２露光ユニットの個別制御可能素子アレイによって、形成されるパターンが規定されるからである。にもかかわらず、個別制御可能素子アレイにより放射ビームを変調する露光装置で単にパターン形成する従来のシステムよりも安価である。従来のシステムでは、パターン図形のクリティカルディメンジョンＣＤに関して充分な制御性を手に入れるために、各個別制御可能素子に対応する露光区域を小さくすることが必要である（例えばクリティカルディメンジョンＣＤに対して最低２つの露光区域というのが典型的）。また、各個別制御可能素子にグレースケールの制御をすることも必要である。例えば３つ以上の異なる照射強度レベルを各露光区域に与えられるように各個別制御可能素子を設定する必要がある。これに対して、上述の本システムによれば、クリティカルディメンジョンＣＤは第１露光ユニットにより決定されるので、個別制御可能素子に対しては単純な２値的な制御をすれば充分である。例えば相対的に高い露光量または相対的に低い露光量が与えられるように各個別制御可能素子を制御できれば充分である。また、より大きな露光区域を用いることもできる。
【００７９】
例えば、図６ａ、図６ｂ、図６ｃに示されるように、基板に形成されるパターンのクリティカルディメンジョンＣＤは、第２露光ユニットで用いられる個別制御可能素子に対応する露光区域３０の寸法の約半分である。これはつまり、所定の露光領域を実現するのに必要となる個別制御可能素子を少なくできるということである。個別制御可能素子の数および各素子に設定される状態レベルの数を低減することができれば、第２露光ユニットの個別制御可能素子アレイに与えなければならないデータ量はかなり低減される。そうすると、個別制御可能素子アレイを制御するデータ処理ユニットの複雑さ及びコストが低減され、個別制御可能素子アレイ上のパターンを更新するスピードが速くなる。その結果、基板露光に必要な時間が短くなり、更には基板露光に必要なコストも低減される。
【００８０】
図７ａ、図７ｂ、図７ｃは、図６ａ、図６ｂ、図６ｃと同様の図であり、それぞれ第１露光ユニットの露光パターン、第２露光ユニットの露光パターン、及び、結果として基板上に得られる露光パターンを示す。図７ａ、図７ｂ、図７ｃは、図６ａ、図６ｂ、図６ｃとは異なるモードで動作するリソグラフィーシステムを示す。図示されるように最大強度部４１と最小強度部４２とが交互に並んで形成される複数のラインが第１露光ユニットにより露光される。このラインのピッチＰは露光領域全体にわたって等しい。図６の例とは異なる点は、第２露光ユニットの各個別制御可能素子に対応する露光区域４３の幅Ｄ３が、第１露光ユニットにより露光されたラインのピッチＰの半分であるということである。このため、幅Ｄ３は最小強度部４２の線幅とも同一である。
【００８１】
一実施例では、このような構成により、図６ａ、図６ｂ、図６ｃに示されるシステムよりもパターン図形の制御性を優れたものにすることができる。例えば、第１グループのパターン図形４５、４６は幅Ｄ４を有するように形成されている。この幅Ｄ４は、第１露光ユニットにより露光される最小強度部４３の幅に等しい。これは例えば第２露光ユニットの個別制御可能素子の設定により実現できる。つまり第１露光ユニットにより露光されるラインの最小強度部４３に位置合わせされる露光区域４７が相対的に低露光量となるように第２露光ユニットの対応する個別制御可能素子を設定すればよい。最小強度ライン４３の両側の露光区域４８についても同様に設定する。
【００８２】
一実施例では、第２グループのパターン図形５０の幅Ｄ５について、第１グループのパターン図形４５、４６の幅Ｄ４よりも小さくなるように調整することもできる。これには例えば、最小強度ライン４３に位置合わせされる露光区域５０が相対的に低露光量となるよう設定するとともに、隣接の露光区域５２に対応する個別制御可能素子が相対的に高露光量となるよう設定すればよい。このようにすれば、最小強度ラインに隣接する露光区域５２への露光が回折効果によって実際には隣の露光区域５１の端部５１ａにある程度入射することになる。露光区域５１は第１露光ユニットによる露光で形成される最小強度ラインに位置合わせされているため、図７ｃに示されるようにパターン図形５０の幅Ｄ５は減少される。
【００８３】
図８ａ、図８ｂ、図８ｃは、本発明の他の実施形態に係るリソグラフィーシステムの更なる変形例を示す図である。この例では、第１露光ユニットにより露光される最大強度部６１及び最小強度部６２からなるラインのピッチＰは、第２露光ユニットの各個別制御可能素子に対応する露光区域６３の幅Ｄ６の４倍である。この構成により、第１露光ユニットで形成される最小強度ライン６２の幅Ｄ８よりも小さい幅Ｄ７を有するパターン図形６４の形成が可能となる。加えて、図８ａ、図８ｂ、図８ｃには示されていないが、第２露光ユニットの各個別制御可能素子に対応する露光区域６３は、図７ａ、図７ｂ、図７ｃに示される動作モードに比較して小さいものと理解されたい。これによりパターン図形のエッジの制御をより正確に行うことができる。
【００８４】
しかし、第２露光ユニットの各個別制御可能素子に対応する露光区域の大きさが小さくなるにつれて、必要となる個別制御可能素子の数が増えてしまう。そうすると装置のコスト及び複雑さが増してしまう。
【００８５】
通常、第２露光ユニットの各個別制御可能素子に対応する露光区域の大きさは適宜調整可能である。そこで、第１露光ユニットにより露光されるラインのピッチＰは、第２露光ユニットの各個別制御可能素子に対応する露光区域の幅の整数倍とする。なお、この露光区域の幅は、第１露光ユニットに露光されるラインの長手方向に垂直な方向に関しての幅である。
【００８６】
ここでは、個別制御可能素子アレイを有する第２露光ユニットを備えるリソグラフィーシステムを一例として取りあげて説明している。各個別制御可能素子は、相対的に高強度または低強度の露光を基板上の対応する露光区域にもたらすよう設定される。つまり各個別制御可能素子は２つの状態のみをとる。このような個別制御可能素子はしばしばバイナリアレイと呼ばれる。しかし、グレースケール式の個別制御可能素子アレイを用いてもよい。グレースケール式というのは、例えば、各個別制御可能素子に対応する基板上の各露光区域に３つ以上の異なる露光強度レベルのいずれかを与えることができるように各個別制御可能素子が３つ以上の状態を選択的に取りうるようになっているということである。このようなグレースケール式の個別制御可能素子アレイは、例えばパターン図形のエッジ位置を更に高度に制御する場合に用いられる。
【００８７】
また、隣接する露光区域間で放射ビームの位相を制御可能である個別制御可能素子アレイを用いてもよい。この個別制御可能素子アレイの各個別制御可能素子は、ピストン駆動ミラーまたは位相シフト用回転ミラーである。各個別制御可能素子は更に複数の構成要素からなる。例えば、１つの個別制御可能素子は２×２のピストン駆動ミラーのアレイを備え、放射ビームの位相及び強度の両方の制御が可能である。第２露光ユニットにおいて隣接の個別制御可能素子を関連づけて制御して、基板に投影される放射ビームの位相を制御することにより、好ましい結果を得られる場合がある。放射強度をゼロにするように個別制御可能素子を設定する代わりに、例えば放射ビームの振幅を負にするように個別制御可能素子を設定することができる。言い換えれば、隣接する個別制御可能素子間で放射ビームに位相差を作り出すことが可能である。これにより、基板での放射強度プロファイルにおける勾配を２つの個別制御可能素子間の境界で大きくすることができる。強度分布の勾配を制御することにより、強度分布値がレジストの閾値を超える位置を制御することができる。つまり例えば露光されるパターン図形のエッジの位置を制御することができる。よって、照射強度制御を可能とする個別制御可能素子と同様に、位相制御を可能とする個別制御可能素子によっても第２露光ユニットにより形成されるパターン形成を正確に制御することができる。
【００８８】
上述の説明では、第２露光ユニットの各個別制御可能素子に対応する露光区域の大きさが、第１露光ユニットにより露光されるラインピッチに対して設定されている。これに対して、第１露光ユニットにより露光されるラインのエッジが、第２露光ユニットの個別制御可能部に対応する露光区域のエッジに露光に際して位置合わせされてもよい。本発明に係るリソグラフィーシステムは、露光サイズ制御部を備えてもよい。露光サイズ制御部は、第１露光ユニットにより露光されるラインのピッチと、第２露光ユニットの個別制御可能素子に対応する露光区域の大きさとの少なくとも一方を制御する。
【００８９】
この露光サイズ制御部は、露光装置の初期設定で用いられてもよい。この初期設定は、第１露光ユニットにより露光されるラインのピッチが、第２露光ユニットの各個別制御可能素子に対応する露光区域に対して正確な寸法であることを確認するために行われる。また、この初期設定は、第１露光ユニットにより露光されるラインが、第２露光ユニットの各個別制御可能素子に対応する露光区域に対して各露光フィールド全体にわたって正確に位置合わせされていることを確認するために行われる。
【００９０】
また、露光サイズ制御部は、基板への露光の合間に必要な調整を適宜行ってもよい。この調整処理は、一枚の基板への露光処理の前後、基板上の一領域への露光処理の前後、及び／または基板上の一領域への露光中に行ってもよい。これにより、第１露光ユニット及び第２露光ユニットの露光のアライメントを正確に維持することができる。
【００９１】
露光サイズ制御部は、第１露光ユニットにより露光されるラインのピッチと個別制御可能素子に対応する露光区域の幅との間の必要精度を確保するようにしてもよい。例えば各露光区域の幅がピッチの等倍、２倍、または４倍となるようにしてもよい。また、露光サイズ制御部は、２つ以上の動作モードにリソグラフィーシステムを切り替えるように構成されていてもよい。ここで各動作モードは、第１露光ユニットに露光されるラインのピッチと第２露光ユニットの個別制御可能素子に対応する露光区域の幅との対応関係が異なっている。例えば、第１の動作モードではラインピッチと露光区域幅とが等しく、第２の動作モードではラインピッチが露光区域幅の２倍であり、第３の動作モードではラインピッチが露光区域幅の４倍である。
【００９２】
［第１の実施例］
図９は、本発明の一実施形態に係る第２露光ユニット７０の構成を模式的に示す図である。第２露光ユニット７０は、変調放射ビーム７２を生成するよう放射ビームを変調する個別制御可能素子アレイ７１と、変調放射ビーム７２を基板Ｗに投影する投影光学系７３とを備える。この実施例では、露光サイズ制御部は倍率制御部７４であり、倍率制御部７４は、投影光学系７３が変調放射ビーム７２を基板Ｗに投影する際に投影光学系７３に与えられる変調放射ビーム７２の倍率を制御する。倍率制御部７４は、次の方法の少なくとも１つにより倍率制御を行う。倍率制御の方法としては例えば、投影光学系７３内部の２つ以上の光学素子の間隔を調整すること、投影光学系７３内部の放射ビームの経路に光学素子を追加すること、投影光学系７３内部の放射ビームの経路から光学素子を取り除くこと、あるいは投影光学系７３内部の１つまたは複数の光学素子を他の光学素子に置き換えることなどがある。投影光学系７３の倍率調整により、個別制御可能素子アレイ７１の各個別制御可能素子に対応する露光区域の大きさが調整される。これにより第１露光ユニットにより露光されるラインのピッチに対して露光区域の大きさが調整される。
【００９３】
［第２の実施例］
露光サイズ制御部は、第１露光ユニットにより露光されるラインのピッチを調整してもよい。よって、第１露光ユニット１０は、例えば図５に示されるように、放射ビームリフレクタ１６、１７に関連して設けられているリフレクタアクチュエータ８１、８２を備えてもよい。リフレクタアクチュエータ８１、８２は、基板Ｗに投影される放射ビーム１４、１５の角度を調整すべくリフレクタ１６、１７の位置を調整するように構成されている。これらのアクチュエータは、例えば圧電アクチュエータやローレンツアクチュエータなどである。基板に投影される放射ビーム１４、１５の角度が調整されれば、第１露光ユニットにより基板に露光されるラインのピッチが調整されることになる。
【００９４】
リフレクタアクチュエータ８１、８２は、リフレクタ１６、１７の角度を調整するだけではなく、リフレクタと基板Ｗとの間隔を調整するようにしてもよい。この調整は基板に投影される放射ビームの角度が変えられたことを補償するために行われてもよい。また、この補償を実現する他の手段として、基板Ｗの位置を調整するアクチュエータが設けられてもよい。上述のシステムでは、露光サイズ制御部は、リフレクタアクチュエータ８１、８２を制御するビーム角度制御部８０を備えてもよい。
【００９５】
［第３の実施例］
図１０は、本発明の他の実施形態に係る構成を模式的に示す図である。この構成によれば、第１露光ユニットにより露光されるラインのピッチが代替的にまたは追加的に調整される。図示されるように、この実施例では第１露光ユニットに液浸シャワーヘッド９０が設けられており、基板Ｗ上に供給される液浸液９３を通じて放射ビーム９１、９２が投影される。液浸液９３は空気よりも高い屈折率を有するので、この構成は空気中での露光よりもラインのピッチを狭くするため、言い換えればパターン図形のクリティカルディメンジョンＣＤをより小さくするために用いられる。液浸液９３の組成を変更することにより液浸液９３の屈折率の値を調整することが可能であり、更には第１露光ユニットにより露光されるラインのピッチの値も調整することができる。よって、露光サイズ制御部は、液浸液９３の組成を制御することにより屈折率を制御するよう構成されている液体組成制御部９４を備えてもよい。
【００９６】
露光サイズ制御部は、第１露光ユニットにより露光されるラインのピッチを調整するための上述のいずれかのシステム、及び／または第２露光ユニットにより各個別制御可能素子に対応する基板上の露光区域の寸法を調整するための上述のいずれかのシステムを適宜組み合わせて備えていてもよい。第２露光ユニットにより各個別制御可能素子に対応する基板上の露光区域の寸法に対してラインピッチを調整する他のシステムを備えることも本発明の一態様として考えられる。
【００９７】
［第４の実施例］
図５に示される本発明の実施形態においては、第１露光ユニット１０は、放射ビーム１４、１５の強度を制御するよう構成される放射強度制御部１００を備えてもよい。図５に示されるように単一の放射源１１を備える構成においては、放射強度制御部１００は放射源１１により供される放射ビーム１２の強度を単純に制御すればよい。放射ビーム１４、１５がそれぞれ別々の放射源（図示せず）により供されるという構成においては放射強度制御部は、必要な放射強度が得られるようにかつ２つの放射ビーム強度が均等となるように両方の放射源を調整する。
【００９８】
放射強度制御部は、第１露光ユニットにより露光されるラインの最小強度部に対する最大強度部の寸法を調整するために用いられてもよい。図１１は、本発明の一実施例に係り、この調整をいかに実現するかを説明するための図である。図１１は、第１露光ユニットにより基板に露光される複数のラインが受ける放射強度Ｉを示す。図示されるように、２つの放射ビームの干渉により放射強度の周期的パターンが形成される。例えばこのパターンはサインの２乗の分布となる。第１の線１０１は第１の強度レベルの放射ビームにより形成されたパターンを示す。図１１での水平な破線は基板上のレジストの閾値ＲＴを示す。所定の露光時間に閾値ＲＴを超える露光を受けた基板上の領域はレジストの状態が変化し、露光量が閾値ＲＴに達しなかった領域はレジストの状態が変化しない。図示されるように、レジストの閾値ＲＴを超える照射強度の領域がラインの最大強度部に対応し、閾値ＲＴを下回る照射強度の領域がラインの最小強度部に対応する。
【００９９】
第１露光ユニットにより第１の強度レベルで露光されたラインのピッチＰ１は正弦曲線１０１の周期に対応する。この場合２つの放射ビームの強度は、レジストの閾値ＲＴが正弦曲線１０１の照射強度最大値Ｉ１と照射強度最小値Ｉ２の中間の値となるように設定されている。よって、最大強度ラインの幅Ｄ９と最小強度ラインの幅Ｄ１０とは等しく、ともにピッチＰ１の半分である。
【０１００】
図１１には第２の正弦曲線１０２も示されている。この正弦曲線１０２は、放射ビームの強度を第２の強度レベルに低減したときの基板上での照射強度プロファイルを示すものである。図示されるように、基板に露光されるラインのピッチＰ２は、正弦曲線の周期が同じであるから第１の強度レベルのときのピッチに等しい。ところが、最大強度ラインの幅Ｄ１１は、第１露光ユニットが第１の強度レベルで作動したときの最大強度部の幅Ｄ９よりも小さい。ここで最大強度ラインの幅Ｄ１１は例えばレジスト閾値ＲＴを超える露光を受けた基板上の部位である。
【０１０１】
したがって、放射強度制御部は、ラインのピッチを変えることなく、第１露光ユニットにより露光される最小強度ラインの寸法に対する最大強度ラインの寸法を制御するのに用いることができる。
【０１０２】
放射強度制御部は、上述の第１の強度レベルで放射ビームを生成するよう設定されていてもよい。なぜなら、この第１の強度レベルでは放射ビームの強度が多少変動したとしても最大強度ライン及び最小強度ラインの幅に与える影響が最小となるからである。例えば基板に生成されるパターン図形のクリティカルディメンジョンへの影響が最小となる。
【０１０３】
この実施例は、上述の他の実施例と適宜組み合わせて用いることができる。
【０１０４】
上述のいずれの実施例においても、第１露光ユニットと第２露光ユニットとは別体の装置であってもよい。
【０１０５】
また、図１２に一実施例として示されるように、第１露光ユニット１１１及び第２露光ユニット１１２が単一の露光装置を構成するよう組み合わされていてもよい。図示されるように、この露光装置は、基板Ｗを支持するよう構成される支持部１１３を備えてもよい。第１露光ユニット及び第２露光ユニットは、基板を動かすことなく第１露光ユニット１１１または第２露光ユニット１１２のいずれかによって基板が露光されるように構成されていてもよい。あるいは、第１露光ユニット１１１により露光される第１の位置から第２露光ユニット１１２により露光される第２の位置へと基板Ｗを移動させるように支持部１１３が構成されていてもよい。
【０１０６】
上述のように、第１露光ユニットは所定方向に平行に伸びるライン状パターンを露光し、第２露光ユニットは所望のパターンを得るべく第１露光ユニットにより露光されたラインをトリミングにより整える。上述のように第１露光ユニットは、所定の１つの方向に平行に伸びる要素からなるパターン図形を形成するために用いられてもよい。基板上にデバイスを形成するためには、１つの方向または複数の方向のそれぞれに平行に伸びるパターン図形を形成する必要がある場合もある。複数の方向としては、例えば互いに垂直な２つの方向がある。
【０１０７】
したがって本発明の一実施形態に係るリソグラフィーシステムにおいては、基板面に垂直な軸まわりに基板を回転させるよう構成される基板回転機構が設けられていてもよい。この機構により、第１露光ユニットがまず第１の複数のラインを露光し、更に第１のラインとは異なる方向に第２の複数のラインを露光することができる。そして、これらのラインは、第２露光ユニットの露光によりトリミングされる。このような回転装置は第１露光ユニットに設けられてもよいし、第２露光ユニットに設けられてもよい。また、第１露光ユニットと第２露光ユニットとが別体の装置である場合には、第１露光ユニットと第２露光ユニットとの間で基板を搬送する基板搬送装置に基板回転装置が設けられていてもよい。あるいは、第１露光ユニットと第２露光ユニットとが一体の装置である場合には、支持部１１３の一部に回転装置１１４が設けられていてもよい。
【０１０８】
［第５の実施例］
上述のように第１露光ユニットと第２露光ユニットとが別体であってもよい。よって、本発明の他の実施例によれば、干渉露光ユニット１２０が設けられていてもよい。干渉露光ユニット１２０は、２つの放射ビームが干渉して基板に複数のラインを露光するように２つのビームを基板に投影する。ユニット１２０は、放射ビームを変調し、変調放射ビームを基板に投影するリソグラフィーユニットとともに用いられてもよい。例えば、リソグラフィーユニットは、干渉露光ユニットにより基板に露光されたラインをトリミングするために用いられる。照射感応層処理ユニットが設けられ、このユニットが次の処理の少なくとも１つを実行するようにしてもよい。例えば、露光前に基板に照射感応材料層を形成する処理、未露光の基板を加熱する処理、反射防止膜（上層反射防止膜及び下層反射防止膜のいずれか一方または両方）を基板にコーティングする処理、水の浸透を防止する層を基板にコーティングする処理、表面を親水性または疎水性にするコーティングを基板に施す処理、露光後に基板を加熱する処理、加熱後の基板の冷却を制御する処理、反射防止膜、水浸透防止膜、親水性コーティング、及び疎水性コーティングのうちの１つまたは複数を除去する処理、及び／または露光されたレジスト及び未露光のレジストのいずれかを基板から除去する処理がある。
【０１０９】
一実施例では、干渉露光ユニットは、元々存在するリソグラフィーユニット及び元々存在する照射感応層処理ユニットとともに使用されるように構成される。
【０１１０】
上述の説明と同様に、干渉露光ユニット及びリソグラフィーユニットの露光の組合せにより基板に形成されるパターンのクリティカルディメンジョンは、干渉露光ユニットにより露光されるラインのピッチにより決定される。よって、元々存在するリソグラフィーユニットに干渉露光ユニットを追加すれば、クリティカルディメンジョンがより小さいパターンを形成することができ、クリティカルディメンジョンの制御性をより高めることができる。
【０１１１】
この実施例では、リソグラフィーユニットは放射ビームの変調に個別制御可能素子アレイを用いなくてもよく、例えばマスクで放射ビームを変調してもよい。また、干渉露光ユニットで露光されるラインのピッチが、本発明の第１の態様の如くリソグラフィーユニットでの露光区域の寸法に合わせて調整されていなくてもよい。しかし、これらの特徴の一方または両方は、本発明のこの第２の態様に組み合わせることも可能である。
【０１１２】
図１３は、本発明の更なる実施例を示す図である。この実施例では、照射感応層処理ユニット１２１及びリソグラフィーユニット１２２に上述の干渉露光ユニット１２０が組み合わされている。基板搬送ユニット１２３，１２４が、照射感応層処理ユニット１２１と干渉露光ユニット１２０との間、及び干渉露光ユニット１２０とリソグラフィーユニット１２２との間にそれぞれ設けられている。基板搬送ユニット１２３，１２４は、照射感応層処理ユニットの一部でも、干渉露光ユニットの一部でも、あるいはリソグラフィーユニットの一部でもあってもよいし、これらとは別体の装置であってもよい。
【０１１３】
図示されるように、照射感応層処理ユニット１２１から干渉露光ユニット１２０を介してリソグラフィーユニット１２２へと基板が受け渡されるようにリソグラフィーシステムが構成されている。同様に、リソグラフィーユニット１２２から干渉露光ユニットを介して照射感応層処理ユニット１２１へと基板が返送される。また、リソグラフィーユニット１２２から照射感応層処理ユニット１２１へと基板を直接搬送する基板搬送装置が更に追加されてもよい。
【０１１４】
上述のように、基板への干渉露光ユニットによるラインの露光の合間に、基板表面に垂直な軸まわりに基板を回転させることが望ましい。よって、照射感応層処理ユニット、干渉露光ユニット、リソグラフィーユニット、及び基板搬送装置の少なくとも１つが基板を回転させるユニット１２５を備えていてもよい。
【０１１５】
図１４は、本発明の一実施例に係り、図１３に示されるリソグラフィーシステムで基板に所望のパターンを露光する処理を説明するための図である。図示されるように、第１の列１３１に示される処理は照射感応層処理ユニットにより実行される処理である。第２の列１３０に示される処理は干渉露光ユニット１２０により実行される処理である。第３の列１３２に示される処理はリソグラフィーユニット１２２により実行される処理である。
【０１１６】
ステップＳ１では、照射感応層処理ユニットは基板に照射感応材料層例えばレジストまたはフォトレジストを形成する。この処理は例えばスピンコート処理及びそれに続くソフトベーク処理（加熱処理）を含む。ステップＳ２では、干渉露光ユニットにより第１の方向に平行な複数のラインが基板に露光される。ステップＳ３では、リソグラフィーユニットを用いてＳ２で露光されたラインがトリミングされる。ステップＳ４では、レジストが現像されるようレジストをハードベーク処理（比較的高温に加熱）し、冷却制御する。次いで新たなレジスト層が基板に塗布される。ステップＳ５では、干渉露光ユニットにより第２の複数のラインが基板に露光される。この第２のラインはステップＳ２の露光とは異なる向きであり、例えば垂直な方向である。ステップＳ６では、リソグラフィーユニットを用いてＳ５で露光されたラインがトリミングされる。ステップＳ７では２つ目のレジスト層がハードベーク処理されて現像される。
【０１１７】
形成すべきパターンによってはパターン全体を形成するのにここまでのステップを行えば充分である。形成すべきパターンが単に１つの方向に平行に伸びるパターンである場合には、ステップＳ４からＳ６は省略される。
【０１１８】
一方、更なるレジスト層を基板に塗布するステップＳ７を加えることもできる。更にステップＳ８では、リソグラフィーユニットを用いて大きいパターンを形成する。例えば、干渉露光ユニットで形成されるラインの幅よりも大きな寸法を最小寸法とするパターンを形成する。そしてステップＳ９では、最後のベーキング及び現像処理が実行される。
【０１１９】
上述のように、干渉露光ユニットは互いに異なる方向を有する第１及び第２の複数のラインを露光するよう構成されている。これに代えて、ステップＳ２からＳ４までの間で回転ユニット１２５により基板を回転させてもよい。また、照射感応層処理ユニット１２１は、上述のステップＳ１、Ｓ４、Ｓ７、Ｓ９の説明箇所で述べた処理以外の処理を更に実行してもよい。
【０１２０】
本実施形態に係る上述の説明においては、１つのレジスト層に２回の露光処理を行うように説明している。言い換えれば基板に単一の照射感応材料層（例えばレジストまたはフォトレジスト）が塗布されている。その後にこの照射感応材料層は第１露光ユニット及び第２露光ユニットの両方により露光されて現像される。しかし、本発明は２層のレジスト層を用いる処理に適宜変形することができる。この場合、まず第１の照射感応材料層が基板に塗布される。第１露光ユニットにより第１の照射感応材料層は露光され現像される。次に第２の照射感応材料層が基板に塗布されて、第２露光ユニットにより露光される。そして第２の照射感応材料層が現像される。
【０１２１】
本説明においては露光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、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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
上述のように本発明の具体的な実施形態が説明されたが、本発明は上述の形式以外の形式でも実施可能であると理解されたい。例えば本発明は、上述の方法が記述された機械で読み取り可能な１以上の一連の指示を含むコンピュータプログラムの形式、またはこのようなコンピュータプログラムが記録された（半導体メモリや磁気・光ディスクなどの）データ記録媒体の形式をとってもよい。
【０１２４】
［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。
【０１２５】
「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】
【０１２６】
【図１】本発明の各実施形態に係る露光装置を示す図である。
【図２】本発明の各実施形態に係る露光装置を示す図である。
【図３】図２に示される本発明の実施形態により基板にパターンを転写する１つのモードを示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る光学エンジンの配置を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るリソグラフィーシステムに用いられる露光ユニットを示す図である。
【図６ａ】本発明の一実施形態に係るリソグラフィーシステムの第１露光ユニットにより形成される露光の一部、及び第２露光ユニットにより形成される露光との相対関係を示す図である。
【図６ｂ】本発明の一実施形態に係るリソグラフィーシステムの第２露光ユニットにより形成される露光状態を示す図である。
【図６ｃ】図６ａ及び図６ｂに示される露光の組合せにより形成される露光状態を示す図である。
【図７ａ】本発明の一実施形態に係るリソグラフィーシステムの第１露光ユニットにより形成される露光の一部、及び第２露光ユニットにより形成される露光との相対関係を示す図である。
【図７ｂ】本発明の一実施形態に係るリソグラフィーシステムの第２露光ユニットにより形成される露光状態を示す図である。
【図７ｃ】図７ａ及び図７ｂに示される露光の組合せにより形成される露光状態を示す図である。
【図８ａ】本発明の一実施形態に係るリソグラフィーシステムの第１露光ユニットにより形成される露光の一部、及び第２露光ユニットにより形成される露光との相対関係を示す図である。
【図８ｂ】本発明の一実施形態に係るリソグラフィーシステムの第２露光ユニットにより形成される露光状態を示す図である。
【図８ｃ】図８ａ及び図８ｂに示される露光の組合せにより形成される露光状態を示す図である。
【図９】本発明の一実施形態に係るリソグラフィーシステムに用いられる露光ユニットを示す図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係るリソグラフィーシステムにおける露光ユニットの構成の一例を示す図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係るリソグラフィーシステムにおける露光ユニットにより生成される照射強度プロファイルの一例を示す図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係るリソグラフィーシステムを示す図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係るリソグラフィーシステムを示す図である。
【図１４】本発明の一実施形態に係るリソグラフィーシステムで実行される処理を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１２７】
１０  第１露光ユニット、  ７０  第２露光ユニット、  ７１  個別制御可能素子アレイ、  Ｂ  放射ビーム、  Ｃ  ターゲット部分、  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】
2007194607.tif 000003
【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７ａ】
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【図７ｂ】
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【図７ｃ】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図８ｃ】
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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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【外国語明細書】
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