JP2005317970A - Lithographic apparatus and device manufacturing method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lithographic apparatus and a method for projecting a patterned beam onto a substrate, using a microlens array system capable of adjusting the magnification. <P>SOLUTION: The beam patterned by an array 1 of individually controllable elements is projected onto a target portion of the substrate 2 by a projection system. The projection system comprise beam expanders 7, 8 for expanding the beam from a pupil, and an array of lenses 11 extending in transverse direction relative to the beam such that each lens of the array focuses a respective portion of the projection beam onto a respective part of the target portion of the substrate. The position of at least one of the lens components, for example a field lens of the beam expander or the lens array, is adjusted to adjust the magnification of the projection system. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本出願は、その全体が参照によって本明細書に組み込まれる2004年4月30日出願の米国特許出願第10/835,601号の一部継続出願である。   This application is a continuation-in-part of US patent application Ser. No. 10 / 835,601 filed Apr. 30, 2004, which is hereby incorporated by reference in its entirety.

本発明は一般にリソグラフィ装置及びデバイス製造方法に関する。   The present invention generally relates to lithographic apparatus and device manufacturing methods.

リソグラフィ装置は、基板の標的部分に所望のパターンを適用する機械である。リソグラフィ装置は例えば、集積回路(IC)、フラット・パネル・ディスプレイ及び微細構造を含む他のデバイスの製造で使用することができる。従来のリソグラフィ装置では、マスク又はレチクルとも呼ばれるパターン形成装置を使用して、IC(又は他のデバイス)の個々の層に対応する回路パターンを生成することができる。このパターンを、放射感受性材料(例えばレジスト)の層を有する基板(例えばシリコン・ウェーハ又はガラス・プレート)の標的部分(例えば1つ又は複数のダイの部分)に結像させることができる。パターン形成装置はマスクの代わりに、回路パターンを生成する個別に制御可能な要素のアレイを含むことができる。   A lithographic apparatus is a machine that applies a desired pattern onto a target portion of a substrate. A lithographic apparatus can be used, for example, in the manufacture of integrated circuits (ICs), flat panel displays and other devices involving fine structures. In conventional lithographic apparatus, a patterning apparatus, also referred to as a mask or a reticle, can be used to generate a circuit pattern corresponding to an individual layer of the IC (or other device). This pattern can be imaged onto a target portion (eg, part of one or more dies) of a substrate (eg, a silicon wafer or glass plate) having a layer of radiation sensitive material (eg, resist). Instead of a mask, the patterning device can include an array of individually controllable elements that generate a circuit pattern.

一般に単一の基板は、連続して露光された隣接する標的部分のネットワークを含む。周知のリソグラフィ装置には、1つの標的部分にパターン全体を一度に露光することによってそれぞれの標的部分に照射するステッパ、投影ビームのパターンを所与の方向(例えば「走査」方向)に走査し、同時にこの方向に平行に又は非平行に基板を同期走査することによってそれぞれの標的部分に照射するスキャナなどがある。一般に単一の基板は、連続して露光された隣接する標的部分のネットワークを含む。周知のリソグラフィ装置には、1つの標的部分にパターン全体を一度に露光することによってそれぞれの標的部分に照射するいわゆるステッパ、投影ビームのパターンを所与の方向(「走査」方向)に走査し、同時にこの方向に平行に又は非平行に基板を同期走査することによってそれぞれの標的部分に照射するいわゆるスキャナなどがある。   In general, a single substrate will contain a network of adjacent target portions that are successively exposed. A known lithographic apparatus scans a pattern of a projection beam in a given direction (eg a “scan” direction), a stepper that irradiates each target portion by exposing the entire pattern to one target portion at a time, There are scanners that simultaneously irradiate each target portion by synchronously scanning the substrate parallel or non-parallel to this direction. In general, a single substrate will contain a network of adjacent target portions that are successively exposed. A known lithographic apparatus scans a pattern of a projection beam, a so-called stepper, which irradiates each target portion by exposing the entire pattern to one target portion at a time in a given direction (the “scan” direction), There are so-called scanners that simultaneously irradiate each target portion by synchronously scanning the substrate in parallel or non-parallel to this direction.

リソグラフィ装置がステップ・モードで動作するのか、又は走査モードで動作するのかに関わらず、パターンが付与されたビームが基板表面の適当な標的部分上へ導かれることが肝要であることを理解されたい。多くの状況では、一連のリソグラフィ処理ステップの結果として基板表面に多層構造が構築される。基板に形成されるこれらの連続層は、互いの位置が正確に合っていなければならない。したがって、ビーム投影系に対する基板の位置が正確に分かり、基板表面でのパターンの倍率が厳密に制御されることに非常な注意が払われる。一般に、固定倍率を得ることが望ましいが、いくつかの状況、例えば連続した処理ステップとステップの間に測定によって基板の小さな歪みが指示されたときには、倍率を調整できることが望ましい。ごく小さな割合の基板の歪みが、製造されたデバイスの品質及び信頼性に関して重大な変位につながりうる非常に大きな基板を処理する場合には特にそうである。   It should be understood that it is essential that the patterned beam be directed onto an appropriate target portion of the substrate surface, whether the lithographic apparatus operates in step mode or scan mode. . In many situations, a multilayer structure is built on the substrate surface as a result of a series of lithographic processing steps. These continuous layers formed on the substrate must be precisely aligned with each other. Therefore, great care is taken that the position of the substrate relative to the beam projection system is known accurately and the pattern magnification on the substrate surface is strictly controlled. In general, it is desirable to obtain a fixed magnification, but it is desirable to be able to adjust the magnification in some situations, such as when a small distortion of the substrate is indicated by measurement between successive processing steps. This is especially true when processing very large substrates where a very small percentage of substrate distortion can lead to significant displacement in terms of the quality and reliability of the manufactured device.

マイクロレンズ・アレイ(MLA)系では、レンズのアレイが、それぞれのレンズが対応するそれぞれの光スポットを基板上に投影するように配置される。パターンが付与されたビームがビーム・エキスパンダを通してマイクロレンズ・アレイ上へ投影される。ビーム・エキスパンダは、基板に向かって導かれる実質的に平行な放射ビームを生み出すように設計される。マイクロレンズ・アレイはビーム・エキスパンダと基板の間に位置する。マイクロレンズ・アレイのそれぞれのレンズは、この平行ビームのそれぞれの部分を、基板の標的部分の対応するそれぞれの部分上へ集束させる。したがってマイクロレンズ・アレイは画素のアレイを基板上に結像させ、その結果、基板上に投影された一連の放射スポットを与える。   In a microlens array (MLA) system, an array of lenses is arranged so that each lens projects a corresponding light spot onto the substrate. The patterned beam is projected onto the microlens array through a beam expander. The beam expander is designed to produce a substantially parallel radiation beam that is directed towards the substrate. The microlens array is located between the beam expander and the substrate. Each lens of the microlens array focuses a respective portion of this parallel beam onto a corresponding respective portion of the target portion of the substrate. The microlens array thus images an array of pixels onto the substrate, resulting in a series of radiation spots projected onto the substrate.

スポットのピッチは、マイクロレンズ・アレイのレンズのピッチに直接に関係している。これまで、マイクロレンズ・アレイ又は視野レンズの変位による倍率調整は使用されていない。マイクロレンズ・アレイ系の倍率を調整できないことは、このような系の重大な欠点と見られている。   The pitch of the spot is directly related to the pitch of the lenses in the microlens array. To date, magnification adjustment by displacement of the microlens array or field lens has not been used. The inability to adjust the magnification of the microlens array system is seen as a serious drawback of such a system.

したがって、適当なレンズ変位を使用してマイクロレンズ・アレイの倍率調整を提供することができる系及び方法が求められている。   Accordingly, there is a need for a system and method that can provide magnification adjustment of a microlens array using appropriate lens displacement.

本発明の一つの実施態様によれば、放射投影ビームを供給するための照明系と、投影ビームの断面にパターンを付与する役目を果たすパターン形成系と、基板を支持するための基板テーブルと、パターンが付与されたビームを基板の標的部分上へ投影するための投影系とを備えたリソグラフィ装置が提供される。投影系は、パターン形成系と基板テーブルの間にひとみを画成する。投影系は、ひとみと基板テーブルの間に位置する一連のレンズ構成要素を含む。レンズ構成要素は、ひとみからのビームを拡大するためのビーム・エキスパンダと、ビームに対して横切る方向に延在するレンズのアレイであって、アレイのそれぞれのレンズが、投影ビームのそれぞれの部分を、基板の標的部分の対応するそれぞれの部分上へ集束させるように延在するレンズ・アレイとを含む。レンズ構成要素のうちの少なくとも1つの構成要素の位置をひとみに対して調整して、投影系の倍率を調整することができる。   According to one embodiment of the present invention, an illumination system for supplying a radiation projection beam, a patterning system that serves to impart a pattern to a cross section of the projection beam, a substrate table for supporting the substrate, A lithographic apparatus is provided that includes a projection system for projecting a patterned beam onto a target portion of a substrate. The projection system defines a pupil between the patterning system and the substrate table. The projection system includes a series of lens components located between the pupil and the substrate table. The lens component is a beam expander for expanding the beam from the pupil and an array of lenses extending in a direction transverse to the beam, each lens of the array being a respective part of the projection beam. And a lens array extending to focus onto a corresponding respective portion of the target portion of the substrate. The position of at least one of the lens components can be adjusted relative to the pupil to adjust the magnification of the projection system.

本発明の他の実施態様によればデバイス製造方法が提供される。この方法は、基板を用意するステップと、照明系を使用して放射投影ビームを提供するステップと、パターン形成系を使用して、投影ビームの断面にパターンを付与するステップと、ひとみを画成し、且つひとみと基板テーブルの間に位置する一連のレンズ構成要素を含む投影系によって、パターンが付与された放射ビームを、基板の標的部分上へ投影するステップとを含む。レンズ構成要素は、ひとみからのビームを拡大するためのビーム・エキスパンダと、ビームに対して横切る方向に延在するレンズのアレイであって、アレイのそれぞれのレンズが、基板の標的部分の対応するそれぞれの部分上へ集束させるように延在するレンズ・アレイとを含む。この方法はさらに、レンズ構成要素のうちの少なくとも1つの構成要素の位置をひとみに対して調整することによって、投影系の倍率を調整する。   According to another embodiment of the present invention, a device manufacturing method is provided. The method includes providing a substrate, providing a radiation projection beam using an illumination system, applying a pattern to a cross section of the projection beam using a patterning system, and defining a pupil. And projecting the patterned radiation beam onto a target portion of the substrate by a projection system that includes a series of lens components located between the pupil and the substrate table. The lens component is a beam expander for expanding the beam from the pupil and an array of lenses extending transversely to the beam, each lens of the array corresponding to a target portion of the substrate And a lens array extending to focus on each portion of the lens. The method further adjusts the magnification of the projection system by adjusting the position of at least one of the lens components relative to the pupil.

ビーム・エキスパンダの少なくとも1つのレンズ構成要素をひとみ及びレンズ・アレイに対して変位させ、又はレンズ・アレイを、ひとみ及びビーム・エキスパンダに対して変位させ、又はレンズ・アレイとビーム・エキスパンダの少なくとも1つのレンズ構成要素の両方をひとみに対して変位させることができる。   Displace at least one lens component of the beam expander relative to the pupil and the lens array, or displace the lens array relative to the pupil and the beam expander, or the lens array and the beam expander. Both of the at least one lens component can be displaced relative to the pupil.

本発明の他の実施態様、特徴及び利点、並びに本発明のさまざまな実施例の構造及び動作を、添付図面を参照して以下で詳細に説明する。   Other embodiments, features and advantages of the present invention, as well as the structure and operation of various embodiments of the present invention, are described in detail below with reference to the accompanying drawings.

本明細書に組み込まれ本明細書の一部を構成する添付図面は、本発明を図解するとともに、本明細書の説明とともに、本発明の原理を説明し、当業者が本発明を実施し使用することを可能にする役目を果たす。   The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of this specification, illustrate the invention and, together with the description, explain the principles of the invention and enable those skilled in the art to make and use the invention. It serves to make it possible.

次に、添付図面を参照して本発明を説明する。図面では、同じ参照符号が同一の要素又は機能的に同種の要素を指示する。   Next, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the drawings, like reference numbers indicate identical or functionally similar elements.

概要及び用語
マイクロレンズ・アレイ結像系を使用する本発明の一実施例では、照明系のビーム・エキスパンダの視野レンズ(視野レンズは2つ以上の別個のレンズから構成することができる)の機能が、視野レンズとマイクロレンズ・アレイとの間の光ビームの全ての成分が平行であり、且つマイクロレンズ・アレイに対して垂直であることを保証することによって、投影系をテレセントリックな系にすることにある。しかし、視野レンズとマイクロレンズ・アレイとの間の光ビームを実質的に平行にすることはできるが、絶対的な平行を達成することはできない。
Overview and Terminology In one embodiment of the present invention using a microlens array imaging system, the field lens of the beam expander of the illumination system (the field lens can be composed of two or more separate lenses). The function makes the projection system telecentric by ensuring that all components of the light beam between the field lens and the microlens array are parallel and perpendicular to the microlens array. There is to do. However, although the light beam between the field lens and the microlens array can be substantially parallel, absolute parallelism cannot be achieved.

したがって、投影系がある程度の非テレセントリシティ(non−telecentricity)を有する場合、本発明の一実施例によれば、ひとみと基板テーブルの間に位置するレンズ構成要素のうちの1つ又は複数の構成要素を変位させることによって、集束を過度に損なうことなく小規模の倍率調整を達成することができる。   Thus, if the projection system has some degree of non-telecentricity, according to one embodiment of the present invention, one or more of the lens components located between the pupil and the substrate table By displacing the components, small scale magnification adjustments can be achieved without unduly degrading focusing.

一実施例では投影系がひとみを画成する。本明細書で使用する用語「ひとみ」は、パターン形成系の異なる位置から、パターン形成系に垂直な投影ビームの軸に対して同じ角度でパターン形成系を出た投影ビームの放射線どうしが交わる平面を指す。   In one embodiment, the projection system defines a pupil. As used herein, the term “pupil” refers to the plane where the radiation of the projection beams exiting the patterning system from different positions of the patterning system at the same angle relative to the axis of the projection beam perpendicular to the patterning system. Point to.

例えば、本発明の一実施例に従って、視野レンズとレンズ・アレイの間に完全に平行な放射ビームが生み出されるように最初に視野レンズが配置されたマイクロレンズ結像系を仮定する。さらに、視野レンズに到達する光が発散光であると仮定する。マイクロレンズ・アレイから遠ざかる方向に視野レンズを変位させるとわずかに発散する投影ビームが得られ、マイクロレンズ・アレイに近づく方向に視野レンズを変位させるとわずかに収束する投影ビームが得られる。しかし視野レンズが比較的に弱いレンズである場合には、基板の歪み(一般にppmのオーダである)を補償するために投影系の倍率を変化させるために必要な変位を、基板表面への投影ビームの集束に対して受け入れがたい程度の影響を及ぼすことなく達成することができる。基板に近づく方向又は基板から遠ざかる方向へのマイクロレンズ・アレイの変位による焦点の変化は1次の効果であり、その結果生じる倍率の変化は2次の効果だが、それでもやはり有用な倍率調整は実施することができる。   For example, in accordance with one embodiment of the present invention, assume a microlens imaging system in which the field lens is initially placed so that a perfectly parallel radiation beam is produced between the field lens and the lens array. Further assume that the light reaching the field lens is divergent light. When the field lens is displaced away from the microlens array, a slightly diverging projection beam is obtained, and when the field lens is displaced toward the microlens array, a slightly convergent projection beam is obtained. However, if the field lens is a relatively weak lens, the displacement required to change the magnification of the projection system to compensate for substrate distortion (typically on the order of ppm) is projected onto the substrate surface. This can be accomplished without unacceptable effects on beam focusing. The change in focus due to the displacement of the microlens array toward or away from the substrate is a first order effect, and the resulting change in magnification is a second order effect, but still useful magnification adjustments are made. can do.

この実施例では、視野レンズを、1枚のレンズ又は2枚以上のレンズから構築することができる。それぞれの視野レンズを、マイクロレンズ・アレイに近づく方向又はマイクロレンズ・アレイから遠ざかる方向へ単純に平行移動させ、或いは、露光する基板の表面上で倍率の差が生じるように視野レンズを傾けることができる。同様に、マイクロレンズ・アレイを平行移動させ、且つ/又は傾けることもできる。   In this example, the field lens can be constructed from a single lens or two or more lenses. Each field lens can be simply translated in a direction toward or away from the microlens array, or the field lens can be tilted so that a difference in magnification occurs on the surface of the substrate to be exposed. it can. Similarly, the microlens array can be translated and / or tilted.

本明細書で使用する用語「個別に制御可能な要素のアレイ」は、入射投影ビームの断面にパターンを付与して、基板の標的部分に所望のパターンを形成することができるようにするために使用することができる装置を指すものと広く解釈しなければならない。この文脈では用語「光弁」及び「空間的光変調器」(SLM)も使用することができる。このようなパターン形成装置の例については後に論じる。   As used herein, the term “array of individually controllable elements” is used to impart a pattern to the cross-section of the incident projection beam so that the desired pattern can be formed on the target portion of the substrate. It should be interpreted broadly to refer to a device that can be used. The terms “light valve” and “spatial light modulator” (SLM) can also be used in this context. An example of such a patterning device will be discussed later.

プログラム可能ミラー・アレイは、粘弾性制御層及び反射面を有する、マトリックス式のアドレス指定が可能な表面を含む。このような装置の基本原理は、例えば反射面のアドレス指定された領域は入射光を回折光として反射し、アドレス指定されていない領域は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使用して非回折光を反射ビームから除き、回折光だけを残して基板に到達させることができる。このようにしてビームには、マトリックス式アドレス指定可能面のアドレス指定パターンに従ったパターンが付与される。   The programmable mirror array includes a matrix-addressable surface having a viscoelastic control layer and a reflective surface. The basic principle of such an apparatus is, for example, that an addressed region of the reflective surface reflects incident light as diffracted light, and an unaddressed region reflects incident light as non-diffracted light. A suitable spatial filter can be used to remove non-diffracted light from the reflected beam, leaving only the diffracted light to reach the substrate. In this way, the beam is given a pattern according to the addressing pattern of the matrix addressable surface.

代替実施例として、フィルタが回折光を除去し、非回折光を残して基板に到達させることもできることを理解されたい。回折光学マイクロ電気機械系(micro electrical machanical system:MEMS)デバイスのアレイを対応する方法で使用することもできる。それぞれの回折光学MEMSデバイスは、入射光を回折光として反射する格子を形成するために互いに対して変形することができる複数の反射リボンを含むことができる。   As an alternative embodiment, it should be understood that the filter can remove diffracted light, leaving undiffracted light to reach the substrate. An array of diffractive optical microelectromechanical system (MEMS) devices can also be used in a corresponding manner. Each diffractive optical MEMS device can include a plurality of reflective ribbons that can be deformed relative to one another to form a grating that reflects incident light as diffracted light.

他の代替実施例は、適当な局所電界を適用することによって、又は圧電作動手段を使用することによって軸を中心にそれぞれを個別に傾けることができる小さなミラーのマトリックス配置を使用するプログラム可能ミラー・アレイを含む。この場合も、ミラーはマトリックス式のアドレス指定が可能であり、アドレス指定されたミラーは入射放射ビームを、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させる。このようにして、反射ビームに、マトリックス式アドレス指定可能ミラーのアドレス指定パターンに従ったパターンが付与される。必要なマトリックス式アドレス指定は適当な電子手段を使用して実施することができる。   Another alternative embodiment is a programmable mirror that uses a matrix arrangement of small mirrors, each of which can be individually tilted about an axis by applying an appropriate local electric field or by using piezoelectric actuation means. Including arrays. Again, the mirror can be matrix addressed, and the addressed mirror reflects the incident radiation beam in a different direction than the non-addressed mirror. In this way, the reflected beam is given a pattern according to the addressing pattern of the matrix addressable mirror. The required matrix addressing can be performed using suitable electronic means.

上で説明したどちらの例でも、個別に制御可能な要素のアレイは、1つ又は複数のプログラム可能ミラー・アレイを備えることができる。ここで述べたミラー・アレイの詳細な情報は、例えばその全体が参照によって本明細書に組み込まれる米国特許第5,296,891号及び5,523,193号、並びにPCT特許出願WO98/38597及びWO98/33096から得ることができる。   In either example described above, the array of individually controllable elements can comprise one or more programmable mirror arrays. Detailed information on the mirror array described here can be found in, for example, US Pat. Nos. 5,296,891 and 5,523,193, which are incorporated herein by reference in their entirety, and PCT patent application WO 98/38597 and It can be obtained from WO 98/33096.

プログラム可能LCDアレイも使用することができる。このような構造の一例が、その全体が参照によって本明細書に組み込まれる米国特許第5,229,872号に開示されている。   A programmable LCD array can also be used. An example of such a structure is disclosed in US Pat. No. 5,229,872, which is incorporated herein by reference in its entirety.

例えば画像構造のプレバイアス、光学的近接効果補正画像構造、位相変動技法及び多重露光技法を使用する場合には、個別に制御可能な要素のアレイ上に「表示される」パターンが、基板の層又は基板上に最終的に転写されるパターンとは大きく異なる可能性があることを理解されたい。同様に、基板上に最終的に生み出されるパターンが、個別に制御可能な要素のアレイ上に瞬間的に形成されるパターンと一致しない可能性もある。このことは、基板のそれぞれの部分上に形成される最終的なパターンが構築される所与の期間又は所与の露光回数の間に、個別に制御可能な要素のアレイ上のパターン及び/又は基板の相対位置が変化する配置で起こり得る。   For example, when using image structure pre-bias, optical proximity correction image structure, phase variation techniques and multiple exposure techniques, the pattern “displayed” on the array of individually controllable elements is It should also be understood that the pattern that is ultimately transferred onto the substrate can be very different. Similarly, the pattern ultimately produced on the substrate may not match the pattern that is instantaneously formed on the array of individually controllable elements. This means that the pattern on the array of individually controllable elements and / or during a given period or a given number of exposures during which the final pattern formed on each part of the substrate is constructed. This can happen in arrangements where the relative position of the substrate changes.

本明細書ではこの文脈において、IC製造でのリソグラフィ装置の使用を特に参照するが、本明細書に記載のリソグラフィ装置は他の応用、例えばDNAチップ、MEMS、MOEMS、集積光学系、磁区メモリの誘導及び検出パターンフラット・パネル・ディスプレイ、薄膜磁気ヘッドなどの製造を有することを理解されたい。このような代替応用の文脈において、本明細書で使用される用語「ウェーハ」又は「ダイ」はそれぞれ、より一般的な用語「基板」又は「標的部分」と同義と考えることができることを当業者は理解されたい。本明細書で参照する基板は、露光の前又は後に、例えばトラック(一般にレジストの層を基板に塗布し露光したレジストを現像するツール)或いは測定又は検査ツールで処理することができる、適用可能な場合には本明細書の開示を、このような基板処理ツール及び他の基板処理ツールに適用することができる。さらに、例えば多層ICを作り出すために基板は2回以上処理することができ、そのため、本明細書で使用する用語基板は、処理された複数の層をすでに含む基板を指すこともできる。   In this context, reference is made in this context in particular to the use of a lithographic apparatus in IC manufacturing, but the lithographic apparatus described herein may be used in other applications such as DNA chips, MEMS, MOEMS, integrated optics, magnetic domain memory. It should be understood that it has the manufacture of inductive and sensing pattern flat panel displays, thin film magnetic heads and the like. In the context of such alternative applications, those skilled in the art will appreciate that the terms “wafer” or “die” as used herein can be considered synonymous with the more general terms “substrate” or “target portion”, respectively. I want to be understood. The substrate referred to herein can be processed before or after exposure, for example, with a track (typically a tool that applies a layer of resist to the substrate and develops the exposed resist) or a measurement or inspection tool. In some cases, the disclosure herein can be applied to such and other substrate processing tools. Further, a substrate can be processed more than once, for example to create a multi-layer IC, so the term substrate as used herein can also refer to a substrate that already contains multiple processed layers.

本明細書で使用する用語「放射」及び「ビーム」は、紫外(UV)放射(例えば波長365、248、193、157又は126nm)、極紫外線(EUV)放射(例えば波長5〜20nm)、及びイオン・ビーム、電子ビームなどの粒子ビームを含む、あらゆるタイプの電磁放射を包含する。   As used herein, the terms “radiation” and “beam” include ultraviolet (UV) radiation (eg, wavelengths 365, 248, 193, 157 or 126 nm), extreme ultraviolet (EUV) radiation (eg, wavelengths 5-20 nm), and Includes all types of electromagnetic radiation, including particle beams such as ion beams and electron beams.

本明細書で使用する用語「投影系」は、屈折光学系、反射光学系及び反射屈折光学系を含む、例えば使用する露光放射、又は浸液の使用、真空の使用などの他の要素に関して適当な、さまざまなタイプの投影系を包含するものと広く解釈しなければならない。本明細書での用語「レンズ」の使用は、より一般的な用語「投影系」の使用と同義と考えることができる。   The term “projection system” as used herein is appropriate with respect to other elements such as exposure radiation used, or use of immersion liquid, use of vacuum, including refractive optics, reflective optics, and catadioptric optics. It should be broadly interpreted as encompassing various types of projection systems. Any use of the term “lens” herein may be considered as synonymous with the more general term “projection system”.

照明系も、放射投影ビームを誘導し、成形し、制御する、屈折、反射及び反射屈折光学構成要素を含むさまざまなタイプの光学構成要素を包含し、以下、このような構成要素を集合的に又は単独で「レンズ」と呼ぶことがある。   The illumination system also includes various types of optical components, including refractive, reflective and catadioptric optical components that direct, shape and control the radiation projection beam, which are collectively referred to below. Or it may be called a "lens" independently.

リソグラフィ装置は、2つ(例えばデュアル・ステージ)又は3つ以上の基板テーブル(及び/又は2つ以上のマスク・テーブル)を有するタイプの装置とすることができる。このような「多ステージ」装置では、これらの追加のテーブルを並行して同時に使用することができ、或いは、1つ又は複数のテーブルを露光に使用している間に他の1つ又は複数のテーブル上で準備ステップを実施することができる。   The lithographic apparatus may be of a type having two (eg, dual stage) or three or more substrate tables (and / or two or more mask tables). In such a “multi-stage” apparatus, these additional tables can be used concurrently in parallel, or one or more other tables while using one or more tables for exposure. Preparatory steps can be performed on the table.

リソグラフィ装置は、比較的高い屈折率を有する液体(例えば水)に基板を浸して、投影系の最後の要素と基板の間の空間を満たすタイプの装置とすることもできる。リソグラフィ装置の他の空間、例えばマスクと投影系の最初の要素との間の空間で浸液を使用することもできる。液浸技法は、投影系の開口数を増大させるものとして当技術分野でよく知られている。   The lithographic apparatus can also be a type of apparatus in which the substrate is immersed in a liquid (eg, water) having a relatively high refractive index to fill a space between the last element of the projection system and the substrate. It is also possible to use immersion liquid in other spaces of the lithographic apparatus, for example in the space between the mask and the first element of the projection system. Immersion techniques are well known in the art for increasing the numerical aperture of projection systems.

この装置はさらに、流体と基板の照射部分との間の相互作用を可能にする(例えば基板に化学物質を選択的に付着させ、又は基板の表面構造を選択的に修正する)流体処理セルを備えることができる。   The apparatus further includes a fluid treatment cell that allows interaction between the fluid and the irradiated portion of the substrate (eg, selectively deposits chemicals on the substrate or selectively modifies the surface structure of the substrate). Can be provided.

リソグラフィ投影装置
図1に、本発明の一実施例に基づくリソグラフィ投影装置100を概略的に示す。装置100は少なくとも、放射系102と、個別に制御可能な要素のアレイ104と、物体テーブル106(例えば基板テーブル)と、投影系(「レンズ」)108とを含む。
Lithographic Projection Apparatus FIG. 1 schematically depicts a lithographic projection apparatus 100 according to one embodiment of the invention. The apparatus 100 includes at least a radiation system 102, an array 104 of individually controllable elements, an object table 106 (eg, a substrate table), and a projection system (“lens”) 108.

放射系102は、放射(例えばUV放射)投影ビーム110を供給するために使用することができ、この特定のケースではさらに放射源112を含む。   The radiation system 102 can be used to provide a radiation (eg, UV radiation) projection beam 110 and in this particular case further includes a radiation source 112.

個別に制御可能な要素のアレイ104(例えばプログラム可能ミラー・アレイ)は、投影ビーム110にパターンを付与するために使用することができる。個別に制御可能な要素のアレイ104の位置は、一般に投影系108に対して固定することができる。しかし代替装置では、個別に制御可能な要素のアレイ104を、投影系108に対してアレイ104を正確に配置するための位置決め装置(図示せず)に接続することができる。図示の通り、個別に制御可能な要素104は(例えば個別に制御可能な要素の反射型アレイを有する)反射型である。   An array of individually controllable elements 104 (eg, a programmable mirror array) can be used to impart a pattern to the projection beam 110. The position of the array of individually controllable elements 104 can generally be fixed relative to the projection system 108. However, in an alternative device, the array of individually controllable elements 104 can be connected to a positioning device (not shown) for accurately positioning the array 104 relative to the projection system. As shown, individually controllable elements 104 are reflective (eg, having a reflective array of individually controllable elements).

物体テーブル106は、基板114(例えばレジストでコーティングされたシリコン・ウェーハ又はガラス基板)を保持するための基板ホルダ(具体的には図示されなていない)を備えることができ、投影系108に対して基板114を正確に配置するための位置決め装置116に接続することができる。   The object table 106 can include a substrate holder (not specifically shown) for holding a substrate 114 (eg, a resist-coated silicon wafer or glass substrate), with respect to the projection system 108. The substrate 114 can be connected to a positioning device 116 for accurate placement.

投影系108(例えば石英及び/又はCaFレンズ系、或いは該材料から作られたレンズ要素を含む反射屈折光学系、或いはミラー系)は、ビーム・スプリッタ118から受け取ったパターンが付与されたビームを基板114の標的部分120(例えば1つ又は複数のダイ)上へ投影するために使用することができる。投影系108は、個別に制御可能な要素のアレイ104の像を基板114上に投影することができる。投影系108は或いは、個別に制御可能な要素のアレイ104の要素がそれに対するシャッタの働きをする2次源の像を投影することができる。投影系108はさらに、2次源を形成しマイクロスポットを基板114上に投影するためのマイクロレンズ・アレイ(MLA)を含むことができる。 Projection system 108 (eg, a quartz and / or CaF 2 lens system, or a catadioptric system that includes a lens element made from the material, or a mirror system) receives a patterned beam received from beam splitter 118. It can be used to project onto a target portion 120 (eg, one or more dies) of the substrate 114. Projection system 108 can project an image of array of individually controllable elements 104 onto substrate 114. Alternatively, the projection system 108 can project an image of a secondary source on which the elements of the array of individually controllable elements 104 act as shutters. Projection system 108 can further include a microlens array (MLA) for forming a secondary source and projecting microspots onto substrate 114.

放射源112(例えばエキシマ・レーザ)は放射ビーム122を生み出すことができる。ビーム122は、直接に、又は例えばビーム・エキスパンダ126などの調節装置126を通過させた後に、照明系(照明装置)124に供給される。照明装置124は、放射ビーム122の強度分布の半径方向外側及び/又は半径方向内側の広がり(普通はσインナー及びσアウターと呼ばれる)を設定する調整装置128を備えることができる。さらに照明装置124は一般に、インテグレータ130、コンデンサ132など、他のさまざまな構成要素を含む。このようにして、個別に制御可能な要素104のアレイに入射する投影ビーム110は、所望の断面均一性及び断面強度分布を有する。   A radiation source 112 (eg, an excimer laser) can produce a radiation beam 122. The beam 122 is supplied to an illumination system (illuminator) 124, either directly or after passing through an adjustment device 126, such as a beam expander 126, for example. The illuminator 124 may comprise an adjustment device 128 that sets the radially outward and / or radially inward extent (commonly referred to as σ inner and σ outer) of the intensity distribution of the radiation beam 122. In addition, the lighting device 124 generally includes various other components, such as an integrator 130 and a capacitor 132. In this way, the projection beam 110 incident on the array of individually controllable elements 104 has the desired cross-sectional uniformity and cross-sectional intensity distribution.

図1に関して、放射源112は、(例えば放射源112が水銀ランプであるときにしばしばそうであるように)リソグラフィ投影装置100のハウジングの中に収容することができることに留意されたい。代替実施例では、放射源112を、リソグラフィ投影装置100から分離して配置することもできる。この場合、放射ビーム122は(例えば適当な誘導ミラーの助けを借りて)装置100の中に導かれることになる。この後者のシナリオは、放射源112がエキシマ・レーザであるときにしばしば用いられる。これらのシナリオはともに本発明の範囲内で企図されることを理解されたい。   With respect to FIG. 1, it should be noted that the radiation source 112 can be housed within the housing of the lithographic projection apparatus 100 (eg, as is often the case when the radiation source 112 is a mercury lamp). In an alternative embodiment, the radiation source 112 can be arranged separately from the lithographic projection apparatus 100. In this case, the radiation beam 122 will be directed into the device 100 (eg with the aid of a suitable guiding mirror). This latter scenario is often used when the radiation source 112 is an excimer laser. It should be understood that both of these scenarios are contemplated within the scope of the present invention.

ビーム110は続いて、ビーム・スプリッタ118を使用して導かれた後に個別に制御可能な要素のアレイ104に入射する。個別に制御可能な要素のアレイ104によって反射された後、ビーム110は投影系108を通過し、投影系108はビーム110を、基板114の標的部分120上に集束させる。   The beam 110 then enters the array 104 of individually controllable elements after being guided using the beam splitter 118. After being reflected by the array of individually controllable elements 104, the beam 110 passes through the projection system 108, which focuses the beam 110 onto the target portion 120 of the substrate 114.

位置決め装置116(及び任意選択で、ビーム・スプリッタ140を介して干渉計ビーム138を受け取るベース・プレート136上の干渉計測定装置134)を用いて、ビーム110の通り道に別の標的部分120が配置されるように、基板テーブル106を正確に移動させることができる。個別に制御可能な要素のアレイ104の位置決め装置を使用する場合には、これを使用して、例えば走査中に、ビーム110の経路に対する個別に制御可能な要素のアレイ104の位置を、正確に補正することができる。物体テーブル106の移動は一般に、図1には明示されていない長ストローク・モジュール(おおまかな位置決め)及び短ストローク・モジュール(細かい位置決め)を用いて実現される。同様の系を使用して、個別に制御可能な要素のアレイ104の位置を決めることもできる。或いは/これに加えて、物体テーブル106及び/又は個別に制御可能な要素のアレイ104の位置を固定し、必要な相対移動を得るために、投影ビーム110のほうを移動させることもできる。   Another target portion 120 is placed in the path of the beam 110 using the positioning device 116 (and optionally an interferometer measurement device 134 on the base plate 136 that receives the interferometer beam 138 via the beam splitter 140). As described above, the substrate table 106 can be accurately moved. If a positioner for the individually controllable element array 104 is used, this can be used to accurately position the array 104 of individually controllable elements relative to the path of the beam 110, for example during scanning. It can be corrected. Movement of the object table 106 is generally accomplished using a long stroke module (rough positioning) and a short stroke module (fine positioning) not explicitly shown in FIG. A similar system can be used to position the array 104 of individually controllable elements. Alternatively / additionally, the projection beam 110 may be moved in order to fix the position of the object table 106 and / or the array of individually controllable elements 104 and obtain the required relative movement.

この実施例の代替構成では、基板テーブル106を固定とし、基板114を基板テーブル106上で移動させる。この場合、基板テーブル106はその平らな上面に多数の開口を有し、この開口を通して、基板114を支持することができるガス・クッションを提供するガスが供給される。これは従来から空気支持装置と呼ばれているものである。ビーム110の経路に対して基板114を正確に位置決めする能力を有する1つ又は複数のアクチュエータ(図示せず)を使用して、基板114を基板テーブル106上で移動させる。或いは、開口を通したガスの放出を選択的に開始/停止することによって、基板114を基板テーブル106上で移動させることもできる。   In an alternative configuration of this embodiment, the substrate table 106 is fixed and the substrate 114 is moved on the substrate table 106. In this case, the substrate table 106 has a number of openings in its flat upper surface, through which gas is provided that provides a gas cushion that can support the substrate 114. This is conventionally called an air support device. The substrate 114 is moved over the substrate table 106 using one or more actuators (not shown) that have the ability to accurately position the substrate 114 relative to the path of the beam 110. Alternatively, the substrate 114 can be moved on the substrate table 106 by selectively starting / stopping gas release through the openings.

本明細書では、本発明に基づくリソグラフィ装置100を、基板上のレジストを露光するための装置として説明するが、本発明はこの使用法に限定されるものではなく、レジストレス・リソグラフィで、パターンが付与された投影ビーム110を投影するために装置100を使用することもできることを理解されたい。   In the present description, the lithographic apparatus 100 according to the present invention will be described as an apparatus for exposing a resist on a substrate, but the present invention is not limited to this method of use. It should be understood that the apparatus 100 can also be used to project the projection beam 110 provided with.

図示の装置100は以下の4つの好ましいモードで使用することができる。   The illustrated apparatus 100 can be used in four preferred modes:

1.ステップ・モード:個別に制御可能な要素のアレイ104上のパターン全体を、1つの標的部分120の表面に一度に(すなわち1回の静止露光で)投影する。次いで、パターンが付与された投影ビーム110によって別の標的部分120を照射するために、基板テーブル106を別の位置へx及び/又はy方向に移動させる。   1. Step mode: The entire pattern on the array of individually controllable elements 104 is projected onto the surface of one target portion 120 at a time (ie, with one static exposure). The substrate table 106 is then moved to another position in the x and / or y direction to illuminate another target portion 120 with the patterned projection beam 110.

2.走査モード:ステップ・モードと本質的には同じだが、所定の標的部分120が1回の静止露光では露光されない点が異なる。その代わりに、個別に制御可能な要素のアレイ104が、所定の方向(いわゆる「走査方向」、例えばy方向)に速度vで移動することができ、そのため投影ビーム110は個別に制御可能な要素のアレイ104の上を走査する。同時に、基板テーブル106を、同じ方向又は反対方向に速度V=Mvで同期移動させる。ここでMは投影系108の倍率である。このようにすると、解像度を犠牲にすることなく、比較的に大きな標的部分120を露光することができる。   2. Scan mode: Essentially the same as step mode, except that a given target portion 120 is not exposed in a single static exposure. Instead, the array of individually controllable elements 104 can be moved at a velocity v in a predetermined direction (so-called “scan direction”, eg the y direction), so that the projection beam 110 is individually controllable elements. Scan the array 104. At the same time, the substrate table 106 is synchronously moved at a speed V = Mv in the same direction or in the opposite direction. Here, M is the magnification of the projection system 108. In this way, a relatively large target portion 120 can be exposed without sacrificing resolution.

3.パルス・モード:個別に制御可能な要素のアレイ104を本質的に固定し、パルス放射系102を使用して基板114の1つの標的部分120にパターン全体を投影する。パターンが付与された投影ビーム110が基板106を横切る線を走査するように、基板テーブル106を本質的に一定の速度で移動させる。放射系102のパルスとパルスの間に、個別に制御可能な要素のアレイ104上のパターンが必要に応じて更新され、基板114上の必要な位置の連続した標的部分120が露光されるようにパルスのタイミングが調節される。その結果、パターンが付与された投影ビーム110が基板114を走査して、基板114の帯状部分に完全なパターンを露光することができる。基板114の全体がラインごとに露光されるまでこのプロセスを繰り返す。   3. Pulse mode: The array 104 of individually controllable elements is essentially fixed and the entire pattern is projected onto one target portion 120 of the substrate 114 using the pulsed radiation system 102. The substrate table 106 is moved at an essentially constant speed so that the patterned projection beam 110 scans a line across the substrate 106. Between pulses of the radiation system 102, the pattern on the array of individually controllable elements 104 is updated as needed so that a continuous target portion 120 at the required location on the substrate 114 is exposed. The timing of the pulse is adjusted. As a result, the projection beam 110 provided with the pattern can scan the substrate 114 to expose the complete pattern on the strip of the substrate 114. This process is repeated until the entire substrate 114 is exposed line by line.

4.連続走査モード:パルス・モードと本質的には同じだが、実質的に一定の放射系102が使用される点、及び、パターンが付与された投影ビーム110が基板114を走査しこれを露光するときに個別に制御可能な要素のアレイ104上のパターンが更新される点が異なる。   4). Continuous scan mode: essentially the same as pulsed mode, but with a substantially constant radiation system 102 and when the patterned projection beam 110 scans and exposes the substrate 114 The difference is that the pattern on the array 104 of individually controllable elements is updated.

上で説明した使用モードの組合せ及び/又は変形、或いは全く異なる使用モードを使用することもできる。   Combinations and / or variations on the above described modes of use or entirely different modes of use may also be employed.

図2に、図1に示した本発明の実施例を詳細に示す。図1の個別に制御可能な要素のアレイ104は図2のアレイ1に対応し、図1の基板114は図2の基板2に対応する。   FIG. 2 shows the embodiment of the present invention shown in FIG. 1 in detail. The array of individually controllable elements 104 in FIG. 1 corresponds to the array 1 in FIG. 2, and the substrate 114 in FIG. 1 corresponds to the substrate 2 in FIG.

図2に示した実施例では、放射ビーム(図示せず)がビーム・スプリッタ3によって、一連のレンズ4、5及び6を通してアレイ1に向かって反射される。次いで光はアレイ1で反射され、レンズ6、5及び4を通り、次いでビーム・スプリッタ3を通過する。ビーム・スプリッタ3を出た光は、レンズ7、8、9及び10によって画成されたビーム・エキスパンダ並びにマイクロレンズ・アレイ11を通過し、マイクロレンズ・アレイ11は一連の光スポットを基板2上に集束させる。レンズ7及び8は、ビーム・スプリッタ3を出たビームを拡大する。レンズ9及び10は視野レンズの役目を果たし、マイクロレンズ・アレイ11において実質的に平行なビームを生み出す。これは、名目上テレセントリックな光学系を生み出す。レンズ9、10及び11はフレーム12、13及び14内に支持されており、フレーム12、13及び14の位置は調整可能であり、そのためレンズ9、10及び11の小さな変位を制御された方法で達成することができる。図2に示したケースでは、レンズ7がある平面にひとみが画成される。   In the embodiment shown in FIG. 2, a radiation beam (not shown) is reflected by the beam splitter 3 towards the array 1 through a series of lenses 4, 5 and 6. The light is then reflected by the array 1, passes through the lenses 6, 5 and 4 and then passes through the beam splitter 3. Light exiting the beam splitter 3 passes through a beam expander defined by lenses 7, 8, 9 and 10 and a microlens array 11, which in turn passes a series of light spots onto the substrate 2. Focus on top. Lenses 7 and 8 expand the beam exiting beam splitter 3. Lenses 9 and 10 serve as field lenses and produce a substantially parallel beam in the microlens array 11. This creates a nominally telecentric optical system. The lenses 9, 10 and 11 are supported in the frames 12, 13 and 14 and the positions of the frames 12, 13 and 14 are adjustable, so that small displacements of the lenses 9, 10 and 11 are controlled in a controlled manner. Can be achieved. In the case shown in FIG. 2, the pupil is defined in a plane with the lens 7.

フレーム12、13及び14には変位アクチュエータ(図示せず)が取り付けられており、レンズ9、10及び11の位置を調整するために使用される。これらのアクチュエータは、これらのレンズの高さ及び/又は傾きを調整するために使用される。このアクチュエータは、それらに限定されないが、例えば電子機械、電磁気、熱、圧電アクチュエータとすることができ、又はレンズの位置を正確に制御するのに都合のよい任意の方法で動作することができる。後に説明するように、アクチュエータ駆動機構(図示せず)は制御系から変位制御情報を受け取る。レンズの変位量はフィードバック制御配置(図示せず)を使用して測定され制御される。さらに、レンズの位置を倍率に関係付けるアルゴリズムが使用される。後に説明するように、このアルゴリズムは、シミュレーション又は実験によってモデル化することができる。   Displacement actuators (not shown) are attached to the frames 12, 13 and 14, and are used to adjust the positions of the lenses 9, 10 and 11. These actuators are used to adjust the height and / or tilt of these lenses. This actuator can be, but is not limited to, for example, an electromechanical, electromagnetic, thermal, piezoelectric actuator, or can operate in any way convenient to accurately control the position of the lens. As will be described later, an actuator drive mechanism (not shown) receives displacement control information from the control system. The amount of lens displacement is measured and controlled using a feedback control arrangement (not shown). In addition, an algorithm is used that relates the position of the lens to the magnification. As will be explained later, this algorithm can be modeled by simulation or experiment.

個別に制御可能な要素の例示的なアレイ
次に図3から7を参照すると、個別に制御可能な要素のアレイ1の詳細が示されている。アレイ1は空間的光変調器のアレイ(図3)を含む。空間的光変調器の全般的な特徴は、例えばその全体が参照によって本明細書に組み込まれる米国特許第5311360号に記載されている。
Exemplary Array of Individually Controllable Elements Referring now to FIGS. 3-7, details of the array 1 of individually controllable elements are shown. Array 1 includes an array of spatial light modulators (FIG. 3). General features of spatial light modulators are described, for example, in US Pat. No. 5,311,360, which is hereby incorporated by reference in its entirety.

図3に示した実施例では空間的光変調器が、アレイ1の領域15に画成された駆動機構によって個別に制御可能な8×8個の要素のアレイを含む。もちろん代替実施例では、ずっと大きなアレイ、例えば512×512又は1024×1024アレイが使用される。アレイ1の要素はそれぞれ、細長い一連の変位可能部材16を含む(図4)。変位可能部材16は、変位可能部材16に隣接して位置するサンプル及びホールド回路17によって制御することができる(図5)。   In the embodiment shown in FIG. 3, the spatial light modulator comprises an array of 8 × 8 elements that can be individually controlled by a drive mechanism defined in region 15 of array 1. Of course, in alternate embodiments, much larger arrays are used, such as 512 × 512 or 1024 × 1024 arrays. Each element of the array 1 includes an elongated series of displaceable members 16 (FIG. 4). The displaceable member 16 can be controlled by a sample and hold circuit 17 located adjacent to the displaceable member 16 (FIG. 5).

図4及び5に示した実施例では、それぞれの要素が、アレイ上に導かれた投影ビームに付与するパターンの1画素に対応する。変位可能部材16は通常、共面構成をとり、それによってミラーを画成する。このことが図6に示されており、この図では矢印18が入射光を表し、矢印19が反射光を表す。   In the embodiment shown in FIGS. 4 and 5, each element corresponds to one pixel of the pattern imparted to the projection beam directed onto the array. The displaceable member 16 typically takes a coplanar configuration, thereby defining a mirror. This is illustrated in FIG. 6, where arrow 18 represents incident light and arrow 19 represents reflected light.

図7に、それぞれの要素にバイアス電圧を印加したときに変位可能部材16を所望の位置に移動させる、本発明の一実施例に基づく方法を示す。この状態では矢印20によって示された入射光は単純には反射されず、矢印21によって指示されているように回折する。このような回折光は、露光される基板2の方へ向かって光学系を逆戻りしない。このようにして、図2のレンズ7、8、9、10及び11に送達される光ビームに所望のパターンを付与することができる。   FIG. 7 illustrates a method according to one embodiment of the present invention in which the displaceable member 16 is moved to a desired position when a bias voltage is applied to each element. In this state, the incident light indicated by arrow 20 is not simply reflected, but diffracted as indicated by arrow 21. Such diffracted light does not return the optical system toward the substrate 2 to be exposed. In this way, a desired pattern can be imparted to the light beam delivered to the lenses 7, 8, 9, 10 and 11 of FIG.

例示的なマイクロレンズ・アレイ
図8に、本発明の一実施例に基づくマイクロレンズ・アレイの構造を示す。図示の構造は例えば図2の構成要素11に対応する。マイクロレンズ・アレイは本質的に、それぞれのレンズが1画素の光を基板2上に集束させる、非常に小さな多数のレンズを含む。
Exemplary Microlens Array FIG. 8 shows the structure of a microlens array according to one embodiment of the present invention. The illustrated structure corresponds to, for example, the component 11 in FIG. The microlens array essentially includes a large number of very small lenses, each lens focusing one pixel of light onto the substrate 2.

図9に、基板2上へ投影される本発明の一実施例に基づく点のマトリックスを概略的に示す。   FIG. 9 schematically shows a matrix of points according to an embodiment of the invention projected onto the substrate 2.

図8及び9を参照すると、光学系の走査方向、例えばマイクロレンズ・アレイの下で基板2が変位する方向24に平行な線23によって示された方向に対して傾いた破線22によって指示された方向に点のマトリックスが整列するように光学系が配置されている。したがって、マイクロレンズ・アレイの下で基板を矢印24の方向に変位させるときに個々の画素を適当な制御によって、基板上に所望の露光パターンを構築することができる。   Referring to FIGS. 8 and 9, indicated by the dashed line 22 tilted with respect to the direction indicated by the line 23 parallel to the scanning direction of the optical system, eg the direction 24 in which the substrate 2 is displaced under the microlens array. The optical system is arranged so that the matrix of points is aligned in the direction. Therefore, a desired exposure pattern can be constructed on the substrate by appropriate control of individual pixels when the substrate is displaced in the direction of arrow 24 under the microlens array.

視野レンズを使用して投影ビームを変化させるための例示的な構成
図10に、本発明の一実施例に基づくマイクロレンズ・アレイ11の下に位置する基板2を概略的に示す。この実施例では視野レンズ25が1枚のレンズを有する。視野レンズは、図10に示すようにレンズを1枚、図2に示すようにレンズを2枚、又はレンズを3枚以上含むことができることを理解されたい。ただしこれらのどの実施例でも、視野レンズの目的は実質的に平行な投影ビームを生み出すことにある。この実施例では投影ビーム26が示されている。投影ビーム26は、マイクロレンズ・アレイ11の個々のそれぞれのレンズ要素27を照射する。所望の応用例に基づいて任意の数の要素27を使用することができるが、この図には、そのうちの3つだけが示されている。
Exemplary Configuration for Changing the Projection Beam Using a Field Lens FIG. 10 schematically illustrates a substrate 2 positioned under a microlens array 11 according to one embodiment of the present invention. In this embodiment, the field lens 25 has one lens. It should be understood that a field lens can include one lens as shown in FIG. 10, two lenses as shown in FIG. 2, or three or more lenses. However, in any of these embodiments, the purpose of the field lens is to produce a substantially parallel projection beam. In this embodiment, a projection beam 26 is shown. The projection beam 26 irradiates each individual lens element 27 of the microlens array 11. Any number of elements 27 can be used based on the desired application, of which only three are shown.

マイクロレンズ・アレイ11はビーム26に垂直に、すなわち露光する基板2の表面に水平に延在する。マイクロレンズ・アレイ11と基板2の間の間隔は、アレイ104(図1)又はアレイ1(図2)のそれぞれの画素が基板2の表面で集束する間隔である。投影系の主光軸28はそれぞれのレンズ27の線29に平行である(線29は、マイクロレンズ・アレイ11のそれぞれのレンズ27から基板2に向かって光が導かれる方向を示す)。この図では投影系が、図示の放射線が視野レンズ25の上方で軸28と交わっている平面に対応するひとみを画成する。   The microlens array 11 extends perpendicular to the beam 26, i.e. horizontally on the surface of the substrate 2 to be exposed. The distance between the microlens array 11 and the substrate 2 is the distance at which the respective pixels of the array 104 (FIG. 1) or the array 1 (FIG. 2) are focused on the surface of the substrate 2. The main optical axis 28 of the projection system is parallel to the line 29 of each lens 27 (the line 29 indicates the direction in which light is guided from each lens 27 of the microlens array 11 toward the substrate 2). In this figure, the projection system defines a pupil corresponding to the plane in which the illustrated radiation intersects the axis 28 above the field lens 25.

図11は、図10の実施例が用いられているときの3×3レンズ・アレイを示す、アレイ11の概略上面図である。1枚のレンズの周縁が円30によって、そのレンズ上へ投影する照明ビームの外周が円31によって示され、そのレンズによってその下の基板上に集束される像スポットの位置が円32によって示されている。この実施例では円30、31及び32が同心円である。倍率は、基板上の像スポット間の間隔の関数であり、この実施例ではこの間隔がアレイ11のレンズの間隔に等しい。   FIG. 11 is a schematic top view of array 11 showing a 3 × 3 lens array when the embodiment of FIG. 10 is used. The circumference of one lens is indicated by a circle 30, the outer periphery of the illumination beam projected onto the lens is indicated by a circle 31, and the position of the image spot focused by the lens on the underlying substrate is indicated by a circle 32. ing. In this embodiment, the circles 30, 31 and 32 are concentric circles. The magnification is a function of the spacing between the image spots on the substrate, which in this embodiment is equal to the spacing of the lenses in the array 11.

いくつかの状況では、基板表面の歪みを補償するために光学系の倍率を調整することが望ましい。例えば、基板の寸法が熱膨張又は収縮の影響を受ける場合には、光学系の倍率に小さな調整を加えることによって、その熱膨張又は収縮を適合させることができることが望ましい。   In some situations, it is desirable to adjust the magnification of the optical system to compensate for substrate surface distortion. For example, if the dimensions of the substrate are affected by thermal expansion or contraction, it is desirable to be able to adapt the thermal expansion or contraction by making small adjustments to the magnification of the optical system.

本発明の一実施例によれば、視野レンズ25の位置を調整し、レンズ・アレイ11の位置を調整し、又は視野レンズ25の位置とレンズ・アレイ11の位置の両方を調整することによって、これを達成することができる。視野レンズ25は一般に比較的に弱いレンズであるため、視野レンズ25の小さな変位は解像度の1次変化をもたらさない。しかし視野レンズ25の小さな変位は、マイクロレンズ・アレイ11によって投影されるスポットを互いに近づけ(倍率を下げる場合)、又は互いから遠ざける(倍率を上げる場合)。同様に、アレイ11の小さな移動によって、基板表面での集束を過度に損なうことなく倍率を調整することができる。   According to one embodiment of the present invention, by adjusting the position of the field lens 25, adjusting the position of the lens array 11, or adjusting both the position of the field lens 25 and the position of the lens array 11, This can be achieved. Since the field lens 25 is generally a relatively weak lens, a small displacement of the field lens 25 does not cause a primary change in resolution. However, a small displacement of the field lens 25 brings the spots projected by the microlens array 11 closer to each other (when reducing the magnification) or away from each other (when increasing the magnification). Similarly, small movements of the array 11 can adjust the magnification without unduly impairing focusing on the substrate surface.

図12に、マイクロレンズ・アレイ11の方向への視野レンズ25の小さな変位に対する光学系の応答を示す。系全体の光軸28上にマイクロレンズ・アレイ11によって投影されるスポットの位置は変わらないが、線29は、基板2に近づくにつれ光軸28に向かって、内側に傾く。   FIG. 12 shows the response of the optical system to a small displacement of the field lens 25 in the direction of the microlens array 11. Although the position of the spot projected by the microlens array 11 on the optical axis 28 of the entire system does not change, the line 29 tilts inward toward the optical axis 28 as it approaches the substrate 2.

図13に、アレイ11のレンズ円30に対する照明ビームレットの周円31及び像スポット32の変位を示す。像スポット32の位置は、対応する図11の像スポット32(白抜きの円として示されている)の位置の上に重ねて示されている。この図は、光学系の倍率が効果的に低減されることを示している。集束は若干損なわれるが、線29の傾きは比較的に小さく、その全体的な効果はそれほど大きくない。このように、視野レンズ25を変位させることによって倍率範囲の小さな変化(15ppm程度)を容易に達成することができる。   FIG. 13 shows the displacement of the circumference 31 of the illumination beamlet and the image spot 32 with respect to the lens circle 30 of the array 11. The position of the image spot 32 is shown superimposed on the position of the corresponding image spot 32 (shown as a white circle) in FIG. This figure shows that the magnification of the optical system is effectively reduced. Although focusing is somewhat impaired, the slope of the line 29 is relatively small and its overall effect is not so great. Thus, by displacing the field lens 25, a small change (about 15 ppm) in the magnification range can be easily achieved.

図14及び15に、視野レンズ25をマイクロレンズ・アレイ11から遠ざけた結果を示す。このように視野レンズ25を変位させると、基板2に向かうにつれて線29が軸28に対して外側へ傾く。したがって図14及び15は光学系全体の倍率の小さな増大を示す。   14 and 15 show the results of moving the field lens 25 away from the microlens array 11. When the field lens 25 is displaced in this way, the line 29 is inclined outward with respect to the axis 28 toward the substrate 2. 14 and 15 thus show a small increase in the magnification of the entire optical system.

説明を分かりやすくするため、図12及び14に示した線29の変位は、倍率の変化が15ppm程度である実際の線29の傾きに比べて大幅に誇張されていることを理解されたい。倍率変化の範囲は数ppm、又は15ppm超、例えば100ppmにすぎない。   For ease of explanation, it should be understood that the displacement of line 29 shown in FIGS. 12 and 14 is greatly exaggerated compared to the actual slope of line 29 where the change in magnification is about 15 ppm. The range of magnification change is only a few ppm, or more than 15 ppm, for example 100 ppm.

図10から15には視野レンズ25が1枚だけ示されているが、2枚以上の視野レンズを提供することができることも理解されたい。例えば、2枚の視野レンズ9及び10が提供された図2では、それぞれのレンズを支持フレーム12及び13上で変位させて、適当な倍率変化を達成することができる。   Although only one field lens 25 is shown in FIGS. 10-15, it should be understood that more than one field lens can be provided. For example, in FIG. 2 where two field lenses 9 and 10 are provided, the respective lenses can be displaced on the support frames 12 and 13 to achieve an appropriate magnification change.

図12及び14に示した実施例では、主光軸28に平行な方向に視野レンズ25を変位させる。その結果、基板2の領域全体にわたって倍率の変化は均一になる。他の実施例においては、基板2上の位置によって異なる倍率調整を実施することが望ましいこともあることを理解されたい。例えば、大型液晶ディスプレイを製造するために使用されるタイプの基板と同様の大きな基板上の温度勾配の結果として倍率調整を実施する場合がこれに当たる。   In the embodiment shown in FIGS. 12 and 14, the field lens 25 is displaced in a direction parallel to the main optical axis 28. As a result, the change in magnification is uniform over the entire area of the substrate 2. It should be understood that in other embodiments, it may be desirable to implement different magnification adjustments depending on the position on the substrate 2. This is the case, for example, when the magnification adjustment is performed as a result of a temperature gradient on a large substrate similar to the type of substrate used to manufacture large liquid crystal displays.

図16には、本発明の一実施例に基づく、視野レンズ25の2つの考えられ得る位置(一方が実線、他方が破線で示されている)及びその結果生じる2組の像スポットが示されている。この実施例では、視野レンズ25を光軸28に対して傾けて、アレイ11の一方の側の倍率を低下させ、アレイ11の他方の側の倍率を増大させることができる。アレイ11のこの2つの側の間の倍率調整はアレイ11上の位置によって異なる。   FIG. 16 shows two possible positions of the field lens 25 (one shown as a solid line and the other as a dashed line) and the resulting two sets of image spots, according to one embodiment of the present invention. ing. In this embodiment, the field lens 25 can be tilted with respect to the optical axis 28 to reduce the magnification on one side of the array 11 and increase the magnification on the other side of the array 11. The magnification adjustment between the two sides of the array 11 depends on the position on the array 11.

視野レンズ25を移動させ、レンズ・アレイ11は移動させない場合の効果については図10から16に示されている。   The effect of moving the field lens 25 and not the lens array 11 is shown in FIGS.

図2に示すように、フレーム14を変位させることによってレンズ・アレイ11を変位させることもできる。   As shown in FIG. 2, the lens array 11 can also be displaced by displacing the frame 14.

レンズ10とレンズ・アレイ11の間の照明ビームが完全には平行ではない一実施例では、アレイ11を軸方向に変位させると、レンズ10を軸方向に変位させた場合と同じように倍率が変化する。レンズ・アレイ11を軸方向に移動させると、集束がいくらか損なわれるが、これが過大と考えられる場合には、基板2の位置を軸方向に調整することによってこれを補償することができる。同様に、レンズ・アレイ11を傾けて光軸に対するアレイ11の傾きを変化させると、基板上の位置によって倍率の変化が違ってくる。   In one embodiment where the illumination beam between the lens 10 and the lens array 11 is not perfectly parallel, displacing the array 11 in the axial direction results in a magnification that is the same as when the lens 10 is displaced in the axial direction. Change. If the lens array 11 is moved in the axial direction, the focusing is somewhat lost, but if this is considered excessive, this can be compensated by adjusting the position of the substrate 2 in the axial direction. Similarly, when the lens array 11 is tilted to change the tilt of the array 11 with respect to the optical axis, the change in magnification varies depending on the position on the substrate.

したがって本発明は、マイクロレンズ・アレイに依存した、小さいが潜在的にきわめて重要なリソグラフィ装置の倍率調整の実施を可能にする。   The invention thus makes it possible to carry out a magnification adjustment of a small but potentially very important lithographic apparatus, depending on the microlens array.

例示的な動作
図17は、本発明の一実施例に基づく倍率制御プロセス1700を示す流れ図である。この実施例では視野レンズだけを変位させる。この方法は、上記の系のうちの1つ、又は他のリソグラフィ系によって実行できることを理解されたい。
Exemplary Operation FIG. 17 is a flow diagram illustrating a magnification control process 1700 according to one embodiment of the invention. In this embodiment, only the field lens is displaced. It should be understood that this method can be performed by one of the above systems or other lithographic systems.

ステップ1702で、所望の名目倍率を計算して名目倍率出力33を得る。次いで投影系を通して光を投影する。視野レンズは所定の名目位置に置く。ステップ1704で、実際の倍率を測定して測定倍率出力34を得る。一実施例ではこれを、アライメント・センサを使用して実施することができる。ステップ1706で、名目倍率出力33と測定倍率出力34とを比較して、名目倍率を達成するために必要な倍率変化を表す倍率誤差出力35を得る。   In step 1702, a desired nominal magnification is calculated to obtain a nominal magnification output 33. The light is then projected through the projection system. The field lens is placed at a predetermined nominal position. In step 1704, the actual magnification is measured to obtain a measured magnification output 34. In one embodiment, this can be done using an alignment sensor. In step 1706, the nominal magnification output 33 and the measured magnification output 34 are compared to obtain a magnification error output 35 representing the change in magnification necessary to achieve the nominal magnification.

ステップ1708で、倍率誤差出力35を、事前に導き出しておいた、倍率と視野レンズの位置との間の関係のモデルに入力する。このステップでは次いでこのモデルを使用して、達成された場合に倍率誤差がゼロになる所望の視野レンズ位置に対応する所望のアクチュエータ位置を表すアクチュエータ制御出力36を得る。出力36を視野レンズ位置制御系37に入力する。視野レンズ位置制御系37は、アクチュエータ制御出力36によって指示された位置まで視野レンズ38を変位させるために使用される信号1710を出力する。視野レンズ位置変位検知系39によって実際の視野レンズ位置を測定する。この系は出力40を生成する。出力信号40はフィードバック制御信号として使用され、このフィードバック制御信号はアクチュエータ制御系37によって受け取られる。フィードバック制御信号40は、実際の視野レンズ位置が、出力36によって表される所望の視野レンズ位置に一致することを保証する。   In step 1708, the magnification error output 35 is input into a model of the relationship between magnification and field lens position that has been derived in advance. This step then uses this model to obtain an actuator control output 36 that represents the desired actuator position corresponding to the desired field lens position that, when achieved, results in zero magnification error. The output 36 is input to the field lens position control system 37. The field lens position control system 37 outputs a signal 1710 that is used to displace the field lens 38 to the position indicated by the actuator control output 36. The actual field lens position is measured by the field lens position displacement detection system 39. This system produces an output 40. The output signal 40 is used as a feedback control signal, which is received by the actuator control system 37. Feedback control signal 40 ensures that the actual field lens position matches the desired field lens position represented by output 36.

さまざまな実施例において、倍率と視野レンズ位置との間の関係のモデルは、以下に論じるようにシミュレーション又は実験によって導き出すことができる。   In various embodiments, a model of the relationship between magnification and field lens position can be derived by simulation or experiment as discussed below.

一実施例では、光学投影系の設計に基づいて、その投影系の性能をシミュレートすることができる。これを実行して、系の非テレセントリシティを、投影光学系のひとみに対する視野レンズの位置、すなわちビーム・エキスパンダに対する視野レンズの位置の関数として計算することができる。この実施例では、基板レベルでの投影系の倍率を、非テレセントリシティ、レンズ・アレイの幾何形状、及び視野レンズに対するレンズ・アレイの位置から導き出すことができる。このようにして、視野レンズの位置とレンズ・アレイの位置の間の関係のモデルを得ることができる。次いでこのモデルを例えばルックアップ・テーブルとして制御系にプログラムする。次いでこのモデルを、図17を参照して説明したように使用して、視野レンズの位置を調整するアクチュエータの移動を制御する。   In one embodiment, based on the design of the optical projection system, the performance of the projection system can be simulated. This can be done to calculate the non-telecentricity of the system as a function of the position of the field lens relative to the pupil of the projection optics, ie the position of the field lens relative to the beam expander. In this embodiment, the magnification of the projection system at the substrate level can be derived from the non-telecentricity, the lens array geometry, and the position of the lens array relative to the field lens. In this way, a model of the relationship between the field lens position and the lens array position can be obtained. This model is then programmed into the control system, for example as a look-up table. This model is then used as described with reference to FIG. 17 to control the movement of the actuator that adjusts the position of the field lens.

他の実施例では、シミュレーションではなく実験を使用することができる。視野レンズ位置の変化と結果として生じる倍率の変化との間の関係を測定系を使用して測定する。このプロセスを繰り返して、ある範囲の位置及び位置に対応する倍率を測定する。これらの測定からルックアップ・テーブルを得る。このルックアップ・テーブルを制御系にプログラムする。露光系の動作中にこのルックアップ・テーブルは、系によって測定された倍率誤差とともに、視野レンズを移動させるためのアクチュエータへの入力を提供する。このようにして倍率誤差は補正される。機械ドリフトを補償するため、この実験を定期的に実行し、ルックアップ・テーブルを定期的に更新することができる。   In other embodiments, experiments can be used rather than simulations. The relationship between the change in field lens position and the resulting change in magnification is measured using a measurement system. This process is repeated to measure a range of positions and a magnification corresponding to the position. A lookup table is obtained from these measurements. This lookup table is programmed into the control system. During operation of the exposure system, this look-up table provides an input to an actuator for moving the field lens along with the magnification error measured by the system. In this way, the magnification error is corrected. To compensate for machine drift, this experiment can be performed periodically and the lookup table can be updated periodically.

図2を参照して説明した本発明の実施例は一例として回折光学(MEMS)装置を使用しているが、他のコントラスト装置を使用することもでき、任意の可変コントラスト装置又は制御可能な透過型パターン付与装置を使用して、調整可能な視野レンズ及び調整可能なレンズ・アレイを通して投影されるビームに適当なパターンを付与することもできることを理解されたい。同様に、適当な設計のビーム・エキスパンダ、例えば屈折型又は反射型のビーム・エキスパンダを使用することができる。このような変更及び置換えは全て本発明の範囲内で企図される。   The embodiment of the invention described with reference to FIG. 2 uses a diffractive optics (MEMS) device as an example, but other contrast devices can be used, any variable contrast device or controllable transmission. It should be understood that a mold patterning device can be used to impart an appropriate pattern to the beam projected through the adjustable field lens and the adjustable lens array. Similarly, appropriately designed beam expanders, such as refractive or reflective beam expanders, can be used. All such changes and substitutions are contemplated within the scope of the present invention.

視野レンズを使用して投影ビームを変化させるための例示的な構成
図18及び19は、本発明の一実施例に基づく視野レンズ、マイクロレンズ及び基板の概略図である。図18及び19の参照符号は図10で使用した符号と対応する。
Exemplary Configuration for Changing Projection Beam Using a Field Lens FIGS. 18 and 19 are schematic views of a field lens, microlens and substrate according to one embodiment of the present invention. Reference numerals in FIGS. 18 and 19 correspond to those used in FIG.

図18を参照すると、マイクロレンズ・アレイ11の焦点面よりも上方に基板2が位置している。これは例えば基板2に膨らみがある場合に起こる。従来はこれが起こると、焦点面と一致するまで基板を移動させていた。しかし、大面積の基板、例えばフラット・パネル・ディスプレイ基板、を使用する場合には、基板を焦点面まで移動させることができない場合がある。本発明のこの実施例では、この不一致を補正するために基板2に対してマイクロレンズ11を移動させる。   Referring to FIG. 18, the substrate 2 is located above the focal plane of the microlens array 11. This occurs, for example, when the substrate 2 is swollen. In the past, when this occurred, the substrate was moved until it coincided with the focal plane. However, when using a large area substrate, such as a flat panel display substrate, the substrate may not be able to be moved to the focal plane. In this embodiment of the invention, the microlens 11 is moved relative to the substrate 2 to correct this discrepancy.

図19を参照すると、マイクロレンズ・アレイ11が上方へ移動されており、その結果、マイクロレンズ・アレイ11が視野レンズ25に近づいている。マイクロレンズ・アレイ11の焦点面も対応する量だけ上方へ移動し、その結果、基板2が焦点面に位置している。このように、マイクロレンズ・アレイ11を使用することによって基板2の膨らみを補正することができる。   Referring to FIG. 19, the microlens array 11 has been moved upward, and as a result, the microlens array 11 is approaching the field lens 25. The focal plane of the microlens array 11 is also moved upward by a corresponding amount so that the substrate 2 is located at the focal plane. In this way, the bulge of the substrate 2 can be corrected by using the microlens array 11.

レンズ27のそれぞれの線29はマイクロレンズ・アレイ11の移動後も投影系の主光軸28と平行であることを理解されたい。言い換えると、このマイクロレンズ・アレイ11の移動によって系の倍率は変化しない。一実施例では、視野レンズ25が、投影系の残りの構成要素(図2参照)に関して、マイクロレンズ・アレイ11の移動の前に線29が例えば図10に示すように平行となるように配置される。   It should be understood that each line 29 of the lens 27 is parallel to the main optical axis 28 of the projection system even after movement of the microlens array 11. In other words, the magnification of the system does not change due to the movement of the microlens array 11. In one embodiment, the field lens 25 is arranged with respect to the remaining components of the projection system (see FIG. 2) so that the line 29 is parallel, for example as shown in FIG. 10, before the movement of the microlens array 11. Is done.

図20は、本発明の一実施例に基づくマイクロレンズ・アレイの上面図である。この実施例では、3つのアクチュエータ50を使用してマイクロレンズ・アレイ11を作動させる。アクチュエータ50は、マイクロレンズ・アレイ11の周縁に結合されており、独立に操作可能である。マイクロレンズ・アレイ11を上昇又は下降させるときには、3つの全てのアクチュエータ50を操作する。   FIG. 20 is a top view of a microlens array according to one embodiment of the present invention. In this embodiment, three actuators 50 are used to actuate the microlens array 11. The actuator 50 is coupled to the periphery of the microlens array 11 and can be operated independently. When raising or lowering the microlens array 11, all three actuators 50 are operated.

マイクロレンズ・アレイ11の1つの辺又は角を上方へ移動させ、残りを動かさないことが望ましい場合があることを理解されたい。例えばこれを使用して、マイクロレンズ・アレイ11の1つの辺又は1つの角の下の部分だけにある基板2の膨らみを考慮するために、焦点面の補正を実施することができる。この実施例では、必要なマイクロレンズ・アレイ11の移動に応じて1つ又は2つのアクチュエータ50を操作する。この実施例では、レンズ27の線29が投影系の主光軸28に対して平行でなくなることがある。視野レンズ25の位置を調整することによって、この偏位の一部を補正することができる。   It should be understood that it may be desirable to move one side or corner of the microlens array 11 upward and not move the rest. This can be used, for example, to perform focal plane correction to account for the bulges of the substrate 2 that are only on one side or one corner of the microlens array 11. In this embodiment, one or two actuators 50 are operated according to the required movement of the microlens array 11. In this embodiment, the line 29 of the lens 27 may not be parallel to the main optical axis 28 of the projection system. By adjusting the position of the field lens 25, a part of this deviation can be corrected.

図には投影系を1つだけ示したが、リソグラフィ装置は、同時に使用されるいくつかの投影系を備えることができることを理解されたい。例えば、フラット・パネル・ディスプレイ・スクリーンを製造するために使用されるリソグラフィ系は、フラット・パネル・ディスプレイ基板の全幅を覆うように配置された複数の投影系を備えることができる。それぞれの投影系の光学要素は独立に調整することができる。   Although only one projection system is shown in the figure, it should be understood that the lithographic apparatus can comprise several projection systems that are used simultaneously. For example, a lithographic system used to manufacture a flat panel display screen can comprise a plurality of projection systems arranged to cover the entire width of the flat panel display substrate. The optical elements of each projection system can be adjusted independently.

結語
本発明のさまざまな実施例を説明したが、それらは例示のために提示したものであって、本発明を限定するものではないことを理解されたい。本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなくこれらの実施例に形態及び詳細のさまざまな変更を加えることができることは当業者には明白である。したがって本発明の範囲は上記の例示的な実施例によっては限定されず、前記請求項及びそれらの等価物によってのみ定義される。
CONCLUSION While various embodiments of the present invention have been described, it should be understood that they have been presented for purposes of illustration and not limitation. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, in form and detail, can be made to these embodiments without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the scope of the invention is not limited by the above-described exemplary embodiments, but is defined only by the claims and their equivalents.

本発明の第1の実施例に基づくリソグラフィ装置を示す図である。1 depicts a lithographic apparatus according to a first embodiment of the invention. 図1をより詳細に示す本発明の一実施例に基づく図である。FIG. 2 is a diagram based on one embodiment of the present invention showing FIG. 1 in more detail. 本発明の一実施例に基づく空間的光変調器のアレイの概略図である。1 is a schematic diagram of an array of spatial light modulators according to one embodiment of the present invention. FIG. 図3の空間的光変調器アセンブリの変位可能要素の斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of a displaceable element of the spatial light modulator assembly of FIG. 3. 図3の空間的光変調器の1つの要素の概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram of one element of the spatial light modulator of FIG. 3. 図3に示した空間的光変調器の1つの要素の状態を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a state of one element of the spatial light modulator illustrated in FIG. 3. 図3に示した空間的光変調器の1つの要素の他の状態を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating another state of one element of the spatial light modulator illustrated in FIG. 3. 本発明の一実施例に基づくマイクロレンズ・アレイの斜視図である。1 is a perspective view of a microlens array according to an embodiment of the present invention. FIG. マイクロレンズ・アレイを使用するときに依存する本発明の一実施例に基づく露光原理の概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram of an exposure principle according to an embodiment of the present invention that relies on using a microlens array. 名目倍率構成をとる本発明の一実施例に基づく視野レンズ、マイクロレンズ及び基板の概略図である。1 is a schematic diagram of a field lens, a microlens and a substrate according to one embodiment of the present invention having a nominal magnification configuration. FIG. 名目倍率で投影された像スポットの位置を示す本発明の一実施例に基づくマイクロレンズ・アレイの上面図である。FIG. 6 is a top view of a microlens array according to an embodiment of the present invention showing the position of image spots projected at nominal magnification. 図10に対応する、視野レンズを変位させて倍率を低くした後の図である。FIG. 11 is a diagram corresponding to FIG. 10 after the field lens is displaced to lower the magnification. 図12に示すように視野レンズを変位させた後の低い倍率での像スポットの位置を示すマイクロレンズ・アレイの上面図である。FIG. 13 is a top view of the microlens array showing the position of the image spot at a low magnification after the field lens is displaced as shown in FIG. 図10に対応する、視野レンズを変位させて倍率を高くした後の図である。FIG. 11 is a diagram corresponding to FIG. 10 after the field lens is displaced to increase the magnification. 図14に示すように視野レンズを変位させた後の高い倍率での像スポットの位置を示すマイクロレンズ・アレイの上面図である。FIG. 15 is a top view of the microlens array showing the position of the image spot at a high magnification after the field lens is displaced as shown in FIG. 14. マイクロレンズ・アレイに対する視野レンズの傾きの変更の結果を示す本発明の一実施例に基づく視野レンズ、マイクロレンズ及び基板の概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram of a field lens, a microlens and a substrate according to one embodiment of the present invention showing the result of changing the tilt of the field lens relative to the microlens array. 本発明の一実施例に基づく倍率測定/調整プロセスを表す流れ図である。3 is a flow diagram representing a magnification measurement / adjustment process according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施例に基づく視野レンズ、マイクロレンズ及び基板の概略図である。1 is a schematic view of a field lens, a micro lens, and a substrate according to an embodiment of the present invention. FIG. 本発明の一実施例に基づく視野レンズ、マイクロレンズ及び基板の概略図である。1 is a schematic view of a field lens, a micro lens, and a substrate according to an embodiment of the present invention. FIG. 本発明の一実施例に基づくマイクロレンズ・アレイの上面図である。1 is a top view of a microlens array according to one embodiment of the present invention. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 個別に制御可能な要素のアレイ
2 基板
3 ビーム・スプリッタ
4 レンズ
5 レンズ
6 レンズ
7 レンズ
8 レンズ
9 レンズ
10 レンズ
11 マイクロレンズ・アレイ
12 フレーム
13 フレーム
14 フレーム
15 駆動機構
16 変位可能部材
17 サンプル及びホールド回路
18 入射光
19 反射光
20 入射光
21 回折光
25 視野レンズ
26 投影ビーム
27 レンズ要素
28 主光軸
29 レンズ要素の線
30 レンズの周縁
31 照明ビームの外周
32 像スポット位置
100 リソグラフィ投影装置
102 放射系
104 個別に制御可能な要素のアレイ
106 物体テーブル
108 投影系
110 投影ビーム
112 放射源
114 基板
116 位置決め装置
118 ビーム・スプリッタ
120 標的部分
122 放射ビーム
124 照明系(照明装置)
126 調節装置(ビーム・エキスパンダなど)
128 調整装置
130 インテグレータ
132 コンデンサ
134 干渉計測定装置
136 ベース・プレート
138 干渉計ビーム
140 ビーム・スプリッタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Array of individually controllable elements 2 Substrate 3 Beam splitter 4 Lens 5 Lens 6 Lens 7 Lens 8 Lens 9 Lens 10 Lens 11 Microlens array 12 Frame 13 Frame 14 Frame 15 Drive mechanism 16 Displaceable member 17 Sample and Hold circuit 18 Incident light 19 Reflected light 20 Incident light 21 Diffracted light 25 Field lens 26 Projected beam 27 Lens element 28 Main optical axis 29 Lens element line 30 Lens periphery 31 Illumination beam outer periphery 32 Image spot position 100 Lithographic projection apparatus 102 Radiation system 104 Array of individually controllable elements 106 Object table 108 Projection system 110 Projection beam 112 Radiation source 114 Substrate 116 Positioning device 118 Beam splitter 120 Target portion 122 Radiation beam 12 4 Lighting system (lighting device)
126 Adjusting devices (beam expanders, etc.)
128 adjustment device 130 integrator 132 capacitor 134 interferometer measurement device 136 base plate 138 interferometer beam 140 beam splitter

Claims (12)

放射投影ビームを供給する照明系と、
前記投影ビームにパターンを付与するパターン形成系と、
基板を支持する基板テーブルと、
前記パターンが付与されたビームを前記基板の標的部分上へ投影し、前記パターン形成系と前記基板テーブルの間にひとみを画成する投影系と
を備え、前記投影系が、
前記ひとみと前記基板テーブルの間に位置する一連のレンズ構成要素
を含み、前記レンズ構成要素が、
前記ひとみからの前記パターンが付与されたビームを拡大するビーム・エキスパンダと、
前記パターンが付与されたビームに対して横切る方向に延在するレンズのアレイであって、前記レンズ・アレイのそれぞれのレンズが、前記パターンが付与されたビームのそれぞれの部分を、前記基板の前記標的部分の対応するそれぞれの部分上へ集束させるように延在するレンズ・アレイと
を含み、
前記投影系の焦点面を調整するため、前記レンズ構成要素のうちの少なくとも1つの構成要素の位置を前記ひとみに対して調整することができる
リソグラフィ装置。
An illumination system for supplying a radiation projection beam;
A pattern forming system for imparting a pattern to the projection beam;
A substrate table that supports the substrate;
A projection system that projects the patterned beam onto a target portion of the substrate and defines a pupil between the patterning system and the substrate table, the projection system comprising:
A series of lens components positioned between the pupil and the substrate table, the lens components comprising:
A beam expander for expanding the beam provided with the pattern from the pupil;
An array of lenses extending in a direction transverse to the beam provided with the pattern, wherein each lens of the lens array passes a respective portion of the beam provided with the pattern onto the substrate; A lens array extending to focus onto a corresponding respective portion of the target portion, and
A lithographic apparatus, wherein a position of at least one of the lens components can be adjusted relative to the pupil to adjust a focal plane of the projection system.
前記ひとみ及び前記ビーム・エキスパンダに対して前記レンズ・アレイを変位させるアクチュエータ系をさらに備えた、請求項1に記載のリソグラフィ装置。   A lithographic apparatus according to claim 1, further comprising an actuator system for displacing the lens array relative to the pupil and the beam expander. 前記アクチュエータ系が3つ以上のアクチュエータを含む、請求項2に記載のリソグラフィ装置。   A lithographic apparatus according to claim 2, wherein the actuator system comprises three or more actuators. 前記アクチュエータが独立に操作可能である、請求項3に記載のリソグラフィ装置。   A lithographic apparatus according to claim 3, wherein the actuators are independently operable. 前記ビーム・エキスパンダが、前記ビーム・エキスパンダ自体と前記レンズ・アレイの間に実質的に平行な放射ビームを生成する、請求項1に記載のリソグラフィ装置。   A lithographic apparatus according to claim 1, wherein the beam expander generates a substantially parallel radiation beam between the beam expander itself and the lens array. 前記パターンが付与されたビームに対する前記レンズ・アレイの傾きを調整することができる、請求項1に記載のリソグラフィ装置。   A lithographic apparatus according to claim 1, wherein the tilt of the lens array relative to the patterned beam can be adjusted. 放射ビームにパターンを付与するステップと、
ひとみを画成し、且つ前記ひとみと基板テーブルの間に位置する一連のレンズ構成要素を含む投影系を使用して、前記パターンが付与されたビームを基板の標的部分上へ投影するステップと、
前記レンズ構成要素のビーム・エキスパンダ部分と前記パターンが付与されたビームに対して横切る方向に延在するレンズ・アレイとを使用して、前記ひとみからの前記パターンが付与されたビームを拡大するステップと、
前記レンズ・アレイのそれぞれのレンズを使用して、前記パターンが付与されたビームのそれぞれの部分を、前記基板の前記標的部分の対応するそれぞれの部分上へ集束させるステップと、
前記レンズ構成要素のうちの少なくとも1つの構成要素の位置を前記ひとみに対して調整することによって前記投影系の焦点面を調整するステップと
を含むデバイス製造方法。
Applying a pattern to the radiation beam;
Projecting the patterned beam onto a target portion of a substrate using a projection system that defines a pupil and includes a series of lens components positioned between the pupil and the substrate table;
Enlarging the patterned beam from the pupil using a beam expander portion of the lens component and a lens array extending transverse to the patterned beam. Steps,
Using each lens of the lens array to focus a respective portion of the patterned beam onto a corresponding respective portion of the target portion of the substrate;
Adjusting the focal plane of the projection system by adjusting the position of at least one of the lens components relative to the pupil.
前記ひとみ及び前記ビーム・エキスパンダに対して前記レンズ・アレイを変位させるステップをさらに含む、請求項7に記載の方法。   8. The method of claim 7, further comprising displacing the lens array with respect to the pupil and the beam expander. 前記変位ステップが3つ以上のアクチュエータを使用することを含む、請求項8に記載の方法。   The method of claim 8, wherein the displacement step comprises using three or more actuators. 前記変位ステップがさらに、前記アクチュエータを独立に操作することを含む、請求項9に記載の方法。   The method of claim 9, wherein the displacing step further comprises operating the actuator independently. 前記ビーム・エキスパンダと前記レンズ・アレイの間に実質的に平行な放射ビームが生成されるように前記ビーム・エキスパンダを配置するステップをさらに含む、請求項7に記載の方法。   8. The method of claim 7, further comprising positioning the beam expander such that a substantially parallel radiation beam is generated between the beam expander and the lens array. 前記投影ビームに対する前記レンズ・アレイの傾きを調整するステップをさらに含む、請求項7に記載の方法。   The method of claim 7, further comprising adjusting a tilt of the lens array relative to the projection beam.
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