JP2007011329A - リソグラフィ機器及びデバイスの製作方法 - Google Patents

Abstract

【課題】データ処理がより効率よく管理されるリソグラフィ機器の提供。
【解決手段】要求ドーズ・パターンの表現を、個々に制御可能な素子の配列の制御に適した制御データ列に変換するデバイス経路を含み、このデータ経路は、複数のデータ操作装置と、これらのデータ操作装置間で計算負荷を均衡させる計算負荷制御器とを含むリソグラフィ機器が提供される。このリソグラフィ機器の要素を使用するデバイスの製作方法、並びにこの方法を用いて製作したフラット・パネル・ディスプレイ及び集積回路デバイスも提供される。
【選択図】図６

Description

本発明は、リソグラフィ機器及びデバイスを製作する方法に関するものである。

リソグラフィ機器は、基板又は基板の一部に所望のパターンを付与する機械である。リソグラフィ機器は、例えば、フラット・パネル・ディスプレイ、集積回路（ＩＣ）、及び微細構造を伴う他のデバイスの製作に使用することができる。従来型の機器では、マスク又はレチクルと称することのあるパターン化装置を使用して、フラット・パネル・ディスプレイ（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できる。このパターンは、例えば、基板（例えば、ガラス・プレート）上に形成された放射感受性材料（レジスト）の層に結像させることによって、基板（又はその一部）に転写することができる。

パターン化手段を使用して、回路パターンの代わりに、例えばカラー・フィルタ・パターン又はドット・マトリックスなどの他のパターンを生成できる。パターン化装置は、マスクの代わりに、個々に制御可能な素子の配列を含むパターン化配列を含むことができる。マスクに基づくシステムと比較して、このようなシステムの利点は、より迅速且つ低コストでパターンを変化させ得ることである。

フラット・パネル・ディスプレイ基板は、形状が矩形の場合がある。このタイプの基板を露光するように設計されたリソグラフィ機器は、この矩形基板の全幅を覆うか、又は幅の一部（例えば、幅の半分）を覆う露光領域を提供できる。この露光領域下で基板を走査し、マスク又はレチクルを、投影ビームを通過して同期走査することができ、このようにして、基板にパターンを転写する。露光領域が基板の全幅を覆う場合には、露光は１回の走査で完了する。露光領域が、例えば基板の幅の半分を覆う場合、第１の走査の後で基板を横方向に移動させ、典型的には、基板の残りの部分を露光する別の走査を実施できる。

個々に制御可能な素子の配列を使用して基板上にパターンを生成する場合、ラスター・パターン・データを処理し、適切な制御信号として個々に制御可能な素子の配列に渡す速さは、リソグラフィ機器の性能に極めて重要な要素であり、機器の総コストのかなりの割合が、この処理を実施するために設けられる計算ハードウエアに関連するものである。計算ハードウエアに対する要求は、基板を露光するのと同時に処理を実行しなければならない（「実行時」処理と称することがある）場合には特に厳しい。

パターン・データは、個々に制御可能な素子の複数の配列によって露光することができ、これらの配列はそれぞれ、別々の光学系及び処理ハードウエアを備えることがある（このような各組立体（アセンブリ）の一部又は全部を、「光学コラム」又は「光学エンジン」と称する）。各光学コラムは、露光される基板の特定の帯状部分に主に割り当てることができ、データ処理タスクは、それに従って分割される。

多様なパターン配置に対応することができるように、各光学エンジンは、それが取り扱うパターンの帯状部分の状況が比較的悪い場合に対処するのに十分な処理能力を備えなければならず、これにはコストがかかる。

本発明の目的は、データ処理がより効率よく管理されるリソグラフィ機器を提供することを含む。

一具体例によれば、
−放射ビームを変調する個々に制御可能な素子の配列と、
−実質的に基板上に要求線量パターンを形成するために、前記要求線量パターンの第１のデータ表現を、前記個々に制御可能な素子の配列を制御するのに適した制御データ列に変換するデータ処理パイプラインとを含むリソグラフィ機器であって、前記データ処理パイプラインは、
−複数のデータ操作装置と、
−前記第１データ表現を、それぞれが前記要求線量パターンの副領域の組のうちの１つに対応する複数のデータ・パケットに分割し、前記データ・パケットのそれぞれを、前記データ操作装置の１つに転送するように構成された計算負荷制御器とを含み、
−前記計算負荷制御器は、データ操作装置間で総計算負荷が均衡するように、これらのデータ・パケットを選択して各データ操作装置に転送するように構成されている、リソグラフィ機器が提供される。

一具体例によれば、
−個々に制御可能な素子の配列を使用して放射ビームを変調する段階と、
−実質的に基板上に要求線量パターンを形成するために、前記要求線量パターンの第１のデータ表現を、前記個々に制御可能な素子の配列を制御するのに適した制御データ列に変換する段階と、
−前記第１データ表現を、それぞれが前記要求線量パターンの副領域の組のうちの１つに対応する複数のデータ・パケットに分割し、前記データ・パケットのそれぞれを、前記変換用の複数のデータ操作装置の１つに転送する段階と、
−データ操作装置間で総計算負荷が均衡するように、これらのデータ・パケットを選択して各データ操作装置に転送する段階とを含む、デバイス製作方法が提供される。

図１に、本発明の実施例によるリソグラフィ機器を概略的に示す。この機器は、
−放射ビームＢ（例えば、ＵＶ放射）を調整するように構成された照明系（照明器）ＩＬと、
−投影ビームを変調するパターン化装置ＰＤ、例えば、個々に制御可能な素子の配列（一般に、個々に制御可能な素子の配列の位置は、要素ＰＳに対して相対的に固定される。代わりに、個々に制御可能な素子の配列は、ある種のパラメータに従って個々に制御可能な素子の配列を正確に位置決めするように構成された位置決め装置に結合されていてもよい）と、
−基板（例えば、レジストを塗布した基板）Ｗを支持するように構築された基板テーブルＷＴであって、ある種のパラメータに従って基板を正確に位置決めするように構成された位置決め装置ＰＷに結合された基板テーブルＷＴと、
−基板Ｗの（例えば、１つ又は複数のダイを含む）目標部分Ｃに、個々に制御可能な素子の配列によって変調された放射ビームを投影するように構成された投影系（例えば、屈折型投影レンズ系）ＰＳとを含む。

照明系は、放射を方向づけ、整形、または制御する屈折型、反射型、磁気型、電磁気型、静電気型その他のタイプの光学部材、或いはこれらの任意の組合せなどの、様々なタイプの光学部材を含むことができる。

本明細書で用いる「パターン化装置」という用語は、基板の目標部分にパターンを生成するなどのために、放射ビームの横断面を変調するために使用できる任意の装置を指すと広く解釈すべきである。放射ビームに付与されるパターンは、例えば、このパターンが位相シフト用のフィーチャ、即ち、いわゆるアシスト・フィーチャを含む場合、基板の目標部分における所望のパターンに厳密に対応しないことがあることに留意されたい。同様に、基板に最終的に生成されるパターンは、任意のある瞬間に個々に制御可能な素子の配列上に形成されるパターンに対応しないことがある。このようなことが生じるのは、基板の各部分に形成される最終パターンが、所与の時間又は所与の回数の露光を通して形成され、その間に、個々に制御可能な素子の配列上のパターン及び／又は基板の相対位置が変化するように構成される場合である。一般に、基板の目標部分に生成されるパターンは、この目標部分に生成中の集積回路又はフラット・パネル・ディスプレイ（例えば、フラット・パネル・ディスプレイのカラー・フィルタ層又はフラット・パネル・ディスプレイの薄膜トランジスタ層）などのデバイス内の特定の機能層に対応する。このようなパターン化装置の例には、例えば、レチクル、プログラム可能なミラー配列、レーザ・ダイオード配列、発光ダイオード配列、格子型ライト・バルブ、及びＬＣＤ配列が含まれる。本明細書では、電子手段（例えば、コンピュータ）を使用してパターンをプログラム可能とするパターン化装置、例えば、それぞれ放射ビームの一部の強度を変調できる複数のプログラム可能な素子を含むパターン化装置（例えば、レチクルを除く前の文に記載したすべての装置）を総称して「コントラスト装置」と称する。放射ビームの一部の位相をこの放射ビームの隣接部分に対して相対的に変調することによって放射ビームにパターンを付与する複数のプログラム可能な素子を含む電子的にプログラム可能なパターン化装置も使用できることを理解されたい。ある実施例では、パターン化装置は、少なくとも１０個のプログラム可能な素子を含み、プログラム可能な素子の数は、例えば、少なくとも１００個、少なくとも１０００個、少なくとも１００００個、少なくとも１０００００個、少なくとも１００００００個、又は少なくとも１０００００００個である。以下、これらの装置のいくつかの実施例をいくらかより詳細に論じる。

プログラム可能なミラー配列：これは、粘弾性制御層及び反射面を有するマトリックス（行列）状にアドレス指定可能な表面を含むことができる。このような機器の基礎となる基本原理は、（例えば）反射面のアドレス指定された領域は入射光を回折光として反射し、アドレス指定され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。適切な空間フィルタを使用して、前記非回折光をフィルタリングして反射ビームから除去し、それによって、基板に到達する回折光のみを残すことができる。このようにして、マトリッ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がパターン化される。代替手段として、フィルタにより回折光をフィルタリングして除去し、それによって、基板に到達する非回折光を残すことができることを理解されたい。これに対応する方法で、回折型光ＭＥＭＳデバイスの配列を使用することもできる。回折型光ＭＥＭＳデバイスは、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できる複数の反射性リボンからなる。プログラム可能なミラー配列の別の代替実施例は、適切な局所電界を印加するか、或いは圧電作動手段を使用することによって、それぞれ個別にある軸線の周りで傾けることのできるマトリックス状に配置された小ミラーを使用する。この場合も、これらのミラーはマトリックス状にアドレス指定可能であり、そのためアドレス指定されたミラーは、入射する放射ビームを、アドレス指定されないミラーと異なる方向に反射する。このようにして、マトリッ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をパターン化することができる。必要とされるマトリックスのアドレス指定は、適切な電子手段を使用して実施できる。ここで言及したミラー配列に関するより多くの情報は、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号から入手することができる。これら全体を参照により本明細書に援用する。

プログラム可能なＬＣＤ配列：このような構造の実施例が、米国特許第５２２９８７２号に示されている。この特許全体を参照により本明細書に援用する。

リソグラフィ機器は、１つ又は複数のパターン化装置を含むことができる。例えば、リソグラフィ機器は、それぞれ互いに独立に制御される個々に制御可能な素子の複数の配列を含むことができる。このような構成では、これらの個々に制御可能な素子の配列の一部又は全部は、共通の照明系（又は照明系の一部）、個々に制御可能な素子の配列用の共通の支持構造体、及び／又は共通の投影系（又は投影系の一部）の少なくとも１つを含むことができる。

図１に示す実施例などのある実施例では、基板Ｗはほぼ円形であり、任意選択で、その周囲の一部に沿って切欠き及び／又は平らな縁部を有する。ある実施例では、基板の形状は、矩形などの多角形である。基板の形状がほぼ円形の実施例には、基板の直径が少なくとも２５ｍｍである実施例が含まれ、基板の直径は、例えば、少なくとも５０ｍｍ、少なくとも７５ｍｍ、少なくとも１００ｍｍ、少なくとも１２５ｍｍ、少なくとも１５０ｍｍ、少なくとも１７５ｍｍ、少なくとも２００ｍｍ、少なくとも２５０ｍｍ、又は少なくとも３００ｍｍである。ある実施例では、基板の直径は、最大でも５００ｍｍ、最大でも４００ｍｍ、最大でも３５０ｍｍ、最大でも３００ｍｍ、最大でも２５０ｍｍ、最大でも２００ｍｍ、最大でも１５０ｍｍ、最大でも１００ｍｍ、又は最大でも７５ｍｍである。基板が矩形などの多角形である実施例には、基板の少なくとも１辺、例えば、少なくとも２辺、又は少なくとも３辺の長さが、少なくとも５ｃｍである実施例が含まれ、基板の辺の長さは、例えば、少なくとも２５ｃｍ、少なくとも５０ｃｍ、少なくとも１００ｃｍ、少なくとも１５０ｃｍ、少なくとも２００ｃｍ、又は少なくとも２５０ｃｍである。ある実施例では、基板の少なくとも１辺の長さが、最大でも１０００ｃｍであり、例えば、最大でも７５０ｃｍ、最大でも５００ｃｍ、最大でも３５０ｃｍ、最大でも２５０ｃｍ、最大でも１５０ｃｍ、又は最大でも７５ｃｍである。ある実施例では、基板は、長さ約２５０〜３５０ｃｍ、幅約２５０〜３００ｃｍの矩形基板である。基板の厚さは様々であり、例えば、基板の材料及び／又は基板の寸法にある程度依存できる。ある実施例では、厚さは、少なくとも５０μｍであり、例えば、少なくとも１００μｍ、少なくとも２００μｍ、少なくとも３００μｍ、少なくとも４００μｍ、少なくとも５００μｍ、又は少なくとも６００μｍである。一実施例では、基板の厚さは、最大でも５０００μｍであり、例えば、最大でも３５００μｍ、最大でも２５００μｍ、最大でも１７５０μｍ、最大でも１２５０μｍ、最大でも１０００μｍ、最大でも８００μｍ、最大でも６００μｍ、最大でも５００μｍ、最大でも４００μｍ、又は最大でも３００μｍである。本明細書で言及する基板は、例えば、トラック（典型的には、基板にレジスト層を塗布し、露光されたレジストを現像するツール）、計測ツール及び／又は検査ツール内で、露光前又は露光後に処理することがある。

ある実施例では、基板上にレジスト層が形成される。ある実施例では、基板Ｗはウエハであり、例えば半導体ウエハである。ある実施例では、ウエハ材料は、Ｓｉ、ＳｉＧｅ、ＳｉＧｅＣ、ＳｉＣ、Ｇｅ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、及びＩｎＡｓからなる群から選択される。ある実施例では、ウエハは、ＩＩＩ／Ｖ族化合物半導体ウエハである。ある実施例では、ウエハはシリコン・ウエハである。ある実施例では、基板はセラミック基板である。ある実施例では、基板はガラス基板である。ガラス基板は、例えば、フラット・パネル・ディスプレイ及び液晶ディスプレイ・パネルの製作などで有用なことがある。ある実施例では、基板はプラスチック基板である。ある実施例では、基板は、（肉眼には）透明である。ある実施例では、基板に色が付けられている。ある実施例では、基板は無色である。

本明細書で用いる「投影系」という用語は、例えば、用いられる露光放射に対して、或いは浸漬液の使用又は真空の使用などの他の要因に対して適宜、屈折型、反射型、反射屈折型、磁気型、電磁型、及び静電型の光学系、又はこれらの任意の組合せを含めて、任意のタイプの投影系を包含すると広く解釈すべきである。本明細書で用いる「投影レンズ」という用語は、「投影系」というより一般の用語と同義とみなすことができる。

投影系は、パターンが基板上に整然と形成されるように個々に制御可能な素子の配列上にパターンを結像させることができる。或いは、投影系は、２次放射源を結像することができ、これらに対して、個々に制御可能な素子の配列の素子がシャッタとして働く。この点で、投影系は、例えばこのような２次放射源を形成し、且つ基板にスポットを結像する（ＭＬＡとして知られる）マイクロ・レンズ配列又はフレネル・レンズ配列などの合焦素子配列も含むことができる。ある実施例では、合焦素子配列（例えば、ＭＬＡ）は、少なくとも１０個の合焦素子、例えば、少なくとも１００個の合焦素子、少なくとも１０００個の合焦素子、少なくとも１００００個の合焦素子、少なくとも１０００００個の合焦素子、又は少なくとも１００００００個の合焦素子を含む。ある実施例では、パターン化装置の個々に制御可能な素子の数は、合焦素子配列の合焦素子の数に等しいか、又はそれ以上である。ある実施例では、合焦素子配列は、個々に制御可能な素子の配列の個々に制御可能な素子の１つ又は複数、例えば、個々に制御可能な素子の配列の個々に制御可能な素子の２つ以上に光学的に関連する合焦素子を含み、この数は例えば、３個以上、５個以上、１０個以上、２０個以上、２５個以上、３５個以上、又は５０個以上である。ある実施例では、合焦素子配列は、個々に制御可能な素子の配列の個々に制御可能な素子の１つ又は複数に光学的に関連する２個以上（例えば、１０００個よりも多い、大部分、又はほぼ全部）の合焦素子を含む。ある実施例では、ＭＬＡは、（例えば、アクチュエータを使用して）例えば１つ又は複数のアクチュエータを使用して少なくとも基板に向かう方向及び離れる方向に移動可能である。基板に対して向かって及び離れるようにＭＬＡを移動させることができると、例えば、基板を移動させる必要なしに焦点調節が可能になる。

ここで示すとおり、この機器は、（例えば、反射性の個々に制御可能な素子の配列を使用する）反射型のものである。或いは、この機器は、（例えば、透過性の個々に制御可能な素子の配列を使用する）透過型のものとできる。

このリソグラフィ機器は、２つ（２ステージ）又はそれ以上の基板テーブルを有するタイプのものとできる。このような「複数ステージ」型の機械では、追加のテーブルを並列で使用できる。即ち、１つ又は複数のテーブルで準備工程を実施しながら、１つ又は複数の他のテーブルを使用して露光を行うことができる。

リソグラフィ機器は、比較的高屈折率の「浸漬液」、例えば水によって基板の少なくとも一部を覆って、投影系と基板との間の空間を満たすことのできるタイプのものとすることもできる。浸漬液は、リソグラフィ機器内の他の空間、例えばパターン化装置と投影系との間に付与することもできる。投影系の開口数を大きくする液浸技術は、当技術分野では周知のものである。本明細書で用いる「浸漬」という用語は、基板などの構造体を液体中に浸さなければならないという意味ではなく、露光中に、投影系と基板との間に液体を配置するというだけの意味である。

図１を参照すると、照明器ＩＬは、放射源ＳＯから放射ビームを受け取る。ある実施例では、この放射源は、少なくとも５ｎｍの波長の放射を提供し、この波長は例えば、少なくとも１０ｎｍ、少なくとも５０ｎｍ、少なくとも１００ｎｍ、少なくとも１５０ｎｍ、少なくとも１７５ｎｍ、少なくとも２００ｎｍ、少なくとも２５０ｎｍ、少なくとも２７５ｎｍ、少なくとも３００ｎｍ、少なくとも３２５ｎｍ、少なくとも３５０ｎｍ、又は少なくとも３６０ｎｍである。ある実施例では、放射源ＳＯが提供する放射の波長は、最大でも４５０ｎｍであり、例えば、最大でも４２５ｎｍ、最大でも３７５ｎｍ、最大でも３６０ｎｍ、最大でも３２５ｎｍ、最大でも２７５ｎｍ、最大でも２５０ｎｍ、最大でも２２５ｎｍ、最大でも２００ｎｍ、又は最大でも１７５ｎｍである。ある実施例では、この放射の波長には、４３６ｎｍ、４０５ｎｍ、３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、及び／又は１２６ｎｍが含まれる。ある実施例では、この放射の波長には、約３６５ｎｍ又は約３５５ｎｍが含まれる。ある実施例では、この放射は、例えば３６５ｎｍ、４０５ｎｍ、及び４３６ｎｍを含む広帯域の波長を含む。３５５ｎｍのレーザ源を使用できるはずである。放射源とリソグラフィ機器は、例えば放射源がエキシマ・レーザのときは別々の要素とできる。このような場合には、放射源がリソグラフィ機器の一部を形成するとはみなさず、放射ビームは、放射源ＳＯから、例えば適当な方向づけミラー及び／又はビーム拡大器（エキスパンダ）を含むビーム伝送系ＢＤを使用して照明器ＩＬに至る。他の場合には、例えば放射源が水銀ランプのとき、放射源はリソグラフィ機器と一体の部分にできる。放射源ＳＯ及び照明器ＩＬは、必要な場合には、ビーム伝送系ＢＤとともに放射系と称することがある。パターン化装置が光源自体である場合、例えば、レーザ・ダイオード配列又は発光ダイオード配列である場合、この機器は、照明系なしで、又は少なくとも簡略化した照明系で設計できる（例えば、放射源ＳＯが不要になることがある）。

照明器ＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調節する調節装置ＡＤを含むことができる。一般に、照明器の瞳面内の強度分布の少なくとも（一般に、それぞれ外側σ及び内側σと称する）外側及び／又は内側の径方向範囲を調節することができる。照明器ＩＬはさらに、統合器ＩＮ及びコンデンサＣＯなど他の様々な構成部材を含むことがある。この照明器を使用して放射ビームを調整し、それによって放射ビーム断面に所望の均一性及び強度分布を得ることができる。照明器ＩＬ、又はそれに関連する追加の構成部材は、放射ビームを複数のサブ・ビームに分割して、例えば、各サブ・ビームが、個々に制御可能な素子の配列の個々に制御可能な素子の１つ又は複数に関連できるように構成することができる。例えば、２次元回折格子を使用して、放射ビームをサブ・ビームに分割できる。この説明では、「放射のビーム」及び「放射ビーム」という用語は、ビームが複数のこのような放射サブ・ビームからなる状況を含むが、これに限定されるものではない。

放射ビームＢは、パターン化装置ＰＤ（例えば、個々に制御可能な素子の配列）に入射し、このパターン化装置によって変調される。パターン化装置ＰＤによって反射された後で、放射ビームＢは、投影系ＰＳを通過し、投影系ＰＳによって基板Ｗの目標部分Ｃで合焦する。位置決め装置ＰＷ及び位置センサＩＦ２（例えば、干渉計測装置、リニア・エンコーダ、又は容量センサ）を使用して、基板テーブルＷＴを正確に移動させて、例えば、放射ビームＢの経路内で異なる目標部分Ｃを位置決めすることができる。個々に制御可能な素子の配列用の位置決め手段を使用する場合、これを使用して、例えば走査中に、ビームＢの経路に関してパターン化装置ＰＤの位置を正確に修正できる。ある実施例では、基板テーブルＷＴの移動は、（粗い位置決め用の）長ストローク・モジュール及び（精密位置決め用の）短ストローク・モジュールを使用して実現される。これらのモジュールは、図１に明示的に示していない。ある実施例では、この機器には、基板テーブルＷＴを移動させるのに、少なくとも短ストローク・モジュールがない。類似のシステムを使用して個々に制御可能な素子の配列を位置決めすることもできる。或いは／それに加えて、投影ビームＢを移動可能とし、物体テーブル及び／又は個々に制御可能な素子の配列の位置を固定して、必要とされる相対運動を実現できることを理解されたい。このような構成にすると、機器のサイズを制限する助けとなることがある。例えばフラット・パネル・ディルプレイの製作に適用可能なことのある別の代替形態として、基板テーブルＷＴ及び投影系ＰＳの位置を固定し、基板Ｗを基板テーブルＷＴに対して相対的に移動させるように構成できる。例えば、基板テーブルＷＴは、基板テーブルＷＴを横切って基板Ｗをほぼ一定の速さで走査するシステムを含むことができる。

図１に示すように、ビーム分割器（スプリッタ）ＢＳによって放射ビームＢをパターン化装置ＰＤに方向づけることができる。ビーム分割器ＢＳは、放射が、最初はこのビーム分割器によって反射され、パターン化装置ＰＤに方向づけられるように構成される。ビーム分割器を使用しなくても、放射ビームＢをパターン化装置に方向づけることができることを理解されたい。ある実施例では、放射ビームは、０〜９０°の角度でパターン化装置に方向づけられ、この角度は例えば、５〜８５°、１５〜７５°、２５〜６５°、又は３５〜５５°である（図１に示す実施例は、角度９０°でのものである）。パターン化装置ＰＤは、放射ビームＢを変調し、それを反射してビーム分割器ＢＳに戻し、ビーム分割器ＢＳは、変調されたビームを投影系ＰＳに透過させる。ただし、代替構成を利用して、放射ビームＢをパターン化装置ＰＤに、その後、投影系ＰＳに方向づけることができることを理解されたい。具体的には、図１に示す構成は、透過性のパターン化装置を使用する場合には必要とされないことがある。

図に示す機器は、以下の４つの好ましいモードで使用することができる。
１．ステップ・モードでは、個々に制御可能な素子の配列及び基板は本質的に固定したまま、放射ビームに付与されたパターン全体を目標部分Ｃに１回で投影する（即ち、１回の静止露光）。次いで、Ｘ方向及び／又はＹ方向に基板テーブルＷＴの位置を変えて、異なる目標部分Ｃを露光することができる。ステップ・モードでは、露光フィールドの最大サイズが、１回の静止露光で画像形成される目標部分Ｃのサイズを制限する。
２．スキャン・モードでは、個々に制御可能な素子の配列と基板を同期走査しながら、放射ビームに付与されたパターンを目標部分Ｃに投影する（即ち、１回の動的な露光）。個々に制御可能な素子の配列に対する相対的な基板の速度及び方向は、投影系ＰＳの倍率（縮小率）及び像の反転特性によって決めることができる。スキャン・モードでは、露光フィールドの最大サイズが、１回の動的な露光における目標部分の（非走査方向の）幅を制限し、走査移動長により、目標部分の（走査方向の）高さが決まる。
３．パルス・モードでは、個々に制御可能な素子の配列を本質的に固定し、パルス化された放射源を使用して、基板Ｗの目標部分Ｃにパターン全体を投影する。基板テーブルＷＴは、投影ビームＢが基板Ｗを横切るラインを走査するように、本質的に一定の速さで移動する。放射系のパルスとパルスとの間で、個々に制御可能な素子の配列上のパターンが必要に応じて更新される。これらのパルスは、基板Ｗの必要とされる場所で、連続した目標部分Ｃが露光されるように時間間隔が設定される。その結果、基板のある帯状部分について完全なパターンが露光されるように、基板Ｗを横切って投影ビームＢを走査することができる。基板Ｗがライン１本ずつ最後まで露光されるまで、この工程を繰り返す。
４．連続スキャン・モードでは、変調された放射ビームＢに対して相対的にほぼ一定の速さで基板Ｗを走査し、投影ビームＢが基板Ｗを横切って走査し露光する際に、個々に制御可能な素子の配列上のパターンを更新する点を除き、パルス・モードと本質的に同じである。個々に制御可能な素子の配列上のパターンの更新に同期したほぼ一定の放射源又はパルス化された放射源を使用することができる。

上記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用いることもできる。

リソグラフィでは、パターンは基板上のレジスト層に露光される。次いで、このレジストを現像する。その後、この基板に対して追加の処理工程を実施する。基板の各部分に対するこれら後続の処理工程の作用は、レジストの露光によって決まる。具体的には、これらの処理工程は、所与の線量（ドーズ）閾値よりも大きな放射線量を受け取る基板の部分が、この線量閾値未満の放射線量を受け取る基板の部分と異なる応答を示すように調整される。例えば、エッチング工程では、閾値よりも大きな放射線量を受け取る基板の領域は、現像されたレジスト層によってエッチングから保護される。しかし、露光後の現像では、閾値未満の放射線量を受け取るレジストの部分は除去され、したがって、これらの領域はエッチングから保護されない。このようにして、所望のパターンをエッチングすることができる。具体的には、パターン化装置の個々に制御可能な素子は、パターン・フィーチャ内の基板上のある領域に伝送される放射が十線量に大きな強さになり、そのため、この領域が、露光中に線量閾値よりも大きな放射線量を受け取るように設定される。基板上の残りの領域は、対応する個々に制御可能な素子を、それらがゼロ又はかなり低い放射強度を提供するように設定することによって、線量閾値未満の放射線量を受け取る。

実際には、パターン・フィーチャの縁部における放射線量は、個々に制御可能な素子を、それらがフィーチャの境界の一方の側で最大放射強度を提供し、他方の側で最小放射強度を提供するように設定しても、所与の最大線量から線量ゼロまで急激に変化しない。その代わりに、回折の影響のために、放射線量レベルは、移行ゾーンを横切って減少する。現像されるレジストによって最終的に形成されるパターン・フィーチャの境界の位置は、受け取った線量が放射線量閾値未満に下がる位置によって決まる。移行ゾーンを横切る放射線量の減少プロフィール、したがって、パターン・フィーチャの境界の正確な位置は、パターン・フィーチャの境界上、又はその近傍の基板上の点に放射を提供する個々に制御可能な素子を、最大又は最小の強度レベルだけでなく、最大強度レベルと最小強度レベルとの間の強度レベルにも設定することによってより正確に制御することができる。これを一般に「階調処理（グレースケーリング）」と称する。

階調処理により、パターン・フィーチャの境界の位置が、所与の個々に制御可能な素子によって基板に提供される放射強度を２つの値（即ち、単に最大値及び最小値）にしか設定できないリソグラフィ・システムで可能なものよりも良好に制御される。ある実施例では、少なくとも３つの異なる放射強度値を基板に投影することができ、これは例えば、少なくとも４つの放射強度値、少なくとも８つの放射強度値、少なくとも１６個の放射強度値、少なくとも３２個の放射強度値、少なくとも６４個の放射強度値、少なくとも１２８個の放射強度値、又は少なくとも２５６個の放射強度値とできる。

階調処理は、上記で説明したものに追加の目的で、又はその代わりの目的で利用できることを理解されたい。例えば、露光後の基板の処理を、受け取った放射線量レベルに応じて、基板の領域の応答が潜在的に３つ以上あるように調整できる。例えば、第１閾値未満の放射線量を受け取る基板の部分は第１の応答のしかたを示し、第１閾値よりも大きく、第２閾値未満の放射線量を受け取る基板の部分は第２の応答のしかたを示し、第２閾値よりも大きな放射線量を受け取る基板の部分は第３の応答のしかたを示す。したがって、階調処理を利用して、基板全体にわたって３つ以上の所望の線量レベルを有する放射線量プロフィールを形成できる。ある実施例では、放射線量プロフィールは、少なくとも２つの所望の線量レベルを有し、例えば、少なくとも３つの所望の放射線量レベル、少なくとも４つの所望の放射線量レベル、少なくとも６つの所望の放射線量レベル、又は少なくとも８つの所望の放射線量レベルを有する。

放射線量プロフィールは、上記で説明したように、単に基板上の各点が受け取る放射の強度を制御することによる以外の方法によって制御できることをさらに理解されたい。例えば、その代わりに、又はそれに加えて、基板上の各点が受け取る放射線量は、前記点の露光の継続時間を制御することによって制御できる。別の実施例として、基板上の各点は、潜在的に、複数の連続した露光の形で放射を受け取ることができる。したがって、その代わりに、又はそれに加えて、各点が受け取る放射線量は、前記複数の連続した露光の一部を選択して前記点を露光することによって制御できる。

基板上で必要とされるパターン及び／又は要求されるパターンを形成するためには、パターン化装置の個々に制御可能な素子をそれぞれ、露光処理中の各段階で必要とされる状態に設定することが必要である。したがって、この必要とされる状態を表す制御信号を個々に制御可能な各素子に伝達しなければならない。好ましくは、リソグラフィ機器は、これらの制御信号を生成する制御器を含む。基板上に形成されるパターンは、ＧＤＳＩＩなどのベクトル定義フォーマットでリソグラフィ機器に提供できる。設計情報を個々に制御可能な素子ごとの制御信号に変換するために、この制御器は、１つ又は複数のデータ操作装置を含み、各データ操作装置は、パターンを表すデータの流れに対して処理工程を実施するように構成される。これらのデータ操作装置を総称して「データ経路」と称する。

データ経路のデータ操作装置は、ベクトルに基づく設計情報をビットマップ・パターン・データに変換すること、ビットマップ・パターン・データを必要とされる放射線量マップ及び／又は要求される放射線量マップ（即ち、基板全体にわたって必要とされる線量プロフィール）に変換すること、必要とされる放射線量マップを個々に制御可能な素子ごとに必要とされる放射強度値に変換すること、並びに、個々に制御可能な素子ごとに必要とされる放射強度値を対応する制御信号に変換することのうちの、１つ又は複数の機能を実施するように構成できる。

図２に、例えばフラット・パネル・ディスプレイの製作に使用できる本発明による機器の配置を示す。図１に示すものに対応する構成部材は、同じ符号で示す。また、様々な実施例の上記の説明、例えば、基板、コントラスト装置、ＭＬＡ、放射ビームなどの様々な構成は依然として適用可能である。

図２に示すように、投影系ＰＳは、２つのレンズＬ１、Ｌ２を含むビーム拡大器を含む。第１レンズＬ１は、変調された放射ビームＢを受け取り、それを開口絞りＡＳの開口を通して合焦させるように配置される。別のレンズＡＬをこの開口内に配置することができる。次いで、放射ビームＢは、発散し、第２レンズＬ２（例えば、フィールド・レンズ）によって合焦する。

投影系ＰＳはさらに、変調され拡大された放射Ｂを受け取るように配置されたレンズ配列ＭＬＡを含む。パターン化装置ＰＤの個々に制御可能な素子の１つ又は複数に対応する変調された放射ビームＢのそれぞれ異なる部分は、レンズ配列ＭＬＡのそれぞれの異なるレンズを通過する。各レンズＭＬは、変調された放射ビームＢのそれぞれの部分を基板Ｗ上の点に合焦させる。このようにして、放射スポットＳの配列が基板Ｗ上に露光される。図にはレンズ配列ＭＬＡのうち８つのレンズＭＬしか示さないが、このレンズ配列は、何千ものレンズを含むことができることを理解されたい（同じことが、パターン化装置ＰＤとして使用する個々に制御可能な素子の配列にも当てはまる）。

図３に、基板Ｗ上でパターンをどのように生成できるかを概略的に示す。黒丸は、投影系ＰＳのレンズ配列ＭＬＡによって基板上に投影されるスポットＳの配列を表す。基板は、基板上で一連の露光が行われると、投影系に対して相対的にＹ方向に移動する。白丸は、基板に既に露光されたスポット露光部分ＳＥを表す。図に示すように、投影系ＰＳ内のレンズ配列によって基板上に投影された各スポットにより、基板Ｗ上でスポット露光部分からなる列Ｒが露光される。各スポットＳによって露光されるスポット露光部分ＳＥの列Ｒをすべて加算することによって、この基板についての完全なパターンが生成される。このような配置を一般に「画素グリッド結像」と称する。

放射スポットＳの配列は、基板Ｗに対して角度θで配置されることがわかる（基板の各縁部は、Ｘ方向及びＹ方向に平行である）。こうすると、基板が走査方向（Ｙ方向）に移動する際に、各放射スポットが基板の異なる領域を通過することになり、それによって、放射スポットＳの配列によって基板全体が覆われる。ある実施例では、角度θは、最大でも２０°又は１０°であり、例えば、最大でも５°、最大でも３°、最大でも１°、最大でも０．５°、最大でも０．２５°、最大でも０．１０°、最大でも０．０５°、又は最大でも０．０１°である。ある実施例では、角度θは、少なくとも０．０００１°である。

図４に、複数の光学エンジンを使用してフラット・パネル・ディスプレイ基板Ｗ全体を単一走査で露光できる方法を概略的に示す。放射スポットＳの８つの配列ＳＡは、（図示しない）８つの光学エンジンによって生成され、放射スポットＳの１つの配列の縁部が放射スポットＳの隣接する配列の縁部と（走査方向Ｙに）わずかに重なり合う「チェス盤」構成の２つの列Ｒ１、Ｒ２で構成される。ある実施例では、これらの光学エンジンは、少なくとも３列、例えば、４列又は５列で構成される。このようにして、放射の帯が基板Ｗの幅を横切って延び、それによって、基板全体の露光が１回の走査で行われる。任意の適切な数の光学エンジンを使用できることを理解されたい。ある実施例では、光学エンジンの数は、少なくとも１個であり、例えば、少なくとも２個、少なくとも４個、少なくとも８個、少なくとも１０個、少なくとも１２個、少なくとも１４個、又は少なくとも１７個である。ある実施例では、光学エンジンの数は、４０個未満であり、例えば、３０個未満又は２０個未満である。

各光学エンジンは、上記で説明した別々の照明系ＩＬ、パターン化装置ＰＤ、及び投影系ＰＳを含むことができる。しかし、２つ以上の光学エンジンが、照明系、パターン化装置、及び投影系の１つ又は複数の少なくとも一部を共有できることを理解されたい。

データ経路は、各光学エンジンに、その光学エンジンによって露光されるべき要求された線量パターンの部分を生成するのに適した制御データ列を提供するように構成される。制御データ列はそれぞれ、使用者が定義する要求線量パターンの一部（又は複数の部分）から導出される。この導出工程は一般に、ラスタ化工程（例えば、パターンのベクトルに基づく定義をビットマップ表現に変換すること）及び／又は伸張工程を必要とする。これらの工程の一方又は両方を、基板の露光中に、オンラインで（即ち、ほぼリアルタイムで）実行しなければならないことがある。要求線量パターン全体の未処理の（即ち、圧縮されていない）ビットマップ表現から直接制御データを生成することは通常は不可能である。なぜなら、この表現は、容易にアクセスでき、且つ費用効果の大きい方法ですべてを記憶するには大きすぎるからである。

したがって、リソグラフィ機器の性能は、データ操作装置がそれらのそれぞれの計算（例えば、ラスタ化、伸張など）を実行できる速さによって決まる。この理由から、且つ、典型的な線量パターンに必要とされる計算の規模のために、データ操作装置は、特殊な計算ハードウエアから構築され、対象とする計算のタイプに対して最適化される。例えば、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（現場でプログラム可能なゲート配列）を含む大規模な並列処理システムを使用することができる。

要求線量パターンの複雑さは、パターンの１つの領域と別の領域とでは大幅に変化することがあり、一般に事前にはわからない。リソグラフィ機器の使用者が、線量パターンを選択する際に、完全な自由度を有することが確かに望ましい。好ましくは、使用者によるパターンの選択は、リソグラフィ処理速度に影響を与えるべきではない。

上記で説明したように、パターン化処理工程は、複数の光学エンジン間で分割することができ、各光学エンジンごとに制御データ列が並列に生成されるように、各光学エンジンがデータ操作装置を備えることができる。図５に、この構成に従ってフラット・パネル・ディスプレイ用のパターンを形成できる方法を示す。隣接する光学エンジンによって露光されるパターン間にいくらかの重なり合いがあることが望ましいことがあるが、おおまかに言えば、これらの光学エンジンは、矢印５０１〜５０８で示され、破線５１０で区切られた要求線量パターンの別個の「帯状部分」を露光する。この図では、基板の走査方向は上向きで、Ｙに平行であり、そのため、パターンの上側部分が最初に露光される。

１つ（又は複数）のパターン化装置用の制御データは、要求線量パターン（矢印５２２）に対して相対的に「計算ウィンドウ」５２０を走査することによって構築できる。計算ウィンドウ５２０は、走査方向に平行な有限な幅を有し、特定の処理段階（例えば、ラスタ化又は伸張）における工程を実施するために１組の所与のデータ操作装置に入力される要求線量パターンの部分を表す。例えば、これらのデータ操作装置は、このウィンドウの各位置ごとに制御データのパケットを生成することができ、このウィンドウは、「ステップ動作」で、例えば、照明放射の各フラッシュごとに１回前進できる。計算ウィンドウ５２０の幾何形状は、露光方法によって決まる。例えば、光学コラムは、相対的に密なビットマップで定義された要求線量パターンを、相対的に疎なスポット配列を基板全体にわたって走査することによって露光することができる（例えば、これらの各スポットは、マイクロ・レンズ配列中のレンズの１つに対応する）。この構成によれば、スポットは、密なビットマップ・パターンの何本かの異なるライン上で同時に露光され、これは、計算ウィンドウ５２０の幅及び／又は長さに影響を及ぼすことができる（例えば、計算ウィンドウ５２０は、放射源の任意の１回のフラッシュで露光できるビットマップ・パターンのすべての隣接ラインを包含するのに少なくとも十分に広くなるように選択できる）。それに加えて、又はその代わりに、データ操作装置の計算では、状況情報を考慮に入れる（例えば、光学エンジンによって露光される各放射スポットは、要求線量パターンのビットマップ表現の何本かのラインと重なり合うことがあることを考慮に入れる）ことを必要とする場合がある。これは、ウィンドウ５２０の必要とされる幅及び／又は長さを広げる傾向がある。

データ操作装置がウィンドウ５２０の所与の位置について必要とされる演算を実施できる速さは、ウィンドウ５２０がどのくらい迅速に基板Ｗ全体を走査できるか、したがって、要求線量パターンをどのくらい迅速に形成できるかを左右することになる。所与の装置構成では、この計算速度はしばしば、ウィンドウ５２０内の要求線量パターンの性質によって決まることになる。この性質は、上記で説明したように、ウィンドウ５２０の領域が異なると大幅に変化できる。例えば、フラット・パネル・ディスプレイに用いる図５に示す設計では、境界領域５３０についての計算は、表示領域５４０についての計算と全く異なるリソースを必要とする可能性が高い。境界領域５３０は一般に、接続用の配線などのパターンを含み、表示領域５４０は一般に、表示画素に対応する多数の繰返しパターンを含む。したがって、境界領域５３０の不規則性又はエントロピは、表示領域５４０のものよりも高い可能性があり、そのため、これらの領域は一般に、伸張及びオンライン・ラスタ化の双方について、処理がより難しい（即ち、これらの領域の計算ハードウエアに対する要求はより高い）。

データ操作装置が、１つの特定の光学エンジンに制御データを提供するように制約を受ける場合、計算負荷は、露光されるパターンの性質の、光学エンジン間の変動のために、異なるデータ操作装置間で大きく変化する可能性がある。図５では、例えば、スライス５０１及び５０８について制御データを提供するデータ操作装置の負荷は、他のデータ操作装置の負荷よりもはるかに大きくなる傾向がある。なぜなら、これらのデータ操作装置が処理するパターンに占める境界領域５３０の割合がより大きいからである。しかし、顧客が基板上でパターンを配置する所望のやり方を制約するのは望ましくないので、すべてのスライス（薄片部）５０１〜５０８に等しい計算能力を与えることが必要である。これは、具体的には、すべてのデータ操作装置が、最悪のシナリオに対処できる十分な能力を、このような能力が使用される時間がほとんどないにもかかわらず備えなければならないことを意味する。

図６に、能力が過剰であるという上記問題を克服し、それによって、性能が同等の場合にはリソグラフィ機器のコストを低減し、且つ／又は、コストが同等の場合には性能を改善するように設計された本発明の実施例を示す。図に示すシステムは（複数のパターン化装置ＰＤ１〜ＰＤ８で示す）複数の光学エンジンを含むが、本発明の範囲は、光学エンジンを１つしか含まず、この光学エンジンに対して、要求されるパターンの異なる領域を並列に処理するために複数のデータ操作装置が提供されるシステムにも拡張される。

この実施例によれば、必要とされる線量パターン及び／又は要求される線量パターンの詳細を入力する入力装置６００が提供される。この線量パターンは、ＧＤＳＩＩファイルなどのベクトルに基づく表現として入力装置６００に記憶できる。次いで、このデータを、接続部６０２を介してデータ処理パイプライン又はデータ経路６１０に渡す。接続部６０２は点線で示す。なぜなら、接続部は、直接接続部、或いは、例えばパターン・データのオフライン操作を実施するのに提供されることのある１つ又は複数のデータ処理装置によって構成される接続部を含み得るからである。図に示すデータ経路の部分６１０は、（オフライン装置及び／又は他のオンライン装置によって既に部分的に変換されていることがある）要求線量マップのベクトルに基づく表現と、パターン化装置ＰＤ１〜ＰＤ８の必要とする制御データのビットマップに基づく配列との間の変換プロセスの１つのオンライン段階を実施するように構成される（他の段階は、図示しないデータ経路の追加の部分によって処理できる）。上記のとおり、変換プロセスのオンライン段階は、例えば、リアルタイム伸張又はリアルタイム・ラスタ化を含むことができる。

この変換の１つ（又は複数）のオンライン段階は、かなりの計算リソースを必要とし、負荷を、多数のデータ操作装置６３１〜６３８に分割することができる。この数は例えば、パターン化装置ＰＤ１〜ＰＤ８の数に等しい。しかし、それぞれのパターン化装置ＰＤ１〜ＰＤ８によって露光されるパターンの領域に従って、或いは、他の何らかの幾何学的な、又は他の好都合な仕方でデータを分割する代わりに、この実施例は、各部分が対象のデータ操作装置について表す作業量に従ってパターン・データを分配して、全作業量を均等に、又は他の最適な、且つ／又は釣合いのとれた仕方で分散するように構成される計算負荷制御器６２０を含む。具体的には、装置６２０は、（通常は部分的に処理された）要求線量パターンの表現を受け取り、このデータを所定の負荷分配アルゴリズムに従って分割し、その結果得られたそれぞれ特定の線量パターン領域に対応するデータ・パケットをデータ操作装置６３１〜６３８に転送するように構成される。この負荷分配アルゴリズムは、例えば、線量パターンを小さな領域（「タイル」）に分割し、それらを異なるデータ操作装置に配置して主に隣接領域を処理することに依存しており、各要求線量パターンごとに同じ仕方で動作できる。これらの領域が、パターンの複雑さ（又は、計算負荷に関連する他の特徴）が大きく変化する予想範囲尺度よりもかなり小さくなるように選択される限り、この手法は、全計算負荷を分散する効果的な方法を提供するはずである。

それに加えて、又はその代わりに、要求線量パターン全体を通じて走査し、データ操作装置の動作に関連するパターンの特性の空間的な変動を求めることのできるパターンの前処理装置（プリプロセッサ）６５０を設けることができる。例えば、前処理装置６５０は、エントロピ又はパターン複雑性のマップを生成することができる。計算負荷制御器６２０は、このパターン前処理装置の出力に基づいてデータ操作装置間で計算負荷を最良に分配する方法を評価するように構成できる。例えば、負荷分配アルゴリズムは、エントロピ／複雑性が高いなどと評価される領域に対応するデータ、そのため、処理のためにかなりのリソースを必要とする可能性のあるデータをデータ操作装置間で均等に分割するようにできる。図６では、データ経路６１０のオンライン部分として前処理装置６５０を示すが、前処理装置６５０はオフラインでも動作できる。

例えば、ある実施例によるリソグラフィ装置は、基板上に複数のＬＣＤディスプレイ用のパターンを形成するように構成できる。各ＬＣＤは、繰返しの度合いが高い（即ち、繰返し表示画素を有する）大きな中央領域を有する。ディスプレイの境界には、「ホワイト・ノイズ」（変動が無作為であり、エントロピが大きい）パターンがより多い領域が存在する。負荷分配アルゴリズム及び／又はタイル・サイズを、全体的な処理作業量の増大（例えば、より小さなタイルを用いると、全体的な作業量が増大することがある）と、データ操作装置６３１〜６３８間の作業量の釣合いの改善との所望の均衡がとれるまで変化させることができる。ある変形形態によれば、この実施例の境界領域などの高エントロピの領域にはより小さなタイルを選択することができ、表示領域などの低エントロピ領域にはより大きなタイルを選択することができる。それによって、（この場合には、それぞれ異なるタイルに関連する作業量の変動を少なくすることによって）作業量の釣合いをとる。パターンの複雑さに従ってタイル・サイズを制御することは、前処理装置６５０などの前処理装置の出力を参照するか、或いは、パターン配置の所定の記述（ここで示す実施例では、このような記述は表示領域及び境界領域の概略を含み得る）を参照することによって実施できる。

データ操作装置６３１〜６３８は、データ・パケットを処理し（例えば、ラスタ化又は伸張）、処理済みデータをデータ再分配装置６４０に出力する。データ再分配装置６４０は、データ操作装置６３１〜６３８からのデータを用いて、制御データ列、又は少なくとも制御データ列に（例えば、簡単な伸張アルゴリズムによって）容易に変換できるデータ・パケットを生成して各パターン化装置ＰＤ１〜ＰＤ８に転送する。計算負荷制御器６２０とともに、必要な場合には、データ操作装置６３１〜６３８間でパターン・データをどのように分配したかについての情報を提供するために、データ接続部６５２を設けることができる。異なるデータ操作装置６３１〜６３８からの出力間の差のタイミングをとることができ、処理済みデータをパターン化装置ＰＤ１〜ＰＤ８に転送する前に、それらを効率よく再結合することができるように緩衝域（バッファ）を設けることができる。

図７ａに、パターンの領域の例５３０（図５参照）に対応するパターン・データを分配するために計算負荷制御器６２０をどのように構成できるかを示す。領域５３０は、いくつかの副領域７０１〜７０８に分割される。図に示す実施例では、６４個の副領域を用いるが、選択する数はこれよりも多くても少なくてもよい。次いで、これらの領域を個々のデータ操作装置に割り当てる。この実施例では、８つのデータ操作装置６３１〜６３８があり、これら６４個の副領域を対角線に沿って（左上から右下に）分割する。隣接する対角線に沿って並んだ副領域は、異なるデータ操作装置に転送され、同じ対角線に沿って並んだ副領域は、同じデータ操作装置に転送される。この実施例では、８つの副領域７０１〜７０８に関連するパターン・データが、各データ操作装置に転送される。これは、後続の対角線からのデータを後続のデータ操作装置に転送することによって好都合に実現される。例えば、副領域７０１は、データ操作装置６３１に転送することができ、副領域７０２は、データ操作装置６３２に転送することができ、以下同様である。図７ｂに、このようなパターン分配戦略を計算ウィンドウ５２０全体に拡張できる方法を示す。黒く塗りつぶされた正方形は副領域７０５に対応する。このように強調したのは、単一のデータ操作装置（この場合には、装置６３５）への入力を計算ウィンドウ５２０全体にわたってどのように分配できるかを示すためである。他のデータ操作装置への入力は、極めて類似した仕方で分配されることになるが、簡単にするために示していない。データ操作装置のいずれか１つに対応する副領域を対角に並べ、且つ離間させた幾何形状が、このデバイスのパターンにおけるエントロピ／複雑性の変動の幾何形状にならう可能性は極めて小さい。同様に、フラット・パネル・ディスプレイの境界領域５３０などの特に難しいパターンの大きな領域は、データ操作装置６３１〜６３８間で均等に分配される。その結果、遭遇できるすべての要求線量パターンについて、データ操作装置６３１〜６３８間の計算負荷の変動がかなり小さくなる。即ち、ピーク負荷がかなり低くなることになるので、各データ操作装置６３１〜６３８の能力を、全体性能を同じにする場合にはより低くすることができる。

図７ａ及び図７ｂに示す分配は、計算負荷制御器を構成できる方法の単なる例である。このパターンは、本発明の範囲から逸脱することなく他のやり方で分割することができる。例えば、計算ウィンドウ５２０の副領域７０１〜７０８は、データ操作装置間で無作為に分配することができる。こうすると、特定のデータ操作装置についての副領域の幾何形状に沿って、デバイス・フィーチャが誤って存在する（それによって、そのデータ操作装置についての負荷に不測の山又は谷が生じることがある）可能性がさらに小さくなるという利点が得られる。

図８に、計算負荷制御器６２０によって要求線量パターンを様々なサイズのタイルに分割できる方法を示す。このタイル・サイズは、各タイルに関連する要求線量パターンの「性質」に従って制御される。この状況では、パターンの「性質」の関連する態様は、データ操作装置がタイルを処理する方法に影響を及ぼす特性（以下参照）、例えば、このタイルを処理するために必要とされる計算作業量である。図に示す実施例では、要求線量パターン８００は、（フラット・パネル・ディスプレイ用のパターンにおける境界領域に対応できる）パターンの複雑性／エントロピが高い領域８１０と、（フラット・パネル・ディスプレイ用のパターンにおける表示領域に対応できる）パターンの複雑性／エントロピが低い領域８２０とを含む。異なるタイルの処理に関連する計算負荷の変動を小さくするために、負荷制御器６２０は、複雑性が低い領域におけるタイル８４０が、複雑性が高い領域におけるタイル８３０よりも大きくなるようにこのパターンを分割する。ここで示す実施例では、これらのタイル・サイズは、各タイル内の要求線量パターンの複雑性及び／又はエントロピの関数として制御される。しかし、タイル・サイズは一般に、タイル間の変動を小さくするために（したがって、データ操作装置間の作業量の変動の減少をも促進するために）、計算作業量に関係する他の特性の関数として変化させることができる。例えば、タイル・サイズを制御する基礎として、パターン内のデバイス・フィーチャの密度を利用することができる。これに関して基準としてどのパターン特性を用いるかの選択は、データ操作装置が実施する処理の性質だけでなく、問題のパターン特性をいかに容易に測定／定量化できるか、並びに、そのタイルについてのパターン特性と計算作業量の関係の信頼性がどのくらい高いかを含めて、いくつかの要因によって決まる。例えば、（パターンを圧縮できる度合いの尺度を提供する）圧縮比を利用して、パターンのエントロピ／複雑性を定量化することができる。計算負荷制御器６２０は、作業量の釣合いを効率よく所望のレベルにするために、タイル・サイズの制御を独立に実施することもでき、または、タイル・サイズ制御と、（上記で論じたように）データ操作装置間で理にかなったやり方でタイルを分配する機能とを組み合わせることもできる。

本明細書では、特定のデバイス（例えば、集積回路又はフラット・パネル・ディスプレイ）の製作にリソグラフィ機器を使用することを具体的に参照することがあるが、本明細書で説明するリソグラフィ機器は、他の応用が可能であることを理解されたい。応用例には、集積回路、集積光学系、磁気ドメイン・メモリ用の誘導／検出パターン、フラット・パネル・ディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッド、微小電子機械デバイス（ＭＥＭＳ）などの製作などが含まれるが、これらに限定されるものではない。また、例えばフラット・パネル・ディスプレイでは、この機器を使用して、薄膜トランジスタ層及び／又はカラー・フィルタ層など、様々な層の作製の助けとすることができる。

上記では、光リソグラフィの状況で本発明の実施例を利用することを具体的に参照したが、本発明は、例えばインプリント（押印）リソグラフィなどの他の応用例で利用することができ、状況次第では、光リソグラフィに限定されないことを理解されたい。インプリント・リソグラフィでは、パターン化装置の凹凸形状（トポグラフィ）が、基板に生成されるパターンを規定する。パターン化装置のトポグラフィは、基板に供給されたレジスト層に押し付けることができ、その後、電磁放射、熱、圧力、又はこれらの組合せを適用することによってレジストを硬化させる。パターン化装置をレジストから取り外し、それによって、レジストが硬化した後でレジスト中にパターンが残る。

以上、本発明の特定の実施例を説明してきたが、上記で説明した以外の形態でも本発明を実施できることを理解されたい。例えば、本発明は、上記で開示した方法を記述する機械可読命令からなる１つ又は複数のシーケンスを含むコンピュータ・プログラム、或いは、このようなコンピュータ・プログラムを記憶したデータ記憶媒体（例えば、半導体メモリ、磁気ディスク、又は光ディスク）の形態をとることができる。

本発明の特定の実施例を説明してきたが、当業者にはこれらの実施例の多くの変形形態が容易に想起され、また、示唆されることが理解されよう。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲の趣旨及び範囲によってのみ制限されることが意図されている。

本発明の実施例によるリソグラフィ機器を示す図。 本発明の別の実施例によるリソグラフィ機器を示す図。 図２に示す本発明の実施例を用いて基板にパターンを転写する様式を示す図。 光学エンジンの構成を示す図。 計算ウィンドウ、並びに、光学エンジン間でのフラット・パネル・ディスプレイ用のパターンの分配を示す図。 本発明の実施例によるリソグラフィ機器の計算負荷制御器及びデータ再分配装置を示す図。 計算ウィンドウ内の副領域をデータ操作装置間で分配する方法を示す図。 計算ウィンドウ内の副領域をデータ操作装置間で分配する方法を示す図。 異なるサイズのタイルに分割された要求線量パターンの実施例を示す図。

Claims (22)

1. リソグラフィ機器であって、
   放射ビームを変調する個々に制御可能な素子の配列と、
   実質的に基板上に要求線量パターンを形成するために、前記要求線量パターンの第１のデータ表現を、前記個々に制御可能な素子の配列の制御に適した制御データ列に変換するデータ処理パイプラインとを含むリソグラフィ機器において、前記データ処理パイプラインが、
   複数のデータ操作装置と、
   前記第１データ表現を、それぞれが前記要求線量パターンの副領域の組のうちの１つに対応する複数のデータ・パケットに分割し、前記データ・パケットのそれぞれを、前記データ操作装置の１つに転送するように構成された計算負荷制御器とを含み、
   前記計算負荷制御器が、前記データ操作装置間で総計算負荷が均衡するように、前記データ・パケットを選択して前記各データ操作装置に転送するように構成されている、リソグラフィ機器。
2. 前記第１データ表現を解析し、前記パターンの複数の領域のそれぞれが、前記データ操作装置によって実行される前記変換の少なくとも１つの段階についての計算負荷にどのように寄与するかの予想を示すデータを出力するように構成されたパターン前処理装置をさらに含み、
   前記計算負荷制御器が、前記出力データに基づいて前記データ・パケットを選択するように構成されている、請求項１に記載されたリソグラフィ機器。
3. 前記制御データ列を形成するために、前記複数のデータ操作装置から出力されたデータを受け取り、再結合するように構成されたデータ再分配装置をさらに含む、請求項１に記載されたリソグラフィ機器。
4. 前記計算負荷制御器が、各データ操作装置に対して実質的に無作為にデータ・パケットを選択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機器。
5. 前記副領域が、前記要求線量パターンのフィーチャに比較して十分に小さく選択され、それによって前記総計算負荷の実質的な均衡が確保されるようになっている、請求項４に記載されたリソグラフィ機器。
6. 前記負荷制御器が、前記各副領域のサイズを、各副領域に対応する前記要求線量パターンの性質に従って制御するように構成されている、請求項１に記載されたリソグラフィ機器。
7. 前記負荷制御器が、前記各副領域のサイズを、各副領域に対応する前記要求線量パターンの部分の、
   パターンの不規則性の度合い、
   パターンの密度、
   パターンのエントロピ、
   パターンの複雑さ、及び
   前記データ操作装置の総計算負荷に対する各副領域の予想寄与
   のうちの少なくとも１つの特性に従って制御するように構成されている、請求項６に記載されたリソグラフィ機器。
8. 前記負荷制御器が、前記データ操作装置間で総計算負荷が実質的に均衡するように、前記各副領域のサイズを制御するように構成されている、請求項６に記載されたリソグラフィ機器。
9. それぞれが放射ビームを変調できる個々に制御可能な素子の複数の配列を含み、
   前記データ処理パイプラインは、基板上に前記要求線量パターンを実質的に合わせて形成するために、前記要求線量パターンの前記第１データ表現を、それぞれが前記個々に制御可能な素子の配列の１つを制御するのに適した複数の制御データ列に変換でき、
   各データ操作装置は、前記個々に制御可能な素子の配列のいずれか１つについての制御データを作成するために、データ・パケットを処理でき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機器。
10. 前記第１データ表現を解析し、前記パターンの複数の領域のそれぞれが、前記データ操作装置によって実行される前記変換の少なくとも１つの段階についての計算負荷にどのように寄与するかの予想を示すデータを出力するように構成されたパターン前処理装置をさらに含み、
    前記計算負荷制御器が、前記出力データに基づいて前記データ・パケットを選択するように構成されている、請求項９に記載されたリソグラフィ機器。
11. 前記複数の制御データ列を形成するために、前記複数のデータ操作装置から出力されたデータを受け取り、再配置するように構成されたデータ再分配装置をさらに含む、請求項９に記載されたリソグラフィ機器。
12. 前記計算負荷制御器が、各データ操作装置に対して実質的に無作為にデータ・パケットを選択するようになっている、請求項９に記載されたリソグラフィ機器。
13. 前記副領域が、前記要求線量パターンのフィーチャに比較して十分に小さく構成され、それによって前記総計算負荷の実質的な均衡が確保されるようになっている、請求項１２に記載されたリソグラフィ機器。
14. 前記計算負荷制御器が、前記基板に投影される前記放射ビームに対する前記基板の走査方向に対して傾いた少なくとも１本の線に沿って並んだ１組の副領域に対応するデータ・パケットを、少なくとも１つのデータ操作装置に転送するように構成されている、請求項９に記載されたリソグラフィ機器。
15. デバイスの製作方法において、
    個々に制御可能な素子の配列を使用して放射ビームを変調する段階と、
    実質的に基板上に要求線量パターンを形成するために、前記要求線量パターンの第１のデータ表現を、前記個々に制御可能な素子の配列の制御に適した制御データ列に変換する段階と、
    前記第１データ表現を、それぞれが前記要求線量パターンの副領域の組のうちの１つに対応する複数のデータ・パケットに分割し、前記データ・パケットのそれぞれを、前記変換用の複数のデータ操作装置の１つに転送する段階と、
    前記データ操作装置間で総計算負荷が均衡するように、前記データ・パケットを選択して前記各データ操作装置に転送する段階とを含む、デバイスの製作方法。
16. 前記データ操作装置によって実行される前記変換の段階についての計算負荷への副領域の寄与が、前記要求線量パターン内での前記副領域の位置の関数としてどのように変化するかの予想を求めるために、前記第１データ表現を解析する段階をさらに含み、
    前記選択段階を、前記解析段階の結果に基づいて実施する、請求項１５に記載されたデバイスの製作方法。
17. 前記各副領域のサイズを、各副領域に対応する前記要求線量パターンの性質に従って制御する段階をさらに含む、請求項１５に記載されたデバイスの製作方法。
18. 前記各副領域のサイズを、各副領域に対応する前記要求線量パターンの部分の、
    パターンの不規則性の度合い、
    パターンの密度、
    パターンのエントロピ、
    パターンの複雑さ、及び
    前記データ操作装置の総計算負荷に対する各副領域の予想寄与
    のうちの少なくとも１つの特性に従って制御する段階をさらに含む、請求項１５に記載されたデバイスの製作方法。
19. 前記データ操作装置間で総計算負荷が実質的に均衡するように、前記各副領域のサイズを制御する段階をさらに含む、請求項１５に記載されたデバイスの製作方法。
20. 個々に制御可能な素子の複数の配列を使用して放射ビームを変調する段階と、
    実質的に基板上に前記要求線量パターンを合わせて形成するために、前記要求線量パターンの前記第１データ表現を、それぞれが前記個々に制御可能な素子の配列の１つを制御するのに適した複数の制御データ列に変換する段階と、
    その少なくとも一部が個々に制御可能な素子の異なる配列によって形成される前記要求線量パターンの複数の領域からのデータ・パケットを処理するために、前記各データ操作装置を使用する段階
    とを含む、請求項１５に記載されたデバイスの製作方法。
21. 請求項１５に記載された方法に従って製作されるフラット・パネル・ディスプレイ。
22. 請求項１５に記載された方法に従って製作される集積回路デバイス。

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