(57)【要約】【課題】好ましくは基板レベルで測定された測定値を使用して、プログラム可能なパターン形成手段のより迅速でかつ信頼性のある較正を可能にする装置及び方法を提供すること。【解決手段】リソグラフィ装置、較正の方法、及びデバイス製造方法。プログラム可能なパターン形成手段を有するリソグラフィ装置を較正するために、プログラム可能なパターン形成手段の単一画素に対応するスポットの大きさよりも大きい検出器要素を有する、ＣＣＤ、ＣＭＯＳセンサ、又は光ダイオードなどのセンサを使用する。画素を単独に又は集団で選択的に励起する。【選択図】図３
2004356632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射の投影ビームを供給する照射システムと、
前記投影ビームにパターンを与える役割を果たす個別制御可能要素のアレイと、
基板を支持する基板テーブルと、
前記基板の標的部分上に、前記パターン形成したビームを投影する投影システムとを備え、
検出器であって、前記基板の代わりに、前記投影されたパターン形成したビームの中に位置決め可能であり、複数の検出器要素を有し、それぞれの検出器要素が前記プログラム可能なパターン形成手段の単一画素に対応するスポットよりも大きい検出器とを有するリソグラフィ装置。
【請求項２】
前記検出器が、前記基板テーブル上に装着されている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記検出器が、ＣＣＤ、ＣＭＯＳセンサ、又は光ダイオード・アレイを備える、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記検出器が、前記複数の検出器要素に対応する複数の開口を有する開口部材をさらに備え、それぞれの開口は、前記検出器上に投影され、かつ前記パターン形成手段の単一画素に対応する前記スポットよりも大きく、好ましくは、それぞれの開口が、前記投影されたスポットの大きさの１０倍よりも大きいか、かつ／又は検出器要素の大きさの７５％よりも小さい、請求項１から３のいずれかに記載の装置。
【請求項５】
前記検出器が微小レンズ・アレイをさらに備え、前記微小レンズのそれぞれの微小レンズは、前記アレイの単一画素に対応する放射を前記検出器要素の１つ又は複数にわたって拡大する役割を果たす、前記請求項のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
放射の投影ビームを供給する照射システムと、
前記投影ビームにパターンを与える役割を果たす個別制御可能要素のアレイと、
基板を支持する基板テーブルと、
前記基板の標的部分上に、前記パターン形成したビームを投影する投影システムとを備えるリソグラフィ装置を較正する方法であって、
前記基板の代わりに、検出器を前記投影されたパターン形成したビーム中に位置決めする工程であって、前記検出器が複数の検出器要素を有し、それぞれの検出器要素が前記アレイの単一要素に対応するスポットよりも大きい、位置決めする工程と、
前記アレイの要素を選択的に励起する工程と、
前記検出器要素のそれぞれの要素中に受け取られた放射を検出する工程と、
検出する前記工程の結果を基準にして前記リソグラフィ投影装置を較正する工程とを含む方法。
【請求項７】
前記アレイの要素を選択的に励起する工程において、測定の合間に、前記検出器要素の所与の１つに対応する、前記アレイの複数の要素の１つのみが励起される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記選択的に励起する工程と前記検出する工程が反復され、前記検出器要素の所与の１つに対応する、前記アレイの前記複数の要素の異なる１つが励起される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記アレイの要素を選択的に励起する工程において、第１の測定の合間に、前記検出器要素の所与の１つに対応する、前記アレイの複数の要素の第１の組が励起される、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記選択的に励起する工程と前記検出する工程が反復され、前記検出器要素の所与の１つに対応する、前記アレイの前記複数の要素の異なる１組が励起される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記検出器が、前記選択的に励起される工程と前記検出する工程の反復の合間に、前記投影されたパターン形成したビームに対して前記検出器を移動する、請求項８又は９に記載の方法。
【請求項１２】
基板を提供する工程と、
照射システムを使用して放射の投影ビームを供給する工程と、
前記投影ビームにパターンを与えるために個別制御可能要素のアレイを使用する工程と、
前記基板の標的部分上に放射の前記パターン形成されたビームを投影する工程とを含み、
前記個別制御可能要素のアレイを使用する工程の前に、前記アレイが、請求項６から１１までのいずれか一項に記載の方法によって較正されることを特徴とする、デバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リソグラフィ装置及びデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィ装置は、基板の標的部分上に望ましいパターンを描画する機械である。例えば、リソグラフィ装置を集積回路（ＩＣ）、平面型表示装置、及び微細構造を含む他のデバイスの製造に使用することができる。従来のリソグラフィ装置では、パターン形成手段（マスク又はレチクルとも呼ぶ）を使用してＩＣ（又は他のデバイス）の個々の層に対応する回路パターンを作製し、このパターンを、放射感受性材料（レジスト）の層を有する基板（例えば、シリコン・ウェハ又はガラス板）上の標的部分（例えば、１つ又は幾つかのダイの一部を含む）の上に描画することができる。マスクの代わりに、パターン形成手段が、回路パターンを作製する役割を果たす個別制御可能要素のアレイを備えることができる。
【０００３】
一般には、単一の基板が、連続的に露光される隣接標的部分の回路網を含むことになる。知られているリソグラフィ装置には、ステッパと呼ばれ、標的部分上にパターン全体を１回の試みで露光することによって、それぞれの標的部分を照射するものと、いわゆるスキャナであって、所与の方向（「走査」方向）の投影ビームによってパターンを走査し、同時に、この方向に対して平行又は反平行に基板を走査することによって、それぞれの標的部分を照射するものがある。
【０００４】
プログラム可能なパターン形成手段を使用するリソグラフィ装置では、従来のマスクを使用する機械に比較すると、幾つかの追加的な較正を実行しなければならない。例えば、プログラム可能なパターン形成手段のそれぞれの要素（画素）に関して基板に送出される放射の強度を測定することが必要である。基板上に投影されるスポットのそれぞれの大きさ及び位置も測定しなければならない。プログラム可能なパターン形成手段中の非常に多くの要素、即ち、何千万個にもなり得る要素であれば、このような画素ごとの較正には極端に長い時間が掛かり、それを定期的に反復する必要があれば処理量の実質的な低下を意味する。
【０００５】
非常に微細なパターンを形成するためのリソグラフィ装置、特に縮小投影系を使用する装置では、それぞれの画素に関して基板上に投影されるスポットが著しく小さいので（どの検出器よりも遙かに小さく、ＣＣＤ（電荷結合素子）の個々の要素よりもさらに小さい）、較正も非常に困難である。基板上のスポットの大きさは、投影光学系によって決まり、ｋ線率（ｋｌ  ｆａｃｔｏｒ）の値によっては、プログラム可能なパターン形成手段の単一画素の幾何学画像よりも大きくなる場合もあることに留意されたい。一連の試験露光を実行しかつ結果を測定することは実行可能であるが、非常に時間が掛かり、そのために定期的な再較正は実行不可能である。したがって、例えば、ビームの一部を検出器に誘導するために、半透明のミラーを備えることによって（例えば、米国特許出願公開第２００１／００８１３０３Ａ１号明細書及び国際公開第０３／０４６６６５号パンフレット参照）、又はビームに出し入れできる検出器を備えることによって、投影レンズの中間像平面において較正測定を実行することが提案されている。像が基板上に投影されたものよりも遙かに大きい中間像平面を選択することができる。しかし、半透明のミラーは、投影された画像の質を必然的にある程度劣化させ、さらに可動検出器のための空間及び機構を投影レンズに設けることは不都合な場合がある。また、中間像平面での測定は、それに続く投影レンズ要素の効果を考慮することができない。
【０００６】
米国特許第６，１２１，６２６号明細書及び米国特許出願公開第２００１／００３３９９６Ａ号明細書が、透過型動的マスク及びウェーハ・ステージ上に装着したＣＣＤを使用するリソグラフィ装置を開示する。動的マスク上のパターンばかりでなく、焦点、線量、ＮＡ（開口数）、及びσ設定値を最適化するために、ＣＣＤ画像を望ましい画像に比較する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の１つの目的は、好ましくは基板レベルで測定した測定値を使用して、プログラム可能なパターン形成手段のより迅速かつ信頼性のある較正を可能にする装置及び方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的及び他の目的は、本発明によると、
放射の投影ビームを供給する照射系と、
投影ビームにパターンを与える役割をする個別制御可能要素のアレイと、
基板を支持する基板テーブルと、
基板の標的部分上に、パターン形成したビームを投影する投影システムとを備え、
検出器であって、前記基板の代わりに、投影されたパターン形成したビームの中に位置決め可能であり、複数の検出器要素を有し、それぞれの検出器要素が前記プログラム可能なパターン形成手段の単一画素に対応するスポットよりも大きい検出器とを有するリソグラフィ装置において実現される。
【０００９】
アレイの要素（画素）の適切な選択的励起によって、それぞれの画素に対応する、投影されたスポットよりも遙かに大きい検出器要素を有する検出器の使用が可能になる。画素を単独に又はパターンで励起し、それらを個々に較正するか、又は変化を検出することができる。逐次的な励起と検出のサイクルとサイクルの間に、より小さい検出器を使用してより大きなアレイを較正できるように、又は検出器要素間の境界上又は近くの画素の較正を向上させるように、検出器を移動することができる。
【００１０】
好ましくは、検出器を基板テーブル上に装着し、基板テーブルのための既存の位置決めシステムによって、その検出器を投影ビームの中に位置決めすることができる。
【００１１】
好ましくは、検出器がＣＣＤ、ＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）センサ、又は光ダイオード・アレイを備える。
【００１２】
好ましい一実施例では、検出器が、複数の検出器要素に対応する複数の開口を有する開口部材をさらに備え、それぞれの開口は、前記検出器上に投影され、かつ単一画素に対応するスポットよりも大きい。好ましくは、それぞれの開口が、投影されたスポットの大きさの１０倍よりも大きいか、及び／又は検出器要素の大きさの７５％よりも小さい。開口部材は、画素間のクロストークを減少させることができる。
【００１３】
検出器が微小レンズ・アレイをさらに備えることも好ましく、この微小レンズ・アレイのそれぞれの微小レンズは、単一画素に対応する放射を前記検出器要素の１つ又は複数にわたって拡大する。微小レンズ・アレイは、測定の感度を増大させることができる。
【００１４】
本発明の他の態様によれば、
基板を提供する工程と、
照射システムを使用して放射の投影ビームを供給する工程と、
投影ビームにパターンを与えるために個別制御可能要素のアレイを使用する工程と、
基板の標的部分上に放射のパターン形成されたビームを投影する工程とを含み、
前記個別制御可能要素のアレイを使用する工程の前に、前記アレイが、上に説明した請求項６から１１までのいずれか一項に記載の方法によって較正されることを特徴とする、デバイス製造方法が提供される。
【００１５】
本明細書で使用する「個別制御可能要素のアレイ」という用語は、望ましいパターンを基板の標的部分中に作製できるように、入射する放射ビームにパターン形成した断面を与えるために使用可能な任意の手段を指すものと広義に解釈されるべきであり、「光弁」及び「空間光変調器」（ＳＬＭ）もこのような文脈で使用することができる。このようなパターン形成手段の実施例には次のものが含まれる。
プログラマブル・ミラー・アレイ。これは、粘弾性制御層及び反射表面を有するマトリックス駆動表面を備える。このような装置の背後にある基本原理は、（例えば、）反射表面のアドレス指定領域が、入射光を回折光として反射するのに対して、非アドレス指定領域は入射光を非回折光として反射するというものである。適切な空間フィルタを使用すると、前記の非回折光を反射ビームから取り除き、回折光のみを基板に到達するように残すことが可能であり、このような方式で、ビームがマトリックス駆動表面のアドレス指定パターンに従ってパターン形成される。別法として、フィルタが回折光を取り除き、非回折光を基板に到達するように残し得ることが分かる。回折光学ＭＥＭＳ（微小電子機械システム）装置のアレイを対応方式で使用することもできる。それぞれの回折光学ＭＥＭＳ装置は、入射光を回折光として反射する格子を形成するように相互に対して変形可能な複数の反射リボンから成る。プログラマブル・ミラー・アレイの別法による他の実施例は、微小ミラーのマトリックス配置を用いるものであり、それぞれの微小ミラーを、適切な局在電界の印加によって又は圧電駆動手段の使用によって、軸周りに個々に傾斜させることができる。この場合も、アドレス指定ミラーが入射する放射ビームを非アドレス指定ミラーとは異なる方向に反射するように、ミラーをマトリックス駆動可能であり、このような方式で、反射ビームをマトリックス駆動ミラーのアドレス指定パターンに従ってパターン形成する。必要なマトリックス駆動は適切な電子手段を使用して実行可能である。以上に説明した２つの状況では、個別制御可能要素のアレイは、１つ又は複数のプログラマブル・ミラー・アレイを備えることができる。本明細書に言及するミラー・アレイに関するさらなる情報は、例えば、参照により本明細書に援用する、米国特許第５，２９６，８９１号明細書及び第５，５２３，１９３号明細書、並びにＰＣＴ特許出願国際公開第９８／３８５９７号パンフレット及び第９８／３３０９６号パンフレットから収集可能である。
プログラマブルＬＣＤ（液晶表示器）アレイ。このような構造の一実施例が、参照により本明細書に援用する米国特許第５，２２９，８７２号明細書に見られる。
【００１６】
例えば、特性のプリ・バイアス法、光近接効果補正特性、位相変化技法、及び多重露光技法を用いる場合は、個別制御可能要素のアレイ上に「表示された」パターンが、基板の層に又は基板の上に最終的に転写されたパターンとは実質的に異なり得ることを理解されたい。同様に、基板上に最終的に作製されたパターンは、個別制御可能要素のアレイ上で任意の瞬間に形成されるパターンに対応しない場合がある。これは、基板のそれぞれの部分上に作製された最終的なパターンが、個別制御可能要素のアレイ上のパターン及び／又は基板の相対位置が変化する所与の時間又は所与の露光回数にわたって形成される装置におけるような場合である。
【００１７】
本文ではＩＣの製造においてリソグラフィ装置を使用することに特定的に言及するが、本明細書に説明するリソグラフィ装置には、集積光学系、磁気ドメイン・メモリ用の誘導及び検出パターン、平面型表示装置、薄膜磁気ヘッドなど、他の応用例があり得ることを理解されたい。このような別法による応用例の文脈では、本明細書の「ウェーハ」又は「ダイ」という用語の使用はいずれも、「基板」又は「標的部分」というより包括的な用語とそれぞれに同義と見なし得ることは当業者なら理解しよう。本明細書で言及する基板は、例えば、トラック（典型的にレジスト層を基板に塗布し、かつ露光されたレジストを現像する器具）又は計測若しくは検査器具中で露光前後に処理可能である。本明細書の開示は、適当であれば、このような及び他の基板処理器具に応用可能である。さらには、本明細書で使用する基板という用語は既に多重処理層を含んでいる基板を指す場合があるように、例えば、多層ＩＣを作製するために、基板を２回以上処理することもできる。
【００１８】
本明細書では、「放射」及び「ビーム」という用語を使用して、紫外線（ＵＶ）放射（例えば、４０８、３５５、３６５、２４８、１９３、１５７、又は１２６ナノメートルの波長を有する）及び極紫外線（ＥＵＶ）放射（例えば、５から２０ナノメートルまでの範囲内の波長を有する）ばかりでなく、イオン・ビーム又は電子ビームなどの粒子ビームも含めて、すべての種類の電磁放射を包含する。
【００１９】
本明細書で使用する「投影システム」という用語は、屈折光学系、反射光学系、及び反射屈折光学系を含めて、例えば、露光放射に使用するのに適切であるか、又は浸漬液の使用若しくは真空の使用など、他の要素に適切である多様な種類の投影システムを包含するものであると広義に解釈されるべきである。本明細書で使用する「レンズ」という用語の使用はいずれも「投影システム」というより包括的な用語と同義であると見なし得る。
【００２０】
照射システムも、放射の投影ビームを誘導、造形、又は制御するための屈折、反射、及び屈折反射光学構成要素を含めて、多様な種類の光学構成要素を包含し得るが、このような構成要素も、以降では、集合的に又は単独に「レンズ」と呼ぶ場合がある。
【００２１】
リソグラフィ装置は、２つ（２連ステージ）又は３つ以上の基板テーブルを有する種類であり得る。このような「多ステージ」機械では、追加的なテーブルの並行使用が可能であるし、又は１つ若しくは複数の他のテーブルを露光用に使用しながら、１つ若しくは複数のテーブル上で予備工程を実行することができる。
【００２２】
リソグラフィ装置はまた、投影システムの最終要素と基板の間の空間を充填するために、相対的に高屈折率を有する液体（例えば、水）の中に基板を浸漬する種類であり得る。浸漬液は、例えば、個別制御可能要素のアレイと投影システムの第１要素の間など、リソグラフィ装置中の他の空間にも適用可能である。投影システムの開口数を増やすための浸漬技法は当業ではよく知られている。
【００２３】
ここで添付の模式的な図面を参照して、例示としてのみ、本発明の典型的な実施例を説明する。
【実施例１】
【００２４】
図では、対応する参照符号が対応する部分を示す。
【００２５】
図１は、本発明の特定の一実施例にしたがうリソグラフィ投影装置を模式的に示す。本装置は以下のものを備える。
−放射（例えば、紫外線放射）の投影ビームＰＢを供給するための照射システム（照射器）ＩＬ
−投影ビームにパターンを形成するための個別制御可能要素ＰＰＭ（パルス位置変調）のアレイ（例えば、プログラマブル・ミラー・アレイ）
一般に個別制御可能要素のアレイの位置を要素ＰＬに対して固定するが、そうではなく、そのアレイを要素ＰＬに対して正確に位置決めする位置決め手段に連結することもできる。
−基板（例えば、レジスト塗布ウェーハ）Ｗを支持し、さらに要素ＰＬに対して基板を正確に位置決めする位置決め手段ＰＷに連結されている基板テーブル（例えば、ウェーハ・テーブル）ＷＴ
−個別制御可能要素ＰＰＭのアレイによって、投影ビームＰＢに与えたパターンを基板Ｗの標的部分Ｃ（例えば、１つ又は複数のダイを含む）の上に結像するための投影システム（「レンズ」）ＰＬ
投影システムは、個別制御可能要素のアレイを基板上に結像することができる。別法として、投影システムは、個別制御可能要素のアレイがシャッタとして動作する二次源を結像することができる。投影システムはまた、例えば、この二次源を形成するために、かつ微小スポットを基板上に結像するために、微小レンズ・アレイ（ＭＬＡとして知られる）又はフレネル・レンズ・アレイなどの合焦要素のアレイを備えることもできる。
【００２６】
この図に示すように、本装置は反射型である（即ち、個別制御可能要素の反射型アレイを有する）。しかし一般に、それは、例えば、透過型でもあり得る（即ち、個別制御可能要素の透過型アレイを有する）。
【００２７】
照射器ＩＬは、放射源ＳＯから放射のビームを受け取る。この放射源及びリソグラフィ装置は、例えば、放射源がエキシマ・レーザであるとき、別体の構成要素であり得る。そのような場合では、放射源はリソグラフィ装置の一部を構成するものとは見なされず、放射ビームは、例えば、適切な誘導ミラー及び／又はビーム拡大器を備えるビーム送出システムＢＤの補助によって放射源ＳＯから照射器ＩＬに送られる。他の場合では、例えば、放射源が水銀灯であるとき、放射源は本装置の一体部分であり得る。放射源ＳＯ及び照射器ＩＬを、必要であればビーム送出システムＢＤと併せて、放射システムと呼ぶ場合がある。
【００２８】
照射器ＩＬは、ビームの角強度分布を調整する調整手段ＡＭを含むことができる。一般には、照射器のひとみ平面における強度分布の少なくとも外半径範囲及び／又は内半径範囲（通常は、それぞれにσ−外半径及びσ−内半径と呼ぶ）を調整することができる。さらに、一般には照射器ＩＬが積分器ＩＮ及び集光器ＣＯなどの様々な他の構成要素を備える。照射器は、投影ビームＰＢと呼ばれ、その断面中に望ましい均一性と強度分布を有する放射調整ビームを供給する。
【００２９】
このビームＰＢは、次に個別制御可能要素ＰＰＭのアレイと交差する。個別制御可能要素ＰＰＭによって反射された後、ビームＰＢは、このビームＰＢを基板Ｗの標的部分Ｃの上に合焦する投影システムＰＬを通過する。位置決め手段ＰＷ（及び干渉測定手段ＩＦ）の補助によって、例えば、異なる標的部分ＣをビームＰＢの経路中に位置決めするために、基板テーブルＷＴを正確に移動することができる。使用する場合は、個別制御可能要素のアレイのための位置決め手段を用いて、例えば、走査時に、ビームＰＢの経路に対して個別制御可能要素のアレイの位置を正確に矯正することができる。一般に、物体テーブルＷＴの動きは、長行程モジュール（粗い位置決め）と短行程モジュール（微細な位置決め）の補助によって実現する（図１には明示せず）。同じようなシステムを使用しても個別制御可能要素のアレイの位置決めが可能である。必要な相対移動を与えるために、別法として及び／又は追加的に、物体テーブル及び／又は個別制御可能要素のアレイの位置を固定する一方で、投影ビームを可動式にしてもよいことが分かる。他に別法として、平面型表示装置の製造で特に応用可能であるが、基板テーブルと投影システムの位置を固定し、基板を基板テーブルに対して移動するようにも配置可能である。例えば、基板テーブルに、実質的に一定の速度でそれを横切って基板を走査するためのシステムを設けることもできる。
【００３０】
本明細書では、本発明にしたがうリソグラフィ装置を基板上のレジストの露光用として説明するが、本発明は、このような用途に限定されるものではなく、レジストレス・リソグラフィ用途に本装置を使用して、パターン形成された投影ビームを投影できることが分かる。
【００３１】
図示の装置を４つの方式で使用することができる。
１．ステップ方式
個別制御可能要素のアレイが、１回の試み（即ち、単一静的露光）で標的部分Ｃ上に投影されるパターン全体を投影ビームに与える。次いで、異なる標的部分Ｃを露光できるように、基板テーブルＷＴをＸ及び／又はＹ方向に移動する。ステップ方式では、露光領域の最大の大きさが単一静的露光で描画される標的部分Ｃの大きさを限定する。
２．スキャン方式
投影ビームＰＢに個別制御可能要素のアレイ全体にわたって走査させるように、個別制御可能要素のアレイが所与の方向（いわゆる「走査方向」であり、例えば、Ｙ方向）に移動可能であり、並行して、基板テーブルＷＴを速度Ｖ＝Ｍｖ（ＭはレンズＰＬの倍率）で同方向又は逆方向に同時に移動する。スキャン方式では、露光領域の最大の大きさが単一動的露光で標的部分の幅（非走査方向に）を限定するのに対して、走査動作の長さが標的部分の高さ（走査方向に）を決定する。
３．パルス方式
個別制御可能要素のアレイを基本的に静止状態に維持し、パルス放射源を使用してパターン全体を基板の標的部分Ｃの上に投影する。投影ビームＰＢに基板Ｗを横切る線を走査させるように、基板テーブルＷＴを基本的に一定の速度で移動する。個別制御可能要素のアレイ上のパターンは、放射システムのパルスの合間に必要な更新が行われ、かつ基板上の連続的な標的部分Ｃの必要な箇所が露光されるようにパルスのタイミングを調整する。したがって、投影ビームは、基板の帯に対して完全なパターンを露光するように基板Ｗを横切って走査することができる。この過程は、線１本ごとに完全な基板の露光が完了するまで反復される。
４．連続走査方式
実質的に一定の放射源が使用され、放射ビームが基板を横切ってそれを露光する度に、個別制御可能要素のアレイ上のパターンが更新されること以外は、基本的にパルス方式と同じである。
【００３２】
上に説明した有用な方式に関する組合せ及び／若しくは変形、又は全く異なる有用な方式を用いることもできる。
【００３３】
図２は、基板保持器（図示せず）の中に装着した基板Ｗを支持する基盤テーブルＷＴと、個別検出要素１１のアレイを含む画素較正検出器１０とを示す。この画素検出器は、ＣＣＤ、ＣＭＯＳセンサ、光ダイオード・アレイ、又は他の適切なデバイスであり得る。放射ビームの放射が、検出器を損傷する恐れがあるＤＵＶ（遠紫外線）などの波長である場合は、変換層を検出器の上に配置することができる。この変換層は、例えば、蛍光によって、短い波長の露光放射の光子を、検出器が損傷を受けずに検出できる可視光に変換する。図示のように、画素較正検出器１０を基板保持器に隣接する基板テーブルＷＴに固定するが、例えば、基板保持器によって保持可能なダミー基板上に装着した可動式検出器を使用することもできる。必要な場合は、検出器を投影レンズＰＬの下に位置決めするために別体の位置決めシステムを設けることも可能であるが、正確な位置決め及び変位測定システムが既に設けてある基板テーブルを使用することが好ましい。多ステージ装置では、１つのステージのみに画素較正検出器を設けるだけでよい。この画素較正センサを使用して本発明の範囲外にある他の測定を行うこともできるが、本明細書ではこれ以上論じない。
【００３４】
それぞれの検出要素１１は、アレイＰＰＭの単一要素に対応する基板上に投影されたスポットよりも大きく、したがって、図３に示すように、それぞれの検出要素１１内部のスポット１２−１から１２−ｎまでのアレイは、アレイＰＰＭの対応する画素を適切に制御することによって別々に照射可能である。本発明の第１の方法によれば、それぞれの検出器要素が１度に１個の画素のみによって照射されるように、アレイＰＰＭの画素を逐次励起することによって較正を実行する。検出器の要素の出力は、較正のために使用できる画素１個ごとの強度測定値を与えるために、アレイＰＰＭの画素を励起するシーケンスに相関される。較正の速度がプログラム可能なパターン形成手段の切換え速度（速い）、並びに検出器の感度及び読出し速度のみによって限定されるように、検出器を測定シーケンスの間に動かす必要はない。したがって適切な感度があり、かつ高速センサによってアレイの迅速な較正を可能にすることができる。
【００３５】
アレイを最初に較正した後に、変化のより迅速な検出を可能にするために画素１個ごとの測定値を基準値として格納することができる。本発明のこのような第２の方法では、それぞれの検出器要素１１に対応する幾つかの画素を同時に励起し、得られる出力を対応する基準値の和と比較する。少しでも差があれば変化が生じたことを示し、次にどの画素が影響を受けたかを特定するために測定シーケンスを実行することができる。
【００３６】
画素グループのどれが検出された変化を引き起こしたかを特定する１つの好ましい手法は、例えば、検出要素１１−ｂに関して示すようなグループ中の第１半分の画素を次に活性化し、検出器要素の出力を対応する基準値の和と比較するものである。この段階で変化が検出されなければ、変化を元のグループの第２半分に帰することができるのに対して、最初に検出された変化のすべてを占める変化が検出されれば、変化はこの第１半分に帰される。次いで、その変化をもたらした半分の半分を検討して、その変化を単独の画素に帰すことができ、それに従ってその画素の基準較正値が修正されるまで続行する。この方法は二進木検索に似ている。
【００３７】
本発明の第２の方法では、例えば、検出器要素１１−ｃに関して示すような線によって異なるグループに分けられた画素に関して２回以上のサイクルを実行して、２個以上の画素の変化が相互に打ち消し合い、よって変化が見逃される確率を低くすることができる。
【実施例２】
【００３８】
本発明の第２実施例では、下に説明すること以外は第一実施例と同じであるが、開口部材を使用して検出器のクロストークを低減する。
【００３９】
図４に示すように、開口部材１３が検出器１０の上方に位置し、検出器要素１１のそれぞれに対して１つの開口１４を有する。それぞれの開口１４は、アレイＰＰＭの１個の画素から基板に誘導された光のすべてが検出器に到達するが、他の光は可能な限りほとんど到達しないことを確実にするように形状及び大きさが決められている。例えば、アレイのそれぞれの画素が基板上に辺ｄ２の正方形のスポットを生成すれば、それぞれの開口１４も辺ｄ１を有する正方形であり得るが、その場合にｄ１＞ｄ２である。ｄ１がｄ２を上回る分量は、スポットの大きさの可能な変化を包含するのに十分でなければならない。
【００４０】
開口部材１４は、別体の板部材又は検出器１０の表面上に付着された層であり得る。いずれの場合も、開口部材は投影ビームの放射に対して効果的に不透明であるように適切な材料であり、かつ十分な厚さでなければならない。これらの開口１４は、リソグラフィ技法、例えば、単一画素を使って通常領域よりも大きな領域を露光するように大きな線量を使用することによって又はオーバエッチングによって、必要な位置決め精度及び大きさの精度が備わるように作製可能である。
【００４１】
開口部材を有する検出器を使用するとき、較正すべき異なる画素から投影されたスポットに開口を位置合わせするために検出器を移動する必要はないが、開口の間隔が投影されたスポットの間隔と正確に一致すれば、移動回数は、検出要素当たりのアレイ中の画素数と等しくなるに過ぎず、したがって較正に掛かる時間の長さを必要以上に増加させずに済む。
【００４２】
開口層では、選択された画素からの光のみが検出器要素１１に到達し、したがって迷走光、大きく位置がずれた画素、又は「オン」位置に突き出た画素の影響を排除することができる。
【実施例３】
【００４３】
第３実施例では、微小レンズ・アレイを使用して、選択された画素からの放射を拡大してセンサの感度を高める。
【００４４】
微小レンズ・アレイ１５を使用して、図５に示すように、光を単一検出器要素１１−ｐ全体に拡散するか、又は図６に示すように、幾つかの要素１１−ｐから１１−ｓにわたって拡散することができる。検出器要素全体に光をより均一に誘導することによって、検出器の局部的な損傷を回避し、かつブルーム、即ち、検出器の局部的な過負荷を軽減する。光を幾つかの検出セルにわたって拡散することは、スポットの強度が大きく、また単一検出器要素の過負荷の恐れがある場合は有用であり得る。それは、感度を高めるためにより長い「露光」を可能にし、さらにスポットから光を受ける幾つかの検出器要素によって記録された強度を比較することによって、スポットの大きさと位置を測定可能にすることができる。
【００４５】
微小レンズ・アレイは、第２実施例で使用する開口部材と組合せて使用可能である。開口部材が付着層であれば、それを検出器１０ではなく微小レンズ・アレイ１５の上に設けることができる。
【００４６】
以上に本発明の特定の実施例を説明してきたが、説明したものとは別様に本発明を実施することも可能である。説明は本発明を限定しようとするものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第一実施例にしたがうリソグラフィ装置を示す図である。
【図２】較正検出器を含む基板テーブルを示す図である。
【図３】投影されたスポットと検出器要素の間の関係を示す図である。
【図４】本発明の第２及び第３実施例で使用する検出器を示す図である。
【図５】本発明の第２及び第３実施例で使用する検出器を示す図である。
【図６】本発明の第２及び第３実施例で使用する検出器を示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０  画素較正検出器
１１  検出要素
１２  スポット
１３  開口部材
１４  開口
１５  微小レンズ・アレイ
ＡＭ  調整手段
Ｃ  標的部分
ＣＯ  集光器
ＩＦ  干渉測定手段
ＩＬ  照射システム（照射器）
ＩＮ  積分器
ＰＢ  投影ビーム
ＰＬ  投影システム（レンズ）
ＰＰＭ  個別制御可能要素
ＰＷ  位置決め手段
Ｗ  基板
ＷＴ  基板テーブル
【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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