(57)【要約】【課題】プログラマブルパターニングを含み、柔軟性を有し、かつ低コストのリソグラフィ装置を提供する。【解決手段】所望のパターンに従って変調された複数のビームに基板の露光領域を露光するように構成されたモジュレータと、変調されたビームを基板上に投影するように構成された投影システムと、含む、リソグラフィ装置およびプログラマブルパターニングデバイスが開示される。モジュレータは、複数のＶＥＣＳＥＬまたはＶＣＳＥＬを備える。投影システムは、リサージュパターンで振動するゾーンプレートアレイを備え得る。ゾーンプレートアレイは２次元アレイに配置されたレンズを備えてよく、レンズは三角形レイアウトに配置される。リソグラフィシステムは、複数のリソグラフィ装置を備えてよく、少なくとも１つのリソグラフィ装置は、別のリソグラフィ装置の上方に配置される。【選択図】図３
2016528556.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を保持する基板ホルダと、
所望のパターンに従って変調された複数のビームに前記基板の露光領域を露光するモジュレータであって、前記複数のビームを提供する複数のＶＥＣＳＥＬまたはＶＣＳＥＬを備える、モジュレータと、
前記変調されたビームを前記基板上に投影する投影システムと、
を備える、リソグラフィ装置。
【請求項２】
前記投影システムは、前記複数のビームを受けるレンズのアレイを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記レンズのアレイは、ゾーンプレートアレイである、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記レンズのアレイは２次元アレイに配置され、前記レンズは三角形レイアウトに配置される、請求項２または３に記載の装置。
【請求項５】
前記露光領域の露光中、前記レンズのアレイを前記複数のＶＥＣＳＥＬまたはＶＣＳＥＬに対して移動させるアクチュエータをさらに備える、請求項２〜４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記レンズのアレイをリサージュパターンで振動させるコントローラをさらに備える、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記アクチュエータおよび前記レンズのアレイを前記基板に対して移動させる位置決めデバイスをさらに備える、請求項５または６に記載の装置。
【請求項８】
前記レンズを有する構造と、前記構造を取り囲むフレームと、を備え、前記フレームは、前記構造を前記フレームに移動可能に接続するマウントを備える、請求項５〜７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
前記アクチュエータは、前記構造を前記フレームに対して変位させる、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
所望のパターンに従って変調された複数のビームを提供する複数のＶＥＣＳＥＬまたはＶＣＳＥＬと、
前記複数のビームを受けるレンズのアレイと、
を備える、プログラマブルパターニングデバイス。
【請求項１１】
前記レンズのアレイは、ゾーンプレートアレイであり、前記レンズの数は、ＶＥＣＳＥＬまたはＶＣＳＥＬの数に対応し、前記レンズは、前記ＶＥＣＳＥＬまたはＶＣＳＥＬのそれぞれを選択的に通過した放射をスポットのアレイに集束させるように位置決めされる、請求項１０に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記レンズのアレイは２次元アレイに配置され、前記レンズは三角形レイアウトに配置される、請求項１０または１１に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記複数のビームの提供中、前記レンズのアレイを前記複数のＶＥＣＳＥＬまたはＶＣＳＥＬに対して移動させるアクチュエータをさらに備える、請求項１０〜１２のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記アクチュエータは、前記レンズのアレイを同一平面の少なくとも２つの垂直方向に移動させる、請求項１３に記載のデバイス。
【請求項１５】
前記レンズのアレイをリサージュパターンで振動させるコントローラをさらに備える、請求項１３または１４に記載のデバイス。
【請求項１６】
前記アクチュエータおよび前記レンズのアレイを少なくとも２つの自由度で移動させる位置決めデバイスをさらに備える、請求項１３〜１５のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１７】
前記レンズを有する構造と、前記構造を取り囲むフレームと、を備え、前記フレームは、前記構造を前記フレームに移動可能に接続するマウントを備える、請求項１３〜１６のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項１８】
前記アクチュエータは、前記構造を前記フレームに対して変位させる、請求項１７に記載のデバイス。
【請求項１９】
パルス信号を前記複数のＶＥＣＳＥＬまたはＶＣＳＥＬに提供して前記複数のＶＥＣＳＥＬまたはＶＣＳＥＬを変調するコントローラをさらに備える、請求項１０〜１８のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項２０】
複数のリソグラフィ装置を備え、前記複数のリソグラフィ装置の少なくとも１つのリソグラフィ装置は、前記複数のリソグラフィ装置とは別のリソグラフィ装置の上方に配置される、リソグラフィシステム。
【請求項２１】
前記複数のリソグラフィ装置が取り外し可能に設けられる複数の開口を有するラックをさらに備える、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
前記ラックは、開口の２次元アレイを備える、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２３】
前記ラックは、少なくとも２つの水平の開口行と、少なくとも２つの垂直の開口列と、を備える、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２４】
前記複数のリソグラフィ装置の各々の開口は、実質的に同一の平面にあり、前記システムは、基板を前記開口に供給するロボットをさらに備える、請求項２０〜２３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項２５】
前記複数のリソグラフィ装置とは別の測定装置をさらに備え、前記測定装置の開口は、前記リソグラフィ装置の前記開口と実質的に同一の平面または前記開口と同一の平面にある、請求項２４に記載のシステム。
【請求項２６】
前記複数のリソグラフィ装置とは別の複数の測定装置をさらに備える、請求項２０〜２４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項２７】
前記リソグラフィ装置の各々は、構成およびサイズについて実質的に一致する、請求項２０〜２６のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項２８】
前記リソグラフィ装置の各々は、互いに独立して動作する、請求項２０〜２７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項２９】
２次元アレイに配置されたレンズを備えるゾーンプレートアレイ構成であって、前記レンズは三角形レイアウトに配置される、ゾーンプレートアレイ構成。
【請求項３０】
前記レンズを有する構造と、前記構造を取り囲むフレームと、を備える、請求項２９に記載の構成。
【請求項３１】
前記フレームは、前記構造を前記フレームに移動可能に接続するマウントを備える、請求項３０に記載の構成。
【請求項３２】
前記構造を前記フレームに対して変位させるアクチュエータをさらに備える、請求項３０または３１に記載の構成。
【請求項３３】
複数のビームを提供する複数のＶＥＣＳＥＬまたはＶＣＳＥＬを使用して所望のパターンに従って前記複数のビームを変調することと、
前記変調されたビームを基板の露光領域上に投影することと、
を含む、デバイス測定方法。
【請求項３４】
レンズのアレイを使用して前記ビームを投影することを含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記レンズのアレイは、ゾーンプレートアレイである、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記レンズのアレイは２次元アレイに配置され、前記レンズは三角形レイアウトに配置される、請求項３４または３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記変調されたビームを前記露光領域上に投影する間に前記レンズのアレイを前記複数のＶＥＣＳＥＬまたはＶＣＳＥＬに対して移動させることをさらに備える、請求項３４〜３６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３８】
前記レンズのアレイをリサージュパターンで振動させることを含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
フラットパネルディスプレイの製造における前記請求項に記載の発明の１つ以上の使用。
【請求項４０】
集積回路の製造における前記請求項に記載の発明の１つ以上の使用。
【請求項４１】
前記請求項に記載の発明のいずれかを使用して製造されたフラットパネルディスプレイ。
【請求項４２】
前記請求項に記載の発明のいずれかを使用して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】
[関連出願の相互参照]
[0001]  本出願は、２０１３年８月１６日に出願された米国仮出願第６１／８６６，７７７号の利益を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
[0002]  本発明は、リソグラフィ装置、プログラマブルパターニングデバイス、およびデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
[0003]  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の上に付与する機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）、フラットパネルディスプレイ、および微細なフィーチャを有する他のデバイスまたは構造の製造に用いることができる。従来のリソグラフィ装置において、ＩＣ、フラットパネルディスプレイ、または他のデバイスの個々の層に対応する回路パターンを生成するために、マスクまたはレチクルとも呼ばれるパターニングデバイスを用いることができる。このパターンは、例えば、基板上に設けられた放射感応性材料（レジスト）層上への結像によって、基板（例えば、シリコンウェーハまたはガラスプレート）（の一部）の上に転写することができる。
【０００４】
[0004]  パターニングデバイスを使用して、回路パターンの代わりに、カラーフィルタパターンまたはドットマトリクスなどの他のパターンを形成することができる。従来のマスクの代わりに、パターニングデバイスは、回路または他の適用可能なパターンを生成する個別制御可能素子のアレイを備えるパターニングアレイを備え得る。マスクを基本とする従来のシステムと比較される、そのような「マスクレス」システムの利点は、より迅速に、かつより少ないコストでパターンを設ける、および／または変更することができることである。
【０００５】
[0005]  このように、マスクレスシステムは、プログラマブルパターニングデバイス（例えば、空間光変調器、コントラストデバイス）を含む。プログラマブルパターニングデバイスは、個別制御可能素子のアレイを用いて所望のパターン付きビームを形成するように（例えば、電子的に、または光学的に）プログラムされる。プログラマブルパターニングデバイスのタイプには、マイクロミラーアレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）アレイ、格子ライトバルブアレイなどが含まれる。
【発明の概要】
【０００６】
[0006]  プログラマブルパターニングを含み、柔軟性を有し、かつ低コストのリソグラフィ装置を提供することなどが望ましい。
【０００７】
[0007]  一実施形態において、基板を保持するように構築された基板ホルダと、所望のパターンに従って変調された複数のビームで基板の露光領域を露光するように構成されたモジュレータであって、複数のビームを提供する複数のＶＥＣＳＥＬまたはＶＣＳＥＬを備える、モジュレータと、変調されたビームを基板上に投影するように構成された投影システムと、を備える、リソグラフィ装置が提供される。
【０００８】
[0008]  一実施形態において、所望のパターンに従って変調された複数のビームを提供する複数のＶＥＣＳＥＬまたはＶＣＳＥＬと、複数のビームを受けるレンズのアレイと、を備える、プログラマブルデバイスが提供される。
【０００９】
[0009]  一実施形態において、複数のリソグラフィ装置を備え、複数のリソグラフィ装置の少なくとも１つのリソグラフィ装置は、複数のリソグラフィ装置の別のリソグラフィ装置の上方に配置される、リソグラフィシステムが提供される。
【００１０】
[0010]  一実施形態において、２次元アレイに配置されたレンズを備えるゾーンプレートアレイ構成であって、レンズは三角形レイアウトに配置される、ゾーンプレートアレイ構成が提供される。
【００１１】
[0011]  一実施形態において、複数のビームを提供する複数のＶＥＣＳＥＬまたはＶＣＳＥＬを使用して所望のパターンに従って複数のビームを変調することと、変調されたビームを基板の露光領域上に投影することと、を含む、デバイス測定方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
[0012]  本明細書に組み込まれ、かつ明細書の一部を形成する添付の図面は、本発明の実施形態を示し、さらに説明とともに本発明の原理を説明し、かつ当業者が本発明を行い使用することを可能とするのに役立つ。
【００１３】
【図１】[0013]  一実施形態に係るリソグラフィ装置の概略側面図である。
【図２】[0014]  一実施形態に係る複数のリソグラフィ装置のラック構成の概略側面図である。
【図３】[0015]  一実施形態に係るリソグラフィ装置の概略斜視図である。
【図４】[0016]  一実施形態に係るリソグラフィ装置のプログラマブルパターニングデバイスモジュールの概略側面図である。
【図５】[0017]  一実施形態に係る図４の複数のモジュールの構成の概略底面図である。
【図６】[0018]  一実施形態に係るリソグラフィ装置のレンズアレイ構成の概略上面図である。
【図７】[0019]  一実施形態に係るリソグラフィ装置のレンズアレイ構成の概略上面図である。
【図８】[0020]  一実施形態に係るリソグラフィ装置の放射投影の概略図である。
【図９】[0021]  （Ａ）は一実施形態に係るリソグラフィ装置の放射投影の概略図であり、（Ｂ）は一実施形態に係るリソグラフィ装置の放射投影の概略図であり、（Ｃ）は一実施形態に係るリソグラフィ装置の放射投影の概略図である。
【図１０】[0022]  一実施形態に係るリソグラフィ装置の位置決めデバイスの概略斜視図である。
【図１１】[0023]  各々が１つ以上の個別アドレス可能素子を備える複数の光学エンジンを使用することによって、１回のスキャンで基板全体をどのように露光し得るかを概略的に示す。
【図１２】[0024]  一実施形態に係るリソグラフィ装置のイメージデータパスの概略図である。
【図１３】[0025]  一実施形態に係るリソグラフィ装置の概略上面図である。
【図１４】[0026]  一実施形態に係るリソグラフィ装置の概略上面図である。
【００１４】
[0027]  本発明の１つ以上の実施形態を添付の図面を参照して以下に説明する。これらの図面において、同じ参照符号は、同一または機能的に同様な要素を示し得る。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
[0028]  マスクレスリソグラフィ装置、マスクレスリソグラフィ方法、プログラマブルパターニングデバイスおよび他の装置、製造物および方法の１つ以上の実施形態を本明細書において説明する。一実施形態において、低コストおよび／または柔軟性を有するマスクレスリソグラフィ装置が提供される。このリソグラフィ装置はマスクレスであるため、例えばＩＣまたはフラットパネルディスプレイを露光する従来のマスクを必要としない。同様に、実装の用途に対して１つ以上のリングが必要とされず、プログラマブルパターニングデバイスは、エッジ投影を回避するために、実装の用途のためのデジタルエッジ処理「リング」を提供することができる。マスクレス（デジタルパターニング）は、柔軟性を有する基板との併用を可能にすることができる。
【００１６】
[0029]  一実施形態において、リソグラフィ装置は、非クリティカルまたはクリティカルの用途を可能にする。一実施形態において、リソグラフィ装置は、?９０ｎｍの解像度、?６５ｎｍの解像度、?４５ｎｍの解像度、?３２ｎｍの解像度、?２２ｎｍの解像度、?１４ｎｍの解像度、?１０ｎｍの解像度、?７ｎｍの解像度、または?５ｎｍの解像度を可能にする。一実施形態において、リソグラフィ装置は、０．１〜５０ｎｍの解像度を可能にする。一実施形態において、リソグラフィ装置は、?１０ｎｍのオーバーレイ、?８ｎｍのオーバーレイ、?５ｎｍのオーバーレイ、?３ｎｍのオーバーレイ、?２ｎｍのオーバーレイ、または?１ｎｍのオーバーレイを可能にする。これらのオーバーレイおよび解像度の値は、基板のサイズおよび材料を問わなくてよい。
【００１７】
[0030]  一実施形態において、リソグラフィ装置は、高い柔軟性を有する。一実施形態において、リソグラフィ装置は、様々なサイズ、タイプ、および特性の基板に適応可能である。一実施形態において、リソグラフィ装置は、仮想的に無制限のフィールドサイズを有する。このように、リソグラフィ装置は、単一のリソグラフィ装置を使用して、または一般なリソグラフィ装置プラットフォームを用いた複数のリソグラフィ装置を使用して、複数の用途（例えば、ＩＣ、フラットパネルディスプレイ、包装）を可能にすることができる。一実施形態において、リソグラフィ装置によって、柔軟性のある製造を提供する自動化ジョブ生成が可能になる。
【００１８】
[0031]  一実施形態において、リソグラフィ装置は低コストである。一実施形態において、汎用のコンポーネントのみ、または主として汎用のコンポーネントが用いられる（例えば、放射放出レーザ、簡易な可動基板ホルダ、およびレンズアレイ）。一実施形態において、ピクセルグリッド結像を用いることによって簡易な投影光学系を可能にする。一実施形態において、単一のスキャン方向を有する基板ホルダを用いてコストを低減させ、および／または複雑性を低下させる。
【００１９】
[0032]  図１は、一実施形態に係るリソグラフィ投影装置１００を概略的に示している。装置１００は、パターニングデバイス１０４と、オブジェクトホルダ１０６（例えば、基板テーブルなどのオブジェクトテーブル）と、投影システム１０８と、を含む。
【００２０】
[0033]  一実施形態において、パターニングデバイス１０４は、パターンをビーム１１０に付与する放射を変調する複数の個別制御可能素子１０２を備える。一実施形態において、複数の個別制御可能素子１０２の位置は、放射を提供するために使用される場合、フレーム１３５または投影システム１０８の少なくとも一部に固定することができる。一構成において、複数の個別制御可能素子１０２を位置決めデバイス（図示せず）に接続して、特定のパラメータに従って（例えば、投影システム１０８の少なくとも一部に対して）これらの素子１０２の１つ以上を正確に位置決めすることができる。
【００２１】
[0034]  一実施形態において、パターニングデバイス１０４は、自己放出コントラストデバイスである。そのようなパターニングデバイス１０４は、放射システムの必要性をなくし、これによって、例えば、リソグラフィ装置のコストおよびサイズを低減させることができる。例えば、個別制御可能素子１０２の各々は、放射放出ダイオード、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）、ポリマーＬＥＤ（ＰＬＥＤ）、またはレーザダイオード（例えば、固体レーザダイオード）であり得る。
【００２２】
[0035]  一実施形態において、個別制御可能素子１０２の各々は、垂直外部共振器面発光レーザ（ＶＥＣＳＥＬ）または垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）である。ＶＣＳＥＬおよびＶＥＣＳＥＬは、優れたスペクトル純度、高出力、および良好なビーム品質を提供することができる。一実施形態において、ＶＥＣＳＥＬまたはＶＣＳＥＬは、７７２または７７４ｎｍの放射を出力し得る。ただし、基板上に提供された放射は、ＶＥＣＳＥＬまたはＶＣＳＥＬによる出力と異なり得る。一実施形態において、ＶＥＣＳＥＬまたはＶＣＳＥＬの放射は、約２４８ｎｍ、約１９３ｎｍ、約１５７ｎｍ、または約１２８ｎｍに変換される。一実施形態において、ＶＥＣＳＥＬまたはＶＣＳＥＬのアレイが提供され得る。例えば、アレイは、単一の基板（例えば、ＧａＡｓウェーハ）上に提供され得る。一実施形態において、アレイは２次元である。一実施形態において、アレイは、２５６個のＶＥＣＳＥＬまたはＶＣＳＥＬを備え得る。
【００２３】
[0036]  一実施形態において、ＶＥＣＳＥＬまたはＶＣＳＥＬの放射出力は、例えば、約２４８ｎｍ、約１９３ｎｍ、約１５７ｎｍ、または約１２８ｎｍに周波数逓倍される。一実施形態において、放射出力は、周波数４倍化される。一実施形態において、放射は、周波数倍増の２つのステージを用いて周波数４倍化される。一実施形態において、周波数逓倍は、ＢＢＯ（β−ＢａＢ２Ｏ４）、周期的分極反転ニオブ酸リチウム（ＰＰＬＮ）、および／またはＫＢＢＦ（ＫＢｅ２ＢＯ３Ｆ２）非線形光学系を用いて行われる。一実施形態において、周波数４倍化は、第１ステージのＢＢＯまたはＰＰＬＮおよび第２ステージのＫＢＢＦを用いて行われる。一実施形態において、変換効率は、約１％であり得る。一実施形態において、周波数２倍化の２つのステージを用いる周波数４倍化に関して、第１ステージは、約２０％の変換効率を有し、第２ステージは、約５％の変換効率を有し得る。一実施形態において、周波数２倍化は、共振器内で行われ得る。例えば、周波数２倍化の第１ステージは、ＢＢＯまたはＰＰＬＮを用いる共振器内周波数２倍化であり得る。
【００２４】
[0037]  一実施形態において、最大２０ｍＪ／ｃｍ２のドーズが基板レベルで提供され得る。このドーズレベルは、必要とされるドーズの１００倍以上であり得る。このようなドーズレベルは、増幅されないレジストの使用を可能にし、これによってラインエッジ粗さが低減し、および／または、処理後の要件が緩和され得る。一実施形態において、ＶＥＣＳＥＬまたはＶＣＳＥＬは、３ｍＷの出力ビームを生成し得る。一実施形態において、ビームは、基板レベルで４μＷの出力を有して、例えば最大２０ｍＪ／ｃｍ２の露光ドーズを提供し得る。
【００２５】
[0038]  一実施形態において、ビーム強度は、「パルス」動作をＶＥＣＳＥＬまたはＶＣＳＥＬアレイに対して実施することと、波長２倍化およびコリメーションを行った後にビーム強度を１００倍さらに増加させる１０倍ビームリデューサの使用とによって達成され得る。したがって、１００倍に増加した当初のドーズと０．７５での第２ステージ波長２倍化変換とによって、１００倍以上のドーズレベルが提供され得る。ゾーンプレートアレイの効率がおよそ４０％であれば、およそ３０倍が基板レベルで残ることになる。
【００２６】
[0039]  可能性のある改良は、ＶＥＣＳＥＬまたはＶＣＳＥＬをモードロックして短いピコ秒のパルスを生成することであり得る。一実施形態において、アクティブモードロッキングを用いて１００ＭＨｚの露光周波数と同期したパルスを生成することができる。
【００２７】
[0040]  一実施形態において、ポンプレーザによって外側でポンピングされる、チタニウムがドープされたサファイア結晶を用いた再生増幅器を使用して、パルスを所望のエネルギーレベルまで上げることができる。ＹＡＧポンプレーザは、（以下に説明する）「外側」世界に置かれてよく、このレーザから提供された放射は、ビームガイドによってＶＥＣＳＥＬまたはＶＣＳＥＬまで誘導される。エネルギーレベルは、ドーズに対してキャビティダンピングと、ポッケルスセルまたはカーセルを用いるｑスイッチングとによってさらに向上されて、１００Ｍｈｚと同様の同期で所望のドーズをフェムト秒の時間フレームで放出し得る。
【００２８】
[0041]  一実施形態において、ＶＣＳＥＬまたはＶＥＣＳＥＬからの放射インパルスの開始時点および終了時点は、１０ｎｓピクセル露光時間フレーム内に集中することになる。このことは、クリティカルディメンション均一性（ＣＤＵ）の損失を防ぐのに役立つ。
【００２９】
[0042]  一実施形態において、ＶＥＣＳＥＬまたはＶＣＳＥＬのアレイは、向上した性能または最大ドーズ性能に対して調整され得る。例えば、ＶＥＣＳＥＬまたはＶＣＳＥＬのアパーチャが増加し得る。一実施形態において、ＶＥＣＳＥＬまたはＶＣＳＥＬの出力（例えば、「オン」または「オフ」にすること）を制御する最終スイッチングコントローラは、ＶＥＣＳＥＬまたはＶＣＳＥＬと一体化され得る（例えば、ＶＥＣＳＥＬまたはＶＣＳＥＬと同一の（ＧａＡｓ）基板上で一体化され得る）。これによって、付与されたインパルスの増加した立上がりおよび立下がり時間または最大の立上がりおよび立下がり時間が可能になる。それに加えて、または、その代わりに、この一体化によって、ＶＥＣＳＥＬまたはＶＣＳＥＬと以下に説明する波生成デバイスとの間の接続が簡略化され得る。
【００３０】
[0043]  一実施形態において、自己放出コントラストデバイスは、必要な数より多い個別アドレス可能素子１０２を備えて、別の個別制御可能素子１０２が誤動作する、または適正に動作しない場合に、「冗長な」個別制御可能素子１０２が使用されることを可能にする。それに加えて、または、その代わりに、個別アドレス可能素子の第１セットを特定の周期に対して使用することができ、そして、第１セットが冷却する間に第２セットを別の周期に対して使用することができるので、冗長な可動の個別アドレス可能素子は、個別アドレス可能素子に対する熱負荷を制御する利点を有し得る。
【００３１】
[0044]  一実施形態において、個別アドレス可能素子１０２は、低熱伝導性を有する材料に埋め込まれる。例えば、この材料は、セラミック（例えば、コーディエライトまたはコーディエライトを用いたセラミック）および／またはＺｅｒｏｄｕｒセラミックである。一実施形態において、個別アドレス可能素子１０２は、高熱伝導性を有する材料、例えば、金属（例えば、アルミニウムまたはチタニウムなどの比較的軽量の金属）に埋め込まれ、それによって熱の伝導を弱め、そして除去／冷却することができる。
【００３２】
[0045]  一実施形態において、個別アドレス可能素子１０２のアレイは、温度制御構成を備え得る。一実施形態において、ＶＥＣＳＥＬまたはＶＣＳＥＬには、冷却システムが設けられる。例えば、個別アドレス可能素子１０２のアレイは、流体（例えば、液体）伝導チャネルを有して冷却流体をアレイ上、アレイ付近、またはアレイ全体に搬送してアレイを冷却し得る。チャネルは、適切な熱交換器およびポンプに接続されてチャネルに流体を循環させ得る。チャネルと熱交換器およびポンプとの間に接続された供給およびリターン部は、流体の循環および温度制御を容易にすることができる。センサをアレイ内、アレイ上、またはアレイ付近に設けてアレイのパラメータを測定することができ、この測定を用いて、熱交換器およびポンプによって提供された流体流の温度などを制御し得る。一実施形態において、センサは、アレイ本体の膨張および／または収縮を測定してよく、この測定を用いて熱交換器およびポンプによって提供された流体流の温度を制御し得る。そのような膨張および／または収縮は、温度の代わりとなり得る。一実施形態において、センサは、アレイと一体化されてよく、および／またはアレイと別個であってもよい。
【００３３】
[0046]  リソグラフィ装置１００は、オブジェクトホルダ１０６を備える。この実施形態において、オブジェクトホルダは、基板１１４（例えば、レジストコートシリコンウェーハまたはガラスプレート）を保持するオブジェクトテーブル１０６を備える。オブジェクトテーブル１０６は、特定のパラメータに従って基板１１４を正確に位置決めする位置決めデバイス１１６に対して可動であり、かつ接続され得る。例えば、位置決めデバイス１１６は、投影システム１０８および／またはパターニングデバイス１０４に対して基板１１４を正確に位置決めし得る。一実施形態において、位置決めデバイスは、１つ以上のピエゾアクチュエータを備え得る。一実施形態において、位置決めデバイス１１６は、約１ｍｍ／ｓ、２ｍｍ／ｓ以上、５ｍｍ／ｓ以上、約１０ｍｍ／ｓ以上の速度で基板をスキャンし得る。一実施形態において、位置決めデバイス１１６は、約１５０ｍｍ／ｓ以下、約１００ｍｍ／ｓ以下、約５０ｍｍ／ｓ以下、約１０ｍｍ／ｓ以下、または約５ｍｍ／ｓ以下の速度で基板をスキャンし得る。
【００３４】
[0047]  一実施形態において、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（粗動位置決め）および任意選択的にショートストロークモジュール（微動位置決め）（これらは図１に明示されていない）を備える位置決めデバイス１１６によって実現され得る。一実施形態において、装置は、少なくとも、オブジェクトテーブル１０６を移動させるショートストロークモジュールを有しない。同様のシステムを使用して個別制御可能素子１０２および／または投影システム１０４の少なくとも一部を位置決めし得る。ビーム１１０は、その代わりに／それに加えて、可動であってよく、一方で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１０２は、必要な相対移動を提供する固定位置を有し得る。例えばフラットパネルディスプレイの製造に適用可能であり得る一実施形態において、オブジェクトテーブル１０６は静止状態であってよく、位置決めデバイス１１６は、オブジェクトテーブル１０６に対して（例えば、その上を）基板１１４が移動するように構成される。例えば、オブジェクトテーブル１０６には、実質的に一定の速度で基板１１４全体をスキャンするシステムが設けられ得る。このことが行われる場合、オブジェクトテーブル１０６は、平坦な最上面に多数の開口を備えてよく、ガスが開口に送り込まれて基板１１４を支持可能なガスクッションが提供される。これは、従来、ガスベアリング構成と呼ばれる。基板１１４は、１つ以上のアクチュエータ（図示せず）を用いてオブジェクトテーブル１０６の上を移動し、該アクチュエータはビーム１１０の経路に対して基板１１４を正確に位置決め可能である。あるいは、基板１１４は、ガスが開口を通過することを選択的に開始および停止することによって、オブジェクトテーブル１０６に対して移動し得る。一実施形態において、オブジェクトホルダ１０６は、基板を転がすロールシステムとすることができ、位置決めシステム１１６は、ロールシステムを回転させて基板をオブジェクトテーブル１０６上に設けるモータであり得る。
【００３５】
[0048]  投影システム１０８（例えば、クォーツおよび／またはＣａＦ２レンズシステム）を用いて、個別制御可能素子１０２によって変調されたパターン形成ビームを基板１１４のターゲット部分１２０（例えば、１つ以上のダイ）上に投影することができる。一実施形態において、投影システム１０８は、複数の個別制御可能素子１０２によって提供されたパターンが基板１１４上にコヒーレントに形成されるように該パターンを投影結像し得る。一実施形態において、投影システム１０８は、複数の個別制御可能素子１０２がシャッタとして機能する２次放射源のイメージを投影し得る。
【００３６】
[0049]  この点で、投影システムは、２次放射源を形成し、かつスポットを基板１１４上に結像するなどのフォーカス素子１４８（図４、図６、図７等を参照）または複数のフォーカス素子（以下、総称してレンズアレイと呼ぶ）、例えば、マイクロレンズアレイ（ＭＬＡとして知られている）、ゾーンプレートアレイ、またはフレネルレンズアレイを備え得る。このように、一実施形態において、露光は、ホイヘンス・フレネル屈折レンズのアレイに基づく。このタイプの露光は、ゾーンプレート上の構成などの屈折光学素子のアレイからのオンアクシス・フォーカススポットの非干渉性の追加を伴う。ゾーンプレートは、高開口数の値を有し得る。この露光方法によって、密パターンの十分なコントラストを有してＫ１係数が０．３未満の場合に、パターンが生成され得る。一実施形態において、複数のプラズモンレンズを使用して、Ｋ１係数を超えて、かつ例えば５ｎｍ解像度以上で近接場結像を提供し得る。本明細書の開示はフォーカス素子１４８としてのゾーンプレートアレイに焦点を当てるが、フォーカス素子１４８は、別の構成であってもよい。
【００３７】
[0050]  一実施形態において、レンズアレイ（例えば、ＭＬＡ）は、少なくとも１０個のフォーカス素子、少なくとも１００個のフォーカス素子、少なくとも２５６個のフォーカス素子、少なくとも３００個のフォーカス素子、少なくとも４００個のフォーカス素子、または少なくとも１，０００個のフォーカス素子を備える。一実施形態において、パターニングデバイスの個別制御可能素子の数は、レンズアレイのフォーカス素子の数以上である。一実施形態において、レンズアレイは、個別制御可能素子のアレイの１つ以上の個別制御可能素子、例えば、個別制御可能素子のアレイの１つの個別制御可能素子のみ、または個別制御可能素子のアレイの２つ以上（例えば、３つ以上、５つ以上、１０個以上、または２０個以上）の個別制御可能素子、と光学的に関連したフォーカス素子を備える。一実施形態において、レンズアレイは、個別制御可能素子のアレイの１つ以上の個別制御可能素子と光学的に関連した２つ以上のフォーカス素子（例えば、１０１個以上、大半、またはほぼすべてのフォーカス素子）を備える。
【００３８】
[0051]  一実施形態において、レンズアレイは、移動可能である。一実施形態において、レンズアレイは、例えば、１つ以上のアクチュエータを用いることにより、基板に向かう方向および基板から離れる方向に移動する。基板に向かうように、および基板から離れるようにレンズアレイを移動させることができることによって、例えば、基板を移動させる必要なく焦点調整が可能となる。一実施形態において、レンズアレイの個別レンズ素子、例えば、レンズアレイの各個別レンズ素子は、（例えば、非平坦基板の局所的な焦点調整のために、または各光学コラムを同一の焦点距離に置くために）基板に向かう方向および基板から離れる方向に移動可能である。一実施形態において、以下に説明するとおり、レンズアレイは、放射投影方向に垂直に移動し得る。
【００３９】
[0052]  一実施形態において、レンズアレイは、（射出成型などで作製することが容易であり得る、および／または低価格の）プラスチック製のフォーカス素子を備え、ここで、例えば、放射の波長は約４００ｎｍ（例えば、４０５ｎｍ）以上である。一実施形態において、放射の波長は、約４００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲から選択される。一実施形態において、レンズアレイは、石英フォーカス素子を備える。一実施形態において、レンズアレイは、溶融石英を含む。一実施形態において、レンズアレイは、溶融石英の代わりに結晶石英を含む。一実施形態において、レンズアレイは、ほぼ平坦面のプロファイルを有し、例えば、プレートの１つ以上の表面の上方または下方で突出する光学素子（または光学素子の一部）を有しない。これは、例えば、ゾーンプレートアレイ１４８が十分に厚いこと（すなわち、光学素子の高さより少なくとも厚いこと、および突出しないように光学素子を位置決めすること）を確実にすることによって、または平坦なカバープレートをゾーンプレートアレイ１４８（図示せず）の上に設けることによって達成され得る。プレートの１つ以上の表面が実質的に平坦であることを確実にすることによって、装置の使用中に、ノイズ除去などが助長される。
【００４０】
[0053]  一実施形態において、各フォーカス素子または複数のフォーカス素子は、非対称レンズであり得る。非対称性は、複数のフォーカス素子の各々に対して共通であってよく、または、複数のフォーカス素子の１つ以上のフォーカス素子について、複数のフォーカス素子の異なる１つ以上のフォーカス素子と比較して異なってよい。非対称レンズは、楕円形の放射出力を円形の投影スポットに変換することを容易にでき、逆の場合も同様である。
【００４１】
[0054]  一実施形態において、フォーカス素子は、焦点を外して放射を基板上に投影してシステムの低開口数（ＮＡ）を得るように配置された高いＮＡを有する。高開口数ＮＡのレンズは、低いＮＡの入手可能なレンズと比較してより経済的で、より普及しており、および／または、より高品質であり得る。一実施形態において、低いＮＡは、０．３以下であり、一実施形態において、０．１８以下または０．１５以下である。したがって、高いＮＡのレンズは、システムの設計ＮＡより大きい、例えば、０．３より大きい、０．１８より大きい、または０．１５より大きいＮＡを有する。
【００４２】
[0055]  一実施形態において、投影システム１０８は、パターニングデバイス１０４とは別個である一方で、このことは必要というわけではない。投影システム１０８は、パターニングデバイス１０４と一体化され得る。例えば、レンズアレイブロックまたはプレートは、パターニングデバイス１０４に取り付けられ得る（一体化され得る）。一実施形態において、レンズアレイは、空間的に分かれた個別のレンズレットの形態をとってよく、各レンズレットは、パターニングデバイス１０４の個別アドレス可能素子に取り付けられる（一体化され得る）。
【００４３】
[0056]  任意選択的に、リソグラフィ装置は、放射（例えば、紫外線（ＵＶ）放射）を複数の個別制御可能素子１０２に供給する放射供給システムを備え得る。パターニングデバイスが放射源、例えば、ＶＥＣＳＥＬまたはＶＣＳＥＬアレイである場合、リソグラフィ装置は、放射システム無しで、すなわち、パターニングデバイス以外の放射源無しで、または少なくとも簡略化した放射システムを備えて設計され得る。放射供給システムは、複数の個別制御可能素子１０２に対して供給する、または複数の個別制御可能素子１０２によって供給するための放射を生成する放射源（例えば、エキシマレーザ）を含み得る。例えば、放射源がエキシマレーザである場合、放射源およびリソグラフィ装置１００は、別個の構成要素であってよい。そのような場合には、放射源は、リソグラフィ装置１００の一部を形成しているとはみなされず、また放射は、放射源からリソグラフィ装置へ送られる。その他の場合においては、例えば、放射源が水銀ランプである場合、放射源は、リソグラフィ装置１００の一体部分とすることもできる。
【００４４】
[0057]  リソグラフィ装置が放射供給システムを含む場合、リソグラフィ装置は、放射供給システムに対して付加的であり得る、または、放射供給システムの一部であり得る放射調整システムを備え得る。放射調整システムは、以下の素子、すなわち、放射デリバリシステム（例えば、適切な誘導ミラー）、放射調整デバイス（例えば、ビームエキスパンダ）、放射の角強度分布を設定する調節デバイス（一般に、イルミネータの瞳面内の強度分布の少なくとも外側および／または内側半径範囲（通常、それぞれσ-outerおよびσ-innerと呼ばれる）を調節することができる）、インテグレータ、および／またはコンデンサの１つ以上を含む。放射調整システムを使用して、個別制御可能素子１０２によって供給される放射、または個別制御可能素子１０２に対して供給される放射を調整すれば、放射の断面に所望の均一性および強度分布をもたせることができる。放射調整システムは、放射を複数のサブビームに分割するように配置されてよく、例えば、各サブビームは、複数の個別制御可能素子の１つ以上に関連付けられる。２次元回折格子は、例えば、放射をサブビームに分割するために用いられ得る。本明細書の記載において、「放射のビーム」および「放射ビーム」という用語は、ビームが放射の複数のサブビームを含む状態を包含するが、その状態に限定されない。
【００４５】
[0058]  一実施形態において、（一実施形態において）複数の個別制御可能素子１０２であり得る放射源は、少なくとも５ｎｍ、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の基板レベルの波長を有する放射を提供することができる。一実施形態において、放射は、４５０ｎｍ以下、例えば、４２５ｎｍ以下、３７５ｎｍ以下、３６０ｎｍ以下、３２５ｎｍ以下、２７５ｎｍ以下、２５０ｎｍ以下、２２５ｎｍ以下、２００ｎｍ以下、または１７５ｎｍ以下の波長を有する。一実施形態において、放射は、４３６ｎｍ、４０５ｎｍ、３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、１２６ｎｍ、および／または１３．５ｎｍを含む波長を有する。一実施形態において、放射は、およそ１９３ｎｍの波長を含む。一実施形態において、放射は、例えば、３６５ｎｍ、４０５ｎｍ、および４３６ｎｍを包含する広帯域の波長を含む。３５５ｎｍレーザ源が使用され得る。
【００４６】
[0059]  リソグラフィ装置１００の動作中、複数の個別制御可能素子１０２によって作り出されたパターン付きビーム１１０は、投影システム１０８を通過し、この投影システム１０８は、ビーム１１０を基板１１４のターゲット部分１２０上に集束させる。
【００４７】
[0060]  位置決めデバイス１１６（および任意選択的にベース１３６上の位置センサ１３４（例えば、干渉ビーム１３８を受ける干渉計測定デバイス、リニアエンコーダ、または静電容量センサ））を使って、例えば、様々なターゲット部分１２０をビーム１１０の経路内に位置決めするように、基板１１４を正確に動かすことができる。一実施形態において、投影システム１０８の少なくとも一部に対する位置決めデバイスを使用して、例えばスキャン中、ビーム１１０の経路に対して投影システム１０８の少なくとも一部を正確に動かすことができる。
【００４８】
[0061]  一実施形態に係るリソグラフィ装置１００は、本明細書において基板上のレジストを露光するとして記載されているが、装置１００は、レジストレスリソグラフィで使用されるパターン付きビーム１１０を投影するために使用され得ることが理解されよう。
【００４９】
[0062]  例示の装置１００は、以下に例示する１つ以上のモードで使用可能である。
【００５０】
[0063]  １．ステップモードにおいては、個別制御可能素子１０２および基板１１４を基本的に静止状態に保ちつつ、パターン付き放射ビーム１１０全体を一度にターゲット部分１２０上に投影する（すなわち、単一静的露光）。その後、基板１１４は、Ｘおよび／またはＹ方向に移動され、それによって別のターゲット部分１２０をパターン付き放射ビーム１１０に対して露光することができる。ステップモードにおいては、露光フィールドの最大サイズによって、単一静的露光時に結像されるターゲット部分１２０のサイズが限定される。
【００５１】
[0064]  ２．スキャンモードにおいては、個別制御可能素子１０２および基板１１４を同期的にスキャンする一方で、パターン付き放射ビーム１１０をターゲット部分１２０上に投影する（すなわち、単一動的露光）。個別制御可能素子に対する基板の速度および方向は、投影システムＰＳの（縮小）拡大率および像反転特性によって決めることができる。スキャンモードにおいては、露光フィールドの最大サイズによって、単一動的露光時のターゲット部分の幅（非スキャン方向）が限定される一方、スキャン動作の長さによって、ターゲット部分の高さ（スキャン方向）が決まる。
【００５２】
[0065]  ３．パルスモードにおいては、個別制御可能素子１０２を基本的に静止状態に保ち、パルシング（例えば、パルス放射源によって、または個別制御可能素子をパルス化することによって）を用いてパターン全体を基板１１４のターゲット部分１２０上に投影する。基板１１４全体にわたって延在するラインをパターン付きビーム１１０がスキャンするように、基板１１４を基本的に一定の速度で移動させる。個別制御可能素子によって提供されたパターンは、パルスとパルスとの間に、必要に応じて更新され、パルスは、ターゲット部分１２０が基板１１４上の必要な位置で露光されるように、タイミング調整される。したがって、パターン付きビーム１１０は、基板１１４全体をスキャンして基板１１４のストリップに対する完全なパターンを露光することができる。基板１１４全体をラインごとに露光し終えるまで、このプロセスを繰り返す。
【００５３】
[0066]  ４．連続スキャンモードにおいては、実質的に一定の速度で基板１１４を放射Ｂの変調ビームに対してスキャンし、また、パターン付きビーム１１０が基板１１４全体をスキャンし露光する際に個別制御可能素子のアレイ上のパターンを更新すること以外は、パルスモードと基本的に同様である。個別制御可能素子のアレイ上のパターンの更新と同期された実質的に一定の放射源またはパルス放射源が使用され得る。
【００５４】
[0067]  上述の使用モードの組み合わせおよび／またはバリエーション、あるいは完全に異なる使用モードもまた採用可能である。
【００５５】
[0068]  図２は、一実施形態に係る複数のリソグラフィ装置のラック構成の概略側面図である。図２から分かるように、本発明の一実施形態は、光学マスクを使用する標準的な単一のリソグラフィ装置と同様の形状因子で複数のリソグラフィ装置１００を配置して、いわゆるハイブ(hive)を形成する点に特徴がある。この実施形態のリソグラフィ装置は、光学マスクを使用する従来のリソグラフィ装置より著しく小さい。この設計はスケーラビリティおよび／または堅牢性をもたらすことができる。例えば以下にさらに述べるとおり、測定および露光などの明確に異なるタスクの分離を可能とすることができ、これによって堅牢性の増加および／または保守に起因する休止時間の減少を可能にすることができる。それに加えて、または、その代わりに、この設計コンセプトは、単一リソグラフィ装置を用いた単一基板単位での手動操作による１時間当たり１０枚程度の基板（ＷＰＨ）に始まり、複数のリソグラフィ装置を用いた完全自動処理による数百枚（ＷＰＨ）まで、所与の最終用途の要件を拡大・縮小することができる。
【００５６】
[0069]  一実施形態において、リソグラフィ装置は、ラック２０５に配置される。ラックは、複数の開口を有し、各々の開口は、リソグラフィ装置または他のリソグラフィ装置を収容する。一実施形態において、ラックは、リソグラフィ装置が２次元アレイに配置され得るように２次元構成である。図２は、幅５高さ４のリソグラフィ装置アレイを示している。そのように、図２の実施形態では、各リソグラフィ装置ラックユニットは、１時間当たりおよそ１０枚の基板（ＷＰＨ）を処理し得る。したがって、図２のラックは、各１０ＷＰＨの２０個のリソグラフィ露光ラックユニットを使用しておよそ２００ＷＰＨの処理を行い得る。ラック２０５は、ユニットの各々に共通する、または特定のユニットタイプに対する機能を有する。例えば、ラック２０５は、出力電気システムおよび電子機器、全体制御システム、冷却システムなどを有する。
【００５７】
[0070]  一実施形態において、ラックは、リソグラフィ装置以外のユニットを収容し得る。例えば、ラックユニットは、測定装置２００であり得る。図２は、測定装置２００を示している。測定装置において、露光予定の基板が測定および／または位置合わせされ得る。例えば、測定装置は、基板を含む基板カセットと、基板クランププレートと、を収容し得る。このプレートは、温度安定性および／または基準精度を提供することができる。そして、測定装置は、基板上の１つ以上のアライメントマークを測定し、クランププレート（これも１つ以上のアライメントマークを含み得る）に対するアライメントマークの位置を示し得る。一実施形態において、測定装置は、基板の表面高さをマッピングし得る。一実施形態において、ラックユニットは、クリティカルディメンジョン、ラインエッジ粗さなどを測定するメトロロジツールであり得る。一実施形態において、ラックユニットは、ポストプロセシングデバイス（例えば、トラック）との交換および／または生産ロット回収のための一時的保管のための基板カセットを収容するユニットであり得る。他のタイプのラックユニットも設けられ得る。
【００５８】
[0071]  一実施形態において、各タイプのラックユニットは、同一のサイズであり得る。一実施形態において、同一のタイプの各ラックユニットは、同一のサイズであり得る。一実施形態において、ラックユニットの高さは、その幅より小さい。一実施形態において、ラックユニットは、約４０ｃｍ以下の高さＨ（図３を参照）を有し、これによって、１つのラックへの４つのユニットの積み重ねが可能になり、さらにその上方および下方に空間が与えられる。一実施形態において、ラックユニットは、幅Ｗ５０ｃｍ以下である（図３参照）。一実施形態において、ラックユニットは、奥行きＤが約１２０ｃｍ以下である（図３参照）。上記したこのリソグラフィ装置のラックは、従来の機械に対して、床面積に対するＷＰＨの観点から有意のゲインを示し得る。例えば、２００ＷＰＨは、およそ３メートルの長さＬ３×２メートルの高さＨ１×２メートルの奥行きＤの総体積で実現され得る。
【００５９】
[0072]  一実施形態において、ラックの各開口は、同一のサイズである。一実施形態において、同一のタイプのラックユニットに対する各開口は、同一のサイズである。このように、リソグラフィ装置ラックユニット、測定装置ラックユニット、および他の見込まれるユニットについて１つ以上の標準的なサイズがあり得る。一実施形態において、ラックは、異なるサイズおよび異なる数の開口（および／または異なるサイズの開口）を有してよく、最終用途によってラックユニットの構成をうまく組み合わせることが可能になる。一実施形態において、ラックユニットの１つ以上は、（１つ以上のボルトなどによって）ラックに対して解除可能にクランプされることによってラックから容易に取り外し可能であり得る。
【００６０】
[0073]  ラックユニットの１つ以上は、１つ以上の他のラックユニットに対してしっかりと関連付けられなくてよく、したがって必要に応じて独立して動作し得る。一実施形態において、ラックユニットの各々は、独立して動作する。一実施形態において、複数のラックユニットは、各々に依存して動作するが、1つ以上の他のラックユニットとは独立して動作する。ラックユニットは、最終用途の要件に応じて、プラントまたはラックホストコンピュータから個別に制御され得る。
【００６１】
[0074]  個別のラックユニットは、「オフライン」とし、保守または修理のためにラックから取り出す（またはラックに入ったままで修理される）ことができる一方で、そのようなラックは、ラックユニットの数およびラックユニットの構成に応じて限られた量の生産性しか失わない。このように、ユニットを生産から切り離し、修理のためにラックから取り外すことができるのと同時に、ラックの生産性はわずかしか失われない。
【００６２】
[0075]  リソグラフィ装置のラックユニットへの基板の供給を可能にするために、ロボット２１０を使用して基板のローディング／アンローディングを容易にする。標準的な工業ロボットは、所与の構成に対して十分な適応性を提供し得る。ロボット２１０のアームは、ドッキング位置（例えば、ラックユニット、収納位置）からドッキング位置へ単一の基板を移動させる。すべてのロボット操作は、交換中の測定状態を失うことを回避するのに役立つために、十分に制御され、加速度パラメータの範囲に収まるべきである。ロボット自体は、誤動作の場合に容易にかつ迅速に交換され得る。一実施形態において、冗長性および／または速度向上を得るために２つ以上のロボットが設けられ得る。一実施形態において、ロボットは、別のラックと共有され得る（例えば、ロボットは移動可能である）。一実施形態において、複数のロボットが複数のラックの間で共有される。
【００６３】
[0076]  上述のとおり、ロボット２１０は、基板キャリアプレート上にクランプされる閉じた状態の単一基板カセットを使用して基板の交換を行うことができ、このプレートは、基板温度安定性を制御し得る。カセットの内部環境は、制御され得る。プレートは、１つ以上の基準マーク（例えば、アライメントマーク）を含み得る。基板カセットは、（例えば、カセット内またはカセット上のメモリに格納された）基板プロセスデータを搬送し得る。一実施形態において、ラックユニットとラックユニットとの間のカセット交換は、標準的ドッキング／交換手順に基づき得る。一実施形態において、ポスト処理デバイスおよび／または格納位置へのインターフェイスは、基板カセットを扱う（例えば、ラックユニットと同じドッキング標準を有する）ように適応されてよく、キャリアプレートをクランプすること／解除することを提供し得る。ロボット２１０は、交換中、基板キャリアプレートの電子機器に対してパワーを供給し得る。
【００６４】
[0077]  この設計コンセプトによってソフトウェアの複雑性が著しく低下し得る。というのは、タスクが分けられ、堅牢性を有する並列化生産方法に起因して「クリティカルパス」がほとんど存在しないからである。基板管理の大部分は、ホストから行うことができ、また、複数のホストを伴って、堅牢性を容易に高めることができる。デバイスのイメージ管理に関して、１つ以上の配信イメージデータホストが必要とされるべきである。イメージの転送は、ファブ自動化ホストから間接的に制御され得る。基板の測定および露光を伴うタスクのモジュール化とともに、ソフトウェアもまたモジュール化され、分離され得る。ソフトウェアは、ラックユニットのタイプ、あるいはラックユニットのバージョンに対して特有であり得る。このように、ソフトウェアは、その性質上、かなり簡易になることができ、１つ以上のラックユニットに対してソフトウェアの新規バージョンをリリースすることを、１つ以上の他のラックユニットから独立して行うことができるが、互換性が適正に維持されるという条件付きである。ファブ自動化ホストの観点から、ラックユニットは、同一ネットワーク上で別々に制御される別々のデバイスであり得る。一実施形態において、制御コンソールは、必要でなくてよい。その代わりに、制御アプリケーションが移植可能であってよく、任意の移植可能なデバイスが、局所または遠隔制御のために使用され得る。例えば、ウェブサーバを用いたサービスインターフェイスは、保守作業を扱うために設けられてよく、（タブレットまたはラップトップなどの）携帯デバイス等を介してファブネットワークを介してアクセス可能であってよい。ソフトウェアは、ホストならびにオペレータ制御のための標準としてＳＥＣＳインターフェイスを拡張および統合し得る。ＳＥＣＳインターフェイスを介した適正、完全かつ一貫した状態ロギングに基づいて、制御アプリケーションは、ホストとして同一の制御チャンネルを介して所望のオペレータの介入を行うことが可能であり得る。このことによって多数の不必要な機能を機械制御ソフトウェアから排除することができる。このように、クラスタの堅牢性およびユニット複雑性の低下を伴うこのソフトウェアの簡潔性およびモジュール性によって、平均修理時間（ＭＴＴＲ）の著しい低下が可能になり得る。
【００６５】
[0078]  図３は、基板（例えば、３００ｍｍまたは４５０ｍｍウェーハ）を用いた使用のための一実施形態に係るリソグラフィ装置の概略斜視図である。リソグラフィ装置は、デバイスレイアウトとは無関係に約１０ＷＰＨに対して設計され得る。この装置は、主として商用の汎用技術で製造され得る。このことは、イメージの格納、データ経路、パターニングデバイス、およびそれらの関連電子機器に適用可能である。この種の設計は、見込まれる平均中断間隔（ＭＴＢＩ）を向上または最大化させるのに役立つ。この設計は、１５ＷＰＨ、２０ＷＰＨ、または３０ＷＰＨという、より高い生産性、もしくはさらに高い生産性を可能にし得る。一実施形態において、リソグラフィ装置は、４５ｎｍノードでの１９３ｎｍ（ＡｒＦ）液浸リソグラフィに対して設計される。これは、既存のファブプロセス、環境、およびインフラストラクチャの実施を容易にするためである。ただし、リソグラフィ装置は、異なる波長および／またはノードに対して設計されてよく、液浸なしで動作してよいことは確かである。
【００６６】
[0079]  図３に示すように、リソグラフィ装置１００は、ウェーハ１１４を保持する基板テーブル１０６を備える。基板テーブル１０６に関連するのは、少なくともＹ方向に基板テーブル１０６を動かす位置決めデバイス１１６である。任意選択的に、位置決めデバイス１１６は、Ｘ方向および／またはＺ方向に基板テーブル１０６を移動させ得る。また、位置決めデバイス１１６は、Ｘ、Ｙ、および／またはＺ方向について基板テーブル１０６を回転させ得る。したがって、位置決めデバイス１１６は、最大６自由度の動作を提供し得る。一実施形態において、基板テーブル１０６は、Ｙ方向のみの動作を提供し、その利点はコストの低減および複雑性の低下である。一実施形態において、基板位置決めデバイス１１６は、１つ以上のマウント１４３（例えば、３つまたは４つのガスマウント）の上に載り得るベース１３９に接続される。
【００６７】
[0080]  リソグラフィ装置１００は、フレーム１６０上に配置された複数の個別アドレス可能素子１０２を備えるパターニングデバイス１０４をさらに備える。一実施形態において、フレーム１６０は、ベース１３９上に設けられる。１つの１６０が示されているが、リソグラフィ装置は、複数のフレーム１６０を有し得る。
【００６８】
[0081]  一実施形態において、複数の別個のパターニングデバイス１０４が存在し、これらのパターニングデバイス１０４は、フレーム１６０上の矩形によって概略的に示されている。図３においては、わずかな数のパターニングデバイス１０４しか示されていない。一実施形態において、パターニングデバイス１０４は、基板１１４の断面寸法（例えば、直径）についてフレーム１６０に沿ってＸ方向に延在する。矩形のこのパターンは、図５に詳細に示されている。
【００６９】
[0082]  フレーム１６０上のパターニングデバイス１０４の数は、とりわけ、パターニングデバイス１０４が対象とする露光区域の長さ、露光中の基板とビームとの間の相対移動の速度、スポットサイズ（すなわち、個別アドレス可能素子１０２から基板上に投影されたスポットの断面寸法、例えば、幅／直径）、個別アドレス可能素子の各々が提供すべき所望の強度、コストの検討事項、個別アドレス可能素子をオンまたはオフにすることができる頻度、および冗長な個別アドレス可能素子１０２に対する要望に依存し得る。一実施形態において、基板上のスポットサイズは１００ｎｍ以下、５０ｎｍ以下、２５ｎｍ以下、２０ｎｍ以下、１０ｎｍ以下、５ｎｍ以下、または２ｎｍ以下である。一実施形態において、スポットサイズは、１ｎｍ以上、２ｎｍ以上、５ｎｍ以上、１０ｎｍ以上、または２０ｎｍ以上である。
【００７０】
[0083]  一実施形態において、フレーム１６０は、パターニングデバイス１０４に対してモジュール性を可能にするように設計される。例えば、フレーム１６０は、プリンタにインクジェットカートリッジを収容するのと同様な個別のパターニングデバイス１０４を収容する、スロットの列を含み得る。パターニングデバイス１０４は、フレーム１６０上に取り外し可能にクランプされてよく、別のものと容易に取り替えられてよい。各パターニングデバイス１０４は、モジュール１５２によってフレーム１６０に対して設けられてよく（図４等を参照）、このモジュール１５２はフレーム１６０に対して解除可能に接続される。
【００７１】
[0084]  パターニングデバイス１０４の各々は、複数の個別アドレス可能素子１０２を備え得る。一実施形態において、各個別アドレス可能素子１０２は、ＶＥＣＳＥＬまたはＶＣＳＥＬである。リソグラフィ装置１００、特に個別アドレス可能素子１０２は、本明細書においてより詳細に説明するように、ピクセルグリッド結像を提供するように配置され得る。
【００７２】
[0085]  パターニングデバイス１０４の各々は、各自の露光コントローラ１４０を含んでよく、またはこの露光コントローラ１４０と関連付けられてよい。これらのコントローラ１４０は、（例えば図４に示すように）パターニングデバイス１０４とともにモジュール１５２内で製造されてよく、または、別々に設けられてよい。一実施形態において、コントローラ１４０は、データバス１４２、例えば、光学データバスに接続される。データバス１４２は、画イメージデータパスハードウェアおよび／またはソフトウェアを含む筐体１４４に接続する。一実施形態において、データパス筐体１４４は、ユニットの後方に位置してあらゆる欠陥部分（例えば、固体ドライブ、スイッチ等）の交換のための後方からの容易なアクセスを可能にする。一実施形態において、コントローラ１４０の各々は、１００ＭＨｚで６４個のチャネルを有する１つ以上の波（パルス）ジェネレータ（この場合、４つ）を備える。一実施形態において、データバス１４２は、薄膜リボンループを備える。一実施形態において、コントローラ１４０は、ゾーンプレートアレイ１４８の上方に位置決めされる。
【００７３】
[0086]  一実施形態において、各モジュール１５２は、基本的に独立型であってよく、これによってサブシステムの信頼性の向上、ストックの低下、および陳腐化の値の減少が可能になり得る。このように、一実施形態において、モジュール１５２は、パターニングデバイス１０４およびその関連コントローラを含み得る。さらに、本明細書で述べるとおり、モジュール１５２は、投影システム１０８の少なくとも一部、例えば、モジュール１５２のパターニングデバイス１０４に関連付けられたゾーンプレートアレイ１４８を含み得る。そのようなモジュールは、故障中または故障したモジュールの「プラグ・アンド・プレイ」の交換を可能にし得る。そのようなモジュールは、ストックおよび老朽化値に起因する予備部品のコストを低減させ得る。そのようなモジュールは、修理作業のコストの低下を可能にし得る。そのようなモジュールは、複雑性を低減させることができ、部品設計の簡略化を可能にすることができ、このモジュールは大量生産され得る。
【００７４】
[0087]  一実施形態において、図３を参照すると、斜線で網掛けされた部分は、「外側」世界の部分であり、点で網掛けされた部分は、「内側」世界の部分である。「内側」世界は、「外側」世界から機械的に隔離され得る。すなわち、「内側」世界は、「外側」世界からの振動および力から実質的に隔離され得る。このように、一実施形態において、「内側」世界は、基板テーブル１０６と、基板テーブル１０６用のベアリング（もしあれば）と、パターニングデバイス１０４を保持するフレーム１６０と、を含み得る。一実施形態において、「内側」世界は、基板調整および／または液浸（例えば、温度および湿度制御、浸漬液流、ガスナイフ、ガスシャワー等）のための環境閉じ込めおよび制御機能を含み得る。一実施形態において、フレーム１６０は、基板テーブル１０６およびその位置決めデバイス１１６から機械的に隔離され得る。機械的隔離は、例えば、フレーム１６０を地面に対して、または、基板テーブル１０６および／またはその位置決めデバイス１１６用のフレームと別個の堅固なベースに対して接続することによって行われ得る。それに加えて、または、その代わりに、フレーム１６０が接続された構造が、地面、堅固なベース、または基板テーブル１０６および／またはその位置決めデバイス１１６を支持するフレームのいずれであっても、フレーム１６０と該構造との間にダンパが設けられ得る。
【００７５】
[0088]  フレーム１６０は、任意の数のパターニングデバイス１０４を容易に採用するように拡張可能かつ構成可能に構成され得る。それに加えて、各パターニングデバイス１０４は、レンズアレイ１４８（例えば、図４、図６、および図７を参照）を備え得る。例えば図３において、コントローラ１４０および／または基板の真上のフレーム１６０の底面の近くまたは該底面において配置された関連のレンズアレイ１４８をさらに含み得る多数のパターニングデバイス１０４が示されている。したがって、一実施形態において、マルチコラム型光学エンジン構成を設けてよく、各光学エンジンは、任意選択的にレンズアレイ１４８を伴うパターニングデバイス１０４および／またはコントローラ１４０を備える。一実施形態において、基板１１４とレンズアレイ１４８との間に自由作業距離が存在する。この距離によって、基板１１４および／またはレンズアレイ１４８が移動して、例えば焦点補正が可能になる。一実施形態において、自由作業距離は、１〜２５０ミクロンの範囲、５〜１５０ミクロンの範囲、１０〜７５ミクロンの範囲、または２０〜５０ミクロンの範囲である。
【００７６】
[0089]  さらに、リソグラフィ装置１００は、アライメントセンサ１５０を備え得る。アライメントセンサは、基板１１４の露光前および／または露光中にパターニングデバイス１０４と基板１１４との間のアライメントの決定を容易にするために使用され得る。リソグラフィ装置１００のコントローラによってアライメントセンサ１５０の結果を使用して、例えば、基板テーブル１０６を位置決めする位置決めデバイス１１６を制御してアライメントを向上させることができる。例えば、アライメントセンサ１５０は、基板テーブル１０６上の１つ以上のアライメントマークを測定してよく、そして、その測定は、そのような１つ以上のアライメントマークと、測定ユニット２００で測定される基板１１４上の１つ以上のアライメントマークとの間の関連とともに用いられて、パターニングデバイス１０４に対して基板１１４を正確に位置決めしてよい。それに加えて、または、その代わりに、コントローラは、例えば、パターニングデバイス１０４またはレンズアレイ１４８を位置決めする、パターニングデバイス１０４および／またはレンズアレイ１４８に関連付けられた位置決めデバイスを制御してアライメントを向上させ得る。一実施形態において、アライメントセンサ１５０は、アライメントを行うパターン認識機能／ソフトウェアを含み得る。
【００７７】
[0090]  それに加えて、または、その代わりに、リソグラフィ装置１００は、レベルセンサ１５０を備え得る。レベルセンサ１５０を使用して基板１１４および／または基板テーブル１０６がパターニングデバイス１０４からのパターンの投影に対して同じ高さであるかどうかを決定し得る。レベルセンサ１５０は、基板１１４の露光前および／または露光中のレベルを決定することができる。リソグラフィ装置１００のコントローラによってレベルセンサ１５０の結果を使用して、例えば、基板テーブル１０６を位置決めする位置決めデバイス１１６を制御してレベリングを向上させることができる。それに加えて、または、その代わりに、コントローラは、例えば、投影システム１０８（例えば、レンズアレイ１４８）の一部に関連付けられた位置決めデバイスを制御して投影システム１０８の素子（例えば、レンズアレイ１４８またはレンズアレイ１４８の一部）を位置決めすることによってレベリングを向上させ得る。一実施形態において、レベルセンサは、超音波ビームを基板１１４に投影することによって動作してよく、および／または電磁放射ビームを基板１１４に投影することによって動作してよい。
【００７８】
[0091]  一実施形態において、アライメントセンサおよび／またはレベルセンサからの結果を使用して、個別アドレス可能素子１０２が提供したパターンを変化させ得る。このパターンを変化させて、例えば、個別アドレス可能素子１０２と基板１１４との間の光学系（もしあれば）から生じ得る歪み、基板１１４の位置決めのばらつき、基板１１４の不均一性などを補正し得る。このように、アライメントセンサおよび／またはレベルセンサからの結果を使用して、投影されたパターンを変化させることで非線形歪み補正を行うことができる。非線形歪み補正は、例えば、均一な線形または非線形歪みを有しないことがある柔軟なディスプレイに有用であり得る。
【００７９】
[0092]  リソグラフィ装置１００の動作において、例えばロボット２１０を使用して、基板１１４が基板テーブル１０６上にロードされる。そして、基板１１４は、フレーム１６０およびパターニングデバイス１０４の下方で、Ｙ方向に移動する。基板１１４は、レベルセンサおよび／またはアライメントセンサ１５０によって測定されてよく、次に、パターニングデバイス１０４を使用してパターンに対して露光される。例えば、基板１１４は、投影システム１０８の焦平面（像平面）を介してスキャンされる一方で、パターニングデバイス１０４によって、サブビーム、したがってイメージスポットを少なくとも部分的にＯＮもしくは完全にＯＮ、またはＯＦＦに切り換える。パターニングデバイス１０４のパターンに対応するフィーチャが基板１１４上に形成される。個別アドレス可能素子１０２は、例えば、本明細書に述べられるピクセルグリッド結像を提供するように動作し得る。
【００８０】
[0093]  一実施形態において、基板１１４は、正のＹ方向に完全にスキャンされ、そして負のＹ方向に完全にスキャンされ得る。そのような実施形態において、パターニングデバイス１０４の反対側の追加のレベルセンサおよび／またはアライメントセンサ１５０が負のＸ方向スキャンのために必要とされ得る。
【００８１】
[0094]  図４は、一実施形態に係るリソグラフィ装置のプログラマブルパターニングデバイスモジュールの概略側面図である。上述のとおり、パターニングデバイス１０４は、モジュール１５２によってフレーム１６０に対して提供され得る。図４はモジュール１５２内のパターニングデバイス１０４と組み合わされた様々な他のコンポーネントを示しているものの、必ずしもこのようにする必要はない。
【００８２】
[0095]  この実施形態において、パターニングデバイス１０４は、複数のＶＥＣＳＥＬまたはＶＣＳＥＬを備え、これらのＶＥＣＳＥＬまたはＶＣＳＥＬは、例えば単一の基板上に設けられた２次元アレイとして示されている。この実施形態において、空間を節減するために、複数のＶＥＣＳＥＬまたはＶＣＳＥＬを垂直に配置し、すなわち、それらはＸ方向に放出を行う。複数のＶＥＣＳＥＬまたはＶＣＳＥＬは、複数のビームを放出する。一実施形態において、アレイは、２５６個のＶＥＣＳＥＬまたはＶＣＳＥＬを備えてよく、従って２５６個のビームを放出する。他の数のＶＥＣＳＥＬまたはＶＣＳＥＬが使用されてもよい。
【００８３】
[0096]  パターニングデバイス１０４と関連付けられるのは、パターニングデバイス１０４から放射ビームを受け、かつビームのサイズを低減させるビームリデューサおよびデリバリ光学系１５４である。この実施形態において、ビーム減速装置およびデリバリ光学系１５４は、Ｘ方向に投影されるビームを受け、かつ該ビームをＺ方向にコリメータ／ビームガイド１５６まで進むように再誘導する。コリメータ／ビームガイド１５６は、ビームをコリメートし、他のビーム調整を行い得る。
【００８４】
[0097]  一実施形態において、周波数逓倍（例えば、周波数２倍化）を行う非線形光学系１５８は、コリメータ／ビームガイド１５６から放射ビームを受ける。一実施形態において、非線形光学系１５８は、ＫＢＢＦプリズム結合デバイス１５８を備える。ＫＢＢＦプリズム結合デバイス１５８は、放射の周波数逓倍を行う。一実施形態において、非線形光学系１５８は、周波数逓倍のための異なるまたは追加の好適な材料を含み得る。上述のとおり、パターニングデバイス１０４における共振器内周波数２倍化などの、非線形光学系１５８の上流でのさらなる周波数逓倍があり得る。
【００８５】
[0098]  非線形光学系１５８から、放射ビームがゾーンプレートアレイ１４８に対して提供される。一実施形態において、各パターニングデバイス１０４は、関連する１つのゾーンプレートアレイ１４８を有し得る。したがって、複数の別々のゾーンプレートアレイ１４８が存在し得る。一実施形態において、２つ以上のパターニングデバイス１０４が、ゾーンプレートアレイ１４８を共有し得る。ゾーンプレートアレイ１４８は、ビームを基板１１４に集束させる。このように、一実施形態において、モジュール１５２は、投影システム１０８の全体または一部を備え得る。一実施形態において、アパーチャを内部に有するアパーチャ構造は、ＶＣＳＥＬまたはＶＥＣＳＥＬと、関連するゾーンプレートアレイ１４８のレンズとの間に位置し得る。アパーチャ構造は、回折効果を制限する（例えば、特定のレンズに誘導された放射ビームからの回折放射が、該放射ビームに関連しない別のレンズに衝突するのを防止する）ことができる。
【００８６】
[0099]  一実施形態において、ＶＣＳＥＬまたはＶＥＣＳＥＬ１０２の各々は、ゾーンプレートアレイ１４８のレンズにビームを提供する。一実施形態において、ゾーンプレートアレイ１４８に提供されたビームの各々は、移動中にゾーンプレートアレイ１４８の個別レンズの断面幅の全体を実質的に対象とするように大きさが決められ、かつ配置される。したがって、例えば、一実施形態において、ゾーンプレートアレイ１４８に提供されたビームの断面幅は、関連するレンズ移動幅と組み合わせたゾーンプレートアレイ１４８の個別レンズの断面幅以上である。例えば、レンズが１００ミクロンの直径を有し、Ｘ方向の移動幅が２０ミクロンである場合、ビーム断面幅は、約１２０ミクロン以上である。一実施形態において、ゾーンプレートアレイ１４８に提供されたビームの断面幅は、ゾーンプレートアレイ１４８の個別レンズの断面幅と等しくてよく（または該断面幅よりおそらくわずかに大きくてよく）、レンズがＸ方向に移動するため、ビームはそれぞれのレンズに従うように向けられる。一実施形態において、ビーム形状は、レンズに到達する時に、例えばガウスプロファイルではなく「トップハット（top-hat）」プロファイルを有すべきであり、空間コヒーレンスは良好となる。放射の一部がレンズ断面から外れる場合、例えば、ゾーンプレートアレイ１４８レベルでの適切なマスク（例えば、ゾーンプレートアレイ１４８のレンズとレンズとの間の不透明な表面）が必要となる。一実施形態において、適切なビームガイドを設けてビームとビームとの間のクロストークを低減または除去し得る。一実施形態において、マスクおよび／またはビームガイドを容易にするために、レンズ間のピッチは十分に大きくなければならない。一実施形態において、レンズは、１６０ミクロンのピッチを有する。ただし、一実施形態において、ゾーンプレートアレイ１４８に提供されたビームの断面幅は、ゾーンプレートアレイ１４８の個別レンズの断面幅より小さくてもよい。
【００８７】
[00100]  ビームがゾーンプレートアレイ１４８のレンズの関連する光学的透過部分に収まる場合、個別制御可能素子１０２（例えば、ＶＣＳＥＬまたはＶＥＣＳＥＬ１０２）は、所望のパターンに対して適切に「ＯＮ」または「ＯＦＦ」に切り換えることができる。個別制御可能素子１０２（例えば、ＶＣＳＥＬまたはＶＥＣＳＥＬ１０２）は、ビームがゾーンプレートアレイ１４８のレンズの光学的透過部分から完全に外れる時に「ＯＦＦ」に切り換えられ得る。このように、一実施形態において、個別制御可能素子１０２からのビームは、いずれの時点においてもゾーンプレートアレイ１４８の単一のレンズを通過する。レンズの移動と組み合わせた、結果として得られる、個別制御可能素子１０２からのビームによるレンズの横断によって、オンにされた各個別制御可能素子１０２からの基板上の関連の結像ラインまたはセグメント（図８を参照）が生じる。
【００８８】
[00101]  一実施形態において、ゾーンプレートアレイ１４８は、個別制御可能素子１０２に対して、上述したものと同様の熱管理制御フィーチャを有し得る。例えば、ゾーンプレートアレイ１４８は、冷却システムを有し得る。ゾーンプレートアレイ１４８を、高い熱伝導率を有する材料から形成して、または該材料に取り付けて、アレイからの熱の伝導を容易にしてよく、ここで、このアレイは取り外され、または冷却され得る。
【００８９】
[00102]  一実施形態において、ゾーンプレートアレイ１４８および／または個別制御可能素子１０２を、露光使用中、実質的に一定の定常状態に保つことが望ましい。したがって、例えば、個別アドレス可能素子１０２のすべてまたは多くは、露光前に電源投入されて、所望の定常状態温度、または該温度付近に到達することができ、任意選択的に、放射は、ゾーンプレートアレイ１４８を通って露光領域の外側で投影されてゾーンプレートアレイ１４８を「予熱」し得る。露光中、任意の１つ以上の温度制御構成を使用してゾーンプレートアレイ１４８および／または個別制御可能素子１０２を冷却および／または加熱して、定常状態温度を維持し得る。一実施形態において、任意の１つ以上の温度制御構成を使用して、露光前にゾーンプレートアレイ１４８および／または個別制御可能素子１０２を加熱して、所望の定常状態温度または該温度付近に到達し得る。そして、露光中、任意の１つ以上の温度制御構成を使用して、ゾーンプレートアレイ１４８および／または個別制御可能素子１０２を冷却および／または加熱して、定常状態温度を維持し得る。センサからの測定値をフィードフォワードおよび／またはフィードバックの方法で使用して、定常状態温度を維持することができる。一実施形態において、複数のゾーンプレートアレイ１４８および／または個別制御可能素子１０２のアレイの各々は、同一の定常状態温度を有してよく、または、複数のゾーンプレートアレイ１４８および／または個別制御可能素子１０２のアレイの１つ以上は、複数のゾーンプレートアレイ１４８および／または個別制御可能素子１０２のアレイの他の１つ以上と異なる定常状態温度を有してよい。一実施形態において、ゾーンプレートアレイ１４８および／または個別制御可能素子１０２を所望の定常状態温度より高い温度まで加熱し、そして露光中、任意の１つ以上の温度制御構成によって与えられた冷却により、および／または、個別アドレス可能素子１０２の使用は所望の定常状態温度より高い温度を維持するのに十分でないことにより、温度が下がる。
【００９０】
[00103]  一実施形態において、位置決めデバイス１６２は、ゾーンプレートアレイ１４８の位置を制御する。位置決めデバイス１６２は、ゾーンプレートアレイ１４８と基板または基板テーブルの高さを合わせるために、および／または透過イメージラインセンサ（ＴＩＬＳ）アライメント（以下に述べる）のために、ゾーンプレートアレイ１４８を制御し得る。
【００９１】
[00104]  一実施形態において、位置決めデバイスは、ピエゾアクチュエータを備える。一実施形態において、図１０を参照すると、位置決めデバイスは、ガフ・スチュワート(Gough Stewart)位置決めユニットを備える。一実施形態において、位置決めデバイス１６２は、少なくとも１自由度で、少なくとも３自由度で、または６自由度で、ゾーンプレートアレイ１４８を制御することができる。一実施形態において、位置決めデバイス１６２は、小型化されたピエゾ・ガフ・スチュワート６自由度アクチュエータを備える。各ゾーンプレートアレイ１４８は、各自の位置決めデバイス１６２によって制御され得る。一実施形態において、位置決めデバイス１６２のための制御信号を計算するために、コントローラ１６４を設けて位置決めデバイス１６２を駆動し得る。制御情報は、コントローラ１６４からバス１４２を介して他のコントローラへ提供され、同様に、制御情報（例えば、位置補正情報）は１つ以上の外部コントローラおよび／またはセンサからバス１４２を介してコントローラ１６４へ提供される。一実施形態において、コントローラ１６４は、単一の位置決めデバイス１６２と関連付けられてよく、または、複数の位置決めデバイス１６２によって共有されてよい。一実施形態において、位置センサを設けて最大６自由度でゾーンプレートアレイ１４８の位置を決定し得る。例えば、ゾーンプレートアレイの位置センサは、干渉計を備え得る。一実施形態において、ゾーンプレートアレイの位置センサは、１つ以上の１次元エンコーダ格子および／または１つ以上の２次元エンコーダ格子を検出するために使用され得るエンコーダを備え得る。
【００９２】
[00105]  図５を参照すると、図４の複数のモジュール１５２の構成の概略底面図が示されている。これらのモジュールは、Ｘ方向にフレーム１６０の長さ上に配置されるであろう。各モジュール１５２のゾーンプレートアレイ１４８は、基板／基板テーブルの真上でフレームの底部において露光されるであろう。一実施形態において、ゾーンプレートアレイ１４８の合算長さＬは、基板１１４（例えば、３００ｍｍ）の断面寸法（例えば、直径）であり得る。連結されたゾーンプレートアレイ１４８は、露光ヘッドと呼ばれ得る。図５は、露光ヘッドが、ゾーンプレートアレイ１４８の２つの対向する露光バンク列、すなわち、近露光バンク列１６６（例えば、最初に基板を露光する）および遠露光バンク列１６８、を備える。一実施形態において、図５に示すように、近露光バンク列１６６のゾーンプレートアレイ１４８は、遠露光バンク列１６８のゾーンプレートアレイ１４８に対してＸ方向に互い違いに／交互に配置され得る。これにより、近露光バンク列１６６のゾーンプレートアレイの露光領域と露光領域との間のギャップが遠露光バンク列１６８の露光領域によって埋まることを可能にすることができる。したがって、露光領域が、例えば、２ナノメートル以下、５ナノメートル以下、１０ナノメートル以下、または５０ナノメートル以下のクリティカルディメンジョン均一性（ＣＤＵ）の基準内でつなぎ合わされるべきであるので、ゾーンプレートアレイ１４８は、適切に位置合わせされることになる。
【００９３】
[00106]  図５において、５９個のゾーンプレートアレイ１４８が示され、各ゾーンプレートアレイの長さは５１２０ミクロンである。異なる数のゾーンプレートアレイの各々が異なる長さを有し得る。図示のとおり、ゾーンプレートアレイ１４８を交互配置して基板の断面寸法（例えば、直径）の全体を対象とする。より幅の広い基板を使用する場合、また、より狭い基板に対してより少ないゾーンプレートアレイ１４８を使用する場合、より多くのゾーンプレートアレイ１４８が追加され得る。このように、この装置は異なる基板サイズに柔軟に適応し得る。基板全体にわたって延在する露光領域の利点は、適度なイメージデータ帯域幅の要件を維持しながら変動条件のもとで一定した生産性を達成することができることである。さらに、基板全体にわたって延在する露光領域は、比較的低い線形スキャン動作を有することによってマクロ機械的移動の減少を可能にする。このように、大きい機械的移動が回避され得る。比較的遅い移動は、補正不可能な確率変数にもかかわらず、つなぎ合わせＣＤＵの厳しい要件が満たされることを可能にし得る。
【００９４】
[00107]  図６は、一実施形態に係るリソグラフィ装置のレンズアレイ構成の概略上面図である。レンズアレイ構成は、複数のレンズ１８０を備えるゾーンプレートアレイ１４８を含む。この実施形態において、２５６個のレンズが存在する。一実施形態において、レンズの各々は、約１００ミクロンの直径を有し得る。２５６個のレンズは、５１２０ミクロンのスキャンライン長さＬ２を対象とし得る。図６に示す実施形態では、レンズは、１６×１６の鋸歯状構成のレンズの水平オフセット斜線に配置される。一実施形態において、レンズは、例えば２０ミクロンの距離Ｄ１で、互いに水平に位置する。一実施形態において、基板がラインに対して傾いてスキャンされる場合、すなわち、スキャン動作がラインの垂直方向に平行でない場合、レンズは、斜めではなく垂直に配置され得る。
【００９５】
[00108]  一実施形態において、アレイ１４８は、レンズアレイ構成のフレーム１７６内に、またはフレーム１７６によって支持される。一実施形態において、フレーム１７６は、金属を含む。一実施形態において、アレイ１４８は、１つ以上のマウントポイント１７２によってフレーム１７６に接続される。一実施形態において、アレイ１４８は、フレーム１８２に接続されてよく、ひいては１つ以上のマウントポイント１７２によってフレーム１７６に接続される。一実施形態において、フレーム１７６およびマウントポイント１７２は、１つのモノリシック構造であり得る。一実施形態において、フレーム１７６、マウントポイント１７２、およびフレーム１８２は、１つのモノリシック構造であり得る。フレーム１７６および／またはフレーム１８２は、金属シートから構築されてよく、この金属シートは、ゾーンプレートアレイ１４８と同一の厚さを有し得る。この厚さの一致は、Ｚ軸に沿って正確な重心を可能にし、かつ基板表面に対するアレイ１４８の正確な近接を可能にし得る。一実施形態において、ゾーンプレートアレイ１４８を横方向に支持する１つ以上の可撓性マウント１７８が存在し得る。
【００９６】
[00109]  一実施形態において、レンズアレイ構成は、ゾーンプレートアレイ１４８を変位させる１つ以上のアクチュエータ１７４を備える。一実施形態において、アクチュエータ１７４は、ピエゾアクチュエータを含む。一実施形態において、アクチュエータ１７４は、フレーム１７６に対してゾーンプレートアレイ１４８（設けられている場合、フレーム１８２を含む）を加速させる。フレーム１７６は、振動を吸収するバランスマスとして機能し得る。図６において、２つのアクチュエータ１７４が示されている。
【００９７】
[00110]  一実施形態において、ゾーンプレートアレイ１４８（および、任意選択的にフレーム１８２）は、マウント１７２としてのばねヒンジを介してフレーム１７６に接続される。ばねヒンジは、例えば２５ＫＨｚのアセンブリの固有周波数に対して調整され得る。ヒンジの接続点は、アクチュエータ１７４に接続されたレバーアームの回転中心に実質的に位置する。このことは、防振を行うのに役立つ。
【００９８】
[00111]  一実施形態において、アクチュエータ１７４の作動は、実質的にＸ方向にゾーンプレートアレイ１４８の振動を引き起こし得る。このように、ゾーンプレートアレイ１４８は、例えば２５ＫＨｚの固有周波数でＸ方向に、正弦状に近い運動で振動し得る。この振動は、例えば３４ミクロンの振幅を有し得る。この振動により、ゾーンプレートアレイ１４８のレンズによってビームはＸ方向にスキャンすることになる。さらに、以下に述べるとおり、アクチュエータ１７４の作動は、Ｘ方向の振動に加えて、または該振動の代わりに実質的にＹ方向にゾーンプレートアレイ１４８の振動を引き起こし得る。
【００９９】
[00112]  図７は、一実施形態に係るリソグラフィ装置のレンズアレイ構成の概略上面図である。図７のレンズ構成は、図６のレンズアレイ構成と同様である。この実施形態において、レンズは、異なる構成に配置される。レンズは、１６×１６アレイではなく８×３２構成に配置される。さらに、鋸歯状パターンではなく、レンズは、斜めにレンズを接続するラインによって図７に概略的に示される三角形パターンに配置される。一実施形態において、レンズは、例えば２０ミクロンの距離Ｄ１で互いに水平に位置する。一実施形態において、水平に隣接するレンズは、例えば１６０ミクロンのギャップＤ２で互いに間隔をおいて配置される。一実施形態において、レンズは、１１２０ミクロンの幅Ｗ１を有し得る。
【０１００】
[00113]  このレンズレイアウトは、１つ以上の改善をもたらし得る。例えば、この設計は、コントローラ１４０のＦＩＦＯの記憶容量を半減させ得る。三角形のスキャンパターンは、最上行および最下行のレンズ間の潜在的つなぎ合わせエラーを半減させ得る。このレイアウトは、より小さい表面に起因してより良好なオーバーレイコントロールを提供し得る。このレイアウトは、ゾーンプレートアレイ１４８の質量を半減させ得る。このレイアウトは、ビーム経路の非線形光学系１５８のサイズを低減させ得る。
【０１０１】
[00114]  さらに、図７に示すように、１つ以上のアクチュエータ１７４、フレーム１７６、およびフレーム１８２からなる異なる構成が設けられる。例えば、この実施形態において、４つのアクチュエータ１７４が存在する。
【０１０２】
[00115]  図８を参照すると、実施形態に係るリソグラフィ装置の放射投影の概略図が示されている。基板とゾーンプレートアレイ１４８との間のスキャン動作は、Ｙ方向の矢印Ｓによって示されている。さらに、上述のとおり、アクチュエータ１７４は、Ｘ方向にゾーンプレートアレイ１４８の例えば正弦状の振動を引き起こす。一実施形態において、振動は、例えば３４ミクロンの振幅Ｄ３を有し得る。図８において、相対スキャンと組み合わせた振動が曲線１８６によって示されている。したがって、２５ＫＨｚの振動周波数で、４０マイクロ秒の周期である。図８に示すとおり、実際の露光動作は、５０％のデューティサイクルを有し、すなわち、１サイクル当たり２露光周期が存在する。したがって、結果として、１つのビーム／レンズ当たり毎秒幅Ｄ１（この場合、２０ミクロン）である５０，０００セグメント／スキャンライン１８８が存在する。このように、セグメント／スキャンライン１８８ごとに１０マイクロ秒がかかる。１ｍｍ／ｓの相対スキャン動作Ｓで、各セグメント／スキャンラインは、Ｙ方向の１０ｎｍの変位に対応する。したがって、５１２０ミクロンのスキャンライン長さを対象とする２５６個のレンズのアレイについて、１周期当たり約１，０００スポットが存在し、これは、５０ＭＨｚの波発生に言い換えられる１００Ｍサンプルである。
【０１０３】
[00116]  図８に見られるように、露光ビームは、例えば１ｍｍ／ｓの相対スキャン動作Ｓに起因してセグメント／スキャンライン１８８を通る斜め経路をたどる傾向がある。このように、図９（Ａ）は、露光ビーム移動を概ね示している。したがって、スキャン動作を補償するために（および図９（Ｂ）に概ね示すような露光動作を有するために）、Ｘ方向振動の周波数の２倍（例えば、Ｘ方向振動が２５ＫＨｚである場合に５０ＫＨｚ）のＹ方向の変調に、セグメント／スキャンライン１８８の変位Ｄ４（例えば、１０ｎｍ）と実質的に等しい振幅が加えられる。このように、ゾーンプレートアレイ１４８は、概ねリサージュ状経路を描くことになる。このことは、セグメント／スキャンラインが互いに実質的に平行に露光されることを確実にするのに役立つ。Ｘ方向およびＹ方向の両方の能動追加的変調は、様々な露光段階中に実質的に一定の速度および線形動作を確実にするのに役立つように提供されるべきである。一実施形態において、アクチュエータ１７４は、ゾーンプレートアレイ１４８を駆動し、同期を制御し、かつリサージュ状露光動作に対する正確な制御を提供する。
【０１０４】
[00117]  放射ビームの基板上への正確な位置決めを行うのに役立つために、装置は、基板上に投影された放射ビームに関連する１つ以上のパラメータを測定するセンサ１４５を備え得る。図３を参照すると、センサ１４５の例示的な位置が示されている。一実施形態において、１つ以上のセンサ１４５が基板テーブル１０６内または基板テーブル１０６上に設けられて基板１１４を保持する。例えば、センサ１４５は、基板テーブル１０６の前側（図示あり）および／または基板テーブル１０６の後側（図示あり）に設けられ得る。センサは、基板１１４によって覆われない位置に置かれるのが望ましい。別のまたは追加の例において、センサは、基板テーブルの側方縁（図示せず）に、望ましくは基板１１６によって覆われない位置に設けられ得る。基板テーブル１０６の前側のセンサ１４５は、露光前検出に使用することができる。基板テーブル１０６の後側のセンサ１４５は、露光後検出に使用することができる。基板テーブル１０６の側方縁のセンサ１４５は、露光中の検出（「実行中」検出）に使用することができる。一実施形態において、センサ１４５は、フレーム１６０（例えば、センサ１５０として、またはセンサ１５０の一部）上に存在してゾーンプレートアレイ１４８からビーム再誘導構造（例えば、図３に示すように基板テーブル１０６上のセンサ１４５の位置に配置された反射ミラー構成）を介して放射を受けてよく、またはＶＥＣＳＥＬまたはＶＣＳＥＬからゾーンプレートアレイ１４８（例えば、ビームスプリッタ）へのビーム経路の放射を受けてよい。この実施形態は、露光前および／または露光後センシングに加えて、または、該センシングの代わりに、「実行中」センシングを可能にし得る。それに加えて、または、その代わりに、センサ１４５、またはセンサ１４５に対するビーム再誘導構造は、基板テーブル１０６とは別のセンサ構造上に設けられ、かつフレーム１６０に対して移動可能であり得る。この構造は、アクチュエータによって移動可能であり得る。一実施形態において、センサ構造は、基板テーブル１０６が移動する経路の下方に、または、該経路の側方に位置する。一実施形態において、この構造は、（基板テーブル１０６がそこに存在しない場合、）アクチュエータによって基板テーブル１０６のセンサ１４５が図３に示されている位置まで移動し得る。そのような移動は、（この構造が経路の側方に位置する場合、）例えば、Ｚ方向またはＸおよび／またはＹ方向であり得る。一実施形態において、センサ構造は、基板テーブルが移動する経路の上方に位置する。一実施形態において、センサ構造は、（例えば、回転した）アクチュエータによってゾーンプレートアレイ１４８の下方まで移動し得る。一実施形態において、センサ構造は、フレーム１６０に取り付けられ、（例えば、回転した）フレーム１６０に対して変位可能であり得る。
【０１０５】
[00118]  基板に向かって送出された、または送出される放射の特徴を測定する動作において、センサ１４５（またはビーム再誘導構造）は、例えばセンサ１４５を移動させることによって、ゾーンプレートアレイ１４８からの放射の経路に位置する。したがって、例として、図３を参照すると、基板テーブル１０６は移動してゾーンプレートアレイ１４８からの放射の経路にセンサ１４５（またはビーム再誘導構造）を位置決めし得る。その場合、センサ１４５（またはビーム再誘導構造）は、露光区域２０４においてゾーンプレートアレイ１４８からの放射ビーム内に位置決めされる。センサ１４５（またはビーム再誘導構造）が放射経路にいったん位置すると、センサ１４５は、放射を検出し、放射に関して１つ以上のパラメータを測定することができる。センシングを容易にするために、センサ１４５（またはビーム再誘導構造）は、ゾーンプレートアレイ１４８に対して移動してよく、および／または、ゾーンプレートアレイ１４８は、センサ１４５（またはビーム再誘導構造）に対して移動してよい。
【０１０６】
[00119]  一実施形態において、センサ１４５は、基板上の所望の位置へのビームのアライメントを容易にし得る。このように、一実施形態において、適切かつ正確な露光ビームアライメントを提供するために、透過イメージラインセンサ１４５を使用して測定のための放射ビームの１つ以上を受ける。一実施形態において、センサ１４５は、基板の全幅にわたって延在する。
【０１０７】
[00120]  センサ１４５を使用して放射ビームの１つ以上を較正し得る。例えば、放射ビームのスポットの位置は、露光前にセンサ１４５によって検出することができ、システムはそれに応じて較正される。そして、こうしたスポットの予測位置に基づいて露光を調節することができる（例えば、基板１１４の位置を制御し、ビームの位置を（例えば、ゾーンプレートアレイ１４８またはそのレンズの移動を介して）制御し、ＶＥＣＳＥＬまたはＶＣＳＥＬを「ＯＦＦ」または「ＯＮ」に制御する、等）。さらに、較正が順次行われ得る。例えば、基板テーブル１０６の後側のセンサ１４５などを使用してさらなる露光の前の露光の直後に較正が行われ得る。特定の回数の露光等の後に、各露光の前に較正が行われ得る。さらに、放射ビームのスポットの位置は、例えば、基板１１４の側部等におけるセンサ１４５を使用して「実行中に」検出されてよく、露光はそれに応じて調節される。「実行中」センシングに基づいて、再較正が存在し得る。
【０１０８】
[00121]  センサ１４５の動作の一実施形態において、基板の露光が開始される前に、フレーム１６０上のゾーンプレートアレイ１４８からのビームが、基板テーブル１０６の前側におけるセンサ１４５（すなわち、図３に示す、フレーム１６０に最も近いセンサ１４５）によって受けられ、かつ測定される。例えば、放射ビームからの放射のスポットの位置（Ｘ−Ｙ面）が測定される。一実施形態において、それに加えて、または、その代わりに、センサ１４５は、Ｘ、Ｙおよび／またはＺ軸を中心とした回転、および／または、Ｚ方向の位置を決定し得る（以下に関連して述べる）。ビームの相対的アライメントが分析される。
【０１０９】
[00122]  一実施形態において、また、必要である場合、フレーム１６０上のゾーンプレートアレイ１４８の１つ以上の位置について、放射ビームが互いに適切に位置合わせされるように再アライメントが行われる。一実施形態において、再アライメントは、位置決めデバイス１６２によって行われ得る。一実施形態において、再アライメントは、１自由度、２自由度、少なくとも３自由度、または６自由度で行われ得る。一実施形態において、以下に述べるとおり、個別レンズの再アライメントが行われ得る。
【０１１０】
[00123]  基板の露光後、基板テーブル１０６の後側におけるセンサ１４５（すなわち、図３に示す、フレーム１６０から最も遠いセンサ１４５）は、放射ビームの投影を再確認する。例えば、結果が今までどおり一致し、基板１１４の露光中の基板テーブル１０６の動的パフォーマンスが検査されると、基板１１４の露光は良好であるとみなされ得る。このように、放射ビームは、最初に前側センサ１４５を使用して較正され、後側センサ１４５を使用して基板の露光の最後に位置決め精度が再び確認される。
【０１１１】
[00124]  それに加えて、または、その代わりに、基板に向けて送出された、または送出される放射の１つ以上の特徴がセンサ１４５によって測定される。一実施形態において、放射ビーム（ひいては、ＶＥＣＳＥＬまたはＶＣＳＥＬ）の露光強度は、確認および／または較正され得る。それに加えて、または、その代わりに、放射ビームの放射の均一性および／または放射ビームのスポットの断面サイズまたは断面積が、確認および／または較正され得る。
【０１１２】
[00125]  一実施形態において、センサ１４５は、ゾーンプレートアレイ１４８からの各放射ビームについて、またはゾーンプレートアレイ１４８からの複数の放射ビームについて、焦点を測定するように構成され得る。焦点外れ状態が検出されると、焦点は、ゾーンプレートアレイ１４８の各レンズについて、またはゾーンプレートアレイ１４８の複数のレンズについて、補正され得る。焦点は、例えば、アレイ１４８をＺ方向（および／またはＸ軸および／またはＹ軸について）移動させることによって補正され得る。
【０１１３】
[00126]  一実施形態において、ゾーンプレートアレイ１４８のレンズの焦点、収差等は、放射の１つ以上のビーム（例えば、１つ以上の赤外ビーム）を使用して加熱することができるアレイ１４８の上部および／または底部の熱吸収スポットまたは領域を使用して、特定のレンズにおける局所加熱または該レンズ付近での局所加熱を利用して補正され得る。一実施形態において、１つ以上の加熱ビームは、露光ビームと交互配置される。１つ以上の加熱ビームは、例えば、ＶＥＣＳＥＬまたはＶＣＳＥＬアレイによって供給され得る。１つ以上の加熱ビームは、適切なビームスプリッタを用いて、または角度を付けた経路を直接介してビーム経路に結合され得る。バイアス加熱制御と組み合わせたそのような実施によって、正確なレベルでのレンズ間隔および／またはレンズアレイ曲率の制御が場合によっては可能になり得る。
【０１１４】
[00127]  それに加えて、または、その代わりに、ゾーンプレートアレイ１４８は、局所圧電効果によって局所的な移動を誘発することができる適切な圧電材料（例えば、結晶石英）を含み得る。このように、１つ以上の導電体が、ゾーンプレートアレイ１４８内またはゾーンプレートアレイ１４８上で動作し、適切な位置で電荷を付与してゾーンプレートアレイ１４８の圧電材料の移動を引き起こすことができ、この移動は、ゾーンプレートアレイ１４８の１つ以上のレンズの局所的な移動を引き起こす。
【０１１５】
[00128]  さらに、一実施形態において、露光のタイミングを変化させて、特定の補正のために、Ｘ方向のゾーンプレートアレイ１４８のフラグメント１８８を伸縮させ得る。
【０１１６】
[00129]  また、所与の精度において、センサ１４５は、ナノメートルレベルまで完全でなくてもよい。このように、センサ１４５は、マッピングされて欠陥（もしあれば）を定義する必要があり得る。
【０１１７】
[00130]  図１３は、各々が１つ以上の個別アドレス可能素子を備える複数の光学エンジンを使用して、単一スキャンで基板１１４全体を露光し得る方法を概略的に示している。各光学エンジンは、別個のパターニングデバイス１０４と、任意選択的に、別個の投影システム１０８および／または上述した放射システムと、を備え得る。ただし、２つ以上の光学エンジンが、放射システム、パターニングデバイス１０４、および／または投影システム１０８の１つ以上の少なくとも一部を共有し得ると理解されたい。一実施形態において、各光学エンジンは、パターニングデバイス１０４およびゾーンプレートアレイ１４８を備える。この実施形態において、明確性のために、８個の光学エンジンが基板１１４の幅を対象とするとして概略的に示されている。図５から分かるように、実際には、はるかに多くの光学エンジンが存在し得る。８個の光学エンジンによって放射スポットの８個のアレイ（図示せず）が生成され、これらの光学エンジンは、１つの放射スポットアレイの縁が隣接する放射スポットアレイの縁にわずかに重なるように、「チェスボード」または互い違いの構成の２つの列１６６、１６８に配置される。一実施形態において、光学エンジンは、より多くの行に配置され得る。このように、放射の帯域が基板Ｗの幅にわたって延在することによって、基板全体の露光を１回のスキャンで行うことが可能になる。そのような「全幅」の１回の露光は、２回以上の移動を結合する際のつなぎ目の問題を回避することに役立ち、さらに、基板移動方向を横切る方向に基板を移動させる必要がないため機械の占有面積を低減させる。任意の好適な数の光学エンジンを使用できることが理解されるであろう。一実施形態において、光学エンジンの数は、少なくとも２、少なくとも４、少なくとも８、少なくとも１０、少なくとも２０、少なくとも３０、または少なくとも５０である。一実施形態において、光学エンジンの数は、１，０００未満、例えば５００未満、２５０未満、１００未満、または７５未満である。
【０１１８】
[00131]  本明細書に記載の実施形態では、個別アドレス可能素子（例えば、ＶＥＣＳＥＬまたはＶＥＳＥＬ）を制御するコントローラが提供される。例えば、個別アドレス可能素子が放射放出デバイスである例では、コントローラは、個別アドレス可能素子をＯＮまたはＯＦＦにする時を制御し、個別アドレス可能素子の高周波変調を可能にし得る。コントローラは、個別アドレス可能素子の１つ以上によって放出される放射の出力を制御し得る。コントローラは、個別アドレス可能素子の１つ以上によって放出される放射の強度を変調し得る。コントローラは、個別アドレス可能素子のアレイのすべてまたは一部の強度の均一性を制御／調整し得る。コントローラは、個別アドレス可能素子の放射出力を調整して結像エラー、例えば、エタンデュおよび光学収差（例えば、コマ収差、非点収差など）を補正し得る。
【０１１９】
[00132]  リソグラフィでは、基板上のレジストの層を選択的に露光することで、例えば、レジストの層をパターン付き放射に露光することで、所望のフィーチャを基板上に作成できる。一定の最小の放射ドーズ（「ドーズしきい値」）を受けるレジストの領域は化学反応を起こすが、その他の領域は変化しない。レジスト層内のこうして生成された化学的な差によってレジストを現像すること、すなわち、選択的に少なくとも最小のドーズを受けた領域を除去すること、または最小のドーズを受けなかった領域を除去することが可能になる。その結果、基板の一部は依然としてレジストによって保護されているが、レジストが除去された基板の領域は露光され、例えば、基板の選択的エッチング、選択的金属蒸着などの追加の処理ステップが可能になり、それによって所望のフィーチャが生成される。放射のパターニングは、所望のフィーチャ内の基板上のレジスト層のある領域に送出される放射の強度が十分に高く、この領域が露光中にドーズしきい値を超えた放射ドーズを受けるように、パターニングデバイス内の個別制御可能素子を設定することで、実行され得る。一方、基板上の他の領域は、ゼロまたは著しく低い放射強度を提供するように、対応する個別制御可能素子を設定することで、ドーズしきい値未満の放射ドーズを受ける。
【０１２０】
[00133]  実際に、個別制御可能素子が最大放射強度をフィーチャの境界の一方の側に提供し、最小放射強度を他方の側に提供するように設定されている場合であっても、所望のフィーチャの縁部の放射ドーズは、所与の最大ドーズからゼロドーズに急激に変化するわけではない。逆に、回折効果のために、放射ドーズのレベルは、遷移域全体にわたって低下し得る。そして、レジストの現像後に最終的に形成される所望のフィーチャの境界位置は、受光されたドーズが放射ドーズしきい値を下回るまで低下する位置によって決定される。遷移域全体にわたる放射ドーズの低下のプロファイル、したがって、フィーチャの境界の正確な位置は、フィーチャの境界上またはその付近の基板上のポイントに放射を提供する個別制御可能素子を、最大または最小強度レベルだけでなく、最大および最小強度レベルの間の各強度レベルに設定することによって、より正確に制御することができる。これを、一般に「グレースケーリング」または「グレーレベリング」と呼ぶ。
【０１２１】
[00134]  グレースケーリングは、所与の個別制御可能素子によって基板に提供される放射強度が２つの値（すなわち、最大値および最小値のみ）にしか設定できないリソグラフィシステムで可能な制御と比べて、フィーチャの境界位置のより大きい制御を提供できる。一実施形態において、少なくとも３つの異なる放射強度値、例えば、少なくとも４つの放射強度値、少なくとも８個の放射強度値、少なくとも１６個の放射強度値、少なくとも３２個の放射強度値、少なくとも６４個の放射強度値、少なくとも１００個の放射強度値、少なくとも１２８個の放射強度値、少なくとも２５６個の放射強度値、少なくとも５１２個の放射強度値、少なくとも１０２４個の強度値、または少なくとも２０４８個の強度値、を基板上に投影することができる。パターニングデバイスが放射源そのもの（例えば、ＶＥＣＳＥＬまたはＶＣＳＥＬのアレイ）である場合、グレースケーリングは、例えば、送出される放射の強度レベルを制御することによって実行できる。コントラストデバイスがマイクロミラーデバイスである場合、グレースケーリングは、例えば、マイクロミラーの傾斜角を制御することによって実行できる。また、グレースケーリングは、コントラストデバイス内の複数のプログラマブル素子をグループ化し、所与の時間にオンまたはオフされるグループ内の素子の数を制御することによって実行できる。
【０１２２】
[00135]  一例では、パターニングデバイスは、以下の状態を含む一連の状態を有し得る。すなわち、（ａ）提供された放射が、その対応する画素の強度分布へ最小の寄与またはゼロの寄与である黒い状態と、（ｂ）提供された放射が最大の寄与をもたらす最も白い状態と、（ｃ）提供された放射が、中間の寄与をもたらす中間の複数の状態とである。上記の状態は、通常のビームのパターニング／印刷のために使用される通常セットと、欠陥のある素子の作用を補償するために使用される補償セットとに分類される。通常のセットは、黒い状態と、中間状態の第１グループとを含む。この第１グループは、グレー状態として記述され、それらは、最小の黒の値から一定の通常の最大値までの、対応する画素の強度に対して、漸進的に増加する寄与を提供するように選択可能である。補償セットは、最も白い状態とともに残りの中間状態の第２グループを含む。この中間状態の第２グループは白い状態として記述され、それらは、最も白い状態に対応する真の最大値まで漸進的に増加する通常の最大値より大きい寄与を提供するように選択可能である。第２グループの中間状態は、白い状態として記載されるが、これは、通常および補償的な露光ステップの間の区別を容易にすることのみを目的とする。あるいは、複数の状態の全体を、グレースケール印刷を可能にするために選択できる黒と白との間のグレー状態のシーケンスとして記述してもよい。
【０１２３】
[00136]  グレースケーリングは、上記に対する追加または代替の目的のためにも使用できることを理解されたい。例えば、露光後の基板の処理は、受光した放射ドーズレベルに応じて基板の区域の３つ以上の潜在的な応答があるように調整できる。例えば、第１しきい値より下の放射ドーズ量を受ける基板の部分は第１方法で応答する。第１しきい値を超えているが第２しきい値より下の放射ドーズを受ける基板の部分は第２方法で応答する。第２しきい値を超える放射ドーズを受ける基板の部分は、第３方法で応答する。したがって、グレースケーリングは、３つ以上の所望のドーズレベルを有する放射ドーズプロファイルを基板全体に提供するために使用することができる。一実施形態において、放射ドーズプロファイルは、少なくとも２つの望ましいドーズレベル、例えば少なくとも３つの望ましい放射ドーズレベル、少なくとも４つの望ましい放射ドーズレベル、少なくとも６つの望ましい放射ドーズレベル、または少なくとも８個の望ましい放射ドーズレベルを有する。
【０１２４】
[00137]  さらに、上述のとおり、放射ドーズプロファイルは、基板上の各ポイントで受ける放射の強度を制御するだけに留まらない他の方法によっても制御することができることを理解されたい。例えば、基板上の各ポイントで受ける放射ドーズは、上記ポイントの露光時間を制御することで、代替的にまたは追加的に制御できる。別の例として、基板上の各ポイントは、複数の連続的な露光で放射を潜在的に受けることができる。したがって、各ポイントが受ける放射ドーズは、上記複数の連続的な露光の選択されたサブセットを用いて上記ポイントを露光することによって、代替的にまたは追加的に制御できる。
【０１２５】
[00138]  基板上にパターンを形成するために、パターニングデバイス内の個別制御可能素子の各々を、露光工程中に各ステージで必要な状態に設定する。したがって、必要な状態を表す制御信号が、個別制御可能素子の各々に送出される。望ましくは、リソグラフィ装置は、制御信号を生成する制御システム３００を含む。基板上に形成されるパターンは、例えばＧＤＳＩＩなどのベクトル定義形式で、例えばファブイメージ・ホストネットワーク３０２からリソグラフィ装置に提供され得る。一実施形態において、パターンデータは、標準無損失ビットマップファイル形式などを可能にする直交方形ピクセル形式をとり得る。
【０１２６】
[00139]  設計情報を各々の個別制御可能素子に対する制御信号に変換するために、制御システム３００は、各々がパターンを表すデータストリームに対する処理ステップを実行するように構成された１つ以上のデータ操作デバイスを含む。これらのデータ操作デバイスを集合的に「データパス」と呼んでもよい。データパスであるデータ操作デバイスは、ベクトルベースの設計情報をビットマップパターンデータに変換する機能、ビットマップパターンデータを必要な放射ドーズマップ（すなわち、基板全体にわたる必要な放射ドーズプロファイル）に変換する機能、必要な放射ドーズマップを各々の個別制御可能素子の必要な放射強度値に変換する機能、および各々の個別制御可能素子の必要な放射強度値を対応する制御信号に変換する機能の１つ以上を実行するように構成され得る。
【０１２７】
[00140]  図１２は、一実施形態に係るリソグラフィ装置のイメージデータパスの概略図である。この実施形態において、システムは、２５６個の個別制御可能素子（例えば、ＶＣＥＬまたはＶＥＣＳＥＬ）を制御する。もちろん、イメージデータパスは、異なる数の個別制御可能素子について設定され得る。さらに、イメージデータパスの観点から、特定の数、タイプ等のライン、メモリ、コントローラ等を本明細書において述べるが、本発明は、必ずしも限定されず、本発明の実施形態は、異なる数、タイプ等のラインおよび／またはメモリ、および／またはコントローラ等を備え得る。
【０１２８】
[00141]  図１２を参照すると、例示的な制御システム３００は、光学トランシーバおよびスイッチ３０４において、基板上に投射されるパターン（イメージ）を、例えばファブイメージ・ホストネットワーク３０２から受ける。一実施形態において、光学トランシーバおよびスイッチ３０４への、および光学トランシーバおよびスイッチ３０４からの経路は、ファイバ光学ラインである。一実施形態において、ファイバ光学ラインは、４つの３２ファイバ（６４０Ｇｂｐｓ帯域）を含む。
【０１２９】
[00142]  光学トランシーバおよびスイッチ３０４から、パターンをメモリに格納する。一実施形態において、メモリは、１つ以上の固体ドライブ（ＳＳＤ）を備える。一実施形態において、パターンは２つの異なるデータストアに格納される。一方のデータストアは、露光中に使用され、他方のデータストアは、バックアップとして利用可能であり、および／またはイメージホストからの追加のイメージアップロードに対して開放されている。このように、一実施形態において、ストア３０６、３１２の代替的な使用が存在する。したがって、一実施形態において、メモリ（例えば、固体ドライバ）３０８と、メモリ３０８と光学トランシーバおよびスイッチ３０４との間のデータを転送する関連コントローラ３１０と、を備える第１パターンデータストア３０６が存在する。第２パターンデータストア３１２は、メモリ３０８と、関連コントローラ３１０と、を同様に備え得る。一実施形態において、第２パターンデータストア３１２の仕様は、第１パターンデータストア３０６と同様である。一実施形態において、各データストア３０６、３１２は、２４個の全フィールドパターン・イメージサイズのバッファである。
【０１３０】
[00143]  一実施形態において、メモリは、冷却を容易にするハウジングを一実施形態において有しない、２５６個のＧＢ固体ドライブ（６４Ｔｂ）を備える。一実施形態において、メモリは、１秒当たり１．４ＧＢの持続帯域を可能にする（任意選択的に、Ｍ．２クラス形式の）複数のＰＣＩ−Ｅｘｐｒｅｓｓ固体ドライブを備え得る。この構成は、１つの光学リンク当たり単一のそのような固体ドライブを支持し、１つの光学リンク当たり２つの従来の固体ドライブのデータストリームを有することを排除し得る。一実施形態において、各ＳＳＤは、ＳＡＴＡ６００インターフェイスと少なくとも５００ＭＢ／秒の定格読取速度を備える。関連する多数のＳＳＤカードを考慮すると、堅牢性が望まれる。したがって、一実施形態において、データストア３０６、３１２は、概念的にＲＡＩＤ０およびＲＡＩＤ１と同様のものである機械適応された結合バージョンである。個別データストア３０６、３１２は、ＲＡＩＤ１の方法で互いにバックアップを行い（すなわち、特定のイメージのイメージデータが両方のストア３０６、３１２に存在する）、その一方、各データストア内でＲＡＩＤ０のようにすべてのＳＳＤが同時にアクセスされて、内部光学バス上で８０ＧＢ／秒の帯域でイメージデータストリームを生成する。例えばＳＳＤ故障の場合、データストア３０６は、データストア３１２と直ちに電子的に交換することができ（その逆も同様である）、処理を継続することができる。このことは、該当する時間に処理中であり得るもののその後に回復することができるイメージデータ転送を中断する可能性がある。現在のＳＳＤはＮＡＮＤフラッシュメモリを備えるので、有限の書込みサイクルを有し得る。このように、一実施形態において、コントローラ３１０、３１２は、ランダマイザ機構によって同一領域への多数の書込みを防止し得る。さらに、一実施形態において、ＳＳＤの容量は、必要な容量より４倍大きくなる。このことは、書込み強度を低減させるのに役立つ。例えば、一般に、書込みより多い回数、イメージを読み込むデータストアが期待されるであろう。したがって、容量は、二次関数的に摩耗を低減させ得る。
【０１３１】
[00144]  一実施形態において、コントローラ３１０は、各６４個の固体ドライブに対する４つのディスクコントローラを、４つの３２光学アウトファイバとともに備えるアレイコントローラを備える。各コントローラは、その並列のＳＳＤカードおよび同一のデータストア内の３つの近接したコントローラについてデータの格納／検索およびデータ転送の同期を並列に扱う。１つのコントローラにつき、データ出力は、光学マルチドロップバスコントローラに至る光学トランシーバおよびスイッチ３０４または光学ファブイメージ・ホストネットワークインターフェイス３０２を介して３２ファイバ光学ケーブル上で２−１ＴＤＭ方式で集約される。
【０１３２】
[00145]  光学トランシーバおよびスイッチ３０４から、露光バンク行１６６、１６８に対する光学マルチドロップバスコントローラ３１４、３１６に向けてイメージデータが提供される。光学マルチドロップバスコントローラ３１４は、イメージデータを近露光バンク行１６６に提供する。光学マルチドロップバスコントローラ３１６は、イメージデータを遠露光バンク行１６８に提供する。一実施形態において、各光学マルチドロップバスコントローラ３１４、３１６は、２つの１６光学マルチドロップバスコントローラを備える。露光バンク行に必要なデータ間にタイムラグが存在するため、かつ、１つのイメージの行当たり１回しか光学バス上にイメージデータが存在しない場合、遅延ライン３１８は、例えばＦＩＦＯ形態をとり、遠露光バンク列１６８に対する光学バスまでデータをプッシュする。一実施形態において、遅延ライン３１８は、最大１６０ＧＢ  ＤＲＡＭ（２秒）を備える。
【０１３３】
[00146]  光学マルチドロップバスコントローラ３１４、３１６から、各パターニングデバイス１０４に対する制御システムに、パターンデータが提供される。一実施形態において、各パターニングデバイス１０４に対する制御システムは、光学レシーバおよび高速キャプチャバッファ３２０と、マトリクススイッチ３２２と、ＦｉＦｏストレージ３２４と、を備える。ＦｉＦｏストレージ３２４から、データを波（インパルス）ジェネレータ１４０に提供して、個別制御可能素子１０２（例えば、ＶＣＳＥＬまたはＶＥＣＳＥＬ）の放射出力を制御する。一実施形態において、様々なコンポーネントが２５６個の５００Ｍｂｐｓ（１２８Ｇｂｐｓ帯域）ラインによって接続され得る。一実施形態において、光学レシーバおよび高速キャプチャバッファ３２０と、マトリクススイッチ３２２と、ＦｉＦｏストレージ３２４と、波（インパルス）ジェネレータ１４０と、個別制御可能素子１０２は、モジュール１５２に含まれる（含まれなくてもよい）。一実施形態において、波（インパルス）ジェネレータ１４０および個別制御可能素子１０２のみがモジュール１５２に含まれる。
【０１３４】
[00147]  一実施形態において、波ジェネレータ１４０からの出力信号が、増幅アナログ信号ではなくインパルス長さ変調信号として駆動される。これにより、非線形光学変換効率はビーム強度によって駆動されるので、効率的で一貫性のある非線形光学変換が可能になり得る。
【０１３５】
[00148]  露光ビームが「点火」されると同時に、基板１１４、ゾーンプレートアレイ１４８等の位置決めにおいてデータのレベリングおよびマッチングを考慮する必要があることが理解されよう。
【０１３６】
[00149]  一実施形態において、パターンを提供する制御信号を変更して、基板上へのパターンの適切な供給および／または実現に影響し得る要因を表すことができる。例えば、制御信号に対して補正を行って、個別制御可能素子１０２および／またはゾーンプレートアレイ１４８の加熱を表すことができる。そのような加熱によって個別制御可能素子１０２および／またはゾーンプレートアレイ１４８のレンズのポイント方向を変更すること、個別制御可能素子１０２および／またはゾーンプレートアレイ１４８のレンズからの放射の均一性を変更することなどが可能になり得る。一実施形態において、例えばセンサからの個別制御可能素子１０２および／またはゾーンプレートアレイ１４８に関連付けられた温度および／または拡張／収縮の測定値を用いて、パターン形成のために提供されていたはずの制御信号を変更できる。したがって、例えば、露光中に、個別制御可能素子１０２および／またはゾーンプレートアレイ１４８の温度が変化し、この変化によって単一の一定の温度で提供されていたはずの投影パターンを変えることができる。したがって、制御信号を変更してそのような変化を表すようにできる。同様に、一実施形態において、センサ１４５および／またはセンサ１５０からの結果を使用して、個別制御可能素子１０２が提供したパターンを変更し得る。このパターンを変更して、例えば、個別制御可能素子１０２と基板１１４との間の光学系（もしあれば）から生じ得る歪み、基板１１４の位置決めのばらつき、基板１１４の不均一性などを補正し得る。
【０１３７】
[00150]  一実施形態において、制御信号の変化は、測定されたパラメータ（例えば、温度測定値、レベルセンサによる距離測定値など）から生じる所望のパターンに対する物理的／光学的な結果の理論に基づいて決定され得る。一実施形態において、制御信号の変化は、測定されたパラメータから生じる所望のパターンに対する物理的／光学的な結果の実験的または経験的モデルに基づいて決定され得る。一実施形態において、制御信号の変化は、フィードフォワードおよび／またはフィードバック方法で適用され得る。
【０１３８】
[00151]  図１３は、本発明の一実施形態に係る、例えば、フラットパネルディスプレイ（例えば、ＬＣＤ、ＯＬＥＤディスプレイなど）の製造で基板を露光するためのリソグラフィ装置の概略上面図を示している。図３に示すリソグラフィ装置１００と同様、リソグラフィ装置１００は、フラットパネルディスプレイ基板１１４を保持する基板テーブル１０６と、基板テーブル１０６を移動させる位置決めデバイス１１６と、を備える。リソグラフィ装置１００は、フレーム１６０上に配置された複数のパターニングデバイス１０４をさらに備える。この実施形態において、パターニングデバイス１０４の各々は、複数のＶＣＳＥＬまたはＶＥＣＳＥＬを備える。図１３に示すように、パターニングデバイス１０４は、Ｘ方向に沿って延在する、個別アドレス可能素子１０２を備える多数の別個のパターニングデバイス１０４として配置される。一実施形態において、個別アドレス可能素子１０２は、実質的に静止状態であり、すなわち、投影中に有意には移動しない。さらに、一実施形態において、パターニングデバイス１０４の多数のゾーンプレートアレイ１４８が、交互に、隣接するゾーンプレートアレイ１４８と互い違いに配置される（例えば、図５を参照）。リソグラフィ装置１００は、ピクセルグリッド結像を提供するように配置され得る。
【０１３９】
[00152]  リソグラフィ装置１００の動作において、パネルディスプレイ基板１１４は、例えば、ロボットハンドラ（図示せず）を用いて基板テーブル１０６上にロードされる。基板１１４は、次に、フレーム１６０と、パターニングデバイス１０４のゾーンプレートアレイ１４８との下方をＹ方向に変位する。そして、基板１１４は、個別にアドレス可能素子１０２と、パターニングデバイス１０４のゾーンプレートアレイ１４８とを用いてパターンに露光される。
【０１４０】
[00153]  図１４は、本発明の一実施形態に係る、ロールトゥロール(roll-to-roll)フレキシブルディスプレイ／電子機器と併用するリソグラフィ装置の概略上面図を示している。図１３に示すリソグラフィ装置１００と同様、リソグラフィ装置１００は、フレーム１６０上に配置された複数のパターニングデバイス１０４を備える。この実施形態では、パターニングデバイス１０４の各々は、ＶＥＣＳＥＬまたはＶＣＳＥＬを備える。
【０１４１】
[00154]  リソグラフィ装置は、また、基板１１４が移動するオブジェクトテーブル１０６を有するオブジェクトホルダを備え得る。基板１１４は、柔軟であり、位置決めデバイス１１６に接続されたロールに巻き付けられ、この位置決めデバイス１１６は、ロールを回転させるモータであり得る。それに加えて、または、その代わりに、一実施形態において、基板１１４は、位置決めデバイス１１６に接続されたロールから繰り出されてよく、この位置決めデバイス１１６は、ロールを回転させるモータであり得る。一実施形態において、少なくとも２つのロールがあり、一方は基板を繰り出すロールで、もう一方は基板を巻き付けるロールである。一実施形態において、例えば、基板１１４がロールとロールとの間で十分に堅固であれば、オブジェクトテーブル１０６を提供しなくてもよい。そのような場合でも、オブジェクトホルダ、例えば、１つ以上のロールが存在する。一実施形態において、リソグラフィ装置は、基板のキャリアレス（例えば、キャリアレスフォイル（ＣＬＦ））および／またはロールトゥロール製造を提供することができる。一実施形態において、リソグラフィ装置は、シートトゥシート(sheet to sheet)製造を提供することができる。
【０１４２】
[00155]  リソグラフィ装置１００の動作において、柔軟な基板１１４は、フレーム１６０およびパターニングデバイス１０４の下方でＹ方向にロールに巻き付けられ、および／またはロールから繰り出される。基板１１４は、次に、個別にアドレス可能素子１０２およびゾーンプレートアレイ１４８を用いてパターンに露光される。個別にアドレス可能素子１０２を動作させて、例えば、本明細書で説明するピクセルグリッド結像を提供することができる。
【０１４３】
[00156]  一実施形態において、フレーム１６０は、流体の基板との接触を維持して基板の液浸露光を容易にするように構成された流体閉じ込め構造を備え得る。一実施形態において、流体閉じ込め構造は、フレーム１６０と基板テーブルとの間の基板に液浸流体（例えば、液体）を提供するインレットを備え得る。一実施形態において、流体閉じ込め構造は、液浸流体を除去するアウトレットを備える。一実施形態において、流体閉じ込め構造は、基板に対向するフレーム１６０の底部に矩形のアウトレットを備え、この矩形のアウトレットはＸ方向にフレーム１６０の長さにわたって延在し、Ｙ方向にゾーンプレートアレイ１４８の少なくとも長さを有する。矩形のアウトレットの内部で、インレットは、アウトレットに取り囲まれて矩形のアウトレットを満たす液体を提供することができる。
【０１４４】
[00157]  本明細書での説明においては、主として３００ｍｍ基板を検討している。同一のデータパス帯域を使用して全幅で露光される４５０ｍｍ基板に関して、４５０ｍｍ基板の生産性は、従来のツールについて２倍未満であるのと対照的に、ＷＰＨで測定すると、５０％しか低くない。また、生産性に対する占有面積の増加は、５０％未満である。パターニングデバイス１０４の数は、およそ６０から９０まで増加するものと思われるが、同一のユニットおよび同一のサイズのデータストアが依然として適用可能である。光学バスは、５０％多いビーム分割ポイントを必要とし、ハウジングは、１５０ｍｍ広く、かつ３００ｍｍ深い必要があるが、ユニットの高さはおよそ同一の値にとどまり得る。基板ステージの比較的低い一方向露光速度（１ｍｍ／秒）および個別のゾーンプレートアレイ１４８の改良されたピエゾレベリング機能を考えると、安定性の問題はかなり少なくなり、または、もはや存在せず、したがって実質的なステージの再設計が必要とされなくてよい。
【０１４５】
[00158]  一実施形態が、以下から選択された１つ以上の利点をもたらし得る。（１）マスクレス技術が、準備に時間のかかる高価なレチクルの使用を不要にすること。（２）高帯域、比較的低いコスト、信頼性を可能にし、および／または外部光源を必要としない解決策。（３）生産性を拡大・縮小でき（例えば、１０ＷＰＨ単位の増加）、堅牢性を有する解決策。（４）ゾーンプレートアレイの結像が、ＲＥＴまたはＯＰＣ無しでＫ１＜０．３を可能にし得ること。（５）主として商用の汎用材料を用いることによる低コスト。（６）比較的低コストの所有権。（７）保守の必要性が低いこと。（８）高い信頼性（より少ない休止時間／修理／廃却）。（９）ラックおよびスタック(rack and stack)手法によるＷＰＨ単位の少ないファブ占有面積。（１０）より少ない可動部品。（１１）ピエゾ作動を用いた高い（例えば、数十ナノメートル）位置決め精度。（１２）低出力、安定性、堅牢性を有するＶＥＣＳＥＬまたはＶＣＳＥの照明技術。（１３）ゾーンプレートアレイの使用による高い結像品質。（１４）半導体技術に大部分を依存できる設計であって、これにより半導体の発展（すなわち、半導体向上に関するピギーバック）に伴う将来的な技術拡張が可能になること。および／または（１５）標準無損失ビットマップファイル形式を可能にする直交方形ピクセル形式を用いることによって、データストリームが露光前の長い数学再計算を必要とせず、これによりファブ論理柔軟性の向上が可能になること。
【０１４６】
[00159]  本明細書に記載の実施形態はＹ方向のスキャン動作に焦点を当てているが、基板と放射ビームとの間の相対移動が引き起こされてもよい。例えば、相対移動は、基板に対する放射ビームの移動（電子ビーム装置と同様の態様である）によって、またはビームと基板の移動の組合せによって、引き起こされ得る。
【０１４７】
[00160]  本明細書において、特定のデバイスまたは構造（例えば、集積回路またはフラットパネルディスプレイ）の製造におけるリソグラフィ装置の使用について具体的な言及がなされているが、本明細書記載のリソグラフィ装置およびリソグラフィ方法が、他の用途を有し得ることが理解されるべきである。用途としては、集積回路、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用ガイダンスパターンおよび検出パターン、フラットパネルディスプレイ、ＬＣＤ、ＯＬＥＤディスプレイ、薄膜磁気ヘッド、マイクロ電子機械デバイス（ＭＥＭＳ）、マイクロ光電子機械システム（ＭＯＥＭＳ）、ＤＮＡチップ、実装（例えば、フリップチップ、再配布等）、フレキシブルディスプレイまたは電子回路（紙のようにロール可能、折り曲げ可能で、変形せず、形状適合性を有し、堅固で、薄く、および／または軽量なディスプレイまたは電子回路、例えば、フレキシブルプラスチックディスプレイ）の製造などを含むが、これらに限定されない。また、例えば、フラットパネルディスプレイでは、本発明の装置および方法を用いて多様な層、例えば、薄膜トランジスタ層および／またはカラーフィルタ層を製造することができる。当業者にとっては当然のことであるが、そのような別の用途においては、本明細書で使用される「ウェーハ」または「ダイ」という用語はすべて、それぞれより一般的な「基板」または「ターゲット部分」という用語と同義であるとみなしてよい。本明細書に記載した基板は、露光の前後を問わず、例えば、トラック（通常、基板にレジスト層を塗布し、かつ露光されたレジストを現像するツール）、メトロロジツール、またはインスペクションツールで処理されてもよい。適用可能な場合には、本明細書中の開示内容を上記のような基板プロセシングツールおよびその他の基板プロセシングツールに適用してもよい。さらに基板は、例えば、多層ＩＣを作るために複数回処理されてもよいので、本明細書で使用される基板という用語は、すでに多重処理層を包含している基板を表すものとしてもよい。
【０１４８】
[00161]  フラットパネルディスプレイ基板は、矩形の形状であり得る。このタイプの基板を露光するように設計されたリソグラフィ装置は、矩形の基板の全幅を対象とする、または幅の一部（例えば、幅の半分）を対象とする露光区域を提供し得る。基板を露光区域の下でスキャンしている間にパターン付きビームによってパターニングデバイスをスキャンし、またはパターニングデバイスが様々なパターンを提供する。このように、所望のパターンのすべてまたは一部が基板に転写される。露光区域が基板の全幅を対象とする場合、露光は１回のスキャンで完了できる。露光区域が、例えば基板の幅の半分を対象とする場合、最初のスキャンの後に基板を横方向に移動させ、通常はさらなるスキャンを行って基板の残りの部分を露光する。
【０１４９】
[00162]  本明細書において使用される「パターニングデバイス」という用語は、基板（の一部）内にパターンを作り出すように、放射ビームの断面を変調するために使用できるあらゆるデバイスを指していると、広く解釈されるべきである。なお、留意すべき点として、放射ビームに付与されたパターンは、例えば、そのパターンが位相シフトフィーチャまたはいわゆるアシストフィーチャを含む場合、基板のターゲット部分内の所望のパターンに正確に一致しない場合もある。同様に、基板上に最終的に生成されたパターンは、個別制御可能素子のアレイによって任意の瞬間に形成されるパターンに対応しない場合がある。これは、所与の期間にわたって、または個別制御可能素子のアレイによって設けられたパターンおよび／または基板の相対位置が変化する所与の露光回数にわたって、基板の各部分に形成された最終的なパターンが構築される構成に当てはまり得る。通常、基板のターゲット部分上に生成されたパターンは、集積回路またはフラットパネルディスプレイなどのターゲット部分（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またはフラットパネルディスプレイの薄膜トランジスタ層）内に作り出されるデバイス内の特定の機能層に対応することになる。そのようなパターニングデバイスの例は、プログラマブルミラーアレイ、レーザダイオードアレイ、発光ダイオードアレイ、格子ライトバルブ、およびＬＣＤアレイなどを含む。放射ビームの隣接部分に対して放射ビームの一部の位相を変調することによってパターンを放射ビームに付与する複数のプログラマブル素子を有する電子的プログラマブルパターニングデバイスを含む放射ビームの一部の強度を各々が変調できる複数のプログラマブル素子を備えるパターニングデバイスなどの電子デバイス（例えばコンピュータ）の助けによりプログラム可能なパターンを有するパターニングデバイスは、本明細書において総称して「コントラストデバイス」と呼ばれる。一実施形態において、パターニングデバイスは、少なくとも１０個のプログラマブル素子、例えば少なくとも１００個、少なくとも２００個、少なくとも５００個、少なくとも１，０００個のプログラマブル素子を備える。これらのいくつかのデバイスの実施形態について以下に詳述する。
【０１５０】
[00163]  プログラマブルミラーアレイ：プログラマブルミラーアレイは、粘弾性制御層および反射面を有するマトリクス・アドレス可能表面を含み得る。そのような装置の基本的原理は、例えば、反射面のアドレッシングされた区域が入射放射を回折放射として反射し、アドレッシングされない区域が入射放射を非回折放射として反射する、ということである。適切な空間フィルタを使用して、反射ビームから非回折放射を除去し、回折放射だけを基板に到達させることができる。こうして、マトリクス・アドレス可能表面のアドレスパターンに従ってビームにパターンが形成される。代替策として、フィルタは回折放射を除去し、非回折放射だけを基板に到達させ得ることが理解されるであろう。回折光学ＭＥＭＳデバイスのアレイも同様の方法で使用され得る。回折光学ＭＥＭＳデバイスは、互いに変形して入射放射を回折放射として反射する格子を形成し得る複数の反射リボンを含み得る。プログラマブルミラーアレイの別の実施形態は、小型ミラーのマトリクス配列が用いられており、各小型ミラーは、好適な局所的電界を加えるか、または圧電起動手段を使用することによって、軸周りに個別に傾斜させることができる。傾斜の程度が各ミラーの状態を定義する。素子に欠陥がない場合、コントローラからの適切な制御信号によってミラーを制御することができる。各々の欠陥がない素子は、一連の状態のうち任意の状態をとるように制御可能であり、それによって、投影される放射パターン内の対応するピクセルの強度を調整する。この場合も、ミラーはマトリクス・アドレス可能であり、したがってアドレッシングされたミラーは、アドレッシングされていないミラーとは異なる方向に、入射する放射ビームを反射する。このように、反射ビームは、マトリクス・アドレス可能ミラーのアドレスパターンに従ってパターン形成され得る。必要なマトリクスのアドレッシングは好適な電子的手段を用いて行われ得る。本明細書で言及するミラーアレイに関する詳細情報は、例えば、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第ＵＳ５，２９６，８９１号および米国特許第ＵＳ５，５２３，１９３号ならびにＰＣＴ特許出願公開ＷＯ９８／３８５９７号およびＷＯ９８／３３０９６号から収集することができる。
【０１５１】
[00164]  プログラマブルＬＣＤアレイ：このような構成の一例が参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第ＵＳ５，２２９，８７２号に記載されている。
【０１５２】
[00165]  リソグラフィ装置は、１つ以上のパターニングデバイス、例えば、１つ以上のコントラストデバイスを備え得る。例えば、リソグラフィ装置は、各々が互いに独立して制御される個別制御可能素子の複数のアレイを有し得る。そのような構成では、個別制御可能素子のアレイの一部またはすべては、共通の照明システム（または照明システムの一部）、個別制御可能素子のアレイに共通の支持構造および／または共通の投影システム（または投影システムの一部）のうち少なくとも１つを有し得る。
【０１５３】
[00166]  フィーチャのプリバイアス処理、光学近接効果補正用フィーチャ、位相変化技術および／または多重露光技術を用いる場合、例えば、個別制御可能素子のアレイによって「示される」パターンは、基板の層または基板上の層に最終的に転写されるパターンと実質的に異なり得ることを理解されたい。同様に、基板上に最終的に生成されたパターンは、個別制御可能素子のアレイによって任意の瞬間に形成されたパターンに対応しない場合がある。これは、所与の期間にわたって、または個別制御可能素子のアレイのパターンおよび／または基板の相対位置が変化する所与の露光回数にわたって、基板の各部分に形成された最終的なパターンが構築される構成に当てはまる。
【０１５４】
[00167]  投影システムおよび／または照明システムとしては、放射ビームを誘導、整形または制御するための、屈折型、反射型、磁気型、電磁型、静電型、またはその他のタイプの光学コンポーネント、あるいはそれらのあらゆる組合せなどの様々なタイプの光学コンポーネントを含むことができる。
【０１５５】
[00168]  以下の説明では、「レンズ」という用語は、一般に、基準のレンズと同じ機能を提供する任意の屈折、反射、および／または回折光学素子を包含すると理解すべきである。例えば、結像レンズは、光学パワーを有する従来の屈折レンズの形態で、光学パワーを有するシュワルツシルト型反射システムの形態で、および／または光学パワーを有するゾーンプレートの形態で具体化され得る。さらに、結果として得られる効果が基板上に収束ビームを生成することである場合、結像レンズは、非結像光学系を含み得る。
【０１５６】
[00169]  リソグラフィ装置は、２つ（例えば、デュアルステージ）以上の基板テーブル（および／または２つ以上のパターニングデバイステーブル）を有する型のものであってもよい。そのような「マルチステージ」マシンにおいては、追加のテーブルは並行して使うことができ、または予備工程を１つ以上のテーブル上で実行しつつ、別の１つ以上のテーブルを露光用に使うこともできる。
【０１５７】
[00170]  また、リソグラフィ装置は、投影システムと基板との間の空間を満たすように、比較的高屈折率を有する「液浸液」（例えば水）によって基板の少なくとも一部を覆うことができるタイプのものであってもよい。また、リソグラフィ装置内の別の空間（例えば、パターニングデバイスと投影システムとの間）に液浸液を加えてもよい。液浸技術は、投影システムのＮＡを増加させるために用いられる。本明細書において使用される「液浸」という用語は、基板のような構造物を液体内に沈めなければならないという意味ではなく、単に、露光中、投影システムと基板との間に液体があるということを意味するものである。
【０１５８】
[00171]  さらに、装置には（例えば、化学物質を基板に選択的に付着させるか、基板の表面構造を選択的に修正するために）流体と基板の照射部分との間の相互作用を可能にする流体処理セルが設けられ得る。
【０１５９】
[00172]  一実施形態において、基板は実質的に円形の形状を有し、任意選択的に、その周囲の一部に沿って切り欠きおよび／または平坦にした縁部がある。一実施形態において、基板は、多角形の形状、例えば矩形の形状を有する。基板が実質的に円形の形状を有する実施形態は、基板が少なくとも２５ｍｍ、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の直径を有する実施形態を含む。一実施形態において、基板は、最大５００ｍｍ、最大４００ｍｍ、最大３５０ｍｍ、最大３００ｍｍ、最大２５０ｍｍ、最大２００ｍｍ、最大１５０ｍｍ、最大１００ｍｍ、または最大７５ｍｍの直径を有する。基板が多角形、例えば長方形である実施形態は、基板の少なくとも１辺、例えば少なくとも２辺または少なくとも３辺が、少なくとも５ｃｍ、例えば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の長さを有する実施形態を含む。一実施形態において、基板の少なくとも１辺は、最大１，０００ｃｍ、例えば最大７５０ｃｍ、最大５００ｃｍ、最大３５０ｃｍ、最大２５０ｃｍ、最大１５０ｃｍ、または最大７５ｃｍの長さを有する。一実施形態において、基板は、約２５０〜３５０ｃｍの長さと約２５０〜３００ｃｍの幅とを有する矩形の基板である。基板の厚さは変動してよく、ある程度は例えば基板の材料および／または基板の寸法に依存してよい。一実施形態において、厚さは、少なくとも５０μｍ、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。一実施形態において、基板の厚さは、最大５，０００μｍ、例えば最大３，５００μｍ、最大２，５００μｍ、最大１，７５０μｍ、最大１，２５０μｍ、最大１，０００μｍ、最大８００μｍ、最大６００μｍ、最大５００μｍ、最大４００μｍ、または最大３００μｍである。本明細書に記載した基板は、露光の前後を問わず、例えば、トラック（通常、基板にレジスト層を塗布し、かつ露光されたレジストを現像するツール）で処理されてよい。基板の特性は、露光の前後を問わず、例えば、メトロロジツールおよび／またはインスペクションツールで処理されてもよい。
【０１６０】
[00173]  一実施形態において、レジスト層が基板上に提供される。一実施形態において、基板はウェーハ、例えば半導体ウェーハである。一実施形態において、ウェーハ材料は、Ｓｉ、ＳｉＧｅ、ＳｉＧｅＣ、ＳｉＣ、Ｇｅ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、およびＩｎＡｓからなる群から選択される。一実施形態において、ウェーハはＩＩＩ／Ｖ族化合物の半導体ウェーハである。一実施形態において、ウェーハはシリコンウェーハである。一実施形態において、基板はセラミック基板である。一実施形態において、基板はガラス基板である。ガラス基板は、例えば、フラットパネルディスプレイおよび液晶ディスプレイパネルの製造で有用であり得る。一実施形態において、基板はプラスチック基板である。一実施形態において、基板は（人間の肉眼には）透明である。一実施形態において、基板は着色される。一実施形態において、基板は色がない。
【０１６１】
[00174]  一実施形態において、パターニングデバイス１０４は基板１１４の上方にあるものとして説明し、および／または示しているが、その代わりに、または、それに加えて、パターニングデバイス１０４は基板１１４の下方にあってもよい。さらに、一実施形態において、パターニングデバイス１０４および基板１１４を横に並べてもよく、例えば、パターニングデバイス１０４および基板１１４は垂直に延在し、パターンは水平に投影される。一実施形態において、パターニングデバイス１０４が提供されて、基板１１４の少なくとも２つの対向する辺を露光する。例えば、少なくとも基板１１４の対向する辺の各々に、それらの辺を露光する少なくとも２つのパターニングデバイス１０４があってもよい。一実施形態において、基板１１４の１つの辺を投影する単一のパターニングデバイス１０４と、単一のパターニングデバイス１０４からパターンを基板１１４の別の辺上に投影する適切な光学系（例えば、ビーム誘導ミラー）があってもよい。
【０１６２】
[00175]  以上、具体的な実施形態を説明してきたが、本発明は、上述以外の態様で実施できることが明らかである。例えば、本発明は、上記に開示した方法を表す１つ以上の機械読取可能命令のシーケンスを含むコンピュータプログラムの形態、またはこのようなコンピュータプログラムが記憶されたデータ記憶媒体（例えば、半導体メモリ、磁気ディスクまたは光学ディスク）の形態であってもよい。
【０１６３】
[00176]  さらに、ある種の実施形態および例として本発明を開示してきたが、本発明は具体的に開示された実施形態を超えて代替的な実施形態および／または本発明の使用法ならびにその明らかな変更形態および等価物に適用されることは当業者には明らかであろう。さらに、多数の変形形態を図示し詳述してきたが、本開示に基づいて本発明の範囲に収まる他の変更形態が、当業者には容易に明らかであろう。例えば、各実施形態の具体的な特徴および態様の様々な組合せまたは副次的な組合せも可能であり、本発明の範囲内である。したがって、開示された発明の多様な形態を形成するために、開示された実施形態の様々な特徴および態様を互いに組み合わせる、または交換できることを理解されたい。
【０１６４】
[00177]  このように、本発明の様々な実施形態について上に説明してきたが、上記実施形態は例示に過ぎず、限定的なものではないことを理解されたい。本発明の精神と範囲から逸脱することなく、本発明の形態および内容を様々に変更できることは当業者には明らかであろう。したがって、本発明の精神および範囲は、上記のいかなる例示的な実施形態によっても限定されず、添付の特許請求の範囲とその等価物によってのみ定義されるものである。    
【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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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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