JP2006178463A - リソグラフィ装置、デバイス製造方法及びそれによって製造されたデバイス - Google Patents

Abstract

【課題】リソグラフィ装置、デバイス製造方法及びそれによって製造されたデバイスを提供すること
【解決手段】基板処理装置は、放射の投影ビームを供給するための照明システム、投影ビームの断面にパターンを付与するべく機能する個々に制御可能な複数のエレメントのアレイ、及びパターン化されたビームを基板の目標部分に投射するための投影システムを備えたリソグラフィ装置を備えている。また、基板処理装置は、少なくとも１つの完全な長さの基板を送り出すようになされた基板サプライと、投影システムがパターン化されたビームを個々の完全な長さの基板に沿った一連の目標部分に投射することができるよう、基板サプライから送り出される個々の完全な長さの基板を投影システムの先へ搬送するようになされた基板搬送システムとを備えている。特定の実施例では、長さの長い基板がロールから供給されるが、別法として一連の個別シートを供給することもできる。
【選択図】図１

Description

本発明は、リソグラフィ装置及びデバイス製造方法が組み込まれた基板処理装置に関する。

リソグラフィ装置は、基板（たとえばワークピース、対象物、ディスプレイ等）の目標部分に所望のパターンを適用するマシンである。リソグラフィ装置は、たとえば集積回路（ＩＣ）、フラット・パネル・ディスプレイ及び微細構造を必要とする他のデバイスの製造に使用することができる。従来のリソグラフィ装置では、マスク或いはレチクルとも呼ばれているパターン化手段を使用してＩＣ（若しくは他のデバイス）の個々の層に対応する回路パターンが生成され、生成されたパターンが放射線感応材料（たとえばレジスト）の層を有する基板（たとえばシリコン・ウェハ若しくはガラス板）上の目標部分（たとえばダイの一部、１つ又は複数のダイからなっている）に画像化される。このパターン化手段には、回路パターンを生成する個々に制御可能な複数のエレメントのアレイをマスクの代わりに使用することも可能である。そのようなアレイを使用するリソグラフィ・システムは一般に、マスクレス・システムとして記述されている。

通常、１枚の基板には、順次露光される目標部分に隣接する回路網が含まれている。知られているリソグラフィ装置には、パターン全体を１回で目標部分に露光することによって目標部分の各々が照射されるステッパと、パターンをビームで所与の方向（「走査」方向）に走査し、且つ、基板をこの方向に平行に、或いは非平行に同期走査することによって目標部分の各々が照射されるスキャナがある。

広範囲に渡る様々なデバイスの製造においては、基板をバッチ処理することが知られている。たとえば、フラット・パネル・ディスプレイ（ＦＰＤ）を製造する場合、マスク・ベース露光ツール（即ち固定非プログラム式パターン化デバイスが組み込まれたリソグラフィ・ツール）を使用して単一の基板に露光することが知られている。通常、ＦＰＤデバイス構造を構築するためには多くの露光ステップが必要であり、その前後にプリ露光処理ステップ及びポスト露光処理ステップが必要である。個々のステップは、ステップ毎に個別の処理ツールを使用して実行される。ツール毎に個々のサポート・ステージによって基板がサポートされるため、バッチ処理には多くの取扱いステップ、一連のサポート・ステージへの基板の引渡し、個々の処理ステップが終了した後の個々のサポート・ステージからの基板の収集及び個々のツール間の基板の搬送が余儀なくされている。これは、「有効」露光時間が基板を処理するためのターン・アラウンド・サイクル・タイム（ＴＡＣＴ）の約６５％にすぎず、残りの時間が搬送、取扱い及び度量衡学に費やされていることを意味している。また、個別ツールが使用されているため、ローディング、アンローディング及びツール間搬送のための複雑な取扱いシステムが必要であり、そのために大規模な製造設備を必要としている。

したがって、上で概説した問題を解決し、或いは軽減するシステム及び方法が必要である。

一実施例によれば、放射の投影ビームを供給するための照明システムと、投影ビームの断面にパターンを付与するように機能する個々に制御可能な複数のエレメントのアレイと、パターン化されたビームを基板の目標部分に投射するための投影システムとを備えたリソグラフィ装置を備えた基板処理装置が提供される。基板処理装置は、さらに、少なくとも１つの完全な長さ（つまり連続した、途切れていない）基板を送り出すようになされた基板サプライと、投影システムが完全な長さの基板、或いは個々の完全な長さの基板に沿った一連の目標部分にパターン化されたビームを投射することができるよう、基板サプライから送り出される完全な長さの基板、或いは個々の完全な長さの基板を投影システムの先へ搬送するようになされた基板搬送システムとを備えることができる。

完全な長さの基板、或いは個々の完全な長さの基板は、「連続した長さ」、「途切れていない長さ」或いは「個々の長さ」として記述することも可能であり、本明細書の以下の部分では、状況に応じてこのような用語を適宜に解釈すべきであることを理解されたい。

他の実施例によれば、基板搬送システムは、基板サプライから連続的に送り出される完全な長さの基板、或いは個々の完全な長さの基板を投影システムの先へ搬送するようになされている（つまり、基板搬送システムは、個々の長さの各々を途切れることなく基板サプライから投影システムの先へ搬送している）。つまり、１つ又は複数の長さを途切れることなく逐次投影システムを通過して移動させ、それにより滑らかで、且つ、連続した給送を提供するように基板搬送システムを構成することができる。基板搬送システムは、線形経路に沿って上記長さ、或いは個々の長さを搬送している。

特定の実施例では、連続した長さの基板がロールから提供される。つまり、基板サプライは、最初に、連続した長さからなる基板のロールを備えている（たとえば保持し、或いは格納している）。この場合、基板サプライは、連続した長さをロールから送り出すようになされている。ロールで提供するためには、基板材料は、たとえば劣化を伴うことなくサプライ・リールに巻き付けることができる十分なたわみ性を有していなければならない。特定の実施例では、その材料が十分に薄いシート或いは帯若しくはリボンの形態であることを条件として、ガラス／シリコンなどの一般的には非たわみ性であると見なされている材料を使用して、ロールに巻かれた基板を形成することができる。たとえば、いくつかの実施例では、基板サプライは、厚さが１０５マイクロメートルで、最小巻き半径が３０ｍｍのガラス基板が巻かれたリールを備えている。

ロールから連続的に基板を供給することにより、バッチ処理と比較してより大きいスループットを達成することができる。露光済みの基板を他のリール（巻取りリール）に巻き取り、他の処理ステージへ搬送することができる。別法としては、多数のステージを直列に配置し、包括的なインライン処理を施すことも可能であり、それにより、生産速度が改善され、且つ、進行中のワークとして拘束される基板面積が減少するだけでなく、製造システムに必要な全体の面積を著しく縮小することができる。したがって本発明の実施例は、ロール「印刷」（即ちパターン化）のためのロールを提供することができる。特定の実施例では、基板は、プラスチック（たとえば有機シート）若しくはガラスのロールであり、１つ又は複数のリソグラフィ・ステージへの適切な貫通構造及び１つ又は複数のリソグラフィ・ステージを通る適切な貫通構造を介して連続的に供給することができる。

ロールを使用する場合、基板のロールは、隣接する基板の層と層の間に配置された分離材料の層を備えることができる。このような実施例では、基板処理装置は、さらに、送り出された基板が投影システムの先へ搬送される前に、送り出された基板から分離材料の層を分離するための分離システムを備えることができる。

従来のバッチ処理システムと比較すると、極めて長い連続した長さ（つまり途切れていない長さ）の基板を処理することができる。たとえば、送り出される連続した長さの基板の幅を実質的に一様にすることができ、且つ、その幅の少なくとも５倍の長さにすることができる。他の実施例では、長さ：幅の比率をさらに大きくし、たとえば１０：１、２０：１、４０：１或いはそれ以上にすることができるが、もっと小さい長さ：幅の比率にすることも可能である。たとえば特定の実施例では、ロールから基板を送り出す基板サプライではなく、平らな複数の個別の基板シートを（たとえばスタック或いは他のいくつかの構造の形態で）最初に保持することができる。これらの個別のシートは、長いシートにすることも可能であるが、特定の実施例では、個々のシートの長さ：幅の比率は１：１以下である。このようなサプライの場合、リソグラフィ装置に一定の（規則的な）流れ、つまり連続的に個々の基板の長さを供給するように搬送手段を構成することができる。直列に連続するシートとシートの間の隙間即ち間隔は、スループットを最大化するために可能な限り小さい間隔に維持することができ、たとえば基板の長さの１０％未満、５％未満或いは２％未満にすることができ、それ以下にすることも可能である。本発明を具体化した装置及び方法を使用して任意の長さの基板を処理することができる。特定の実施例は、長さ２０００ｍｍ以上の基板を処理することができる。したがって、複数の個々の完全な長さの基板を送り出すように基板サプライを構成することができ、また、基板サプライから送り出される複数の完全な長さの基板を投影システムの先へ連続的に搬送するように基板搬送システムを構成することができる。この連続した搬送は、実質的に途切れることなく継続することができる。

実施例では、リソグラフィ装置は、さらに、１つ又は複数の連続した長さの基板上のアライメント・マークを検出するようになされた検出システムを備えている。この検出システムは、連続した長さの基板に沿って展開している少なくとも２列のアライメント・マークを検出するように構成することができる。特定の実施例では、検出システムは、アライメント・マークを検出すると検出信号を出力するようになされており、リソグラフィ装置は、さらに、制御可能な複数のエレメントのアレイに制御信号を提供するようになされたコントローラを備えている。コントローラは、検出信号を受け取り、且つ、検出信号に応じて制御信号を決定するようになされている（コントローラは、たとえば、検出信号に応じて制御信号を調整し、或いは適合させることができる）。したがって検出システム及びアライメント・マークを適切に配置することにより、リソグラフィ装置は、基板が移動する際の基板表面の熱膨張及び収縮などのひずみを検出し、投影パターンと基板表面が適切に重なり合うよう、検出したひずみに応じて制御可能な複数のエレメントの１つ又は複数のアレイの制御を調整することができる。したがって検出システムは、投影されるビーム・パターンを位置決めする際の誤差の原因になる要因に適合することができ、さらには、リソグラフィ装置を通過する基板の移動（給送）を妨害することなく位置決め誤差を修正することができる。

検出システムは、アライメント・マークを検出すると検出信号を出力するように構成することができ、リソグラフィ装置は、さらに、検出信号を受け取り、且つ、検出信号に応じて基板搬送システムを制御するようになされたコントローラを備えている。検出信号に応じて基板搬送システムを制御するようにコントローラを構成し、それにより連続した長さの基板を投影システムの先へ搬送する速度を調整することができる。

実施例では、基板処理装置は、さらに、連続した長さが投影システムを通過して移動している間、パターン化されたビームが連続した長さの基板に投射されるようにリソグラフィ装置及び基板搬送システムを制御するようになされた制御システムを備えている。

基板処理装置は、さらに、投影システムからのパターン化されたビームに露光される基板の少なくとも一部をサポートするようになされた基板サポートを備えることができる。

基板搬送システムは、１つ又は複数の連続した長さの基板の表面と係合するようになされた少なくとも１つのローラ、及びローラを回転させるようになされた駆動システムを備えることができる。

基板処理装置は、さらに、連続した長さが投影システムの先へ搬送された後、１つ又は複数の連続した長さの基板を巻き取るようになされたリールを備えることができる。

実施例では、基板処理装置は、さらに、リソグラフィ装置と直列に配置された、連続した長さの基板に対する追加処理を実行するための少なくとも１つの追加基板処理ステージを備えており、基板搬送システムは、前記長さを基板サプライから少なくとも１つの追加ステージを通って投影システムの先へ連続的に搬送するようになされている。追加基板処理ステージは、リソグラフィ装置の前段で基板を条件付けるようになされた基板条件付けステージを備えることができる。別法としては、追加基板処理ステージは、リソグラフィ装置の前段で基板にアライメント・マークのパターンを適用するようになされたマーキング・ステージを備えることができる。

追加処理ステージの実施例は、基板にレジストを塗布し（投影システムの前段で）、且つ／又は露光済みレジストを現像する（投影システムの後段で）ようになされた「トラック」、基板に永久修正が施される処理ステップ（若しくは修正ステップ）（つまり修正ステップには、パターン化されたビームをレジストに投射することによって生成されるマスクが使用される）、及び「修正」ステップの後に基板からレジストを剥ぎ取り、基板を１つのデバイス層を余分に備えた「クリーン」な状態にするステップである。

特定の実施例には、複数の露光ステップを始めとする、基板を裸の状態（つまり空の状態）からたとえばディスプレイ等にアセンブルするための小片に切断することができる「完全な」半製品状態まで集合的に処理する多数の処理ステップが含まれている。また、多重処理実施例は、他のデバイスなどのキャリアとしてのたわみ基板として切断し、且つ、使用することができる複数の長さの処理済基板を製造することもできる。

他の実施例によれば、基板サプライを提供するステップと、基板サプライから少なくとも１つの完全な長さ（連続した長さ）の基板を送り出すステップと、照明システムを使用して放射の投影ビームを提供するステップと、投影ビームの断面にパターンを付与するために個々に制御可能な複数のエレメントのアレイを使用するステップと、パターン化されたビームを投射するために投影システムを提供するステップと、基板サプライから送り出される完全な長さの基板、或いは個々の完全な長さの基板を投影システムの先へ（たとえば連続的）に搬送するステップと、パターン化された放射のビームを完全な長さの基板、或いは個々の完全な長さの基板に沿った一連の目標部分に投射するステップとを含むデバイス製造方法が提供される。

特定の実施例では、連続した長さの基板をロールで提供するステップが基板サプライを提供するステップに含まれている。この場合も、製造するデバイスがたとえばＦＰＤの場合、基板はガラスであっても良い。

上記方法には、さらに、パターン化されたビームへの露光後、１つ又は複数の長さの基板をロールに巻き取るステップを含めることができる。

別法としては、リソグラフィ装置を通過する連続した流れの基板（基板の幅とは異なる長さの基板、或いは基板の幅と同じ長さの基板）を供給する（給送する）ように基板サプライ及び搬送手段を構成することができる。したがって特定の実施例は、極めて長い基板ではなく、長さがより制限された一連の基板の形態で「連続した」基板サプライを提供することができる。

追加若しくは別法として、上記方法には、さらに、基板の長さ或いは基板の個々の長さを少なくとも１つの追加処理ステージで処理するステップと、送り出された１つ又は複数の長さの基板を基板サプライから１つ又は複数の追加処理ステージを通って投影システムの先へ連続的に搬送する（つまり、途切れることなく、或いは停止することなく搬送し、且つ、１つの取扱いデバイスから他の取扱いデバイスへの搬送を必要とすることなく搬送する）ステップを含めることができる。追加ステージは、投影システムの前段及び／又は後段に配置することができる（つまり、追加ステージは、リソグラフィ・ステージの前段及び／又は後段に直列に配置することができる）。

以下、本発明の他の実施例、特徴及び利点、並びに本発明の様々な実施例の構造及び動作について、添付の図面を参照して詳細に説明する。

本明細書に組み込まれ、且つ、本明細書の一部をなしている添付の図面は、本発明を示したものであり、以下の説明と相俟って本発明の原理をより良く説明し、且つ、当業者による本発明の構築及び使用を可能にする役割を果している。

以下、本発明について、添付の図面を参照して説明する。図中の類似の参照番号は、全く同じエレメント若しくは機能的に類似したエレメントを表している。

概説及び技術
本明細書においては、とりわけ集積回路（ＩＣ）の製造におけるリソグラフィ装置の使用が参照されているが、本明細書において説明するリソグラフィ装置は、たとえばＤＮＡチップ、超小型電気機械システム（ＭＥＭＳ）、超小型光学電気機械システム（ＭＯＥＭＳ）、集積光学系、磁気領域メモリのため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、ミクロ及びマクロ流体装置等の製造などの他のアプリケーションを有していることを理解されたい。このような代替アプリケーションのコンテキストにおいては、本明細書における「ウェハ」或いは「ダイ」という用語の使用はすべて、それぞれより一般的な「基板」或いは「目標部分」という用語の同義語と見なすことができることは当業者には理解されよう。本明細書において参照されている基板は、たとえばトラック（通常、基板にレジスト層を塗布し、且つ、露光済みレジストを現像するツール）或いは度量衡学ツール若しくは検査ツール中で、露光前若しくは露光後に処理することができる。適用可能である場合、本明細書における開示は、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。また、基板は、たとえば多層ＩＣを生成するために複数回に渡って処理することができるため、本明細書に使用されている基板という用語は、処理済みの複数の層が既に含まれている基板を指している場合もある。

本明細書に使用されている「個々に制御可能な複数のエレメントのアレイ」という用語は、入射する放射ビームの断面をパターン化し、それにより所望のパターンを基板の目標部分に生成するべく使用することができる任意のデバイスを意味するものとして広義に解釈されたい。このコンテキストの中では、「光弁」及び「空間光変調器」（ＳＬＭ）という用語を使用することも可能である。以下、このようなパターン化デバイスの実施例について考察しておく。

プログラム可能ミラー・アレイは、粘弾性制御層及び反射表面を有するマトリックス処理可能表面を備えることができる。このような装置の基礎をなしている基本原理は、たとえば、反射表面の処理領域が入射光を回折光として反射し、一方、未処理領域が入射光を非回折光として反射することである。

適切な空間フィルタを使用することにより、回折光をフィルタ除去し、非回折光を残して基板に到達させることができる。この方法によれば、マトリックス処理可能表面の処理パターンに従ってビームがパターン化される。別法として非回折光を反射光からフィルタ除去し、回折光を残して基板に到達させることも可能であることは理解されよう。また、複数の回折型光学超小型電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスのアレイを対応する方法で使用することも可能である。回折型光学ＭＥＭＳデバイスの各々は、互いに変形可能な複数の反射型リボンを備えることができ、それにより入射光を回折光として反射する回折格子を形成することができる。

他の代替実施例は、マトリックスに配列された微小ミラーを使用したプログラム可能ミラー・アレイを備えることができる。微小ミラーの各々は、適切な局部電界を印加することによって、或いは圧電駆動手段を使用することによって１つの軸の周りに個々に傾斜させることができる。この場合も、微小ミラーは、入射する放射ビームを反射する方向が、処理済みミラーと未処理ミラーとでそれぞれ異なるようにマトリックス処理することが可能である。この方法によれば、マトリックス処理可能ミラーの処理パターンに従って反射ビームがパターン化される。必要なマトリックス処理は、適切な電子手段を使用して実行される。

上で説明したいずれの状況においても、個々に制御可能な複数のエレメントのアレイは、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。上で参照したミラー・アレイに関する詳細な情報については、たとえば、いずれも参照によりその全体が本明細書に組み込まれている米国特許５，２９６，８９１号及び５，５２３，１９３号、並びにＰＣＴ特許出願ＷＯ ９８／３８５９７号及びＷＯ ９８／３３０９６号を参照されたい。プログラム可能ＬＣＤアレイを使用することも可能であり、参照によりその全体が本明細書に組み込まれている米国特許５，２２９，８７２号にこのような構造の実施例が記載されている。

フィーチャの予備バイアス化、光学近似補正フィーチャ、位相変分技法及び多重露光技法を使用する場合、たとえば、個々に制御可能な複数のエレメントのアレイ上に「表示される」パターンは、基板の層若しくは基板上に最終的に転送されるパターンとは実質的に異なっていても良いことを理解されたい。同様に、基板上に最終的に生成されるパターンは、個々に制御可能な複数のエレメントのアレイ上に任意の瞬間に形成されるパターンに対応している必要はない。これは、基板の個々の部分に最終的に形成されるパターンが、所与の時間周期若しくは所与の露光回数で積み上げられ、その間に、個々に制御可能な複数のエレメントのアレイ上のパターン及び／又は基板の相対位置が変更される構造の場合がそうである。

本明細書に使用されている「放射」及び「ビーム」という用語には、紫外（ＵＶ）放射（たとえば波長が３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ若しくは１２６ｎｍの放射）、極紫外（ＥＵＶ）放射（たとえば波長の範囲が５〜２０ｎｍの放射）、及びイオン・ビーム或いは電子ビームなどの粒子線を含むあらゆるタイプの電磁放射が包含されている。

本明細書に使用されている「投影システム」という用語には、たとえば使用する露光放射に適した、或いは液浸液の使用若しくは真空の使用などの他の要因に適した、屈折光学系、反射光学系及びカタディオプトリック光学系を始めとする様々なタイプの投影システムが包含されているものとして広義に解釈されたい。本明細書における「レンズ」という用語の使用はすべて、より一般的な「投影システム」という用語の同義語と見なすことができる。

また、照明システムには、放射のビームを導き、整形し、或いは制御するための屈折光学コンポーネント、反射光学コンポーネント及びカタディオプトリック光学コンポーネントを始めとする様々なタイプの光学コンポーネントが包含されており、このようなコンポーネントについても、以下、集合的若しくは個々に「レンズ」と呼ぶ。

リソグラフィ装置は、場合によっては２つ（たとえば二重ステージ）以上の基板テーブル（及び／又は複数のマスク・テーブル）を有するタイプの装置であり、このような「多重ステージ」マシンの場合、追加テーブルを並列に使用することができ、或いは１つ又は複数の他のテーブルを露光のために使用している間、１つ又は複数のテーブルに対して予備ステップを実行することができる。

リソグラフィ装置は、基板が比較的屈折率の大きい液体中（たとえば水中）に浸され、それにより投影システムの最終エレメントと基板の間の空間が充填されるタイプの装置であっても良い。また、リソグラフィ装置内の他の空間、たとえばプログラム可能マスク（即ち制御可能な複数のエレメントのアレイ）と投影システムの第１のエレメントの間、及び／又は投影システムの第１のエレメントと基板の間の空間に液浸液を充填することも可能である。液浸技法は、当分野においては、投影システムの開口数を大きくすることで良く知られている。

また、リソグラフィ装置には、液体と基板の照射部分の間の相互作用を可能にする（たとえば基板に化学薬品を選択的に添加し、或いは基板の表面構造を選択的に修正する）ための液体処理セルを備えることができる。

リソグラフィ装置
図１は、本発明の特定の実施例による基板処理装置を略図で示したものである。基板処理装置は、放射（たとえばＵＶ放射）の投影ビームＰＢを提供するための照明システム（イルミネータ）ＩＬを備えたリソグラフィ投影装置１を備えている。リソグラフィ投影装置１は、さらに、投影ビームにパターンを適用するための個々に制御可能な複数のエレメントのアレイ１１（ＰＰＭ）（たとえばプログラム可能ミラー・アレイ）を備えている。通常、個々に制御可能な複数のエレメントのアレイの位置は、アイテム１３（ＰＬ）に対して固定することができるが、固定する代わりに、個々に制御可能な複数のエレメントのアレイをアイテム１３（ＰＬ）に対して正確に位置決めするための位置決め手段に接続することも可能である。リソグラフィ投影装置１は、さらに、基板２（たとえばレジストで被覆されたフィルム、シート、帯或いはウェブ）をサポートするための基板テーブル１５、及び個々に制御可能な複数のエレメントのアレイ１１（ＰＰＭ）によって投影ビームＰＢに付与されたパターンを基板２の目標部分Ｃ（たとえば１つ又は複数のダイが含まれている）に画像化するための投影システム（「レンズ」）１３（ＰＬ）を備えている。投影システム１３は、個々に制御可能な複数のエレメントのアレイ１１を基板上に画像化することができる。別法としては、投影システム１３は、個々に制御可能な複数のエレメントのアレイのエレメントがシャッタとして作用する二次ソースを画像化することができる。また、投影システムは、たとえば二次ソースを形成し、且つ、基板上にマイクロスポットを画像化するための微小レンズ・アレイ（ＭＬＡとして知られている）を備えることができる。

図に示すように、この装置は反射型（つまり個々に制御可能な複数のエレメントのアレイを有する）タイプの装置であるが、一般的にはこの装置は、たとえば透過型（つまり個々に制御可能な複数のエレメントの透過型アレイを備えた）タイプの装置であっても良い。

イルミネータＩＬは、放射源ＳＯから放射のビームを受け取っている。放射源がたとえばエキシマ・レーザである場合、放射源及びリソグラフィ装置は、個別の構成要素にすることができる。その場合、放射源は、リソグラフィ装置の一部を形成しているとは見なされず、放射ビームは、たとえば適切な誘導ミラー及び／又はビーム・エキスパンダを備えたビーム引渡しシステムＢＤを使用して放射源ＳＯからイルミネータＩＬへ引き渡される。それ以外のたとえば放射源が水銀灯などの場合、放射源は、リソグラフィ装置の一構成部品にすることができる。放射源ＳＯ及びイルミネータＩＬは、必要に応じてビーム引渡しシステムＢＤと共に放射システムと呼ぶことができる。

イルミネータＩＬは、ビームの角強度分布を調整するための調整手段ＡＭを備えることができる。通常、イルミネータのひとみ平面内における強度分布の少なくとも外部及び／又は内部ラジアル・エクステント（一般に、それぞれσ−外部及びσ−内部と呼ばれている）は調整が可能である。また、イルミネータＩＬは、通常、インテグレータＩＮ及びコンデンサＣＯなどの他の様々なコンポーネントを備えている。イルミネータは、投影ビームＰＢで参照されている、所望する一様な強度分布をその断面に有する条件付けされた放射のビームを提供している。

ビームＰＢは、次に、個々に制御可能な複数のエレメントのアレイ１１（ＰＰＭ）で遮られる。（特定の実施例では、ビームが条件付けされるだけでなく、プログラム可能マスク１１（ＰＰＭ）の個々のエレメントに対応する複数のビームのアレイ（マトリックス）にビームを分割することができることは理解されよう。）個々に制御可能な複数のエレメントのアレイ１１（ＰＰＭ）で反射したビームＰＢは、ビームＰＢを基板２の目標部分Ｃに集束させる投影システム１３（ＰＬ）を通過する。基板２は、基板搬送システム４を使用して正確に移動させることができ、それによりたとえば異なる目標部分ＣをビームＰＢの光路内に配置することができる。使用されている場合、個々に制御可能な複数のエレメントのアレイのための位置決め手段を使用して、たとえば走査中に、ビームＰＢの光路に対する個々に制御可能な複数のエレメントのアレイ１１（ＰＰＭ）の位置を正確に修正することができる。個々に制御可能な複数のエレメントのアレイ１１（ＰＰＭ）の移動は、たとえば、図１には明確に示されていないが、長ストローク・モジュール（粗位置決め）及び短ストローク・モジュール（精密位置決め）を使用して実現することができる。別法若しくは追加として、投影ビームＰＢを移動可能にし、且つ、個々に制御可能な複数のエレメントのアレイ１１（ＰＰＭ）に固定位置を持たせ、それにより必要な相対移動を提供することができることは理解されよう。他の代替として、基板テーブル及び投影システムの位置を固定することも可能である。図に示す実施例では、基板は、基板テーブルに対して移動するようになされている。たとえば、基板搬送システム４は、テーブル／サポート１５の両端間を実質的に一定の速度で基板を走査するように構成することができる。

本明細書においては、本発明による基板処理装置のリソグラフィ装置は、基板上のレジストを露光するための装置として記述されているが、本発明はこのような使用に限定されないこと、また、レジストレス・リソグラフィに使用するために、パターン化された投影ビームをリソグラフィ装置を使用して投射することができることは理解されよう。

図に示す装置は、５つのモードで使用することができる。
１．ステップ・モード：個々に制御可能な複数のエレメントのアレイによって投影ビームにパターン全体が付与され、目標部分Ｃに１回で投影される（即ち単一静止露光）。次に、基板２がＹ方向にシフトされ、異なる目標部分Ｃが露光される。ステップ・モードでは、露光視野の最大サイズによって、単一静止露光で画像化される目標部分Ｃのサイズが制限される。
２．走査モード：個々に制御可能な複数のエレメントのアレイ１１（ＰＰＭ）を速度ｖで所与の方向（いわゆる「走査方向」、たとえばＹ方向）に移動させることができるため、投影ビームＰＢを使用して個々に制御可能な複数のエレメントのアレイ１１（ＰＰＭ）が走査される。同時に、基板２が速度Ｖ＝Ｍｖで同じ方向若しくは反対方向へ移動する。ＭはレンズＰＬの倍率である。走査モードでは、露光視野の最大サイズによって単一動的露光における目標部分の幅（非走査方向の幅）が制限され、走査運動の長さによって目標部分の高さ（走査方向の高さ）が決まる。
３．パルス・モード：個々に制御可能な複数のエレメントのアレイ１１（ＰＰＭ）が基本的に静止状態に維持され、パルス放射源を使用してパターン全体が基板の目標部分Ｃに投影される。投影ビームＰＢを使用して基板２に沿ったラインを走査することができるよう、基本的に一定の速度で基板２が移動する。放射システムのパルスとパルスの間に、必要に応じて個々に制御可能な複数のエレメントのアレイ１１（ＰＰＭ）上のパターンが更新される。パルスは、連続する目標部分Ｃが基板上の必要な位置で露光されるように計時されている。
４．連続走査モード：パルス・モードと基本的に同じであるが、実質的に一定の放射源が使用され、投影ビームが基板に沿って走査し、基板を露光すると、個々に制御可能な複数のエレメントのアレイ１１（ＰＰＭ）上のパターンが更新される点が異なっている。
５．ピクセル格子画像化モード：アレイ１１（ＰＰＭ）に向かって導かれるスポットの後続の露光によって基板２の上に形成されるパターンが実現される。露光されるスポットは、実質的に同じ形状を有している。スポットは、基板２の上に実質的に格子の形で印刷される。一実施例では、スポットのサイズは、印刷されるピクセル格子のピッチより大きいが、露光スポット格子よりはるかに小さい。印刷されるスポットの強度を変化させることによってパターンが実現される。露光フラッシュと露光フラッシュの間に、スポット全体の強度分布が変更される。

上で説明した使用モードの組合せ及び／又はその変形形態若しくは全く異なる使用モードを使用することも可能である。

したがって、図１に示す基板処理装置は、放射の投影ビームＰＢを供給するようになされた照明システム１０を備えたリソグラフィ装置１を備えている。投影ビームＰＢは、ビーム・スプリッタ１２を介して、投影ビームの断面に所望のパターンを付与するべくプログラムすることができる個々に制御可能な複数のエレメントのアレイ１１へ導かれる。プログラム可能パターン化デバイス１１からのパターン化されたビームは、次に、この実施例ではもう一度ビーム・スプリッタ１２を介して、パターン化されたビーム１４を基板２の目標表面２００に投射する投影システム１３へ導かれる。この実施例では、基板処理装置は、さらに、投影システム１３に対して配置された、基板２を連続した長さ（つまり途切れていない長さ）の形で送り出すようになされた基板サプライ３を備えている。この実施例では、基板の形態は、帯、リボン、テープ或いはウェブとして記述することもできるたわみシートの形態である。基板サプライ３は、たとえばたわみ基板のロールを備えることができる。したがって基板サプライは、リソグラフィ装置に引き渡すための事前製造済み基板のストックを備えることができる。他の実施例では、事前製造済み基板を供給する装置を備える代わりに、適切な形態で基板を製造し、且つ、送り出すように基板サプライ自体を構成することができる。

基板処理装置は、さらに、基板サプライ３から送り出される基板２を投影システム１３の先へ連続的に搬送するようになされた基板搬送システム４を備えており、したがって投影システム１３は、パターン化されたビーム１４を基板２に沿った一連の目標部分に投射することができる。この実施例では、基板搬送システム４は、基板２の真下に配置された複数の受動サポート・ローラ４０、及び基板２の上部表面と係合し、図の矢印で示す方向へ基板２を駆動するようになされた複数の駆動ローラ４１を備えている。投影システム１３からのパターン化されたビーム１４に露光される基板の表面部分が、様々な形態を取ることができる基板サポート１５によってサポートされている。たとえば基板サポート１５は、基板２の目標部分と直接接触する剛直固定上部サポート表面を備えることができる。また、基板サポート１５は、基板２のサポートを調整し、それにより目標表面のトポグラフィを制御することができる少なくとも１つの可動部材若しくは変形可能部材を備えることができるため、パターン化されたビームをその全範囲に渡って適切に集束させることができる。追加若しくは別法として、基板サポート１５は、露光中（つまりパターン化中）の基板２をサポートするための流体（たとえば気体）クッションを提供するための手段を備えることができる。

この実施例では、基板処理装置は、さらに、リソグラフィ装置１によって処理された基板２を巻き取るべく回転する巻取りスプール５を備えている。したがって図に示す装置は、他の基板処理ステージ、たとえばパターン化されたビームに露光済みの基板上の感光性材料を現像するためのデベロッパ・ステージにパターン化された基板を供給するために搬送し、且つ、使用することができるパターン化された基板のロール５０を製造している。

図１に示す搬送システムは、駆動ローラ及び受動ローラを備えているが、これは単なる実施例の１つにすぎないこと、また、他の多くの形態の搬送システム（即ち基板搬送機構）を使用することができることは理解されよう。たとえば搬送システムは、真空搬送ベルト即ち基板２の底面に機械的にクランプするための手段を備えることができる。当業者には他の機構が明らかであろう。

図１には単一のプログラム可能パターン化デバイス１１が示されているが、リソグラフィ装置は、対応する投影システム１３を使用して基板２の目標表面に投射するための個々のパターン化ビームを個々に提供する多数のこのようなパターン化デバイスを備えることができることは理解されよう。個々のパターン化デバイス１１及び関連する投影システム１３は、光エンジンとして記述することができ、この光エンジンは、基板２の幅全体に展開している領域を集合的に露光するように構成することができる。

次に図２を参照すると、基板サプライ３は、長さが長い基板フィルムをロール３１の形態で備えている。この実施例では、ロール３１は、サプライ・リール３０に巻かれている。同じく連続した基板搬送システムとして記述することができる基板搬送システム（図示せず）は、ロール３１から基板フィルムを引き出し、基板２をリソグラフィ・ステージを通して給送するようになされている。そのためには、パターン化された放射のビーム１４を移動中の基板２の表面に導くようになされたリソグラフィ装置１の先へ基板を給送する必要がある。ビームのパターンは、フレーム１６によってサポートされているプログラム可能ビーム・パターン化デバイス１１を制御することによって制御される。プログラム可能デバイス１１は、プログラム可能コントラスト・デバイスと呼ぶことも可能である。パターン化されたビーム１４は、基板の表面に引き渡される露光光である。リソグラフィ装置１のフレーム１６は、同じく、真下を通過する基板２の表面のアライメント・マーク及び／又はトポグラフィを検出するようになされたセンサ・システム１７を支えている。センサ・システム１７から１つ又は複数の信号を受け取り、且つ、受け取った信号に応じてパターン化デバイス１１を制御するための適切な制御手段（図示せず）が配置されている。この実施例では、リソグラフィ装置１は、さらに、基板２をサポートするための固定案内ベッド１５を備えている。この案内ベッド１５は、たとえば、連続した基板２が案内ベッド１５の上を通過する際に、該基板２を浮動させる空気クッションを提供することができ、また、同じく真空プレテンション・システムを組み込むことができる。このようなシステムの場合、案内表面に空気流が提供されるだけでなく、若干の真空領域が提供されるため、さもなければ空気軸受によってサポートされることになる基板に荷重を提供することができる。この荷重は、案内表面に向かって作用するため、システムは、公称Ｚ方向（即ち案内表面に直角の方向）における安定した基板の制御を提供することができる。基板が個別に取り扱われ、且つ、露光される従来のバッチ処理システムと比較すると、図２に略図で示す装置は、露光ツール（即ちリソグラフィ装置１）に極めて微小なフットプリントを持たせることができ、また、基板ステージ及び／又はローダ／アンローダが不必要であるため、より低コストにすることができる利点が提供されることは理解されよう。ロールから基板フィルムの形で露光ツールに基板を供給することにより、バッチ処理と比較してより高速（ｍ^２／ｓの単位の）の基板処理を達成することができる。図２に示す実施例では、装置は、マスクレス・リソグラフィ・システムを備えており、リソグラフィ装置１を単一の搬送方向に通過する基板２を給送することができる。逆方向への搬送及びステップ運動させることはできない。リソグラフィ装置１は、パターン化デバイス１１を適切に制御することによってフィルム基板を連続的に露光することができる。複数の製造マシンを相互に接続し、総合的なインライン処理を提供することができることは理解されよう。別法としては、基板ロールをマシン内で処理し、巻き取り、且つ、他の製造ツール／マシン／ステージへ搬送することも可能である。

本発明の実施例によって提供される一般的な利点は、極めて高い露光スループットを達成することができ、製造工場で処理中のワークの量（つまり、後続する処理ステップを待機して何らかの方法で保存中の任意の瞬間における基板面積の量）を著しく少なくすることができ、また、使用されるクリーン・ルーム／製造面積を著しく縮小することができることである。

上で言及したように、本発明の実施例では、基板をロールで供給することができる。特定のアプリケーションでは、ガラス（たとえばフラット・パネル・ディスプレイの製造に使用するための）を基板に使用することができる。基板の厚さによってこのような基板材料をロールで供給する能力が左右されることは理解されよう。いくつかのアプリケーションでは、たとえば厚さが０．１ｍｍ以下のガラスを基板に使用することができる。現在製造可能な厚さ０．１ｍｍのガラスは、その最小曲げ半径が３０ｍｍである。したがって、連続した長さの基板が巻き付けられるあらゆるスプールのサイズは、基板材料の曲げ特性に適したサイズが選択される。

図３は、本発明の実施例に使用するために適した基板ロール３１を極めて簡単な形で示したものである。このロールには基板２が一定の長さの分離材料（即ちスペーサ２１）と共に巻かれている。この材料には、たとえば適切なホイルを使用することができる。したがって、スペーサ２１で分離されているため、基板２の後続の層（即ち回）が互いに直接接触することはない。通常、基板ロール３１が基板処理システムに配置される場合、分離層２１は、１つ又は複数の処理ステージ（たとえばリソグラフィ露光ステージ）への基板２の給送に先立って基板２から除去される（つまり基板２から分離される）。

図４を参照すると、本発明を具体化した、（ＬＣＤ及び他のタイプの）フラット・パネル・ディスプレイ（ＦＰＤ）デバイスの製造における基板処理に適したインライン基板処理システムが示されている。この実施例では、最初に連続した長さの基板２がロール３１で供給される。複数の処理ステージ６ａ、７ａ、１ａ、８ａ、６ｂ、７ｂ、１ｂ及び８ｂがインラインで配置されている（つまり直列に相互接続されている）。基板搬送システム（その詳細は図には示されていない）は、基板２をリール３０から様々な処理ステージを通して搬送するようになされている。個々の処理ステージを処理システム、処理装置或いは等価的に基板処理ツールと呼ぶことも可能であることは理解されよう。この実施例では、処理ステージ６ａ及び６ｂは、第１及び第２の蒸着ステージ（つまり蒸着処理ステップを実行するステージ）であり、処理ステージ７ａ及び７ｂは、第１及び第２のコータであり、ステージ１ａ及び１ｂは、第１及び第２のリソグラフィ・ステージ（プログラム可能ビーム・パターン化デバイスが組み込まれている）であり、ステージ８ａ及び８ｂは、第１及び第２のデベロッパ・ステージである。蒸着ステージ６ａ及び６ｂは、基板２に材料層を蒸着させるステージであり、化学気相成長法（ＣＶＤ）、プラズマ増速化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）、電気めっきなどの様々な技法及び当分野で知られている他の技法のうちの１つ又は複数の技法を利用することができる。様々なステージの基板処理機器をインライン配置することにより、バッチ処理システムと比較して総合システムのフットプリントが劇的に小さくなり、進行中のワークの量が減少し、また、バッチ処理システムに対して基板処理速度を著しく速くすることができる。特定の実施例では、基板搬送システムは、基板をリソグラフィ・ツール（即ちパターン化ツール）を通して連続的に移動させる（即ち途切れることなく移動させる）ようになされている。

上で説明したシステムには、コータ、リソグラフィ装置及びデベロッパが組み込まれているが、これらは単なる実施例にすぎないこと、また、他の機能を実行する処理ステージを１つ又は複数のリソグラフィ・ツール以外の装置にも組み込むことができることは理解されよう。

また、図に示す基板２は、この実施例では、１つの処理ツールから直列に接続されている次の処理ツールへ直接供給されているが、代替実施例では、１つの処理ステージが終了した後、基板をロールに巻き取り、そのロールを後続する１つ又は複数の処理ツールへ向けて製造工場内で搬送することも可能である。

次に図５及び６を参照すると、本発明の他の実施例では、連続した基板２が適切に配置された搬送システムによってリソグラフィ装置を通して搬送されている。リソグラフィ装置内では、基板２は、ベース１５２及びサポート部材１５１を備えた固定サポート・テーブル１５によってサポートされている（基板２は、サポート部材１５１の上で空気軸受によってサポートされている）。基板搬送システムは、制御された速度で回転する駆動ローラ４１を備えており、基板と係合して基板を図５に長い矢印で示す前方方向へ制御可能に強制している。サポート・テーブル１５は、リソグラフィ装置１のフレーム１６に対してＸ方向若しくはＹ方向のいずれかへ移動しない、という意味において固定されている。搬送システムは、基板２をローラ４１を駆動することによってサポート・テーブル１５上を搬送するようになされている。

基板２の上部表面には、基板２の長さ全体に渡って分布しているアライメント・マーク２０のパターンが提供されている。この実施例では、アライメント・マーク２０は、微小スポット即ち点である。このパターンは、基板表面の両側に沿って展開しているアライメント・マーク２０の第１及び第２の列２２からなっている。この２つの列２２は互いに平行であり、いずれも、基板２のリソグラフィ装置によってパターン化される領域２０１の外側で両側に配置されている。フレーム１６は、基板２のサポート・テーブル１５によって空気軸受でサポートされている部分の上方に配置されている。このフレーム１６は、基板の幅の実質的な部分の両端間に展開している複数の光エンジンのアレイをサポートしている。エンジンの各々は、個々に制御可能な複数のエレメントのアレイを個々に備えたビーム・パターン化デバイスを個々に備えている。したがって複数の光エンジンのアレイは、基板２の幅の両端間に展開している領域にパターン化された放射線量を引き渡している。このパターン化された線量は、複数の「画像」（個々の画像は、個々のプログラム可能マスク及び投影光学系によって得られる）から形成されるため、画像間の正確な縫合せが必要である。リソグラフィ装置は、さらに、アライメント・マークの列を検出するための検出システムを備えている。この実施例では、検出システムは、顕微鏡カメラである２つのアライメント・センサ１８を備えている。このアライメント・センサは、基板２のパターン化されたビームに露光される領域の前面の両側のフレーム１６に取り付けられている。これらの顕微鏡カメラ１８は、それぞれ個々のアライメント・マーク２０を検出するようになされており、したがって基板２の両側のアライメント・マークの列をモニタするようになされている。顕微鏡カメラ１８は、目標部分の前面の位置で基板から反射する光を検出している。基板２に適切にマークを施し、且つ、列をなしているマークの２つの列２２をモニタすることにより、検出システムは、図のＹ方向への基板２の移動を指示することができることは理解されよう。検出システムが適切に配置されると、検出システムは、特定の実施例の場合のように、同じく２本のライン２２をモニタして、Ｙ方向に直角のＸ方向への基板２のあらゆる変位を指示することができる。放射ビームを基板２の適切な部分に確実に投射するために（第１の露光ステップであれ、或いは後続する露光ステップであれ、既に基板上に生成されているパターンにパターンを重ねるために）、検出システムからの信号１８７がコントローラ１８５に提供されている。信号１８７は、投影システムのフレーム１６に対する基板２の位置及び／又は移動を表している。この実施例では、コントローラ１８５は、プログラム可能ビーム・パターン化デバイス１１（１つ又は複数の適切な制御信号１８６によって）、及び基板２が投影システムを通過して給送される速度（ローラ４１の駆動機構に印加される制御信号１８８によって）の両方を制御している。したがってコントローラ１８５は、基板の検出位置／移動に応じて、給送速度及び／又は１つ又は複数の投影ビームに適用される１つ又は複数のパターンを調整することができる。たとえば、Ｘ方向への変位が生じたことを検出システム１８が指示すると、対応する変位を投影パターンに提供するべく、コントローラ１８５を使用して、ビームをパターン化中の制御可能エレメント及び投影システムに対する制御信号を調整することができる。したがってＸ方向の変位が生じたとしても、基板２の適切な部分にパターンが引き渡される。追加若しくは別法として、特定の時間に基板２に投影される放射パターンが、Ｙ方向における基板２の現在位置に対して適切なパターンになるよう、検出システムからの信号１８７を使用して、制御可能エレメントに送信される制御データのタイミングを調整することができる。検出システムを使用して基板２のＺ方向の回転を検出することができ、且つ、その回転を修正するべく制御可能に基板搬送システムを構成することができることは理解されよう。別法若しくは追加として、ビームのパターン化を調整することによってこの回転を補償することも可能である。

図５及び６に示す装置は、たとえばＦＰＤアプリケーションのための基板処理技法に使用することができ、また、パターン化デバイス及び関連する投影システムを適切に配置することにより、長さが極めて長い基板を１ミクロン程度さらには１ミクロン未満の解像度でパターン化することができることは理解されよう。したがって図５及び６に示すリソグラフィ装置は、フラット・パネル・ディスプレイなどのデバイスのための完全処理済み基板若しくは部分処理済み基板の連続的な製造を可能にする総合基板処理システムに組み込むことができるマスクレス・パターン化システムとして記述することができる。

特定の実施例では、基板処理装置は、フレキシブル・ディスプレイ（たとえば有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ））の製造に使用することができる。したがって、１つ又は複数の処理システムからなる製造ラインを通してフレキシブル基板の連続した長いシートを処理することができる。たとえば、本発明を具体化した基板処理システムは、コーティング・ステージ、画像化ステージ及び現像ステージの組合せを備えることができ、さらにはＦＰＤ若しくは他のデバイスの製造に必要なすべての処理ステップを備えた完全な製造ラインを備えることができる。本発明を具体化した基板処理ラインは、基板の製造、専用層の追加或いは基板のコーティングに関連するステップ、１つ又は複数のパターン化ステップ、及びパターン化されたマスクを使用する処理ステップ、たとえばエッチング及び打込みなどの処理ステップを含むことができる。製造ラインは、さらに、予め連続している基板を個々のデバイス・セクションに切断するステップ及びパッケージングなどのステップを含むことができる。

また、本発明を具体化した基板処理装置及び方法は、フレキシブル・ディスプレイの生産及び製造に何ら限定されず、「たわみ」基板即ち適切な直径のスプールに劣化を伴うことなく巻き付けることができる基板の上に構築される任意のデバイスと共に使用することができることは理解されよう。したがって、適切な形態であること（たとえばガラスの場合、十分に薄いシートの形態であること）を条件として、ガラスなどの一般的には非たわみ性であると見なされている材料を使用して基板を形成することができる。本発明を具体化した基板処理方法及び装置は、従来のバッチ処理方法より高速で、且つ、安価な製造方法を提供し、また、その製造にリソグラフィ技法を必要とするフレキシブル・ディスプレイ及び他の大規模デバイスを大量生産するための特定のアプリケーションに使用することができる。

もう一度図５及び６を参照すると、この実施例のリソグラフィ装置は、さらに、レベル及び焦点センサを備えている。このセンサの出力を使用して、投影される放射パターンが基板表面に適切に集束するよう、基板サポート及び／又はビーム・パターン化及び投影システムの１つ又は複数のコンポーネントを制御することができる。

次に図７及び８を参照すると、本発明を具体化した他の基板処理装置の一部が示されている。長い基板２は、３列の個々のアライメント・マーク２０からなるアライメント・マークのパターンを備えている。これらの列は平行であり、そのうちの２つの列２２は、基板２の縁部分に沿って配置され、中央の列２２０は、概ね基板２の中央部分に沿って配置されている。基板搬送システムは、連続した基板２を複数のプログラム可能ビーム・パターン化デバイスのアレイ１１及び関連するビーム投影システムを支えているフレーム１６の先へ搬送するようになされている。この複数のパターン化デバイスのアレイ１１は、この場合も基板の一部分の両端間に展開しており、隙間を生じることなく基板のその部分全体をパターン化することができるようになされている。アライメント・マーク検出システムは、アライメント・マーク２０の列をモニタするようになされている。この検出システムは、フレーム１６に対して固定の位置に固定された、外側の列のアライメント・マークをモニタするための固定検出器１８、及び中央の列２２０をモニタするための可動検出器１８０（この実施例では公称Ｘ方向に移動することができる）を備えている。

フレーム１６には、さらに、基板２の幅全体に渡って展開している複数のレベル・センサ１９のアレイが取り付けられている。これらのセンサ１９は、非接触距離センサである（光学技術、音響技術或いは他の適切な技術を使用することができる）。これらのセンサ１９は、画像化アレイの前面の基板２の高さを測定している。センサ１９によって測定された基板トポグラフィに応じて、ビーム投影システムのコンポーネントを移動させることにより、基板上への１つ又は複数のパターン化ビームの集束を修正することができる（たとえば、投影システムが微小レンズ・アレイＭＬＡを備えた実施例の場合、ＭＬＡをＺ方向に移動させることによって焦点を調整することができ、且つ／又はＭＬＡをＸ軸及び／又はＹ軸の周りに回転させることによって焦点を調整することができる）。したがって図７及び８に示す装置は、基板を連続的にパターン化することができる。多数のセンサ１８及び１８０（この実施例では、固定センサと可動センサの両方の組合せ）が画像化エンジン（即ちリソグラフィ装置の、パターン化されたビームを基板２に投射する部分）の前面に配置されている。これらのセンサ１８／１８０は、基板２の位置を基板上のマークによって測定している。マーカ（アライメント・マーク）を検出することによって得られる位置情報は、特定の実施例では画像化エンジン（プログラム可能アレイ１１の個々のエレメントを制御しているマイクロプロセッサ）に送られる。画像化エンジンは、アレイ１１に送信する制御信号を修正し、基板２のＸ位置及び／又はＹ位置のあらゆる変位即ち誤差、Ｚ軸の周りのあらゆる回転、あらゆる倍率誤差、たとえば熱膨張による基板のひずみ、及びあらゆるより高順位の影響が修正される。

この実施例では、少なくとも部分的には駆動ローラ４１を制御することによって連続した基板の給送が達成されている。図に示す装置は、さらに、パターン化ステージの「上流側」に配置された条件付けステージ９を備えている。パターン化に先立って一様な温度を基板２の一部に確立するために使用されるツールは、条件付けステージの一例である。

したがって、図７及び８の説明から、本発明を具体化した基板処理装置は、基板２にパターンを画像化するための複数のプログラム可能マスク（それぞれ複数の制御可能なエレメントの個々のアレイを備えている）の複数のアレイ１１を組み込むことができることは理解されよう。１つ又は複数の条件付けユニット９を使用して基板２を事前に条件付けることができる（たとえば一様な温度を得るために）。また、条件付けユニット９は、基板２をサポートし、且つ／又は駆動するための空気軸受として使用することができる（つまり、リソグラフィ・ツールを通る基板２の搬送を少なくとも部分的に補助するために）。パターン化処理の間、基板２をサポートするために提供されているシステムの空気軸受を条件付けに使用することも可能である。パターン化されたビームが基板の表面に引き渡されるため、基板２に沿った規則的な位置でマークを測定することによってオーバレイを制御することができる。１つ又は複数の列のマークを使用することができる。投影システムに対する基板２の位置の大まかな修正は、基板２の速度（即ち基板サプライから投影システムの先へ搬送される基板の速度）を調整することによって修正することができる。精密な修正（基板のＸ位置及びＹ位置、Ｚ軸の周りの回転、倍率及びより高順位の影響の修正）は、画像化アレイを移動させるか、或いは投影システムの１つ又は複数のコンポーネントを移動させることによって実施することができ、且つ／又はアレイ上の画像を特定の時間に変化させることによって実施することができる。レベル及び焦点の制御は、基板２と投影光学系（たとえばパターン化されたビームを複数の放射スポットのアレイとして基板２に投射するようになされた微小レンズ・アレイ）のコンポーネントとの間の距離を連続的に測定することによって達成することができる。レベル及び焦点は、微小レンズ・アレイの高さ及び／又は傾斜を調整するか、或いは光学系の他の部分を調整することによって修正することができる。別法としては、適切に構成されたサポート・システム（たとえば１つ又は複数の調整可能サポート部材を備えた空気軸受テーブルが組み込まれたシステム）を制御することによって、基板の目標表面のトポグラフィ（たとえば所望の値からの目標表面の高さ及び／又は傾斜の偏差）を調整することも可能である。

図５及び６の説明から、本発明の特定の実施例では、たとえばローラ４１と基板２の間の機械的な接触によって基板の給送を制御することができることは理解されよう。汚染を最小化するために、画像化アレイの後段の基板２の縁部分にアクチュエータを配置することができる。別法としては、たとえば移動方向に空気を吹き付けることによる非接触方式を使用することも可能である。この場合も、基板２上のマークを測定することによってオーバレイを制御することができる。１つ又は複数の列のマークを使用することができる。大まかな修正は、基板２の移動速度を調整することによって実施することができる。精密な修正は、画像化アレイに対するタイミングを変化させることによって実施することができる。

次に図９を参照すると、この実施例では、基板処理装置は、一連の線形に配置された処理ステージ７、１、８、７０及び７１を備えている。ステージ１は、放射の投影ビームを供給するための照明システム、及びビームを制御可能にパターン化し、且つ、基板の表面にパターンを投影するようになされたプログラム可能ビーム・パターン化及び投影システムの組合せを備えたリソグラフィ装置である。投影されるパターンは、基板の幅の実質的な部分全体に展開するようになされている。図には詳細に示されていないが、ビーム・パターン化及び投影システムは、複数のプログラム可能マスクを備えており、個々のプログラム可能マスクからのパターン化されたビームが、対応するＭＬＡを介して基板の表面に導かれている。ビーム・パターン化及び投影システムは、「画像」（即ち個々の投影ビーム）と「画像」の間を正確に縫い合わせるようになされている。基板処理装置は、さらに、それぞれ同じ長さ対幅の比率（この実施例では約５の比率）を有する複数の個別基板２を備えた基板サプライを備えている。基板サプライは、これらの基板２を一定の流れで送り出すようになされている（基板２の各々は完全な長さを表している）。基板搬送システム４は、基板サプライ３から直列に配置されている処理ステージの先へ、途切れることのない連続した流れで基板２を搬送するようになされている。図には、ローラ４３及びコンベヤ・ベルト４２を備えた基板搬送システムが極めて簡単に示されている。当業者には他の形態が明らかであろう。ステージ７は、個々の基板２に順次レジスト層を塗布するようになされたコータである。次にリソグラフィ・ステージによってレジストが放射パターンに露光され、ステージ８でレジストが現像され、基板の表面にマスクが生成される。ステージ７０は、マスクされた表面にデバイス材料の層を蒸着させるようになされた修正ステージである。最後にステージ７１で残留しているレジスト（及びレジストの上に蒸着した「デバイス」材料）が剥ぎ取られ、基板の表面にデバイス材料のパターンが形成される。したがってこの基板処理装置は、個別基板２を連続的に給送し、パターン化されたデバイス層を個々の基板に順次付与している。個々の基板２の運動は、図の矢印Ａで示すように途切れることのない線形運動である。

以上、基板２が空気軸受でサポートされている実施例について説明したが、他の流体、たとえば水を使用して基板２をサポートすることができることは理解されよう。図１０は、図７及び図８に示す基板処理装置を示したものであるが、空気軸受ではなく、薄い水２００の膜が基板をサポートしている。空気軸受を使用して基板２をサポートすることも可能であるが、空気軸受では、パターン化された放射のビームによって基板２に導入される熱エネルギーを除去するための十分な冷却を基板２に提供することができない。流体（たとえば水などの液体）２００の層を使用して基板をサポートすることにより、流体によって基板が同時に条件付けされ（たとえば基板の熱を確実に一様にすることができる）、且つ、パターン化された放射のビームによって基板２に導入される熱エネルギーが除去される。

流体２００で基板２全体をサポートすることができる。別法としては、基板２の微小部分（たとえば露光部分）を流体２００でサポートし、基板の残りの部分を空気シール２０１を使用して乾いた状態に維持することも可能である。

流体２００でサポートされている基板が存在していないときは、カバー・プレート（図示せず）を使用して流体２００を遮蔽することができる。別法としては、基板毎及び／又は露光毎に空にされ、且つ、充填される流体チャンバを提供することも可能である。

基板２をサポートしている流体２００は循環させることができ、したがってその温度は特定の値に維持される。この方法によれば、基板２を極めて正確に温度条件付けすることができる。流体２００には適切な任意の流体を使用することができるが、基板から確実に十分な熱を除去することができる液体であることが好ましい。

上記実施例（たとえば図８に関連して説明した実施例）には、基板２の裏面に空気軸受が使用されている。図１１ａは、基板２の裏面をサポートしている空気軸受３００を拡大図で示したものである。空気軸受３００は、基板２の位置を固定し、且つ、基板２をサポートしているだけでなく、基板２の裏面を平らにするように機能していることが分かる。これは、基板２の裏面が空気軸受３００に向かって引っ張られ、それにより基板２の裏面のトポグラフィの非一様性が基板２の反対側の面（つまり基板２の露光される面）の高さの変化に置き換えられることによるものである。説明を目的としたものであるため、図１１ａ〜１１ｄではこれらの非一様性即ち高さの変化が誇張されており、スケール通りではない。パターンが正確に基板２に適用されることを保証するためには、これらの高さの変化を小さくするか、或いはこれらの変化が除去されることが望ましい。

基板２をその露光面でサポートすることによって基板の高さの変化を最小化し、或いは小さくすることができる。図１１ｂは、基板２の反対側の面、つまり基板の露光される面に配置された空気軸受３００を示したものである。この実施例では、微小レンズ・アレイＭＬＡの両側に空気軸受３００が配置されている。微小レンズ・アレイＭＬＡ内のレンズの焦点距離が固定されることになるため（つまり少なくとも修正に費用がかかるため）、露光される表面は、一様で、且つ、可能な限り高さの変化が小さいことが好ましい。したがって空気軸受３００を使用して露光面で基板２をクランプすることにより、基板２の高さの変化を小さくし、或いは除去することができる。基板２の高さの変化を小さくし、或いは除去することにより、費用のかかる、微小レンズ・アレイＭＬＡの焦点の能動的な制御の必要性が除去される。

図１１ｃは、基板２が空気軸受３００でクランプされた場合に、微小レンズ・アレイＭＬＡと露光すべき基板２の表面の間の隙間に液浸流体３０１（たとえば比較的屈折率の大きい液体、たとえば水）を充填することができることを示したものである。液浸流体を使用することによって投影システムの開口数が大きくなる（及び／又はシステムの解像度が改善される）。システムの開口数が大きくなるだけでなく、流体３０１を使用して、図１０に示す基板処理装置の流体２００に関連して説明した方法と同じ方法で基板２を条件付けることも可能である。

露光すべき基板の面を空気軸受３００を使用してクランプすることは有効であるが、重力の力によって基板２が湾曲することになる。基板２が湾曲すると、微小レンズ・アレイＭＬＡのレンズが放射を基板２の表面に集束させることができなくなり、そのために基板２に適用されるパターンが不正確になる。

基板２の湾曲は、多くの方法で防止することができ、或いは補償することができる。たとえば図１１ｄは、流体サポート３０２（たとえば水）でサポートされている基板２の裏面を示したものである。追加空気軸受３０３は、基板２の他の部分への流体サポート３０２のリークを防止し、或いは基板２の他の部分が濡れることを防止している。追加空気軸受３０３は、サポート流体３０２のリークを防止するだけの十分な密閉を提供しているが、その密閉は、基板２にひずみが生じ、空気軸受３００の平坦化効果を無効にするほどのものではない。したがって流体サポート３０２は、基板２の湾曲を補償している。

また、基板２の湾曲は、投影システムに修正を導入することによって補償することも可能であり、たとえば微小レンズ・アレイＭＬＡの様々なレンズに様々な焦点距離を持たせることができる。液浸流体３０１（図１１ｃに示すような）を使用することにより、流体３０１の圧力を使用して基板２及び微小レンズ・アレイＭＬＡの両方をひずませることができる。微小レンズ・アレイＭＬＡが特定の剛性（基板２に対する剛性）を有することを保証することにより、微小レンズ・アレイＭＬＡの焦点面と基板２の表面を整合させることができる。

表面の露光すべき面で基板をクランプする原理は、貫通システムの中で処理される非連続基板にも適用することができることは理解されよう。

結論
以上、本発明の様々な実施例について説明したが、以上の説明は単なる実施例を示したものにすぎず、本発明を何ら限定するものではないことを理解されたい。本発明の精神及び範囲を逸脱することなく、本発明の形態及び細部に様々な変更を加えることができることは当業者には明らかであろう。したがって、本発明の見解及び範囲は、上で説明した例示的実施例によっては一切限定されず、唯一、特許請求の範囲の各請求項及びそれらの等価物によってのみ定義されるものとする。

特許請求の範囲の解釈に際しては、実施例の節を主として使用されたい。発明の開示及び書類名要約書の節には、一人又は複数の発明者が意図している本発明の１つ又は複数の例示的実施例が示されているが、すべてが示されているわけではない。したがって発明の開示及び書類名要約書の節には、特許請求の範囲を限定することは一切意図されていない。

リソグラフィ装置が組み込まれた本発明の一実施例による基板処理装置を示す図である。 他の実施例による基板処理装置を示す図である。 本発明の実施例に使用するために適した基板ロールを示す図である。 本発明のさらに他の実施例による基板処理システムを示す図である。 本発明を具体化した基板処理装置の一部を示す平面図である。 本発明を具体化した基板処理装置の一部を示す側面図である。 本発明を具体化したさらに他の基板処理装置の平面図である。 本発明を具体化したさらに他の基板処理装置の側面図である。 本発明を具体化した他の基板処理装置を示す図である。 本発明を具体化したさらに他の基板処理装置を示す図である。 本発明を具体化した他の基板処理装置を示す図である。 本発明を具体化した他の基板処理装置を示す図である。 本発明を具体化した他の基板処理装置を示す図である。 本発明を具体化した他の基板処理装置を示す図である。

符号の説明

１ リソグラフィ投影装置
１、７、８、７０、７１、１ａ、６ａ、７ａ、８ａ、１ｂ、６ｂ、７ｂ、８ｂ 処理ステージ
２ 基板
３ 基板サプライ
４ 基板搬送システム
５ 巻取りスプール
９ 条件付けステージ（条件付けユニット）
１０、ＩＬ 照明システム（イルミネータ）
１１、ＰＰＭ 個々に制御可能な複数のエレメントのアレイ（プログラム可能パターン化デバイス、プログラム可能マスク）
１２ ビーム・スプリッタ
１３ 投影システム（レンズ）（ＰＬ）
１４ パターン化されたビーム
１５ 基板テーブル（基板サポート、固定案内ベッド、サポート・テーブル）
１６ フレーム
１７ センサ・システム
１８ アライメント・センサ（顕微鏡カメラ、固定検出器）
１９ レベル・センサ
２０ アライメント・マーク
２１ スペーサ（分離層）
２２ アライメント・マークの列
３０ サプライ・リール
３１、５０ ロール（基板ロール）
４０ 受動サポート・ローラ
４１ 駆動ローラ
４２ コンベヤ・ベルト
４３ ローラ
１５１ サポート部材
１５２ ベース
１８０ 可動検出器
１８５ コントローラ
１８６、１８８ 制御信号
１８７ 検出システムからの信号
２００ 基板の目標表面
２００ 水（流体）
２０１ リソグラフィ装置によってパターン化される領域
２０１ 空気シール
２２０ アライメント・マークの中央の列
３００ 空気軸受
３０１ 液浸流体
３０２ 流体サポート
３０３ 追加空気軸受
ＡＭ ビームの角強度分布を調整するための調整手段
ＢＤ ビーム引渡しシステム
Ｃ 基板の目標部分
ＣＯ コンデンサ
ＩＮ インテグレータ
ＭＬＡ 微小レンズ・アレイ
ＰＢ 投影ビーム
ＳＯ 放射源

Claims (41)

1. リソグラフィ装置であって、
   放射の投影ビームを供給するための照明システムと、
   パターン化されたビームを形成するべく前記投影ビームの断面にパターンを付与するように機能する個々に制御可能な複数のエレメントのアレイと、
   前記パターン化されたビームを基板の目標部分に投射するための投影システムとを備えたリソグラフィ装置と、
   少なくとも１つの完全な長さの基板を送り出すようになされた基板サプライと、
   前記投影システムが前記パターン化されたビームを個々の完全な長さの基板に沿った一連の目標部分に投射することができるよう、前記基板サプライから送り出される個々の完全な長さの基板を前記投影システムの先へ搬送するようになされた基板搬送システムとを備えた基板処理装置。
2. 前記基板搬送システムが、前記基板サプライから連続的に送り出される個々の完全な長さの基板を前記投影システムの先へ搬送するようになされた、請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記基板サプライが基板のロールを備え、前記基板サプライが、前記ロールから個々の完全な長さの基板を送り出すようになされた、請求項１に記載の基板処理装置。
4. 前記基板のロールが、隣接する基板の層と層の間に配置された分離材料の層を備えた、請求項３に記載の基板処理装置。
5. 送り出された基板が前記投影システムの先へ搬送される前に、送り出された基板から前記分離材料の層を分離するための分離システムをさらに備えた、請求項４に記載の基板処理装置。
6. 前記基板サプライがリールを備え、前記少なくとも１つの完全な長さの基板が前記リールに巻かれ、前記基板サプライが前記リールから個々の完全な長さを送り出すようになされた、請求項１に記載の基板処理装置。
7. 前記基板がガラス基板である、請求項６に記載の基板処理装置。
8. 個々の完全な長さの基板の長さ対幅の比率が少なくとも１である、請求項１に記載の基板処理装置。
9. 個々の完全な長さの基板が実質的に一様な幅及び前記幅の少なくとも５倍の長さを有する、請求項１に記載の基板処理装置。
10. 前記基板サプライが、複数の個々の完全な長さの基板を送り出すようになされた、請求項１に記載の基板処理装置。
11. 前記基板搬送システムが、前記複数の個々の完全な長さの基板を前記基板サプライから前記投影システムの先へ１つのシリーズで搬送するようになされた、請求項１０に記載の基板処理装置。
12. 前記シリーズが連続したシリーズである、請求項１１に記載の基板処理装置。
13. 前記リソグラフィ装置が、個々の完全な長さの基板上のアライメント・マークを検出するようになされた検出システムをさらに備えた、請求項１に記載の基板処理装置。
14. 前記検出システムが、個々の完全な長さの基板に沿って展開している少なくとも２つの列のアライメント・マークを検出するようになされた、請求項１３に記載の基板処理装置。
15. 前記リソグラフィ装置が、前記制御可能な複数のエレメントのアレイに制御信号を提供するようになされたコントローラをさらに備え、前記コントローラが、前記アライメント・マークの検出に応答して前記検出システムから検出信号を受け取り、且つ、前記検出信号に応じて前記制御信号を決定するようになされた、請求項１３に記載の基板処理装置。
16. 前記アライメント・マークの検出に応答して前記検出システムから検出信号を受け取り、且つ、前記検出信号に応じて前記基板搬送システムを制御するようになされたコントローラをさらに備えた、請求項１３に記載の基板処理装置。
17. 前記コントローラが、前記検出信号に応じて前記基板搬送システムを制御し、送り出された完全な長さの基板を前記投影システムの先へ搬送する速度を調整するようになされた、請求項１６に記載の基板処理装置。
18. 前記完全な長さの基板が前記投影システムを通過して移動している間、前記パターン化されたビームが個々の完全な長さの基板に投射されるよう、前記リソグラフィ装置及び前記基板搬送システムを制御するようになされた制御システムをさらに備えた、請求項１に記載の基板処理装置。
19. 前記完全な長さの基板が前記投影システムからの前記パターン化されたビームに露光されている間、個々の完全な長さの基板の少なくとも一部をサポートするようになされた基板サポートをさらに備えた、請求項１に記載の基板処理装置。
20. 前記基板搬送システムが、個々の完全な長さの基板の表面と係合するようになされた少なくとも１つのローラ、及び前記ローラを回転させるようになされた駆動システムを備えた、請求項１に記載の基板処理装置。
21. 前記完全な長さの基板が前記投影システムの先へ搬送された後、個々の完全な長さの基板を巻き取るようになされたリールをさらに備えた、請求項１に記載の基板処理装置。
22. 前記リソグラフィ装置と直列に配置された、個々の完全な長さの基板に追加処理を施すための少なくとも１つの追加基板処理ステージをさらに備え、前記搬送システムが、個々の完全な長さの基板を前記基板サプライから前記少なくとも１つの追加ステージを通って前記投影システムの先へ搬送するようになされた、請求項１に記載の基板処理装置。
23. 前記少なくとも１つの追加基板処理ステージが、前記リソグラフィ装置の前段で個々の完全な長さの基板を条件付けるようになされた基板条件付けステージを備えた、請求項２２に記載の基板処理装置。
24. 前記少なくとも１つの追加基板処理ステージが、前記リソグラフィ装置の前段で個々の完全な長さの基板にアライメント・マークのパターンを適用するようになされたマーキング・ステージを備えた、請求項２２に記載の基板処理装置。
25. 前記少なくとも１つの追加基板処理ステージが、前記リソグラフィ装置の前段で個々の完全な長さの基板にレジスト材料を塗布するようになされた塗布ステージを備えた、請求項２２に記載の基板処理装置。
26. 前記少なくとも１つの追加基板処理ステージが、前記リソグラフィ装置の後段で露光済みレジスト材料を現像するようになされた現像ステージを備えた、請求項２２に記載の基板処理装置。
27. 前記少なくとも１つの追加基板処理ステージが、現像済みのレジスト材料中のパターンに応じて個々の完全な長さの基板を修正するようになされた修正ステージを備えた、請求項２６に記載の基板処理装置。
28. 前記少なくとも１つの追加基板処理ステージが、前記修正ステージによる処理の後、個々の完全な長さの基板からレジスト材料を除去するようになされた除去ステージを備えた、請求項２７に記載の基板処理装置。
29. 複数の追加基板処理ステージをさらに備え、一連の追加ステージ及び前記リソグラフィ装置が、前記基板サプライから少なくとも１つの裸の完全な長さの基板を受け取り、且つ、複数のデバイス層が形成された個々の完全な長さの基板を送り出すようになされた、請求項２２に記載の基板処理装置。
30. 前記リソグラフィ装置が個々に制御可能な複数のエレメントの複数のアレイを備え、前記照明システムが個々のアレイにそれぞれ投影ビームを供給するようになされ、前記リソグラフィ装置が、それぞれ複数のエレメントの個々のアレイからのパターン化されたビームを基板の目標部分に投射するようになされた複数の投影システムを備えた、請求項１に記載の基板処理装置。
31. 個々の投影システムがそれぞれ微小レンズ・アレイを備えた、請求項３０に記載の基板処理装置。
32. 前記複数の投影システムが、個々の完全な長さの基板の幅の実質的な部分を露光するようになされた、請求項３０に記載の基板処理装置。
33. 基板サプライを提供するステップと、
    前記基板サプライから少なくとも１つの完全な長さの基板を送り出すステップと、
    照明システムを使用して放射の投影ビームを提供するステップと、
    前記投影ビームの断面にパターンを付与し、パターン化されたビームを形成するために個々に制御可能な複数のエレメントのアレイを使用するステップと、
    前記パターン化されたビームを投射するために投影システムを使用するステップと、
    前記基板サプライから送り出される個々の完全な長さの基板を前記投影システムの先へ搬送するステップと、
    前記パターン化されたビームを個々の完全な長さの基板に沿った一連の目標部分に投射するステップとを含むデバイス製造方法。
34. 基板サプライを提供する前記ステップが、個々の完全な長さの基板をロールで提供するステップを含む、請求項３３に記載の方法。
35. 前記基板がガラスである、請求項３４に記載の方法。
36. 前記パターン化されたビームへの露光後、個々の完全な長さの基板をロールに巻き取るステップをさらに含む、請求項３３に記載の方法。
37. 個々の完全な長さの基板を少なくとも１つの追加処理ステージで処理するステップと、
    前記基板サプライから送り出される個々の完全な長さの基板を前記少なくとも１つの追加処理ステージを通って前記投影システムの先へ搬送するステップとをさらに含む、請求項３３に記載の方法。
38. 請求項３３に記載の方法を使用して製造されたデバイス。
39. 前記デバイスがフラット・パネル・ディスプレイである、請求項３８に記載のデバイス。
40. 請求項１に記載の装置を使用して製造されたデバイス。
41. 前記デバイスがフラット・パネル・ディスプレイである、請求項４０に記載のデバイス。

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