JP2014510419A - リソグラフィ装置、プログラマブル・パターニングデバイス、及びリソグラフィ方法 - Google Patents

リソグラフィ装置、プログラマブル・パターニングデバイス、及びリソグラフィ方法 Download PDF

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Abstract

【課題】例えば、プログラマブルパターニングデバイスを含む柔軟で低コストなリソグラフィ装置を提供する。
【解決手段】ある実施の形態においては、開示されるリソグラフィ装置は、基板の露光領域を、所望のパターンに従って変調された複数のビームで露光するよう構成されている変調器と、変調されたビームを基板に投影するよう構成されている投影系と、を含む。変調器は、複数のビームを露光領域に対し変位させる偏向器を含む。
【選択図】図５

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１１年４月８日に出願された米国特許仮出願第６１／４７３，６３６号、及び２０１２年２月３日に出願された米国特許仮出願第６１／５９４，８７５号に関連し、これらの全体が本明細書に援用される。
本発明は、リソグラフィ装置、プログラマブル・パターニングデバイス、及びデバイス製造方法に関する。
リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板に、または基板の部分に与える機械である。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、微細形状を備えるその他のデバイス又は構造の製造に用いられる。従来のリソグラフィ装置においては、マスクまたはレチクルとも称されるパターニングデバイスが、ＩＣやフラットパネルディスプレイ、その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ために使用されることがある。このパターンは例えば、基板上に設けられた放射感応性材料（レジスト）層への結像により、（例えばシリコンウェーハまたはガラスプレート等の）基板（の部分）へと転写される。
パターニングデバイスを使用して、回路パターンではなく例えばカラーフィルタのパターンやドットのマトリックス状配列などの他のパターンを生成する場合もある。従来のマスクに代えて、パターニングデバイスは、回路パターンまたはその他の適用可能なパターンを生成する個別に制御可能な素子の配列を備えるパターニングアレイを備えてもよい。このような「マスクレス」方式では従来のマスクを使用する方式に比べて迅速かつ低コストにパターンを準備したり変更したりできるという利点がある。
故に、マスクレスシステムはプログラマブルパターニングデバイス（例えば、空間光変調器、コントラストデバイスなど）を含む。プログラマブルパターニングデバイスは、個別制御可能素子のアレイを使用して所望のパターンが与えられたビームを形成するよう（例えば電子的に、または光学的に）プログラムされている。プログラマブルパターニングデバイスの種類には、マイクロミラーアレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）アレイ、グレーティングライトバルブアレイなどがある。
望まれることは、例えば、プログラマブルパターニングデバイスを含む柔軟で低コストなリソグラフィ装置を提供することである。
ある実施の形態においては、所望のパターンに従って変調された複数のビームで基板の露光領域を露光するよう構成されている変調器と、変調されたビームを基板に投影するよう構成されている投影系と、を含むリソグラフィ装置が開示される。変調器はビームを露光領域に対し移動させてもよい。リソグラフィ装置は、複数のビームを受けるレンズアレイを有し、レンズアレイが露光領域に対し移動可能であってもよい。
ある実施の形態においては、リソグラフィ装置には例えば、基板の目標部分にパターンを生成可能である光学コラムが設けられていてもよい。光学コラムには、複数のビームを発するよう構成されている自己放射コントラストデバイスと、複数のビームの少なくとも一部を目標部分に投影するよう構成されている投影系と、が設けられていてもよい。本装置には、ビームを目標部分に対し移動させる偏向器が設けられていてもよい。
付属の図面はここに組み込まれて本明細書の一部をなし、本発明のある実施の形態を図示し、発明の詳細な説明とともに本発明の原理を説明し本発明を当業者が製造し使用可能とするために供される。
本発明のある実施の形態に係るリソグラフィ装置の概略側面図である。
本発明のある実施の形態に係るリソグラフィ装置の概略上面図である。
本発明のある実施の形態に係るリソグラフィ装置の概略上面図である。
本発明のある実施の形態に係るリソグラフィ装置の概略上面図である。
本発明のある実施の形態に係るリソグラフィ装置の概略側面図である。
本発明のある実施の形態に係るリソグラフィ装置の概略側面図である。
本発明のある実施の形態に係るリソグラフィ装置の概略側面図である。
本発明のある実施の形態に係るリソグラフィ装置の概略側面図である。
本発明のある実施の形態に係るビーム偏向器の概略側面図である。
本発明のある実施の形態に係るビーム偏向器の概略側面図である。
本発明のある実施の形態に係るビーム偏向器の概略側面図である。
図１０Ｂのビーム偏向器の更なる概略側面図である。
本発明のある実施の形態に係るビーム偏向器の一次元アレイの概略側面図である。
本発明のある実施の形態に係るビーム偏向器の一次元アレイの概略上面図である。
本発明のある実施の形態に係るビーム偏向器の二次元アレイの概略上面図である。
本発明のある実施の形態に係るビーム偏向器の概略側面図である。
本発明のある実施の形態に係るビーム偏向器の概略側面図である。
本発明のある実施の形態に係るリソグラフィ装置の偏向器についての露光手順の概略上面図及び関連する電圧・時間プロファイルである。
本発明のある実施の形態に係る露光手順の概略上面図である。
本発明のある実施の形態に係る露光手順の概略上面図である。
本発明のある実施の形態に係り図１８の露光手順を実施するリソグラフィ装置の概略上面図である。
材料成膜装置及び方法の側面図である。
材料成膜装置及び方法の側面図であり、図２０に示す材料成膜装置及び方法の拡大図である。
アルミニウムの温度対熱容量のグラフである。
本発明のある実施の形態に係るリソグラフィ装置の概略側面図である。
本発明のある実施の形態に係るリソグラフィ装置の概略側面図である。
本発明のある実施の形態に係るリソグラフィ装置の概略側面図である。
本発明のある実施の形態に係るリソグラフィ装置の概略上面図である。
本発明のある実施の形態に係るリソグラフィ装置の概略側面図である。
本発明のある実施の形態に係るリソグラフィ装置の一部の概略側面図である。
本発明のある実施の形態に係るリソグラフィ装置の一部の概略斜視図である。
本発明のある実施の形態に係る複数のビームの投影の概略上面図である。
本発明のある実施の形態に係る個別にアドレス可能な素子についてのパワー／順電流グラフである。
本発明のある実施の形態を用いて基板にパターンを転写するモードを示す図である。
光学エンジンの配列の概略を示す図である。
本発明のある実施の形態に係るリソグラフィ装置の一部の概略上面図及び概略側面図である。 本発明のある実施の形態に係るリソグラフィ装置の一部の概略上面図及び概略側面図である。 本発明のある実施の形態に係るリソグラフィ装置の一部の概略上面図及び概略側面図である。 本発明のある実施の形態に係るリソグラフィ装置の一部の概略上面図及び概略側面図である。
本発明のある実施の形態に係り、ＸＹ面で実質的に静止した個別制御可能素子と、それらに対し移動可能な光学素子と、を有するリソグラフィ装置の部分のレイアウトの概略上面図である。
図３５のリソグラフィ装置の部分の概略三次元図である。
本発明のある実施の形態に係り、ＸＹ面で実質的に静止した個別制御可能素子と、それらに対し移動可能な光学素子と、を有するリソグラフィ装置の部分のレイアウトの概略側面図であり、ある個別制御可能素子に関し光学素子セット２５０の３箇所の異なる回転位置を示す。
本発明のある実施の形態に係り、ＸＹ面で実質的に静止した個別制御可能素子と、それらに対し移動可能な光学素子と、を有するリソグラフィ装置の部分のレイアウトの概略側面図であり、ある個別制御可能素子に関し光学素子セット２５０の３箇所の異なる回転位置を示す。
本発明のある実施の形態に係り、ＸＹ面で実質的に静止した個別制御可能素子と、それらに対し移動可能な光学素子と、を有するリソグラフィ装置の部分のレイアウトの概略側面図であり、ある個別制御可能素子に関し光学素子セット２５０の５箇所の異なる回転位置を示す。
本発明のある実施の形態に係り、ＸＹ面で実質的に静止した個別制御可能素子と、それらに対し移動可能な光学素子と、を有するリソグラフィ装置の部分のレイアウトの概略側面図である。
本発明のある実施の形態に係り、ＸＹ面で実質的に静止した個別制御可能素子と、それらに対し移動可能な光学素子と、を有するリソグラフィ装置の部分のレイアウトの概略側面図であり、ある個別制御可能素子に関し光学素子セット２５０の５箇所の異なる回転位置を示す。
図４１の単一の可動光学素子セット２５０により同時に書かれる８本のラインの構成を概略的に示す図である。
図４１の構成において移動ループトップを用いて焦点制御をする概略構成を示す図である。
本発明の１つ又は複数の実施形態が付属の図面を参照して説明される。各図面において同様の参照符号は同一の又は機能的に類似する要素を指し示す。
本明細書に説明されるのは、マスクレスリソグラフィ装置、マスクレスリソグラフィ方法、プログラマブル・パターニングデバイス及びその他の装置、製造物及び方法についての１つ又は複数の実施の形態である。ある実施の形態においては、低コストの、及び／または、柔軟なマスクレスリソグラフィ装置が提供される。マスクレスであるから、例えばＩＣあるいはフラットパネルディスプレイを露光するのに従来のマスクは必要とされない。同様に、パッケージング用途において１つ又は複数のリングは不要である。つまり、プログラマブルパターニングデバイスは、パッケージング用途向けにエッジ投影を避けるために、デジタルのエッジ処理「リング」を提供することができる。マスクレス（デジタルパターニング）は、柔軟な基板に使用することもできる。
ある実施の形態においては、リソグラフィ装置は、極度に非限界の用途が可能である。ある実施の形態においては、リソグラフィ装置は、０．１μｍ以上の解像度、例えば、０．５μｍ以上の解像度、または１μｍ以上の解像度が可能である。ある実施の形態においては、リソグラフィ装置は、２０μｍ以下の解像度、例えば、１０μｍ以下の解像度、または５μｍ以下の解像度が可能である。ある実施の形態においては、リソグラフィ装置は、およそ０．１μｍないし１０μｍの解像度が可能である。ある実施の形態においては、リソグラフィ装置は、５０ｎｍ以上のオーバレイ、例えば、１００ｎｍ以上のオーバレイ、２００ｎｍ以上のオーバレイ、または３００ｎｍ以上のオーバレイが可能である。ある実施の形態においては、リソグラフィ装置は、５００ｎｍ以下のオーバレイ、例えば、４００ｎｍ以下のオーバレイ、３００ｎｍ以下のオーバレイ、または２００ｎｍ以下のオーバレイが可能である。これらのオーバレイ及び解像度の値は、基板の寸法及び材料には無関係であり得る。
ある実施の形態においては、リソグラフィ装置は高度に柔軟性をもつ。ある実施の形態においては、リソグラフィ装置は、種々の寸法、種類、性質の基板に拡張可能である。ある実施の形態においては、リソグラフィ装置は、仮想的に無制限のフィールドサイズを有する。そのためリソグラフィ装置は、大部分が共通するリソグラフィプラットフォームを用いて１つのリソグラフィ装置で又は多数のリソグラフィ装置によって、多くの用途（例えばＩＣ、フラットパネルディスプレイ、パッケージング等）を可能にすることができる。ある実施の形態においては、リソグラフィ装置は、柔軟な製造を提供するための自動化されたジョブ生成を許容する。ある実施の形態においては、リソグラフィ装置は、三次元集積化を提供する。
ある実施の形態においては、リソグラフィ装置は、低コストである。ある実施の形態においては、ありふれた市販の部品のみが用いられる（例えば、放射発光ダイオードや、単純な移動可能な基板保持部、レンズアレイ）。ある実施の形態においては、ピクセルグリッド結像が使用され、単純な投影光学系が可能となる。ある実施の形態においては、単一のスキャン方向を有する基板保持部が使用され、コスト及び／または複雑さが低減される。
図１は、本発明のある実施の形態に係るリソグラフィ投影装置１００の概略を示す。装置１００は、パターニングデバイス１０４、物体保持部１０６（例えば物体テーブルであり、例としては基板テーブル）、及び、投影系１０８を含む。
ある実施の形態においては、パターニングデバイス１０４は、ビーム１１０にパターンを付与するよう放射を変調するための複数の個別に制御可能な素子１０２を備える。ある実施の形態においては、複数の個別制御可能素子１０２の位置は、投影系１０８に対し固定されることができる。しかし、ある代替的な構成においては、複数の個別制御可能素子１０２は、あるいくつかのパラメタに従って当該素子の１つ又は複数を（例えば投影系１０８に対して）正確に位置決めするための位置決め装置（図示せず）に接続されていてもよい。
ある実施の形態においては、パターニングデバイス１０４は、自己放射コントラストデバイスである。このようなパターニングデバイス１０４は放射システムを不要にするので、リソグラフィ装置の例えばコストを減らし、サイズを小さくすることができる。例えば、個別制御可能素子１０２の各々は、放射発光ダイオード（例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）、高分子ＬＥＤ（ＰＬＥＤ））、または、レーザダイオード（例えば、固体レーザダイオード）である。ある実施の形態においては、個別制御可能素子１０２の各々はレーザダイオードである。ある実施の形態においては、個別制御可能素子１０２の各々は青紫レーザダイオード（例えば、三洋の型式番号DL-3146-151）である。こうしたダイオードは、三洋、日亜、オスラム、ナイトライド等の企業により供給される。ある実施の形態においては、ダイオードは、約３６５ｎｍまたは約４０５ｎｍの波長を有する放射を発する。ある実施の形態においては、ダイオードは、０．５ｍＷないし１００ｍＷの範囲から選択される出力パワーを提供することができる。ある実施の形態においては、レーザダイオードの（むき出しのダイの）サイズは、２５０μｍないし６００μｍの範囲から選択される。ある実施の形態においては、レーザダイオードは、１μｍないし５μｍの範囲から選択される発光領域を有する。ある実施の形態においては、レーザダイオードは、７度ないし４４度の範囲から選択される発散角を有する。ある実施の形態においては、ダイオードは、１００ＭＨｚで変調されてもよい。
ある実施の形態においては、自己放射コントラストデバイスは、「冗長な」個別制御可能素子１０２を許容するために、必要以上に多くの個別制御可能素子１０２を備える。冗長な個別制御可能素子１０２は、他の個別制御可能素子１０２が動作不能であるか、適正に動作しない場合に、使用される。
ある実施の形態においては、自己放射コントラストデバイスである個別制御可能素子１０２は、個別制御可能素子１０２（例えばレーザダイオード）のパワー／順電流曲線の勾配部分で作動される。これは、より効率的であり、低い消費電力／発熱につながり得る。ある実施の形態においては、使用時において、個別制御可能素子あたりの光出力は、少なくとも１ｍＷ、例えば、少なくとも１０ｍＷ、少なくとも２５ｍＷ、少なくとも５０ｍＷ、少なくとも１００ｍＷ、または少なくとも２００ｍＷである。ある実施の形態においては、使用時において、個別制御可能素子あたりの光出力は、３００ｍＷ未満、２５０ｍＷ未満、２００ｍＷ未満、１５０ｍＷ未満、１００ｍＷ未満、５０ｍＷ未満、２５ｍＷ未満、または１０ｍＷ未満である。ある実施の形態においては、使用時において、個別制御可能素子を作動させるプログラマブルパターニングデバイスあたりの消費電力は、１０ｋＷ未満、例えば、５ｋＷ未満、１ｋＷ未満、または０．５ｋＷ未満である。ある実施の形態においては、使用時において、個別制御可能素子を作動させるプログラマブルパターニングデバイスあたりの消費電力は、少なくとも１００Ｗ、例えば、少なくとも３００Ｗ、少なくとも５００Ｗ、または少なくとも１ｋＷである。
リソグラフィ装置１００は、物体保持部１０６を備える。この実施形態においては、物体保持部は、基板１１４（例えば、レジストで被覆されたシリコンウェーハまたはガラス基板）を保持する物体テーブル１０６を備える。物体テーブル１０６は、移動可能であってもよく、あるいくつかのパラメタに従って基板１１４を正確に位置決めするための位置決め装置１１６に接続されていてもよい。例えば、位置決め装置１１６は、投影系１０８及び／またはパターニングデバイス１０４に対して基板１１４を正確に位置決めしてもよい。ある実施の形態においては、物体テーブル１０６の移動は、図１には明示されていないが、ロングストロークモジュール（粗い位置決め）と、任意選択としてショートストロークモジュール（精密位置決め）と、を備える位置決め装置１１６により実現されてもよい。ある実施の形態においては、本装置には、物体テーブル１０６を移動させる少なくともショートストロークモジュールが欠落している。類似のシステムが、例えば、個別制御可能素子１０２が物体テーブル１０６の走査方向に実質的に平行な方向に走査するように、個別制御可能素子１０２を位置決めするために使用されてもよい。ビーム１１０が代替的に又は追加的に移動可能であり、それとともに、物体テーブル１０６及び／または個別制御可能素子１０２が固定された位置を有することで、必要な相対移動が提供されてもよいものと理解されたい。こうした構成は本装置のサイズを制限するのに役立ちうる。ある実施の形態においては（これは例えば、フラットパネルディスプレイの製造に適用可能であり得るが）、物体テーブル１０６が静止されてもよく、位置決め装置１１６が物体テーブル１０６に対して（例えば上方で）基板１１４を移動させるよう構成されている。例えば、物体テーブル１０６には、実質的に一定の速度で当該テーブルにわたって基板１１４を走査するシステムが設けられていてもよい。この場合、物体テーブル１０６には、平坦な最上面に多数の開口が設けられてもよく、これら開口を通じてガスが送出されることで、基板１１４を支持可能であるガスクッションが提供されてもよい。これは従来、ガスベアリング構成と呼ばれる。基板１１４は、ビーム１１０の経路に対して基板１１４を正確に位置決めすることのできる１つ又は複数のアクチュエータ（図示せず）を用いて、物体テーブル１０６の上を移動される。あるいは、基板１１４は、上記の開口を通るガスの経路を選択的に起動及び停止することにより、物体テーブル１０６に対して移動されてもよい。ある実施の形態においては、物体保持部１０６は、基板を巻き取るロールシステムであってもよく、位置決め装置１１６は、基板を物体テーブル１０６に供給するようロールシステムを回転させるモータであってもよい。
投影系１０８（例えば、石英及び／またはＣａＦ２のレンズ系、またはそうした材料からなるレンズ素子を備える反射屈折系、またはミラー系）は、個別制御可能素子１０２により変調されパターンが付与されたビームを基板１１４の目標部分１２０（例えば１つ又は複数のダイ）に投影するために使用されることができる。投影系１０８は、複数の個別制御可能素子１０２により与えられるパターンの像を、当該パターンが基板１１４にコヒーレントに形成されるように投影してもよい。あるいは、投影系１０８は、二次光源の像を投影してもよく、複数の個別制御可能素子１０２の各々はそれら二次光源のためにシャッタとして作動する。
この点において、投影系は、例えば二次光源を形成し基板１１４上にスポット状に像形成するために、例えば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焦点調節素子または複数の焦点調節素子（本書で一般化して、レンズアレイと呼ぶ）を備えてもよい。ある実施の形態においては、レンズアレイ（例えばＭＬＡ）は、少なくとも１０個、例えば、少なくとも１００個、少なくとも１，０００個、少なくとも１０，０００個、少なくとも１００，０００個、または少なくとも１，０００，０００個の焦点調節素子を備えてもよい。ある実施の形態においては、パターニングデバイスにおける個別制御可能素子の数とレンズアレイにおける焦点調節素子の数とは等しいか、あるいは、パターニングデバイスにおける個別制御可能素子の数がレンズアレイにおける焦点調節素子の数よりも多い。ある実施の形態においては、レンズアレイは、個別制御可能素子アレイにおける１つ又は複数の個別制御可能素子に光学的に関連付けられた焦点調節素子を備え、例えば、個別制御可能素子アレイにおける１つの個別制御可能素子のみに関連し、または、個別制御可能素子アレイにおける２つ以上（例えば３つ以上、５つ以上、１０以上、２０以上、２５以上、３５以上、または５０以上）の個別制御可能素子に関連する。ある実施の形態においては、焦点調節素子は、５０００未満、例えば、２５００未満、１０００未満、５００未満、または１００未満の個別制御可能素子に光学的に関連付けられている。ある実施の形態においては、レンズアレイは、個別制御可能素子アレイにおける１つ又は複数の個別制御可能素子に光学的に関連付けられた２以上（例えば、多くの場合１０００より多く、または、ほぼすべて）の焦点調節素子を備える。
ある実施の形態においては、レンズアレイは、少なくとも基板に近づく方向及び遠ざかる方向に例えば１つ又は複数のアクチュエータを用いて移動可能である。基板に近づく方向及び遠ざかる方向にレンズアレイを移動させることができる場合には、基板の移動を要することなく例えば焦点調整をすることが可能となる。ある実施の形態においては、レンズアレイの個別のレンズ素子は、例えばレンズアレイの個別レンズ素子の各々は、少なくとも基板に近づく方向及び遠ざかる方向に（例えば、非平坦基板での局所焦点調整のために、または、各光学コラムを同一の焦点距離にするために）移動可能である。
ある実施の形態においては、レンズアレイは、例えば放射の波長が約４００ｎｍ以上（例えば４０５ｎｍ）である場合には、プラスチックの焦点調節素子を備える（例えば射出成形で作成容易であり、値段が手頃であるため）。ある実施の形態においては、放射の波長は４００ｎｍないし５００ｎｍの範囲から選択される。ある実施の形態においては、レンズアレイは、石英の焦点調節素子を備える。ある実施の形態においては、各々の又は複数の焦点調節素子は、非対称レンズであってもよい。その非対称性は、複数の焦点調節素子で同一であってもよいし、複数の焦点調節素子の１つ又は複数の焦点調節素子において複数の焦点調節素子のそれと異なる１つ又は複数の焦点調節素子とは異なっていてもよい。非対称レンズは、楕円の放射出力を円形の投影スポットに（またはその逆に）変換するのに役立ちうる。
ある実施の形態においては、焦点調節素子は、システムのために低い開口数（ＮＡ）を得るよう焦点外で基板に放射を投影するようになっている高い開口数を有する。高ＮＡレンズは、入手可能な低ＮＡレンズよりも、経済的であり、普及しており、及び／または、高品質でありうる。ある実施の形態においては、低ＮＡとは０．３以下であり、ある実施の形態においては、０．１８または０．１５以下である。したがって、高ＮＡレンズは、システムの設計ＮＡより大きいＮＡを有し、例えば、０．３より大きく、０．１８より大きく、または０．１５より大きい。
ある実施の形態においては、投影系１０８がパターニングデバイス１０４から分離されているが、これは必須ではない。投影系１０８は、パターニングデバイス１０４に統合されていてもよい。例えば、レンズアレイブロックまたはレンズアレイプレートがパターニングデバイス１０４に取り付けられ（一体化され）ていてもよい。ある実施の形態においては、レンズアレイは、空間的に分離された個別のレンズレットの形式であってもよい。レンズレットの各々は、詳しくは後述するように、パターニングデバイス１０４の個別アドレス可能素子に取り付けられ（一体化され）る。
任意選択として、リソグラフィ装置は、放射（例えば紫外（ＵＶ）放射）を複数の個別制御可能素子１０２に供給する放射システムを備えてもよい。パターニングデバイス自体が放射源、例えばレーザダイオードアレイまたはＬＥＤアレイである場合には、リソグラフィ装置は、放射源を備えない設計、つまり、パターニングデバイス自体以外の放射源を備えない設計、または、少なくとも単純な放射システムを備える設計とされてもよい。
放射システムは、放射源から放射を受けるよう構成されている照明系（イルミネータ）を含む。照明系は、放射搬送システム（例えば、適切な方向変更用のミラー）、放射調整デバイス（例えば、ビームエキスパンダ）、放射の角強度分布を設定するための調節デバイス（通常、イルミネータの瞳面における照度分布の少なくとも半径方向外径及び／または内径の値（それぞれ「シグマ−アウタ（σ−ｏｕｔｅｒ）」、「シグマ−インナ（σ−ｉｎｎｅｒ）」と呼ばれる）が調整される。）、インテグレータ、及び／または、コンデンサのうち１つ又は複数の要素を含む。照明系は、個別制御可能素子１０２へと与えられる放射の断面に所望の均一性及び照度分布をもつように、放射を調整するために用いられてもよい。照明系は、放射を複数のサブビームに分割するように構成されていてもよい。例えば各サブビームが個別制御可能素子アレイにおける１つまたは複数の個別制御可能素子に関連付けられる。例えば二次元の回折格子が、放射をサブビームに分割するのに用いられてもよい。本明細書において「放射のビーム」及び「放射ビーム」という用語は、ビームがこうした複数のサブビームからなるという状況も包含するが、これには限定されない。
また、放射システムは、複数の個別制御可能素子１０２に供給するために放射を生成し、または、複数の個別制御可能素子１０２によって放射を生成する放射源（例えばエキシマレーザ）を含んでもよい。例えば放射源がエキシマレーザである場合には、放射源とリソグラフィ装置１００とは別体であってもよい。この場合、放射源はリソグラフィ装置１００の一部を構成しているとはみなされなく、放射は放射源からイルミネータへと受け渡される。あるいは放射源が水銀ランプである場合には、放射源はリソグラフィ装置１００に一体に構成されていてもよい。これら両方の形式が本発明の範囲内にあるものと考慮される。
ある実施の形態においては、放射源は、ある実施の形態では複数の個別制御可能素子１０２であり得るが、少なくとも５ｎｍ、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、または少なくとも３６０ｎｍの波長を有する放射を提供することができる。ある実施の形態においては、放射は、長くても４５０ｎｍ、例えば長くても４２５ｎｍ、長くても３７５ｎｍ、長くても３６０ｎｍ、長くても３２５ｎｍ、長くても２７５ｎｍ、長くても２５０ｎｍ、長くても２２５ｎｍ、長くても２００ｎｍ、または長くても１７５ｎｍの波長を有する。ある実施の形態においては、放射は、４３６ｎｍ、４０５ｎｍ、３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、１２６ｎｍ、及び／または１３．５ｎｍを含む波長を有する。ある実施の形態においては、放射は、３６５ｎｍ付近または３５５ｎｍ付近の波長を含む。ある実施の形態においては、放射は、広帯域の波長を含み、例えば３６５ｎｍ、４０５ｎｍ、及び４３６ｎｍを包含する。３５５ｎｍのレーザ源が使用可能でありうる。ある実施の形態においては、放射は、約４０５ｎｍの波長を有する。
ある実施の形態においては、放射は照明系からパターニングデバイス１０４に、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。照明系からの放射は、パターニングデバイス１０４に直接与えられてもよい。ある代替的な実施の形態においては、放射は照明系からパターニングデバイス１０４へとビームスプリッタ（図示せず）により向けられてもよい。このビームスプリッタは、放射がまずビームスプリッタにより反射されてパターニングデバイス１０４に向けられるように構成される。パターニングデバイス１０４は、ビームを変調し、再度ビームスプリッタに向かって戻るように反射する。ビームスプリッタは変調されたビームを基板１１４へと透過させる。しかしながら放射をパターニングデバイス１０４に向け、そのまま更に基板１１４に入射させるという代替的な構成が使用されてもよい。特に、透過型のパターニングデバイス１０４（例えばＬＣＤアレイ）が用いられる場合、またはパターニングデバイス１０４が自己放射型（例えば複数のダイオード）である場合には、照明系の構成は必要とされないこともある。
リソグラフィ装置１００の動作において、パターニングデバイス１０４が放射を発する（例えばＬＥＤを備える）ものではない場合には、放射は、放射システム（照明系及び／または放射源）からパターニングデバイス１０４（例えば、複数の個別制御可能素子）に入射し、パターニングデバイス１０４により変調される。複数の個別制御可能素子１０２によって生成されたパターンが与えられたビーム１１０は、投影系１０８を通過する。投影系１０８は、ビーム１１０を基板１１４の目標部分１２０に集束させる。
位置決め装置１１６（及び、任意選択として、ベース１３６上の位置センサ１３４（例えば、干渉ビーム１３８を受ける干渉測定デバイス、リニアエンコーダ、または静電容量センサ）により基板１１４は正確に移動され、そうして例えばビーム１１０の経路に異なる複数の目標部分１２０がそれぞれ位置決めされる。用いられている場合には、複数の個別制御可能素子１０２のための位置決め装置は、例えば走査中にビーム１１０の経路に対して複数の個別制御可能素子１０２の位置を正確に補正するよう使われてもよい。
本発明のある実施の形態に係るリソグラフィ装置１００は基板上のレジストを露光するものとして説明されているが、装置１００は、レジストレス・リソグラフィでの使用のためのパターン付きビーム１１０を投影するために使用されてもよい。
リソグラフィ装置１００は反射型（例えば反射型の個別制御可能素子を用いる）であってもよい。代替的に、本装置は、透過型（例えば透過型の個別制御可能素子を用いる）であってもよい。
図示の装置１００は例示される１つ又は複数のモードで使用することができる。
１．ステップモードにおいては、放射ビーム１１０に付与されたパターンの全体が１回の照射で目標部分１２０に投影される間、個別制御可能素子１０２及び基板１１４は実質的に静止状態とされる（すなわち１回の静的な露光）。そして基板１１４がＸ方向及び／またはＹ方向に移動されて、異なる目標部分１２０がパターン放射ビーム１１０で露光される。ステップモードでは露光フィールドの最大サイズが、１回の静的露光で結像される目標部分１２０の寸法を制限する。
２．スキャンモードにおいては、パターン放射ビーム１１０が目標部分１２０に投影される間、個別制御可能素子１０２及び基板１１４は同期して走査される（すなわち１回の動的な露光）。個別制御可能素子に対する基板の速度及び方向は、投影系ＰＳの拡大（縮小）特性及び像反転特性により定められる。スキャンモードでは露光フィールドの最大サイズが１回の動的露光での目標部分の（非走査方向の）幅を制限し、走査移動距離が目標部分の（走査方向の）長さを決定する。
３．パルスモードにおいては、個別制御可能素子１０２は実質的に静止状態とされ、パルス（例えば、パルス化された放射源、または個別制御可能素子のパルス化によって与えられる）により基板１１４の目標部分１２０にパターンの全体が投影される。基板１１４が実質的に一定の速度で移動して、パターンビーム１１０は基板１１４上を線状に走査させられる。個別制御可能素子により与えられるパターンはパルス間に必要に応じて更新される。パルス照射のタイミングは、連続する複数の目標部分１２０が基板１１４上の要求される場所にて露光されるように調整される。その結果、基板１１４上の１つの短冊状領域にパターンが完全に露光されるようパターンビーム１１０が基板１１４を走査することになる。この短冊状領域の露光を順次繰り返すことにより基板１１４の全体が露光される。
４．連続スキャンモードは基本的にパルスモードと同様である。異なるのは、変調された放射ビーム１１０に対して基板１１４が実質的に等速で走査され、パターンビーム１１０が基板１１４を走査し露光するとともに個別制御可能素子アレイ上のパターンが更新されることである。個別制御可能素子アレイのパターンの更新に同期させるようにした、実質的に一定の放射源またはパルス放射源を用いることができる。
上記で記載したモードを組み合わせて動作させてもよいし、モードに変更を加えて動作させてもよく、さらに全く別のモードで使用してもよい。
図２は、本発明のある実施の形態に係り、ウェーハ（例えば３００ｍｍウェーハ）とともに使用されるリソグラフィ装置の概略上面図を示す。図２に示されるように、リソグラフィ装置１００は、基板１１４を保持する基板テーブル１０６を備える。基板テーブル１０６に付随して、基板テーブル１０６を少なくともＸ方向に移動させる位置決め装置１１６がある。任意選択として、位置決め装置１１６は、基板テーブル１０６をＹ方向及び／またはＺ方向に移動させてもよい。位置決め装置１１６は、基板テーブル１０６をＸ方向まわりに、Ｙ方向まわりに、及び／またはＺ方向まわりに回転させてもよい。したがって、位置決め装置１１６は、最大６自由度の運動を提供してもよい。ある実施の形態においては、基板テーブル１０６は、Ｘ方向の運動のみを提供する。その利点は、コスト及び複雑度が低くなることである。ある実施の形態においては、基板テーブル１０６はリレー光学系を備える。
リソグラフィ装置１００は、フレーム１６０に配設された複数の個別アドレス可能素子１０２をさらに備える。フレーム１６０は、基板テーブル１０６及びその位置決め装置１１６から機械的に隔離されていてもよい。機械的隔離は例えば、フレーム１６０を地面に、または、基板テーブル１０６及びその位置決め装置１１６のためのフレームから分離された堅固な基礎に接続することによって、提供されてもよい。加えて、又は代替的に、ダンパがフレーム１６０とそれに接続される構造（地面、堅固な基礎、または、基板テーブル１０６及びその位置決め装置１１６を支持するフレーム）との間に設けられてもよい。
この実施形態においては、個別アドレス可能素子１０２の各々は、放射発光ダイオードであり、例えば青紫レーザダイオードである。図２に示されるように、個別アドレス可能素子１０２は、少なくとも３つに区分けされた個別アドレス可能素子１０２のアレイであり、これらはＹ方向に沿って配列されていてもよい。ある実施の形態においては、個別アドレス可能素子１０２のアレイは、隣接する個別アドレス可能素子１０２のアレイとＸ方向にずれている。リソグラフィ装置１００は、特に個別アドレス可能素子１０２は、詳しくは後述するピクセルグリッド結像を提供するよう構成されていてもよい。しかし、ある実施の形態においては、リソグラフィ装置１００は、ピクセルグリッド結像を提供することは必須ではない。正確に言えば、リソグラフィ装置１００は、基板への投影のために個別のピクセルを形成するのではなくむしろ基板への投影のために実質的に連続的な像を形成するように、個別制御可能素子１０２の放射を基板に投影してもよい。
個別アドレス可能素子１０２のアレイのそれぞれは、個別の光学エンジンコンポーネントの一部であってもよく、容易に複製されるユニットとして製造されうる。また、フレーム１６０は、拡張可能に構成されてもよく、任意の個数のこうした光学エンジンコンポーネントにも容易に適合するよう構成可能であってもよい。光学エンジンコンポーネントは、個別アドレス可能素子１０２のアレイとレンズアレイ１７０との組み合わせを備えてもよい。例えば、図２においては、３つの光学エンジンコンポーネントが描かれている（個別アドレス可能素子１０２のアレイのそれぞれに後述のレンズアレイ１７０が付属する）。したがって、ある実施の形態においては、各光学エンジンが１つのコラムを形成して、多数コラムの光学構成が提供されてもよい。
また、リソグラフィ装置１００は、アライメントセンサ１５０を備える。アライメントセンサは、基板１１４の露光前及び／または露光中に、基板１１４と例えば個別アドレス可能素子１０２とのアライメントを決定するために使用される。アライメントセンサ１５０の結果は、例えば基板テーブル１０６を位置決めする位置決め装置１１６をリソグラフィ装置１００のコントローラにより制御してアライメントを改善するために、使用されることができる。加えて、または代替的に、コントローラは、例えば、アライメントを改善するために１つ又は複数の個別アドレス可能素子１０２を位置決めするよう個別アドレス可能素子１０２に関連する位置決め装置を制御し、及び／または、アライメントを改善するために１つ又は複数のビームを位置決めするよう個別アドレス可能素子１０２に関連する偏向器１１２を制御してもよい。ある実施の形態においては、アライメントセンサ１５０は、アライメントを実行するためにパターン認識機能／ソフトウェアを含んでもよい。
リソグラフィ装置１００は、追加的に又は代替的に、レベルセンサ１５０を備える。レベルセンサ１５０は、個別アドレス可能素子１０２からのパターンの投影に対し基板１０６が水平であるか否かを決定するために使用される。レベルセンサ１５０は、基板１１４の露光前及び／または露光中に高さを決定することができる。レベルセンサ１５０の結果は、例えば基板テーブル１０６を位置決めする位置決め装置１１６をリソグラフィ装置１００のコントローラにより制御してレベリングを改善するために、使用されることができる。加えて、または代替的に、コントローラは、レベリングを改善するために、投影系１０８のある要素（例えばレンズアレイ）を位置決めするよう投影系１０８（例えばレンズアレイ）に関連する位置決め装置を例えば制御してもよい。ある実施の形態においては、レベルセンサは、基板１０６に超音波ビームを投影することによって、及び／または、基板１０６に電磁放射ビームを投影することによって、動作してもよい。
ある実施の形態においては、アライメントセンサ及び／またはレベルセンサからの結果は、個別アドレス可能素子１０２により与えられるパターンを変更するために使用されてもよい。パターンは、例えば、個別アドレス可能素子１０２と基板１１４との間の光学系（もし存在するなら）や、基板１１４の位置決めの不規則性、基板１１４の不均一性などによって生じ得る例えばディストーションを補正するよう変更されてもよい。故に、アライメントセンサ及び／またはレベルセンサからの結果は、非線形のディストーションの補正効果を与えるよう投影パターンを変更するために使用されてもよい。非線形ディストーション補正は例えば、一貫性のある線形性又は非線形性のディストーションを有しないかもしれないフレキシブルディスプレイに有用であり得る。
リソグラフィ装置１００の動作においては、基板１１４が例えばロボットハンドラ（図示せず）を用いて基板テーブル１０６に搬入される。基板１１４はそれからＸ方向にフレーム１６０及び個別アドレス可能素子１０２の下を移動させられる。基板１１４はレベルセンサ及び／またはアライメントセンサ１５０により測定され、その後に個別アドレス可能素子１０２を用いてパターンが露光される。例えば、基板１１４は、投影系１０８の焦点面（像面）を走査される。このとき、サブビームは、すなわち像スポットＳ（例えば図１２参照）は、パターニングデバイス１０４によって少なくとも部分的にオン、または完全にオン、またはオフに切り換えられる。パターニングデバイス１０４のパターンに相当するフィーチャが基板１１４に形成される。個別アドレス可能素子１０２は例えば、本書に説明するピクセルグリッド結像を提供するよう動作してもよい。
ある実施の形態においては、基板１１４は、正のＸ方向に完全に走査されてから、負のＸ方向に完全に走査されてもよい。このような実施の形態においては、負のＸ方向の走査のために、追加のレベルセンサ及び／またはアライメントセンサ１５０が個別アドレス可能素子１０２の反対側に必要とされてもよい。
図３は、本発明のある実施の形態に係り、例えばフラットパネルディスプレイ（例えばＬＣＤディスプレイ、ＯＬＥＤディスプレイ等）の製造において基板を露光するためのリソグラフィ装置の概略上面図を示す。図２に示すリソグラフィ装置１００と同様に、リソグラフィ装置１００は、フラットパネルディスプレイ基板１１４を保持する基板テーブル１０６と、最大６自由度で基板テーブル１０６を移動させる位置決め装置１１６と、個別アドレス可能素子１０２と基板１１４とのアライメントを決定するためのアライメントセンサ１５０と、個別アドレス可能素子１０２からのパターンの投影に対して基板１１４が水平か否かを決定するためのレベルセンサ１５０と、を備える。
リソグラフィ装置１００は、フレーム１６０に配設された複数の個別アドレス可能素子１０２をさらに備える。この実施形態においては、個別アドレス可能素子１０２の各々は、放射発光ダイオードであり、例えば青紫レーザダイオードである。図３に示されるように、個別アドレス可能素子１０２は、いくつかの（少なくとも８つの）区分けされた個別アドレス可能素子１０２の静止アレイであり、Ｙ方向に沿って配列されていてもよい。ある実施の形態においては、これらアレイは実質的に静止しており、すなわち、投影中に顕著に移動することはない。また、ある実施の形態においては、個別アドレス可能素子１０２のいくつかのアレイは、隣接する個別アドレス可能素子１０２のアレイとＸ方向に交互にずれている。リソグラフィ装置１００は、特に個別アドレス可能素子１０２は、ピクセルグリッド結像を提供するよう構成されていてもよい。
リソグラフィ装置１００の動作においては、パネルディスプレイ基板１１４が例えばロボットハンドラ（図示せず）を用いて基板テーブル１０６に搬入される。基板１１４はそれからＸ方向にフレーム１６０及び個別アドレス可能素子１０２の下を移動させられる。基板１１４はレベルセンサ及び／またはアライメントセンサ１５０により測定され、その後に個別アドレス可能素子１０２を用いてパターンが露光される。個別アドレス可能素子１０２は例えば、本書に説明するピクセルグリッド結像を提供するよう動作してもよい。
図４は、本発明のある実施の形態に係り、ロールトゥロールのフレキシブルディスプレイ／電子機器に使用されるリソグラフィ装置の概略上面図を示す。図３に示すリソグラフィ装置１００と同様に、リソグラフィ装置１００は、フレーム１６０に配設された複数の個別アドレス可能素子１０２を備える。この実施形態においては、個別アドレス可能素子１０２の各々は、放射発光ダイオードであり、例えば青紫レーザダイオードである。また、リソグラフィ装置は、個別アドレス可能素子１０２と基板１１４とのアライメントを決定するためのアライメントセンサ１５０と、個別アドレス可能素子１０２からのパターンの投影に対して基板１１４が水平か否かを決定するためのレベルセンサ１５０と、を備える。
また、リソグラフィ装置は、物体テーブル１０６を有する物体保持部を備えてもよく、基板１１４はその上を移動させられる。基板１１４は柔軟であり、位置決め装置１１６に接続されているロールへと巻かれる。位置決め装置１１６はこのロールを回転させるモータであってもよい。ある実施の形態においては、基板１１４は、追加的にまたは代替的に、位置決め装置１１６に接続されたロールから巻き取られてもよく、位置決め装置１１６はこのロールを回転させるモータであってもよい。ある実施の形態においては、少なくとも２つのロールがあり、基板が巻かれている一方から他方へと基板が巻かれる。ある実施の形態においては、物体テーブル１０６は、基板１１４がロール間で充分に剛である場合には例えば、設けられていなくてもよい。こうした場合であっても、物体保持部（例えば１つ又は複数のロール）が設けられることもあり得る。ある実施の形態においては、リソグラフィ装置は、基板のキャリアレス（例えば、キャリアレスフォイル（ＣＬＦ））及び／又はロールトゥロール製造を提供することができる。ある実施の形態においては、リソグラフィ装置は、シートトゥシート製造を提供することができる。
リソグラフィ装置１００の動作においては、フレキシブル基板１１４がロールへと、及び／または、ロールから、Ｘ方向にフレーム１６０及び個別アドレス可能素子１０２の下で巻き取られる。基板１１４はレベルセンサ及び／またはアライメントセンサ１５０により測定され、その後パターンが個別アドレス可能素子１０２を使用して露光される。個別アドレス可能素子１０２は例えば、本書に説明するピクセルグリッド結像を提供するよう動作してもよい。
図５は、本発明のある実施の形態に係るリソグラフィ装置の概略側面図を示す。図５に示されるように、リソグラフィ装置１００は、パターニングデバイス１０４と投影系１０８とを備える。パターニングデバイス１０４は、（本書に述べるダイオードのような）個別アドレス可能素子１０２と偏向器１１２とを備える。偏向器１１２は、個別アドレス可能素子１０２からのビームを受け、Ｘ方向及び／またはＹ方向にビーム１１０の横方向変位を生じさせる。変位されたビーム１１０の光線群により図示される通りである。ある実施の形態においては、パターニングデバイス１０４は、個別アドレス可能素子１０２から偏向器１１２への放射ビーム１１０を結像するレンズを含んでもよい。ある実施の形態においては、個別アドレス可能素子１０２ごとに１つの偏向器１１２が関連づけられていてもよい。
偏向器１１２からの偏向されたビームは、投影系１０８により受光される。投影系１０８は２つのレンズ１２４、１７０を備える。視野レンズである第１レンズ１２４は、パターニングデバイス１０４からの変調された放射ビーム１１０を受けるよう配設されている。ある実施の形態においては、レンズ１２４は開口絞り１２６に配置されている。放射ビーム１１０は視野レンズ１２４から発散し、結像レンズである第２レンズ１７０により受光される。レンズ１７０はビーム１１０を基板１１４に集束する。ある実施の形態においては、第１焦点距離１２８でのレンズ１２４の焦点面は、第２焦点距離１３０でのレンズ１７０の後焦点面と実質的に光学的に共役である。ある実施の形態においては、レンズ１７０は、０．１５または０．１８のＮＡを提供することができる。ある実施の形態においては、レンズ１２４及び／またはレンズ１７０は、アクチュエータを使用して最大６自由度（例えばＸ−Ｙ−Ｚ方向）で移動させられてもよい。
ある実施の形態においては、個別アドレス可能素子１０２ごとに１つの偏向器１１２及びレンズ１７０が関連づけられている。したがって、図７を参照するに、複数の個別アドレス可能素子１０２が１つのアレイに配列されている実施の形態においては、偏向器１１２のアレイ及びレンズ１７０のアレイがあってもよい。パターニングデバイス１０４の１つ又は複数の個別アドレス可能素子１０２に対応する変調放射ビーム１１０の部分はそれぞれ、対応する偏向器１１２を通過し、レンズアレイ１７０の対応するレンズを通る。各レンズが変調放射ビーム１１０の上記対応部分を基板上の一点へと集束する。このようにして、（例えば、スポットサイズが約１．６μｍの）放射スポットの配列が基板１１４に露光される。パターニングデバイス１０４の個別アドレス可能素子はあるピッチで配列され、その結果として基板１１４に結像されるスポットが関連するピッチを有してもよい。偏向器及び／またはレンズのアレイは、数百または数千の偏向器及び／またはレンズを備えてもよい（パターニングデバイス１０４として使用される個別アドレス可能素子についても同様である）。明らかであるように、複数のレンズ１２２、１２４があってもよい。ある実施の形態においては、複数の個別アドレス可能素子１０２からのビームレット１１０が単一の偏向器１１２により偏向される。
ある実施の形態においては、個別アドレス可能素子１０２及び偏向器１１２のような各種要素間に数の対応がなくてもよい。例えば、図８を参照するに、複数の偏向器１１２について１つの個別アドレス可能素子１０２があってもよい。このような実施の形態においては、複数の偏向器１１２に複数のレンズ１７０が関連づけられていてもよい。関連づけられた複数のレンズ１２２、１２４があってもよい。個別アドレス可能素子１０２から複数の偏向器１１２（及び任意選択として偏向器１１２の手前の複数のレンズ１２２）へとビームを結合するためにレンズ１４０が設けられていてもよい。
図５に示されるように、基板１１４とレンズ１７０との間に自由作動距離１３２が設けられている。この距離により、例えばフォーカス補正を可能とするように、基板１１４及び／またはレンズ１７０を移動させられるようになっている。ある実施の形態においては、自由作動距離は１ｍｍから３ｍｍの範囲にあり、例えば約１．４ｍｍである。
ある実施の形態においては、投影系１０８は、基板１１４における像スポットの配列間隔がパターニングデバイス１０４のピクセルの配列間隔と同じである１：１の投影系であってもよい。解像度を改善するために、パターニングデバイス１０４のピクセルよりも像スポットが相当に小さくてもよい。
図６を参照するに、図５に示されるリソグラフィ装置の側面図が示されており、これは例えば図２から図５のいずれかの構成にて実施される。図示されるように、リソグラフィ装置１００は、基板１１４を保持する基板テーブル１０６と、基板テーブル１０６を最大６自由度で移動させる位置決め装置１１６と、フレーム１６０に配設されているパターニングデバイス１０４及び投影系１０８と、を備える。この実施形態においては、基板１１４は位置決め装置１１６によりＸ方向に走査される。また、矢印で図示されるように、パターニングデバイス１０４により変調され投影系１０８により投影されるビーム１１０は、パターニングデバイス１０４の偏向器１１２によりＹ方向に（任意選択としてＸ方向にも）横方向に変位される。
上述のように、偏向器１１２は、個別アドレス可能素子１０２からの放射ビームのＸ方向及び／またはＹ方向における偏向を促進する。いいかえれば、この種の偏向器は、ビーム１１０を走査し、または、基板１１４上の特定位置へとビーム１１０を向ける。ある実施の形態においては、偏向器１１２は、Ｙ方向にのみ又はＸ方向にのみ放射を偏向してもよい。ある実施の形態においては、偏向器１１２は、Ｘ方向及びＹ方向の両方に放射を偏向してもよい。ある実施の形態においては、各々が互いに異なる一方向のみに放射を偏向可能である直列配置の偏向器１１２が、Ｘ方向及びＹ方向の両方に放射を偏向することができる。例えば、同種の２つの偏向器が互いに垂直に一方が他方の下側に取り付けられ、それによりＸ方向及びＹ方向の両方への偏向が得られてもよい。Ｘ方向及びＹ方向の両方に放射を偏向するこうした偏向器１１２の例は図１０（Ｂ）及び図１０（Ｃ）に示される。
ある実施の形態においては、偏向器１１２は、機械的偏向器（すなわちガルバノメータ型）、電気光学偏向器、及び／または音響光学偏向器であってもよい。機械的偏向器は、解像可能なスポット数を最大としうるが（解像可能なスポットとは、ビームがそれ自身の角度的な広がりと等しい角度だけ偏向されることをいう）、スポット走査速度に関しては最遅でありうる。電気光学偏向器は、スポット走査速度に関しては最速でありうるが解像可能なスポット数は最小でありうる。
ある実施の形態においては、偏向器１１２は、電気光学偏向器である。電気光学偏向器は、最大数ナノ秒の切換速度を提供しうる。ある実施の形態においては、電気光学偏向器は、±１５度の偏向角度を提供しうる。ある実施の形態においては、これにより、０．０５度の入射ビーム発散について６００個の放射スポットが生み出されうる。ある実施の形態においては、電気光学偏向器を使用することにより、放射偏向のために高速移動する機械部分をもつことを避けられうる。ある実施の形態においては、放射源１０２と基板１１４との間に移動光学素子がなくてもよい。
電気光学偏向器は、光学的に透明なピエゾ材料を備えてもよい。よって、ある実施の形態においては、放射ビームは材料に印加される電位差によって進路変更される。例えば、こうした光学的に透明な材料を横断する電位差が印加されると、材料の屈折率が変化し、それによりビーム伝播方向が変わる（すなわち、放射ビームを偏向することができる）。ある実施の形態においては、この材料は、ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴａＯ３、ＫＨ２ＰＯ４（ＫＤＰ）、またはＮＨ４Ｈ２ＰＯ４（ＡＤＰ）から選択される。ＬｉＴａＯ３は、４０５ｎｍの波長で透明である。
図９を参照するに、ある実施の形態においては、電気光学偏向器１１２は、電気光学材料のプリズム１４２を備える。ある実施の形態においては、プリズムはプレートである。図９に示されるように、プリズム１４２は、ビーム１１０に対し非垂直に（即ち角度をなして）配置されている。コントローラ１４４によりプリズム１４２の異なる表面間に電位差が印加されると、材料の屈折率が変化し、図９の矢印間の変位量により示されるように、ビーム１１０に横方向シフトが生じる。
電気光学偏向器１１２がビーム１１０に対し角度をなして配置されている実施形態においては、斜め入射による反射のために放射に損失が生じうる。よって、図１０（Ａ）を参照するに、電気光学偏向器１１２には、プリズム１４２の１つ又は複数の側部に適合されたプリズム１４６が設けられていてもよい。プリズム１４６はプリズム１４２と実質的に同一の屈折率を有する。ある実施の形態においては、プリズム１４２と実質的に同一の屈折率とは、プリズム１４２の最大屈折率または最小屈折率から１％以内、２％以内、３％以内、４％以内、５％以内、または１０％以内の屈折率をいう。図１０（Ａ）においては、プリズム１４６はプリズム１４２の両側に設けられている。よって、この実施形態においては、入射ビーム１１０はプリズム１４６内でプリズム１４２の入射面へと連結され、プリズム１４２の入射面を通過する。プリズム１４２において印加電位差によりビームが偏向される。ビーム１１０はプリズム１４２の出射面からプリズム１４６へと出射し、基板１１４に向けてプリズム１４６を通過する。プリズム１４２の入射面に接触するプリズム１４６、又はプリズム１４２の出射面に接触するプリズム１４６が省略されてもよい。このプリズム１４６の構成は、不要な強度損失を防ぎ、電気光学偏向器１１２への放射の結合を改善するはずである。
ある実施の形態においては、偏向器１１２は、Ｘ方向及びＹ方向の両方に放射を偏向してもよい。図１０（Ｂ）及び図１０（Ｃ）を参照するに、偏向器１１２の第１セット２２０と偏向器１１２の第２セット２２２とがあり、各セットが互いに異なる一方向にのみ放射を偏向することができる。例えば、同種の２つの偏向器が互いに垂直に一方が他方の下側に取り付けられ、それによりＸ方向及びＹ方向の両方への偏向が得られてもよい。図１０（Ｂ）及び図１０（Ｃ）に示す実施形態においては、偏向器１１２の二次元アレイが設けられている。これは、二次元アレイに配列された偏向器１１２の第２セット２２２の上に、二次元アレイに配列された偏向器１１２の第１セット２２０を有する。ある実施の形態においては、図１０（Ｂ）を参照するに、偏向器１１２の第２セット２２２は、Ｘ軸に関し裏返しとされ９０度回転されていることを除いて、偏向器の第１セット２２０と同じである。図１０（Ｂ）及び図１０（Ｃ）はそれぞれ第１セット２２０及び第２セット２２２の側面図を示す。この実施形態においては、各偏向器１１２がプリズム１４２及びプリズム１４６（例えば石英のような透明ガラス）の組み合わせを備える。ある実施の形態においては、プリズム１４６がなくてもよい。また、図１０（Ｂ）及び図１０（Ｃ）には４×４の偏向器アレイが示されているが、アレイは異なる寸法を有してもよい。このアレイは例えば、１５×２０の偏向器アレイであり、例えば１２０ｍｍの露光幅をカバーしてもよい。
電気光学偏向器１１２による偏向が制限されてもよい。従って改善が使用されうる。これは図５において、視野レンズ１２４と結像レンズ１７０との組み合わせにより図示されている。例えば、約６０ミクロンから約４００ミクロンの像フィールドについて、横方向シフト（すなわち偏向）がこうしたレンズにより基板にて例えば約１０倍に拡大されてもよい。ここで倍率Ｍ＝ｆ２／ｆ１であり、ｆ２は焦点距離１２８であり、ｆ１は焦点距離１３０である。ある実施の形態においては、１本のビームレットにより走査されるフィールドが、約３ミクロンの解像度で約６０ミクロン×６０ミクロンから約４００ミクロン×４００ミクロンまでであってもよい。ある実施の形態においては、７５００本のビームレットがあってもよい。
偏向角度（従って解像可能点の数）を増やす追加の又は代替の方法は、複数のプリズムを直列に使用し、及び／または、内部全反射効果を利用することである。図１１を参照するに、複数の偏向器１１２が側面図に示されている。各偏向器１１２は、一列に並ぶ複数のプリズム１８０、１８２を備える。交互に配置されるプリズム１８０、１８２それぞれが反対の領域を有する。いいかえれば、プリズム１８０の領域はプリズム１８２の領域と反対である。つまり、プリズム１８０での屈折率変化は、プリズム１８２での屈折率変化と反対の符号を有する。こうした偏向器１１２に電位差を印加することにより、ビーム１１０が偏向器１１２内を進むにつれて実質的に「曲げ」が維持されて、偏向角度が増加する。図１１に示される偏向器１１２の上面図が図１２に示されており、電位差を印加するための接続１８４が示されている。図１３は、図１２に示す偏向器１１２の一次元アレイを複数並べた二次元アレイをコントローラ１４４への関連の接続１８４とともに示す更なる上面図である。よって、二次元レイアウトをとる複数のビームレットが偏向されてもよい。ある実施の形態においては、それら偏向器１１２を横切るビームレットにカスタマイズされた偏向を提供するために、偏向器１１２の各々が別々に制御され（すなわち別々の電位差が印加され）てもよい。
図１４を参照するに、偏向角度は、偏向器１１２を形成する２つの異なる材料１８６、１８８の境界に対し斜め入射角度で偏向器１１２にビームを入射させることにより増加する。
ある実施の形態においては、図１５を参照するに、偏向器１１２は、電位差の印加のもとで屈折率勾配を有する電気光学材料を備える。言い換えると、ある電位差の印加のもとで材料全体にわたって実質的に均一な屈折率変化量を有するのではなく、ある電位差の印加のもとで材料にわたる屈折率変化量が異なる。印加された電位差の方向において屈折率変化量が異なることにより、ビーム１１０は、材料を通過するときに、異なる屈折率を「経験」し、その結果、ビーム１１０に曲げが生じる。ある実施の形態においては、この材料は、タンタル酸ニオブ酸カリウム（ＫＴａ１−ｘＮｂｘＯ３、ＫＴＮ）を備える。
ある実施の形態においては、屈折率変化量は一方の電極１８４（例えば陽極）で最大で、他方の電極１８４（例えば陰極）で最小である。電位差を反転させることで、偏向の方向も反転する（例えば、＋ｘから−ｘ）。また、原理的に偏向は、異なる二方向に可能である。ただし、それは２つの電位差が印加される場合である（例えば、ビームがＺ方向に伝播するとき、Ｘ方向及びＹ方向の偏向）。こうして、コンパクトな二次元偏向器が実現されうる。
例えばＫＴＮを使用することで、より小型の偏向器１１２が実現され、それによりビーム伝播経路に沿う偏向器１１２の長さによってビームプロファイルが歪む可能性が低減されうる。例えば、５×５×０．５ｍｍの偏向器１１２が提供されうる。また、例えば２５０Ｖで１５０ｍｒａｄといった大きな偏向角度が実現されうる。こうした偏向器１１２は、メガヘルツの周波数で変調され、例えば５３２ｎｍ、〜８００ｎｍ、及び１０６４ｎｍで高い透明度を有し、例えば１０６４ｎｍにて５００ＭＷ／ｃｍ２を超える高い損傷しきい値を有してもよい。
再び図５を参照するに、ある実施の形態においては、個別アドレス可能素子１０２としてのダイオードの二次元アレイが設けられている。また、偏向器１１２の二次元アレイが設けられている。ある実施の形態においては、ダイオード１０２ごとに１つの偏向器１１２が関連づけられている。ある実施の形態においては、ダイオードのアレイは、実質的に同一のクロック周波数及びデューティサイクルで変調されるが、各ダイオードの強度は個別に変調可能である。こうして、ダイオードのアレイはビームレット１１０のアレイを生成し、それが偏向器１１２のアレイによって偏向される。回折光学素子１２４が、ビームレット１１０に適切な空間分布を与えるために設けられていてもよい。ビームレット１１０は、レンズ１７０によってビームレット１１０の二次元アレイへと集束される。ここで、ビームレット１１０のスポット間距離は、１つの偏向器１１２の解像可能なスポット数に露光グリッドを乗じたものに等しい。
例えば図３を参照して述べたように、ダイオード１０２の複数のアレイが（図３に図示されるように）ジグザグ状に又は互いに隣接して光学コラムとして配列されていてもよい。また、光学コラムごとに偏向器１１２の１つのアレイ及び投影系１０８の光学系が関連づけられている。ある実施の形態においては、光学コラムごとの露光領域は、それらがつなぎ合わされるように（すなわち、重なりをもつように）配列されている。この構成においては、ダイオード１０２の変調のための同一のクロック周波数と偏向器１１２の駆動のための同一の電圧とを使用することができる。
図１６を参照するに、ある実施形態の露光手順が上面図で示されている。図１６においては、簡単のために、個別アドレス可能素子１０２の３×３のアレイが図示されているが、これよりも相当に多数の個別アドレス可能素子１０２が設けられることもありうる。ある実施の形態においては、アレイは、個別に変調されるダイオード１０２を備えてもよい。完全露光モードである第１モードにおいては、個別アドレス可能素子１０２が個別に変調される。すなわち、放射強度がオン及びオフなどというように切り替えられるように変調される。そして、個別アドレス可能素子１０２からのビームレット１１０が並行して、偏向器１１２のアレイの対応する偏向器１１２によって像フィールド１４８を横断するようにＹ方向に偏向される。偏向器１１２の印加電位差の変調プロファイルの一例が電圧・時間図に示されている。各ビームレット１１０が光学素子１２４を通過してレンズ１７０により集束され、矢印で図示されるように基板１１４がＸ方向に走査されるとき当該ビームレット１１０は自己の縞を露光する。縞は互いに隣接しており適切につなぎ合わされる。ダイオードの各々が、１．１−３．３と番号づけられた矩形の割り当て領域を露光する。
ある実施の形態においては、ダイオード１０２が基板１１４に二次元のスポットアレイを投影するという点で、上述とは露光手順が異なる。露光手順は例えば、最初の矩形領域１．１がダイオード１０２により完全に露光され、次に矩形２．２、矩形３．３が露光され、それから矩形１．２、矩形２．２などとなる。偏向ビーム１１０の品質を改善するために、ダイオードパルス間においてのみ偏向器１１２は傾斜を与える。この種の露光手順は「ステッパ型」と呼ぶことができる。
ある実施の形態においては、公称寸法１×１ｍの基板が、１０００個のダイオード１０２を使用して約１０秒間で露光されうる。ここで、掃引時間は約１０μ秒、ダイオードパルス持続時間は約１０ナノ秒、露光グリッド及びスポットのサイズは１μｍ、偏向器１１２の解像可能な点の数は約１０００、基板１１４の走査速度は０．１ｍ／ｓである。ある実施の形態においては、（図１７において両矢印で示される）０．４ｍｍの像フィールドが３８ｍ／ｓのスポット走査速度とともに可能である。ある実施の形態においては、３００個のレーザダイオードが基板上の１２０ｍｍを露光するために設けられる（ここで、ビームレットの数はレンズ１７０の像フィールドに直接関係する。）。ある実施の形態においては、レーザダイオードあたりの出力パワーは約３８ｍＷである。ある実施の形態においては、２１ナノ秒（４８ＭＨｚ）のパルス時間が与えられる。ある実施の形態においては、ダイオード１０２の出力パワーを調整することによりコントラストが生成される。
こうして、ある実施の形態においては、完全露光モードは、個別アドレス可能素子１０２による変調を含む。言い換えると、個別アドレス可能素子１０２は、ある制限された時間だけオンとなる。偏向器１１２は、ビームレット１１０の強度が変調され基板１１４がＸ方向に移動するときパターンの露光が生じるように、ビームレット１１０を素早く偏向する。ある実施の形態においては、偏向器１１２は、Ｙ方向の偏向を生じさせるがＸ方向には偏向を生じさせない。よって、図１６に示す矩形領域１．１〜３．３のうち１つを図示する図１７を参照するに、矢印で示すように基板１１４がＸ方向に移動するときビームレット１１０は像フィールド１４８を横切るようＹ方向に走査する。このように、偏向器１１２には、図１７のＹ電圧（Ｖｙ）対時間のグラフにより示されるようにＹ方向の偏向を生じさせる電位差変調が与えられる。電位差変調は、個別アドレス可能素子１０２により提供される変調が与えられるのであれば、ほぼ規則的であってもよい。一方、偏向器１１２には、図１７の空白のＸ電圧（Ｖｘ）対時間により示されるようにＸ方向の偏向を生じさせる電位差変調は与えられない。
しかし、ある種のデバイスや構造は制限されたパターン密度を有するにすぎず、それは製造中に露光されなければならない領域の例えば１５％未満である。例えば、パターン密度は、表面の４％であってもよい（例えば、アクティブマトリックス型フラットパネルディスプレイは８０ミクロンのサブピクセル幅について３ミクロンのラインを有してもよい。）。４％のパターン密度では、基板上の各ピクセルがマスクレスシステムによりアドレス指定される（例えば、基板上の全ピクセルがアドレス指定され、ピクセルごとに放射強度がパターンを生成するよう調整される）構成においては最大９６％の放射が使用されないかもしれない。言い換えると、放射の能力が過剰である。
そこで、効率的露光モードである第２モードにおいては、露光されなければならない基板上のピクセルのみがアドレス指定され、それにより、無駄になりうる放射の量が低減される。こうして、放射のパワーが低減され、コストも低減されうる。また、こうした露光モードは、データパスの複雑さを低減し、システムの熱負荷を低減しうる。
露光される必要のある基板上のピクセルのみをアドレス指定するために、ビーム又はビームレットを所望の位置に向けるコントラストデバイスが設けられていてもよい。ある実施の形態においては、ビーム又はビームレットは偏向器１１２により、露光される必要のある基板上のスポットのみに向けられる。ある実施の形態においては、偏向器１１２は、露光される必要のある基板上のある１つのピクセルにのみスポットを位置づけるようＸ方向及びＹ方向の両方にビームレットを偏向するよう構成されている。ビームレットは、必要とされないときにはビームダンプに向けて偏向されてもよい。例えば、ビームダンプは、視野レンズ１２４に配置されていてもよいし、開口絞り１２６であってもよい。効率的露光モードにおいては、（レーザダイオードのような）個々の放射源がビームレットごとに設けられていてもよいし、または、単一の放射源が多数のビームレットを形成するために使用されてもよい。
よって、ある実施の形態においては、効率的露光モードは、個別アドレス可能素子１０２による変調を必ずしも含まない。言い換えると、個別アドレス可能素子１０２は、「常時オン」であってもよく、つまり、個別アドレス可能素子はその強度を露光中に減少させなくてもよい。偏向器１１２はパターンの露光（従って変調）を生じさせるようにビームレット１１０を素早く偏向し、基板１１４はＸ方向に移動させられる。ある実施の形態においては、偏向器１１２は、（基板がＸ方向に移動している間に）Ｘ方向及びＹ方向に偏向を生じさせる。こうして、図１６に示す矩形領域１．１〜３．３のうち１つを示す図１８を参照するに、矢印で示されるＸ方向に基板１１４が移動するとき、ビームレット１１０が像フィールド１４８において適切にＸ方向及び／またはＹ方向に偏向される。よって、偏向器１１２には、図１８のＸ電圧（Ｖｘ）対時間のグラフにより示されるようにＸ方向に偏向を生じさせる電位差変調と、図１８のＹ電圧（Ｖｙ）対時間のグラフにより示されるようにＹ方向に偏向を生じさせる電位差変調とが与えられる。Ｘ方向及びＹ方向の電位差変調は、パターンの性質に依存して、また個別アドレス可能素子１０２により提供される変調があるか否かに依存して、ほぼ不規則であってもよい。
図１９を参照するに、例えば図３に示される装置において実施される効率的露光モードの実施形態が示されている。よって、個別アドレス可能素子１０２のアレイは、それぞれの像フィールド１４８においてビームの偏向を提供し、基板１１４にパターンを形成してもよい。基板１１４の全幅をカバーするために、個別アドレス可能素子１０２の複数のアレイが設けられていてもよい。
ある実施の形態においては、効率的露光モードの装置は、多数の放射源を備えてもよい。例えば、６％のパターン密度について、レーザダイオードあたり２．３ｍＷの出力パワーを有する複数のレーザダイオードがあってもよい。ある実施の形態においては、効率的露光モードの装置は、単一の放射源を備えてもよい。例えば、１２０ｍｍの露光幅にわたって３００個のスポットを生成するよう６９０ｍＷの単一放射源があってもよい。
また、本書はまず基板の放射感応表面を露光することに焦点を当てているが、それに加えて又はそれに代えて、本書に説明される装置、システム、及び方法は、基板上に材料を成膜すること、または、基板の（例えば基板上の又は基板を構成する）材料を除去すること、または、成膜と除去の両方に適用されてもよい。例えば、本書に説明されるビームは、基板上への金属成膜及び／または基板のアブレーションを生じさせるために使用されてもよい。ある実施の形態においては、装置は、放射感応表面を用いるリソグラフィ（本書ではフォトリソグラフィともいう）と本書に説明されるビームを用いる材料成膜との組み合わせを提供してもよい。ある実施の形態においては、装置は、本書に説明されるビームを用いる材料成膜と除去との組み合わせを提供してもよい。ある実施の形態においては、装置は、本書に説明されるビームを用いるフォトリソグラフィ、材料成膜、及び材料除去を提供してもよい。
有利には、本書に説明される装置、システム、及び方法は、あるデバイス又はその他の構造の処理の全体ではないとしても大半を提供する単一のツールを提供してもよい。こうしたツールによると生産がより柔軟になりうる。特定の処理を提供する別々のツールの使用が低減されることにより、金銭的支出が低減されうる（例えば、金属成膜とアブレーションが１つのツールへと組み合わされ、各処理に特化されたツールを有しなくてもよい。）。
また、適切な状況においては、新たな処理が採用されて、１つ又は複数の生産工程が除去され又は１つ又は複数の生産工程が他の１つ又は複数の生産工程に置き換えられ、より迅速及び／またはより効率的な生産処理が得られてもよい。一例として、フラットパネルディスプレイの生産には従来、フォトリソグラフィ、成膜、及びエッチングを用いて多数の層を生成することが含まれる。より具体的な一例においては、フラットパネルディスプレイの背面の生産には、フォトリソグラフィ、成膜、及びエッチングが各々に含まれる５層の形成が含まれうる。このような生産には金属パターンを定める５つの処理工程とたいてい５つのツールが関わりうる。これら工程には、金属層の成膜、フォトレジスト被覆、フォトリソグラフィ及びレジスト現像、現像されたレジストを用いる金属エッチング、及び、エッチング後のレジスト剥離がある。よって、相当量の資本（例えば、ツールの形で）だけでなく、相当量の材料が非効率に使用されている。例えばアクティブマトリックス型フラットパネルディスプレイを定義するには、３ｍ×３ｍのガラスプレートを被覆するフォトレジストが、これは後で完全に洗い落とされるのであるが、使用されうる。同様に、銅及び／またはその他の金属がガラスプレート全面に成膜され、その最大９５％が後で洗い落とされる。さらに、上述の材料をエッチングし又は剥離するために化学物質が使用される。
そこで、こうした生産の技術的障害は、１つ又は複数の減法的な工程を加法的な工程へとまとめることにより乗り越えられるかもしれない。よって、フォトリソグラフィ工程、成膜工程、及びエッチング工程の組み合わせではなく、材料成膜工程が、典型的には材料を除去することにより生成されていたであろう構造を、加法的に生成するために使用されてもよい。直接的な材料成膜によれば、フラットパネルディスプレイ製造に典型的に使用されるいくつかの減法的な処理工程を除去することができるかもしれない。これに加えて又はこれに代えて、例えばレジスト被覆及び現像を要することなく、アブレーションが材料を除去するために使用されてもよい。それ故に、このようなレーザ誘起工程、つまり材料成膜及び／または除去は、ビームエネルギーが材料に作用するよう使用されるから、フォトリソグラフィの自然な延長である。
ある実施の形態においては、例えば、フラットパネルディスプレイの全てではないとしてもほとんどの層の生成に単一の装置が使用されてもよい。例えば、この装置は、ディスプレイパネルを生産するために、（必要であれば）マスクレスフォトリソグラフィ、（例えば、液晶（例えばアクティブマトリックス）ディスプレイの金属パターンの）レーザビーム誘起成膜、及び、（例えば、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）導電層の）レーザビームアブレーションを実行してもよい。
次に、まず材料成膜を説明し、それから材料除去を説明する。ある実施の形態においては、材料成膜は、基板上への材料（例えば金属）のレーザ誘起前方転写（ＬＩＦＴ）を含む。これは、フォトリソグラフィなしで基板に材料を直接成膜する方法である。ある実施の形態においては、上記材料は、アルミニウム、クロム、モリブデン、銅、またはこれらの任意の組み合わせであってもよい。
こうした成膜用の装置、プロセス、及びシステムは、リソグラフィツール及びプロセスに酷似しており、フォトリソグラフィツール及びプロセスとの主な違いは、ビームが基板に直接適用されるのではなく、ビームが材料供与プレートに適用されることでありうる。
図２０及び図２１を参照するに、レーザ誘起前方転写の物理メカニズムが示されている。ある実施の形態においては、放射ビーム２００が実質的透明材料２０２（例えばガラス）の中へと材料２０２がプラズマ化されない低強度で集束される。表面熱吸収が、材料２０２を覆う供与材料層２０４（例えば金属フィルム）に生じる。熱吸収によって供与材料２０４が溶ける。また、加熱により誘起圧力勾配が前進方向に生じ、これにより供与材料層２０４からの（従って供与構造体（例えばプレート）２０８からの）供与材料滴２０６の前方加速がもたらされる。こうして、供与材料滴２０６が供与材料層２０４から解放され、基板１１４に向けて（重力の支援により又は支援なしで）移動させられ基板１１４に到達する。供与プレート２０８上の適切な位置にビームを当てることにより、供与材料パターンを基板１１４に成膜することができる。ある実施の形態においては、供与材料層２０４にビームが集束されてもよい。
ある実施の形態においては、供与材料の転写を生じさせるために１つ又は複数の短パルスが使用される。ある実施の形態においては、上記パルスは、準一次元の前進加熱及び溶融材料の質量転写を得るための数ピコ秒または数フェムト秒の長さであってもよい。こうした短パルスによれば材料層２０４における横方向の熱の流れがほとんどないかまったくないので、供与構造体２０８への熱負荷はほとんどないかまったくない。短パルスは材料の急速な溶融と前方加速を可能とする（例えば、金属のような材料が気化された場合には、前進する指向性を失って、飛散する成膜となるであろう。）。短パルスは、上記加熱温度をわずかに超え気化温度には達しないように材料を加熱することが可能である。例えば、アルミニウムの溶融から気化への相変化を不連続部に示す図２２を参照するに、アルミニウムについてはおよそ摂氏９００から１０００度の温度が望まれる。
ある実施の形態においては、レーザパルスを使用することにより、ある量の材料（例えば金属）が供与構造体２０８から基板１１４へと１００〜１０００ｎｍの滴の形で転写される。ある実施の形態においては、供与材料は、金属を備え、又は実質的に金属から成る。ある実施の形態においては、上記金属はアルミニウムである。ある実施の形態においては、材料層２０４はフィルムの形式をとる。ある実施の形態においては、上記フィルムは、別の本体または層に付着されている。上述のように、上記本体または層はガラスであってもよい。
材料成膜を提供する装置のある実施の形態が図２３に示されている。図２３の装置は、図８に示し同図を参照して説明したもの（すなわち、ビームが多数のビームレット１１０に分離される）とほとんどの点で同様であり、ある実施の形態においては、それに代えて、図７の装置または本書に説明されるその他の任意の装置が使用されてもよい。最も顕著な違いは供与構造体２０８の存在であり、ある実施の形態においては、供与構造体２０８は実質的透明材料２０２及び供与材料層２０４を有する。図２３を参照するに、複数のビームレット１１０が同時に投影される。複数のビームレット１１０はスループットを改善するために使用されてもよく、ここで、ビームレット１１０ごとに独立に供与材料２０６のパターンを基板１１４上に生成することができる。ビームレット１１０は、供与構造体２０８上の適切な位置へと偏向器１１２（例えば、二次元に偏向する電気光学偏向器）により偏向されてもよい。したがって、ビームレット１１０の偏向により、供与材料滴２０６が基板１１４上に空間的に配列されてもよい。本書に説明される例えば完全露光モード及び／または効率的露光モードを含む露光手順が使用されてもよい。ある実施の形態においては、供与構造体２０８と基板１１４との距離は１〜９マイクロメートルである。ある実施の形態においては、１００ｎｍのアルミニウム滴が、本書に説明される効率的露光モードを使用して約６０秒間で６％のパターン密度を有するパターンに成膜されてもよい。こうした実施形態は、０．４ｍｍの像フィールドを各々が有する３００本のビームレットを使用する露光中に７５ｍｍ／ｓで移動する基板の１２０ｍｍの露光幅を提供する単一の放射源１０２を使用してもよい。放射源は、１５ピコ秒のパルス持続時間をもつコヒーレントで８Ｗのタリスカーレーザであってもよい。
上述のように、フォトリソグラフィ、材料成膜、及び／または材料除去の組み合わせを提供するよう装置が構成されていてもよい。コントローラ２１８は、フォトリソグラフィと材料成膜とのモード切替や材料成膜と材料除去とのモード切替などを制御してもよい。例えば、フォトリソグラフィと材料成膜とを切り替えるために、コントローラ２１８は、フォトリソグラフィと材料成膜とで適切な光学・ビーム設定に変更し（例えば、材料成膜用にパワーを増加し及び／またはパルス長を短くする）、ある状況においては供与構造体２０８がビーム経路に挿入され及び／またはビーム経路から取り除かれるように、装置を制御してもよい。例えば、材料除去と材料成膜とを切り替えるために、コントローラ２１８は、材料除去と材料成膜とで適切な光学・ビーム設定に変更し（例えば、ビームパワーを増加し）、ある状況においては供与構造体２０８がビーム経路に挿入され及び／またはビーム経路から取り除かれるように、装置を制御してもよい。
図２４を参照するに、フォトリソグラフィ及び／またはレーザアブレーションと組み合わせて材料成膜を提供する装置のある実施の形態が示されている。図２４の左側に示される装置の第１構成においては、本書に説明されるフォトリソグラフィと、これに加えて又はこれに代えて上記ビームを用いるレーザアブレーションとを実行するよう装置が構成されている。図２４の右側に示される同装置の第２構成においては、本書に説明される材料成膜を実行するよう装置が構成されている。材料成膜を実行するために、結像レンズ１７０と基板１１４との間に供与構造体２０８が導入されている。これを達するために、基板１１４が数ミリメートル下方に移動されて供与構造体２０８が導入されている。これに代えて又はこれとともに、結像レンズ１７０又は基板１１４上方の要素の適切な任意の組み合わせが、供与構造体２０８を導入しやすくするために上昇されてもよい。ある実施の形態においては、供与構造体２０８を導入するための十分な空間がある場合には、何も移動がなくてもよい。コントローラ２１８は、材料成膜と材料除去との切替やフォトリソグラフィと材料成膜との切替など種々の構成変更を制御してもよい。
ある実施の形態においては、供与構造体２０８は基板１１４と同一の寸法（例えば、直径、幅、長さ、幅及び長さなど）及び任意選択として同一形状を有し、そのため基板ハンドラ（例えばロボット）を使用して導入されてもよい。供与構造体２０８は、使用されていないとき（例えば、フォトリソグラフィ及び／またはアブレーションのモードで装置が使用されているとき）は、例えばそれ自身の保管部又は基板１１４の保管部に保管されていてもよい。ある実施の形態においては、供与構造体２０８は３メートルの幅を有する。
ある実施の形態においては、供与構造体２０８は、基板１１４、基板テーブル１０６、位置決め装置１１６、又は自身の位置決め装置（例えばアクチュエータ）に支持されていてもよい。例えば、図２６を参照するに、基板テーブル１０６には１つ又は複数の供与構造体支持部２２６が備えられていてもよい。供与構造体２０８は、基板及び／または基板テーブルの移動により、及び／または（例えば、支持部２２６内の又は支持部２２６の一部である）位置決め装置による駆動により最大６自由度で移動可能であってもよい。ある実施の形態においては、供与構造体２０８は少なくともＸ方向に移動可能である。ある実施の形態においては、供与構造体２０８は露光中に基板１１４と連動して移動する。
ある実施の形態においては、図２５を参照するに、追加的に又は代替的に、供与構造体２０８は一部又は全体がフレーム２１０（ある実施の形態においては、フレーム１６０と同じフレームであってもよいし、フレーム１６０に接続されていてもよい）に支持されていてもよい。ある実施の形態においては、フレーム２１０は、供与構造体２０８を最大６自由度で移動させる位置決め装置（例えばアクチュエータ）２２４を備えてもよい。ある実施の形態においては、供与構造体２０８は、少なくともＸ方向に移動可能である。ある実施の形態においては、供与構造体２０８は、基板１１４と連動して移動する。供与構造体２０８の一部がフレームに支持されている場合には、供与構造体２０８の他の一部は、基板１１４、基板テーブル１０６、位置決め装置１１６、又は自身の位置決め装置（例えばアクチュエータ）に支持され又は接続されていてもよい。こうした場合、供与構造体２０８は、基板及び／または基板テーブルの移動により、及び／または位置決め装置による駆動により最大６自由度で移動可能であってもよい。
ある実施の形態においては、供与構造体２０８はフレーム２１０により少なくとも部分的に上方から支持されている。供与構造体２０８の移動しやすくするために、供与構造体２０８は、ある実施の形態においては、フレーム２１０の予圧されたガス（例えば空気）ベアリング２１２により支持されている。このベアリング２１２においては、負圧２１４（例えば真空吸引）と過圧２１６（例えば加圧ガス）との組み合わせが与えられている。ある実施の形態においては、負圧２１４と過圧２１６とは対応する入口及び出口の市松模様のパターンに配列されている。負圧２１４は重力を補償し供与構造体２０８を定位置に保持するために使用され、過圧２１６は供与構造体２０８のフレーム２１０への接着防止を助け供与構造体２０８を移動可能とするために使用される。図２６を参照するに、供与構造体２０８（明確のため図示せず）を上方から少なくとも部分的に支持するフレーム１６０に配設されているガスベアリング２１２の一構成が示されている。負圧２１４及び／または過圧２１６の圧力値及び空間的配置を適切に制御することにより、供与構造体２０８は水平とされ、さもなければＺ方向に、Ｘ方向まわりに、及び／またはＹ方向まわりに移動される。このようにして、基板との所望されない接触を回避しうる。また、供与構造体２０８の曲げ又はその他のたわみが同様に補償されうる。図２６の実施形態は基板テーブル１０６上の供与構造体支持部２２６を図示するが、こうした支持部２２６はある実施の形態においては設ける必要はない。
ある実施の形態においては、供与構造体２０８は、材料成膜の継続を可能とするために修復される。ある実施の形態においては、あるパターンを基板に生成した後、供与構造体２０８は修復される。その理由は、供与構造体２０８から基板１１４に供与材料が転写されるので基板１１４に成膜したパターンの反転が供与構造体２０８にあるからである。よって、供与構造体２０８から再び同じパターンを転写するのは修復なしでは実現可能でないかもしれない。ある実施の形態においては、装置は、例えば、供与構造体２０８の未使用領域にビームレットを投影可能とするよう供与構造体２０８と基板１１４との相対変位を生じさせることにより、供与構造体２０８の使用を増加し又は最大化するよう構成されているコントローラを備えてもよい。同様に、コントローラは、修復なしで供与構造体２０８を更に使用するために、投影されるビームが異なるパターンをとることを可能としてもよい。
ある実施の形態においては、供与構造体２０８の修復は、露光中に使用された供与構造体２０８を新しい供与構造体２０８に交換することを備える。ある実施の形態においては、供与構造体２０８の修復は、（数％の供与材料層２０４が基板に転写されるにすぎないので）供与構造体２０８上の供与材料を再生することを備える。供与構造体２０８上の供与材料層２０４の再生は費用の節約となりうる。
ある実施の形態においては、供与構造体２０８の修復はいくつかの例示的方法で達成されてもよい。ある実施の形態においては、供与構造体２０８は、未使用のものに置き換えられ、使用済みの供与構造体２０８には供与材料の新たな層がオフラインで適用されてもよい。例えば、供与構造体２０８は、新たな基板１１４の搬出入とともに交換されてもよい。供与構造体２０８は、基板と同様の寸法及び任意選択として形状を有しうるので、基板の搬出入に使用されるのと同じハンドラにより操作されてもよい。
ある実施の形態においては、供与構造体２０８は、柔軟な膜の形式であってもよく、これは例えば巻き取り可能である。よって、供与構造体２０８は、概念としては古いタイプライタのインクテープに類似する柔軟なテープであってもよい。新しい供与構造体２０８が基板へのパターン形成のために必要とされるたびに、例えばロールから、上記膜の新しい部分が使用される。そのため，ある実施の形態においては、本装置は２本のロールを有してもよい。つまり一方は新しい供与構造体２０８を有し、他方は使用済みの供与構造体２０８を有する。使用済みの供与構造体２０８は、再使用可能となるように、その表面に供与材料を与えるよう修繕されてもよい。例えば、上記膜が使用済みの供与構造体ロールに取り込まれるとき上記膜がその場で再生されてもよい。再生モジュールは、使用済み供与構造体ロールに使用済みの膜が巻き取られる直前で膜を再生するように特定の場所に配置されていてもよい。
ある実施の形態においては、供与構造体２０８が現場で再生されてもよい。例えば、基板テーブル１０６が基板ハンドラへと戻る（すなわち、基板１１４のパターン形成後には基板テーブル１０６が基板１１４を取り外すための搬出入位置へと戻る）移動の間に動作するモジュールが基板テーブル１０６に備えられていてもよい。基板テーブル１０６のこうした移動又はその他の移動の間、供与構造体２０８は静止状態とされ、このとき基板テーブル１０６は、基板テーブル１０６とともに移動するモジュールを使用して再生能力を提供するよう供与構造体２０８の下を走査してもよい。こうして供与構造体２０８の供与材料の穴が現場で修理されてもよい。上記モジュールがこうした穴及び／または基板テーブル１０６を検出するセンサを有してもよく、どのように露光中に供与材料が除去されたかに関する情報に従って移動中に位置決めが制御されてもよい。上記モジュールが基板テーブル１０６に配置されることは必須ではない。例えば、別個に設けられて移動可能であってもよい。ある実施の形態においては、上記モジュールが静止しており、供与構造体２０８がモジュールに対し移動されてもよい。
ある実施の形態においては、供与構造体２０８の供与材料の再生はいくつかの例示的方法で達成されてもよい。例えば、ある実施の形態においては、供与構造体２０８の供与材料の再生は、供与構造体２０８上でペースト又は液体を平滑化することにより達成されてもよい。ペースト又は液体は、供与構造体２０８の上に機械的に広げられてもよい。ペースト又は液体は、レーザ誘起転写の間に生成されている穴を埋める。
ある実施の形態においては、供与構造体２０８の供与材料の再生は、供与構造体２０８を浴槽に入れて供与構造体２０８の供与材料の層を成膜することにより達成されてもよい。ある実施の形態においては、使用済みの供与構造体２０８を溶融材料槽に接触させる。表面張力により、有限で自己制限的な供与材料の層が供与構造体２０８上に成膜されるはずである。
ある実施の形態においては、供与構造体２０８の供与材料の再生は、穴埋め用の供与材料層２０４の熱的リフローと、任意選択として、露光中に供与材料層２０４から転写された材料を補償するための余剰材料の成膜とにより達成されてもよい。供与構造体２０８及び／または供与材料層２０４は加熱されると層が平滑化され穴が埋められうる。リフロー後に供与材料層２０４が十分な厚さをもたないはずであるとしたら、所望の厚さの供与材料層２０４を生成するために更に供与材料が成膜されてもよい。
ある実施の形態においては、供与構造体２０８の供与材料の再生は、供与材料層２０４のリフロー及び任意選択の余剰供与材料成膜に続いて、供与構造体２０８の一部を選択的に成長させることにより達成されてもよい。この方法を使用しうる状況は例えば、供与材料層２０４が剥離層又はその他の層（例えば透明材料２０２）を覆う場合である。よって、供与材料層２０４の再生に続いて剥離層又はその他の層が再生されてもよい。例えば、剥離層又はその他の層は、当該剥離層又はその他の層の修理をもたらす化学的に特異な成膜材料の上に成膜されていてもよい。供与材料層２０４は上述のリフローがなされ、任意選択の余剰材料がその上に成膜されてもよい。ある実施の形態においては、供与材料層２０４は、本書に開示され又はそれ以外のいかなる他の方法を用いて再生されてもよい。
追加的に又は代替的に、上述のように、ビームが基板の材料のアブレーションのために使用されてもよい。とりわけ、ビームが相間移動を導入するために使用されてもよい。コントローラ２１８は、材料成膜及び／またはフォトリソグラフィに使用されたのと比べて増加されたパワーのビームを提供する放射源を構成するよう構成されていてもよい。
発見されたことは例えば、１つの二次元偏向器がビームを３ミクロンの解像度で４００×４００ミクロンのフィールドにわたって偏向するというように、１本のビームレットを３ミクロンの解像度で４００ミクロンにわたって偏向することは、実現可能ではないかもしれないということである。よって、所望の解像度で基板をカバーするために、より多くの電気光学偏向器及びおそらくはより多くの放射源（例えばダイオード）を導入することにより、ビームレットの数が増やされてもよい。実際上、例えば空間的な制限、加熱の副作用、費用などにより１つのツールにこのすべての余剰のハードウェアを実装するのは実現可能ではないかもしれない。
ある実施の形態においては、電気光学偏向器は、目標（例えば供与構造体２０８）を横断するよう偏向距離を延長するための可動レンズと組み合わされている。ある実施の形態においては、ビーム（又はビームレット）の偏向範囲は、回転する光学素子を用いてビームを目標に結像することにより、電気光学偏向器の偏向よりも大きくすることができる。この回転光学素子は目標上でビームスポットを移動させるのを支援することができる。ある実施の形態においては、一次元電気光学偏向器が第１方向にビームを偏向し、回転光学素子の動きが第１方向に実質的に垂直な第２方向にビーム偏向を生じさせてもよい。ある実施の形態においては、回転光学素子の動きと電気光学偏向器によるビームの偏向とは、回転光学素子へのビームの入射点において実質的に直交する。したがって、供与構造体や基板等の目標上のどの位置にも、目標の移動、偏向器による偏向、及び回転光学素子による偏向の組み合わせにより到達可能でありうる。
図２７は、リソグラフィ装置又は露光装置の部分の概略側断面図である。この実施形態においては、本装置は、本書に説明されるようにＸＹ面で実質的に静止した１つ又は複数個別制御可能素子を有するが、それは必須ではない。本装置１００は、基板１１４を最大６自由度で移動させる位置決め装置１１６を備える。本装置は、任意選択として、基板テーブル１０６を含んでもよい。ある実施の形態においては、基板は、ウェーハである。ある実施の形態においては、基板は、多角形（例えば矩形）の基板である。ある実施の形態においては、基板は、ガラスプレートである。ある実施の形態においては、基板は、プラスチック基板である。ある実施の形態においては、基板は、箔である。ある実施の形態においては、本装置は、ロールトゥロール製造に適している。
本装置１００は、複数のビーム１１０を発するよう構成されている１つ又は複数の個別制御可能素子１０２を更に備える。ある実施の形態においては、１つ又は複数の個別制御可能素子１０２は、放射発光ダイオード（例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）、高分子ＬＥＤ（ＰＬＥＤ））、または、レーザダイオード（例えば、固体レーザダイオード）である。ある実施の形態においては、複数の個別制御可能素子１０２の各々は青紫レーザダイオード（例えば、三洋の型式番号DL-3146-151）である。こうしたダイオードは、三洋、日亜、オスラム、ナイトライド等の企業により供給される。ある実施の形態においては、ダイオードは、約３６５ｎｍまたは約４０５ｎｍの波長を有するＵＶ放射を発する。ある実施の形態においては、ダイオードは、０．５ｍＷないし２００ｍＷの範囲から選択される出力パワーを提供することができる。ある実施の形態においては、レーザダイオードの（むき出しのダイの）サイズは、１００μｍないし８００μｍの範囲から選択される。ある実施の形態においては、レーザダイオードは、０．５μｍ２ないし５μｍ２の範囲から選択される発光領域を有する。ある実施の形態においては、レーザダイオードは、５度ないし４４度の範囲から選択される発散角を有する。ある実施の形態においては、ダイオードは、合計の明るさを約６．４×１０８Ｗ／（ｍ２・ｓｒ）以上にするための構成（例えば、発光領域、発散角、出力パワーなど）を有する。ある実施の形態においては、個別制御可能素子１０２は、複数のビーム１１０へと例えばマイクロレンズアレイによって分割可能なビームを生成するレーザ、例えばＮｄ−ＹＡＧレーザであってもよい。
個別制御可能素子１０２は、フレーム３００に配設されており、Ｙ方向に沿って及び／またはＸ方向に沿って延在してもよい。１つのフレーム３００が図示されているが、本装置は、複数のフレーム３００を有してもよい。フレーム３００には更に、偏向器１１２が配設されている。フレーム３００は、個別制御可能素子１０２からの放射を平行化して偏向器１１２へと出力するレンズ３０２を備えてもよい。フレームは、偏向器１１２からレンズ１２４へと更に放射を向けることができるレンズ１２２を備えてもよい。フレーム３００、従って、個別制御可能素子１０２、及びレンズ３０２、１２２はＸＹ面内で実質的に静止している。フレーム３００、個別制御可能素子１０２、及びレンズ３０２、１２２は、アクチュエータ３０６によってＺ方向に移動されてもよい。これに代えて又はこれとともに、レンズ３０２及び／または１２２は、この特定のレンズに関係づけられたアクチュエータによってＺ方向に移動されてもよい。任意選択として、各レンズ３０２及び／または１２２にアクチュエータが設けられていてもよい。
個別制御可能素子１０２はビームを発するよう構成されていてもよく、投影系１２２、１２４、３０４はそのビームを供与構造体２０８及び／または基板１１４の目標に投影するよう構成されていてもよい。個別制御可能素子１０２及び投影系が光学コラムを形成する。本装置１００は、光学コラム又はその一部を目標に対して移動させるためのアクチュエータ（例えばモータ）３０８を備えてもよい。フレーム３１０には視野レンズ１２４及び結像レンズ３０４が配設されており、フレーム３１０はアクチュエータを用いて回転可能であってもよい。視野レンズ１２４と結像レンズ３０４との結合が可動光学系３１２を形成する。使用時においては、フレーム３１０は自身の軸３１４まわりを回転する。フレーム３１０は、アクチュエータ（例えばモータ）３０８を使用して軸３１４まわりに回転させられる。また、フレーム３１０はモータ３０６及び／または３０８によってＺ方向に移動されてもよく、それによって可動光学系３１２が目標に対し変位させられてもよい。
内側にアパーチャを有するアパーチャ構造３１６が偏向器１１２の上方で偏向器１１２と個別制御可能素子１０２及び／またはレンズ３０２との間に配置されてもよい。アパーチャ構造３１６は、レンズ３０２、個別制御可能素子１０２、及び／または、隣接するレンズ３０２／個別制御可能素子１０２の回折効果を限定することができる。
図示される装置は、フレーム３１０を回転させると同時に光学コラム下方の供与構造体２０８及び／または基板１１４を移動させることによって、使用されてもよい。個別制御可能素子１０２からのビームは、レンズ１２２、１２４、３０４が互いに実質的に整列されたときこれらのレンズを横切る。レンズ１２４、３０４を移動させることによって、供与構造体２０８及び／または基板１１４上の目標をビームの像が走査する。同時に光学コラム下方の目標（及び、任意選択として、目標を有しないこともありうる基板１１４のような構造物）を移動させることによって、個別制御可能素子１０２の像にさらされる目標の当該部分は移動する。コントローラを使用して、光学コラム又はその一部の回転を制御し、目標の速度を制御し、偏向器１１２によりビームの偏向を制御し、任意選択として、個別制御可能素子１０２のオンオフ（例えば、オフであるとき出力がないか、しきい値を下回る出力を有し、オンであるときしきい値を超える出力を有する）を切り換え、及び／または、個別制御可能素子１０２の強度を制御することにより、所望のパターンを目標（及び、目標が基板上にない場合には基板）に結像することができる。
また、ある実施の形態においては、本装置１００は、ハウジング３１８を備えてもよい。ハウジング３１８の中でフレーム３１０の一部が回転する。フレーム３１０の当該一部がレンズ１２４、３０４を備えてもよい。ハウジング３１８は、レンズ１２４、３０４に向けてハウジング３１８に入射する放射を許容し、及び／または、基板１１４に向けてハウジング３１８から出射する放射を許容する１つ又は複数の窓３２０を備えてもよい。ある実施の形態においては、ハウジング３１８は、フレーム３００の一部であるか、フレーム３００に取り付けられていてもよい。ハウジング３１８は、その内部がハウジング３１８の外側の周囲環境から実質的に隔離されるように封止されていてもよい（従って、上記一部を周囲環境から封止してもよい）。
ある実施の形態においては、目標に投影される像のフォーカスを制御するシステムが設けられていてもよい。本書に説明される構成においては光学コラムの一部又は全体により投影される像のフォーカスを調整する構成が設けられていてもよい。
図２７を参照するに、右側の偏向器１１２はビーム１１０をＹ方向に偏向するよう図示されている（図２７に示される実施の形態において典型的に偏向器１１２による偏向がＸ方向である場合もありうるが、そうした偏向は図２７の側面図には明示され得ない）。このような偏向は図２７に示されるように、レンズ１２２、１２４、３０４を通じて供与構造体２０８及び／または基板１１４上の目標に投影される。同時に、回転可能フレーム３１０はレンズ１２４、３０４を移動させ、それによりビームにＸ方向の偏向が生じる（図２７に示す実施形態においては典型的に、レンズ１２４、３０４による偏向がＹ方向であり、偏向器１１２による偏向がＸ方向であることもありうるのであるが）。ただしこれは図２７に明示されない。したがって、この動きの組み合わせによって、ビームを二次元に走査することができる。
図２８は、レンズ１２４及びレンズ３０４の高度に概略的な側面図と、それがどのようにビーム１１０を偏向することができるかを示す。図２８に示されるように、ビーム１１０はレンズ１２４に向けられる。ここで、レンズ１２４は白抜きで示される第１位置にある。レンズ１２４は放射をレンズ３０４へと向ける。ここで、レンズ３０４は白抜きで示される第１位置に位置する。ビームはレンズ３０４により、供与構造体２０８及び／または基板１１４上の目標へと向けられる。レンズ１２４及びレンズ３０４がそれぞれ第１位置にあるとき、ビームは目標の左側に入射する。その後、レンズ１２４及びレンズ３０４が斜線のレンズ１２４、３０４で示されるそれぞれの第２位置へと回転されるとき、レンズ１２４、３０４の移動によりビーム１１０は目標の右側に入射するようになる。偏向器１１２は、レンズ１２４、３０４の回転による偏向と実質的に直交する方向にビーム１１０をさらに偏向させてもよい。そのようにして、ビーム１１０は、第１方向におけるレンズ１２４、３０４の偏向と実質的に垂直な第２の方向における偏向器１１２による偏向との組み合わせにより、二次元の目標領域を走査してもよい。ある実施の形態においては、偏向器１１２は、一次元の偏向器から成っていてもよい。これとともに又はこれに代えて、偏向器１１２は第１方向にビームを偏向することで、第１方向におけるビーム走査を、偏向器１１２による偏向とレンズ１２４、３０４の移動との組み合わせにより実効的に高速化してもよい。偏向器１１２が第１方向及び第２方向に偏向する実施形態においては、偏向器１１２は、二次元の偏向器であってもよいし、あるいは、２つの一次元偏向器を連続して備え、一方が第１方向に偏向し、他方が第２方向に偏向してもよい。これとともに又はこれに代えて、レンズ１２４、３０４（または光学素子のもう１つのセット）の移動により、第１方向に実質的に垂直な第２方向におけるビームの偏向を生じさせ、または高速化してもよい。
図２７は便宜上、１つのビーム１１０を示すが、２以上のビーム１１０が１つのレンズ１２４、３０４に入射してもよい。すなわち、１つのレンズ１２４、３０４がそこに入射する多数のビームを有し、各ビームを偏向してもよい。ある実施の形態においては、１０本のビーム、５本のビーム、または４本のビームが１つのレンズ１２４、３０４に入射してもよい。図２９は、周辺部にレンズ１２４、３０４が設けられている回転フレーム３１０を複数の個別制御可能素子１０２とともに高度に概略的に示す斜視図である。複数のビーム、本実施例では４本のビーム（異なる数が用いられてもよい）が、フレーム３１０の複数のレンズ１２４、３０４のうち１つへと入射し、供与構造体２０８及び／または基板１１４の目標に投影されている。ある実施の形態においては、複数のビームは直線に配列されている。回転可能フレームは、アクチュエータ（図示せず）によって軸３１４まわりに回転可能である。回転可能フレーム３１０の回転の結果として、それらビームは、一連のレンズ１２４、３０４に入射する。一連のレンズの各々に入射してビームは偏向され、それによりビームは供与構造体２０８及び／または基板１１４の目標の表面の一部分に沿って動く。詳しくは図３０を参照して後述する。ある実施の形態においては、各ビームが対応する個別制御可能素子１０２によって、例えば自己放射コントラストデバイス、例えばレーザダイオードによって、生成される。ある実施の形態においては、複数のビームは、１つの個別制御可能素子１０２からの１つのビームから分割されてもよい。図２９に示す構成においては、ビームが偏向器１１２により偏向され、それらビームはともに、ビームどうしの距離（ピッチ）を小さくするために、セグメント化されたミラー３３２（または、他のビーム方向変更デバイス、例えば導波路または光ファイバ）によって運ばれる。それによって、本書に説明されるように、より多数のビームを同一のレンズを通じて投影し、要求解像度を実現することができる。ある実施の形態においては、各々のビーム（またはビームレット）は当該ビームをある方向に偏向する電気光学偏向器をそれぞれ有する。本書に述べるように、その方向は、ビームの入射点におけるレンズ１２４、３０４の移動方向に実質的に平行及び／または垂直であってもよい。本書に説明するように、偏向器１１２は、一次元偏向器、二次元偏向器、または、異なる方向に偏向するようそれぞれ配設された一次元偏向器の組み合わせであってもよい。
回転可能フレームが回転すると、ビームが連続する複数のレンズへと入射する。このときあるレンズがビームに照射されるたびに、レンズ表面上でビームが入射する場所が移動する。レンズ上のビーム入射場所に依存してビームが異なって（例えば、異なる偏向をもって）目標に投影されるので、（目標に到達する）ビームは後続のレンズが通過するたびに走査移動をすることになる。この原理について図３０を参照して更に説明する。図３０は、回転可能フレーム３１０から供与構造体２０８及び／または基板１１４の目標に向かうビーム１１０の投影を高度に概略的に示す上面図である。第１ビームセットをＢ１と表記し、第２ビームセットをＢ２と表記し、第３ビームセットをＢ３と表記する。ビームセットのそれぞれが、回転可能フレーム３１０の対応するレンズセット１２４、３０４を通じて投影される。回転可能フレーム３１０が方向３２４に回転すると、複数ビームＢ１が供与構造体２０８及び／または基板１１４に投影され、走査移動によって領域Ａ１４を走査する。同様に、ビームＢ２は領域Ａ２４を走査し、ビームＢ３は領域Ａ３４を走査する。対応するアクチュエータによる回転可能フレーム３１０の回転と同時に、偏向器１１２は、ビームＢ１、Ｂ２、Ｂ３に関連づけられた矢印で概略示される走査移動に実質的に垂直な方向にビームを偏向する。そうして領域Ａ１４、Ａ２４、Ａ３４が、レンズセット１２４、３０４及び偏向器１１２による結合された偏向によって二次元に走査されてもよい。さらに、回転可能フレーム３１０の回転と同時に、供与構造体２０８及び／または基板１１４が領域Ａ１４、Ａ２４、Ａ３４におけるビームの走査方向に実質的に垂直な方向３２６（これは図３０に示すＸ軸に沿う方向であってもよい）に移動される。方向３２６の第２のアクチュエータによる移動（例えば、位置決め装置１１６による供与構造体２０８及び／または基板１１４の移動）の結果、回転可能フレーム３１０の一連のレンズによって投影されるとき連続する複数回のビーム走査が互いに実質的に隣接するよう投影されて、実質的に隣接する領域Ａ１１、Ａ１２、Ａ１３、Ａ１４がビームＢ１の走査のたびに生じ（図３０に示すように、影付きの領域Ａ１１、Ａ１２、Ａ１３は以前に走査され、領域Ａ１４は今回走査されている）、ビームＢ２については領域Ａ２１、Ａ２２、Ａ２３、Ａ２４が生じ（図３０に示すように、影付きの領域Ａ２１、Ａ２２、Ａ２３は以前に走査され、領域Ａ２４は今回走査されている）、ビームＢ３については領域Ａ３１、Ａ３２、Ａ３３、Ａ３４が生じる（図３０に示すように、影付きの領域Ａ３１、Ａ３２、Ａ３３は以前に走査され、領域Ａ３４は今回走査されている）。このようにして、基板表面の領域Ａ１、Ａ２、Ａ３が、回転可能フレーム３１０を回転させる間に供与構造体２０８及び／または基板１１４を方向３２６に移動させることにより、覆われてもよい。多数のビームを同一のレンズを通じて投影することにより、（回転可能フレーム３１０をある同一の回転速度とすると）より短い時間で処理することができる。レンズ通過のたびに各レンズにより目標を複数のビームが走査するので、連続する複数回の走査に際して方向３２６の変位量を大きくすることができるからである。見方を変えると、多数のビームを同一のレンズを通じて目標に投影するとき、ある所与の処理時間における回転可能フレームの回転速度を小さくしてもよいということである。こうして、回転可能フレームの変形、摩耗、振動、乱流などといった高回転速度による影響を軽減してもよい。ある実施の形態においては、複数のビームは、各ビームが重なるか、又は各ビームが隣接ビームの走査経路に隣接するように配列されている。
多数のビームを一度に同一レンズにより投影する態様の更なる効果は、公差の緩和に見ることができる。レンズの公差（位置決め、光学投影など）があるために、連続する領域Ａ１１、Ａ１２、Ａ１３、Ａ１４（及び／または領域Ａ２１、Ａ２２、Ａ２３、Ａ２４及び／またはＡ３１、Ａ３２、Ａ３３、Ａ３４）の位置には、互いの位置決めにいくらかの不正確さが現れ得る。したがって、連続する領域Ａ１１、Ａ１２、Ａ１３、Ａ１４間にいくらかの重なりが必要とされるかもしれない。１本のビームの例えば１０％を重なりとする場合、同一レンズに一度にビームが一つであると、同様に１０％の係数で処理速度が遅くなるであろう。一方、同一レンズを通じて一度に５本又はそれより多数のビームが投影される状況においては、（上記１本のビームについて言及したのと同様に）同じ１０％の重なりが５本又はそれより多数の投影線ごとにあるとすると、重なりの総計は概ね５（又はそれより多数）分の１である２％（又はそれ未満）へと小さくなるであろう。これは、全体的な処理速度を顕著に小さくする効果をもつ。同様に、少なくとも１０本のビームを投影することにより、重なりの総計をおよそ１０分の１に小さくしうる。したがって、多数のビームを同時に同一レンズにより投影するという特徴によって、処理時間に生じる公差の影響を小さくしうる。それに加えて又はそれに代えて、より大きな重なり（従って、より大きな公差幅）が許容されてもよい。一度に同一レンズにより多数のビームを投影するのであれば、重なりが処理に与える影響が小さいからである。
多数のビームを同一レンズを通じて同時に投影することに代えて又はそれとともに、インタレース技術を使用することができるかもしれない。しかしながらそのためには、より厳格にレンズどうしを整合させることが必要になるかもしれない。従って、それらレンズのうちある同一レンズを通じて一度に目標に投影される少なくとも２つのビームは相互間隔を有し、本装置は、その間隔の中に後続のビーム投影がなされるように光学コラムに対して供与構造体２０８及び／または基板１１４を移動させるよう動作させるように構成されていてもよい。
１つのグループにおいて連続するビームどうしの方向３２６における距離を小さくするために（それによって、例えば方向３２６に解像度を高くするために）、それらビームは方向３２６に対して、互いに斜めに配列されていてもよい。そうした間隔は、各セグメントが複数ビームのうち対応する１つのビームを反射するセグメント化されたミラー３３２（または、他のビーム方向変更デバイス、例えば、後述のように導波路または光ファイバ）を光路に設けることによって更に縮小されてもよい。それらセグメントは、それらミラーに入射するビームどうしの間隔よりもミラーで反射されたビームどうしの間隔を狭くするよう配設されている。そうした効果は、複数の光ファイバによっても実現しうる。この場合、ビームのそれぞれが複数ファイバのうち対応する１つのファイバに入射し、それらファイバが、光路に沿って光ファイバ上流側でのビームどうしの間隔よりも光ファイバ下流側でのビームどうしの間隔を狭くするよう配設されている。また、そうした効果は、複数ビームのうち対応する１つのビームを各々が受光する複数の入力を有する集積光学導波路回路を使用して実現されてもよい。この集積光学導波路回路は、光路に沿って集積光学導波路回路の上流側でのビームどうしの間隔よりも集積光学導波路回路の下流側でのビームどうしの間隔を狭くするよう構成されている。
ある実施の形態においては、上記偏向は、１２ミリメートルの長さ（図３０における３２８を参照）のスポットが１つのレンズセット１２４、３０４により投影されることを許容してもよい。ある実施の形態においては、上記偏向は、約６ないし７ミクロン、例えば６．４ミクロンの幅（図３０における３３０を参照）のスポットが１つのレンズセット１２４、３０４により投影されることを許容してもよい。ある実施の形態においては、図３０を参照するに、偏向器１１２による偏向は、ビームＢ１、Ｂ２、Ｂ３に関連づけられた矢印に沿う約２６ミクロンの範囲における任意の場所にビームスポットが配置されることを許容してもよい。ある実施の形態においては、毎秒２．５×１０９のスポットが送出されてもよい。このようなスポットレートは、３ミクロンの解像度、６０秒の基板処理時間（４０秒の露光時間を含む）、約１０％のパターン被覆率、及び、１ＭＨｚの偏向器の更新周波数により、２７００本のビームレットで３×３ｍ２の基板を露光するために提供されてもよい。
また、ある実施の形態においては、偏向器及び可動レンズセット１２４、２０４によるビームと例えば位置決め装置１１６による目標との移動の種々の組み合わせは、目標へのスポットの投影に冗長性を許容する。例えば、ある実施の形態においては、目標上の各ピクセルが最大４０本のビームレットにより印刷されてもよい。したがって、あるビームレットが失敗したとしても（例えば、強度が不十分であったり、まったく投影されなかったり、予定の方向から外れていたり、等）、その失敗したビームレットで露光されていたであろう領域を露光するために他のビームレットが使用されてもよい。
ある実施の形態においては、４００個の個別アドレス可能素子１０２が設けられていてもよい。ある実施の形態においては、６００個ないし１２００個の動作する個別アドレス可能素子１０２が、任意選択として、例えば予備の、及び／または、（例えば上述の）補正露光用の追加の個別アドレス可能素子１０２とともに、設けられていてもよい。動作する個別アドレス可能素子１０２の数は例えば、レジストに依存しうる。それは、パターニングのために或る放射ドーズ量を要するからである。
個別アドレス可能素子がダイオードである場合には、図３１に例示されるように、出力光パワー対順電流曲線の勾配部分で動作させることで（２４０ｍＡ対３５ｍＡ）、ダイオードあたりの出力パワーを高くする一方（２５０ｍＷ対０．３３ｍＷ）、複数の個別アドレス可能素子についての電力を小さくすることができる（１３３Ｗ対１５ｋＷ）。したがって、より効率的にダイオードを使用し、消費電力及び／または発熱を小さくすることができる。よって、ある実施の形態においては、ダイオードはパワー／順電流曲線の勾配部分で動作させられる。パワー／順電流曲線の非勾配部分で動作させることは、放射のインコヒーレンスにつながりうる。ある実施の形態においては、ダイオードは、５ｍＷより大きく２０ｍＷ以下の、または３０ｍＷ以下の、または４０ｍＷ以下の光パワーで動作させられる。ある実施の形態においては、ダイオードは３００ｍＷを超える光パワーでは動作されない。ある実施の形態においては、ダイオードは、マルチモードではなくシングルモードで動作させられる。
個別アドレス可能素子１０２の数を決める要因には、とりわけ（上述の範囲に関して）、それら個別アドレス可能素子１０２がカバーすることが意図される露光区域の長さ、個別アドレス可能素子１０２が露光中に移動する速度、偏向器による偏向の速度及び量、スポットサイズ（すなわち、ある個別アドレス可能素子１０２から基板に投影されたスポットの断面寸法、例えば幅／直径）、各個別アドレス可能素子が与えるべき所望の強度（例えば、基板または基板上のレジストへの損傷を避けるよう複数の個別アドレス可能素子にわたって基板上での或るスポットに意図されるドーズを与えることが望まれるか否か）、所望の基板走査速度、費用面の考察、個別アドレス可能素子がオンオフ切り換えされる周波数、冗長な個別アドレス可能素子１０２への要求（上述のように、例えば、露光の補正のために、あるいは例えば１つ又は複数の個別アドレス可能素子が故障した場合の予備として）がある。ある実施の形態においては、１つの光学コラムについて、少なくとも１００個の個別アドレス可能素子１０２、例えば少なくとも２００個の個別アドレス可能素子、少なくとも４００個の個別アドレス可能素子、少なくとも６００個の個別アドレス可能素子、少なくとも１０００個の個別アドレス可能素子、少なくとも１５００個の個別アドレス可能素子、少なくとも２５００個の個別アドレス可能素子、または少なくとも５０００個の個別アドレス可能素子がある。ある実施の形態においては、１つの光学コラムについて、５００００個未満の個別アドレス可能素子１０２、例えば２５０００個未満の個別アドレス可能素子、１５０００個未満の個別アドレス可能素子、１００００個未満の個別アドレス可能素子、７５００個未満の個別アドレス可能素子、５０００個未満の個別アドレス可能素子、２５００個未満の個別アドレス可能素子、１２００個未満の個別アドレス可能素子、６００個未満の個別アドレス可能素子、または３００個未満の個別アドレス可能素子がある。
ある実施の形態においては、１つの光学コラムは、露光区域の長さ１０ｃｍごとに（すなわち、その光学コラムの個別アドレス可能素子の数を露光区域の長さ１０ｃｍに正規化して）、少なくとも１００個の個別アドレス可能素子１０２、例えば少なくとも２００個の個別アドレス可能素子、少なくとも４００個の個別アドレス可能素子、少なくとも６００個の個別アドレス可能素子、少なくとも１０００個の個別アドレス可能素子、少なくとも１５００個の個別アドレス可能素子、少なくとも２５００個の個別アドレス可能素子、または少なくとも５０００個の個別アドレス可能素子を備える。ある実施の形態においては、１つの光学コラムは、露光区域の長さ１０ｃｍごとに（すなわち、その光学コラムの個別アドレス可能素子の数を露光区域の長さ１０ｃｍに正規化して）、５００００個未満の個別アドレス可能素子１０２、例えば２５０００個未満の個別アドレス可能素子、１５０００個未満の個別アドレス可能素子、１００００個未満の個別アドレス可能素子、７５００個未満の個別アドレス可能素子、５０００個未満の個別アドレス可能素子、２５００個未満の個別アドレス可能素子、１２００個未満の個別アドレス可能素子、６００個未満の個別アドレス可能素子、または３００個未満の個別アドレス可能素子を備える。
ある実施の形態においては、１つの光学コラムは、７５％未満の、例えば６７％以下の、５０％以下の、約３３％以下の、２５％以下の、２０％以下の、１０％以下の、または５％以下の、冗長の個別アドレス可能素子１０２を備える。ある実施の形態においては、１つの光学コラムは、少なくとも５％の、例えば少なくとも１０％の、少なくとも２５％の、少なくとも３３％の、少なくとも５０％の、または少なくとも６５％の、冗長の個別アドレス可能素子１０２を備える。ある実施の形態においては、光学コラムは約６７％の冗長の個別アドレス可能素子を備える。
ある実施の形態においては、ある個別アドレス可能素子による基板上でのスポットサイズは、１０ミクロン以下、５ミクロン以下、例えば３ミクロン以下、２ミクロン以下、１ミクロン以下、０．５ミクロン以下、０．３ミクロン以下、または約０．１ミクロンである。ある実施の形態においては、ある個別アドレス可能素子による基板上でのスポットサイズは、０．１ミクロン以上、０．２ミクロン以上、０．３ミクロン以上、０．５ミクロン以上、０．７ミクロン以上、１ミクロン以上、１．５ミクロン以上、２ミクロン以上、または５ミクロン以上である。ある実施の形態においては、スポットサイズは約０．１ミクロンである。ある実施の形態においては、スポットサイズは約０．５ミクロンである。ある実施の形態においては、スポットサイズは約１ミクロンである。
図３２は、基板１１４上にどのようにパターンが生成されるのかを模式的に示す図である。図中の黒丸は、投影系１０８のレンズアレイ１７０によって基板１１４に投影されるスポットＳの配列を示す。基板１１４は、基板上での露光が進むにつれて投影系１０８に対してＸ方向に移動する。図中の白丸は、基板上で既に露光されている露光スポットＳＥを示す。図示されるように投影系１０８内部のレンズアレイ１７０によって基板１１４に投影された各スポットにより、基板１１４上に露光スポット列Ｒが露光される。各スポットＳにより露光された露光スポットＳＥの列Ｒがすべて合わさって、基板１１４にパターンが完全に形成される。このような方式はよく「ピクセルグリッド結像」と称される。図３２は概略図であるので、実際にはスポットＳは重なり合ってもよいものと理解されたい。
放射スポットＳの配列が基板走査方向に対して角度αをなして配置されている様子が示されている（基板１１４の端部はそれぞれＸ方向及びＹ方向に平行である）。これは、基板１１４が走査方向（Ｘ方向）に移動するときに、各放射スポットに基板の異なる領域を通過させるためである。これにより、放射スポットＳの配列により基板の全領域がカバーされることになる。ある実施の形態においては、角度αは大きくても２０°、１０°、例えば大きくても５°、大きくても３°、大きくても１°、大きくても０．５°、大きくても０．２５°、大きくても０．１０°、大きくても０．０５°、または大きくても０．０１°である。ある実施の形態においては、角度αは少なくとも０．０００１°であり、例えば少なくとも０．００１°である。傾斜角α及び走査方向のアレイ幅は、基板１１４の全表面領域が処理されることを保証するように、像スポットサイズ及び走査方向に垂直な方向のアレイ間隔に従って決定される。
図３３は、どのようにして基板１１４の全体が複数の光学エンジンを用いて１回の走査で露光されるのかを模式的に示す図である。各光学エンジンが１つ又は複数の個別アドレス可能素子１０２を備える。放射スポットＳ（図示せず）の８つの配列ＳＡが８つの光学エンジンにより形成される。光学エンジンは、いわばチェス盤のように、あるいは、放射スポットＳの１つの配列の端部が隣接する放射スポットＳの配列の端部に少し重なるようにずらした構成で、２つの列Ｒ１、Ｒ２に配列されている。ある実施の形態においては、光学エンジンは少なくとも３列、例えば４列または５列に配列される。このようにして、放射の帯が基板Ｗの幅を横切って延び、１回の走査で基板全体の露光が実現されることとなる。このような「全幅」の一回通過の露光は、２回以上の通過を接続する場合に生じるステッチングの問題を回避するのに役立つとともに、基板通過方向に交差する方向に基板を移動する必要がない点で装置フットプリントを低減することも可能である。任意の適切な数の光学エンジンが使用されてもよいと理解されたい。ある実施の形態においては、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、または少なくとも１７個である。ある実施の形態においては、光学エンジンの数は４０個未満であり、例えば３０個未満または２０個未満である。各光学エンジンは、パターニングデバイス１０４を、及び任意選択として投影系１０８及び／または放射システムを別個に備えてもよい。しかし、２個以上の光学エンジンが、１つ又は複数の放射システム、パターニングデバイス１０４、及び／または投影系１０８の少なくとも一部を共有してもよいことも理解されるべきである。
本書に説明される実施の形態においては、個別アドレス可能素子１０２及び／またはパターニングデバイス１０４を制御するためのコントローラが設けられている。例えば、個別アドレス可能素子が放射発光デバイスである実施例においては、コントローラは、個別アドレス可能素子がオンまたはオフにいつ切り換えられるかを制御し、個別アドレス可能素子の高周波数変調を可能としてもよい。コントローラは、１つ又は複数の個別アドレス可能素子により発せられる放射のパワーを制御してもよい。コントローラは、１つ又は複数の個別アドレス可能素子により発せられる放射の強度を変調してもよい。コントローラは、個別アドレス可能素子アレイの全体または部分にわたって強度均一性を制御または調整してもよい。コントローラは、結像誤差（例えばエテンデュ、及び光学収差（例えばコマ収差、非点収差など））を補正するよう個別アドレス可能素子の放射出力を調整してもよい。同様の制御がパターニングデバイス１０４の偏向器１１２により提供されてもよい。
フォトリソグラフィにおいては、所望のフィーチャが、基板上のレジスト層を放射で選択的に露光することによって、例えばパターンが与えられた放射でレジスト層を露光することによって、基板上に生成され得る。ある最小の放射ドーズ量（ドーズしきい値）を受けるレジスト領域で化学反応が生じる一方、他の領域は変化しないままである。こうしてレジスト層に生成された化学的相違によってレジストの現像が許容される。すなわち、少なくとも上記最小ドーズ量を受けた領域、または最小ドーズ量を受けなかった領域のいずれかを選択的に除去することができる。その結果、基板の一部はなおレジストに保護される一方で、レジストが除去された基板領域は露出されて、例えば更なる処理工程が可能となる。例えば、基板の選択的エッチング、選択的金属成膜などである。このようにして、所望のフィーチャが生成される。放射にパターンを与えることは、基板上の所望のフィーチャ内部のレジスト層領域に伝達される放射の強度が、当該領域にてドーズしきい値を超える放射ドーズ量を露光中に受けるよう実質的に高い一方で、基板上の他の領域はゼロ又は顕著に低い放射強度を与えることによりドーズしきい値を下回る放射ドーズ量を受けるようにパターニングデバイス１０４を制御することによってもたらされてもよい。
実際には、所望のフィーチャ端部での放射ドーズ量が所与の最大ドーズ量からゼロへと急激に変化するわけではない。たとえフィーチャの境界部分の一方の側への放射強度が最大となり、かつそのフィーチャ境界部分の他方の側への放射強度が最小となるように設定されていたとしても急激には変化しない。回折の影響により、放射ドーズ量の大きさは移行区間を介して低下するからである。所望のフィーチャの境界位置は最終的にレジストの現像により形成される。その境界位置は、照射されたドーズ量が放射ドーズしきい値を下回る位置によって定められる。この移行区間でのドーズ量低下のプロファイル、ひいてはフィーチャ境界の正確な位置は、当該フィーチャ境界上または近傍に位置する基板上の各点に、最大または最小の強度レベルの放射を与えるだけでなく、それら最大または最小の強度レベルの間の強度レベルの放射を与えることにより、より正確に制御できるであろう。これは通常「グレイスケーリング」または「グレイレベリング」と呼ばれる。
グレイスケーリングによれば、ある所与の個別制御可能素子により基板に２値の放射強度（つまり最大値と最小値）だけが与えられるリソグラフィシステムよりも、フィーチャ境界位置の制御性を向上させることができる。ある実施の形態においては、少なくとも３種類の異なる放射強度値、例えば少なくとも４種類の放射強度値、少なくとも８種類の放射強度値、少なくとも１６種類の放射強度値、少なくとも３２種類の放射強度値、少なくとも６４種類の放射強度値、少なくとも１００種類の放射強度値、少なくとも１２８種類の放射強度値、または少なくとも２５６種類の放射強度値が基板に投影されてもよい。パターニングデバイス自体が放射源（例えば発光ダイオードまたはレーザダイオードのアレイ）である場合には、例えば、送出される放射の強度レベルを制御することで、グレイスケーリングがもたらされてもよい。パターニングデバイスが偏向器１１２を含む場合には、例えば、偏向器１１２の傾斜角度を制御することで、グレイスケーリングがもたらされてもよい。また、複数のプログラム可能素子及び／または偏向器をグループ化し、所与の時点でオン又はオフに切り換えられる素子及び／または偏向器の数をグループ内で制御することで、グレイスケーリングがもたらされてもよい。
ある実施例においては、パターニングデバイスは、下記を含む一連の状態を有してもよい。（ａ）黒の状態。この場合、与えられる放射は、対応するピクセルでの強度分布に最小の寄与を与える（あるいは何ら寄与しない）。（ｂ）最も白い状態。この場合、与えられる放射は、最大の寄与を与える。（ｃ）複数の中間の状態。この場合、与えられる放射は中間の寄与を与える。これらの状態は、通常セット（通常ビームのパターニング／プリンティングに使用される）と補償セット（欠陥素子の影響を補償するために使用される）とに分けられる。通常セットは、黒状態と、複数の中間状態からなる第１群と、を備える。この第１群を灰色状態と呼ぶことにする。これらは、最小の黒の値からある通常最大値まで対応ピクセル強度への寄与を徐々に大きくするよう選択可能である。補償セットは、残りの中間状態からなる第２群と、最白状態とを備える。この中間状態の第２群を白状態と呼ぶことにする。これらは、通常最大値より大きい寄与を与え、最白状態に相当する真の最大値まで徐々に増加する寄与を与えるよう選択可能である。第２群の中間状態を白状態と呼ぶのは単に、通常の露光ステップと補償の露光ステップとを区別しやすくするためにすぎないものと理解されたい。あるいは、複数状態の全体を、黒と白との間でグレイスケール・プリンティングをもたらすよう選択可能である一連の灰色状態とも呼びうるのである。
グレイスケーリングは上述の目的に加えてまたは上述の目的に代えて使用されてもよい。例えば、受けたドーズ量レベルに応じて基板領域で２種以上の潜在的な反応があるように、露光後の基板への処理が調整されていてもよい。例えば、第１しきい値を下回る放射ドーズ量を受けた基板の部位では第１の種類の反応が生じ、第１しきい値を超え第２しきい値を下回る放射ドーズ量を受けた基板の部位では第２の種類の反応が生じ、第２しきい値以上の放射ドーズ量を受けた基板の部位では第３の種類の反応が生じるようにしてもよい。したがって、グレイスケーリングは、２以上の望ましいドーズ量レベルを有する基板上での放射ドーズ量プロファイルを提供するために使用されてもよい。ある実施の形態においては、放射ドーズ量プロファイルは、少なくとも２つの所望のドーズ量レベル、例えば少なくとも３つの所望のドーズ量レベル、少なくとも４つの所望のドーズ量レベル、少なくとも６つの所望のドーズ量レベル、または少なくとも８つの所望のドーズ量レベルを有する。
放射ドーズ量プロファイルの制御は、上述のように基板上の各点が受ける放射強度を単に制御するという方法以外の方法によっても可能である。例えば、基板上の各点が受ける放射ドーズ量は、各点への露光時間を代替的にまたは追加的に制御することによっても制御することができる。他の実施例として、各点は、連続的な複数回の露光により放射を受けてもよい。このような連続的複数露光から一部の露光を選択して照射することにより代替的にまたは追加的に各点が受ける放射ドーズ量を制御することが可能となる。
さらに、グレイスケーリングに関する上述の議論はフォトリソグラフィに焦点を当てているが、本書に説明される材料除去及び材料成膜に同様のコンセプトが適用されてもよい。例えば、アブレーションが、グレイスケーリングをもたらす複数の異なるドーズ量レベルによって制御されてもよい。同様に、材料成膜に関連して、グレイスケーリングをもたらすようドーズ量レベルが制御されてもよい。
パターンを基板に形成するためには、パターニングデバイスを露光プロセス中の各段階で必要状態に設定する必要がある。よって、その必要状態を表す制御信号がパターニングデバイスに伝送されなければならない。望ましくは、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含む。基板に形成されるべきパターンは、例えばＧＤＳＩＩなどのベクトル定義のフォーマットでリソグラフィ装置に供給される。設計情報を制御信号へと変換するために、コントローラは１つ又は複数のデータ処理装置を備えてもよい。データ処理装置は各々が、ある処理ステップを、パターンを表すデータストリームに施すよう構成されている。これらのデータ処理装置は以下では「データパス」と総称されてもよい。
データパスのデータ処理装置は、次に示す機能の１つ又は複数を実行するよう構成されていてもよい。その機能とは、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こと、ビットマップのパターンデータを必要とされる放射ドーズ量マップ（つまり基板上で必要とされる放射ドーズ量のプロファイル）に変換すること、必要放射ドーズ量マップを各個別制御可能素子用の必要放射強度値に変換すること、及び、各個別制御可能素子用の必要放射強度値を対応する制御信号に変換することである。
ある実施の形態においては、制御信号は、個別制御可能素子１０２及び／または他の１つ又は複数の装置（例えば偏向器及び／またはセンサ）に、有線又は無線通信で供給されてもよい。また、個別制御可能素子１０２及び／または他の１つ又は複数の装置（例えば偏向器及び／またはセンサ）からの信号は、コントローラに通信されてもよい。制御信号と同様にして、電力が個別制御可能素子１０２及び／または他の１つ又は複数の装置（例えば偏向器及び／またはセンサ）に有線または無線の手段で供給されてもよい。例えば、有線の実施形態においては、電力が１本又は複数本の配線により供給されてもよい。これは信号を運ぶものと同一であるか否かを問わない。滑り接触の構成が電力を伝えるために設けられてもよい。無線の実施形態においては、ＲＦ結合により電力が搬送されてもよい。
前述の議論は個別制御可能素子１０２及び／または他の１つ又は複数の装置（例えば偏向器及び／またはセンサ）に供給される制御信号に焦点を当てているが、それらは追加的に又は代替的に、適切な構成により個別制御可能素子１０２及び／または他の１つ又は複数の装置（例えば偏向器及び／またはセンサ）からコントローラへの信号伝送を網羅するものと理解すべきである。そのため、通信は一方向（例えば、個別制御可能素子１０２及び／または他の１つ又は複数の装置（例えば偏向器及び／またはセンサ）着又は発のみ）であってもよいし、あるいは双方向（すなわち、個別制御可能素子１０２及び／または他の１つ又は複数の装置（例えば偏向器及び／またはセンサ）発及び着）であってもよい。
ある実施の形態においては、パターンを与えるための制御信号は、基板上でのパターンの適正な供給及び／または実現に影響しうる要因を考慮に入れて変更されてもよい。例えば、１つ又は複数の個別制御可能素子１０２やレンズ等の加熱を考慮に入れて制御信号に何らかの補正が適用されてもよい。こうした加熱によって、個別制御可能素子１０２やレンズ等の指示方向や、放射の均一性などに変化が生じうる。ある実施の形態においては、例えばセンサからの個別制御可能素子１０２及び／または他の要素に関連する測定温度及び／または膨張／収縮が、さもなければパターン形成のために与えられていたであろう制御信号を変更するために使用されてもよい。例えば、露光中に個別制御可能素子１０２の温度は変わりうるが、その変動によって、ある１つの一定温度で与えられたであろう投影パターンから変化が生じる。従って、制御信号がこうした変動を考慮に入れて変更されてもよい。同様に、ある実施の形態においては、アライメントセンサ及び／またはレベリングセンサ１５０からの結果が、個別制御可能素子１０２により与えられるパターンを変更するために使用されてもよい。パターンは、例えば、個別制御可能素子１０２と基板１１４との間の光学系（もし存在するなら）や、基板１１４の位置決めの不規則性、基板１１４の不均一性などによって生じ得る例えばディストーションを補正するよう変更されてもよい。
ある実施の形態においては、制御信号の変化量は、測定されたパラメタ（例えば、測定温度、レベルセンサによる測定距離など）から生じる所望のパターンにおける理論的な物理的／光学的結果に基づいて決定されてもよい。ある実施の形態においては、制御信号の変化量は、測定パラメタから生じる所望のパターンにおける物理的／光学的結果の実験的又は経験的モデルに基づいて決定されてもよい。ある実施の形態においては、制御信号の変化量は、フィードフォワード及び／またはフィードバックに適用されてもよい。
ある実施の形態においては、リソグラフィ装置は、１つ又は複数の個別制御可能素子１０２により基板に向けて伝達される又は伝達されるはずの放射の性質を測定するセンサ１１８を備えてもよい。こうしたセンサはスポットセンサまたは透過イメージセンサであってもよい。このセンサは、例えば、ある個別制御可能素子１０２からの放射の強度、ある個別制御可能素子１０２からの放射の均一性、ある個別制御可能素子１０２からの放射のスポットの断面のサイズまたは面積、及び／または、ある個別制御可能素子１０２からの放射のスポットの（ＸＹ面での）位置を決定するために使用されてもよい。
図２は、本発明のある実施の形態に係るリソグラフィ装置の概略上面図であり、センサ１１８のいくつかの例示的な配置を示す。ある実施の形態においては、１つ又は複数のセンサ１１８が、基板１１４を保持する基板テーブル１０６の内部又は表面に設けられている。例えば、センサ１１８は、基板テーブル１０６の前縁及び／または基板テーブル１０６の後縁に設けられていてもよい。この実施例においては、３個のセンサ１１８が示されており、個別制御可能素子１０２のアレイごとに１つのセンサが設けられている。望ましくは、これらは基板１１４により覆われない場所に配置される。代替的な又は追加的な実施例においては、センサは、基板テーブル１０６の側縁に、望ましくは基板１１４により覆われない場所に、設けられていてもよい。基板テーブル１０６の前縁のセンサ１１８は、個別制御可能素子１０２の露光前検出に使用可能である。基板テーブル１０６の後縁のセンサ１１８は、個別制御可能素子１０２の露光後検出に使用可能である。基板テーブル１０６の側縁のセンサ１１８は、個別制御可能素子１０２の露光中の検出（いわゆるオンザフライの検出）に使用可能である。
ある実施の形態においては、センサ１１８は、フレーム１６０に設けられており、ある個別制御可能素子１０２からの放射を、個別制御可能素子１０２のビーム経路にあるビーム方向変更構造（例えば反射ミラーの配列）を介して受ける。例えば、個別制御可能素子１０２がＸＹ面内で移動して、個別制御可能素子１０２がビーム方向変更構造に放射を与えるよう配置されることができる。ある実施の形態においては、センサ１１８は、フレーム１６０に設けられており、ある個別制御可能素子１０２からの放射をその個別制御可能素子１０２の背面側（すなわち露光放射が与えられるのと反対側）から受ける。同様に、個別制御可能素子１０２がＸＹ面内で移動して、個別制御可能素子１０２がセンサ１１８に放射を与えるよう配置されることができる。ある実施の形態においては、フレーム１６０にあるセンサ１１８は固定された場所にあるか、または、例えば関連するアクチュエータによって移動可能であってもよい。フレーム１６０にあるセンサ１１８は、露光前及び／または露光後の検知に加えて又はそれに代えて「オンザフライ」の検知を提供するよう使用されてもよい。ある実施の形態においては、センサ１１８は、基板テーブルが移動するであろう経路の下方（図３に示す）、その経路の側方、または基板テーブル１０６の上方に配置されている。ある実施の形態においては、センサ１１８は、仮に基板テーブル１０６がそこになかったとすれば図３において基板テーブル１０６のセンサ１１８を示す場所にアクチュエータによって移動されてもよい。こうした移動はＸ方向、Ｙ方向、及び／またはＺ方向であってもよい。センサ１１８はフレーム１６０に取り付けられ、アクチュエータを使用してフレーム１６０に対し変位可能であってもよい。
１つ又は複数の個別制御可能素子１０２により基板に向けて伝達される又は伝達されるはずの放射の性質を測定する動作においては、センサ１１８が、ある個別制御可能素子１０２からの放射の経路に、センサ１１８を移動させることによって、及び／または、その個別制御可能素子１０２の放射ビームを移動させることによって、配置される。そのため、ある実施例として、基板テーブル１０６は、ある個別制御可能素子１０２からの放射の経路に位置センサ１１８を移動させてもよい。この場合、センサ１１８は、露光区域２３４にて個別制御可能素子１０２の経路に位置決めされる。ある実施の形態においては、センサ１１８は、露光区域２３４外で個別制御可能素子１０２の経路に位置決めされてもよい。放射の経路に配置されると、センサ１１８は、放射を検出し、その放射の性質を測定することができる。検知を促進するために、センサ１１８が個別制御可能素子１０２に対し移動されてもよいし、及び／または、個別制御可能素子１０２（及び／またはビーム）がセンサ１１８に対し移動されてもよい。
他の実施例として、ある個別制御可能素子１０２からの放射がビーム方向変更構造に入射する位置へと、その個別制御可能素子１０２が移動されてもよい。ビーム方向変更構造はフレーム１６０上のセンサ１１８へとビームを誘導する。検知を促進するために、センサ１１８が個別制御可能素子１０２に対し移動されてもよいし、及び／または、個別制御可能素子１０２（及び／またはビーム）がセンサ１１８に対し移動されてもよい。
ある実施の形態においては、センサ１１８は固定されていてもよいし、移動していてもよい。固定されている場合、個別制御可能素子１０２及び／またはビームは望ましくは、検知を促進するために、固定されたセンサ１１８に対し移動可能である。センサ１１８による検知を促進するために、例えば、個別制御可能素子１０２がセンサ１１８（例えば、フレーム１６０上のセンサ１１８）に対し移動（例えば回転または平行移動）されてもよい。センサ１１８が移動可能である場合（例えばセンサ１１８が基板テーブル１０６にある場合）、個別制御可能素子１０２及び／またはビームは検知のために静止されていてもよいし、あるいは、例えば検知の高速化のために移動されてもよい。
センサ１１８は、偏向器１１２及び／または１つ又は複数の個別制御可能素子１０２のようなパターニングデバイス１０４を校正するために使用されてもよい。例えば、パターニングデバイスからのスポット位置をセンサ１１８により露光前に検出し、それに従ってシステムを校正することができる。そして、この予定スポット位置に基づいて露光を管理することができる（例えば、基板１１４の位置が制御されたり、個別制御可能素子１０２及び／またはビームの位置が制御されたり、個別制御可能素子１０２のオンオフ切り換えが制御されたりする）。また、複数の校正が順次行われてもよい。例えば、ある校正が露光直後に別の露光の前に、基板テーブル１０６の後縁にあるセンサ１１８を例えば使用して行われてもよい。校正は、毎回の露光前や、ある回数の露光後等に行われてもよい。また、スポット位置は、センサ１１８を使用してオンザフライで検出され、それに従って露光が管理されてもよい。偏向器１１２及び／または１つ又は複数の個別制御可能素子１０２のようなパターニングデバイス１０４はオンザフライ検知に基づいて再校正されてもよい。
ある実施の形態においては、位置センサが、１つ又は複数の個別制御可能素子１０２や偏向器１１２、レンズ等の位置を最大６自由度で決定するために設けられていてもよい。ある実施の形態においては、センサは、干渉計を備えてもよい。ある実施の形態においては、センサは、１つ又は複数の一次元エンコーダグレーティング及び／または１つ又は複数の二次元エンコーダグレーティングを検出するために使用され得るエンコーダを備えてもよい。
ある実施の形態においては、センサが、基板に伝達された放射の性質を決定するために設けられていてもよい。この実施形態においては、センサは、基板によって方向を変えられた放射を捕捉する。ある例示的な使用においては、センサにより捕捉された方向変更された放射は、ある個別制御可能素子１０２からの放射スポットの位置（例えば、ある個別制御可能素子１０２からの放射スポットの位置ずれ）の決定を促進するために使用されてもよい。特に、センサは、基板のちょうど露光された部分（すなわち潜像）から方向変更された放射を捕捉してもよい。方向変更された放射のこうした尾部の強度の測定結果は、スポットが適正に位置合わせされていたか否かの指標を与え得る。例えば、この尾部の反復測定は反復信号を与え、これはスポットの位置ずれを表すであろう偏差を与え得る（例えば、位相外れ信号が位置ずれを表すことができる）。例えば、３つの検出区域が設けられ、位置ずれの認識を促進するために、検出結果が比較され及び／または組み合わされてもよい。１つの検出区域だけが使用される必要がある。
ある実施の形態においては、１つ又は複数の個別アドレス可能素子１０２は移動可能である。例えば、１つ又は複数の個別アドレス可能素子１０２は、Ｘ方向、Ｙ方向、及び／またはＺ方向に移動可能であってもよい。追加的に又は代替的に、１つ又は複数の個別アドレス可能素子１０２は、Ｘ方向、Ｙ方向、及び／またはＺ方向まわりに回転（即ちＲｘ、Ｒｙ、及び／またはＲｚ運動）可能であってもよい。
ある実施の形態においては、１つ又は複数の個別アドレス可能素子１０２は、ビーム１１０の全体又は部分を投影するために１つ又は複数の個別アドレス可能素子が使用される露光区域と、その露光区域の外側の、１つ又は複数の個別アドレス可能素子が何らビーム１１０を投影しない場所と、の間を移動可能である。ある実施の形態においては、その１つ又は複数の個別アドレス可能素子１０２は、露光区域２３４（図３０（Ａ）−（Ｃ）における影付き領域）においてオンに又は少なくとも部分的にオンに切り換え（すなわち、素子が放射を発し）、露光区域２３４の外側に位置するときオフ（すなわち、素子が放射を発しない）に切り換えられる放射発光デバイスである。
ある実施の形態においては、１つ又は複数の個別アドレス可能素子１０２は、露光区域２３４の内側及び外側でオンに切り換えられ得る放射発光デバイスである。こうした状況においては、１つ又は複数の個別アドレス可能素子１０２は、補償露光を提供するために露光区域２３４の外側でオンに切り換えられてもよい。補償露光は例えば、１つ又は複数の個別アドレス可能素子１０２によって露光区域２３４にて適正に放射が投影されなかった場合になされる。
ある実施の形態においては、露光区域２３４は細長い線である。ある実施の形態においては、露光区域２３４は、１つ又は複数の個別アドレス可能素子１０２の一次元アレイである。ある実施の形態においては、露光区域２３４は、１つ又は複数の個別アドレス可能素子１０２の二次元アレイである。ある実施の形態においては、露光区域２３４は、細長い。
ある実施の形態においては、移動可能な個別アドレス可能素子１０２の各々は、別々に移動可能であり、１つのユニットとして一緒に移動可能である必要はない。
ある実施の形態においては、１つ又は複数の個別アドレス可能素子１０２は、少なくともビーム１１０の投影中においてビーム１１０の伝播方向に交差する方向に移動可能であり、使用時に移動される。例えば、ある実施の形態においては、１つ又は複数の個別アドレス可能素子１０２は、ビーム１１０の投影中にビーム１１０の伝播方向に実質的に垂直な方向に移動する放射発光デバイスである。
ある実施の形態においては、個別アドレス可能素子１０２の１つ又は複数のアレイ２３０は横方向変位可能プレート及び／または回転可能プレートであり、図３４に示されるように、当該プレートに沿って配列された複数の空間的に隔てられた個別アドレス可能素子１０２を有する。例えば、使用時において、各プレートは方向２３８に沿って平行移動する。使用時において個別アドレス可能素子１０２が露光区域２３４（図３０（Ａ）−（Ｃ）において影付き領域で示す）に配置されるように運動のタイミングが適切に調整されており、それによってビーム１１０の全体又は部分が投影される。例えば、ある実施の形態においては、１つ又は複数の個別アドレス可能素子１０２は放射発光デバイスであり、個別アドレス可能素子１０２のオンオフ切り換えは、１つ又は複数の個別アドレス可能素子１０２が露光区域２３４にあるときオンに切り換えられるように、タイミングが調整されている。例えば、図３４（Ａ）には、放射発光ダイオードの複数の二次元アレイ２３０が方向２３８に移動されている（２つのアレイが正の方向２３８で、その２つのアレイの中間のアレイが負の方向２３８である）。放射発光ダイオード１０２のオンオフ切り換えは、各アレイ２３０のある放射発光ダイオード１０２が露光区域２３４にあるときオンに切り換えられるように、タイミングが調整されている。もちろん、アレイ２３０は、例えばアレイ２３０の移動範囲末端に達したとき、反対方向に（つまり、２つのアレイが負の方向２３８に、それら２つのアレイの中間のアレイが正の方向２３８に）移動することができる。ある他の実施の形態においては、図３４（Ｂ）において、複数の交互配置された放射発光ダイオード一次元アレイ２３０が方向２３８に移動されている（正の方向２３８と負の方向２３８とが交互である）。放射発光ダイオード１０２のオンオフ切り換えは、各アレイ２３０のある放射発光ダイオード１０２が露光区域２３４にあるときオンに切り換えられるように、タイミングが調整されている。もちろん、アレイ２３０は反対方向に移動することができる。ある他の実施の形態においては、図３４（Ｃ）において、単一の放射発光ダイオードアレイ２３０（一次元で図示するがそれは必須ではない）が方向２３８に移動されている。放射発光ダイオード１０２のオンオフ切り換えは、各アレイ２３０のある放射発光ダイオード１０２が露光区域２３４にあるときオンに切り換えられるように、タイミングが調整されている。
ある実施の形態においては、各アレイ２３０は回転可能プレートであり、当該プレートまわりに配列された複数の空間的に隔てられた個別アドレス可能素子１０２を有する。使用時において、各プレートが自身の軸２３６まわりに回転する。アレイ２３０は、時計回り方向及び反時計回り方向に交互に回転してもよい。あるいは、アレイ２３０の各々が時計回り方向に回転してもよいし、または反時計回り方向に回転してもよい。ある実施の形態においては、アレイ２３０は、全周に回転する。ある実施の形態においては、アレイ２３０は、全周より小さい弧を回転する。ある実施の形態においては、アレイ２３０は、基板をＺ方向に走査する場合には例えば、Ｘ方向またはＹ方向に延びる軸まわりに回転してもよい。
ある実施の形態においては、回転可能プレートは、図３４（Ｄ）に示す構成を有してもよい。例えば、図３４（Ｄ）には、回転可能プレートの概略上面図が示される。回転可能プレートは、プレートまわりに配列された個別アドレス可能素子１０２の１つ又は複数のサブアレイ２４０を有するアレイ２３０を有してもよい（図３４（Ｄ）においては多数のサブアレイ２４０が示されているが、１つのアレイ２３０、２４０だけを有してもよい）。図３４（Ｄ）においては、サブアレイ２４０は、ある１つのサブアレイ２４０のある個別アドレス可能素子１０２が別のサブアレイ２４０の２つの個別アドレス可能素子１０２の間にあるようにして互いにずれている。しかし、サブアレイ２４０の個別アドレス可能素子１０２は互いに位置を合わせてあってもよい。個別アドレス可能素子１０２は、モータ２４２によって軸２３６まわりに（本例では、図３４（Ｄ）におけるＺ方向にモータ２４２を通る軸２３６まわりに）個別的に又は一緒に回転させられてもよい。モータ２４２は、回転可能プレートに取り付けられフレーム（例えばフレーム１６０）に接続されていてもよいし、または、フレーム（例えばフレーム１６０）に取り付けられ回転可能プレートに接続されていてもよい。ある実施の形態においては、モータ２４２（または、例えば、他のいずれかの場所に配置された何らかのモータ）は、個別的にであっても一緒にであってもよいが、個別アドレス可能素子１０２にその他の移動をもたらしてもよい。例えば、モータ２４２は、１つ又は複数の個別アドレス可能素子１０２のＸ方向、Ｙ方向、及び／またはＺ方向の平行移動をもたらしてもよい。追加的に又は代替的に、モータ２４２は、１つ又は複数の個別アドレス可能素子１０２のＸ方向及び／またはＹ方向まわりの回転（即ちＲｘ運動及び／またはＲｙ運動）をもたらしてもよい。
使用時において個別アドレス可能素子１０２が露光区域２３４に配置されるように運動のタイミングが適切に調整されており、それによってビーム１１０の全体又は部分が投影される。例えば、ある実施の形態においては、１つ又は複数の個別アドレス可能素子１０２は放射発光デバイスであり、個別アドレス可能素子１０２のオンオフ切り換えは、１つ又は複数の個別アドレス可能素子１０２が露光区域２３４にあるときオンに切り換えられ、区域２３４外にあるときオフに切り換えられるように、タイミングが調整されている。そのため、ある実施の形態においては、放射発光デバイス１０２はすべてが運動中にオンに維持され、その後、一部の放射発光デバイス１０２が露光区域２３４にてオフに変調されることもあり得る。放射発光デバイス１０２と基板との間で露光区域２３４の外側にある適切なシールドが、露光区域２３４外でオンに切り換えられた放射発光デバイス１０２から露光区域２３４を遮蔽するために必要とされるかもしれない。放射発光デバイス１０２を一貫してオンにすることは、放射発光デバイス１０２を使用中に実質的に均一の温度にするのに役立つ。ある実施の形態においては、放射発光デバイス１０２は大半の期間オフに維持されており、１つ又は複数の放射発光デバイス１０２が露光区域２３４でオンに切り換えられることもあり得る。
ある実施の形態においては、（例えば回転可能プレート上に）理論的に必要とされるよりも多数の移動可能個別アドレス可能素子を設けてもよい。こうした構成の潜在的利点は、１つ又は複数の可動個別アドレス可能素子が壊れるか動作不能である場合に、他の１つ又は複数の可動個別アドレス可能素子を代わりに使用することができることにある。追加的に又は代替的に、余剰の可動個別アドレス可能素子は、個別アドレス可能素子の熱負荷制御に利点があり得る。可動個別アドレス可能素子の数が多ければ、可動個別アドレス可能素子が露光区域２３４外で冷却される機会が増えるからである。
ある実施の形態においては、１つ又は複数の個別アドレス可能素子１０２は、温度制御構成を備えてもよい。例えば、アレイ２３０は、アレイを冷却する冷却流体をアレイ２３０に接触させ、近接させ、又は通過させて輸送するための流体（例えば液体）導管を有してもよい。導管は、導管を通じて流体を循環させるために適切な熱交換器及びポンプに接続されていてもよい。センサがアレイの内部、表面、又は近傍に設けられ、アレイ２３０のあるパラメタを測定し、測定結果が例えば熱交換器及びポンプにより供給される流体流れの温度を制御するために使用されてもよい。ある実施の形態においては、センサはアレイ２３０の本体の膨張及び／または収縮を測定し、測定結果が熱交換器及びポンプにより供給される流体流れの温度を制御するために使用されてもよい。こうした膨張及び／または収縮は温度の代用であり得る。ある実施の形態においては、センサは、アレイ２３０に一体化されていてもよいし、アレイ２３０から分離されていてもよい。アレイ２３０から分離されたセンサは光学センサであってもよい。
ある実施の形態においては、アレイ２３０は、放熱のための表面積を大きくするための１つ又は複数のフィンを有してもよい。フィンは例えば、アレイ２３０の上面及び／またはアレイ２３０の側面にあってもよい。任意選択として、１つ又は複数の別のフィンがアレイ２３０上のフィンと協働して放熱を促進するよう設けられていてもよい。例えば、別のフィンは、アレイ２３０上のフィンからの熱を吸収可能であり、流体（例えば液体）導管と関連する熱交換器／ポンプとを備えてもよい。
ある実施の形態においては、アレイ２３０は、流体による放熱を促進するために流体をアレイ２３０本体に接触状態に維持するよう構成されている流体閉じ込め構造に又はその近傍に配置されていてもよい。ある実施の形態においては、流体は液体、例えば水であってもよい。ある実施の形態においては、流体閉じ込め構造はアレイ２３０本体との間にシールを提供する。ある実施の形態においては、このシールは、例えば気体流れ又は毛管力によってもたらされる非接触シールであってもよい。ある実施の形態においては、流体は、流体導管に関して説明したのと同様に、放熱を高めるために循環する。流体は流体供給装置により供給されてもよい。ある実施の形態においては、アレイ２３０は、流体による放熱を促進するために流体をアレイ２３０本体に向けて投射するよう構成されている流体供給装置に又はその近傍に配置されていてもよい。ある実施の形態においては、流体は気体、例えば清浄乾燥空気、Ｎ２、不活性ガス等である。
ある実施の形態においては、アレイ２３０本体は、実質的に固体の構造であり、例えば流体導管のための空洞を有する。ある実施の形態においては、アレイ２３０本体は、大半が開放された実質的にフレーム型構造であり、種々の構成部品例えば個別アドレス可能素子１０２や流体導管等が取り付けられる。この開放型構造は気体流れを促進し、及び／または、表面積を増加させる。ある実施の形態においては、アレイ２３０本体は、気体流れを促進するために、及び／または、表面積を増加させるために、本体内部へと進入し又は本体を貫通する複数の空洞を有する実質的に固体の構造である。
上述の実施の形態においては冷却が提供されるが、それに代えて又はそれとともに、加熱が提供されてもよい。
ある実施の形態においては、アレイ２３０は望ましくは、露光使用の間、実質的に一定の安定状態の温度に保たれる。そのため、例えば、アレイ２３０のすべての又は多くの個別アドレス可能素子１０２は、所望の安定状態温度に又はその近傍に達するよう露光前に電源が入れられ、露光中に安定状態温度を維持するようアレイ２３０を冷却及び／または加熱するために１つ又は複数の温度制御構成のいずれかが使用されてもよい。ある実施の形態においては、１つ又は複数の温度制御構成のいずれかが、所望の安定状態温度に又はその近傍に達するよう露光前にアレイ２３０を加熱するために使用されてもよい。そうして、露光中に、１つ又は複数の温度制御構成のいずれかが、安定状態温度を維持するようアレイ２３０を冷却及び／または加熱するために使用されてもよい。上述のセンサからの測定結果が安定状態温度を維持するようフィードフォワードまたはフィードバックに使用されてもよい。ある実施の形態においては、複数のアレイ２３０の各々が同一の安定状態温度を有してもよいし、複数のアレイ２３０のうち１つ又は複数のアレイ２３０が複数のアレイ２３０のうち他の１つ又は複数のアレイ２３０とは異なる安定状態温度を有してもよい。ある実施の形態においては、アレイ２３０は、所望の安定状態温度よりも高温に加熱されてから、１つ又は複数の温度制御構成のいずれかによる冷却によって、及び／または、所望の安定状態温度よりも高温に保つほどには個別アドレス可能素子１０２が使用されないことによって、露光中に降温される。
ある実施の形態においては、１つ又は複数の個別アドレス可能素子１０２についての前述の移動及び温度制御は、レンズ１２２、偏向器１１２、レンズ１２４、レンズ１４０、及び／または、レンズ１７０から選択される１つ又は複数といった他の要素に適用されてもよい。また、これら各種の要素の１つ又は複数は、他種の要素の１つ又は複数に対し移動可能であってもよいし、及び／または、同種の要素の１つ又は複数に対し移動可能であってもよい。例えば、レンズ１４０及び／またはレンズ１７０は、１つ又は複数の個別アドレス可能素子１０２に対し移動可能であってもよく、例えば、１つ又は複数のレンズ１４０及び／またはレンズ１７０は、他の１つ又は複数のレンズ１４０及び／またはレンズ１７０に対し移動可能であってもよい。
ある実施の形態においては、本書に述べるレンズアレイは、個別アドレス可能素子に関連づけられ又は一体化されている。例えば、レンズアレイ１２２がアレイ２３０の各々に取り付けられて、個別アドレス可能素子１０２とともに移動可能（例えば回転可能）であってもよい。レンズアレイは個別アドレス可能素子１０２に対し（例えばＺ方向に）変位可能であってもよい。ある実施の形態においては、複数のレンズアレイが１つのアレイ２３０に設けられ、レンズアレイプレートの各々が複数の個別アドレス可能素子１０２の別々のサブセットに関連付けられていてもよい。
ある実施の形態においては、単一の個別のレンズ１２２が各個別アドレス可能素子１０２の前方に取り付けられ、その個別アドレス可能素子１０２とともに移動可能（例えば回転可能）であってもよい。また、レンズ１２２は、アクチュエータを使用することによって、個別アドレス可能素子１０２に対し（例えばＺ方向に）変位可能であってもよい。ある実施の形態においては、個別アドレス可能素子１０２及びレンズ１２２は、アクチュエータによってアレイ２３０の本体に対し一緒に変位されてもよい。ある実施の形態においては、アクチュエータは、レンズ１２２を（即ち、個別アドレス可能素子１０２に対し、または、個別アドレス可能素子１０２とともに）Ｚ方向に変位させるだけのために構成されている。ある実施の形態においては、アクチュエータは、最大３自由度（Ｚ方向、Ｘ軸まわりの回転、及び／またはＹ軸まわりの回転）でレンズ１２２を変位させるよう構成されている。ある実施の形態においては、アクチュエータは、最大６自由度でレンズ１２２を変位させるよう構成されている。レンズ１２２が個別アドレス可能素子１０２に対し移動可能である場合、レンズ１２２はアクチュエータによって、レンズ１２２の焦点位置を基板に対して変化させるために移動されてもよい。レンズ１２２が個別アドレス可能素子１０２とともに移動可能である場合、レンズ１２２の焦点位置は実質的に一定であるが基板に対し変位させられる。ある実施の形態においては、レンズ１２２の移動は、アレイ２３０の各個別アドレス可能素子１０２に関連付けられた各レンズ１２２について個別に制御される。ある実施の形態においては、複数のレンズ１２２のうちあるサブセットは一緒に、複数の個別アドレス可能素子１０２のうち関連付けられたサブセットに対して又はそれとともに移動可能である。後者の場合、データのオーバーヘッドを小さくし、及び／または、応答を速くするために、焦点制御の精確さが犠牲となりうる。ある実施の形態においては、ある個別アドレス可能素子１０２によりもたらされる放射スポットのサイズはデフォーカスによって調整されてもよい。つまり、デフォーカスするにつれてスポットサイズが大きくなる。
ある実施の形態においては、個別アドレス可能素子１０２は放射発光デバイス例えばレーザダイオードであってもよい。こうした放射発光デバイスは高い空間コヒーレンスを有することがあるため、スペックルが問題となりうる。このようなスペックル問題を回避するために、放射発光デバイスにより発せられる放射は、あるビーム部分の位相を他のビーム部分に対しずらすことによりスクランブルされるべきである。ある実施の形態においては、プレートが、例えばフレーム１６０に配置されており、個別アドレス可能素子１０２とプレートとの相対移動があってもよい。プレートによって、個別アドレス可能素子１０２により基板へと発せられた放射の空間コヒーレンスが乱される。ある実施の形態においては、プレートはレンズ１２２とそれに関連する個別アドレス可能素子１０２との間に配置される。ある実施の形態においては、プレートはレンズ１２２と基板との間に配置されてもよい。
ある実施の形態においては、空間コヒーレンス破壊デバイスが基板と少なくとも個別アドレス可能素子１０２との間に配置されていてもよい。ある実施の形態においては、空間コヒーレンス破壊デバイスは、個別アドレス可能素子１０２と基板との間のビーム経路に配置され又は配置可能である。ある実施の形態においては、空間コヒーレンス破壊デバイスは、位相変調器、振動プレート、または回転プレートである。個別アドレス可能素子１０２が基板へと放射を投影すると、空間コヒーレンス破壊デバイスによって、個別アドレス可能素子１０２により発せられた放射の空間コヒーレンスが乱される。
ある実施の形態においては、レンズ１２２アレイは（ユニットとして一緒に、又は個別のレンズとして）、レンズアレイからアレイ２３０への伝熱を促進し、それにより冷却が有利に提供されるように、望ましくは熱伝導率の高い材料を介してアレイ２３０に取り付けられている。
ある実施の形態においては、１つ又は複数のフォーカスセンサまたはレベルセンサが設けられていてもよい。例えば、センサは、各個別アドレス可能素子１０２について、または、複数の個別アドレス可能素子１０２について、フォーカスを測定するよう構成されていてもよい。従って、焦点外れ状態が検出された場合に、各個別アドレス可能素子１０２について、または、複数の個別アドレス可能素子１０２について、フォーカスが補正されてもよい。例えば、レンズ１２２をＺ方向に（及び／またはＸ軸まわりに、及び／またはＹ軸まわりに）移動させることによって、フォーカスが補正されてもよい。
ある実施の形態においては、センサは、ある個別アドレス可能素子１０２に一体化されている（あるいは、複数の個別アドレス可能素子１０２に一体化されていてもよい）。例えば、フォーカス検出ビームが基板表面で方向変更され（例えば反射され）、レンズ１２２を通過して、レンズ１２２と個別アドレス可能素子１０２の間の半透明ミラーにより検出器へと向けられる。ある実施の形態においては、フォーカス検出ビームは露光のために使用される放射であって、基板にて向きが変えられたものであってもよい。ある実施の形態においては、フォーカス検出ビームは、基板に向けられた専用のビームが基板で向きを変えられて検出ビームとなったものでもよい。ナイフエッジ（アパーチャでもあり得る）がビームの経路においてビームが検出器に入射する手前に設けられていてもよい。この例においては、検出器は、少なくとも２つの放射感応部分（例えば領域または検出器）を備える。基板に焦点が合っているとき、エッジに鮮明な像が形成され、検出器の放射感応部分は等量の放射を受ける。基板が焦点から外れているとき、ビームがシフトしてエッジの前方又は後方に像が形成されるであろう。そのためエッジがビームのある部分を遮断し、検出器の一方の放射感応部分が他方の放射感応部分よりも少量の放射を受ける。検出器の放射感応部分からの出力信号を比較することにより、ビームの向きを変更させた基板面が所望位置からどの程度の量及びどの方向に異なるかを得ることができる。信号は電子的に処理され、例えばレンズ１２２を調整する制御信号を生成してもよい。ミラー、エッジ、及び検出器は、アレイ２３０に搭載されていてもよい。ある実施の形態においては、検出器はクワッドセルであってもよい。
ある実施の形態においては、レンズアレイ１７０以外にはパターニングデバイス１０４と基板１１４との間に光学系が存在しない。よってリソグラフィ装置１００は、パターニングデバイス１０４と、投影系１０８と、を備える。この場合、投影系１０８は、変調された放射ビーム１１０を受けるよう配設されたレンズのアレイ１７０のみを備える。変調された放射ビーム１１０の各部分はパターニングデバイス１０４の１つ又は複数の個別制御可能素子に対応しており、ビーム１１０のある部分はレンズアレイ１７０のあるレンズを通り、ビーム１１０の別の部分は別のレンズを通る。各レンズは変調放射ビーム１１０の対応部分を基板上に位置する一点に集束する。こうして放射スポットＳの配列（図３２参照）が基板１１４に露光される。自由作動距離が基板１１４とレンズアレイ１７０との間に設けられる。この距離は、基板１１４及び／またはレンズアレイ１７０が例えば焦点補正のために移動することを許容する。ある実施の形態においては、レンズアレイ１７０は０．１５のＮＡを与えることができる。
図３５は、本発明のある実施の形態に係り、ＸＹ面内で実質的に静止した複数の個別制御可能素子１０２（例えばレーザダイオード）とそれに対し移動可能である光学素子２５０（例えばレンズ１２４及び／またはレンズ１７０）とを有するリソグラフィ装置の部分のレイアウトの概略上面図を示す。この実施形態においては、複数の個別制御可能素子１０２がフレームに取り付けられてＸＹ面内で実質的に静止しており、複数の光学素子２５０がこれら個別制御可能素子１０２に対し実質的にＸＹ面内で（図３５において矢印２５４で示されるように）移動し、基板が方向２５２に移動する。ある実施の形態においては、光学素子２５０は、軸まわりに回転することにより個別制御可能素子１０２に対し移動する。ある実施の形態においては、光学素子２５０は、軸まわりに（例えば図３５に示す方向に）回転する構造に搭載され、（例えば図３５に部分的に示すように）円形に配列されている。
個別制御可能素子１０２の各々が移動する光学素子２５０に、例えば偏向器１１２を通じてビームを与える。ある実施の形態においては、個別制御可能素子１０２には、プレート２５０にコリメートビームを与える１つ又は複数のコリメートレンズが関連づけられている。ある実施の形態においては、コリメートレンズはＸＹ面内で実質的に静止しており、個別制御可能素子１０２が取り付けられているフレームに取り付けられている。
この実施形態においては、コリメートビームの断面幅は、光学素子２５０の断面幅よりも小さい。そのため、例えば、光学素子２５０の光学的に透過可能な部位の内側に完全にコリメートビームが収まるようになるや否や、個別制御可能素子１０２（例えばレーザダイオード）がオンに切り換えられる。そして、光学素子２５０の光学的に透過可能な部位の外側にビームがくると、個別制御可能素子１０２（例えばレーザダイオード）がオフに切り換えられる。よって、ある実施の形態においては、ある個別制御可能素子１０２からのビームはどの任意の一時点においても１つの光学素子２５０を通過する。個別制御可能素子１０２からのビームを光学素子２５０が横断することによって、オンに切り換えられている個別制御可能素子１０２の各々から対応する結像ライン２５６が基板上にもたらされる。図３５においては３本の結像ライン２５６が、図３５における３つの個別制御可能素子１０２の各々に対して示されている。図３５におけるその他の個別制御可能素子１０２も対応する結像ライン２５６を基板上に生成することは明らかである。
図３５のレイアウトにおいては、光学素子２５０のピッチは１．５ｍｍであってもよく、各個別制御可能素子１０２からのビームの断面幅（例えば直径）は０．５ｍｍより若干小さい。この構成によると、各個別制御可能素子１０２により長さ約１ｍｍの線を書くことが可能である。よって、ビーム直径が０．５ｍｍで光学素子２５０の直径が１．５ｍｍであるこの構成においては、デューティサイクルが６７％の高さになる。光学素子２５０に対する個別制御可能素子１０２の適切な位置決めがなされることで、基板の全幅を完全にカバーすることが可能である。そこで、例えば、標準的な直径５．６ｍｍのレーザダイオードのみが使用される場合に、レーザダイオードの図３５に示すような列をいくつか用いて、基板の全幅をカバーするようにすることができる。そこで、この実施形態においては、固定された個別制御可能素子１０２のアレイを単に使用する場合よりも、又はおそらくは、本書に述べる移動可能な個別制御可能素子１０２を使用する場合よりも、少ない数の個別制御可能素子１０２（例えばレーザダイオード）を使用することが可能であり得る。
ある実施の形態においては、光学素子２５０の各々は同一であるべきである。各個別制御可能素子１０２がすべての移動光学素子２５０によって結像されるからである。この実施形態においては、ＮＡが大きい、例えば、０．３より大きい、０．１８より大きい、又は０．１５より大きいレンズが必要であるが、すべての光学素子２５０は視野を結像する必要がない。この単一素子の光学系によって、回折が制限された結像が可能である。
基板上でのビームの焦点は光学素子２５０の光軸に固定されており、ビームが光学素子のどこに入るかにはよらない（例えば図３６を参照。これは図３５のリソグラフィ装置の一部の概略三次元図である）。この構成の不利な点は、光学素子２５０から基板に向かうビームがテレセントリックではなく、その結果、焦点誤差がオーバレイ誤差につながりうることである。
この実施形態においては、ＸＹ面内で移動していない要素を使用した（例えば個別制御可能素子１０２における）焦点調整が、口径食を引き起こす可能性がある。従って、所望の焦点調整は、移動光学素子２５０においてなされるべきである。これにより、移動光学素子２５０よりも高周波数のアクチュエータが必要となりうる。
図３７は、本発明のある実施の形態に係り、ＸＹ面で実質的に静止した個別制御可能素子と、それらに対し移動可能な光学素子と、を有するリソグラフィ装置の部分のレイアウトの概略側面図であり、ある個別制御可能素子に関し光学素子セット２５０の３箇所の異なる回転位置を示す。この実施形態においては、図３１及び図３２のリソグラフィ装置は、ある個別制御可能素子１０２からのコリメートビームを受ける光学素子２５０が２つのレンズ２６０、２６２を備えるよう拡張されている。図３５と同様に、光学素子２５０はＸＹ面内で個別制御可能素子１０２に対し移動する（例えば、光学素子２５０を少なくとも部分的に輪状に配列した軸まわりに回転する）。この実施形態においては、個別制御可能素子１０２からのビームは、光学素子２５０に到達する手前でレンズ２６４によりコリメートされる。しかし、ある実施の形態においては、こうしたレンズは設けられていなくてもよい。レンズ２６４はＸＹ面内で実質的に静止している。基板はＸ方向に移動する。
２つのレンズ２６０、２６２は、個別制御可能素子１０２から基板へのコリメートビームの光路において基板へのビームをテレセントリックにするよう配設されている。個別制御可能素子１０２とレンズ２６２との間のレンズ２６０は、実質的に焦点距離が等しい２つのレンズ２６０Ａ、２６０Ｂを備える。個別制御可能素子１０２からのコリメートビームは２つのレンズ２６０Ａ、２６０Ｂ間で集束され、そうしてレンズ２６０Ｂはビームを結像レンズ２６２へとコリメートする。結像レンズ２６２はビームを基板上に結像する。
この実施形態においては、レンズ２６０は個別制御可能素子１０２に対しＸＹ面内である速度で（例えば毎分ある回転数（ｒｐｍ）で）移動する。よって、この実施形態においては、仮に結像レンズ２６２がレンズ２６０と同じ速さで移動したならば、レンズ２６０から出るコリメートビームはＸＹ面内で移動結像レンズ２６２の２倍の速さを有するであろう。そこで、この実施形態においては、結像レンズ２６２は、個別制御可能素子１０２に対してレンズ２６０とは異なる速さで移動する。特に、結像レンズ２６２がＸＹ面内でレンズ２６０の２倍の速さで（レンズ２６０の２倍のｒｐｍで）移動することで、ビームが基板上でテレセントリックに集束されるようになる。レンズ２６０から出るコリメートビームの結像レンズ２６２へのこうした位置合わせが図３７において３箇所の例示的な位置で概略的に示されている。また、基板上への実際の投影は図３５の例に比べて２倍の速さで行われるので、個別制御可能素子１０２のパワーは２倍であるべきである。
この実施形態においては、ＸＹ面内で移動していない要素を使用した（例えば個別制御可能素子１０２における）焦点調整が、テレセントリック性を損なわせ、口径食を引き起こす可能性がある。従って、所望の焦点調整は、移動光学素子２５０においてなされるべきである。
また、この実施形態においては、すべての光学素子２５０は視野を結像する必要がない。この単一素子の光学系によって、回折が制限された結像が可能である。約６５％のデューティサイクルが可能である。ある実施の形態においては、これらのレンズ２６４、２６０Ａ、２６０Ｂ、及び２６２は、２つの非球面レンズと２つの球面レンズとを備えてもよい。
図３８は、本発明のある実施の形態に係り、ＸＹ面で実質的に静止した個別制御可能素子と、それらに対し移動可能な光学素子と、を有するリソグラフィ装置の部分のレイアウトの概略側面図であり、ある個別制御可能素子に関し光学素子セット２５０の３箇所の異なる回転位置を示す。この実施の形態においては、図３７に関し説明したように異なる速さでレンズが移動することを避けるために、いわゆる４ｆテレセントリックイン／テレセントリックアウト結像システムが、図３８に示すように移動光学素子２５０に使用され得る。移動光学素子２５０は、ＸＹ面内で実質的に同じ速さで移動する（例えば、光学素子２５０を少なくとも部分的に輪状に配列した軸まわりに回転する）２つの結像レンズ２６６、２６８を備え、入力としてテレセントリックビームを受け、テレセントリック結像ビームを基板に出力する。この構成で倍率が１である場合、基板上の像は移動光学素子２５０の２倍の速さで移動する。基板はＸ方向に移動する。この構成においては、光学系は、比較的大きいＮＡ、例えば０．３より大きいＮＡ、０．１８より大きいＮＡ、又は０．１５より大きいＮＡで、視野を結像する必要があるかもしれない。この構成では２つの単一素子の光学系は可能でないかもしれない。非常に正確な位置合わせ公差をもつ６個以上の素子が、回折制限された像を得るのに必要であるかもしれない。約６５％のデューティサイクルが可能である。この実施形態においては、移動光学素子２５０に沿って又はそれと連携しては移動しない素子を用いて局所的に集束することも比較的容易である。
図３９は、本発明のある実施の形態に係り、ＸＹ面で実質的に静止した個別制御可能素子と、それらに対し移動可能な光学素子と、を有するリソグラフィ装置の部分のレイアウトの概略側面図であり、ある個別制御可能素子に関し光学素子セット２５０の５箇所の異なる回転位置を示す。この実施の形態においては、図３７に関し説明したように異なる速さでレンズが移動することを避け、かつ図３８に関し説明したように視野を結像させない光学系を有するために、ＸＹ面内で実質的に静止したレンズの組み合わせが移動光学素子２５０に結合される。図３９を参照するに、個別制御可能素子１０２が設けられており、これはＸＹ面内で実質的に静止している。ＸＹ面内で実質的に静止している任意選択のコリメートレンズ２６４が、個別制御可能素子１０２からのビームをコリメートし、そのコリメートビーム（０．５ｍｍの断面幅（例えば直径）を例えば有する）をレンズ２７０に与えるために設けられている。
レンズ２７０もＸＹ面内で実質的に静止しており、コリメートビームを移動光学素子２５０の視野レンズ２７２（１．５ｍｍの断面幅（例えば直径）を例えば有する）に集束する。レンズ２７２は比較的長い焦点距離を有する（例えば、ｆ＝２０ｍｍ）。
可動光学素子２５０の視野レンズ２７２は、個別制御可能素子１０２に対し移動する（例えば、光学素子２５０を少なくとも部分的に輪状に配列した軸まわりに回転する）。視野レンズ２７２は、可動光学素子２５０の結像レンズ２７６へとビームを方向付ける。視野レンズ２７２と同様に、結像レンズ２７６は、個別制御可能素子１０２に対し移動する（例えば、光学素子２５０を少なくとも部分的に輪状に配列した軸まわりに回転する）。この実施形態においては、視野レンズ２７２は結像レンズ２７６と実質的に同じ速さで移動する。視野レンズ２７２と結像レンズ２７６との一組が互いに位置合わせされている。基板はＸ方向に移動する。
視野レンズ２７２と結像レンズ２７６との間にレンズ２７４がある。レンズ２７４はＸＹ面内で実質的に静止しており、視野レンズ２７２から結像レンズ２７６へのビームをコリメートする。レンズ２７４は比較的長い焦点距離を有する（例えば、ｆ＝２０ｍｍ）。
この実施形態においては、視野レンズ２７２の光軸が対応する結像レンズ２７４の光軸に一致すべきである。視野レンズ２７２は、レンズ２７４によりコリメートされるビームの主光線が結像レンズ２７６の光軸に一致するようビームが折り曲げられるように設計されている。このようにして基板に向かうビームがテレセントリックとなる。
レンズ２７０、２７４は、Ｆ値が大きいことにより、単純な球面レンズであってもよい。視野レンズ２７２は結像品質に影響すべきでなく、これも球面素子であってもよい。この実施形態においては、コリメートレンズ２６４及び結像レンズ２７６は、視野を結像する必要がないレンズである。こうした単一素子の光学系を用いて、回折が制限された結像が可能である。約６５％のデューティサイクルが可能である。
図４０は、本発明のある実施の形態に係り、ＸＹ面で実質的に静止した個別制御可能素子と、それらに対し移動可能な光学素子と、を有するリソグラフィ装置の部分のレイアウトの概略側面図である。この実施形態においては、ＸＹ面で実質的に静止した個別制御可能素子１０２を移動光学素子２５０に接続するために、光デローテータが使用される。
この実施形態においては、個別制御可能素子１０２は、任意選択のコリメートレンズとともに、リング状に配設されている。２つのパラボラミラー２７８、２８０が個別制御可能素子１０２からのコリメートビームのリングをデローテータ２８２に許容可能な直径に縮小する。図４０においてはペシャンプリズムがデローテータ２８２として使用されている。デローテータが光学素子２５０の半分の速さで回転する場合、各個別制御可能素子１０２は対応する光学素子２５０に対し実質的に静止しているように見える。２つの更なるパラボラミラー２８４、２８６がデローテータ２８２からのデローテートされたビームのリングを移動光学素子２５０に許容可能な直径に拡大する。基板はＸ方向に移動する。
この実施形態においては、各個別制御可能素子１０２が１つの光学素子２５０と組になっている。したがって、すべての個別制御可能素子１０２を同心リングに搭載することは可能でないかもしれず、そのため基板の全幅をカバーすることはできないかもしれない。約３３％のデューティサイクルが可能である。この実施形態においては、光学素子２５０は視野を結像する必要がないレンズである。
図４１は、本発明のある実施の形態に係り、ＸＹ面で実質的に静止した個別制御可能素子と、それらに対し移動可能な光学素子と、を有するリソグラフィ装置の部分のレイアウトの概略側面図であり、ある個別制御可能素子に関し光学素子セット２５０の５箇所の異なる回転位置を示す。
図４１を参照するに、ある個別制御可能素子１０２が設けられており、これはＸＹ面内で実質的に静止している。可動光学素子２５０は複数のレンズセットを備える。各レンズセットは視野レンズ２７２と結像レンズ２７６とを備える。基板はＸ方向に移動する。
可動光学素子２５０の視野レンズ２７２（例えば球面レンズ）は、個別制御可能素子１０２に対して方向２８８に移動する（例えば、光学素子２５０を少なくとも部分的に輪状に配列した軸まわりに回転する）。視野レンズ２７２は、可動光学素子２５０の結像レンズ２７６（例えば、両面非球面レンズ等の非球面レンズ）へとビームを方向付ける。視野レンズ２７２と同様に、結像レンズ２７６は、個別制御可能素子１０２に対し移動する（例えば、光学素子２５０を少なくとも部分的に輪状に配列した軸まわりに回転する）。この実施形態においては、視野レンズ２７２は結像レンズ２７６と実質的に同じ速さで移動する。
視野レンズ２７２の焦点面は位置２９０にて結像レンズ２７６の後焦点面に一致し、テレセントリックイン／テレセントリックアウトのシステムが与えられる。図３９の構成とは異なり、結像レンズ２７６はある視野を結像する。視野レンズ２７２の焦点距離は、結像レンズ２７６の視野サイズが２度乃至３度の半角より小さいようになっている。この場合でも、単一素子の光学系（例えば単一の両面非球面素子）で回折が制限された結像を得ることが可能である。視野レンズ２７２は、個々の視野レンズ２７２が互いに隙間なく搭載されるよう配設されている。この場合、個別制御可能素子１０２のデューティサイクルは約９５％が可能である。
結像レンズ２７６の焦点距離は、基板にて０．２のＮＡを有するとき、これらのレンズが視野レンズ２７２の直径を超えないようになっている。結像レンズ２７６の焦点距離が視野レンズ２７２の直径に等しいとき、結像レンズ２７６の直径は結像レンズ２７６を搭載するのに十分な空間をもたらす。
視野角のために、視野レンズ２７２のピッチよりも若干長い線が書かれる。これにより、結像レンズ２７６の焦点距離にも依存するが、隣接する個別制御可能素子１０２の基板上で結像される線に重なりが与えられる。したがって、個別制御可能素子１０２は、例えば１つのリング上にて、光学素子２５０と同一のピッチで取り付けられていてもよい。
比較的小さい両面非球面結像レンズ２７６を避け、移動光学素子２５０の光学系の量を減らし、かつ、個別制御可能素子１０２として標準的なレーザダイオードを使用するために、この実施形態においては多数の個別制御可能素子１０２を可動光学素子２５０の単一のレンズセットで結像する可能性がある。ある個別制御可能素子１０２が各可動光学素子２５０の視野レンズ２７２にテレセントリックに結像される限り、対応する結像レンズ２７６はその個別制御可能素子１０２からのビームを基板にテレセントリックに再結像する。例えば８本の線が同時に書かれるとしたら、同じスループットで視野レンズ２７２の直径及び結像レンズ２７６の焦点距離は８倍に大きくなるとともに、可動光学素子２５０の量は８分の１に小さくなる。また、ＸＹ面で実質的に静止した光学系についても減らし得る。個別制御可能素子１０２を視野レンズ２７２に結像するのに必要とされる光学系の一部が共用されうるからである。１つの可動光学素子セット２５０によって８本の線が同時に書かれる構成例の概略を図４２に示す。光学素子セット２５０の回転軸２９２、及び回転軸２９２から光学素子セット２５０への半径２９４も図示する。ピッチが１．５ｍｍから１２ｍｍに増えることで（１つの可動光学素子セット２５０によって８本の線が同時に書かれる場合）、個別制御可能素子１０２として標準的なレーザダイオードを搭載するための十分な空間が与えられる。ある実施の形態においては、２２４個の個別制御可能素子１０２（例えば標準的なレーザダイオード）が使用されてもよい。ある実施の形態においては、１２０個の光学素子セット２５０が使用されてもよい。ある実施の形態においては、２８個の実質的に静止した光学系が２２４個の個別制御可能素子１０２とともに使用されてもよい。
この実施形態においては、可動光学素子２５０に沿って又はそれと連携しては移動しない素子を用いて局所的に集束することも比較的容易である。視野レンズ２７２での個別制御可能素子１０２のテレセントリック像が光軸に沿って移動されテレセントリックを維持する限り、基板上での像のフォーカスのみが変わり、像はテレセントリックのままである。図４３は、図４１の構成において移動ルーフトップを用いて焦点制御をする概略構成を示す図である。２つの折り曲げミラー２９６がルーフトップ（例えばプリズム又はミラーのセット）２９８とともに、視野レンズ２７２の手前で個別制御可能素子１０２からのテレセントリックビームに配置されている。ルーフトップ２９８を方向３００に沿って折り曲げミラー２９６に遠ざけ又は近づけることにより、像が光軸に沿って、従って基板に対してシフトする。軸方向の焦点変化はＦ値の比の二乗に相当するため光軸に沿って大きな倍率があるので、基板でのＦ／２．５ビームの２５μｍのデフォーカスが視野レンズ２７２でのｆ／３７．５ビームに与える焦点シフトは５．６２５ｍｍ（（３７．５／２．５）２）である。つまり、その半分だけルーフトップ２９８を移動させなければならないということである。
下記の番号付けられた節によっても実施の形態が与えられる。
１．リソグラフィ装置であって、
基板を保持し移動させるよう構成されている基板保持部と、
複数のビームを所望のパターンに従って変調するよう構成されている変調器であって、前記装置の光軸に実質的に垂直に延在する電気光学偏向器アレイを備える変調器と、
変調されたビームを受け、移動可能な前記基板に向けて投影するよう構成されている投影系と、を備えるリソグラフィ装置。
２．使用時に前記変調器と前記基板との間に配置され、前記変調されたビームが使用時に入射する供与構造体をさらに備え、前記供与構造体は、前記供与構造体から前記基板へと転写可能である供与材料層を有する、節１に記載のリソグラフィ装置。
３．前記供与材料は、金属である、節２に記載のリソグラフィ装置。
４．前記変調されたビームは使用時に前記基板に入射して前記基板の材料にアブレーションを生じさせる、節１から３のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
５．複数の電気光学偏向器のうちある電気光学偏向器は、電気光学材料のプリズムを備え、前記プリズムは、前記プリズムの入射面への入射ビームに対し非垂直に配置されている、節１から４のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
６．前記電気光学偏向器は、前記ビームを第１方向にのみ偏向する電気光学偏向器の第１セットと、前記ビームを異なる第２方向にのみ偏向する電気光学偏向器の第２セットと、を備える、節１から５のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
７．複数の電気光学偏向器のうちある電気光学偏向器は、ビーム経路に沿って直列に配列されている複数のプリズムを備え、交互に配置されるプリズムそれぞれが反対の領域を有する、節１から６のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
８．複数の電気光学偏向器のうちある電気光学偏向器は、ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴａＯ３、ＫＨ２ＰＯ４（ＫＤＰ）、またはＮＨ４Ｈ２ＰＯ４（ＡＤＰ）から選択される少なくとも１つを備える、節１から７のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
９．複数の電気光学偏向器のうちある電気光学偏向器は、屈折率勾配材料を有する、節１から８のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
１０．リソグラフィ装置であって、
基板を保持するよう構成されている基板保持部と、
ビームを所望のパターンに従って変調するよう構成されている変調器であって、屈折率勾配材料を有する電気光学偏向器を備える変調器と、
変調されたビームを受け、基板に向けて投影するよう構成されている投影系と、を備えるリソグラフィ装置。
１１．前記屈折率勾配材料は、タンタル酸ニオブ酸カリウムを備える、節９または１０に記載のリソグラフィ装置。
１２．前記電気光学偏向器と実質的に同一の屈折率を有し、前記電気光学偏向器の入射面、または出射面、または入射面及び出射面の両方に配置されているプリズムをさらに備える、節１から１１のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
１３．リソグラフィ装置であって、
基板を保持するよう構成されている基板保持部と、
放射ビームを所望のパターンに従って変調するよう構成されている変調器と、
変調されたビームを受け、前記基板に向けて投影するよう構成されている投影系と、
フォトリソグラフィ、材料成膜、または材料除去のうち少なくとも２つを実行するために前記変調されたビームを使用する前記装置の動作を変更するよう構成されているコントローラと、を備えるリソグラフィ装置。
１４．前記コントローラは、材料成膜と材料除去との間で動作を変更するよう構成されている、節１３に記載のリソグラフィ装置。
１５．前記コントローラは、フォトリソグラフィ、材料成膜、及び材料除去の間で動作を変更するよう構成されている、節１４に記載のリソグラフィ装置。
１６．前記コントローラは、材料成膜へと動作を変更するよう構成されており、前記リソグラフィ装置は、使用時に前記変調器と前記基板との間に配置される供与構造体を備え、前記供与構造体は、前記供与構造体から前記基板へと転写可能である供与材料層を有する、節１３から１５のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
１７．リソグラフィ装置であって、
基板を保持するよう構成されている基板保持部と、
放射ビームを所望のパターンに従って変調するよう構成されている変調器と、
変調されたビームを受け、前記基板に向けて投影するよう構成されている投影系と、
前記変調器と前記基板との間の場所に供与構造体を移動可能に支持する供与構造体支持部と、を備え、前記供与構造体は、前記供与構造体から前記基板へと転写可能である供与材料層を有し、前記変調されたビームが使用時に前記供与構造体に入射する、リソグラフィ装置。
１８．前記供与構造体支持部は、前記投影系に対し移動可能である、節１７に記載のリソグラフィ装置。
１９．前記供与構造体支持部は、前記基板保持部に配置されている、節１８に記載のリソグラフィ装置。
２０．前記基板は移動可能であり、前記供与構造体支持部は前記供与構造体を前記基板とともに移動させるよう構成されている、節１７から１９のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
２１．前記供与構造体支持部は、前記基板保持部の上方のフレームに配置されている、節１７から２０のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
２２．前記供与構造体支持部は、該支持部と前記供与構造体との間にガスを供給する入口と、該支持部と前記供与構造体との間からガスを除去する出口と、を備えるガスベアリングを備える、節２１に記載のリソグラフィ装置。
２３．前記供与材料は、金属である、節１６から２２のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
２４．前記変調器は、電気光学偏向器を備える、節１３から２３のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
２５．前記変調器は、複数のビームを前記所望のパターンに従って変調するよう構成されており、前記変調器は、前記装置の光軸に実質的に垂直に延在する電気光学偏向器アレイを備え、前記投影系は、前記変調されたビームを受け、前記基板に向けて投影するよう構成されている、節１０から２４のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
２６．前記ビームを使用する露光中に前記基板が移動している間に前記変調器がＸ方向及びＹ方向における前記ビームの偏向を生じさせる効率的露光モードに従って前記ビームを移動させるよう構成されているコントローラを備える、節１から２５のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
２７．前記投影系は、前記複数のビームを受けるレンズアレイを備える、節１から２６のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
２８．各レンズが、前記変調器から前記基板への前記複数のビームの少なくとも１つのビームの経路に沿って配設されている少なくとも２つのレンズを備える、節２７に記載のリソグラフィ装置。
２９．前記少なくとも２つのレンズの第１レンズは視野レンズを備え、前記少なくとも２つのレンズの第２レンズは結像レンズを備える、節２８に記載のリソグラフィ装置。
３０．前記視野レンズの焦点面は前記結像レンズの後焦点面に一致する、節２９に記載のリソグラフィ装置。
３１．単一の前記視野レンズと前記結像レンズとの結合により複数のビームが結像される、節２８または２９に記載のリソグラフィ装置。
３２．前記第１レンズに向かう前記複数のビームの少なくとも１つを集束するレンズをさらに備える、節２９から３１のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
３３．前記レンズアレイは、前記変調器に対し移動可能である、節１から３２のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
３４．前記変調器は、放射源を備える、節１から３３のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
３５．前記変調器は、電磁放射を発する複数の個別に制御可能な放射源を備える、節３４に記載のリソグラフィ装置。
３６．リソグラフィ装置であって、
基板を保持し移動させるよう構成されている基板保持部と、
複数のビームを所望のパターンに従って変調するよう構成されている変調器であって、前記ビームを第１方向に偏向する電気光学偏向器を備える変調器と、
前記電気光学偏向器から前記ビームを受け、前記ビームを第２方向に偏向し、変調されたビームを移動可能な前記基板に向けて投影する可動光学素子と、を備えるリソグラフィ装置。
３７．前記第２方向は、前記第１方向に実質的に垂直である、請求項３６に記載のリソグラフィ装置。
３８．前記可動光学素子は、前記変調されたビームを目標に投影するよう構成されており、前記装置は、前記目標を移動させるよう構成されている、節３６または３７に記載のリソグラフィ装置。
３９．前記目標を実質的に前記第１方向に移動させるよう構成されている、節３６から３８のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
４０．前記目標は、基板または供与構造体にあり、前記供与構造体は、前記供与構造体から前記基板へと転写可能である供与材料層を有する、節３９に記載のリソグラフィ装置。
４１．前記電気光学偏向器は、一次元偏向器から成る、節３６から４０のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
４２．前記電気光学偏向器は、前記ビームを前記第１方向及び前記第２方向に偏向するよう構成されている、節３６から４０のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
４３．使用時に前記変調器と前記基板との間に配置され、前記変調されたビームが使用時に入射する供与構造体をさらに備え、前記供与構造体は、前記供与構造体から前記基板へと転写可能である供与材料層を有する、節３６から４２のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
４４．前記供与材料は、金属である、節４３に記載のリソグラフィ装置。
４５．前記変調されたビームは使用時に前記基板に入射して前記基板の材料にアブレーションを生じさせる、節３６から４２のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
４６．屈折率勾配材料を有する電気光学偏向器と、前記偏向器の入射面、または出射面、または入射面及び出射面の両方にて前記偏向器と実質的に同一の屈折率を有するプリズムと、を備えるビーム偏向システム。
４７．前記屈折率勾配材料は、タンタル酸ニオブ酸カリウムを備える、節４６に記載のビーム偏向システム。
４８．基板を保持するよう構成されている基板保持部と、
ビームを所望のパターンに従って変調するよう構成されている変調器であって、前記電気光学偏向器を備える変調器と、
変調されたビームを受け、基板に向けて投影するよう構成されている投影系と、をさらに備える、節４６または４７に記載のビーム偏向システム。
４９．ビーム経路に沿って直列に配列されている複数の個別に制御可能で分離された電気光学偏向器を備えるビーム偏向システム。
５０．前記複数の電気光学偏向器のうちある電気光学偏向器は、屈折率勾配材料を有する、節４９に記載のビーム偏向システム。
５１．前記複数の電気光学偏向器のうちある電気光学偏向器は、前記偏向器の入射面、または出射面、または入射面及び出射面の両方にて前記偏向器と実質的に同一の屈折率を有するプリズムを有する、節４９または５０に記載のビーム偏向システム。
５２．前記複数の電気光学偏向器のうちある電気光学偏向器は、ビーム経路に沿って直列に配列されている複数のプリズムを備え、交互に配置されるプリズムそれぞれが反対の領域を有する、節４９から５１のいずれかに記載のビーム偏向システム。
５３．前記複数の電気光学偏向器のうち前記ビームを第１方向にのみ偏向する第１の電気光学偏向器と、前記複数の電気光学偏向器のうち前記ビームを異なる第２方向にのみ偏向する第２の電気光学偏向器と、を備える、節４９から５２のいずれかに記載のビーム偏向システム。
５４．デバイス製造方法であって、
所望のパターンに従って変調された複数のビームを、該ビームのビーム経路を横切るよう延在する電気光学偏向器アレイを使用して、提供することと、
前記複数のビームを基板に向けて投影することと、
前記ビームを投影している間に前記基板を移動させることと、を備える方法。
５５．デバイス製造方法であって、
放射ビームを所望のパターンに従って変調することと、
前記ビームを基板に向けて投影することと、
フォトリソグラフィ、材料成膜、または材料除去のうち少なくとも２つを実行するために、変調されたビームの使い方を変更することと、を備える方法。
５６．デバイス製造方法であって、
放射ビームを所望のパターンに従って変調することと、
前記ビームを基板に向けて投影することと、
前記ビームが入射する供与構造体を移動可能に支持することと、を備え、前記供与構造体は、前記供与構造体から前記基板へと転写可能である供与材料層を有する、方法。
５７．デバイス製造方法であって、
屈折率勾配材料を有する電気光学偏向器を使用して放射ビームを所望のパターンに従って変調することと、
前記ビームを基板に向けて投影することと、を備える方法。
５８．デバイス製造方法であって、
複数の放射ビームを所望のパターンに従って、該ビームを第１方向に偏向する電気光学偏向器を使用して変調することと、
前記電気光学偏向器により偏向されたビームを、可動光学素子を使用して第２方向に偏向することと、
変調されたビームを前記光学素子から基板に向けて投影することと、を備える方法。
５９．フラットパネルディスプレイの製造における本発明の１つ又は複数の実施形態の使用。
６０．集積回路パッケージングにおける本発明の１つ又は複数の実施形態の使用。
６１．本発明のいずれかの実施形態に従って又はそれを使用して製造されたフラットパネルディスプレイ。
６２．本発明のいずれかの実施形態に従って又はそれを使用して製造された集積回路デバイス。
本書ではある特定のデバイス又は構造（例えば集積回路又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を例として説明しているが、本明細書に説明したリソグラフィ装置及びリソグラフィ方法は他の用途にも適用することが可能であるものと理解されたい。他の用途としては、集積回路、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用案内パターンおよび検出パターン、フラットパネルディスプレイ、ＬＣＤ、ＯＬＥＤディスプレイ、薄膜磁気ヘッド、微小電気機械デバイス（ＭＥＭＳ）、微小光学電気機械システム（ＭＯＥＭＳ）、ＤＮＡチップ、パッケージング（例えば、フリップチップ、再配線など）、または、フレキシブルディスプレイ又は電子機器（紙のように巻き取りや曲げが可能であり、変形のない、コンフォーマブルな、凸凹の、薄く、及び／または軽量であるディスプレイ又は電子機器、例えばフレキシブルプラスチックディスプレイ）などの製造に用いることが可能であり、これらに限られない。また、例えばフラットパネルディスプレイの場合には、本発明に係る装置及び方法は、例えば薄膜トランジスタ層及び／またはカラーフィルター層などのさまざまな層の生成に役立つよう用いることができる。当業者であればこれらの他の適用に際して、本明細書における「ウェーハ」あるいは「ダイ」という用語がそれぞれ「基板」あるいは「目標部分」という、より一般的な用語と同義であるとみなされると理解することができるであろう。本書に言及された基板は露光前または露光後において、例えばトラック（典型的にはレジスト層を基板に塗布し、露光後のレジストを現像する装置）、メトロロジツール、及び／またはインスペクションツールにより処理されてもよい。適用可能であれば、本明細書の開示はこれらのまたは他の基板処理装置にも適用され得る。また、基板は例えば多層ＩＣを製造するために複数回処理されてもよく、その場合には本明細書における基板という用語は既に処理されている多数の処理層を含む基板をも意味し得る。
フラットパネルディスプレイ基板は形状が長方形であってもよい。この種の基板を露光するよう設計されているリソグラフィ装置は、長方形基板の幅全体またはその一部（例えば全幅の半分）をカバーする露光区域を有するように設計される。この露光区域の最下部で基板が走査されるとともに、パターニングデバイスがパターン付けられたビームを同期して提供する。このようにして、パターンのすべて又は一部が基板に転写される。露光区域が基板の幅全体をカバーする場合には１回の走査で露光が完了する。露光区域が例えば基板の幅の半分をカバーする場合には、１回目の露光後に横方向に基板を移動させ、通常は基板の残りを露光するための走査がさらに行われる。
本明細書において用語「パターニングデバイス」は、例えば基板（の部分）にパターンを生成する等、放射ビーム断面を変調するのに用い得るいかなるデバイスをも示すよう広く解釈されるべきである。放射ビームに付与されるパターンは、パターンが位相シフトフィーチャあるいはいわゆるアシストフィーチャを例えば含む場合には基板の目標部分に所望されるパターンと厳密に一致していなくてもよい。また、基板に最終的に形成されるパターンは、個別制御可能素子アレイ上に形成されるパターンにどの時点においても一致しないようになっていてもよい。このような事態は、基板の各部に形成される最終的なパターンが所定時間または所定回数の露光の重ね合わせにより形成され、かつこの所定の露光中に個別制御可能素子アレイ上に与えられるパターン及び／または基板の相対位置が変化する場合に起こりうる。通常、基板の目標部分に生成されるパターンは、その目標部分に生成される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特定の機能層に対応する（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）。パターニングデバイスの例としては、レチクル、プログラマブルミラーアレイ、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、及びＬＣＤアレイなどがある。パターニングデバイスにおけるパターンは電子的手段（例えばコンピュータ）を利用してプログラム可能である。例えば、パターニングデバイスは、放射ビームの一部分の強度を各々が変調可能である複数のプログラム可能素子を備えてもよい（例えば前の文で言及したレチクル以外のデバイスはすべて該当する）。例えば、パターニングデバイスは、放射ビームのある一部分の位相をその放射ビームの隣接する部分に対し変調することにより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素子を有する電子的にプログラム可能なパターニングデバイスを含む。以下ではこれらを集合的に「コントラストデバイス」と称する。ある実施の形態においては、パターニングデバイスは、少なくとも１０個のプログラム可能素子、例えば、少なくとも１００個、少なくとも１，０００個、少なくとも１０，０００個、少なくとも１００，０００個、少なくとも１，０００，０００個、または少なくとも１０，０００，０００個、のプログラム可能素子を備える。これらのデバイスのいくつかの実施形態が以下に詳述される。
−プログラマブルミラーアレイ。プログラマブルミラーアレイは、粘弾性制御層と反射表面とを有するマトリックス状のアドレス指定可能な表面を備えてもよい。この装置の基本的な原理は例えば、反射表面のうちアドレス指定されている領域が入射放射を回折放射として反射する一方、アドレス指定されていない領域が入射放射を非回折放射として反射するというものである。適当な空間フィルタを用いることにより、反射ビームから非回折放射を取り除いて回折放射だけを基板に到達させるようにすることができる。このようにして、マトリックス状アドレス指定可能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。代替例として、回折放射をフィルタにより取り除いて非回折放射を基板に到達させるようにしてもよい。回折光学ＭＥＭＳデバイスのアレイを同様に用いることもできる。回折光学ＭＥＭＳデバイスは、入射放射を回折放射として反射する格子を形成するよう１つが他の１つに対して変形する複数の反射性リボン状部位を備えてもよい。プログラマブルミラーアレイの他の実施形態においては、マトリックス状の微小ミラーの配列が用いられる。各微小ミラーは局所的に電界を適宜付与されることによりまたは圧電駆動手段を使用することにより各々が個別に軸周りに傾斜されうる。傾斜の程度が各ミラーの状態を定義する。各ミラーは、当該素子が欠陥でないとき、コントローラからの適切な制御信号によって、制御可能である。非欠陥素子の各々は、投影される放射パターンにおいて対応するピクセルの強度を調整するように、一連の状態のうち任意の１つをとるよう制御可能である。繰り返しになるが、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ックス状アドレス指定可能ミラーのアドレス指定パターンに従って反射ビームにパターンが付与されうる。必要とされるマトリックス状アドレス指定は、適宜の電子的手段を使用して実行することができる。本書に言及するミラーアレイについての更なる情報は例えば、米国特許第５，２９６，８９１号、米国特許第５，５２３，１９３号、国際公開第９８／３８５９７号、国際公開第９８／３３０９６号から入手可能であり、これらの全体が本明細書に援用される。
−プログラマブルＬＣＤアレイ。こうした構成の例は、米国特許第５，２２９，８７２号に与えられており、その全体が本明細書に援用される。
リソグラフィ装置は、１つ又は複数のパターニングデバイス、例えば１つ又は複数のコントラストデバイスを備えてもよい。例えば、リソグラフィ装置は、複数の個別制御可能素子アレイを有し、それぞれのアレイが互いに独立に制御されるものであってもよい。この構成においては、個別制御可能素子アレイのうちのいくつかのアレイまたはすべてのアレイが、少なくとも１つの照明系（または照明系の一部）、当該アレイのための支持構造、及び／または投影系（または投影系の一部）を共有していてもよい。
フィーチャのプリバイアス処理、光近接効果補正フィーチャ、位相変化技術、及び／または、多重露光技術を利用する場合、例えば、個別制御可能素子アレイに「表示される」パターンは、基板の層又は基板上の層に最終的に転写されるパターンと実質的に異なり得る。同様に、基板上に最終的に生成されるパターンは、どの時点においても個別制御可能素子アレイに形成されるパターンに対応しないことがある。このような事態は、基板の各部に形成される最終的なパターンが所定時間または所定回数の露光の重ね合わせにより形成され、かつこの所定の露光中に個別制御可能素子アレイ上のパターン及び／または基板の相対位置が変化する場合に起こりうる。
投影系及び／または照明系は、屈折光学部品、反射光学部品、磁気的光学部品、電磁気的光学部品、静電的光学部品、あるいは他の種類の光学部品などの各種の光学部品、またはこれらの組合せを含み得るものであり、放射ビームの向きや形状、あるいはその他の制御をするためのものである。
リソグラフィ装置は２つ（例えばデュアルステージ）又はそれより多くの基板テーブル（及び／または２つ以上のパターニングデバイステーブル）を備えてもよい。このような多重ステージ型の装置においては、追加されたテーブルは並行して使用されるか、あるいは１以上のテーブルが露光のために使用されている間に１以上の他のテーブルで準備工程が実行されるようにしてもよい。
リソグラフィ装置は、基板の少なくとも一部が「液浸液」で投影系と基板との間の空隙を満たすよう覆われるものであってもよい。この液体は比較的高い屈折率を有する例えば水などの液体である。液浸液は、例えばパターニングデバイスと投影系との間などのリソグラフィ装置の他の空間に適用されるものであってもよい。液浸技術は投影系の開口数を増大させるために使用される。本明細書における用語「液浸」は、基板等の構造体が液体に完全に浸されているということを意味するのではなく、露光中に投影系と基板との間に液体が配置されるということを意味するに過ぎない。
また、本装置には、（例えば、基板に化学物質を付着させるか、又は基板の表面構造を選択的に修正するために、）流体と基板の照射部分との相互作用を可能にする流体処理セルが設けられてもよい。
ある実施の形態においては、基板は、任意選択として周縁部にノッチ及び／または平坦部をもつ実質的に円形の形状を有する、ある実施の形態においては、基板は、例えば長方形などの多角形形状を有する。基板の形状が実質的に円形である実施形態は、基板の直径が、少なくとも２５ｍｍ、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である実施形態を含む。ある実施の形態においては、基板の直径は長くても５００ｍｍ、長くても４００ｍｍ、長くても３５０ｍｍ、長くても３００ｍｍ、長くても２５０ｍｍ、長くても２００ｍｍ、長くても１５０ｍｍ、長くても１００ｍｍ、または長くても７５ｍｍである。基板が例えば長方形などの多角形である実施形態は、基板の少なくとも１辺の、例えば少なくとも２辺の、又は少なくとも３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である実施形態を含む。ある実施の形態においては、基板の少なくとも１辺の長さは、長くても１０００ｃｍ、例えば長くても７５０ｃｍ、長くても５００ｃｍ、長くても３５０ｃｍ、長くても２５０ｃｍ、長くても１５０ｃｍ、または長くても７５ｃｍである。ある実施の形態においては、基板は、約２５０〜３５０ｃｍの長さと約２５０〜３００ｃｍの幅をもつ長方形基板である。基板の厚さは変わりうるものであり、ある程度は例えば基板材料及び／または基板寸法に依存しうる。ある実施の形態においては、厚さは、少なくとも５０μｍ、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、または少なくとも６００μｍである。ある実施の形態においては、基板の厚さは、厚くても５０００μｍ、例えば厚くても３５００μｍ、厚くても２５００μｍ、厚くても１７５０μｍ、厚くても１２５０μｍ、厚くても１０００μｍ、厚くても８００μｍ、厚くても６００μｍ、厚くても５００μｍ、厚くても４００μｍ、または厚くても３００μｍである。本書で言及される基板は、露光前または露光後において例えばトラック（典型的にはレジスト層を基板に塗布し、露光後のレジストを現像する装置）において処理されてもよい。基板の性質が露光前または露光後において、例えばメトロロジツール及び／またはインスペクションツールにおいて測定されてもよい。
ある実施の形態においては、レジスト層が基板に設けられる。ある実施の形態においては、基板はウェーハであり、例えば半導体ウェーハである。ある実施の形態においては、ウェーハの材料は、Ｓｉ、ＳｉＧｅ、ＳｉＧｅＣ、ＳｉＣ、Ｇｅ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓから成るグループから選択される。ある実施の形態においては、ウェーハは、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ウェーハである。ある実施の形態においては、ウェーハは、シリコンウェーハである。ある実施の形態においては、基板は、セラミック基板である。ある実施の形態においては、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造に有用であり得る。ある実施の形態においては、基板は、プラスチック基板である。ある実施の形態においては、基板は（人の裸眼で見たときに）透明である。ある実施の形態においては、基板は有色である。ある実施の形態においては、基板は無色である。
ある実施の形態においては、基板１１４の上方にパターニングデバイス１０４があるものとして説明し及び／又は図示しているが、代替的に又は追加的に、基板１１４の下にパターニングデバイス１０４が配置されてもよい。また、ある実施の形態においては、パターニングデバイス１０４と基板１１４とが横に並べられてもよく、例えば、パターニングデバイス１０４及び基板１１４が垂直に延在し、パターンが水平に投影される。ある実施の形態においては、パターニングデバイス１０４は、基板１１４の少なくとも２つの対向する側面が露光されるように設けられている。例えば、少なくとも２つのパターニングデバイス１０４が、少なくとも基板１１４の対応する対向側面の各々に、これらの側面を露光するためにあってもよい。ある実施の形態においては、基板１１４の１つの側面を投影する単一のパターニングデバイス１０４と、単一のパターニングデバイス１０４からのパターンを基板１１４の別の側面に投影する適当な光学系（例えば、ビーム誘導ミラー）とがあってもよい。
本書の説明において、用語「レンズ」は、言及されたレンズと同一の機能を提供する任意の屈折光学素子、反射光学素子、及び／または回折光学素子を包含するものと一般的に理解されるべきである。例えば、結像レンズは、光学倍率を有する従来の屈折レンズの形式、光学倍率を有するシュヴァルツシルト反射系の形式、及び／または、光学倍率を有するゾーンプレートの形式で具体化されてもよい。また、結像レンズは、結果的に得られる効果が収束ビームをもたらす場合には、非結像光学系を備えてもよい。
本発明に係る更なる実施の形態は後記の番号付けされた節に与えられる。
１．リソグラフィ装置であって、
基板を保持し移動させるよう構成されている基板保持部と、
複数のビームを所望のパターンに従って変調するよう構成されている変調器であって、前記装置の光軸に実質的に垂直に延在する電気光学偏向器アレイを備える変調器と、
変調されたビームを受け、移動可能な前記基板に向けて投影するよう構成されている投影系と、を備えるリソグラフィ装置。
２．使用時に前記変調器と前記基板との間に配置され、前記変調されたビームが使用時に入射する供与構造体をさらに備え、前記供与構造体は、前記供与構造体から前記基板へと転写可能である供与材料層を有する、節１に記載のリソグラフィ装置。
３．前記供与材料は、金属である、節２に記載のリソグラフィ装置。
４．前記変調されたビームは使用時に前記基板に入射して前記基板の材料にアブレーションを生じさせる、節１から３のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
５．複数の電気光学偏向器のうちある電気光学偏向器は、電気光学材料のプリズムを備え、前記プリズムは、前記プリズムの入射面への入射ビームに対し非垂直に配置されている、節１から４のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
６．前記電気光学偏向器は、前記ビームを第１方向にのみ偏向する電気光学偏向器の第１セットと、前記ビームを異なる第２方向にのみ偏向する電気光学偏向器の第２セットと、を備える、節１から５のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
７．複数の電気光学偏向器のうちある電気光学偏向器は、ビーム経路に沿って直列に配列されている複数のプリズムを備え、交互に配置されるプリズムそれぞれが反対の領域を有する、節１から６のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
８．複数の電気光学偏向器のうちある電気光学偏向器は、ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴａＯ３、ＫＨ２ＰＯ４（ＫＤＰ）、またはＮＨ４Ｈ２ＰＯ４（ＡＤＰ）から選択される少なくとも１つを備える、節１から７のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
９．複数の電気光学偏向器のうちある電気光学偏向器は、屈折率勾配材料を有する、節１から８のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
１０．リソグラフィ装置であって、
基板を保持するよう構成されている基板保持部と、
ビームを所望のパターンに従って変調するよう構成されている変調器であって、屈折率勾配材料を有する電気光学偏向器を備える変調器と、
変調されたビームを受け、基板に向けて投影するよう構成されている投影系と、を備えるリソグラフィ装置。
１１．前記屈折率勾配材料は、タンタル酸ニオブ酸カリウムを備える、節９または１０に記載のリソグラフィ装置。
１２．前記電気光学偏向器と実質的に同一の屈折率を有し、前記電気光学偏向器の入射面、または出射面、または入射面及び出射面の両方に配置されているプリズムをさらに備える、節１から１１のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
１３．リソグラフィ装置であって、
基板を保持するよう構成されている基板保持部と、
放射ビームを所望のパターンに従って変調するよう構成されている変調器と、
変調されたビームを受け、前記基板に向けて投影するよう構成されている投影系と、
フォトリソグラフィ、材料成膜、または材料除去のうち少なくとも２つを実行するために前記変調されたビームを使用する前記装置の動作を変更するよう構成されているコントローラと、を備えるリソグラフィ装置。
１４．前記コントローラは、材料成膜と材料除去との間で動作を変更するよう構成されている、節１３に記載のリソグラフィ装置。
１５．前記コントローラは、フォトリソグラフィ、材料成膜、及び材料除去の間で動作を変更するよう構成されている、節１４に記載のリソグラフィ装置。
１６．前記コントローラは、材料成膜へと動作を変更するよう構成されており、前記リソグラフィ装置は、使用時に前記変調器と前記基板との間に配置される供与構造体を備え、前記供与構造体は、前記供与構造体から前記基板へと転写可能である供与材料層を有する、節１３から１５のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
１７．リソグラフィ装置であって、
基板を保持するよう構成されている基板保持部と、
放射ビームを所望のパターンに従って変調するよう構成されている変調器と、
変調されたビームを受け、前記基板に向けて投影するよう構成されている投影系と、
前記変調器と前記基板との間の場所に供与構造体を移動可能に支持する供与構造体支持部と、を備え、前記供与構造体は、前記供与構造体から前記基板へと転写可能である供与材料層を有し、前記変調されたビームが使用時に前記供与構造体に入射する、リソグラフィ装置。
１８．前記供与構造体支持部は、前記投影系に対し移動可能である、節１７に記載のリソグラフィ装置。
１９．前記供与構造体支持部は、前記基板保持部に配置されている、節１８に記載のリソグラフィ装置。
２０．前記基板は移動可能であり、前記供与構造体支持部は前記供与構造体を前記基板とともに移動させるよう構成されている、節１７から１９のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
２１．前記供与構造体支持部は、前記基板保持部の上方のフレームに配置されている、節１７から２０のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
２２．前記供与構造体支持部は、該支持部と前記供与構造体との間にガスを供給する入口と、該支持部と前記供与構造体との間からガスを除去する出口と、を備えるガスベアリングを備える、節２１に記載のリソグラフィ装置。
２３．前記供与材料は、金属である、節１６から２２のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
２４．前記変調器は、電気光学偏向器を備える、節１３から２３のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
２５．前記変調器は、複数のビームを前記所望のパターンに従って変調するよう構成されており、前記変調器は、前記装置の光軸に実質的に垂直に延在する電気光学偏向器アレイを備え、前記投影系は、前記変調されたビームを受け、前記基板に向けて投影するよう構成されている、節１０から２４のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
２６．前記ビームを使用する露光中に前記基板が移動している間に前記変調器がＸ方向及びＹ方向における前記ビームの偏向を生じさせる効率的露光モードに従って前記ビームを移動させるよう構成されているコントローラを備える、節１から２５のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
２７．前記投影系は、前記複数のビームを受けるレンズアレイを備える、節１から２６のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
２８．各レンズが、前記変調器から前記基板への前記複数のビームの少なくとも１つのビームの経路に沿って配設されている少なくとも２つのレンズを備える、節２７に記載のリソグラフィ装置。
２９．前記少なくとも２つのレンズの第１レンズは視野レンズを備え、前記少なくとも２つのレンズの第２レンズは結像レンズを備える、節２８に記載のリソグラフィ装置。
３０．前記視野レンズの焦点面は前記結像レンズの後焦点面に一致する、節２９に記載のリソグラフィ装置。
３１．単一の前記視野レンズと前記結像レンズとの結合により複数のビームが結像される、節２８または２９に記載のリソグラフィ装置。
３２．前記第１レンズに向かう前記複数のビームの少なくとも１つを集束するレンズをさらに備える、節２９から３１のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
３３．前記レンズアレイは、前記変調器に対し移動可能である、節１から３２のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
３４．前記変調器は、放射源を備える、節１から３３のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
３５．前記変調器は、電磁放射を発する複数の個別に制御可能な放射源を備える、節３４に記載のリソグラフィ装置。
３６．リソグラフィ装置であって、
基板を保持し移動させるよう構成されている基板保持部と、
複数のビームを所望のパターンに従って変調するよう構成されている変調器であって、前記ビームを第１方向に偏向する電気光学偏向器を備える変調器と、
前記電気光学偏向器から前記ビームを受け、前記ビームを第２方向に偏向し、変調されたビームを移動可能な前記基板に向けて投影する可動光学素子と、を備えるリソグラフィ装置。
３７．前記第２方向は、前記第１方向に実質的に垂直である、請求項３６に記載のリソグラフィ装置。
３８．前記可動光学素子は、前記変調されたビームを目標に投影するよう構成されており、前記装置は、前記目標を移動させるよう構成されている、節３６または３７に記載のリソグラフィ装置。
３９．前記目標を実質的に前記第１方向に移動させるよう構成されている、節３６から３８のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
４０．前記目標は、基板または供与構造体にあり、前記供与構造体は、前記供与構造体から前記基板へと転写可能である供与材料層を有する、節３９に記載のリソグラフィ装置。
４１．前記電気光学偏向器は、一次元偏向器から成る、節３６から４０のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
４２．前記電気光学偏向器は、前記ビームを前記第１方向及び前記第２方向に偏向するよう構成されている、節３６から４０のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
４３．使用時に前記変調器と前記基板との間に配置され、前記変調されたビームが使用時に入射する供与構造体をさらに備え、前記供与構造体は、前記供与構造体から前記基板へと転写可能である供与材料層を有する、節３６から４２のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
４４．前記供与材料は、金属である、節４３に記載のリソグラフィ装置。
４５．前記変調されたビームは使用時に前記基板に入射して前記基板の材料にアブレーションを生じさせる、節３６から４２のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
４６．屈折率勾配材料を有する電気光学偏向器と、前記偏向器の入射面、または出射面、または入射面及び出射面の両方にて前記偏向器と実質的に同一の屈折率を有するプリズムと、を備えるビーム偏向システム。
４７．前記屈折率勾配材料は、タンタル酸ニオブ酸カリウムを備える、節４６に記載のビーム偏向システム。
４８．基板を保持するよう構成されている基板保持部と、
ビームを所望のパターンに従って変調するよう構成されている変調器であって、前記電気光学偏向器を備える変調器と、
変調されたビームを受け、基板に向けて投影するよう構成されている投影系と、をさらに備える、節４６または４７に記載のビーム偏向システム。
４９．ビーム経路に沿って直列に配列されている複数の個別に制御可能で分離された電気光学偏向器を備えるビーム偏向システム。
５０．前記複数の電気光学偏向器のうちある電気光学偏向器は、屈折率勾配材料を有する、節４９に記載のビーム偏向システム。
５１．前記複数の電気光学偏向器のうちある電気光学偏向器は、前記偏向器の入射面、または出射面、または入射面及び出射面の両方にて前記偏向器と実質的に同一の屈折率を有するプリズムを有する、節４９または５０に記載のビーム偏向システム。
５２．前記複数の電気光学偏向器のうちある電気光学偏向器は、ビーム経路に沿って直列に配列されている複数のプリズムを備え、交互に配置されるプリズムそれぞれが反対の領域を有する、節４９から５１のいずれかに記載のビーム偏向システム。
５３．前記複数の電気光学偏向器のうち前記ビームを第１方向にのみ偏向する第１の電気光学偏向器と、前記複数の電気光学偏向器のうち前記ビームを異なる第２方向にのみ偏向する第２の電気光学偏向器と、を備える、節４９から５２のいずれかに記載のビーム偏向システム。
５４．デバイス製造方法であって、
所望のパターンに従って変調された複数のビームを、該ビームのビーム経路を横切るよう延在する電気光学偏向器アレイを使用して、提供することと、
前記複数のビームを基板に向けて投影することと、
前記ビームを投影している間に前記基板を移動させることと、を備える方法。
５５．デバイス製造方法であって、
放射ビームを所望のパターンに従って変調することと、
前記ビームを基板に向けて投影することと、
フォトリソグラフィ、材料成膜、または材料除去のうち少なくとも２つを実行するために、変調されたビームの使い方を変更することと、を備える方法。
５６．デバイス製造方法であって、
放射ビームを所望のパターンに従って変調することと、
前記ビームを基板に向けて投影することと、
前記ビームが入射する供与構造体を移動可能に支持することと、を備え、前記供与構造体は、前記供与構造体から前記基板へと転写可能である供与材料層を有する、方法。
５７．デバイス製造方法であって、
屈折率勾配材料を有する電気光学偏向器を使用して放射ビームを所望のパターンに従って変調することと、
前記ビームを基板に向けて投影することと、を備える方法。
５８．デバイス製造方法であって、
複数の放射ビームを所望のパターンに従って、該ビームを第１方向に偏向する電気光学偏向器を使用して変調することと、
前記電気光学偏向器により偏向されたビームを、可動光学素子を使用して第２方向に偏向することと、
変調されたビームを前記光学素子から基板に向けて投影することと、を備える方法。
５９．フラットパネルディスプレイの製造における１つ又は複数の本発明の使用。
６０．集積回路パッケージングにおける１つ又は複数の本発明の使用。
６１．上記節における本発明のいずれかに従って又はそれを使用して製造されたフラットパネルディスプレイ。
６２．上記節における本発明のいずれかに従って又はそれを使用して製造された集積回路デバイス。
本発明の特定の実施形態が上述されたが、説明したもの以外の態様で本発明が実施されてもよい。例えば、本発明は、上述の方法を記述する機械で読み取り可能な命令の１つまたは複数のシーケンスを含むコンピュータプログラム、または、そうしたコンピュータプログラムを記録したデータ記録媒体（例えば半導体メモリ、磁気ディスク、または光ディスク）の形式をとってもよい。
さらに、ある種の実施形態及び実施例の文脈において本発明を開示したが、本発明は上記の開示された特定の実施形態を超えて別の代替的な実施形態及び／又は本発明の使用法並びにその自明な改良物及び均等物にも拡張されることは当業者には明らかであろう。加えて、本発明のいくつかの変形例を図示し詳述してきたが、本発明の範囲内にあるその他の改良も、当業者には本開示に基づき明らかである。例えば、各実施形態の具体的な特徴及び態様の様々な組合せ又はサブコンビネーションも可能であり、本発明の範囲内にある。したがって、開示された発明の多様な形態を形成するために、開示された実施形態の様々な特徴及び態様を互いに組み合わせ、又は交換することができる。例えば、ある実施の形態においては、可動式の個別制御可能素子の実施形態を個別制御可能素子の非可動式アレイと組み合わせて、例えば、バックアップシステムを提供するか又は有してもよい。ある実施の形態においては、参照によりその全体が本書に援用される国際公開第１０／０３２２２４号パンフレット、米国特許出願公開第２０１１／０１８８０１６号明細書、米国特許出願第６１／４７３６３６号明細書、及び米国特許出願第６１／５２４１９０号明細書に開示される１つ又は複数の特徴または態様が、本書に開示される１つ又は複数の特徴または態様と組み合わされ又は代用されてもよい。本発明のある実施形態は、例えば上述のものを含む任意の形式のプログラマブルパターニングデバイスとともに使用されてもよい。
したがって、本発明の様々な実施の形態について上述したが、それらは例示に過ぎず、限定的なものではないことを理解されたい。本発明の精神と範囲から逸脱することなく形式及び詳細を種々に変更することができるということは、関連技術の当業者には明らかなことである。したがって、本発明の範囲と精神は上記で述べたいかなる例示的な実施の形態にも限定されるものではなく、請求項とその均等物によってのみ定義されるものである。

Claims (29)

  1. リソグラフィ装置であって、
    基板を保持し移動させるよう構成されている基板保持部と、
    複数のビームを所望のパターンに従って変調するよう構成されている変調器であって、前記装置の光軸に実質的に垂直に延在する電気光学偏向器アレイを備える変調器と、
    変調されたビームを受け、移動可能な前記基板に向けて投影するよう構成されている投影系と、を備えるリソグラフィ装置。
  2. 使用時に前記変調器と前記基板との間に配置され、前記変調されたビームが使用時に入射する供与構造体をさらに備え、前記供与構造体は、前記供与構造体から前記基板へと転写可能である供与材料層を有する、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
  3. 前記供与材料は、金属である、請求項２に記載のリソグラフィ装置。
  4. 前記変調されたビームは使用時に前記基板に入射して前記基板の材料にアブレーションを生じさせる、請求項１から３のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
  5. 複数の電気光学偏向器のうちある電気光学偏向器は、電気光学材料のプリズムを備え、前記プリズムは、前記プリズムの入射面への入射ビームに対し非垂直に配置されている、請求項１から４のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
  6. 前記電気光学偏向器は、前記ビームを第１方向にのみ偏向する電気光学偏向器の第１セットと、前記ビームを異なる第２方向にのみ偏向する電気光学偏向器の第２セットと、を備える、請求項１から５のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
  7. 複数の電気光学偏向器のうちある電気光学偏向器は、ビーム経路に沿って直列に配列されている複数のプリズムを備え、交互に配置されるプリズムそれぞれが反対の領域を有する、請求項１から６のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
  8. 複数の電気光学偏向器のうちある電気光学偏向器は、ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴａＯ３、ＫＨ２ＰＯ４（ＫＤＰ）、またはＮＨ４Ｈ２ＰＯ４（ＡＤＰ）から選択される少なくとも１つを備える、請求項１から７のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
  9. 複数の電気光学偏向器のうちある電気光学偏向器は、屈折率勾配材料を有する、請求項１から８のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
  10. リソグラフィ装置であって、
    基板を保持するよう構成されている基板保持部と、
    ビームを所望のパターンに従って変調するよう構成されている変調器であって、屈折率勾配材料を有する電気光学偏向器を備える変調器と、
    変調されたビームを受け、基板に向けて投影するよう構成されている投影系と、を備えるリソグラフィ装置。
  11. リソグラフィ装置であって、
    基板を保持するよう構成されている基板保持部と、
    放射ビームを所望のパターンに従って変調するよう構成されている変調器と、
    変調されたビームを受け、前記基板に向けて投影するよう構成されている投影系と、
    フォトリソグラフィ、材料成膜、または材料除去のうち少なくとも２つを実行するために前記変調されたビームを使用する前記装置の動作を変更するよう構成されているコントローラと、を備えるリソグラフィ装置。
  12. リソグラフィ装置であって、
    基板を保持するよう構成されている基板保持部と、
    放射ビームを所望のパターンに従って変調するよう構成されている変調器と、
    変調されたビームを受け、前記基板に向けて投影するよう構成されている投影系と、
    前記変調器と前記基板との間の場所に供与構造体を移動可能に支持する供与構造体支持部と、を備え、前記供与構造体は、前記供与構造体から前記基板へと転写可能である供与材料層を有し、前記変調されたビームが使用時に前記供与構造体に入射する、リソグラフィ装置。
  13. リソグラフィ装置であって、
    基板を保持し移動させるよう構成されている基板保持部と、
    複数のビームを所望のパターンに従って変調するよう構成されている変調器であって、前記ビームを第１方向に偏向する電気光学偏向器を備える変調器と、
    前記電気光学偏向器から前記ビームを受け、前記ビームを第２方向に偏向し、変調されたビームを移動可能な前記基板に向けて投影する可動光学素子と、を備えるリソグラフィ装置。
  14. 前記第２方向は、前記第１方向に実質的に垂直である、請求項１３に記載のリソグラフィ装置。
  15. 前記可動光学素子は、前記変調されたビームを目標に投影するよう構成されており、前記装置は、前記目標を移動させるよう構成されている、請求項１３または１４に記載のリソグラフィ装置。
  16. 前記目標を実質的に前記第１方向に移動させるよう構成されている、請求項１３から１５のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
  17. 前記目標は、基板または供与構造体にあり、前記供与構造体は、前記供与構造体から前記基板へと転写可能である供与材料層を有する、請求項１６に記載のリソグラフィ装置。
  18. 前記電気光学偏向器は、一次元偏向器から成る、請求項１３から１７のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
  19. 前記電気光学偏向器は、前記ビームを前記第１方向及び前記第２方向に偏向するよう構成されている、請求項１３から１７のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
  20. 使用時に前記変調器と前記基板との間に配置され、前記変調されたビームが使用時に入射する供与構造体をさらに備え、前記供与構造体は、前記供与構造体から前記基板へと転写可能である供与材料層を有する、請求項１３から１９のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
  21. 前記供与材料は、金属である、請求項２０に記載のリソグラフィ装置。
  22. 前記変調されたビームは使用時に前記基板に入射して前記基板の材料にアブレーションを生じさせる、請求項１３から１９のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
  23. 屈折率勾配材料を有する電気光学偏向器と、前記偏向器の入射面、または出射面、または入射面及び出射面の両方にて前記偏向器と実質的に同一の屈折率を有するプリズムと、を備えるビーム偏向システム。
  24. ビーム経路に沿って直列に配列されている複数の個別に制御可能で分離された電気光学偏向器を備えるビーム偏向システム。
  25. デバイス製造方法であって、
    所望のパターンに従って変調された複数のビームを、該ビームのビーム経路を横切るよう延在する電気光学偏向器アレイを使用して、提供することと、
    前記複数のビームを基板に向けて投影することと、
    前記ビームを投影している間に前記基板を移動させることと、を備える方法。
  26. デバイス製造方法であって、
    放射ビームを所望のパターンに従って変調することと、
    前記ビームを基板に向けて投影することと、
    フォトリソグラフィ、材料成膜、または材料除去のうち少なくとも２つを実行するために、変調されたビームの使い方を変更することと、を備える方法。
  27. デバイス製造方法であって、
    放射ビームを所望のパターンに従って変調することと、
    前記ビームを基板に向けて投影することと、
    前記ビームが入射する供与構造体を移動可能に支持することと、を備え、前記供与構造体は、前記供与構造体から前記基板へと転写可能である供与材料層を有する、方法。
  28. デバイス製造方法であって、
    屈折率勾配材料を有する電気光学偏向器を使用して放射ビームを所望のパターンに従って変調することと、
    前記ビームを基板に向けて投影することと、を備える方法。
  29. デバイス製造方法であって、
    複数の放射ビームを所望のパターンに従って、該ビームを第１方向に偏向する電気光学偏向器を使用して変調することと、
    前記電気光学偏向器により偏向されたビームを、可動光学素子を使用して第２方向に偏向することと、
    変調されたビームを前記光学素子から基板に向けて投影することと、を備える方法。
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