JP5689535B2 - リソグラフィ装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

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Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１０年１２月８日に出願された米国特許仮出願第６１／４２０，９６５号の利益を主張し、そ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、及び、デバイスを製造するための方法に関する。
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、（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、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、自己放射可能なコントラストデバイスのアレイなどがある。
マスクレス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、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、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、光学コラム又はその一部を基板に対し移動させるためのアクチュエータが設けられていてもよい。それにより基板がビームに対し移動されてもよい。その移動中に自己放射コントラストデバイスを「オン」又は「オフ」に切り換えることによって、基板上にパターンが生成されてもよい。
リソグラフィ処理においては、基板に投影される像の焦点合わせが正確であることを保証することが重要である。特に、あるマスクレスリソグラフィの構成においては、同じクリティカルディメンションを有するマスク使用型のシステムに比べて、焦点調節範囲が比較的小さいことがある。例えば、ある公知のマスクレスシステムにおいては、複数のレンズがそれぞれ基板に複数の放射スポットを投影するために使用され、そのため焦点調節範囲が比較的小さくなる。したがって、投影系に対して基板の位置を投影系の光軸に垂直な方向に調整することによりフォーカスを調整するシステムを提供することが知られている。
しかし、いくつかの用途においては露光フィールドの全幅についてある顕著なフォーカス高さ位置が存在するほど十分には基板が平坦ではないかもしれない。よって、こうした状況においては、投影系に対して基板の位置を投影系の光軸に平行な方向に単に調整することにより所望のフォーカス制御を提供することは可能でない。
したがって、改良された焦点調節システムを提供することが望まれる。
本発明のある実施の形態によると、少なくとも１つの光学コラムを有するリソグラフィ装置であって、
複数の放射ビームを提供するよう構成されているプログラマブルパターニングデバイスと、
複数のビームを基板に投影するよう構成されている投影系と、を備え、
前記投影系は、複数のレンズを備え、
前記光学コラムは、
前記複数のビームが前記基板の目標部分を走査するよう前記複数のレンズの少なくとも１つを前記投影系の光軸に垂直な方向に移動させるよう構成されている第１アクチュエータシステムと、
前記プログラマブルパターニングデバイスの像を前記少なくとも１つのレンズに投影するよう構成されている放射ビームエキスパンダと、
前記放射ビームエキスパンダを前記投影系の光軸に平行な方向に移動させるよう構成されている第２アクチュエータシステムと、を備えるリソグラフィ装置が提供される。
本発明のある実施の形態によると、
複数の放射ビームを提供するよう構成されているプログラマブルパターニングデバイスと、複数のビームを基板の目標部分に投影するよう構成されている投影系であって複数のレンズを備える投影系と、を有する少なくとも１つの光学コラムを使用して基板の目標部分にパターンを生成することと、
前記複数のビームが前記基板の目標部分を走査するよう前記複数のレンズの少なくとも１つを前記投影系の光軸に垂直な方向に移動させることと、
前記プログラマブルパターニングデバイスの像を前記少なくとも１つのレンズに投影する放射ビームエキスパンダを使用することと、
前記基板に形成される像のフォーカスを調整するために前記投影系の光軸に平行な方向において前記放射ビームエキスパンダの位置を制御することと、を備えるデバイス製造方法が提供される。
本発明のいくつかの実施の形態が付属の概略的な図面を参照して以下に説明されるがこれらは例示に過ぎない。対応する参照符号は各図面において対応する部分を指し示す。
本発明のある実施の形態に係るリソグラフィ装置の部分を示す図である。
本発明のある実施の形態に係る図１のリソグラフィ装置の部分の上面図である。
本発明のある実施の形態に係るリソグラフィ装置の部分を高度に概略的に示す斜視図である。
本発明のある実施の形態に係り、基板上への図３に係るリソグラフィ装置による投影を示す概略上面図である。
本発明のある実施の形態に係るフォーカスを制御するためのシステムの構成を示す図である。
図１は、リソグラフィ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、リソグラフィ装置は、後述するようにＸＹ面で実質的に静止した個別制御可能素子を有するが、そうである必要はない。リソグラフィ装置１は、基板を保持する基板テーブル２と、基板テーブル２を最大６自由度で移動させる位置決め装置３と、を備える。基板は、レジストで被覆された基板であってもよい。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、リソグラフィ装置は、ロールトゥロール製造に適する。
リソグラフィ装置１は、複数のビームを発するよう構成されている複数の個別に制御可能な自己放射可能なコントラストデバイス４をさらに備える。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４は、放射を発するダイオード（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４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、例えば約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、それらのダイオードは、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。
自己放射コントラストデバイス４は、フレーム５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５が図示されているが、リソグラフィ装置は、図２に示すように複数のフレーム５を有してもよい。フレーム５には更に、レンズ１２が配設されている。フレーム５、従って、自己放射コントラストデバイス４及びレンズ１２はＸＹ面内で実質的に静止している。フレーム５、自己放射コントラストデバイス４、及びレンズ１２は、アクチュエータ７によってＺ方向に移動されてもよい。それに代えて又はそれとともに、レンズ１２はこの特定のレンズに関連する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１２にアクチュエータが設けられていてもよい。
自己放射コントラストデバイス４はビームを発するよう構成されていてもよく、投影系１２、１４、１８はそのビームを基板の目標部分に投影するよう構成されていてもよい。自己放射コントラストデバイス４及び投影系が光学コラムを形成する。リソグラフィ装置１は、光学コラム又はその一部を基板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１１）を備えてもよい。フレーム８には視野レンズ１４及び結像レンズ１８が配設されており、そのアクチュエータを用いてフレーム８は回転可能であってもよい。視野レンズ１４と結像レンズ１８との結合が可動光学系９を形成する。使用時においては、フレーム８は自身の軸１０まわりを、例えば図２に矢印で示す方向に、回転する。フレーム８は、アクチュエータ（例えばモータ１１）を使用して軸１０まわりに回転させられる。また、フレーム８はモータ７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９が基板テーブル２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１３がレンズ１２の上方でレンズ１２と自己放射コントラストデバイス４との間に配置されてもよい。アパーチャ構造１３は、レンズ１２、関連する自己放射コントラストデバイス４、及び／または、隣接するレンズ１２／自己放射コントラストデバイス４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８を回転させると同時に光学コラム下方の基板テーブル２上の基板を移動させることによって、使用されてもよい。自己放射コントラストデバイス４は、レンズ１２、１４、１８が互いに実質的に整列されたときこれらのレンズを通じてビームを放つことができる。レンズ１４、１８を移動させることによって、基板上でのビームの像が基板の一部分を走査する。同時に光学コラム下方の基板テーブル２上の基板を移動させることによって、自己放射コントラストデバイス４の像にさらされる基板の当該部分も移動する。光学コラム又はその一部の回転を制御し、自己放射コントラストデバイス４の強度を制御し、且つ基板速度を制御するコントローラの制御のもとで自己放射コントラストデバイス４の「オン」と「オフ」とを高速に切り換えることによって（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上回る出力を有する）、所望のパターンを基板上のレジスト層に結像することができる。
図２は、自己放射コントラストデバイス４を有する図１のリソグラフィ装置の概略上面図である。図１に示すリソグラフィ装置１と同様に、リソグラフィ装置１は、基板１７を保持する基板テーブル２と、基板テーブル２を最大６自由度で移動させる位置決め装置３と、自己放射コントラストデバイス４と基板１７とのアライメントを決定し、自己放射コントラストデバイス４の投影に対して基板１７が水平か否かを決定するためのアライメント／レベルセンサ１９と、を備える。図示されるように基板１７は矩形形状を有するが、追加的に又は代替的に円形の基板が処理されてもよい。
自己放射コントラストデバイス４はフレーム１５に配設されている。自己放射コントラストデバイス４は、放射を発するダイオード、例えばレーザダイオード、例えば青紫レーザダイオードであってもよい。図２に示されるように、自己放射コントラストデバイス４はＸＹ面内に延在するアレイ２１に配列されていてもよい。
アレイ２１は細長い線であってもよい。ある実施の形態においては、アレイ２１は、自己放射コントラストデバイス４の一次元配列であってもよい。ある実施の形態においては、アレイ２１は、自己放射コントラストデバイス４の二次元配列であってもよい。回転するフレーム８が設けられていてもよく、これは、矢印で図示される方向に回転してもよい。
回転するフレーム８が設けられていてもよく、これは、矢印で図示される方向に回転してもよい。その回転フレームには、各自己放射コントラストデバイス４の像を与えるためのレンズ１４、１８（図１参照）が設けられていてもよい。本装置には、フレーム８及びレンズ１４、１８を備える光学コラムを基板に対して回転させるためのアクチュエータが設けられていてもよい。
図３は、周辺部にレンズ１４、１８が設けられている回転フレーム８を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１０本のビームが、それらレンズの一方へと入射し、基板テーブル２により保持された基板１７のある目標部分に投影されている。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１０まわりに回転可能である。回転可能フレーム８の回転の結果として、それらビームは、一連のレンズ１４、１８（視野レンズ１４及び結像レンズ１８）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基板１７の表面の一部分に沿って動く。詳しくは図４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源によって、すなわち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（図３には図示せず）。図３に示される構成においては、ビームどうしの距離を小さくするために、それらビームはともに、あるセグメントミラー３０によって偏向されかつ運ばれる。それによって、後述するように、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。
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）基板に投影されるので、（基板に到達する）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４を参照して更に説明する。図４は、回転可能フレーム８の一部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８の対応するレンズセット１４、１８を通じて投影される。回転可能フレーム８が回転すると、複数ビームＢ１が基板１７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。回転可能フレーム８の回転と同時に、対応するアクチュエータによって基板１７及び基板テーブルが（図２に示すＸ軸に沿う方向であってもよい）方向Ｄに移動され、そうして領域Ａ１４、Ａ２４、Ａ３４におけるビームの走査方向に実質的に垂直に移動される。方向Ｄの第２のアクチュエータによる移動（例えば、対応する基板テーブルモータによる基板テーブルの移動）の結果、回転可能フレーム８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４に示すように、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４に示すように、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４に示すように、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８を回転させる間に基板を方向Ｄ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８をある同一の回転速度とすると）より短い時間で基板全体を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基板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Ｄ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基板に投影するとき、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、図４に示すように、複数のビームは、レンズ１４、１８の回転の接線に対してある角度をなして配列されている。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、（上記同様１本のビームについて）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、基板の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基板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、リソグラフィ装置は、その間隔の中に後続のビーム投影が投影されるように光学コラムに対して基板を移動させるよう第２アクチュエータを動作させるよう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Ｄ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Ｄに解像度を高くするために）、それらビームは方向Ｄ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ミラー３０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。
本発明のある実施の形態においては、基板に投影される像のフォーカスを制御するためのシステムが提供されてもよい。上述のある構成における光学コラムの部分又は全体により投影される像のフォーカスを調整するための構成が提供されてもよい。
図５に示されるように、フォーカス調整の構成は、放射ビームエキスパンダ４０を含んでもよい。放射ビームエキスパンダ４０は、上述の視野レンズ１４に投影されるプログラマブルパターニングデバイス４の像が放射ビームエキスパンダ４０を介して投影されるように配設されている。視野レンズ１４及び結像レンズ１８は上述のように、視野レンズ１４に投影される像が基板テーブル２に支持された基板に投影されるように配設されている。したがって、視野レンズ１４に投影される像の、投影系の光軸４６に平行な方向における位置を調整することによって、基板高さに形成される像のフォーカスが調整され得る。後述するように、放射ビームエキスパンダ４０は、視野レンズ１４に投影される像の位置のこうした調整を提供するように使用される。
これが有利であり得るのは、投影系に対する基板の位置を調整することなくフォーカス調整が実行され得ることを意味するからである。これにより、基板上で照明フィールドの全幅にわたって位置する複数の異なる領域について、正確なフォーカス制御を独立に行うことが可能となり得る。例えば、各光学コラム又はその一部は、それが基板上に投影している像のフォーカスを調整する独自の能力を有し得る。
また、こうした構成は、視野レンズ１４または結像レンズ１８の位置を投影系の光軸４６に平行な方向に調整することを要しない。
このような制御は、上述のように視野レンズ１４及び結像レンズ１８が投影系の光軸４６に垂直な方向に移動するよう配設されている構成においては難しいかもしれない。例えば、図５に示されかつ上述の構成に整合するように、視野レンズ１４及び結像レンズ１８は、第１アクチュエータシステム１１により駆動される回転フレーム８に搭載されている場合がある。
放射ビームエキスパンダ４０は、軸方向に整列された１組の正レンズ４１、４２から形成されていてもよい。レンズ４１、４２は、例えば剛性支持フレーム４３によって、互いに対して固定的に位置決めされていてもよい。
ある実施の形態においては、放射ビームエキスパンダ４０は、物体側テレセントリックかつ像側テレセントリックであるように構成されていてもよい。理解されるように、物体側テレセントリックであるとは入射瞳が無限遠に位置することを意味し、像側テレセントリックであるとは出射瞳が無限遠に位置することを意味する。
第２アクチュエータシステム４４が設けられ、投影系の光軸４６に平行な方向に放射ビームエキスパンダ４０の位置を制御するよう構成されていてもよい。
特に、第２アクチュエータシステム４４は、第１レンズ４１及び第２レンズ４２の相対位置を維持しつつ視野レンズ１４に対し第１レンズ４１及び第２レンズ４２の位置を調整するために、支持フレーム４３に作用するよう構成されていてもよい。
第２アクチュエータシステム４４は、特に、放射ビームエキスパンダ４０が光軸４６に平行な方向にのみ移動することを保証するために、かつ、投影系の光軸４６に垂直な方向における放射ビームエキスパンダ４０の移動が実質的に生じないように、構成されていてもよい。投影系の光軸４６に平行な方向における放射ビームエキスパンダ４０の移動は、視野レンズ１４に投影されるプログラマブルパターニングデバイス４の像の位置を調整するために使用される。
コントローラ４５が設けられていてもよく、これは、基板に投影される像の所望のフォーカス制御を提供するために適切であるように放射ビームエキスパンダ４０を移動させるために第２アクチュエータ４４を制御するよう適合されている。特に、投影系の光軸４６に沿う放射ビームエキスパンダ４０の移動量は、その結果として生じる基板でのフォーカスシフトに比例する。したがって、コントローラは、その系のために予め定められた倍数を保存し、これを使用して、基板での所望のフォーカスシフトを放射ビームエキスパンダ４０の必要移動量に変換してもよい。続いて、コントローラ４５は、その所望の移動量を与えるために第２アクチュエータシステム４４を制御してもよい。
基板高さで必要とされるフォーカスシフトは、例えば、基板及び／または基板テーブル２の位置の測定結果に、像が投影されるべき目標部分での基板上面の変形の測定結果を併用して、決定されてもよい。基板上面の変形は、基板へのパターンの露光に先立ってマップ化されていてもよいし、及び／または、基板の各部分にパターンが投影される直前に基板の当該部分について測定されてもよい。
放射ビームエキスパンダ４０の移動量を基板でのフォーカスシフトに関連付ける倍数は次式により決定されてもよい。
（１／Ｂ２）／（Ａ２−１）
ここで、Ａは放射ビームエキスパンダ４０の倍率であり、Ｂは放射ビームエキスパンダがプログラマブルパターニングデバイスの像を投影するところのレンズ１４から基板までの光学系の倍率、すなわち、視野レンズ１４と結像レンズ１８との結合の倍率である。
例示的な実施の形態においては、視野レンズ１４と結像レンズ１８との結合系の倍率は１／１５（即ち縮小）であってもよく、放射ビームエキスパンダ４０の倍率は２であってもよい。したがって、上式を用いると、基板高さでの２５μｍのフォーカスシフトに必要な放射ビームエキスパンダの移動量は１．８７５ｍｍであることがわかる。
上述のように、本発明の焦点調節の構成は、あるリソグラフィ装置内の各光学コラムに個別に設けられていてもよい。したがって、各光学コラムは、対応する放射ビームエキスパンダ４０と、関連するアクチュエータシステム４４と、を含み、関連するアクチュエータシステム４４は、当該対応する放射ビームエキスパンダ４０を投影系の光軸４６に平行な方向に移動させるよう配設されていてもよい。
本発明のある実施の形態によると、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）のそれぞれの強度は、基板上に所望のパターンを照射するように光学コラムの一部の移動中（本例においては回転可能フレーム８及びレンズ１４、１８の回転中）に変調されてもよい。光学コラムの一部、即ちフレーム８及びレンズ１４、１８が回転可能であるという既述の概念は、高精度かつ高度の移動再現性でのレンズ１４、１８の高速移動を許容することに留意されたい。
図示の実施形態においては、一組のレンズ１４、１８が、基板に少なくとも２つのビームを投影する１つの投影主体を形成する。こうした投影主体は１つ又は複数のレンズを備えてもよいものと理解される。よって、本発明のある実施の形態は、回転可能フレームの複数の投影主体のうちある１つの同一の投影主体によって少なくとも２つのビームが基板に投影され、投影主体の各々は、少なくとも１つのレンズを備えかつ少なくとも２つのビームを基板に投影するよう構成されている、というように理解されてもよい。
あるデバイス製造方法によると、パターンが投影された基板から、ディスプレイ、集積回路、又はその他の任意の品目等のデバイスが製造されうる。
本書ではＩＣ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は他の用途を有してもよいものと理解されたい。他の用途としては例えば、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、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドなどの製造がある。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。
「レンズ」という用語は、文脈が許す限り、屈折光学部品、回折光学部品、反射光学部品、磁気的光学部品、電磁気的光学部品、静電的光学部品を含む各種の光学部品のうちいずれか１つ、またはこれらの組み合わせを指し示してもよい。
上述の説明は例示であり、限定を意図しない。よって、以下に述べる請求項の範囲から逸脱することなく既述の本発明に変更を加えることができるということは、当業者には明らかなことである。

Claims (10)

  1. 少なくとも１つの光学コラムを有するリソグラフィ装置であって、
    複数の放射ビームを提供するよう構成されているプログラマブルパターニングデバイスと、
    複数のビームを基板に投影するよう構成されている投影系と、を備え、
    前記投影系は、可動光学系を形成する少なくとも１つのレンズを含む複数のレンズを備え、
    前記光学コラムは、
    前記複数のビームが前記基板の目標部分を走査するよう前記可動光学系を前記投影系の光軸に垂直な方向に移動させるよう構成されている第１アクチュエータシステムと、
    前記プログラマブルパターニングデバイスの像を前記少なくとも１つのレンズに投影するよう構成されている放射ビームエキスパンダと、
    前記放射ビームエキスパンダを前記投影系の光軸に平行な方向に移動させるよう構成されている第２アクチュエータシステムと、を備え、
    前記可動光学系は、前記放射ビームエキスパンダを介して前記少なくとも１つのレンズに投影される前記プログラマブルパターニングデバイスの像が、前記基板に投影されるように配設されており、
    前記リソグラフィ装置は、前記少なくとも１つのレンズに投影される像の、前記投影系の光軸に平行な方向における位置を、前記第２アクチュエータシステムによって生じる前記放射ビームエキスパンダの移動により、前記基板の高さにて形成される像のフォーカスが調整されるように制御するよう構成されているリソグラフィ装置。
  2. 前記放射ビームエキスパンダは、軸方向に整列され固定間隔で配設された１組の正レンズを備える、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
  3. 前記放射ビームエキスパンダは、物体側テレセントリックかつ像側テレセントリックであるように構成されている、請求項１又は２に記載のリソグラフィ装置。
  4. 前記放射ビームエキスパンダが前記プログラマブルパターニングデバイスの像を投影するレンズは視野レンズであり、
    前記投影系は、結像レンズをさらに備え、前記視野レンズに投影される像が前記基板に投影されるよう配設されており、
    前記視野レンズ及び前記結像レンズの位置は、互いに対して固定され、前記第１アクチュエータシステムにより移動可能である、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. 前記視野レンズ及び前記結像レンズは回転可能フレームに搭載されており、前記回転可能フレームは前記投影系の光軸に平行な軸まわりに回転するよう構成されている、請求項４に記載のリソグラフィ装置。
  6. 前記第２アクチュエータシステムは、前記投影系の光軸に平行な方向に前記放射ビームエキスパンダを移動させているとき前記投影系の光軸に垂直な方向における前記放射ビームエキスパンダの移動を妨げるように構成されている、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. 少なくとも前記第２アクチュエータシステムを制御するよう構成されているコントローラをさらに備え、
    前記コントローラは、
    前記基板でのフォーカス変位量に関する信号を受信し、
    前記基板でのフォーカス変位量の予め定められた倍数に基づいて、前記信号を前記放射ビームエキスパンダの必要変位量に変換し、
    前記放射ビームエキスパンダの必要変位量を生じさせるための信号を前記第２アクチュエータシステムに出力するよう構成されている、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. 前記予め定められた倍数は、
    （１／Ｂ２ ）／（Ａ２−１）であり、
    ここで、Ａは前記放射ビームエキスパンダの倍率であり、Ｂは前記放射ビームエキスパンダが前記プログラマブルパターニングデバイスの像を投影するところのレンズから前記基板までの光学系の倍率である、請求項７に記載のリソグラフィ装置。
  9. 請求項１から８のいずれかに記載され、第２の光学コラムを少なくとも有するリソグラフィ装置であって、
    第２の複数の放射ビームを提供するよう構成されている第２のプログラマブルパターニングデバイスと、
    第２の複数のビームを基板に投影するよう構成されている第２の投影系と、を備え、
    前記第２の投影系は、第２の複数のレンズを備え、
    前記第２の光学コラムは、
    前記第２の複数のビームが前記基板の目標部分を走査するよう前記第２の投影系の前記複数のレンズの少なくとも１つを前記第２の投影系の光軸に垂直な方向に移動させるよう構成されている第３アクチュエータシステムと、
    前記第２のプログラマブルパターニングデバイスの像を前記第２の投影系の前記少なくとも１つのレンズに投影するよう構成されている第２の放射ビームエキスパンダと、
    前記第２の放射ビームエキスパンダを前記第２の投影系の光軸に平行な方向に移動させるよう構成されている第４アクチュエータシステムと、を備えるリソグラフィ装置。
  10. 複数の放射ビームを提供するよう構成されているプログラマブルパターニングデバイスと、複数のビームを基板の目標部分に投影するよう構成されている投影系であって可動光学系を形成する少なくとも１つのレンズを含む複数のレンズを備える投影系と、を有する少なくとも１つの光学コラムを使用して基板の目標部分にパターンを生成することと、
    前記複数のビームが前記基板の目標部分を走査するよう前記可動光学系を前記投影系の光軸に垂直な方向に移動させることと、
    前記プログラマブルパターニングデバイスの像を前記少なくとも１つのレンズに投影する放射ビームエキスパンダを使用することと、
    前記放射ビームエキスパンダを介して前記少なくとも１つのレンズに投影される前記プログラマブルパターニングデバイスの像を前記基板に投影するよう前記可動光学系を使用することと、
    前記基板に形成される像のフォーカスを調整するために前記投影系の光軸に平行な方向において前記放射ビームエキスパンダを移動させることにより前記少なくとも１つのレンズに投影される像の前記投影系の光軸に平行な方向における位置を制御することと、を備えるデバイス製造方法。
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