JP2006011450A - リソグラフィ装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】パターン形成中に、大きい被加工物の正確な位置測定及び／又は移動を可能にするリソグラフィ装置及び方法を提供する。
【解決手段】本リソグラフィ装置は、パターン形成システムにより放射投影ビームにパターンを付与する。基板４は基板テーブル１で支持され、パターン付与されたビームをテーブル上の基板に投影する。基板移動制御システムは、基板をテーブル及び投影システムに対して所定方向に移動させる。テーブル及びビームに対する基板の位置は、移動制御システムにより決定される。移動制御システムは、基板と共に移動可能な少なくとも１つの位置調整マーク８と、投影ビームの走査時にはこの位置調整マーク８を基板と共に移動させ、投影ビームの走査後には位置調整マーク８を基板から持ち上げるように、位置調整マーク８を基板と接触配置する位置決め装置とを有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、リソグラフィ装置及びデバイス製造方法に関するものである。

リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板のターゲット部分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、及び微細構造を伴う他の装置の製造に用いることができる。通常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手段を用いて、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可能であり、このパターンを、放射感応材料（例えばレジスト）の層を有する基板（例えばシリコン・ウェハ又はガラス板）上の（例えば１つ又は複数のダイの一部を含む）ターゲット部分に結像させることができる。パターン形成手段は、マスクではなく、回路パターンを生成する個々に制御可能な要素の配列を含むものでもよい。

一般に、単一の基板は連続的に露光される隣接するターゲット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、パターン全体をターゲット部分に一度に露光することによって各ターゲット部分を照射するステッパと、パターンを投影ビームによって所与の方向（「走査」方向）に走査し、それと同時にこの方向に対して平行又は逆平行に基板を同期して走査することによって各ターゲット部分を照射するスキャナとが含まれる。

きわめて大型の薄いガラス基板を露光する必要のある大型フラット・パネル・ディスプレイ（ＦＰＤ）が設計されている。例えば、ガラス基板は、厚さが１ｍｍ未満、縁寸法が一般に１．８５×２．２メートルである。各ガラス基板から、複数のパネル（例えば４枚、６枚又は９枚）を採取することができ、各パネルはコンピュータのモニター画面やＴＶ画面などの単一の製品に対応する。こうした大型基板では、基板を移動可能なテーブルに載せ、次いで、例えばリニア・モータを用いてテーブルを移動させることが提唱されてきた。したがって、このテーブルは機能的にチャックと同等であり、チャックで支持された基板が投影ビームに対して確実に適切な位置になるように、正確に移動させなければならない。こうした装置では、移動する構成要素（例えば基板及びチャック）を合わせた質量が基板自体の質量より大きくなる。このため慣性力が大きくなり、これは一般に、高い位置精度を必要とする装置には望ましくない。

ＦＤＰ向けの大型基板を露光する場合については、基板を横切って投影ビームを走査するために、固定的な光学カラム（円柱体）（例えば、投影ビームを生成する構成要素）、及び基板を光学カラムの下の単純な直線経路に沿って移動させる基板移動システムに依存することも提唱されてきた。したがって、投影ビームの幅は、基板のターゲット部分の幅と同じでなければならない。これは光学カラムの適切な設計によって達成することができるが、それでもなお、光学カラムに対する基板の位置を、その移動方向に沿ってきわめて正確に制御する必要がある。

大型ガラス・パネルなどの基板を、例えば加圧された空気軸受で支持し、その軸受上でパネルが、静止した支持テーブルの上面に対して容易に移動できるようにすることが知られている。その場合、こうした「浮動する」基板支持システムは、基板を移動させるための任意の適切な装置に依存することができる。これは、例えば機械的な力を基板の縁部に直接加えること、基板に対してエア・ジェットをあてて、その正味の力によって所望の移動方向を得ること、または基板に結合させた磁石の配列を用いて力を加えることによって可能になる。残念ながら、位置精度が重要なリソグラフィ装置の場合、こうした移動システム自体を用いて基板の位置を指し示すことはきわめて困難である。例えば、リソグラフィ装置が移動可能なチャックを備えている場合には、（しばしば「符号器格子」と呼ばれる）位置調整用マークをチャック自体の上に設けることができる。そうした位置調整用マーク、及びチャックと基板との間などの所定の既知の相対位置から、基板の位置を正確に決定することができる。しかし、下にあるテーブルに対して基板が「浮動している」場合、位置調整用マーク又は基板自体の他の物理的特徴を参照することによってしか、基板自体の位置を決定することができない。こうした位置調整用マークは、基板をリソグラフィ装置に提供する前に基板上に設けなければならず、したがって、基板に位置調整用マークを用意するためだけに、余計な処理工程、或いは追加のリソグラフィ装置を設けなければならない。

大面積の薄い基板の位置を浮動軸受上で制御することに伴う他の問題は、均一で予測可能な基板の移動を実施するために基板に加える力を正確に制御することについてのものである。その面積に対する厚さを考えれば、基板の１つの縁部に対して機械的な力を単純に加えることには問題があるが、空気圧に依存する移動は制御が難しく、また基板には適切な磁気駆動装置への基板の磁気結合を可能にするものは存在しない。

したがって、必要とされているのは、大きい被加工物のパターン形成中に、被加工物の正確な位置測定及び／又は移動を可能にするリソグラフィ装置及び方法である。

本発明の一実施例によれば、放射投影ビームを提供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ように働くパターン形成システムと、基板を支持するための基板テーブルと、パターンの付与されたビームを基板に投影するための投影システムと、基板を横断して投影ビームを走査するように基板をテーブル及び投影システムに対して所定の方向に移動させて、テーブル及び投影ビームに対する基板の位置を決定するための基板移動制御システムとを有するリソグラフィ装置が提供される。移動制御システムは、基板と共に移動可能である少なくとも１つの構成要素と、位置決め装置とを有し、該位置決め装置は、基板を横断して投影ビームを走査するときには、少なくとも１つの構成要素が基板と共に移動するように、少なくとも１つの構成要素を基板に接触させて配置し、基板を横断して投影ビームを走査した後には、少なくとも１つの構成要素を基板から取り除く。

本発明の他の具体例によれば、基板を提供する段階と、照明系を用いて放射の投影ビームを提供する段階と、投影ビームの断面にパターンを付与する段階と、投影システムを用いてパターンの付与されたビームを基板のターゲット部分に投影する段階と、基板を横断して投影ビームを走査し、テーブル及び投影システムに対する基板の位置を決定するために、移動システムを用いて基板をテーブル及び投影システムに対して所定の方向に移動させる段階とを含むデバイス製造方法が提供される。移動システムの少なくとも１つの構成要素は、基板と共に移動される。この少なくとも１つの構成要素は、基板を横断して投影ビームを走査するときには基板と共に移動され、基板を横断して投影ビームを走査した後には基板から取り除くように、基板と接触させて配置される。

一具体例では、基板の位置を正確に決定するために、基板上に配置する構成要素を、位置調整用マークの形成された細長条片の形にすることができる。位置決め装置は、この条片を基板に載せるか、或いは１対の条片を基板の相対する縁部に沿って置き、条片又は各条片を所望の移動方向に対して平行に延在させる。基板の位置を決定するために、条片又は各条片に形成された位置調整用マークを検出する検出器が設けられる。

一具体例では、条片を供給リールから供給して、巻き取りリールによって巻き取るようにしてもよい。或いは他の具体例では、条片は切れ目がなく連続しており、閉ループ経路のまわりに延在するものにできる。他の具体例では、基板の移動を生じさせるために条片に力を加えることができる。例えばこれは、条片を単純に引っ張る、或いは条片を磁化して、例えば電磁石を用いて適切な移動力を加えることによって実施できる。

一具体例では、単純な磁石を基板に配置し、それを適切な磁場に曝すことによって移動力を与える目的で用いることができる。基板テーブルには静止した上面が規定され、その上で空気軸受によって基板を支持することができる。基板に取り付けられる構成要素は、静電気的に、或いは基板に当接する構成要素の表面に高摩擦材料が形成されることよって基板に付着するように適合させることができる。

本発明の他の具体例、特徴及び利点、並びに本発明の様々な具体例の構造及び動作を、添付図面を参照して以下で詳しく記述する。

本明細書に組み込まれ、その一部を構成する添付図面は、本発明を説明するものであり、さらには記述と共に本発明の原理を説明し、関連分野の技術者による本発明の実施及び利用を可能にするものである。

これから添付図面を参照して本発明を記述する。図中において類似の参照番号は、同一又は機能的に類似の要素を指すことがある。

用語の概説
本明細書では、リソグラフィ装置を集積回路（ＩＣ）の製造に用いることについて特に言及することがあるが、本明細書で記載するリソグラフィ装置は、一体型光学システム、磁気ドメイン・メモリ用の誘導及び検出パターン、フラット・パネル・ディスプレイ、薄膜磁気ヘッドその他の製造など、他の用途にも使用可能であることを理解すべきである。こうした別の用途についての文脈では、本明細書中の「ウェハ」又は「ダイ」という用語の使用はいずれも、それぞれ「基板」又は「ターゲット部分」というより一般的な用語と同義であると考えられることが当業者には理解されよう。本明細書で言及する基板は、露光前又は露光後に、例えばトラック（一般に基板にレジスト層を施し、露光されたレジストを現像するツール）や計測又は検査ツールで処理することができる。該当する場合には、本明細書の開示をこうしたツールや他の基板処理ツールに適用してもよい。さらに、例えば多層ＩＣを作製するために、基板を２回以上処理することも可能であり、したがって本明細書で使用する基板という用語は、処理が施された複数の層を既に含む基板を指すこともある。

本明細書で使用する「個々に制御可能な要素の配列」という用語は、基板のターゲット部分に所望のパターンを生成することができるように、入射する放射ビームにパターンの付与された断面を形成するために用いることのできる任意の装置を指すものと広く解釈すべきである。「光弁」及び「空間光変調器（ＳＬＭ）」という用語も、この文脈で用いることができる。こうしたパターン形成装置の例については以下で論じる。

プログラム可能ミラー・アレイ（配列）は、粘弾性制御層及び反射面を有する、マトリクス（行列）状にアドレス指定可能な表面を含むことができる。こうした装置の背景となる基本原理は、例えば、反射面のアドレス指定された領域が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が入射光を非回折光として反射することにある。適切な空間フィルタを用いると、非回折光を反射ビームから濾去し、回折光のみ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、マトリクス状にアドレス指定可能な表面のアドレス指定パターンに従って、ビームにパターンが付与される。

別法として、フィルタが回折光を濾去し、非回折光を残して基板に到達させてもよいことが理解されよう。類似の方法として、回折光学的な微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）装置の配列を用いることもできる。回折光学的なＭＥＭＳ装置はそれぞれ、相互に変形して入射光を回折光として反射する格子を形成することが可能な複数の反射リボンを含むことができる。

他の実施例は、小さいミラーのマトリクス状配列を使用したプログラム可能ミラー・アレイを含むことが可能であり、適切な局部電界を印加するか、或いは電圧作動手段を用いることにより、それぞれのミラーを個々に軸線を中心に傾斜させることができる。ここでも、ミラーはマトリクス状にアドレス指定可能にされ、アドレス指定されたミラーが、入射する放射ビームを、アドレス指定されていないミラーとは異なる方向に反射する。このようにして、マトリクス状にアドレス指定可能なミラーのアドレス指定パターンに従って、反射ビームにパターンが付与される。必要なマトリクス・アドレス指定は、適切な電子手段を用いて実施することができる。

上記のどちらの場合も、個々に制御可能な要素の配列は、１つ又は複数のプログラム可能ミラー・アレイを含むことができる。本明細書で言及するミラー・アレイに関する他の情報は、例えば米国特許第５２９６８９１号及び第５５２３１９３号、並びにＰＣＴ特許出願ＷＯ９８／３８５９７号及びＷＯ９８／３３０９６号から得られ、これらを参照によって完全な形で本明細書に組み込む。

プログラム可能ＬＣＤアレイを用いることもできる。このような構成の例は米国特許第５２２９８７２号に示されており、これを参照によって完全な形で本明細書に組み込む。

例えば、フィーチャの事前バイアス、光学近接効果補正フィーチャ、位相変化技術及び多重露光技術を用いる場合、個々に制御可能な要素の配列上に「表示された」パターンは、基板の層又は基板に最終的に転写されるパターンと実質的に異なる可能性があることを理解すべきである。同様に、最終的に基板に生成されるパターンは、個々に制御可能な要素の配列上にいずれの瞬間に形成されるパターンとも一致しない可能性がある。この可能性があるのは、個々に制御可能な要素の配列及び／又は基板の相対位置が所与の時間、又は所与の露光回数にわたって変化し、その所与の時間又は所与の露光にわたって、基板の各部に形成される最終パターンを作り上げる装置の場合である。

本明細書では、リソグラフィ装置をＩＣの製造に用いることについて特に言及することがあるが、本明細書に記載するリソグラフィ装置は、例えばＤＮＡチップ、ＭＥＭＳ、ＭＯＥＭＳ、一体型光学システム、磁気ドメイン・メモリ用の誘導及び検出パターン、フラット・パネル・ディスプレイ、薄膜磁気ヘッドその他の製造など、他の用途にも使用可能であることを理解すべきである。こうした別の用途についての文脈では、本明細書中の「ウェハ」又は「ダイ」という用語の使用はいずれも、それぞれ「基板」又は「ターゲット部分」というより一般的な用語と同義であると考えられることが当業者には理解されよう。本明細書で言及する基板は、露光前又は露光後に、例えばトラック（一般に基板にレジスト層を付加し、露光されたレジストを現像するツール）や計測又は検査ツールで処理することができる。該当する場合には、本明細書の開示をこうしたツールや他の基板処理ツールに適用してもよい。さらに、例えば多層ＩＣを作製するために、基板を２回以上処理することも可能であり、したがって本明細書で使用する基板という用語は、処理が施された複数の層を既に含む基板を指すこともある。

本明細書で使用する「放射」及び「ビーム」という用語は、（例えば３６５、２４８、１９３、１５７又は１２６ｎｍの波長を有する）紫外（ＵＶ）放射、及び（例えば５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）極紫外（ＥＵＶ）放射を含むあらゆる種類の電磁放射、並びにイオン・ビームや電子ビームなどの粒子ビームを包含している。

本明細書で使用する「投影システム」という用語は、適宜、例えば使用される露光放射向け、又は浸漬液の使用や真空の使用など他の要素向けの屈折光学系、反射光学系及び反射屈折光学系を含めて様々な種類の投影システムを包含するものとして広く解釈すべきである。本明細書中の「レンズ」という用語の使用はいずれも、「投影システム」というより一般的な用語と同義であると考えられる。

照明系も、放射の投影ビームの方向付け、成形又は制御のための屈折式、反射式及び反射屈折式の光学要素を含めて様々な種類の光学要素を包含することが可能であり、こうした構成要素も以下では一括して、又は単独で「レンズ」と呼ぶことがある。

リソグラフィ装置は、２（デュアル・ステージ）又は３以上の基板テーブル（及び／又は２以上のマスク・テーブル）を有する種類のものでもよい。こうした「多数（マルチ）ステージ」装置では、追加のテーブルを並行して用いてもよく、或いは１つ又は複数のテーブル上で予備工程を実施し、それと同時に１つ又は複数の他のテーブルを露光に用いてもよい。

リソグラフィ装置は、投影システムの最後の要素と基板との間の空間を満たすように、比較的大きな屈折率を有する液体（例えば水）に基板を浸す種類のものでもよい。浸漬液を、例えばマスクと投影システムの第１の要素との間など、リソグラフィ装置の他の空間に適用することもできる。投影システムの開口数を高めるための浸漬技術は、当技術分野では周知である。

さらに装置は、（例えば、化学物質を基板に選択的に付着させるため、或いは基板の表面構造を選択的に変更するために）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用セルを備えることができる。

リソグラフィ投影装置
図１は、本発明の実施例によ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、少なくとも、放射システム１０２、個々に制御可能な要素の配列１０４、オブジェクト・テーブル１０６（例えば基板テーブル）、及び投影システム（「レンズ」）１０８を含んでいる。

放射システム１０２は、放射（例えばＵＶ放射）の投影ビーム１１０を供給するために用いることが可能であり、この特定の場合には、放射源１１２も備えている。

個々に制御可能な要素の配列１０４（例えばプログラム可能ミラー・アレイ））を用いて、投影ビーム１１０にパターンを付与することができる。一般に、個々に制御可能な要素の配列１０４の位置を、投影システム１０８に対して固定することができる。しかし、別の実施例では、個々に制御可能な要素の配列１０４を、投影システム１０８に対してそれを正確に位置決めするための位置決め装置（図示せず）に接続してもよい。本明細書で図示する個々に制御可能な要素１０４は、（例えば、反射式の個々に制御可能な要素の配列を有する）反射式のものである。

オブジェクト・テーブル１０６は、基板１１４を保持するための基板ホルダ（明示せず、例えばレジスト塗布シリコン・ウェハやガラス基板）を備えることが可能であり、また基板１１４を投影システム１０８に対して正確に位置決めするための位置決め装置１１６に接続することができる。

投影システム１０８（例えば、石英及び／又はＣａＦ_２レンズ系、又はそうした材料から作製されたレンズ要素を含む反射屈折光学系、又はミラー系）を用いて、ビーム分離器（スプリッタ）１１８から受け取ったパターンの形成されたビームを基板１１４のターゲット部分１２０（例えば１つ又は複数のダイ）に投影することができる。投影システム１０８は、個々に制御可能な要素の配列１０４の像を基板１１４に投影することもできる。或いは、投影システム１０８は第２の放射源の像を投影することも可能であり、そのために個々に制御可能な要素の配列１０４の要素はシャッターとして働く。投影システム１０８はまた、第２の放射源を形成し、微小部分を基板１１４に投影するために微小レンズ・アレイ（ＭＬＡ）を有することもできる。

放射源１１２（例えばエキシマ・レーザ）は、放射ビーム１２２を生成することができる。ビーム１２２は、直接、或いは例えばビーム拡大器（エキスパンダ）１２６などの調節装置１２６を通過した後、照明系（照明器）１２４に送られる。照明器１２４は、ビーム１２２の強度分布の外側及び／又は内側の半径方向範囲（それぞれ一般にσ外側（σ−ｏｕｔｅｒ）、σ内側（σ−ｉｎｎｅｒ）と呼ばれる）を設定するための調整装置１２８を有することができる。さらに、照明器１２４は一般に、積算器１３０及びコンデンサ１３２など他の様々な構成要素を含む。このようにして、個々に制御可能な要素の配列１０４に影響を及ぼす投影ビーム１１０は、その断面に所望される均一性及び強度分布を有するようになる。

図１に関して、（例えば、放射源１１２が水銀ランプである場合によく見られるように）放射源１１２がリソグラフィ投影装置１００のハウジング内にあってもよいことに留意すべきである。別の実施例では、放射源１１２はリソグラフィ投影装置１００から離れていてもよい。この場合、（例えば適切な方向付ミラーを用いて）放射ビーム１２２を装置１００に向ける。この後者の場合は、放射源１１２がエキシマ・レーザである場合によく見られる。これらのどちらの場合も、本発明の範囲内で予想されるものであることを理解されたい。

ビーム１１０は、ビーム分離器１１８を用いて方向付けされた後、続いて個々に制御可能な要素の配列１０４に遮られる。個々に制御可能な要素の配列１０４によって反射された後、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に集束させる。

位置決め装置１１６（及び任意選択で、ビーム分離器１４０を介して干渉ビーム１３８を受け取る、台板１３６上の干渉測定装置１３４）を用いて、異なるターゲット部分１２０をビーム１１０の経路内に位置決めするように、基板テーブル１０６を正確に移動させることができる。個々に制御可能な要素の配列１０４用の位置決め装置を用いると、例えば走査中に、個々に制御可能な要素の配列１０４の位置をビーム１１０の経路に対して正確に補正することができる。一般に、オブジェクト・テーブル１０６の移動は、長ストローク・モジュール（粗い位置決め）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が、これらは図１に明示されていない。同様のシステムを用いて、個々に制御可能な要素の配列１０４を位置決めすることもできる。別法として、或いは追加として、投影ビーム１１０を移動可能とし、オブジェクト・テーブル１０６及び／又は個々に制御可能な要素１０４の位置を固定して、所望の相対移動を与えることもできることが理解されよう。

この実施例の別の構成では、基板テーブル１０６を固定し、基板１１４を基板テーブル１０６上で移動可能としてもよい。これを実施する場合には、基板テーブル１０６が平坦な最上面に多数の開口を備え、この開口を通してガスを供給して、基板１１４を支持できるガス・クッションを形成するようにする。これは通常、空気軸受装置と呼ばれる。基板１１４をビーム１１０の経路に対して正確に位置決めできる１つ又は複数のアクチュエータ（図示せず）を用いて、基板１１４を基板テーブル１０６上で移動させる。或いは、開口を通じたガスの通過を選択的に開始及び停止することにより、基板１１４を基板テーブル１０６上で移動させることもできる。

本明細書では、本発明によるリソグラフィ装置１００を基板上でレジストを露光するためのものとして記載しているが、本発明はこの用途に限定されず、レジストの無い（レジストレス）リソグラフィに使用するために、装置１００を用いてパターンの付与された投影ビーム１１０を投影することも可能であることが理解されよう。

図示した装置１００は、４つの好ましいモードで使用することができる。
１．ステップ・モード
個々に制御可能な要素の配列１０４上のパターン全体を１回（すなわち、ただ１回の「フラッシュ」）でターゲット部分１２０に投影する。次いで、異なるターゲット部分１２０をパターンの付与された投影ビーム１１０によって照射するために、基板テーブル１０６を異なる位置へ向けてｘ及び／又はｙ方向に移動させる。

２．走査モード
所与のターゲット部分１２０を１回の「フラッシュ」で露光しないことを除けば、本質的にステップ・モードと同じである。その代わり、個々に制御可能な要素の配列１０４は、速度ｖで所与の方向（例えばｙ方向など、いわゆる「走査方向」）に移動可能であり、したがってパターンの付与されたビーム１１０は、個々に制御可能な要素の配列１０４全体を走査する。それと同時に、基板テーブル１０６を、速度Ｖ＝Ｍｖ（ただし、Ｍは投影システム１０８の倍率）で同じ方向又は反対方向に同時に移動させる。この方法では、解像度を損なうことなく、比較的大きいターゲット部分１２０を露光することができる。

３．パルス・モード
個々に制御可能な要素の配列１０４を本質的に固定状態に保ち、パルス式放射システム１０２を用いてパターン全体を基板１１４のターゲット部分１２０に投影する。パターンの付与された投影ビーム１１０が基板１０６を横断して線状に走査するように、基板テーブル１０６を本質的に一定の速度で移動させる。連続するターゲット部分１２０が基板１１４の必要な位置で露光されるように、個々に制御可能な要素の配列１０４上のパターンは、放射システム１０２のパルスの合間に必要に応じて更新され、またパルスのタイミングが合わせられる。したがって、パターンの付与された投影ビーム１１０は基板１１４を横断して走査され、基板１１４の条片に対する完全なパターンを露光する。この工程は、１ライン（線）ずつ基板１１４全体を露光するまで繰り返される。

４．連続走査モード
以下の点を除けば、本質的にパルス・モードと同じである。すなわち、パターンの付与された投影ビーム１１０が基板１１４を横断して走査し、それを露光するとき、実質的に一定の放射システム１０２が用いられ、個々に制御可能な要素の配列１０４上のパターンが更新される。

上記の使用モードの組み合わせ及び／又は変形形態、或いは全く異なる使用モードを採用することもできる。

図１に示した実施例では、個々に制御可能な要素の配列１０４は、プログラム可能ミラー配列である。プログラム可能ミラー配列１０４は小さいミラーのマトリクス（行列）状の配列を含み、それぞれのミラーを個々に軸線を中心に傾斜させることができる。傾斜角度によって各ミラーの状態が決まる。要素に欠陥がなければ、ミラーは制御装置からの適切な制御信号によって制御可能である。欠陥のない要素はそれぞれ、一連の状態の任意の１つを採用して、投影される放射パターン中のそれに対応する画素の強度を調整するように制御することができる。

一実施例では、この一連の状態には、（ａ）ミラーによって反射された放射が、それに対応する画素の強度分布に対して最小の寄与を与える、又は寄与しない黒色状態、（ｂ）反射された放射が最大の寄与を与える最高白色（ｗｈｉｔｅｓｔ）状態、及び（ｃ）反射された放射が中間の寄与を与える複数の中間状態が含まれる。これらの状態は、通常のビームのパターン付与／印刷を行うために用いられる標準セット、及び欠陥のある要素の影響を補償するために用いられる補償セットに分類される。標準セットは、黒色状態及び中間状態の第１のグループを含む。この第１のグループを灰色状態と記載するが、これらは対応する画素強度への寄与を最小の黒色値からある標準的な最大値まで徐々に高めるように選択することができる。補償セットは、最高白色状態と共に、中間状態の残りの第２のグループを含む。この中間状態の第２のグループを白色状態と記載するが、これらは標準的な最大値より大きい寄与を与え、最高白色状態に対応する真の最大値まで徐々に高めるように選択することができる。中間状態の第２のグループを白色状態と記載しているが、これは単に標準の露光工程と補償の露光工程との区別を容易にするためであることが理解されよう。或いは、複数の状態全体を、グレー・スケールの印刷を可能とするように選択可能な、黒色と白色との間の一連の灰色状態として記載することもできる。

例示的な基板露光装置
図２は、フラット・パネル・ディスプレイに使用するための基板露光装置の側面図であり、図３は図２に示した装置の上面図である。例えば、この実施例及び以下に記載する他の実施例では、基板を、それだけには限らないが、大型のガラス基板とすることができる。これらの図では、基板テーブル１は、固定的な支持体２上を矢印３の方向に移動できるようになっている。基板４は、光学カラム５の下でテーブル１と共に動くようにテーブル１の所定位置に固定されている。図３に示すように、基板テーブル１の縁部６及び７には、光学カラム５の両側に配置された検出器９の下を通るように位置決めされた、一連の位置調整用マーク８が形成されている。光学カラム５に対する基板４の位置は、検出器９が位置調整用マーク８を検出することによって決定される。

光学カラム５はパターンの付与されたビームを基板４の全幅にわたって投影するようになっており、したがって、基板が光学カラム５の下を１回通過する時に、基板４の有効な表面全体を露光することができる。任意の瞬間における光学カラム５に対する基板４の位置は、基板テーブル１上に設けられた位置調整用マーク８を検出することによって決定された、光学カラム５に対する基板テーブル１の位置を参照して決定される。

移動可能な構成要素、すなわち基板テーブル１および基板４の合計質量は、基板４単体の質量より大きく、相対的に慣性が大きくなる。したがって、基板４を「浮動する」軸受、例えば空気軸受上で移動させることが望ましいであろう。残念ながら、そうした装置では、基板テーブル１が光学カラム５に対して動かないため、基板テーブル１上の位置調整用マークを利用できない。そうした状況で基板４の位置を正確に決定できる唯一の方法は、基板４自体に位置調整用マークを設けることである。残念ながら、単純なガラス・パネルから始めると位置調整用マークは存在せず、したがって、基板４を支持する軸受の浮動する性質を考えると、基板の位置を正確に決定するための正確な参照システムは存在しない。

第２の例示的な基板露光装置
図４は、本発明の一実施例による、フラット・パネル・ディスプレイに使用するための基板露光装置の側面図であり、図５は図４の装置の上面図である。図４及び図５は、基板４の位置の正確な識別を可能にする装置を示している。図４及び図５では、必要に応じて図２及び図３と同じ参照番号を用いている。

図４を参照すると、各側面に位置調整用マークの検出器９を備えた光学カラム５の下に、固定的な基板テーブル１０が配置されている。基板４は、固定的な基板テーブル１０上を容易に移動できるように浮動軸受で支持されている。さらに、固定的な基板テーブル１０のどちらの側面にも支持テーブル１１及び１２が設けられている。例えば、固定的な基板テーブル１０は、それだけには限らないが、それを通して空気を送り込むことができる、或いはそこから空気を取り除くことができる溝を規定された、研磨された上面を備えた大理石の平板とすることができ、それにより、固定的な基板テーブル１０の上面と基板４の下面との間の圧力を正確に制御できる。その場合、基板４は固定的な基板テーブル１０上で所定の高さに安定的に支持され、比較的小さい力を加えることによって容易に移動させることができる。

一実施例では、光学カラム５に対する基板４の位置を決定可能とするために、位置調整用条片１３を供給リール１４から供給し、案内ローラ１５及び１６の周りを通過して、巻き取りリール１７によって巻き取られるようにする。一実施例では、光学カラム５に対して上向きに面した位置調整用条片１３の表面が、位置調整用マークを有している。例えば位置調整用マークは、それだけには限らないが、検出器９によって容易に検出可能な線からなるパターンとすることができる。位置調整用条片１３の反対側は、基板４の上面と位置調整用条片１３との間などの相対滑りを防止するための適切な表面を備えている。例えば、位置調整用条片１３は、静電気的に基板４に付着するような材料で作製することができる。

一実施例では、位置調整用条片１３の上面の位置調整用マーク間の間隔を予測できるように、位置調整用条片１３は高剛性材料で作製される。基板４が光学カラム５の下を移動する間、位置調整用条片１３が基板４の上面に有効に付着しているとすれば、光学カラム５を用いて基板４の上面に配置されたレジストを露光して、位置調整用マークの最終的な組を基板４に「印刷する」ことが可能である。その場合、その位置調整用マークの最終的な組を、他の処理工程で用いることができる。したがって、位置調整用条片１３を使用することにより、基板４のその後の処理工程で使用されるものと同じリソグラフィ装置を用いて、基板４上の位置調整用マークの適切な組を形成することが可能になる。

一実施例では、基板４は図５に示した位置を出発し、次いで光学カラム５の下を完全に移動され、次いで装置の次のステージへ向けて同じ方向に送られる。この実施例では、位置調整用条片１３をリール１４からリール１７まで徐々に移動させる。

一実施例では、基板４は図５に示した位置を出発し、次いでリール１７の下に来るまで光学カラム５の下を完全に移動され、次いで図５に示した位置まで戻った後、その後の処理ステージのために取り外される。この実施例では、位置調整用条片１３をリール１４と１７との間で往復移動させる。したがって、位置調整用条片１３を巻き取りリール１７から供給リール１４へ定期的に巻き戻す必要がなくなる可能性がある。

第３の例示的な基板露光装置
図６は、本発明の一実施例よる、フラット・パネル・ディスプレイに使用するための基板露光装置の側面図である。図６は、図４及び図５に示したものと類似した本発明の別の実施例を示しているが、ここでは位置調整用条片１３は閉ループを形成し、図４及び図５のリール１４及び１７は単純なローラ１８及び１９に置き換えられている。この実施例では、位置調整用条片１３を巻き戻す必要はない。これは、基板４を図６に示した位置から光学カラム５の右側へ、さらに次の処理装置の右側まで移動させる場合にも当てはまる。

例示的な移動制御
図４〜図６に示した本発明の実施例では、基板４に力を与えて、それを固定的な基板テーブル１０上で移動させる方法については言及していない。図７及び図８は、基板４の移動を制御するための１つのアプローチを示している。

図７は、本発明の一実施例による、フラット・パネル・ディスプレイに使用するための基板露光装置の側面図であり、図８は図７の装置の上面図である。

図７及び図８を参照すると、基板４はこの場合も光学カラム５の下を矢印３の方向に進められる。この実施例では、位置調整用条片２０を基板４の側部の縁部に沿って延在するように配置して示しており、位置調整用条片２０の位置は、長方形２１で表された適切な位置決め装置によって決められる。光学カラム５の反対側には、条片除去装置２２も設けられている。一実施例では、位置調整用条片２０は磁性を有し、また位置決め装置２１及び２２も磁性を有することができ、それにより、位置調整用条片２０を図７及び図８に示すように基板４に配置し、その後基板４が光学カラム５の下を移動した後に基板４から取り外すことができる。

基板４の移動を生じさせるために、固定的な基板テーブル１０の内部には、図７にワイヤ２３で示した電磁石が埋め込まれている。条片の磁石２０及び電磁石２３が共にリニア・モータを形成しており、それを用いて基板４の移動を正確に制御することができる。

位置調整用条片２０を基板４の移動を制御する目的だけに用いてもよいが、一実施例ではそれに加えて、光学カラム５に対する基板４の位置を監視するために、位置調整用条片２０の上面に検出器９で検出可能な位置調整用マークを形成しておくことができる。したがってこの実施例では、位置調整用条片２０の位置調整用マークは、図４〜図６の実施例における位置調整用条片１３の位置調整用マークと機能的に同等である。一実施例では、位置調整用条片２０は、移動の制御だけではなく基板４の位置の評価を行う手段も提供する。

一実施例では、位置調整用条片２０は、位置決め装置２１を用いて基板４上の光学カラム５の一方の側に配置され、位置決め装置２２によって光学カラム５の反対側で基板４から持ち上げられる。この実施例では、位置調整用条片２０をその出発位置まで戻すことが望ましい。

一実施例では、基板４は最初、図７及び図８に示した位置をとり、次いで光学カラム５の下を移動され、次いで図７及び図８に示した位置まで戻すことが可能である。したがって、位置調整用条片２０を基板４に配置するために用いた位置決め装置２１によって位置調整用条片２０を取り外すことができる。この実施例では、位置決め装置２２は不要になる。

第４の例示的な基板露光装置
図９は、本発明の一実施例よる、フラット・パネル・ディスプレイに使用するための基板露光装置の上面図である。この実施例では、基板４には既に一連の位置調整用マーク２４が形成されている。基板４は、矢印３の方向に光学カラム５の下を移動されるようになっており、位置調整用マーク２４は検出器９によって検出される。この実施例では、例えば図４〜図７に示した位置調整用条片１３又は２０を用いることにより、位置調整用マーク２４を前もって形成しておく必要がある。位置調整用マーク２４が既に設けられているこの実施例でも、やはり基板４の移動を制御する必要がある。これは、基板４の任意の適切な位置に配置可能な単純な磁石２５を用いて実施することが可能であり、固定的な基板テーブル１０に埋め込まれた電磁石（図示せず）を用いて磁石２５に力を加え、この磁石を介して基板４にその同じ力を加える。

磁力によって基板４の移動を生じさせる別法としては、条片を基板４に付加する図４〜図６に示したような実施例において、例えば巻き取りリール１７を駆動して位置調整用条片に張力を加えることにより、これらの条片を用いて基板４をテーブル１０全体で引っ張ることができるようにするものがある。

結論
ここまで本発明の様々な実施例について説明してきたが、これらは例示のために示したものにすぎず、限定のためではないことを理解すべきである。本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形及び詳細において様々な変更を加えることが可能であることが、関連分野の技術者には理解されよう。したがって、本発明の広がり及び範囲は、前述の実施例のいずれによっても限定されるべきではなく、添付の特許請求の範囲及びそれと同等のものによってのみ定められるべきである。

本発明の一実施例によるリソグラフィ装置を示す図。 フラット・パネル・ディスプレイに使用するための基板露光装置の側面図。 図２に示した装置の上面図。 本発明の一実施例による、フラット・パネル・ディスプレイに使用するための基板露光装置の側面図。 図４に示した装置の上面図。 本発明の一実施例による、フラット・パネル・ディスプレイに使用するための基板露光装置の側面図。 本発明の一実施例による、フラット・パネル・ディスプレイに使用するための基板露光装置の側面図。 図７に示した装置の上面図。 本発明の一実施例による基板露光装置の上面図。

Claims (34)

1. 放射の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個々に制御可能な要素の配列と、
   パターンの付与されたビームを基板テーブル上の基板のターゲット部分に投影する投影システムと、
   （１）前記パターンの付与されたビームが前記基板を横断して走査されるように、前記基板を前記基板テーブル及び前記投影システムに対して所定の方向に移動させ、（２）前記基板テーブル及び前記投影ビームに対する前記基板の位置を決定する基板移動制御システムとを含むリソグラフィ装置において、前記基板移動制御システムが、
   前記基板と共に移動可能である少なくとも１つの構成要素と、
   前記少なくとも１つの構成要素を前記基板に接触させて配置する位置決め装置であって、（１）前記パターンの付与されたビームを前記基板を横断して走査するときには、前記少なくとも１つの構成要素を前記基板と共に移動させ、（２）前記パターンの付与されたビームを前記基板を横断して走査した後に、前記少なくとも１つの構成要素を前記基板から取り外すようになっている位置決め装置とを含むリソグラフィ装置。
2. 前記リソグラフィ装置が、検出器をさらに含み、
   前記少なくとも１つの要素が、位置調整用マークの形成された少なくとも１つの細長条片を含み、
   前記位置決め装置が、前記少なくとも１つの細長条片が所定方向に対して平行に延在するように前記細長条片を前記基板に載せる装置を含み、
   前記検出器が、前記少なくとも１つの細長条片に形成された位置調整用マークを検出して、前記基板テーブル及び前記パターンの付与されたビームに対する前記基板の位置を決定するようになっている請求項１に記載されたリソグラフィ装置。
3. 前記少なくとも１つの細長条片が、位置調整用マークがそれぞれに形成された２つの細長条片を含み、
   前記位置決め装置が、前記基板の相対する縁部に沿って位置調整用条片を位置決めする装置を含む請求項２に記載されたリソグラフィ装置。
4. リソグラフィ装置が第１及び第２のリールをさらに含み、
   前記少なくとも１つの細長条片のそれぞれが、前記第１のリールと前記第２のリールとの間に延在して、前記基板の移動中、前記第１のリールが前記少なくとも１つの細長条片を供給し、前記第２のリールが前記少なくとも１つの細長条片を巻き取るようになっている請求項２に記載されたリソグラフィ装置。
5. 前記少なくとも１つの細長条片のそれぞれが連続した条片であり、前記基板の移動中、該連続した条片が閉ループ経路に沿って移動するように支持される請求項２に記載されたリソグラフィ装置。
6. 前記基板テーブル及び前記パターンの付与されたビームに対する前記基板の移動を生じさせるために、前記少なくとも１つの細長条片に力を加える装置をさらに含む請求項２に記載されたリソグラフィ装置。
7. 前記少なくとも１つの細長条片が磁性を有し、
   前記移動制御システムが、前記少なくとも１つの細長条片に力を加えて前記基板テーブルに対する前記基板の移動を生じさせるために磁場を発生させる装置をさらに含む請求項６に記載されたリソグラフィ装置。
8. 前記移動制御システムが、前記少なくとも１つの細長条片によって前記基板に力を加えて前記基板テーブルに対する前記基板の移動を生じさせるために、前記少なくとも１つの細長条片を引っ張る装置をさらに含む請求項６に記載されたリソグラフィ装置。
9. 前記少なくとも１つの構成要素が少なくとも１つの磁石を含み、
   前記位置決め装置が、（１）前記基板の移動前に前記少なくとも１つの磁石を前記基板に配置し、（２）前記基板の移動後に前記少なくとも１つの磁石を前記基板から持ち上げる装置を有し、
   前記移動制御システムが、前記少なくとも１つの磁石に力を加えて前記基板テーブルに対する前記基板の移動を生じさせるために磁場を発生させる装置をさらに含む請求項１に記載されたリソグラフィ装置。
10. 前記少なくとも１つの磁石が２つの磁石を含み、
    前記位置決め装置が、前記２つの磁石を前記基板の相対する側部に配置する装置を含む請求項９に記載されたリソグラフィ装置。
11. 前記磁場を発生させる装置が、少なくとも１つの電磁石を含む請求項９に記載されたリソグラフィ装置。
12. 前記少なくとも１つの電磁石が、前記基板テーブルに支持される請求項１１に記載されたリソグラフィ装置。
13. 前記基板テーブルが固定的な上面を規定し、その上に前記基板を軸受によって支持する請求項１に記載されたリソグラフィ装置。
14. 前記軸受が空気軸受である請求項１３に記載されたリソグラフィ装置。
15. 前記少なくとも１つの構成要素が、前記基板に当接する支持面を有し、該支持面が前記基板に対する滑りに抵抗する請求項１に記載されたリソグラフィ装置。
16. 前記支持面が静電的に支持体に付着される請求項１５に記載されたリソグラフィ装置。
17. 前記支持面が弾発性の高摩擦材料の層で形成されている請求項１５に記載されたリソグラフィ装置。
18. （ａ）個々に制御可能な要素の配列を用いて放射の投影ビームにパターンを付与する段階と、
    （ｂ）パターンの付与された投影ビームをテーブル上の基板のターゲット部分に投影する段階と、
    （ｃ）前記パターンの付与された投影ビームを前記基板を横断して走査し、前記テーブル及び前記投影システムに対する前記基板の位置を決定するために、移動システムを用いて前記基板をテーブル及び前記投影システムに対して所定の方向に移動させる段階と、
    （ｄ）前記移動システムの少なくとも１つの構成要素を前記基板と共に移動させる段階であって、該少なくとも１つの構成要素を、前記パターンの付与された投影ビームを前記基板を横断して走査するときには前記基板と共に移動させるように前記基板と接触させて配置し、前記パターンの付与されたビームを前記基板を横断して走査した後には前記基板から取り外す段階とを含むデバイス製造方法。
19. 前記（ｄ）段階が、前記少なくとも１つの構成要素として、位置調整用マークの形成された細長条片を用いる段階であって、該細長条片を所定の方向に対して平行に延在するように前記基板に配置する段階を含む請求項１８に記載されたデバイス製造方法。
20. 位置調整用マークの形成された２つの細長条片を、前記基板の相対する縁部に沿って配置する段階をさらに含む請求項１９に記載されたデバイス製造方法。
21. 前記少なくとも１つの細長条片を供給リールから供給する段階と、
    前記少なくとも１つの細長条片を巻き取りリールによって巻き取る段階とをさらに含む請求項１９に記載されたデバイス製造方法。
22. 前記細長条片として、前記基板の移動中、閉ループ経路に沿って移動する連続した条片を用いる段階をさらに含む請求項１９に記載されたデバイス製造方法。
23. 前記細長条片に力を加えて、前記テーブル及び前記パターンの付与された投影ビームに対する前記基板の移動を生じさせる段階をさらに含む請求項１９に記載されたデバイス製造方法。
24. 前記細長条片として磁性を有する細長条片を用いる段階と、
    前記基板を移動させる力を加えるために磁場を発生させる段階とをさらに含む請求項２３に記載されたデバイス製造方法。
25. 前記基板を移動させる力を加えるために前記条片を引っ張る段階をさらに含む請求項２３に記載されたデバイス製造方法。
26. 前記（ｄ）段階が、
    前記少なくとも１つの構成要素として磁石を用いる段階と、
    前記磁石を前記基板に配置する段階と、
    前記磁石に力を加えて前記テーブルに対する前記基板の移動を生じさせるために磁場を発生させる段階とを含む請求項１８に記載されたデバイス製造方法。
27. 前記基板の相対する側部に２つの磁石を配置する段階をさらに含む請求項２６に記載されたデバイス製造方法。
28. 少なくとも１つの電磁石に電圧を加えることによって磁場を発生させる段階をさらに含む請求項２６に記載されたデバイス製造方法。
29. 前記少なくとも１つの電磁石を前記テーブルに支持する段階をさらに含む請求項２８に記載されたデバイス製造方法。
30. 前記基板を前記テーブルの固定的な上面で軸受によって支持する段階をさらに含む請求項１８に記載されたデバイス製造方法。
31. 空気軸受を用いて前記基板を支持する段階をさらに含む請求項３０に記載されたデバイス製造方法。
32. 前記段階（ｄ）が、前記基板に対する滑りに抵抗する、前記基板に当接する支持面を備えた、前記少なくとも１つの構成要素を提供する段階を含む請求項１８に記載されたデバイス製造方法。
33. 前記支持面を静電気的に前記基板に固定する段階をさらに含む請求項３２に記載されたデバイス製造方法。
34. 前記基板に固定するために、前記支持面を弾発性の高摩擦材料によって規定する請求項３２に記載されたデバイス製造方法。

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