(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リソグラフィシステムであって、
基板上に又は基板上方にある材料層に放射ビームを投影するよう構成されている投影系を備えるリソグラフィ装置と、
前記基板上に形成されるパターンを検査するよう構成されている検査システムと、
前記リソグラフィ装置によるパターンの形成を、以前に露光されたパターンの検査に関する前記検査システムからのデータに基づいて制御するよう構成されているコントローラと、を備え、前記パターンは、前記放射ビームの適用によって前記基板上に形成され、
前記検査システムは、
前記基板上にパターンが形成される前における前記基板への第１の読み出し放射ビームの投影と、前記基板上にパターンが形成された後における前記基板への第２の読み出し放射ビームの投影と、を制御するコントローラと、
前記基板によって方向変更された第１の読み出し放射ビームを検出し、前記基板によって方向変更された第２の読み出し放射ビームを検出するよう構成されている検出器と、を備え、
前記検査システムのコントローラは、検査データを形成するために前記基板によって方向変更された第１の読み出し放射ビームの検出結果と前記基板によって方向変更された第２の読み出し放射ビームの検出結果とを比較するよう構成されているリソグラフィシステム。
【請求項２】
前記検査システムは、前記基板上に前記材料の滴によって形成されるパターンを検査するよう構成されている、請求項１に記載のリソグラフィシステム。
【請求項３】
前記投影系は、複数の放射ビームを投影するよう構成され、前記コントローラは、検査からのデータに基づいて前記複数の放射ビームのうち少なくとも２つの放射ビーム間の角度間隔を制御するよう構成されている、請求項１または２に記載のリソグラフィシステム。
【請求項４】
前記リソグラフィ装置は、検査されるパターンの形成から検査からのデータに基づいてパターンを形成するよう前記リソグラフィ装置を制御するまでの時間において実質的に連続して前記材料層及び／または他の材料層に前記放射ビームを投影するよう動作するよう構成されている、請求項１から３のいずれかに記載のリソグラフィシステム。
【請求項５】
前記検査システムのコントローラは、前記放射ビームの適用によって前記基板上にパターンが形成されるとき前記基板上の実質的に同一の位置へと第１の読み出し放射ビーム及び第２の読み出し放射ビームの投影を制御するよう構成されている、請求項１から４のいずれかに記載のリソグラフィシステム。
【請求項６】
前記投影系によって投影される放射ビームは前記基板上で書き込みスポットに対応し、前記第１の読み出し放射ビームは前記基板上で第１の読み取りスポットに対応し、前記第２の読み出し放射ビームは前記基板上で第２の読み取りスポットに対応し、
前記検査システムのコントローラは、前記放射ビームが前記基板に沿う方向に走査されかつ前記基板が異なる方向に移動される露光動作中において、前記書き込みスポットが前記基板に形成される前に前記第１の読み取りスポットが前記書き込みスポットと前記基板上の実質的に同一の位置に投影されかつ前記書き込みスポットが形成された後に前記第２の読み取りスポットが前記書き込みスポットと前記基板上の実質的に同一の位置に投影されるように、前記第１の読み出し放射ビーム及び前記第２の読み出し放射ビームの投影を制御するよう構成されている、請求項１から５のいずれかに記載のリソグラフィシステム。
【請求項７】
前記検査システムのコントローラは、第１の読み出し放射ビーム及び第２の読み出し放射ビームを投影するよう単一の放射源を制御するよう構成され、
前記検査システムは、前記単一の放射源によって投影される放射ビームを第１の読み出し放射ビームと第２の読み出し放射ビームとに分割するよう構成されている放射ビームスプリッタを備える、請求項１から６のいずれかに記載のリソグラフィシステム。
【請求項８】
前記検査システムは前記リソグラフィ装置に取り付けられ、及び／または、前記リソグラフィ装置は前記コントローラを備える、請求項１から７のいずれかに記載のリソグラフィシステム。
【請求項９】
前記コントローラは、前記投影系に対する前記基板の１回の前進走査移動中にパターンを形成するよう前記リソグラフィ装置を制御するよう構成され、前記リソグラフィシステムは、前記投影系に対する前記基板の１回の後退走査移動中に前記検査システムがパターンを検査するよう構成されている、請求項８に記載のリソグラフィシステム。
【請求項１０】
前記リソグラフィ装置は、各々が基板上に露光されたパターンを検査するよう構成されている２つの検査システムを備え、前記材料層に前記放射ビームを投影するプロセス中における前記投影系に対する基板の移動に関して、一方の検査システムは前記投影系の上流にあり、他方の検査システムは前記投影系の下流にある、請求項１から９のいずれかに記載のリソグラフィシステム。
【請求項１１】
前記リソグラフィ装置は、前記放射ビームを与え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を備える、請求項１から１０のいずれかに記載のリソグラフィシステム。
【請求項１２】
前記リソグラフィ装置は、前記投影系の少なくとも一部を、前記投影系の光軸に実質的に垂直な平面において前記プログラマブルパターニングデバイスに対して回転させるよう構成されているアクチュエータを備える、請求項１１に記載のリソグラフィシステム。
【請求項１３】
前記リソグラフィ装置のパターン形成動作中に前記投影系に対し前記基板が移動するとき前記基板の位置または位置変化を測定するよう構成されているアライメントシステムと、
前記パターン形成動作中に測定される前記アライメントシステムからのアライメントデータに基づいて、前記リソグラフィ装置が前記基板上の目標位置にパターンを形成するように、前記パターン形成動作を制御するよう構成されているコントローラと、を備える、請求項１から１２のいずれかに記載のリソグラフィシステム。
【請求項１４】
前記アライメントシステムは、１回目の前記基板または基板テーブル上の基準マーカの画像化と２回目の前記基板または基板テーブル上の基準マーカの画像化とを制御するよう構成されているアライメントコントローラを備え、前記アライメントシステムのコントローラは、アライメントデータを形成するように１回目の基準マーカの画像を２回目の基準マーカの画像と比較するよう構成されている、請求項１３に記載のリソグラフィシステム。
【請求項１５】
前記アライメントデータは、１回目の基準マーカの画像と２回目の基準マーカの画像との間の位置シフトを表す、請求項１４に記載のリソグラフィシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１１年８月３０日に出願された米国仮出願第６１／５２９，０６４号の利益を主張し、その全体が本明細書に援用される。また、本出願は、２０１１年１０月１３日に出願された米国仮出願第６１／５４６，８０１号の利益を主張し、その全体が本明細書に援用される。さらに、２０１２年５月２４日に出願された米国仮出願第６１／６５１，４４９号の利益も主張し、その全体が本明細書に援用される。
【０００２】
本発明は、リソグラフィシステム、リソグラフィ装置を制御する方法、及び、デバイスを製造するための方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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などがある。
【発明の概要】
【０００６】
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。光学コラムには例えば、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に対して基板を移動させるアクチュエータシステムが設けられていてもよい。それにより、ビームが基板に対して移動させられてもよい。移動中に自己放射コントラストデバイスのオンオフを切り換えることにより、基板上にパターンが生成されてもよい。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、または、材料（例えば金属）の滴の局所的な堆積により、基板（の部分）へと転写されてもよい。
【０００７】
リソグラフィプロセスにおいては、リソグラフィ装置によって生産されるデバイスが十分な品質を有するべきである。製品における欠陥は、生成されることが意図されるパターンと基板の目標部分に実際に生成されるパターンとの不一致に対応しうる。ある場合（例えばフラットパネルディスプレイの製造）においては、これら欠陥がその画面にわたる望ましくない強度変動の原因となりうる。製品が不十分な品質を有する場合には、製造プロセスの歩留まりが低下する。
【０００８】
したがって、望まれることは、例えば、より少ない欠陥でデバイスを製造可能とするリソグラフィシステムを提供することである。
【０００９】
本発明のある実施の形態によると、リソグラフィ装置、検査システム、及びコントローラを備えるリソグラフィシステムが提供される。前記リソグラフィ装置は、基板上に又は基板上方にある材料層に少なくとも１つの放射ビームを投影するよう構成されている投影系を備える。前記検査システムは、前記基板上に形成されるパターンを検査するよう構成されている。前記パターンは、前記少なくとも１つの放射ビームの適用によって前記基板上に形成される。前記コントローラは、前記検査システムによる以前に露光されたパターンの検査に基づいて、パターンを形成するよう前記リソグラフィ装置を制御するよう構成されている。
【００１０】
本発明のある実施の形態によると、リソグラフィ装置を制御する方法が提供される。本方法は、基板上に又は基板上方にある材料層に少なくとも１つの放射ビームを投影することと、前記基板上に形成されるパターンを検査することと、を備え、前記パターンは、前記少なくとも１つの放射ビームの適用によって前記基板上に形成され、以前に露光されたパターンの検査に基づいてパターンを形成するよう前記リソグラフィ装置を制御することを備える。
【００１１】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】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。
【００１３】
【図２】本発明のある実施の形態に係るリソグラフィシステムの部分の上面図である。
【００１４】
【図３】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。
【００１５】
【図４】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。
【００１６】
【図５】本発明のある実施の形態に係るリソグラフィシステムの部分の上面図である。
【００１７】
【図６】材料成膜装置及び方法の側面図を示す。
【００１８】
【図７】本発明のある実施の形態に係る検査プロセスの平面図を示す。
【００１９】
【図８】本発明のある実施の形態に係る検査システムを示す。
【００２０】
【図９】本発明のある実施の形態に係るアライメントセンサを示す。
【００２１】
【図１０】本発明のある実施の形態に係るリソグラフィシステムの部分の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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により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制御をすることによって（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材料層に結像することができる。形成されるパターンは例えば、基板上に放射ビームを適用することによって基板上のフォトレジスト層に形成される潜像であり又は局所的に堆積される材料（例えば金属）の滴から形成されてもよい。
【００２８】
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。
【００２９】
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、放射発光ダイオード、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。
【００３０】
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。
【００３１】
回転フレーム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。
【００３２】
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。
【００３３】
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、複数ビームＢ２は領域Ａ２４を走査し、複数ビーム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が複数ビーム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）、実質的に隣接する領域Ａ２１、Ａ２２、Ａ２３、Ａ２４が複数ビームＢ２の走査のたびに生じ（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）、実質的に隣接する領域Ａ３１、Ａ３２、Ａ３３、Ａ３４が複数ビームＢ３の走査のたびに生じる（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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
ある実施の形態においては、リソグラフィシステムは、リソグラフィ装置１、検査システム４０、及びコントローラ５００を備える。リソグラフィ装置１は、基板１７に接触し又は基板１７の上方にある材料層に複数の放射ビームを投影するよう構成されている投影系１２、１４、１８を備える。
【００３９】
ある実施の形態においては、投影系は、複数の放射ビームを投影するよう構成されている。コントローラ５００は、複数の放射ビームが基板１７上にパターンを形成するよう当該複数の放射ビームのうち少なくとも２つの放射ビーム間の角度間隔を制御するよう構成されていてもよい。
【００４０】
ある実施の形態においては、投影系は、パターニングされる１つの放射ビームを投影するよう構成されている。例えば、ある実施の形態においては、リソグラフィシステムは、パターニングされた放射ビームを提供するよう構成されている空間光変調器を備えるプログラマブルパターニングデバイスを備える。
【００４１】
ある実施の形態においては、投影系は、基板１７上のフォトレジスト層に潜像を形成するようフォトレジスト層に上記少なくとも１つの放射ビームを投影する。潜像は、基板１７への更なる処理が実行される前にカメラにより可視であってもよい。
【００４２】
ある実施の形態においては、投影系は、上記少なくとも１つの放射ビームを基板１７の上方にある材料層へと、レーザ誘起材料移動により材料（例えば金属）の滴の局所的な堆積を生じさせるように、投影する。
【００４３】
図６を参照するに、レーザ誘起材料移動の物理的な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は、実質的に透明な材料２０２（例えばガラス）を通じて材料２０２のプラズマ着火に満たない強度で集束されている。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。この熱吸収によって供与材料２０４が溶ける。また、加熱によって、誘起圧力勾配が前進方向に生じ、これは供与材料層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の前進加速をもたらす。故に、供与材料滴２０６は供与材料層２０４から解放され、基板１７に向けて当該基板上に（重力の支援の有無によらず）移動される。ビーム２００を供与プレート２０８上の適切な位置に当てることにより、供与材料パターンを基板１７上に成膜することができる。ある実施の形態においては、ビームは供与材料層２０４に集束される。
【００４４】
ある実施の形態においては、１つ又は複数の短いパルスを使用して供与材料の輸送が行われる。ある実施の形態においては、これらのパルスは、準一次元の前進加熱及び溶融材料の質量移動を得るための数ピコ秒又は数フェムト秒の長さであってもよい。このような短パルスは材料層２０４における横方向の熱流れをほとんど又はまったく促進しないので、供与構造体２０８にほとんど又はまったく熱負荷は生じない。この短パルスは、材料の急速溶融及び前進加速を可能とする（例えば、金属のような材料が気化された場合、スパッタ成膜をもたらす前進方向性は失われるであろう）。短パルスは、その加熱温度より僅かに高く気化温度より低い材料加熱を可能とする。例えばアルミニウムの場合、およそ摂氏９００ないし１０００度の温度が望ましい。
【００４５】
ある実施の形態においては、レーザパルスの使用によって、ある量の材料（例えば金属）が供与構造体２０８から基板１７へと１００ｎｍないし１０００ｎｍの滴状に転写される。ある実施の形態においては、供与材料は、金属を備え、または実質的に金属からなる。ある実施の形態においては、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はフィルム状である。ある実施の形態においては、フィルムは他の本体または層に付着されている。上述のように、本体または層はガラスであってもよい。
【００４６】
放射ビームが基板１７上のフォトレジスト層を露光する実施の形態及び放射ビームが基板１７上への材料（例えば金属）滴の局所的堆積に使用される実施の形態の双方においては、上記少なくとも１つの放射ビームの直接適用によって基板上にパターンが形成される。当該パターンを例えばカメラ又はその他の適切に構成された検査システムによって画像化されることが可能であるよう可視化するために、現像作業などの更なる作業は何ら必要とされない。
【００４７】
検査システム４０は、基板１７上に形成されたこうしたパターン、すなわち、上記少なくとも１つの放射ビームの適用によって基板１７上に直接形成されたパターンを検査するよう構成されている。ある実施の形態においては、検査システム４０は、基板１７上に形成されたパターンの画像を撮影するよう構成されている。ある実施の形態においては、検査システム４０は、カメラアレイを備える。ある実施の形態においては、検査されるパターンは、基板１７上のフォトレジスト層における潜像であり、または、基板１７上に局所的に堆積された材料（例えば金属）の滴から形成される。
【００４８】
コントローラ５００は、以前に露光されたパターンの検査システム４０による検査の結果から得られるデータに基づいて、パターンを形成するようリソグラフィ装置１を制御するよう構成されている。リソグラフィ装置１によって形成されるパターンについての情報（例えば１つ又は複数の欠陥及び／または不正確箇所）は、リソグラフィ装置１が以降の露光動作におけるそのパターンの以降のバージョンを形成するとき考慮されることができる。これとともに又はこれに代えて、リソグラフィ装置１によって形成されるパターンについての情報（例えば１つ又は複数の欠陥及び／または不正確箇所）は、リソグラフィ装置１が以降の露光動作における別のパターンの以降のバージョンを形成するとき考慮されることができる。例えば、基板のある区域（例えばある１つの光学コラムに関連する）において放射の強度が低すぎるらしいことをパターンの検査結果が示す場合には、この情報は、例えばこの光学コラムの放射の強度を増加させることによって、以降の別のパターンを形成する際に考慮されてもよい。
【００４９】
リソグラフィシステムの動作例が与えられる。リソグラフィ装置は、基板１７上にパターンを形成する。検査システム４０はそのパターンを検査する。検査システム４０は、その検査情報をコントローラ５００に出力する。コントローラ５００は、検査情報に基づいてパターンを形成するようリソグラフィ装置１を制御する。リソグラフィ装置１は、パターンにおいてそれが形成する欠陥または不正確箇所を少なくとも部分的に補正するパターンの反復を形成することができる。コントローラ５００は、露光されたパターンについての以前の反復に関する情報を、以降の露光動作において形成されるパターンの品質を改善するためのフィードバックとして使用するよう構成されている。
【００５０】
リソグラフィ装置１によるパターンの形成を改良することによって、リソグラフィ装置１により製造されるデバイスの精度を改良することができる。これにより、十分に正確なデバイスの比率を高めることができる。これにより、リソグラフィ装置１を使用するデバイス製造方法の歩留まりを高めることができる。
【００５１】
とりわけフラットパネルディスプレイを製造することに関しては、画面は視聴者に均一な外観を提供すべきである。これは、リソグラフィ装置１において使用される多数の光学素子（例えばレンズ）間の変動により、特に困難でありうる。これらの望ましくない変動によって、基板１７上にリソグラフィ装置１によって形成されるパターンが望ましくないことにそのパターンの意図される形状から外れてしまう。リソグラフィ装置１の特性に起因するリソグラフィ装置１により形成されるパターンの不正確性は、総称的にリソグラフィ装置１のフィンガープリントとして知られている。本発明のある実施の形態によると、リソグラフィ装置１のフィンガープリントを補正することによって、歩留まりを向上することができる。
【００５２】
検査システム４０は、材料層に放射ビームが投影された実質的に直後に（例えば露光動作の実質的に直後に）パターンを検査することができる。検査システム４０は、パターンの性質を実質的に変化させる現像作業のような更なる作業が基板１７に実行される前に、パターンを検査するよう構成されていてもよい。当該パターンは、放射ビームを適用することによって直接形成される。
【００５３】
故に、ある実施の形態に係るリソグラフィシステムと以前のリソグラフィシステムとの相違点は、検査システム４０が放射ビームの適用により形成されるパターンを検査することにある。以前のリソグラフィシステムにおいては、例えばＩＣの層のパラメタを測定するためにメトロロジシステムが使用されうる。しかし、ＩＣの層は、フォトレジストの現像及びエッチングにより形成されるのであり、放射ビームによって直接形成されるのではない。
【００５４】
ＥＵＶリソグラフィまたは液浸リソグラフィにおいては例えば、放射ビームが基板上のフォトレジストに不可視のパターンを生成する。Ｉ線フォトレジストのようなフォトレジストが例えばＬＣＤの製造に使用されうる。フォトレジストは放射ビームへの感度を高めるために化学的に増幅されてもよい。こうしたプロセスにおいては、放射ビームはフォトレジストからＨ＋を放出するだけである。重合鎖の化学結合は、Ｈ＋が重合鎖を攻撃する高温での露光後ベーク中にのみ破壊される。Ｈ＋の放出だけではほとんど不可視である。
【００５５】
放射ビームを直接適用することによって露光後に生じる直接的な結果は、本発明のある実施の形態によると、より可視的である。その理由は、本発明のある実施の形態においては、放射ビームがフォトレジストの重合鎖の化学結合を直接破壊してフォトレジストに局所的な収縮をもたらし、これがＨ＋の放出よりも可視的であるからである。本発明のある実施の形態においては、基板１７の真上にある供与プレートから材料の滴を放出するために上記少なくとも１つの放射ビーム（例えばレーザ放射）が使用される。それらの滴が基板１７に落下して材料のパターニングとなるので、Ｈ＋の放出よりも可視的である。
【００５６】
ある実施の形態においては、検査システム４０は、少なくとも１つのスリットカメラを備える。他の形式及び形状のカメラが検査システム４０の一部として使用されてもよい。しかし、スリットカメラを使用することにより、露光されたパターン及び／または基板が比較的大きい場合であっても効率よくパターン全体を検査システム４０に検査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１つのスリットカメラは、リソグラフィ装置内で基板の走査方向（図２及び図５におけるＸ方向）に実質的に垂直に延在する。これにより、スリットカメラによって検査することができる基板１７の面積が最大化される。
【００５７】
ある実施の形態においては、検査システム４０は、（パターンが形成される）基板１７の目標部分の少なくとも幅に沿って走査方向に垂直な方向に延在する１つのスリットカメラを備える。ある実施の形態においては、検査システム４０は、基板１７の目標部分の少なくとも幅に沿って走査方向に垂直な方向に延在するよう組み合わされた複数のスリットカメラを備える。これらスリットカメラは、露光動作中に目標部分のいかなる部位も少なくとも１つのスリットカメラの下を必ず通過するように、走査方向に垂直な方向に相互に重なり合っていてもよい。図２及び図５に示されるように、検査システム４０は、３つのスリットカメラを備えてもよい。しかし、検査システム４０に備えられるスリットカメラの数は特に限定されない。
【００５８】
ある実施の形態においては、検査システム４０は、ＴＤＩ（time delay integration）電荷結合素子（ＣＣＤ）を使用してパターンを検査する。ＴＤＩ−ＣＣＤを使用することにより、基板１７上の層に形成されるパターンの高解像度の画像化が可能となりうる。この高解像度の画像化は、検査システム４０に対する基板１７の比較的高速での走査移動中においてさえも可能でありうる。ある実施の形態においては、検査システム４０は、露光されたパターンにおける線幅を表す基板１７上のマークを測定する少なくとも１つのカメラを備える。
【００５９】
フィンガープリントを補正及び／または補償するために、リソグラフィ装置１のフィンガープリントが測定されてもよい。ある実施の形態においては、フィンガープリントは、検査されたパターンと目標パターンとの比較によって少なくとも部分的に決定される。目標パターンとは、パターンの意図される形状であり、すなわち、理想的な場合に検査システム４０により検査されるであろうパターンである。ある実施の形態においては、コントローラ５００は、検査結果と目標パターンとの比較に基づいてパターンを形成するようリソグラフィ装置１を制御するよう構成されている。ある実施の形態においては、検査システム４０は、上記比較を実行し、比較データをコントローラ５００に与えるよう構成されている。ある実施の形態においては、コントローラ５００は、上記比較を実行し、比較データを生成するよう構成されている。
【００６０】
上記比較は、パターンの検査結果及び目標パターンに関する１つ又は複数の特定のパラメタを比較することを備えてもよい。ある実施の形態においては、上記比較は、パターンの欠陥、パターンの線幅偏差、パターンの配置偏差、及び／または、パターンの側壁角偏差から選択される１つ又は複数の識別手段に基づく。これら特定のパラメタのいずれか又はすべてが個別に又は相互に組み合わせて使用されてもよい。ある実施の形態においては、コントローラ５００は、パターンの欠陥及び／または不正確箇所を補正し又は減少させるようにしてパターンを形成するようリソグラフィ装置１を制御するよう構成されている。
【００６１】
検査されたパターンと目標パターンとの比較は、フィンガープリントを決定するために、目標パターンからのパターンの１つ又は複数の偏差、及び／または偏差の程度を示す基板１７のマップを与えるために使用されてもよい。例えば、ある実施の形態においては、検査システム４０またはコントローラは、フィンガープリントを決定するために、目標パターンからのパターンの線幅偏差を示す基板１７のマップを生成するよう構成されている。ある実施の形態においては、例えば、パターン配置偏差が取得され、フィンガープリントを決定するためのパターン配置偏差を有する基板１７のマップが与えられる。ある実施の形態においては、例えば、側壁角偏差が取得され、フィンガープリントを決定するための側壁角偏差を有する基板１７のマップが与えられる。
【００６２】
リソグラフィ装置１のフィンガープリントは、上述のように１つ又は複数のパラメタを使用して測定されてもよい。測定されたフィンガープリントの繰り返し部分が、以降の露光動作において形成されるパターンを調整するようにリソグラフィ装置１を制御することによって、少なくとも部分的に補正及び／または補償されてもよい。
【００６３】
コントローラ５００は、以降の基板上に形成されるパターンに影響するようにリソグラフィ装置の種々のパラメタを制御してもよい。ある実施の形態においては、コントローラ５００は、検査からのデータに基づいて複数の放射ビームの各々の強度を制御するよう構成されている。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が放射ビームを提供する。コントローラ５００は、検査からのデータに依存して１つ又は複数の自己放射コントラストデバイス４の出力強度を所望のパターンを形成するために使用される公称値から変動させるように自己放射コントラストデバイス４を制御するよう構成されていてもよい。強度は、上述のように決定されるリソグラフィ装置１のフィンガープリントを少なくとも部分的に補正するように変動させられてもよい。
【００６４】
ある実施の形態においては、コントローラ５００は、検査からのデータに基づいて、複数の放射ビームの各々を与えるタイミングを制御するよう構成されている。複数の放射ビームを与えるタイミングは、１つ又は複数の自己放射コントラストデバイス４のオンへの切換及びオフへの切換のタイミングを制御することによって、制御されてもよい。ある実施の形態においては、コントローラ５００は、検査からのデータ及び所望のパターンデータに依存するタイミングで１つ又は複数の自己放射コントラストデバイス４をオンに切り換えかつオフに切り換えるよう構成されている。
【００６５】
測定されたフィンガープリントを補正するために放射ビームの強度及び／または放射ビームのタイミングを制御することは、放射ビームが基板１７上のフォトレジスト層を露光するために使用されるリソグラフィ装置１に関してとりわけ有利でありうる。上述のように、ある実施の形態においては、放射ビームは、基板１７上での局所的な材料滴の形成を制御するために使用されてもよい。この場合、フィンガープリントを補正するように放射ビーム間の角度間隔を制御することがとりわけ有利でありうる。ある実施の形態においては、コントローラ５００は、検査に基づいて複数の放射ビームのうち少なくとも２つの放射ビーム間の角度間隔を制御するよう構成されている。
【００６６】
放射ビームがフォトレジスト層を露光するために使用されるか又は基板１７上に局所的に材料滴を堆積させるために使用されるか又は他の像形成プロセスにおいて使用されるかにかかわらず、放射ビームの強度、放射ビームを与えるタイミング、及び／または、放射ビーム間の角度間隔のいずれか又はすべては、測定されたフィンガープリントを補正するように検査からのデータに基づいてコントローラ５００によって制御されてもよい。
【００６７】
ある実施の形態においては、検査システム４０は、露光されたパターンを、その露光されたパターンを形成したリソグラフィ装置１がオンラインである間に検査することが可能である。パターンを検査するためにリソグラフィ装置１の動作を止める必要はない。従って、コントローラ５００は、リソグラフィ装置１の動作を止めることを要せずに、フィンガープリントを補正するようインラインでリソグラフィ装置１を調整することができる。
【００６８】
ある実施の形態においては、リソグラフィ装置１は、検査されるパターンの形成後かつコントローラ５００がパターンを形成するようリソグラフィ装置１を制御する前の時間中に実質的に連続的に動作するよう構成されている。この時間中に、リソグラフィ装置１は１つ又は複数の基板に露光動作を実行してもよい。前回のパターンを検査し、検査に基づいてパターンを形成するようリソグラフィ装置１を制御するという反復サイクルが、リソグラフィ装置１の連続動作中に繰り返されてもよい。リソグラフィ装置１によって一連の基板に形成されるパターンがこのプロセスを通じて反復的に補正されてもよい。
【００６９】
図２及び図５に示されるように、ある実施の形態においては、検査システム４０は、リソグラフィ装置１に取り付けられ、又はリソグラフィ装置１の一部である。言い換えると、リソグラフィ装置１は、検査システム４０を備えてもよい。しかし、ある実施の形態においては、検査システム４０は、リソグラフィ装置１から分離されている。コントローラ５００についても同様に、ある実施の形態においては、コントローラ５００は、リソグラフィ装置１に取り付けられている。しかし、ある実施の形態においては、コントローラ５００は、リソグラフィ装置１から分離されている。
【００７０】
検査システム４０及びコントローラ５００がリソグラフィ装置の一部であることが有利でありうるのは、１つのリソグラフィ装置１が自身のフィンガープリントを反復的に補正することが可能であり、それにより一連の基板にリソグラフィ装置１によって形成されるパターンの精度が改善されることを意味するからである。
【００７１】
上述のように、基板１７は、リソグラフィ装置１の露光動作中に投影系に対し移動してもよい。ある実施の形態においては、リソグラフィ装置１は、投影系に対する基板１７の１回の前進走査移動中に基板１７にパターンを形成するよう構成されている。図２に示される実施の形態及び図５に示される実施の形態においては、１回の前進走査移動は、投影系に対する正のＸ方向の基板１７の移動を備える。ある他の実施形態においては、基板１７を実質的に静止させた状態で投影系が基板１７上方を移動してもよい。
【００７２】
ある実施の形態においては、リソグラフィシステムは、基板へのパターンの形成後の投影系に対する基板１７の１回の後退走査移動（すなわち図２及び図５における負のＸ方向）中に検査システム４０がパターンを検査するよう構成されている。故に、検査システム４０は、例えば搬出入位置に基板１７を戻す搬送中に基板１７上のパターンを検査することができる。
【００７３】
しかし、これは必須ではない。ある実施の形態においては、リソグラフィシステムは、投影系に対する基板１７の１回の前進走査移動中に検査システム４０が露光されたパターンを検査するよう構成されている。図２に示されるように、検査システム４０は、投影系に対する基板１７の移動に関して投影系の下流にあってもよい。検査システム４０は、パターンが基板１７に形成された実質的に直後にパターンを検査することができる。
【００７４】
ある実施の形態においては、検査からのデータは、検査システム４０が取り付けられているリソグラフィ装置１の以降の露光動作のために使用されてもよい。検査システム４０が露光されたパターンを一度検査すると、検査システム４０は、検査からのデータを、上述のように任意選択として同じリソグラフィ装置１の一部であってもよいコントローラ５００に出力することができる。コントローラ５００は、以降の基板への同じパターンの以降の露光動作におけるフィンガープリントを補正するようにそのリソグラフィ装置１を制御することができる。
【００７５】
ある実施の形態においては、検査結果は、検査システム４０が取り付けられているリソグラフィ装置１とは異なるリソグラフィ装置の以降の露光動作のために使用されてもよい。ある実施の形態においては、検査システム４０は、いかなるリソグラフィ装置にも取り付けられていなくてもよい。ある実施の形態においては、検査システム４０は、リソグラフィ装置ではないツールに取り付けられ、または、任意のツールから分離されていてもよい。
【００７６】
本発明のある実施の形態は、デバイスを製造するために相互に組み合わせて使用される一連のリソグラフィ装置において使用されてもよい。例えば、その一連のリソグラフィ装置における各々は、基板１７の特定層に特定パターンを形成するために使用されてもよい。一連の装置における１つのリソグラフィ装置によってパターンが特定層に露光されると、基板１７はその一連における次のリソグラフィ装置へと搬送される。
【００７７】
検査システム４０は、第１のリソグラフィ装置によって形成されるパターンを、第２のリソグラフィ装置が以降の（例えば、上を覆う）層を形成する前に、検査してもよい。ある実施の形態においては、検査システム４０は、検査情報をコントローラ５００に出力するよう構成されている。コントローラ５００は、検査からのデータに基づいてパターンを形成するよう第１のリソグラフィ装置１を制御するよう構成されていてもよい。故に、検査情報は、検査されたパターンを形成した第１のリソグラフィ装置１に送られてもよい。検査情報は、以降の基板に第１のリソグラフィ装置によって形成される可視パターンの品質を向上するためにコントローラ５００によって考慮されてもよい。
【００７８】
検査システム４０は、第２のリソグラフィ装置に取り付けられていてもよく、または、第１のリソグラフィ装置及び第２のリソグラフィ装置の双方から分離されていてもよく、例えば、検査システム４０は、スタンドアローンの装置であってもよい。
【００７９】
図２及び図５に示されるように、ある実施の形態においては、リソグラフィ装置１は、投影系が取り付けられている絶縁フレーム１５を備える。検査システム４０は、それと同じ絶縁フレーム１５に取り付けられていてもよい。こうして投影系に対する検査システム４０の位置が実質的に固定されてもよい。そのようにしてシステムは、露光されたパターンを、その露光されたパターンが形成された後におけるある一貫したタイミングで検査してもよい。絶縁フレームとは、フレームの各部分がフレームの他の全ての部分に対し固定されているフレームである。絶縁フレームは、本装置の他の部分をフレームに対し移動させないよう当該他の部分に固定されてはいない。
【００８０】
ある実施の形態においては、リソグラフィ装置１は、基板１７の位置を測定するよう構成されている少なくとも１つのアライメントセンサ１９を備える。コントローラ５００は、投影系が基板１７上の目標位置に可視パターンを形成するように基板１７の測定された位置に基づいて投影系を制御するよう構成されていてもよい。ある実施の形態においては、リソグラフィ装置１は、アライメントセンサ１９が取り付けられている絶縁フレーム１５を備える。検査システム４０は、それと同じ絶縁フレーム１５に取り付けられていてもよい。投影系は、それと同じ絶縁フレーム１５に取り付けられていてもよい。あるいは、アライメントセンサ１９及び検査システム４０が同じ絶縁フレーム１５に取り付けられ、投影系は異なるフレームに取り付けられていてもよい。
【００８１】
ある実施の形態においては、リソグラフィ装置１は、２つの検査システム４０、４１を備える。各検査システム４０、４１は、基板１７に形成されるパターンを検査するよう構成されている。当該パターンは、放射ビームの適用によって基板１７に形成される。投影系に対する基板１７の移動に関して、一方の検査システム４１が投影系の上流または一方側にあり、他方の検査システム４０が投影系の下流または他方側にあってもよい。図５は、２つの検査システム４０、４１を有するこうした実施の形態を示す。
【００８２】
各検査システム４０、４１は、基板１７の目標部分の全幅にわたって露光されたパターン全体を検査するよう構成されていてもよい。投影系の上流に位置する上流検査システム４１は、露光されたパターンを後退走査移動中に検査するよう構成されている。これは、前進走査移動中においては基板１７が上流検査システム４１の下を通過するとき基板１７には露光されたパターンが未だ形成されていないからである。
【００８３】
ある実施の形態においては、上流検査システム４１は、基板１７上の前回の層の露光されたパターンを、次回の層を形成するよう放射ビームを投影系が向ける前に検査するよう構成されている。上流検査システム４１のこの使用は、一連のリソグラフィ装置に関してとりわけ有利でありうる。上流検査システム４１は、一連のリソグラフィ装置の上述の例における第２のリソグラフィ装置に取り付けられていてもよい。上流検査システム４１は、第１のリソグラフィ装置のフィンガープリントを測定するよう構成されている。その情報は、以降の基板についてフィンガープリントを適応させるよう第１のリソグラフィ装置を制御するコントローラ５００に出力されてもよい。
【００８４】
上述のリソグラフィシステム及びリソグラフィ装置を制御する方法を使用することにより、フラットパネルディスプレイのような製造されるデバイスの画素ごとの均一性が改善されうる。画素ごとの不均一性は、例えば、露光動作と露光動作との間にパターンフィーチャのクリティカルディメンジョン（ＣＤ）の変動をもたらす露光条件のゆっくりとした変動に起因しうる。本発明のある実施の形態によると、検査システム４０は、基板上に形成されるパターンを、それが形成されたほぼ直後に検査する。これにより、そのパターンの次回の形成のためにただちに実行されるべき所望の補正が可能となる。
【００８５】
パターンは、基板１７上に書き込まれる複数のスポットを備えてもよい。例えば、１つの書き込まれるスポットが、投影系によって基板１７に投影され走査される放射ビームごとに対応していてもよい。図７は、１つの例示的な書き込みスポット７０を有する基板１７の概略的な平面図を示す。書き込みスポット７０は、基板１７に沿ってＸ方向に速度ＶＳＰで走査する放射ビームに対応する。
【００８６】
ある実施の形態においては、放射ビームが基板１７に沿って走査されるのと同時に、基板１７がリソグラフィ装置１の他の部分に対し直線速度ＶＳＢでＹ方向に移動する。ある実施の形態においては、ＶＳＢは、ＶＳＰより小さい。例えば、ある実施の形態においては、ＶＳＰは、約１０ｍ／ｓから約１００ｍ／ｓの範囲にある。ある実施の形態においては、ＶＳＢは、約１０ｍｍ／ｓから約１００ｍｍ／ｓの範囲にあり、例えば約１７ｍｍ／ｓである。
【００８７】
書き込みスポット７０のような基板１７上での書き込みスポットから形成されるパターンを測定することが望まれる。しかし、これは、パターンの下にある変動する表面によって困難となる。例えば、測定されるべきパターンの下には他のパターンが存在しうる。これら異なる２つのパターンは同じ基板１７上の異なる２つの層に対応しうる。パターンを測定する方法が後述される。
【００８８】
ある実施の形態においては、書き込みスポット７０が基板１７上に形成される前に、第１の測定を生成するよう基板１７の画像が測定される。第１の測定は、例えばリソグラフィ装置１のメモリに保存される。第１の測定は、パターンが形成される直前の基板を代表する。ある実施の形態においては、検査システム４０は、第１の読み出し放射ビームを基板１７上に投影する。図７においては、第１の読み出し放射ビームが第１の読み取りスポット７１に対応する。
【００８９】
第１の測定の後に、パターンが基板上に形成される。例えば、投影系は、書き込みスポット７０を形成するよう基板１７上に放射ビームを投影する。
【００９０】
書き込みスポット７０が基板１７上に形成された後に、当該書き込みスポット７０が形成される基板１７の部分の１つ又は複数の光学特性が変化しうる。例えば、基板１７の屈折率、吸収、及び／または厚さが変化しうる。
【００９１】
書き込みスポット７０が基板１７上に形成された後に、第２の測定を生成するよう基板１７の画像が再び測定される。例えば、検査システム４０は、第２の読み出し放射ビームを基板１７上に投影する。図７においては、第２の読み出し放射ビームが第２の読み取りスポット７２に対応する。第２の測定は、例えばリソグラフィ装置１のメモリに保存される。
【００９２】
書き込みスポット７０、第１の読み取りスポット７１、及び第２の読み取りスポット７２は、基板１７上の実質的に同一の位置にある。図７においてそれらが異なる位置にあるように見えるのは、書き込みスポット７０、第１の読み取りスポット、及び第２の読み取りスポットを形成する放射ビームが空間的に互いに異なる光路を有するからである。しかし、それらスポットは異なるタイミングで形成され、それにより、動作中に移動する基板１７上の実質的に同一の位置にそれらスポットが形成される。
【００９３】
コントローラ５００は、第２の測定を第１の測定と比較するよう構成されている。例えば、第１の測定が第２の測定から差し引かれてもよい。比較の結果は、基板１７上に形成されたパターン（例えば、書き込みスポット７０）を代表する。検査システムのコントローラは、リソグラフィ装置１のコントローラ５００と同一であってもよい。
【００９４】
第１の読み取りスポット７１の基板１７への投影と第２の読み取りスポット７２の基板１７への投影との間には時間遅れがある。この時間遅れの継続中は第１の測定を保存することによって、第１の測定と第２の測定との比較を便利に行うことができる。
【００９５】
第１の測定を第２の測定と比較することにより、第１の測定及び第２の測定に共有される共通の又は体系的な収差は、少なくともある程度は相殺されうる。ある実施の形態においては、第２の読み取りスポット７２を形成するために使用される読み出し放射ビームの特性は、第１の読み取りスポット７１を形成するために使用される読み出し放射ビームの特性と実質的に同じである。例えば、ある実施の形態においては、第２の読み出し放射ビームのサイズ及び／または波長は、第１の読み出し放射ビームのサイズ及び／または波長と実質的に同じである。
【００９６】
基板１７上に形成されるパターンは、書き込みスポット７０を含む複数の書き込みスポットを備える。ある露光動作中において、書き込みスポット７０が形成されるタイミングは、書き込みスポット７０が形成されるべき基板１７上の位置に依存する。故に、露光中に、複数の書き込みスポットは、ある時間的順序に従って基板１７上に形成される。第１の読み取りスポット７１は、書き込みスポット７０が形成される前に書き込みスポット７０に対応する基板１７の部分に投影される。第２の読み取りスポット７２は、書き込みスポット７０が形成された後に書き込みスポット７０に対応する基板１７の部分に投影される。
【００９７】
図７に示されるように、ある実施の形態においては、第１の読み出し放射ビーム、書き込みスポット７０を形成する放射ビーム、及び第２の読み出し放射ビームは、基板レベルで実質的に直線を形成する。しかし、これは必須ではない。書き込みスポット７０を形成する放射ビームに対する第１の読み取りスポット７１及び第２の読み取りスポット７２を形成する放射ビームの空間的位置は、知られるべきである。これにより、第１の測定及び第２の測定に対応するデータを比較のために正確に関連づけることができる。
【００９８】
２つの読み取りスポット７１、７２が書き込みスポット７０が形成される前後に投影される場合には、対応する放射ビームの相対位置に何ら特定の制限がない。もちろん、３つの放射ビームそれぞれが基板１７に入射する位置は、基板１７の相対移動及び走査放射ビームによって、同じ位置である。
【００９９】
図７においては、第１の読み取りスポット７１及び第２の読み取りスポット７２は、書き込みスポット７０とともに線を形成する。その線の方向は実質的に、書き込みスポット７０を形成する走査放射ビームの方向にある。上述のように、走査速度ＶＳＰは、基板速度ＶＳＢより大きくてもよい。ある実施の形態においては、第１の読み取りスポット７１及び／または第２の読み取りスポット７２は、基板走査方向に実質的に相当する方向において、書き込みスポット７０とともに直線を形成する。この場合、読み取りスポット７１、７２及び書き込みスポット７０間の所与の距離について、より大きい時間遅れがある。
【０１００】
より大きい時間遅れを有することは、書き込みスポット７０を形成する放射ビームが基板１７の特性（例えば光学特性）を変化させるまでにある時間を要する場合には、有利でありうる。例えば、ある実施の形態においては、パターンは、フォトレジスト層に形成される潜像である。この場合、書き込みスポット７０が測定可能となるようフォトレジストの光学特性が変化するようにフォトレジストに生じる化学反応にはある時間を要する。
【０１０１】
図７においては、第１の読み取りスポット７１と書き込みスポット７０との距離は、第２の読み取りスポット７２と書き込みスポット７０との距離と同じである。しかし、これは必須ではない。ある実施の形態においては、第１の読み取りスポット７１と書き込みスポット７０との距離は、第２の読み取りスポット７２と書き込みスポット７０との距離より大きいか又は小さい。基板レベルでの放射ビーム間のこの距離は、基板１７の目標位置に各放射ビームが入射する時点間の時間遅れを代表する。
【０１０２】
第１の読み取りスポット７１に対応する第１の読み出し放射ビーム及び第２の読み取りスポット７２に対応する第２の読み出し放射ビームの特性、例えば強度及び／または波長は、像形成に適用可能である基板１７の特性をそれらビーム自体が変更しないように選択される。言い換えると、読み出し放射ビーム自体は基板１７上に像または検出可能なパターンを形成しない。
【０１０３】
ある実施の形態においては、測定されるべきパターンは、フォトレジスト層における潜像である。フォトレジストは、約３５０ｎｍから約４５０ｎｍの範囲内にある波長を有する放射に反応し、約５００ｎｍより長い波長を有する放射には反応しないＩ線フォトレジストを備えてもよい。書き込みスポット７０に対応する放射ビームは、フォトレジストが反応する範囲にある波長を有してもよい。書き込みスポット７０に対応する放射ビームは、約４０５ｎｍの波長を有してもよい。ある実施の形態においては、読み出し放射ビームは、フォトレジストに反応しない波長を有する。例えば、読み出し放射ビームは、約６３３ｎｍの波長を有してもよい。
【０１０４】
図８は、本発明のある実施の形態に係る検査システム４０及び投影系の部分の一例を示す。本システムは、基板１７上に又は基板１７上方にある材料層に放射ビームを投影するよう構成されている書き込みビーム出力部８０を備える。本システムは、出力部８０に接続される放射源、例えばレーザを備えてもよい。本システムは、読み取りビーム出力部８３をさらに備える。本システムは、出力部８３に接続される放射源、例えばレーザを備えてもよい。２つの読み出し放射ビームが別々の放射源によって与えられてもよい。図８に示される実施の形態においては、２つの読み出し放射ビームは、同じ放射源によって与えられる。読み取りビーム出力部８３は、第１及び第２の読み出し放射ビームを基板１７上に投影するよう構成されている。
【０１０５】
ある実施の形態においては、読み取りビーム出力部８３は、書き込みビーム出力部８０によって投影される放射ビームとは異なる特性を有する読み出し放射ビームを投影する。ある実施の形態においては、読み出し放射ビームの強度は、書き込み出力部８０によって投影される書き込み放射ビームの強度より小さい。
【０１０６】
ある実施の形態においては、本システムは、書き込みビーム出力部８０によって投影される放射ビームの大部分を透過させるよう構成されているダイクロイックビームスプリッタ８５を備える。ダイクロイックビームスプリッタ８５は、読み取りビーム出力部８３によって投影される読み出し放射ビームの大部分を反射するよう構成されていてもよい。放射ビーム及び読み出し放射ビームは、少なくとも１つのレンズのような集束系８４により集束される。
【０１０７】
放射ビーム及び読み出し放射ビームは、基板１７に形成されるパターンにて方向変更される（例えば反射される）。方向変更された読み出し放射ビームそれぞれの強度は、第１の測定及び第２の測定のそれぞれを生成するよう測定される。その強度は、形成されたパターンによる基板１７の特性（例えば光学特性）の変化を代表する。
【０１０８】
使用される読み出し放射ビームの波長に依存して、基板での相変化及び／または吸収率変化が測定されてもよい。ある実施の形態においては、読み出し放射ビームの波長は、方向変更された読み出し放射ビームが相変化及び吸収率変化の双方に敏感であるように選択される。相変化は例えばフォトレジスト層における多重反射によって可能である。この相変化は方向変更された読み出し放射ビームの強度変化をもたらす。
【０１０９】
図８に示されるように、方向変更された第１の読み出し放射ビームは、第１のフォトダイオード８１によって検出されてもよい。方向変更された第２の読み出し放射ビームは、第２のフォトダイオード８２によって検出されてもよい。図８においては、第１の読み出し放射ビームを長破線で表し、第２の読み出し放射ビームを短破線で表す。書き込みスポット７０に対応する放射ビームは実線で表す。
【０１１０】
図８に示されるように、方向変更された読み出し放射ビームは、位相格子８６を通過してもよい。１つ又は複数の他の又は追加の種類の放射ビームスプリッタが位相格子の代わりに使用されてもよい。ある実施の形態においては、各読み取りスポット７１、７２と書き込みスポット７０との距離は、基板１７上での回折限界のスポットサイズと少なくとも同じ大きさである。これにより、基板１７上での異なるスポットが測定されるときそれらを相互に分離することができる。しかし、スポットどうしの間隔は、結像光学系の視野のサイズより小さいべきである。スポット間距離は、例えば、約１０μｍないし約２０μｍの範囲内にあり、任意選択として約１２μｍであってもよい。
【０１１１】
ある実施の形態においては、読み取りビーム出力部８３は、第１のフォトダイオード８１及び／または第２のフォトダイオード８２にファイバ連結される。ある実施の形態においては、位相格子８６は、約５０％のデューティサイクルを有する矩形格子である。ある実施の形態においては、位相格子８６が高次（ゼロ次より高い）において読み出し放射ビームに最大効率を有し、ゼロ次には最小効率を有するように、位相格子８６の寸法が定められている。ある実施の形態においては、位相格子のピッチは、基板レベルでの放射ビームどうしの間隔とおよそ同じとなるように選択される。
【０１１２】
上述のように、ある実施の形態においては、読み出し放射ビームの波長は、書き込みスポット７０に対応する放射ビームの波長と異なる。これにより、読み出し放射ビームが基板１７上に像または検出可能なパターンを形成することを防止しうる。しかし、ある実施の形態においては、読み出し放射ビームの波長は、書き込みスポット７０を形成する放射ビームと近似し又は同一であってもよい。この場合、読み出し放射ビームの強度は、露光に使用される放射ビームの強度より小さくてもよい。読み出し放射ビームの強度は、基板１７上に検出可能なパターンを形成しないように十分に小さくてもよい。
【０１１３】
読み出し放射ビームの波長が書き込みスポット７０を形成する放射ビームの波長と同じである場合には、図８に示されるダイクロイックビームスプリッタ８５は使用されなくてもよい。代わりに、偏光ビームスプリッタを４分の１波長板と組み合わせて使用して、異なる放射ビームが分離されてもよい。
【０１１４】
ある実施の形態においては、方向変更された読み出し放射ビームそれぞれの実質的に全体が、第１の測定及び第２の測定を行うために検出される。ビーム全体を検出するこの方法は、明視野検出と呼ばれる。しかし、これに代えて又はこれとともに、暗視野検出が使用されてもよい。暗視野検出の場合、中央照明領域の外側に散乱された放射に相当する方向変更された読み出し放射ビームのみが検出される。中央照明領域の内側に散乱された放射は検出されない。中央照明領域の内側に散乱された放射は、遮蔽することによって検出を防止してもよい。こうした暗視野検出を使用することにより、基板１７の特性（例えば光学特性）における最小の検出可能な変動が小さくなりうる。
【０１１５】
ある実施の形態においては、検査システム４０は、図８に示されるように、例えば、ビームプロファイル検出器８６を備える。ある実施の形態においては、ビームプロファイル検出器８６は、第１の読み出し放射ビームのプロファイルを検出するよう構成されている。ある実施の形態においては、ビームプロファイル検出器８６は、第２の読み出し放射ビームのプロファイルを検出するよう構成されている。
【０１１６】
ビームプロファイル検出器８６は、第１の読み出し放射ビーム及び／または第２の読み出し放射ビームの経時的に変化する強度を検出するよう構成されている。例えば、ビームプロファイル検出器８６は、放射ビームの強度が最初に迅速に立ち上がり、それから経時的にゆっくりと減衰することを決定するために使用されてもよい。
【０１１７】
ある実施の形態においては、検査システムのコントローラは、ビームプロファイル検出器８６によって検出されるプロファイルに基づいて第１の放射ビーム及び／または第２読み出し放射ビームの投影のタイミングを制御するよう構成されている。ビームプロファイル検出器８６によって検出されるプロファイルを考慮することにより、放射ビームを与えるタイミングの精度を向上することが可能となる。
【０１１８】
例えば、放射ビームを生成するソース８０を制御してから放射ビームの強度が実効放射ビームとなるよう十分に高くなるまでに潜在的な遅れがあるかもしれない。ビームプロファイル検出器８６によって検出されるプロファイルを考慮することにより、こうした潜在的な遅れの影響を、例えばそれに応じて放射ビームを早く投影するようソース８０を制御することによって、低減することが可能である。ソース８０から放射ビームを与えるタイミングは、リソグラフィ装置のシステムクロックに同期されていてもよい。
【０１１９】
図９は、本発明のある実施の形態に係るアライメントシステムの部分を示す。ある実施の形態においては、リソグラフィシステムは、アライメントシステムを備える。アライメントシステムは、リソグラフィ装置１のパターン形成動作中において基板１７が投影系に対し移動するとき基板１７の位置または位置変化を測定するよう構成されている。アライメントシステムは、複数のアライメントセンサ１９を備える。
【０１２０】
ある実施の形態においては、アライメントセンサ１９は、基板１７上に及び／または基板テーブル２上に放射を投影するよう構成されている放射出力部（例えばソース）９０を備える。放射ビームは、基板１７または基板テーブル２の部分を照明する。特に、放射ビームは、例えば基板テーブル２上の基準マーカ１０２を照明してもよい。ある実施の形態においては、アライメントセンサ１９は、基板１７上及び／または基板テーブル２上に放射ビームを集束するよう構成されている少なくとも１つのレンズ９４を備える。
【０１２１】
ある実施の形態においては、アライメントセンサ１９は、ビームスプリッタ９５を備える。ある実施の形態においては、ビームスプリッタ９５は、偏光ビームスプリッタである。ビームスプリッタ９５は、放射出力部９０によって与えられる放射ビームを分割するよう構成されている。ビームスプリッタ９５は、放射ビームを２つの分割ビームへと分割する。一方のビームは例えば照明のために基板１７及び／または基板テーブル２へと向けられる。他方のビームは後述するビームプロファイル検出器９３へと向けられる。ある実施の形態においては、ビームスプリッタ９５は、放射ビームを２つの実質的に等しいビームへと分割する。
【０１２２】
ある実施の形態においては、アライメントセンサ１９は、ビームプロファイル検出器９３を備える。ビームプロファイル検出器９３は、放射ビームのプロファイルを検出するよう構成されている。ビームプロファイル検出器９３は、放射ビームの経時的に変動する強度を測定する。
【０１２３】
ある実施の形態においては、コントローラ５００は、ビームプロファイル検出器９３によって検出される放射ビームのプロファイルに基づいて放射出力部９０による放射ビームの投影のタイミングを制御するよう構成されている。これは、リソグラフィ装置のシステムクロックとの及び／または画像検出器９１との実効放射ビームの同期を高めるためである。
【０１２４】
ある実施の形態においては、アライメントセンサ１９は、画像検出器９１を備える。画像検出器９１は、例えば一種のカメラであってもよい。ある実施の形態においては、アライメントセンサ１９は、基板１７及び／または基板テーブル２にて反射された放射ビームを画像検出器９１上に合焦するよう構成されている少なくとも１つのレンズ９２を備える。画像検出器９１は、基板１７及び／または基板テーブル２の例えば基準マーカ１０２を画像化する。
【０１２５】
ある実施の形態においては、放射出力部９０は、発光ダイオードを備えるか又は発光ダイオードに接続されている。ある実施の形態においては、放射出力部は、６２５ｎｍの波長を有する放射ビームを発する。ある実施の形態においては、コントローラ５００は、約２０μｓのパルス幅を有する放射パルスを生成するよう放射出力部９０の放射源を制御する。
【０１２６】
放射源によって生成されるパルスのタイミングは、画像検出器９１の視野に入る画像の位置を決定する。タイミングは正確に制御されることが望まれる。短いパルス時間が、特に移動する対象物を画像化するためには、望まれる。例えば、アライメントセンサ１９は、基板テーブル２が移動するとき基板テーブル２上の１つ又は複数の基準マーカ１０２を画像化するために使用されうる。放射源の始動と画像検出器９１の始動との間に遅れを生じさせることによって、実効パルス幅を更に短くしてもよい。これは、パルスを短くする間接的な方法として使用することができる。
【０１２７】
ある実施の形態においては、コントローラ５００は、パターン形成動作中において測定されるアライメントシステムからのアライメントデータに基づいて、リソグラフィ装置が基板１７上の目標位置にパターンを形成するように、パターン形成動作を制御するよう構成されている。
【０１２８】
従って、基板１７の位置合わせ不良はオンザフライで考慮することができる。パターン形成動作は、基板テーブル２上での基板１７の位置合わせ不良が検出されたそのパターン形成動作中において位置合わせ不良を考慮して調整されることができる。パターン形成動作は、例えば自己放射コントラストデバイス４の動作のタイミングを制御することによって調整されることができる。
【０１２９】
図２に示されるように、ある実施の形態においては、アライメントセンサ１９は、自己放射コントラストデバイス４を備えるのと同一のフレーム１５に設けられている。ある実施の形態においては、アライメントシステムは、絶縁メトロロジフレーム１０１に取り付けられている複数のアライメントセンサ１９を備える。ある実施の形態においては、絶縁メトロロジフレーム１０１は、自己放射コントラストデバイス４が取り付けられているフレーム１５から絶縁されている。絶縁メトロロジフレーム１０１は、アライメントセンサ１９がＹ方向に基板テーブル２の周縁部に位置する１つ又は複数の基準マーカ１０２を画像化するよう構成されるように配設されていてもよい。
【０１３０】
ある実施の形態においては、アライメントシステムは、Ｘ方向に延びる列を成す複数のアライメントセンサ１９を備える。基板テーブル２が絶縁メトロロジフレーム１０１の下方を移動するとき、列を成す複数のアライメントセンサ１９の下方を各基準マーカ１０２が通過する。ある実施の形態においては、アライメントシステムは、２つの列を備え、各列がＸ方向に配列された複数のアライメントセンサを備える。
【０１３１】
２列のアライメントセンサ１９を設けることにより、基板テーブル２の２つの側部で独立に基板のアライメントを測定することができる。これが有利であるのは、基板テーブル２の一方側と基板テーブル２の他方側とでアライメントが異なるかもしれないからである。これは特に、３ｍ×３ｍのような大型基板の場合である。ある実施の形態においては、アライメントシステムは、Ｘ方向に列を成すよう配列された少なくとも１０個、任意選択として少なくとも５０個、及び任意選択として少なくとも１００個のアライメントセンサ１９を備える。ある実施の形態においては、アライメントセンサ１９は、列に沿って等間隔である。
【０１３２】
アライメントセンサの上記配列により、列を成す複数のアライメントセンサ１９によって各基準マーカ１０２を画像化することができる。ある実施の形態においては、コントローラ５００は、１回目に基板テーブル２上の基準マーカ１０２の画像化を制御し、２回目に基板１７上の基準マーカ１０２の画像化を制御するよう構成されている。
【０１３３】
ある実施の形態においては、コントローラ５００は、アライメントデータを形成するために、１回目の基準マーカ１０２の画像を２回目の基準マーカ１０２の画像と比較するよう構成されている。アライメントデータは、基板テーブル２上の基板１７の位置ずれを示す。
【０１３４】
ある実施の形態においては、アライメントデータは、１回目の基準マーカ１０２の画像と２回目の基準マーカ１０２の画像との間の位置シフトを備える。２つの画像が比較されて基板１７又は基板テーブル２の位置合わせ不良が決定される。２つの画像はマーカ位置のシフト量を得るために相互に相関づけられてもよい。２つの画像は異なる画像検出器９１によって記録されてもよい。望ましくは、画像化方法自体における何らかの相違を小さくするためにそれぞれの画像検出器９１は他のすべての画像検出器９１と実質的に同一である。２つの画像の相関は、画像相関のための公知の手法によって実行されてもよい。例えば、線形相関または放物線ピークフィッティング法が使用されてもよいし、又は、相互情報量の最大化のような他の画像分析及びパターン認識アルゴリズムでもよい。画像分析には、ノイズ除去、エッジ強調、及び／またはバックグラウンド除去のようなデジタル画像処理方法が含まれてもよい。画像検出器９１によって取得される画像に関する画像処理動作を実行する間に、検出器９３によって検出されるプロファイルも考慮されてもよい。
【０１３５】
ある実施の形態においては、コントローラ５００は、１回目の基準マーカ１０２の画像及び２回目の基準マーカ１０２の画像を補間するよう構成されている。ある実施の形態においては、上記補間は、２つの画像間の比較を実行する前に行われる。これは、画像間の位置シフトを画素未満の精度で決定するためである。上記補間を実行するために公知の手法が使用されてもよい。
【０１３６】
パターンを形成するときに基板１７のアライメントを考慮する例示的な方法が後述される。リソグラフィ装置のシステムクロックがモニタされる。ある（例えば予め定められた）パルス時間設定点に達するとき、コントローラ５００は、測定のために放射ビームを投影するよう放射出力部９０を制御する。また、そのパルス時間設定点に達するとき、コントローラ５００は、基板テーブル２及び／または基板１７の表面から反射された放射ビームからの画像を記録するよう画像検出器９１を制御する。
【０１３７】
放射出力部９０からの放射の出力を始動するタイミングと画像検出器９１を始動するタイミングとは、ビームプロファイル検出器９３によって検出される放射ビームのビームプロファイルに基づいて同期される。
【０１３８】
放射ビームが向けられた基準マーカ１０２の画像が画像検出器９１によって取得される。その画像は１回目として記録される。１回目の記録された画像は保存される。
【０１３９】
次に、基板テーブル２が移動するとともに基準マーカ１０２が１つのアライメントセンサ１９の範囲から他の１つのアライメントセンサ１９の範囲へと移動する。基準マーカ１０２の画像が２回目として記録される。２回目の取得された画像は保存される。
【０１４０】
２つの画像が相関づけられる。これは公知の手法を用いて行われてもよい。任意選択として、それら画像における検出された位置シフトは画素未満の精度で決定される。
【０１４１】
位置シフトを備えるアライメントデータは、データパスの制御へと送られ、それにより、必要な調整を像形成動作に対し行うことができる。
【０１４２】
ある実施の形態においては、同一の基準マーカ１０２の多数の、例えば少なくとも１０枚の、又は少なくとも５０枚の、又は少なくとも１００枚の画像が取得され記録される。ある実施の形態においては、以降の画像それぞれが１回目に記録された第１の画像と相関づけられる。しかし、これは必ずしも必須ではない。例えば、各画像がその直前の画像または他の任意の以前の画像と相関づけられてもよい。複数の異なる基準マーカ１０２に対応するアライメントデータが本方法の使用において考慮されてもよい。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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．リソグラフィシステムであって、
基板上に又は基板上方にある材料層に放射ビームを投影するよう構成されている投影系を備えるリソグラフィ装置と、
前記基板上に形成されるパターンを検査するよう構成されている検査システムと、を備え、前記パターンは、前記放射ビームの適用によって前記基板上に形成され、
前記リソグラフィ装置によるパターンの形成を、以前に露光されたパターンの検査に関する前記検査システムからのデータに基づいて制御するよう構成されているコントローラを備えるリソグラフィシステム。
２．前記検査システムは、前記基板上のフォトレジスト層に形成される潜像を検査するよう構成されている、節１に記載のリソグラフィシステム。
３．前記検査システムは、前記基板上に前記材料の滴によって形成されるパターンを検査するよう構成されている、節１に記載のリソグラフィシステム。
４．前記コントローラは、検査結果と目標パターンとの比較に基づいて、パターンを形成するよう前記リソグラフィ装置を制御するよう構成されている、節１から３のいずれかに記載のリソグラフィシステム。
５．前記比較は、検査されたパターンの欠陥、検査されたパターンの線幅偏差、検査されたパターンの配置偏差、及び／または、検査されたパターンの側壁角偏差から選択される１つ又は複数の識別手段に基づく、節４に記載のリソグラフィシステム。
６．前記コントローラは、検査からのデータに基づいて複数の放射ビームそれぞれに使用される強度を制御するよう構成されている、節１から５のいずれかに記載のリソグラフィシステム。
７．前記コントローラは、検査からのデータに基づいて放射ビームを与えるタイミングを制御するよう構成されている、節１から６のいずれかに記載のリソグラフィシステム。
８．前記投影系は、複数の放射ビームを投影するよう構成され、前記コントローラは、検査からのデータに基づいて前記複数の放射ビームのうち少なくとも２つの放射ビーム間の角度間隔を制御するよう構成されている、節１から７のいずれかに記載のリソグラフィシステム。
９．前記リソグラフィ装置は、検査されるパターンの形成から検査からのデータに基づいてパターンを形成するよう前記リソグラフィ装置を制御するまでの時間において実質的に連続して前記材料層及び／または他の材料層に前記放射ビームを投影するよう動作するよう構成されている、節１から８のいずれかに記載のリソグラフィシステム。
１０．前記検査システムは、カメラアレイを備える、節１から９のいずれかに記載のリソグラフィシステム。
１１．前記検査システムは、
前記基板上にパターンが形成される前における前記基板への第１の読み出し放射ビームの投影と、前記基板上にパターンが形成された後における前記基板への第２の読み出し放射ビームの投影と、を制御するコントローラと、
前記基板によって方向変更された第１の読み出し放射ビームを検出し、前記基板によって方向変更された第２の読み出し放射ビームを検出するよう構成されている検出器と、を備え、
前記検査システムのコントローラは、検査データを形成するために前記基板によって方向変更された第１の読み出し放射ビームの検出結果と前記基板によって方向変更された第２の読み出し放射ビームの検出結果とを比較するよう構成されている、節１から１０のいずれかに記載のリソグラフィシステム。
１２．前記検査システムのコントローラは、前記放射ビームの適用によって前記基板上にパターンが形成されるとき前記基板上の実質的に同一の位置へと第１の読み出し放射ビーム及び第２の読み出し放射ビームの投影を制御するよう構成されている、節１１に記載のリソグラフィシステム。
１３．前記検査システムのコントローラは、前記放射ビームよりも第１の読み出し放射ビーム及び第２の読み出し放射ビームの各々が低い強度を有するように放射源を制御するよう構成されている、節１１または１２に記載のリソグラフィシステム。
１４．前記検査システムのコントローラは、前記放射ビームの波長とは第１の読み出し放射ビーム及び第２の読み出し放射ビームの各々の波長が異なるように放射源を制御するよう構成されている、節１１から１３のいずれかに記載のリソグラフィシステム。
１５．前記材料層はフォトレジスト層であり、
前記検査システムのコントローラは、前記フォトレジスト層が反応する波長の範囲の外側に第１の読み出し放射ビーム及び第２の読み出し放射ビームの各々の波長があるように前記放射源を制御するよう構成されている、節１４に記載のリソグラフィシステム。
１６．前記検査システムは、前記投影系によって投影される前記放射ビームを第１の読み出し放射ビーム及び第２の読み出し放射ビームから分離するよう構成されているダイクロイックビームスプリッタを備える、節１３または１４に記載のリソグラフィシステム。
１７．前記検査システムのコントローラは、第１の読み出し放射ビーム及び第２の読み出し放射ビームを投影するよう単一の放射源を制御するよう構成され、
前記検査システムは、前記単一の放射源によって投影される放射ビームを第１の読み出し放射ビームと第２の読み出し放射ビームとに分割するよう構成されている放射ビームスプリッタを備える、節１１から１６のいずれかに記載のリソグラフィシステム。
１８．前記検査システムは、第１の読み出し放射ビーム及び／または第２の読み出し放射ビームのプロファイルを検出するよう構成されているビームプロファイル検出器を備える、節１１から１７のいずれかに記載のリソグラフィシステム。
１９．前記検査システムのコントローラは、前記ビームプロファイル検出器によって検出される第１の読み出し放射ビーム及び／または第２の読み出し放射ビームのプロファイルに基づいて第１の読み出し放射ビーム及び／または第２の読み出し放射ビームの投影のタイミングを制御するよう構成されている、節１８に記載のリソグラフィシステム。
２０．前記検査システムは前記リソグラフィ装置に取り付けられ、及び／または、前記リソグラフィ装置は前記コントローラを備える、節１から１９のいずれかに記載のリソグラフィシステム。
２１．前記コントローラは、前記投影系に対する前記基板の１回の前進走査移動中にパターンを形成するよう前記リソグラフィ装置を制御するよう構成され、前記リソグラフィシステムは、前記投影系に対する前記基板の１回の後退走査移動中に前記検査システムがパターンを検査するよう構成されている、節２０に記載のリソグラフィシステム。
２２．検査からのデータは、前記検査システムが取り付けられているリソグラフィ装置の以降の露光動作のために使用される、節２０または２１に記載のリソグラフィシステム。
２３．検査からのデータは、前記検査システムが取り付けられているリソグラフィ装置とは異なるリソグラフィ装置の以降の露光動作のために使用される、節２０から２２のいずれかに記載のリソグラフィシステム。
２４．前記リソグラフィ装置は前記投影系が取り付けられている絶縁フレームを備え、前記検査システムは前記絶縁フレームに取り付けられている、節２０から２３のいずれかに記載のリソグラフィシステム。
２５．前記検査システムは、前記材料層に前記放射ビームを投影するプロセス中における前記投影系に対する基板の移動に関して前記投影系の下流にある、節２０から２４のいずれかに記載のリソグラフィシステム。
２６．前記リソグラフィ装置は、前記基板の位置を測定するよう構成されているアライメントセンサを備え、
前記コントローラは、前記基板の測定された位置に基づいて、前記リソグラフィ装置が前記基板上の目標位置にパターンを形成するように前記リソグラフィ装置を制御するよう構成され、
前記リソグラフィ装置は前記アライメントセンサが取り付けられている絶縁フレームを備え、前記検査システムは前記絶縁フレームに取り付けられている、節２０から２５のいずれかに記載のリソグラフィシステム。
２７．前記投影系は、前記絶縁フレームに取り付けられている、節２６に記載のリソグラフィシステム。
２８．前記リソグラフィ装置は、各々が基板上に露光されたパターンを検査するよう構成されている２つの検査システムを備え、前記材料層に前記放射ビームを投影するプロセス中における前記投影系に対する基板の移動に関して、一方の検査システムは前記投影系の上流にあり、他方の検査システムは前記投影系の下流にある、節１から２７のいずれかに記載のリソグラフィシステム。
２９．前記リソグラフィ装置は、前記放射ビームを与え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を備える、節１から２８のいずれかに記載のリソグラフィシステム。
３０．前記投影系の少なくとも一部は、前記基板の露光中に前記プログラマブルパターニングデバイスに対し移動するよう構成されている、節２９に記載のリソグラフィシステム。
３１．前記リソグラフィ装置は、前記投影系の少なくとも一部を、前記投影系の光軸に実質的に垂直な平面において前記プログラマブルパターニングデバイスに対して回転させるよう構成されているアクチュエータを備える、節２９または３０に記載のリソグラフィシステム。
３２．前記リソグラフィ装置のパターン形成動作中に前記投影系に対し前記基板が移動するとき前記基板の位置または位置変化を測定するよう構成されているアライメントシステムと、
前記パターン形成動作中に測定される前記アライメントシステムからのアライメントデータに基づいて、前記リソグラフィ装置が前記基板上の目標位置にパターンを形成するように、前記パターン形成動作を制御するよう構成されているコントローラと、を備える、節１から３０のいずれかに記載のリソグラフィシステム。
３３．前記アライメントシステムは、絶縁メトロロジフレームに取り付けられている複数のアライメントセンサを備える、節３２に記載のリソグラフィシステム。
３４．前記アライメントシステムは、１回目の前記基板または基板テーブル上の基準マーカの画像化と２回目の前記基板または基板テーブル上の基準マーカの画像化とを制御するよう構成されているアライメントコントローラを備え、前記アライメントシステムのコントローラは、アライメントデータを形成するように１回目の基準マーカの画像を２回目の基準マーカの画像と比較するよう構成されている、節３２または３３に記載のリソグラフィシステム。
３５．前記アライメントデータは、１回目の基準マーカの画像と２回目の基準マーカの画像との間の位置シフトを表す、節３４に記載のリソグラフィシステム。
３６．前記アライメントシステムのコントローラは、画素未満の精度でシフト量を決定するように前記比較を実行する前に１回目の基準マーカの画像及び２回目の基準マーカの画像を補間するよう構成されている、節３５に記載のリソグラフィシステム。
３７．前記検査システムは、
前記基板または基板テーブルの位置または位置変化を測定するための放射ビームを投影するよう構成されている放射出力部と、
前記放射ビームのプロファイルを検出するよう構成されているビームプロファイル検出器と、を備える、節３２から３６のいずれかに記載のリソグラフィシステム。
３８．前記検査システムのコントローラは、前記ビームプロファイル検出器によって検出される放射ビームのプロファイルに基づいて放射ビームの投影のタイミングを制御するよう構成されている、節３７に記載のリソグラフィシステム。
３９．前記検査システムは、前記基準マークを検出するビームの一部を前記ビームプロファイル検出器へと迂回させるよう構成されているビームスプリッタを備える、節３７または３８に記載のリソグラフィシステム。
４０．リソグラフィ装置を制御する方法であって、
基板上に又は基板上方にある材料層に放射ビームを投影することと、
前記基板上に形成されるパターンを検査することと、を備え、前記パターンは、前記放射ビームの適用によって前記基板上に形成され、
以前に露光されたパターンの検査からのデータに基づいてパターンを形成するよう前記リソグラフィ装置を制御することを備える方法。
４１．節４０に記載のリソグラフィ装置を制御する方法と、
デバイスを製造するプロセスの一部として基板上にパターンを形成するよう前記リソグラフィ装置を使用することと、を備えるデバイス製造方法。
【０１４５】
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。
【０１４６】
「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。
【０１４７】
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。また、上記の機械で読み取り可能な命令は二以上のコンピュータプログラムに具体化されてもよい。当該二以上のコンピュータプログラムは、１つ又は複数の異なるメモリ及び／またはデータ記録媒体に保存されてもよい。
【０１４８】
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。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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