JP2007133382A - マルチレンズアレイのフィールド湾曲を補正するシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ビーム走査露光において、基板上への投影ビームの焦点面誤差を低減する。
【解決手段】集束要素アレイのフィールド全体にわたる焦点面誤差が、非平面の補正面１５を使用することで低減される。補正面が平坦である場合よりも、各集束要素と関連する修正された焦点１３’が単一平面により近くなるように、補正面１５が形成される。例えば、焦点と所与の平面との間の平均距離を最小化するように、補正面を形成することができる。
【選択図】図５ｂ

Description

本発明は、リソグラフィ装置、集束要素アレイ、デバイス製造方法、集束要素アレイの改良方法、およびリソグラフィ装置を調整する方法に関する。

リソグラフィ装置は、基板上にまたは基板の一部に所望のパターンを付与する機械である。リソグラフィ装置は、例えばフラットパネルディスプレイ、集積回路（ＩＣ）、および微細な構造を備える他のデバイスの製造に用いることができる。従来の装置では、マスクまたはレチクルと呼ばれるパターニング用デバイスを用いて、フラットパネルディスプレイ（または他のデバイス）の個々の層に対応する回路パターンを生成することができる。基板上に設けられた放射感受性材料（レジスト）の層にイメージを与えることで、基板（例えば、ガラスプレート）の全体または一部にこのパターンを転写することができる。

パターニング用デバイスを用いて、回路パターンの代わりに他のパターン、例えばカラーフィルタパターンまたはマトリックス状の点を生成することができる。マスクの代わりに、パターニング用デバイスは、個別制御可能な要素のアレイからなるパターニング用アレイを備えてもよい。このシステムでは、マスクべースのシステムと比較してより迅速にかつ少ないコストでパターンを変更することができる。

フラットパネルディスプレイ基板は、通常長方形形状をしている。このタイプの基板を露光するように設計されているリソグラフィ装置は、長方形基板の全幅を覆う露光領域、または長方形基板の幅の一部（例えば、幅の半分）を覆う露光領域を提供することができる。露光領域の下部で基板が走査される一方、マスクまたはレチクルが同期してビームによって走査される。このようにして、パターンが基板に転写される。露光領域が基板の全幅を覆う場合、一回の走査で露光を完了することができる。例えば、露光領域が基板の幅の半分を覆う場合には、一回目の走査の後、基板を横方向に移動させ、さらなる走査が通常実行されて基板の残りの部分が露光される。

さらに小さい特徴をデバイスに形成するという継続的な要望を受けて、リソグラフィ技術を使用してさらに高精度でさらに小さいパターン特徴を形成する必要がある。したがって、基板上に放射を投影する位置をより正確に制御する必要がある。

したがって、リソグラフィ装置において使用可能である改良された光学部品を提供するシステムおよび方法が必要とされている。

一実施形態では、パターニング用デバイスと投影系とを備えるリソグラフィ装置が提供される。パターニング用デバイスは、放射ビームを調整する。投影系は、調整後の放射ビームを基板の目標部分に投影する。投影系は、集束要素アレイと非平面の補正面とを備える。集束要素アレイは、アレイ内の各集束要素が調整後の放射ビームの一部の焦点を基板上に合わせるように構成される。非平面の補正面は、投影系が調整後の放射ビームを基板上に投影するとき、補正面が平面である場合よりも集束要素の焦点の位置を単一平面に近付けるような形状とされる。

別の実施形態では、放射ビームがアレイ上に入射するとき、各集束要素が所与の波長の放射それぞれの焦点に放射ビームの一部を合わせるように構成された集束要素のアレイが提供される。集束要素のアレイは非平面の補正面を備える。この補正面は、放射ビームがアレイ上に入射するとき、補正面が平面である場合よりも集束要素の焦点を単一平面に近付けるような形状をしている。

別の実施形態では、以下のステップを含むデバイス製造方法が提供される。各集束要素が調整後の放射ビームの一部の焦点を基板上に合わせるように構成された集束要素アレイを備える投影系を使用して、調整後の放射ビームを基板上に投影するステップ。投影系が調整後の放射ビームを基板上に投影するとき、補正面が平面である場合よりも集束要素の焦点の位置を単一平面に近付けるような形状をした非平面の補正面を使用するステップ。

さらに別の実施形態では、以下のステップを含む集束要素アレイを改良する方法が提供される。放射ビームが集束要素アレイに入射するとき、集束要素アレイの焦点の位置を測定するステップ。集束要素アレイに補正面を適用するとき、焦点の位置を測定ステップでの位置より単一平面に近付けるために必要な、非平面の補正面の形状を決定するステップ。決定ステップにしたがって形成された補正面を有する集束要素アレイを設けるステップ。

さらに別の実施形態では、各集束要素が調整後の放射ビームの一部の焦点を基板上に合わせるように構成された集束要素のアレイを備える投影系を有するリソグラフィ装置を構成する方法が提供される。この方法は、以下のステップを含む。複数の集束要素アレイが調整後の放射ビームのそれぞれの部分の焦点を合わせる点の位置を測定するステップ。補正面が投影系に備えられるとき、集束要素が調整後の放射ビームのそれぞれの部分の焦点を合わせる点を測定ステップでの位置よりも単一平面に近付けるために必要な、非平面の補正面の形状を決定するステップ。決定ステップにしたがって形成された補正面を投影系に設けるステップ。

本発明のさらなる実施形態、特徴、および利点について、本発明の様々な実施形態の構造および動作とともに、添付の図面を参照して以下に詳細に説明する。

本明細書に援用され明細書の一部をなす添付の図面は、本発明の一つまたは複数の実施形態を表し、また、図面の説明とともに本発明の原理を説明し、当業者が本発明を製造し使用することを可能にする役割を有する。

添付の図面を参照して、以下に本発明を説明する。図面中、同様の番号は同一の要素または機能的に類似した要素を表す。さらに、参照番号の左端の桁によって、その参照番号が最初に現れた図面を識別することができる。

特定の構成および配置が説明されるが、これは説明の目的のためにのみ行われていることを理解するべきである。当業者は、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、他の構成および配置を使用できることは言うまでもない。本発明を様々な他の応用形態でも使用できることは、当業者にとって明らかである。

図１は、本発明の一実施形態に係るリソグラフィ装置を表す。リソグラフィ装置は、照明系ＩＬ、パターニング用デバイスＰＤ、基板テーブルＷＴ、投影系ＰＳを備える。照明系（照明器）ＩＬは、放射ビームＢ（例えば、紫外線放射）を調節するように構成される。

パターニング用デバイスＰＤ（例えば、レチクル、マスク、または個別制御可能な要素のアレイ）は、ビームを調整する。一般に、個別制御可能な要素のアレイの位置は、投影系ＰＳに対して固定される。しかしながら、代わりに、個別制御可能な要素のアレイを特定のパラメータにしたがって正確に配置するように構成されたポジショナにアレイが接続されてもよい。

基板テーブルＷＴは基板（例えば、レジストでコートされた基板）Ｗを支持するように構築されており、特定のパラメータにしたがって基板を正確に配置するように構成されたポジショナＰＷと接続される。

投影系（例えば、屈折投影レンズシステム）ＰＳは、個別制御可能な要素のアレイによって調節された放射ビームを、基板Ｗの目標部分Ｃ（例えば、一つまたは複数のダイを含む）上に投影するように構成される。

照明系は、様々なタイプの光学部品を含むことができる。例えば、放射を導き、成型し、または制御するための、屈折、反射、磁気、電磁気、静電気、または他のタイプの部品、またはそれらの任意の組み合わせを含むことができる。

本明細書で用いられる「パターニング用デバイス」または「コントラスト用デバイス」という用語は、放射ビームの断面を調節して例えば基板の目標部分にパターンを形成するために使用可能な任意のデバイスを指すものとして、広く解釈されるべきである。このデバイスは、静的パターニング用デバイス（例えば、マスクまたはレチクル）、または動的パターニング用デバイス（例えば、プログラム可能な要素のアレイ）のいずれであってもよい。簡潔さのために、説明の大半を動的パターニング用デバイスに関して述べるが、本発明の範囲から逸脱することなく、静的パターニング用デバイスも使用できることは認められよう。

例えば、パターンが位相シフト特徴またはいわゆるアシスト特徴を備えている場合、放射ビームに付与されるパターンは、基板の目標部分の所望のパターンと必ずしも正確に一致していなくてもよいことに注意する。同様に、基板に最終的に生成されるパターンは、任意の瞬間に個別制御可能な要素のアレイ上に形成されるパターンと一致していなくてもよい。これは、基板の各部に形成された最終的なパターンが所与の期間または所与の露光回数にわたって積み上げられる構成においても当てはまる。露光の間、個別制御可能な要素のアレイおよび／または基板の相対位置上のパターンは変化する。

通常、基板の目標部分に作成されるパターンは、集積回路またはフラットパネルディスプレイなどの基板の目標部分に作成されるデバイス内の特定の機能層（例えば、フラットパネルディスプレイのカラーフィルタ層、またはフラットパネルディスプレイの薄膜トランジスタ層）に対応する。この種のパターニング用デバイスの例には、レチクル、プログラム可能なミラーのアレイ、レーザダイオードアレイ、発光ダイオードアレイ、グレーティングライトバルブ（grating light valves）、およびＬＣＤアレイが含まれる。

複数のプログラム可能な要素（例えば、レチクルを除く前文で述べたデバイスの全て）を備えるパターニング用デバイスといった、電子手段（例えば、コンピュータ）を用いてパターンがプログラム可能であるパターニング用デバイスは、本明細書では集合的に「コントラスト用デバイス」と呼ばれる。一実施例では、パターニング用デバイスは、少なくとも１０個のプログラム可能な要素を備える。例えば、少なくとも１００個、少なくとも１０００個、少なくとも１万個、少なくとも１０万個、少なくとも１０００万個、または少なくとも１０００万個のプログラム可能な要素を備える。

プログラム可能なミラーアレイは、粘弾性制御層と反射面とを有するマトリックス状にアドレス指定可能な表面を備えてもよい。このような装置の背後にある基本原理は、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する一方、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用いることで、反射ビームから非回折光を取り除き、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、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後のパターンにしたがって、ビームにパターンが付与される。

代替的に、フィルタで回折光を取り除き、非回折光を残して基板に到達させることができるのは言うまでもない。

回折光学ＭＥＭＳデバイス（micro-electro-mechanical system devices）のアレイを対応する方法で使用することもできる。一実施例では、回折光学ＭＥＭＳデバイスは、複数の反射リボンから構成されている。反射リボンは互いに対して変形して、入射光を回折光として反射する格子を形成することができる。

プログラム可能なミラーアレイのさらに別の実施例は、微少なミラーのマトリックス配列を使用する。微少ミラーのそれぞれを、適当な局所電解を印加することによって、または圧電作動手段を使用することによって、軸周りに個別に傾斜させることができる。この場合も、ミラーはマトリックス状にアドレス指定可能であり、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は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後のパターンにしたがって、反射ビームにパターンを付与することができる。必要なマトリックス状のアドレス指定は、適当な電子手段を用いて実行することができる。

別の実施例のＰＤは、プログラム可能なＬＣＤアレイである。

リソグラフィ装置は、一つまたは複数のコントラスト用デバイスを備えることができる。例えば、リソグラフィ装置は、個別制御可能な要素のアレイを複数備えてもよく、これらは互いに独立して制御される。この構成では、個別制御可能な要素のアレイの一部または全てが、少なくとも一つの共通の照明系（または、照明系の一部）と、個別制御可能な要素のアレイ用の共通の支持構造と、および／または共通の投影系（または、投影系の一部）とを有することができる。

図１に示した実施形態などの例では、基板Ｗは実質的に円形形状をなしており、その周囲部に沿って任意に切り欠きおよび／または平坦な縁を有する。一例では、基板は長方形形状などの多角形形状をなしている。

基板が実質的に円形形状である例には、少なくとも２５ｍｍの直径を有する基板が含まれる。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、または少なくとも３００ｍｍである。一実施形態では、基板の直径は最大５００ｍｍ、最大４００ｍｍ、最大３５０ｍｍ、最大３００ｍｍ、最大２５０ｍｍ、最大２００ｍｍ、最大１５０ｍｍ、最大１００ｍｍ、または最大７５ｍｍである。

基板が多角形、例えば長方形である例には、基板の少なくとも一辺の長さ、例えば少なくとも基板の二辺または少なくとも三辺の長さが、少なくとも５ｃｍ、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、または少なくとも２５０ｃｍのものが含まれる。

一実施例では、基板の少なくとも一辺の長さは、最大１０００ｃｍ、例えば最大７５０ｃｍ、最大５００ｃｍ、最大３５０ｃｍ、最大２５０ｃｍ、最大１５０ｃｍ、または最大７５ｃｍである。

一実施例では、基板Ｗはウェハであり、例えば半導体ウェハである。一実施例では、ウェハの材料は、Ｓｉ、ＳｉＧｅ、ＳｉＧｅＣ、ＳｉＣ、Ｇｅ、ＧａＡｓ、ＩｎＰおよびＩｎＡｓからなる群から選択される。一実施例では、ウェハはＩＩＩ／Ｖ族化合物半導体ウェハである。一実施例では、ウェハはシリコンウェハである。一実施形態では、基板はセラミック基板である。一実施例では、基板はガラス基板である。一実施例では、基板はプラスチック基板である。一実施例では、基板は（人間の裸眼に対して）透明である。一実施例では、基板は色付きである。一実施例では、基板には色がない。

基板の厚みは変化してもよい。また、基板の厚みは、例えば基板材料および／または基板寸法にある程度は依存してもよい。一実施例では、基板の厚みは少なくとも５０マイクロメートル、例えば少なくとも１００マイクロメートル、少なくとも２００マイクロメートル、少なくとも３００マイクロメートル、少なくとも４００マイクロメートル、少なくとも５００マイクロメートル、または少なくとも６００マイクロメートルである。一実施例では、基板の厚みは、最大５０００マイクロメートル、例えば最大３５００マイクロメートル、最大２５００マイクロメートル、最大１７５０マイクロメートル、最大１２５０マイクロメートル、最大１０００マイクロメートル、最大８００マイクロメートル、最大６００マイクロメートル、最大５００マイクロメートル、最大４００マイクロメートル、または最大３００マイクロメートルである。

本明細書で参照される基板は、例えばトラック（通常、基板にレジストの層を塗布し、露光したレジストを現像するツール）、計測ツールおよび／または検査ツールによって、露光の前後に加工されてもよい。一実施例では、レジスト層は基板に設けられる。

本明細書で使用される「投影系」という用語は、使用中の露光放射に適した、あるいは液浸の使用または真空の使用といった他の要因に適した、屈折、反射、反射屈折、磁気、電磁気、および静電気の光学系、またはそれらの組み合わせを含むあらゆるタイプの投影系を包含するものとして広く解釈されるべきである。本明細書における「投影レンズ」という用語のいかなる使用も、より一般的な用語である「投影系」と同義であるとみなしてよい。

投影系は、基板上にパターンがコヒーレントに形成されるように、個別制御可能な要素のアレイ上にパターンの像を作ることができる。または、投影系は第２の放射源の像を作ってもよく、個別制御可能な要素のアレイの要素が第２の放射源のシャッタとして作用する。この点において、投影系は、例えば第２の放射源を形成しまた基板上にスポットの像を作るために、マイクロレンズアレイ（ＭＬＡとして知られる）またはフレネルレンズアレイなどの集束要素のアレイを備えることができる。一実施例では、集束要素のアレイ（例えば、ＭＬＡ）は、少なくとも１０個の集束要素、例えば少なくとも１００個の集束要素、少なくとも１０００個の集束要素、少なくとも１万個の集束要素、少なくとも１０万個の集束要素、または少なくとも１００万個の集束要素からなる。一実施例では、パターニング用デバイス内の個別制御可能な要素の数は、集束要素のアレイ内の集束要素の数と等しいか、それ以上である。一実施例では、集束要素アレイ内の集束要素の一つまたは複数（例えば、１０００以上、大多数、または各々）を、個別制御可能な要素のアレイ内の個別制御可能な要素の一つまたは複数と光学的に関連付けることができる。例えば、個別制御可能な要素のアレイ内の個別制御可能な要素の二つ以上、例えば３以上、５以上、１０以上、２０以上、２５以上、３５以上、または５０以上と関連付けることができる。一実施例では、例えば一つまたは複数のアクチュエータを用いて、少なくとも基板に向けておよび基板から離れる方向にＭＬＡを移動することができる。基板に向けておよび基板から離れる方向にＭＬＡを移動可能とすることで、基板を移動する必要なく、例えば焦点調節が可能になる。

図１および図２に示すように、リソグラフィ装置は反射型（例えば、個別制御可能な要素の反射アレイを使用するもの）である。代替的に、リソグラフィ装置は透過型（例えば、個別制御可能な要素の透過アレイを使用するもの）であってもよい。

リソグラフィ装置は、二つの基板テーブル（デュアルステージ）または複数の基板テーブルを有するタイプであってもよい。このような「マルチステージ」の装置では、追加のテーブルを並列して使用してもよいし、一つまたは複数のテーブルに対して予備的なステップを実行される一方、一つまたは複数の他のテーブルを露光のために使用してもよい。

リソグラフィ装置は、投影系と基板の間の空間を満たすように比較的屈折率の高い「浸液」（例えば、水）によって基板の少なくとも一部が覆われているタイプの装置であってもよい。リソグラフィ装置の他の空間、例えばパターニング用デバイスと投影系の間に液浸を適用してもよい。液浸技術は、投影系の開口数を増やす技術として周知である。本明細書で使用される「液浸」という用語は、基板などの構造が液体に浸漬されていなければならないことを意味するわけではなく、露光中に投影系と基板との間に液体が存在していることを意味するに過ぎない。

再び図１を参照して、照明器ＩＬは放射源ＳＯから放射ビームを受け取る。一実施例では、放射源は少なくとも５ナノメートル、例えば少なくとも１０ナノメートル、少なくとも５０ナノメートル、少なくとも１００ナノメートル、少なくとも１５０ナノメートル、少なくとも１７５ナノメートル、少なくとも２００ナノメートル、少なくとも２５０ナノメートル、少なくとも２７５ナノメートル、少なくとも３００ナノメートル、少なくとも３２５ナノメートル、少なくとも３５０ナノメートル、または少なくとも３６０ナノメートルの波長を有する放射を提供する。一実施例では、放射源ＳＯによって提供される放射は、最大４５０ナノメートル、例えば最大４２５ナノメートル、最大３７５ナノメートル、最大３６０ナノメートル、最大３２５ナノメートル、最大２７５ナノメートル、最大２５０ナノメートル、最大２２５ナノメートル、最大２００ナノメートル、または最大１７５ナノメートルの波長を有する。一実施例では、放射は４３６ナノメートル、４０５ナノメートル、３６５ナノメートル、３５５ナノメートル、２４８ナノメートル、１９３ナノメートル、１５７ナノメートル、および／または１２６ナノメートルを含む波長を有する。一実施例では、放射は約３６５ナノメートルまたは約３５５ナノメートルの波長を含む。一実施例では、放射は、例えば３６５ナノメートル、４０５ナノメートルおよび４３６ナノメートルを包含する広い波長帯域を含む。３５５ナノメートルのレーザ源も使用することができた。例えば放射源がエキシマレーザである場合、放射源とリソグラフィ装置は別個のものであってもよい。この場合、放射源はリソグラフィ装置の一部を形成するとはみなされず、例えば適切な配向ミラー（directing mirror）および／またはビームエキスパンダを備えるビーム伝送系ＢＤを用いて、放射源ＳＯから照明器ＩＬに放射ビームが渡される。他の場合、例えば放射源が水銀灯である場合、放射源はリソグラフィ装置と一体の部品であってもよい。放射源ＳＯと照明器ＩＬ、必要であればビーム伝送系ＢＤを合わせて放射系と称してもよい。

照明器ＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調節する調節器ＡＤを備えてもよい。一般に、照明器の瞳面における強度分布の外径範囲および／または内径範囲（一般に、それぞれσアウターおよびσインナーと呼ばれる）を少なくとも調節することができる。加えて、照明器ＩＬは、インテグレータＩＮおよび集光器ＣＯ等の様々な他の構成要素を備えてもよい。照明器を使用して放射ビームを調節し、その断面において所望の均一性および強度分布を持たせることができる。照明器ＩＬ、または照明器と関連する追加の部品は、放射ビームを複数のサブビームに分離するように構成されていてもよい。サブビームはそれぞれ、個別制御可能な要素のアレイの一つまたは複数の個別制御可能な要素と関連している。例えば、放射ビームをサブビームに分離するために、二次元の回折格子を用いることができる。この説明では、「放射のビーム」および「放射ビーム」は、このような複数の放射のサブビームでビームが構成される状況を包含するが、これに限定されるわけではない。

放射ビームＢは、パターニング用デバイスＰＤ（例えば、個別制御可能な要素のアレイ）上に入射し、パターニング用デバイスによって調整される。放射ビームＢは、パターニング用デバイスＰＤによって反射された後、投影系ＰＳを通過する。投影系ＰＳは、ビームの焦点を基板Ｗの目標部分Ｃに合わせる。ポジショナＰＷおよび位置センサＩＦ２（例えば、干渉計デバイス、リニアエンコーダ、容量センサ等）を使用して、基板テーブルＷＴを正確に移動させて、例えば異なる目標部分Ｃを放射ビームＢの経路に配置することができる。使用されると、個別制御可能な要素のアレイ用の位置決め手段を使用して、例えば走査中に、ビームＢの経路に対するパターニング用デバイスＰＤの位置を正確に修正することができる。

一実施例では、基板テーブルＷＴの移動は、長ストロークモジュール（粗い位置決め）と短ストロークモジュール（微細な位置決め）を用いて実現することができる。これらモジュールは、図１には示されていない。一実施例では、リソグラフィ装置は、基板テーブルＷＴを移動するための少なくとも短ストロークモジュールを有していない。類似したシステムを使用して、個別制御可能な要素のアレイを配置することができる。代替的にまたは追加的に、ビームＢを移動可能とする一方、オブジェクトテーブルおよび／または個別制御可能な要素のアレイの位置を固定して、必要な相対移動を提供できることは認められよう。このような構成は、リソグラフィ装置のサイズを抑えるときに役立ち得る。例えばフラットパネルディスプレイの製造に適用可能であるさらなる変形として、基板テーブルＷＴと投影系ＰＳの位置を固定し、基板Ｗを基板テーブルＷＴに対して移動可能に構成してもよい。例えば、基板テーブルＷＴが、実質的に一定速度で基板Ｗを横断して走査するシステムを備えていてもよい。

図１に示すように、放射ビームＢはビームスプリッタＢＳによってパターニング用デバイスＰＤの方向に向けられる。ビームスプリッタＢＳは、放射が最初にビームスプリッタにより反射されてパターニング用デバイスＰＤに向けられるように構成されている。ビームスプリッタを使用せずに放射ビームＢをパターニング用デバイスに向けることも可能であることを理解すべきである。一実施例では、放射ビームはパターニング用デバイスに対して、０度から９０度の間、例えば、５度から８５度の間、１５度から７５度の間、２５度から６５度の間、または３５度から５５度の間の角度で向けられる（図１の実施形態では、９０度である）。パターニング用デバイスＰＤは、放射ビームＢを調整し、放射ビームを反射してビームスプリッタＢＳに戻す。ビームスプリッタＢＳは、調整されたビームを投影系ＰＳに対して透過する。しかしながら、放射ビームＢをパターニング用デバイスＰＤに向け、その後投影系ＰＳに向けるために、別の構成も使用できることは言うまでもない。特に、図１に示すような構成は、透過型のパターニング用デバイスを使用する場合には必要でない。

図示のリソグラフィ装置は、いくつかのモードで使用することができる。

１．ステップモードでは、個別制御可能な要素のアレイと基板とが本質的に静止状態を保つ一方、放射ビームに与えられたパターン全体が目標部分Ｃ上に一度に投影される（つまり、単一の静的露光）。続いて、基板テーブルＷＴをＸおよび／またはＹ方向に移動して、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、露光領域の最大サイズにより、単一の静的露光でイメージが与えられる目標部分Ｃのサイズが制限される。

２．走査モードでは、個別制御可能な要素のアレイと基板とが同期して走査される一方、放射ビームに与えられたパターンが目標部分Ｃ上に投影される（すなわち、単一の動的露光）。個別制御可能な要素のアレイに対する基板の速度および方向は、投影系ＰＳの倍率（縮小）および像反転特性によって決定することができる。走査モードでは、露光領域の最大サイズが単一の動的露光における目標部分の（非走査方向における）幅を制限するのに対して、走査移動の長さが目標部分の（走査方向における）高さを決定する。

３．パルスモードでは、個別制御可能な要素のアレイが本質的に静止し続け、パルス状の放射源を用いて、パターンの全体が基板Ｗの目標部分Ｃ上に投影される。基板Ｗを横切ってビームＢがライン状に走査されるように基板テーブルＷＴを本質的に一定速度で移動させる。放射系のパルスの間に必要に応じて個別制御可能な要素のアレイ上のパターンが更新され、基板Ｗの必要な位置で連続する目標部分Ｃが露光されるようにパルスが調節される。結果として、ビームＢが基板Ｗの全体を走査して、基板のストリップ状に完全なパターンを露光することができる。基板Ｗが一行ずつ完全に露光されるまで、上記過程が繰り返される。

４．連続走査モードでは、調整後の放射ビームＢに対して基板Ｗを実質的に一定速度で走査する点、およびビームＢが基板Ｗの全体を走査し基板Ｗを露光すると個別制御可能な要素のアレイ上のパターンが更新される点を除いて、パルスモードと実質的に同一である。個別制御可能な要素のアレイ上のパターンの更新と同期した実質的に一定の放射源またはパルス放射源を使用することができる。

５．図２のリソグラフィ装置を用いて実行可能なピクセル格子イメージングモードでは、パターニング用デバイスＰＤに向けられたスポットジェネレータにより形成されるスポットを連続的に露光することで、基板Ｗ上に形成されるパターンが実現される。露光されたスポットは、実質的に同じ形状を有する。スポットは、基板Ｗ上に実質的に格子状に焼き付けられる。一実施例では、スポットのサイズは、焼き付けられた画素の格子のピッチよりは大きいが、露光スポットの格子よりは遙かに小さい。焼き付けられるスポットの強度を変化させることで、パターンが実現される。露出フラッシュの間、スポットにわたる強度分布が変化する。

上述の使用モードの組み合わせおよび／または変形、または全く異なる使用モードも利用することができる。

リソグラフィにおいては、基板上のレジスト層にパターンが露光される。その後、レジストは現像される。続いて、追加の処理ステップが基板に実行される。基板の各部に対するこれら続きの処理の効果はレジストの露光によって決まる。特に、所与の照射量（ドース、露光量）しきい値を越える放射量（radition dose）を受けた基板の部分が、照射量しきい値を下回る放射量を受けた基板の部分と異なる反応をするように、プロセスが調整される。例えば、エッチングプロセスにおいて、しきい値を越える放射量を受けた基板の領域は、現像レジストの層によってエッチングから保護される。しかしながら、しきい値を下回る放射量を受けたレジストの部分は露光後の現像で取り除かれ、そのためこれらの領域はエッチングから保護されない。したがって、所望のパターンをエッチングすることができる。特に、パターン特徴の内部で基板上の領域に透過される放射が、その領域が露光の間に照射量しきい値を越える放射量を受ける十分に高い強度となるように、パターニング用デバイスの個別制御可能な要素が設定される。対応する個別制御可能な要素をゼロまた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、基板上の残りの領域は、照射量しきい値より小さい放射量を受ける。

実際には、特徴の境界の一側で最大の放射強度を提供し反対側で最小の放射強度を提供するように個別制御可能な要素を設定する場合でも、パターン特徴の端での放射量は、所与の最大量からゼロにまで急激には変化しない。その代わり、回折効果のために、放射量のレベルは遷移ゾーンの全体で低下する。現像されたレジストによって最終的に形成されるパターン特徴の境界の位置は、受け取った放射量が照射量しきい値を下回る位置によって決まる。遷移ゾーン全体で放射量が減少する部分の輪郭、つまりパターン特徴境界の正確な位置は、パターン特徴境界上のまたは隣接する基板上の点に放射を提供する個別制御可能な要素を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。これらは、最大強度レベルまたは最小強度レベルであるだけでなく、最大強度レベルと最小強度レベルの間の強度レベルであってもよい。これは、一般に「グレースケーリング」と呼ばれる。

所与の個別制御可能な要素によって基板に与える放射強度を二値（すなわち、単に最大値と最小値）にしか設定できないリソグラフィシステムで制御する場合よりも、グレースケーリングは、パターン特徴境界の位置を詳細に制御することができる。一実施形態では、少なくとも３つの異なる放射強度値、例えば、少なくとも４つの放射強度値、少なくとも８つの放射強度値、少なくとも１６の放射強度値、少なくとも３２の放射強度値、少なくとも６４の放射強度値、少なくとも１２８の放射強度値、または少なくとも２５６の放射強度値を基板上に投影することができる。

上述の目的に対して追加の目的または別の目的のためにグレースケーリングを使用できることは言うまでもない。例えば、受け取った放射量レベルに依存して、基板の領域に３以上の潜在的反応があるように露光後の基板の処理を調整することができる。例えば、第１のしきい値より低い放射量を受けた基板の部分は、第１の態様で反応する。第１のしきい値を越えるが第２のしきい値より低い放射量を受けた基板の部分は、第２の態様で反応する。第２のしきい値を越える放射量を受けた基板の部分は、第３の態様で反応する。したがって、３以上の所望の放射量レベルを有する基板全体にわたる放射量プロファイル（分布）を与えるために、グレースケーリングを使用することができる。一実施形態では、放射量プロファイルは、少なくとも２つの所望の放射量レベル、例えば少なくとも３つの所望の放射量レベル、少なくとも４つの所望の放射量レベル、少なくとも６つの所望の放射量レベル、または少なくとも８つの所望の放射量レベルを有する。

上述したような、基板上の各点で受け取る放射の強度を単に制御することによる方法以外の方法で、放射量プロファイルを制御できることは言うまでもない。例えば、代替的にまたは追加的に、各点での露光の継続時間を制御することによって、基板上の各点で受け取られる放射量を制御することができる。他の実施例として、複数の連続露光で基板上の各点で潜在的に放射を受けることができる。したがって、複数の連続露光のうち選択されたサブセットを使用して各点を露光することによって、各点で受け取られる放射量を代替的にまたは追加的に制御することができる。

所要パターンを基板上に形成するために、パターニング用デバイス内の個別制御可能な要素のそれぞれを、露光プロセス中の各ステージで必要な状態に設定する必要がある。したがって、必要な状態を表す制御信号を、個別制御可能な要素のそれぞれに伝えなければならない。一実施例では、リソグラフィ装置は、制御信号を生成するコントローラを備える。基板上に形成すべきパターンは、ベクトル定義のフォーマット、例えばＧＤＳＩＩでリソグラフィ装置に提供することができる。設計情報を個別制御可能な要素それぞれのための制御信号に変換するため、コントローラは一つまたは複数のデータ処理装置を含む。各データ処理装置は、パターンを表すデータストリーム上の処理ステップを実行するように構成される。データ処理装置は、集合的に「データパス」と呼ぶことができる。

データパスのデータ処理装置は、以下の機能のうち一つまたは複数の機能を実行するように構成することができる。すなわち、ベクトルベースの設計情報をビットマップのパターンデータに変換する機能、ビットマップのパターンデータを所要放射量のマップ（すなわち、基板全体の所要放射量プロファイル）に変換する機能、所要放射量マップを個別制御可能な要素のそれぞれに必要な放射強度値に変換する機能、そして、個別制御可能な要素のそれぞれに必要な放射強度値を対応する制御信号に変換する機能である。

図２は、例えばフラットパネルディスプレイの製造に使用可能な本発明による装置の配置を示す。図１に示す構成要素に対応する構成要素は、同一の参照番号で表される。また、例えば基板、コントラスト用デバイス、ＭＬＡ、放射ビーム等の様々な構成といった様々な実施形態についての上記説明は、そのまま適用可能である。

図２は、本発明の一実施形態にしたがったリソグラフィ装置の構成を示す。この実施形態は、例えばフラットパネルディスプレイの製造に使用可能である。図１に示す構成要素に対応する構成要素は、同一の参照番号で表される。また、例えば基板、コントラスト用デバイス、ＭＬＡ、放射ビーム等の様々な構成といった様々な実施形態についての上記説明は、そのまま適用可能である。

図２に示すように、投影系ＰＳは、レンズＬ１、Ｌ２を備えるビームエキスパンダを有する。第１のレンズＬ１は、調整後の放射ビームＢを受け取り、開口絞りＡＳの開口部を通してその焦点を合わせる。別のレンズＡＬが絞りに配置されていてもよい。続いて、放射ビームＢは発散して、第２のレンズＬ２（例えば、フィールドレンズ）によって焦点が合わせられる。

投影系ＰＳは、拡大された調整後ビームＢを受け取るように構成されたレンズアレイＭＬＡをさらに備える。パターニング用デバイスＰＤ内の個別制御可能な要素のうち一つまたは複数と対応して、調整後の放射ビームＢの異なる部分がレンズアレイＭＬＡ内のそれぞれ異なるレンズを通過する。各レンズは、調整後の放射ビームＢの各部分の焦点を基板Ｗ上に位置する一点に合わせる。このようにして、放射スポットＳのアレイが基板Ｗ上に露光される。図示のレンズアレイ１４のうち８つのレンズのみが示されているが、レンズアレイは数千ものレンズで構成することができることは言うまでもない（パターニング用デバイスＰＤとして使用される個別制御可能な要素のアレイについても同じことが当てはまる）。

図３は、本発明の一実施形態にしたがって、図２のシステムを使用して基板Ｗ上にパターンを生成する方法を図式的に示す。黒丸は、投影系ＰＳ内のレンズアレイＭＬＡによって、基板Ｗ上に投影されたスポットＳのアレイを表す。一連の露光が基板Ｗ上に露光されるのに合わせて、基板Ｗが投影系ＰＳに対してＹ方向に移動する。白丸は、基板Ｗ上で以前に露光されたスポット露光ＳＥを表す。図示するように、投影系ＰＳ内のレンズアレイによって基板上に投影された各スポットは、基板上のスポット露光の列Ｒとなって現れる。基板の完全なパターンは、スポットＳのそれぞれによって露光されたスポット露光ＳＥの列Ｒの全てを合計することで生成される。このような構成は、一般に上述の「ピクセル格子イメージング（pixel grid imaging）」と呼ばれる。

放射スポットＳのアレイは、基板Ｗに対してθの角度で配置されていることが分かる（基板の縁は、Ｘ方向およびＹ方向と平行である）。こうしたのは、基板が走査方向（Ｙ方向）に移動するとき、各放射スポットが基板の異なる領域を通過するようにするためである。これによって、基板の全体を放射スポット１５のアレイによってカバーすることが可能になる。一実施例では、角度θは最大２０度、１０度であり、例えば、最大５度、最大３度、最大１度、最大０．５度、最大０．２５度、最大０．１０度、最大０．０５度、または最大０．０１度である。一実施例では、角度θは少なくとも０．００１度である。

図４は、本発明の一実施形態にしたがって、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の全体を一回の走査で露光可能とする方法を図式的に示す。図示の例では、放射スポットＳの８つのアレイＳＡが「チェス盤」状構成で二つの列Ｒ１、Ｒ２に配置された、８つの光学エンジン（図示せず）により生成される。放射スポットＳのアレイのエッジは、隣接する放射スポットアレイのエッジとわずかに（走査方向Ｙに）オーバーラップしている。一実施例では、光学エンジンは、少なくとも３列、例えば４列または５列に配置される。このようにすると、放射の帯が基板Ｗの幅全体に延び、一回の走査で基板の全体を露光することが可能になる。任意の適当な数の光学エンジンを使用できることは言うまでもない。一実施例では、光学エンジンの数は、少なくとも１個、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、または少なくとも１７個である。一実施例では、光学エンジンの数は、４０個未満、例えば３０個未満、または２０個未満である。

上述したように、各光学エンジンは、別個の照明系ＩＬ、パターニング用デバイスＰＤ、および投影系ＰＳを備えることができる。しかしながら、二つ以上の光学エンジンが、照明系、パターニング用デバイス、および投影系のうちの一つまたは複数の少なくとも一部を共用可能であることは言うまでもない。

本願発明者らは、集束要素のアレイを投影系に備えるリソグラフィ装置において、例えば、投影系によって導入される誤差のかなりの割合が集束要素アレイの欠陥によって生じることを見い出した。例えば、集束要素アレイの湾曲は、基板上に投影される放射ビームの最も焦点の合った平面の歪みとなり得る。これらいわゆる焦点面誤差のために、放射ビームの全ての部分が基板上で最適に焦点が合うように、投影系に対して基板を配置することが困難なものとなり得る。例えば、上述したように、放射ビームがスポットのアレイとして基板上に投影される場合、焦点面誤差のために、スポットの全ての焦点を同時に基板上に最適に合わせられるわけではない。したがって、焦点面誤差がなければ可能であるのと同じ程度にスポットの全てを小さくすることが保証されず、さらに、スポットアレイの全体にわたってスポットサイズが変動する。スポットサイズの変動は、基板上で受光される放射強度においても対応する変動となって現れ得る。基板上の放射のスポットが大きくなるほど、基板上のスポット内部での放射強度は小さくなる。

上述したように、集束要素アレイ内部の集束要素はレンズであってもよい。集束要素は、例えば放物面反射鏡のように放射ビームの一部分を集束可能な任意の他の光学要素であってもよい。集束要素のアレイは、例えば、ベースプレート上に集束要素が形成されたベースプレートで形成されていてもよいし、集束要素のアレイがベースプレート上に設けられていてもよいし、あるいは、集束要素のアレイがベースプレートで支持されていてもよいし、および／またはベースプレートと一体に形成されていてもよい。集束要素アレイを、複数の集束要素がお互いを支持し合うように集束要素を互いに取り付けることで形成してもよい。使用される集束要素のタイプに応じて、ベースプレートが放射に対して透明であってもよい。

図５ａは、本発明の一実施形態にしたがった集束要素アレイ１０の一例を示す。図示するように、集束要素アレイは、ベースプレート１１と、ベースプレート１１の第１面１１ａ上に形成された複数のレンズ１２とを含む。ベースプレート１１は、使用される放射ビームに対して実質的に透明であってもよい。したがって、ベースプレート１１の第１面１１ａに対して反対側の面である第２面１１ｂに放射が入射するとき、放射はベースプレート１１を透過して、レンズ１２のそれぞれによって対応する焦点１３に焦点が合わせられる。図５ａの実施例に示すように、レンズ１２のそれぞれに関連する焦点１３は、単一の平面内に位置しない。その代わり、図示するように、焦点１３は非平面の面１４上にある。図５ａの描写では変動量が誇張されており、実際には、焦点要素アレイのサイズに対して変動量はこれほど大きくないことは言うまでもない。

焦点要素アレイ（図５ａに示す例では、レンズアレイ）によって生成されうる焦点面誤差は、焦点要素アレイを形成するプロセスによって発生する。このような焦点要素アレイを形成する方法は複数ある。例えば、透明なベースプレートの表面を選択的にエッチングし、ベースプレートの表面上に円筒状の突起を複数形成することで、レンズアレイを形成することができる。続いてベースプレート上の少なくとも突起部分を加熱することで、重力の影響により、突起が部分的に落ち込む（partial slumping）。十分慎重に加熱を制御することで、円筒上の突起のそれぞれがレンズとして機能するような所望の形状に落ち込むように落ち込みを制御することができる。

レンズアレイのさらに別の製造例では、ベースプレート上にフォト活性材料の層を形成し、放射のパターンで露光し、必要に応じて露光後プロセスを実行して、ベースプレート上にレジスト材料でできた複数の円筒状の突起を形成することができる。続いて、これらの突起を加熱して、上述と同様に円筒の落ち込みを制御して突起からレンズを形成することができる。

このような落ち込みの制御に基づくプロセスは、通常、リフロー法と呼ばれる。レンズアレイを形成する別の方法には、モールドでレンズアレイを形作り、ベースプレートをエンボス加工してレンズを形成し、所要の形状にエッチングおよび／または機械加工することが含まれる。本発明は、一つまたは複数の特定の製造方法で形成された集束要素アレイを用いた使用に限定されないことは言うまでもない。集束要素アレイの製造方法に関係なく、いくらかの欠陥が予想されうる。

図５ｂは、本発明の一実施形態にしたがって、焦点面誤差を低減可能であるように改良された集束要素アレイを示す。図示するように、集束要素アレイには、補正面１５が設けられる。補正面１５は、（図５ａおよび図５ｂの例ではレンズである）集束要素のそれぞれと関連する新しい焦点１３’が、より平面に近い表面１４’内に位置するような形状とされる。換言すると、表面１４’はより平面に近い。修正された焦点１３’が正確に単一の平面内に位置するように補正面１５を形成することが理想であることは言うまでもない。しかしながら、補正面１５に要求される形状を正確に決定し実際にそれを形作る能力が限定されるために、このような形状は可能でないかもしれない。したがって、補正面が平坦である場合よりも、各集束要素と関連する修正された焦点１３’が単一平面により近くなるように、補正面１５が形成される。補正面１５によって所与の平面に対する焦点の接近が改善された程度を判断するために、複数の基準を使用可能であることは認められよう。例えば、焦点と所与の平面との間の平均距離を最小化するように、補正面を形成することができる。追加的にまたは代替的に、任意の焦点と所与の平面との間の最大距離を最小化するように、補正面１５を形成することができる。追加的にまたは代替的に、焦点と所与の平面との間の距離の標準偏差を最小化するように、補正面１５を選択することができる。

追加的にまたは代替的に、集束要素アレイの二つの対辺の間の差を最小化するように補正面１５を選択することができる。リソグラフィ装置の構成に応じて、集束要素アレイの一面の集束要素によって基板上に焦点が合わせられた放射で露光された基板の部分は、例えば、後の露光または連続露光の後のステージにおいて集束要素アレイの反対側の集束要素によって基板上に焦点が合わせられた放射で露光された基板の部分に近接していてもよい。集束要素アレイの第１面にある集束要素に対応する焦点の分布と、集束要素アレイの反対側の集束要素に対応する焦点の分布との間に著しい差がある場合、集束要素アレイの別々の面によって露光された基板上の近接領域間の境界に、形成パターンの不連続が生じる。露光システムの反復性のために、基板の全体にわたってこのような不連続が繰り返されることになり、その結果、形成中のデバイスの機能に対して重大な弊害をもたらし得るパターン欠陥となる。したがって、集束要素アレイの両側にある集束要素の焦点の分布の間の差分を特に最小化するように、補正面１５を形成することが望ましい。

補正面は、集束要素アレイによって導入される誤差を特に補正するように処理されてもよい。この場合、例えば、集束要素の焦点の位置を測定するために、集束要素アレイを分離して検査してもよい。これから、補正面が平面である場合よりも焦点を単一平面に近付けるようにするために補正面に要求される形状を決定することが可能である。その結果、集束要素アレイに補正面を設けて、改良された集束要素アレイを形成することができる。

補正面を有する集束要素アレイを検査して改良された補正面の形状を決定するために、プロセスは反復的であってもよいことは認められよう。そして、改良された補正面を、集束要素アレイと、集束要素アレイが所要の程度に改善されるまで必要に応じて繰り返されたプロセスとに適用することができる。集束要素の焦点の位置を測定するとき、焦点の全てを測定してもよいし、または焦点のサンプルを測定してもよいことも認められよう。例えば、変動が既知であったり、またはアレイの全体にわたって一貫性のある形で変動することが予測される場合は、サンプルを用いることができる。この場合、サンプルを測定するだけなので、有効性を大きく減じることなくプロセスのスピードを上げることができる。

補正面を追加的に使用して、集束要素アレイが使用されるリソグラフィ装置などの装置における他の部品によって発生する欠陥や、および／または集束要素アレイとこの種の装置内部の他の部品との間の相互作用によって発生する欠陥を修正できることは認められよう。 したがって、集束要素アレイが装置に組み込まれると、焦点（焦点の全てかサンプルのいずれか）の位置の測定を実行することができる。例えば、集束要素が放射を基板上に直接投影しない場合は、最適平面に対する焦点位置の変動を基板レベルで測定できることは認められよう。

集束要素アレイ単体に固有の欠陥を改善するために、および／または集束要素アレイ取り付け時の欠陥を改善するために、補正面の形状を決定することができる。いずれの場合も、集束要素アレイまたはアレイが取り付けられる装置が形成中であるとき、またはその後の集束要素アレイまたはアレイが取り付けられる装置の寿命の間に、上記プロセスを実行することができる。例えば、リソグラフィ装置で使用される集束要素アレイの場合、最適平面に対する焦点の変動を周期的に検査することができ、また、変動が変化したりおよび／または受容可能レベルよりも大きくなる場合、補正面を新たな補正面で置換することができるし、および／または修正することができる。同様に、本発明による補正面を集束要素アレイに設けることができ、または、当初はそのような補正面を持たずに形成された集束要素アレイを採用するリソグラフィ装置に本発明による補正面を設けることができるのは言うまでもない。

異なる放射波長に対して、各焦点要素の焦点が異なってもよいことは認められよう。したがって、一つまたは複数の特定の波長に対して、および／または特定範囲の放射波長に対して、補正面の所要の形状を決定することができる。例えば、リソグラフィ装置で使用される集束要素アレイの場合、リソグラフィ装置が基板上に投影する放射の波長に対して、補正面の所要の形状を決定することができる。

たとえ波長のそれぞれに対する最適焦点面が異なる場合であっても、複数の異なる放射波長について、最適焦点面への焦点の接近を改善する補正面の形状を特定できる可能性があることは認められよう。例えば、補正面の単一形状は、第１面に実質的に近接する位置にある複数の焦点に集束される第１の波長の放射と、第１面とは別の第２面に実質的に近接する位置にある複数の焦点に集束される第２の波長の放射とを作り出すことができる。

第１実施形態
図６ａは、本発明の一実施形態にしたがって補正面を提供するために使用可能な第１の構成を示す。図示するように、集束要素アレイ２０は、ベースプレート２１を備える。複数のレンズ２２が、ベースプレート２１の第１面２１ａ上に設けられるか、形成されるか、または配置される。ベースプレート２１は、焦点要素アレイとともに使用される放射に対して実質的に透明である材料で形成することができる。補正面は、ベースプレート２１の第２面２１ｂに適用される。第２面２１ｂは、ベースプレート２１の第１面２１ａの反対側にある。ベースプレート２１の第２面２１ｂの元の表面２１ｃを研磨するか、エッチングするか、または機械加工することで、補正面を形成することができる。

第２実施形態
図６ｂは、本発明の別の実施形態にしたがって補正面を集束要素アレイに適用可能である第２の構成を示す。図示するように、集束要素アレイ３０はベースプレート３１を含む。ベースプレートの第１面３１ａには、複数のレンズ３２が形成されるか、設けられるか、または配置される。ベースプレート３１は、使用される放射に対して実質的に透明でああってよい。補正面３３ａは、補正プレート３３の第１面に形成される。補正プレート３３は、使用される放射に対して実質的に透明である材料で形成することができる。補正プレートは、ベースプレート３１と熱膨張係数が同一である材料で形成することができる。したがって、使用中に発生し得るような集束要素アレイのいかなる加熱によっても、ベースプレート３１と補正プレート３３の膨張量が異なることにはならず、結果として、集束要素アレイに対する補正面の少なくとも一部の相対移動と、および／または部品内部の応力が発生する。補正プレート３３用の材料は、ベースプレート３１の材料と実質的に同一の屈折率を有するように選択してもよい。したがって、ベースプレート３１と補正プレート３３の間の境界における放射の反射を最小限にすることができる。補正プレート３３は、ベースプレート３１と同一の材料で形成してもよい。

補正面３３ａを、補正プレート３３の第１面に形成する。補正プレート３３の補正面３３ａに対して反対側の面である補正プレート３３の第２面３３ｂは、ベースプレート３１の第２面３１ｂと接着される（ベースプレートの第２面３１ｂは、ベースプレートの第１面３１ａに対してベースプレート３１の反対側に配置される）。ベースプレートの第２面３１ｂと補正プレートの第２面３３ｂの形状は、ベースプレート３１と補正プレート３３の間の距離がプレートの全体にわたって最小になるように一致させることができる。特に、ベースプレートの第２面３１ｂと補正プレートの第２面３３ｂは、平面であってもよい。

補正プレート３３とベースプレート３１とを結合するのに使用される結合法は、この使用に適した任意の結合法であってよい。例えば、結合法は、接着剤の層３４であってもよい。代替的にまたは追加的に、ベースプレート３１と補正プレート３３とを、例えば加熱し押圧して溶着させてもよい。代替的にまたは追加的に、「ansprengen」として知られる結合技術を用いて補正プレート３３をベースプレート３１とに接続してもよい。この技術では、実質的に歪みおよび／または汚染がなくなるまで二つの表面を研磨する。二つの表面を合わせると、表面が直接結晶結合（direct crystal bonding）によって接続される。

結合を形成するためにベースプレート３１と補正プレート３３の間に接着剤３４などの材料が必要である場合、このような材料を、使用される材料の厚さに応じて、使用される放射に対して実質的に透明であるように選択することができる。代替的にまたは追加的に、材料とベースプレート３１と補正プレート３３の間の境界での放射の反射を最小化するために、材料の屈折率がベースプレートと補正プレートの少なくとも一つと近似するように材料を選択してもよい。代替的にまたは追加的に、必要に応じて、後で結合部を除去できるように材料を選択してもよい。これにより、その後補正プレートを取り除き、置換または修正してベースプレート３１に再び取り付けることが可能になる。

第３実施形態
図６ｃは、本発明のさらに別の実施形態にしたがって補正面を集束要素アレイに適用可能である別の構成を示す。この構成は、図６ｂに示した実施形態に関して述べたものと類似しており、対応する説明は繰り返さない。この構成では、ベースプレート３１と補正プレート３３の間の結合が、固定具で置き換えられている。図示の例では、固定具は、補正プレート３３をベースプレート３１に保持する一つまたは複数のクランプ３５である。代替的にまたは追加的に、ボルトおよび／または磁気クランプおよび／または真空クランプなどの他の固定法も利用可能であることは言うまでもない。このような構成では、例えば補正プレートを交換したり修正したりするために、補正プレートの取り外しが容易になる。このような構成では、例えば集束要素アレイをアレイが使用されている装置に取り付けた状態で、補正プレート３３を取り外すことが可能になる。ベースプレート３１に対する補正プレート３３の位置が修正可能となるように、固定具を構成してもよい。これにより、集束要素アレイがアレイを使用している装置に取り付けられた後、ベースプレート３１に対する補正プレート３３の位置合わせ精度を改善したり、および／またはベースプレート３１に対する補正プレート３３の位置合わせを修正したりすることが可能になる。

上述しまた図６ｃに示したように、補正プレート３３を集束要素アレイのベースプレート３１に固定することができるが、補正プレート３３をベースプレートから離れた位置に取り付けてもよい。これにより、個別制御可能要素のアレイと干渉することなく、修正または置換のために補正プレートを取り外すことが容易になる。この場合、補正面は適切に選択されることは言うまでもない。

第４実施形態
図７は、本発明のさらに別の実施形態にしたがって補正面を集束要素アレイに適用可能である別の構成を示す。図示するように、集束要素４２を支持して集束要素アレイを形成するベースプレート４１は、補正プレート４３の厚さと比較して相対的に薄い。補正プレート４３は、ベースプレート４１が接続される補正面４３ａを有する。特に、集束要素４２が接続されるか、取り付けられるか、または支持されている面とは反対側の、ベースプレート４１の一面４１ａは、集束要素アレイのベースプレート４１が変形して補正面４３ａの形状と一致するように補正面４３ａに接続される。集束要素アレイの変形の結果、集束要素に対応する焦点４５の相対位置は、焦点が所与の平面４４により近付くように調整される。

接着剤、溶着、直接結晶結合（ansprengen）、および／または補正面の形状に応じた一つまたは複数のクランプ、ボルト、磁気クランプおよび真空クランプによる固定を含む上述の任意の方法によって、ベースプレート４１を補正プレート４３に接続することができる。

第５実施形態
本発明の別の実施形態によると、集束要素アレイ自身ではなく、集束要素アレイを使用する装置内の別の部品に対して代替的にまたは追加的に補正面を適用することができる。例えば、個別制御可能な要素のアレイが（図２で示したような）リソグラフィ装置の投影系で使用されている場合、投影系内の他の部品に補正面を適用することができる。例えば、投影系内の光学部品Ｌ１、ＡＬ、Ｌ２の一つまたは複数の表面を改良して補正面を組み込むことができる。代替的にまたは追加的に、投影面を組み込んだ追加の光学要素を投影系に採用することができる。このような構成は、反射型集束要素アレイとともに用いるのに特に有益なものとなり得る。これは、例えばほとんどの材料によって容易に吸収されるＥＵＶ放射などの放射を用いて作動し、したがって、反射型光学要素とともに通常使用される装置に必要とされうる。このような構成では、投影系内部の既存のリフレクタに容易に補正面を適用することができる。すなわち、既存のリフレクタの形状を改良することができる。代替的にまたは追加的に、補正面を備える一つまたは複数の追加の反射要素を投影系に備えてもよい。

特定のデバイス（例えば、集積回路またはフラットパネルディスプレイ）の製造におけるリソグラフィ装置の使用について本文で特に言及してきたが、本明細書で述べたリソグラフィ装置は、他の応用形態も有していることを理解すべきである。応用形態には、集積回路、集積された光学システム、磁気領域メモリ用の誘導および検出パターン（guidance and detection pattern）、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、微少電子機械デバイス（ＭＥＭＳ）が含まれるが、これらに限定されない。また、例えばフラットパネルディスプレイにおいて、本発明の装置を使用して、種々の層、例えば薄膜トランジスタ層および／またはカラーフィルタ層の作成を補助することができる。

本発明の特定の実施形態について述べたが、本発明は上記以外にも実施可能であることは言うまでもない。例えば、本発明は、上述したような方法を記述した、機械により読み取り可能な一つ以上の命令シーケンスを収容するコンピュータプログラムの形態をとってもよく、あるいは、そのようなコンピュータプログラムを内部に記憶するデータ記憶媒体（例えば、半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク）の形態をとってもよい。

結論
本発明の様々な実施形態について説明したが、それらは例示のみを目的として示されたものであり、限定ではないことを理解すべきである。本発明の趣旨と範囲から逸脱することなく、形態および詳細における様々な変更をなし得ることは、当業者にとって明らかである。したがって、本発明の広がりおよび範囲は、上述の例示的な実施形態のいずれによっても限定されるべきではなく、添付の請求項およびそれらの等価物にしたがってのみ定義されるべきである。

発明の詳細な説明の部分は、請求項を解釈するために使用されることを意図しているが、課題を解決するための手段（Summary）および要約の部分はそうではないことは言うまでもない。課題を解決するための手段（Summary）および要約の部分は、本発明の実施形態の一つまたは複数を説明することができるが、発明者によって考慮された実施形態の全てを説明することはできない。したがって、それらは、いかなる場合でも本発明および請求項を限定する意図ではない。

本発明の様々な実施形態によるリソグラフィ装置を表す図である。 本発明の様々な実施形態によるリソグラフィ装置を表す図である。 図２に示す本発明の一実施形態を使用して基板にパターンを転写する一態様を示す図である。 本発明の一実施形態による光学エンジンの構成を表す図である。 本発明の一実施形態にしたがったリソグラフィ装置と改良された光学要素の使用に適している光学要素を示す図である。 本発明の一実施形態にしたがったリソグラフィ装置と改良された光学要素の使用に適している光学要素を示す図である。 図５ａおよび図５ｂに示した改良形態を実装する例示的な実施形態を示す図である。 図５ａおよび図５ｂに示した改良形態を実装する例示的な実施形態を示す図である。 図５ａおよび図５ｂに示した改良形態を実装する例示的な実施形態を示す図である。 本発明を実装する別の実施形態を示す図である。

Claims (21)

1. 放射ビームを調整するパターニング用デバイスと、
   調整後の放射ビームを基板の目標部分に投影する投影系と、を備え、
   前記投影系は、
   アレイ内の各集束要素が調整後の放射ビームの一部の焦点を基板上に合わせるように構成された、集束要素アレイと、
   非平面の補正面であって、前記投影系が調整後の放射ビームを基板上に投影するとき、補正面が平面である場合よりも前記集束要素の焦点の位置を単一平面に近付けるような形状にされた補正面と、
   を備えることを特徴とするリソグラフィ装置。
2. 前記集束要素アレイは、放射ビームに対して実質的に透明であるベースプレートと、前記ベースプレートの第１面にあるレンズアレイと、を備え、
   第１面の反対側である前記ベースプレートの第２面が、前記非平面の補正面を形成するような形状であることを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィ装置。
3. 前記集束要素アレイは、ベースプレートで支持される複数の集束要素と、前記非平面の補正面が形成された補正プレートと、を備えることを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィ装置。
4. 前記補正プレートが前記ベースプレートと結合されていることを特徴とする請求項３に記載のリソグラフィ装置。
5. 前記ベースプレートと前記補正プレートが放射ビームに対して実質的に透明であり、
   前記集束要素は、前記ベースプレートの第１面にあるレンズであり、
   前記補正プレートは、第１面の反対側のベースプレートの第２面に結合されていることを特徴とする請求項４に記載のリソグラフィ装置。
6. 前記補正プレートが固定具によって前記ベースプレートと接続されていることを特徴とする請求項３に記載のリソグラフィ装置。
7. 前記ベースプレートと前記補正プレートが放射ビームに対して実質的に透明であり、
   前記集束要素は、前記ベースプレートの第１面上のレンズであり、
   前記非平面の補正面は、前記補正プレートの第１面に形成されており、
   前記補正プレートは、第１面と反対側のベースプレートの第２面と、第１面と反対側の補正プレートの第２面とが互いに保持し合うように、前記ベースプレートに固定されることを特徴とする請求項６に記載のリソグラフィ装置。
8. 前記ベースプレートは、前記補正面の形状と一致するようにベースプレートが変形するような状態で前記補正面に接続されることを特徴とする請求項３に記載のリソグラフィ装置。
9. 前記ベースプレートと前記補正プレートが実質的に同一の熱膨張係数を有することを特徴とする請求項３に記載のリソグラフィ装置。
10. 前記ベースプレートと前記修正プレートが実質的に同一の屈折率を有することを特徴とする請求項３に記載のリソグラフィ装置。
11. 非平面の補正面であって、放射ビームが集束要素アレイに入射するとき、補正面が平面である場合よりも、該集束要素アレイ内の各集束要素の焦点の位置が単一平面に近接するような形状とされた補正面を備え、
    放射ビームが集束要素アレイに入射するとき、所与の放射波長について、各焦点要素が放射ビームの一部をそれぞれの焦点に合わせることを特徴とする集束要素アレイ。
12. 集束要素アレイを備える投影系を使用して調整後の放射ビームを基板上に投影し、
    前記集束要素アレイ内の各集束要素を用いて、調整後の放射ビームの一部の焦点を基板上に合わせ、
    投影系が調整後の放射ビームを基板上に投影するとき、補正面が平面である場合よりも、集束要素の焦点の位置が単一平面に近付くような形状をした非平面の補正面を使用することを特徴とするデバイス製造方法。
13. 請求項１２に記載の方法にしたがって製造されたフラットパネルディスプレイ。
14. 請求項１２に記載の方法にしたがって製造された集積回路。
15. 放射ビームが集束要素アレイに入射するとき、集束要素アレイの焦点の位置を測定するステップと、
    前記測定ステップに基づいて、非平面の補正面の形状を決定するステップであって、集束要素アレイに補正面を適用するとき、前記測定ステップでの位置よりも前記焦点の位置を単一平面に近付けるような補正面の形状を決定するステップと、
    前記決定ステップにしたがって形成された補正面を有する集束要素アレイを設けるステップと、
    を含むことを特徴とする方法。
16. 放射ビームに対して実質的に透明であるベースプレートを設け、ベースプレートの第１面にレンズアレイを結合することを含む、集束要素アレイを形成するステップをさらに含み、
    前記補正面を有する集束要素アレイを設けるステップは、第１面と反対側のベースプレートの第２面に前記補正面の形状を形成することを含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
17. 前記補正面を有する集束要素アレイを設けるステップは、前記補正面の形状を補正プレートに形成し、該補正プレートを前記集束要素アレイに取り付けることを含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
18. 各集束要素が調整後の放射ビームのそれぞれの部分の焦点を基板上に合わせるような集束要素のアレイを備える投影系を有するリソグラフィ装置を構成する方法であって、
    集束要素アレイが調整後の放射ビームのそれぞれの部分の焦点を合わせる点の位置を測定するステップと、
    補正面が投影系に備えられるとき、前記集束要素が調整後の放射ビームのそれぞれの部分の焦点を合わせる点が前記測定ステップでの位置よりも単一平面に近付くように、非平面の補正面の形状を決定するステップと、
    前記決定ステップにしたがって形成された補正面を前記投影系に設けるステップと、
    を含むことを特徴とする方法。
19. 前記集束要素アレイは、調整後の放射ビームに対して実質的に透明であるベースプレートと、前記ベースプレートの一面上のレンズアレイと、を備え、
    前記補正面を投影系に設けるステップは、第１面と反対側のベースプレートの第２面に前記補正面の形状を形成することを含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
20. 前記補正面を投影系に設けるステップは、補正プレートに前記補正面の形状を形成し、該補正プレートを投影系に取り付けることを含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
21. 前記補正プレートを投影機に取り付けるステップでは、該補正プレートを集束要素アレイに取り付けることを特徴とする請求項２０に記載の方法。

Images