(57)【要約】【課題】  リソグラフィ装置内の収差を測定するシステム及び方法を提供すること。【解決手段】  放射ビームは個別に制御可能な素子のアレイ（ＰＤ）を用いて変調され、変調されたビームは投影システム（ＰＳ）を用いて投影される。個別に制御可能な素子のアレイ（ＰＤ）上には放射ビームを変調するパターンが提供され、パターンは、放射ビームの一次回折が投影システムの瞳を実質的に充填するような寸法の複数のフィーチャから形成された反復構造を含む。センサ（Ｓ）は投影された放射を検出し、投影システム（ＰＳ）によって投影された放射内の干渉を測定する。次に、検出された放射ビーム内の収差が測定される。【選択図】    ８ａ
2010530615.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リソグラフィ装置内の収差を測定する方法であって、
個別に制御可能な素子のアレイを用いて放射ビームを変調するステップと、
投影システムを用いて前記変調された放射ビームを投影するステップと、
前記投影された放射をセンサを用いて検出するステップと、
前記検出された放射ビーム内の収差を測定するステップと、
を含み、
個別に制御可能な素子のアレイ上にパターンを提供して前記放射ビームを変調し、前記パターンが反復構造を有し、複数のフィーチャから形成され、前記複数のフィーチャが、前記投影システムの瞳を実質的に充填する前記放射ビームの一次回折を生成するような寸法であり、前記センサが前記投影システムによって投影された前記放射内の干渉を測定する方法。
【請求項２】
前記フィーチャが、ランダムに配置された、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
隣接するフィーチャが、互いに離間し、重ならない、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記フィーチャの幅が、
【数３】
2010530615.tif 000005
より小さく、λが前記放射ビームの波長、及びＮＡが前記投影システムの開口数である、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記フィーチャが、破壊的干渉によってゼロ次回折放射を実質的に除去する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
実質的に半分の前記フィーチャが、放射に第１の位相を与え、実質的に半分の前記フィーチャが、放射に第１の位相と逆の第２の位相を与える、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記個別に制御可能な素子が、位相刻みを有するミラーであり、実質的に半分の前記フィーチャが、第１の向きを有し、実質的に半分の前記フィーチャが、逆の向きを有する、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記フィーチャの位置が、前記放射ビームのパルス間に変化する、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記フィーチャが、ディスク、四角形、矩形又は六角形である、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記パターンが、規則的に反復する明るい領域と暗い領域とを有する、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記フィーチャが、前記明るい領域と暗い領域とを形成するように分布している、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記規則的に反復する明るい領域と暗い領域が、（ｉ）チェッカーボードパターン、又は（ｉｉ）一連又はそれ以上のストライプを形成する、請求項１０又は１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記明るい領域と前記暗い領域との間の強度の変化が、余弦関数の形状を有する、請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記投影システムによって投影された前記放射内の前記干渉パターンの第１高調波を検出することで前記収差が決定される、請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
格子が、前記センサの一部を形成し、前記干渉が、格子によって生成される、請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
前記フィーチャが、個別に制御可能な素子のグループから形成される、請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
放射ビームを変調する個別に制御可能な素子のアレイと、
前記変調された放射ビームを投影する投影システムと、
前記投影システムによって投影された放射を検出するセンサと、
個別に制御可能な素子のアレイ上にパターンを提供するコントローラと、
を備えるリソグラフィ装置であって、
前記パターンが、反復構造を有し、複数のフィーチャから形成され、前記複数のフィーチャが、前記投影システムの瞳を実質的に充填する前記放射ビームの一次回折を生成するような寸法であり、前記センサが、前記投影システムによって投影された放射内の干渉を測定するリソグラフィ装置。
【請求項１８】
個別に制御可能な素子が、それぞれの位相刻みを有するミラーである、請求項１７に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１９】
実質的に半分の前記フィーチャが、第１の向きを有するミラーを用いて形成され、実質的に半分の前記フィーチャが、第１の向きと逆の第２の向きを有するミラーを用いて形成される、請求項１８に記載のリソグラフィ装置。
【請求項２０】
前記センサが、検出器及び格子を備え、前記格子が、前記検出器から離間して位置し、前記格子が、前記投影システムの画像面内にあって、前記検出器が、遠視野内にある、請求項１７乃至１９のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]  本発明は、リソグラフィ装置内の測定装置及び測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]  リソグラフィ装置は、基板又は基板の一部に所望のパターンを付与する機械である。リソグラフィ装置は、例えば、フラットパネルディスプレイ、集積回路（ＩＣ）及び微細な構造を含むその他のデバイスの製造に使用することができる。従来の装置では、マスク又はレチクルとも言われるパターニングデバイスを用いて、フラットパネルディスプレイ（又はその他のデバイス）の個々の層に対応する回路パターンを生成することができる。このパターンは、基板上に提供された放射感応性材料（例えば、レジスト）の層への結像によって、基板（例えば、ガラス板）の全体又はその一部に転写することができる。
【０００３】
[0003]  回路パターンの代わりに、パターニングデバイスを用いてカラーフィルタパターン又はドットマトリクスなどの他のパターンを生成することができる。マスクの代わりに、パターニングデバイスは、個別に制御可能な素子のアレイを備えるパターニングアレイであってもよい。マスクベースのシステムと比較した場合、このようなシステムではパターンの変更がより迅速にでき、コストが安くなる。
【０００４】
[0004]  フラットパネルディスプレイ基板は、通常、矩形の形状を有する。このタイプの基板を露光するように設計されたリソグラフィ装置は、矩形の基板の幅の全体を覆う、又は幅の一部（例えば、幅の半分）を覆う露光領域を提供できる。基板は、露光領域の下でスキャン可能であり、その間マスク又はレチクルは、同期してビームでスキャンされる。こうして、パターンは基板に転写される。露光領域が基板の幅の全体を覆う場合、露光は１回のスキャンで完了できる。露光領域が例えば基板の幅の半分を覆う場合、第１のスキャン後に基板を横に移動させて、通常、さらにスキャンを実行して基板の残りを露光する。
【０００５】
[0005]  リソグラフィ分野では、高精度でパターンを基板上に投影する必要がある。投影がこの精度で確実に達成することができるように、リソグラフィ装置は、様々な較正測定を実行することができ、場合によっては、これらの測定に応じてリソグラフィ装置を調整することができる。
【０００６】
[0006]  従来のリソグラフィ装置では、透過レチクルを使用することが多い。しかし、幾つかの提案されているリソグラフィ装置では、透過レチクルは、ミラーなどの個別に制御可能な素子のアレイにとって代わられている。これらの従来にはないリソグラフィ装置では、従来の較正測定システム及び方法はもはや好適ではなく、又はもはや最適ではない。
【０００７】
[0007]  従って、個別に制御可能な素子のアレイを使用するリソグラフィ装置内の投影システムによって投影された放射ビームの干渉を測定するシステム及び方法が必要である。
【発明の概要】
【０００８】
[0008]  本発明の一実施形態では、リソグラフィ装置内の収差を測定する装置及び方法が提供される。
【０００９】
[0009]  本発明の別の実施形態では、個別に制御可能な素子のアレイと、投影システムと、センサと、コントローラとを備えるリソグラフィ装置が提供される。個別に制御可能な素子のアレイは、放射ビームを変調するように構成されている。投影システムは、変調された放射ビームを投影するように構成されている。センサは、投影システムによって投影された放射を検出し、投影された放射内の干渉を測定するように構成されている。コントローラは、個別に制御可能な素子のアレイ上にパターンを提供して放射ビームを変調するように構成されている。パターンは、反復構造を含み、放射ビームの一次回折が投影システムの瞳を実質的に充填するような寸法の複数のフィーチャから形成されている。
【００１０】
[0010]  本発明の別の実施形態によれば、リソグラフィ装置内に存在する収差を測定する方法が提供される。この方法は、個別に制御可能な素子のアレイを用いて放射ビームを変調するステップと、投影システムを用いて放射ビームを投影するステップと、投影された放射をセンサを用いて検出するステップと、検出された放射ビーム内の収差を測定するステップとを含む。個別に制御可能な素子のアレイ上にパターンが提供される。パターンは、反復構造を含み、放射ビームの一次回折が投影システムの瞳を実質的に充填するような寸法の複数のフィーチャから形成されている。センサは、投影システムによって投影された放射内の干渉を測定するように構成されている。
【００１１】
[0011]  本発明のその他の実施形態、特徴、及び利点と本発明の様々な実施形態の構造及び動作について添付の図面を参照しながら以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
[0012]  本明細書に組み込まれて本明細書の一部を形成する添付の図面は、本発明の１つ又は複数の実施形態を示し、説明と共に、本発明の原理を説明し当業者が本発明を利用できるようにする役割を果たす。
【００１３】
【図１】[0013]リソグラフィ装置を示す図である。
【図２】[0014]リソグラフィ装置を示す図である。
【図３】[0015]図２に示す基板にパターンを転写するモードを示す図である。
【図４】[0016]光学エンジンの構成を示す図である。
【図５】[0017]図１に関して上記リソグラフィ装置の例示的な部分を示す図である。
【図６】[0018]ゼロ次回折放射を相殺する例示的なミラーのアレイを示す図である。
【図７】[0019]ゼロ次回折放射を相殺する第２の例示的なミラーのアレイを示す図である。
【図８ａ】[0020]パターンの下方のセンサの動きを示す図である。
【図８ｂ】[0020]パターンの下方のセンサの動きを示す図である。
【００１４】
[0021]  本発明の１つ又は複数の実施形態について添付の図面を参照しながら以下に説明する。図面で、同様の参照番号は、同一又は機能的に同様の要素を示す。さらに、参照番号の左端の１つ又は複数の数字は、参照番号が最初に出てくる図面を識別する。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
[0022]  本明細書は、本発明の様々な特徴を組み込んだ１つ又は複数の実施形態を開示する。開示された実施形態は、本発明の例示としての実施形態にすぎない。本発明の範囲は、開示された実施形態に限定されない。本発明は、添付の特許請求の範囲によって規定される。
【００１６】
[0023]  本明細書に記載する実施形態及び、「一実施形態」、「ある実施形態」、「例示的実施形態」などの表現は、記載された実施形態が特定の特徴、構造、又は特性を含むことができる旨を示すが、各実施形態は、特定の特徴、構造、又は特性を必ずしも含まなくてもよい。さらに、そのような字句は、必ずしも同じ実施形態に言及している訳ではない。さらに、特定の特徴、構造、又は特性がある実施形態に関連して記載されている時には、明示的であるか否かを問わず、当業者であれば知識の範囲内でそのような特徴、構造、又は特性を他の実施形態に関連して扱うことができることを理解されたい。
【００１７】
[0024]  本発明の実施形態は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、又はそれらの任意の組合せで実施することができる。また、本発明の実施形態は、１つ又は複数のプロセッサによって読み出して実行することができる機械読み取り可能媒体に記憶された命令として実施することができる。機械読み取り可能媒体は、機械（例えば、コンピュータ装置）が読み取れる形式で情報を記憶又は伝送できる任意の機構を含むことができる。例えば、機械読み取り可能媒体は、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ），磁気ディスク記憶媒体、光記憶媒体、フラッシュメモリデバイス、電気、光、音声又はその他の形態の伝搬信号（例えば、搬送波、赤外線信号、ディジタル信号など）、その他を含むことができる。さらに、本明細書に一定の動作を実行するファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、命令を記載できる。しかし、そのような記載は便宜のためだけであり、そのような動作は、実際には、ファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、命令などを実行するコンピュータ装置、プロセッサ、コントローラ、又はその他のデバイスによって行われる。
【００１８】
[0025]  図１は、本発明の一実施形態のリソグラフィ装置１を概略示す。この装置は、照明システムＩＬと、パターニングデバイスＰＤと、コントローラＣＲと、基板テーブルＷＴと、投影システムＰＳとを備える。照明システム（イルミネータ）ＩＬは、放射ビームＢ（例えば、ＵＶ放射）を調整するように構成されている。
【００１９】
[0026]  説明は、リソグラフィに関するものではあるが、本発明の範囲から逸脱することなく、パターニングデバイスＰＤは、ディスプレイシステム内（例えば、ＬＣＤテレビジョン又はプロジェクタ内）に形成できることを理解されたい。従って、投影されたパターン付ビームを、基板、ディスプレイ装置などの多くの様々なタイプのオブジェクト上に投影することができる。
【００２０】
[0027]  パターニングデバイスＰＤは、パターニングデバイス上に提供されたパターンを制御するように構成されたコントローラＣＲに接続されている。例えば、コントローラＣＲは、パターニングデバイスＰＤ上の一連の所望のパターンの間で切り替わることができる。
【００２１】
[0028]  基板テーブルＷＴは、基板（例えば、レジストコート基板）Ｗを支持するように構成され、一定のパラメータに従って基板を正確に位置決めするように構成されたポジショナＰＷに接続されている。
【００２２】
[0029]  投影システム（例えば、屈折投影レンズシステム）ＰＳは、個別に制御可能な素子のアレイによって変調された放射ビームを基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば、１つ又は複数のダイを含む）に投影するように構成されている。本明細書で使用する「投影システム」という用語は、使用する露光放射又は液浸液の使用もしくは真空の使用などのその他の要因にふさわしい、屈折、反射、反射屈折、磁気、電磁気及び静電光学系又はそれらの任意の組合せを含む任意のタイプの投影システムを包含すると広く解釈すべきである。本明細書での「投影レンズ」という用語のいかなる使用も、より一般的な「投影システム」という用語と同義であると考えることができる。
【００２３】
[0030]  照明システムは、放射を方向付け、整形し、又は制御する、屈折、反射、磁気、電磁気、静電又はその他のタイプの光学コンポーネントあるいはそれらの任意の組合せのような様々なタイプの光学コンポーネントを含むことができる。
【００２４】
[0031]  パターニングデバイスＰＤ（例えば、レチクル又はマスク又は個別に制御可能な素子のアレイ）は、ビームを変調する。一般に、個別に制御可能な素子のアレイの位置は、投影システムＰＳに対して固定されている。しかし、一定のパラメータに従って個別に制御可能な素子のアレイを正確に位置決めするように構成されたポジショナに接続することもできる。
【００２５】
[0032]  本明細書で使用する「パターニングデバイス」又は「コントラストデバイス」という用語は、例えば、基板のターゲット部分にパターンを形成するために、放射ビームの断面を変調するために使用することができる任意のデバイスを指すものと広く解釈すべきである。デバイスは、静的パターニングデバイス（例えば、マスク又はレチクル）あるいは動的パターニングデバイス（例えば、プログラマブル素子のアレイ）のいずれでもよい。話を分かりやすくするために、説明の大半を動的パターニングデバイスに関して行うが、本発明の範囲を逸脱することなく、静的パターニングデバイスも使用することができることを理解されたい。
【００２６】
[0033]  放射ビームに付与されたパターンは、基板のターゲット部分の所望のパターンに正確に対応しないこともあることに留意されたい。例えば、パターンが位相シフトフィーチャ又はいわゆるアシストフィーチャを含む場合がこれにあたる。同様に、基板上で最終的に生成されるパターンは、個別に制御可能な素子のアレイ上に任意の１つの瞬間に形成されるパターンに対応できない。これは、個別に制御可能な素子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露光時間又は所与の露光回数にわたって基板の各部の上に形成される最終的なパターンが作りこまれる配置構成のケースである。
【００２７】
[0034]  一般に、基板のターゲット部分に作成されるパターンは、集積回路又はフラットパネルディスプレイ（例えば、フラットパネルディスプレイ内のカラーフィルタ層又はフラットパネルディスプレイ内の薄膜トランジスタ層）などの、ターゲット部分に作成されるデバイスの特定の機能層に対応する。そのような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ブル、及びＬＣＤアレイが挙げられる。
【００２８】
[0035]  電子手段（例えば、コンピュータ）の助けを借りてパターンがプログラマブルであるパターニングデバイス、例えば、複数のプログラマブル素子を備えるパターニングデバイス（例えば、レチクルを除く上述のすべてのデバイス）を本明細書では「コントラストデバイス」と総称する。パターニングデバイスは、少なくとも１０の、少なくとも１００の、少なくとも１，０００の、少なくとも１０，０００の、少なくとも１００，０００の、少なくとも１，０００，０００の、又は少なくとも１０，０００，０００のプログラマブル素子を備える。
【００２９】
[0036]  プログラマブルミラーアレイは、粘弾性の制御層及び反射面を有する行列アドレス指定可能な表面を有することができる。そのような装置の基本原理は、反射面のアドレス指定された領域が入射光を回折光として反射する一方、アドレス指定されていない領域は、入射光を非回折光として反射するというものである。適切な空間フィルタを用いて、反射ビームから非回折光をフィルタリングして基板に到達する回折光だけを残すことができる。こうして、ビームは、行列アドレス指定可能な表面のアドレス指定パターンに従ってパターン付ビームになる。
【００３０】
[0037]  別の方法としては、フィルタは、回折光をフィルタリングして基板に到達する非回折光だけを残すことができることを理解されたい。
【００３１】
[0038]  回折光学マイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスのアレイも対応する方法で使用することができる。一例では、回折光学ＭＥＭＳデバイスは、互いに対して変形して入射光を回折光として反射する格子を形成できる複数の反射リボンから構成される。
【００３２】
[0039]  プログラマブルミラーアレイの別の代替実施例は、適切な局部電場を印加するか、又は圧電アクチュエータ手段を使用することで各々を軸周りに個別に傾けることができる小さいミラーの行列構成を採用している。また、ミラーは行列アドレス指定可能であるため、アドレス指定されたミラーは、アドレス指定されていないミラーとは異なる方向に入射放射ビームを反射する。こうして、反射ビームは、行列アドレス指定可能なミラーのアドレス指定パターンに従ってパターン付ビームになる。必要なマトリクスアドレス指定は、適切な電子手段を用いて実行することができる。
【００３３】
[0040]  ＰＤの別の例は、プログラマブルＬＣＤアレイである。
【００３４】
[0041]  リソグラフィ装置は、１つ又は複数のコントラストデバイスを含んでいてもよい。例えば、リソグラフィ装置は、各々が互いに独立して制御される個別に制御可能な素子の複数のアレイを有することができる。そのような配置構成では、個別に制御可能な素子のアレイの一部又は全部は、共通の照明システム（又は照明システムの一部）、個別に制御可能な素子のアレイの共通の支持構造及び／又は共通の投影システム（又は投影システムの一部）を有していてもよい。
【００３５】
[0042]  図１に示す実施形態のような一例では、基板Ｗは実質的に円形の形状を有し、オプションとして円周上に切欠き及び／又は平坦な縁部を有する。別の例では、基板は、多角形、例えば矩形の形状を有する。
【００３６】
[0043]  基板が実質的に円形の形状を有する例は、基板の直径が少なくとも約２５ｍｍ、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、又は少なくとも３００ｍｍである例を含む。あるいは、基板は、最大で５００ｍｍ、最大で４００ｍｍ、最大で３５０ｍｍ、最大で３００ｍｍ、最大で２５０ｍｍ、最大で２００ｍｍ、最大で１５０ｍｍ、最大で１００ｍｍ、又は最大で７５ｍｍの直径を有する。
【００３７】
[0044]  基板が多角形、例えば矩形である例は、基板の少なくとも１辺、少なくとも２辺又は少なくとも３辺が、少なくとも５ｃｍ、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、又は少なくとも２５０ｃｍの長さを有する例を含む。
【００３８】
[0045]  基板の少なくとも１辺は、最大で１０００ｃｍ、最大で７５０ｃｍ、最大で５００ｃｍ、最大で３５０ｃｍ、最大で２５０ｃｍ、最大で１５０ｃｍ、又は最大で７５ｃｍの長さを有する。
【００３９】
[0046]  一例では、基板Ｗは、ウェーハ、例えば、半導体ウェーハである。ウェーハ材料は、Ｓｉ、ＳｉＧｅ、ＳｉＧｅＣ、ＳｉＣ、Ｇｅ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、及びＩｎＡｓからなるグループから選択できる。ウェーハは、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ウェーハ、シリコンウェーハ、セラミック基板、ガラス基板、又はプラスチック基板であってもよい。基板は、透明（人間の裸眼から見て）でも、着色されていても、無色でもよい。
【００４０】
[0047]  基板の厚さは様々であり、ある程度までは、基板の材料及び／又は基板の寸法に依存する。厚さは、少なくとも５０μｍ、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、又は少なくとも６００μｍであってもよい。あるいは、基板の厚さは、最大で５０００μｍ、最大で３５００μｍ、最大で２５００μｍ、最大で１７５０μｍ、最大で１２５０μｍ、最大で１０００μｍ、最大で８００μｍ、最大で６００μｍ、最大で５００μｍ、最大で４００μｍ、又は最大で３００μｍであってもよい。
【００４１】
[0048]  本明細書に記載する基板は、露光前又は後に、例えば、トラック（通常、レジスト層を基板に塗布して露光されたレジストを現像するツール）、メトロロジーツール及び／又はインスペクションツール内で処理される。一例では、基板上にレジスト層が提供される。
【００４２】
[0049]  投影システムは、基板上にパターンがコヒーレントに形成されるように個別に制御可能な素子のアレイ上にパターンを結像できる。別の方法としては、投影システムは、個別に制御可能な素子のアレイの各素子がシャッターとしての働きをする第２の放射源を結像できる。これに関し、投影システムは、第２の放射源を形成し基板上にスポットを結像するマイクロレンズアレイ（ＭＬＡとして知られる）又はフレネルレンズアレイなどの集束素子のアレイを備えることができる。集束素子（例えば、ＭＬＡ）のアレイは、少なくとも１０個の集束素子、少なくとも１００個の集束素子、少なくとも１，０００個の集束素子、少なくとも１０，０００個の集束素子、少なくとも１００，０００個の集束素子、又は少なくとも１，０００，０００個の集束素子を備える。
【００４３】
[0050]  パターニングデバイス内の個別に制御可能な素子の数は、集束素子のアレイ内の集束素子の数に等しいか、又はそれより大きい。集束素子のアレイ内の１つ又は複数の（例えば、１，０００以上の、大多数の、又は各々の）集束素子は、オプションとして、個別に制御可能な素子のアレイ内の１つ又は複数の、２つ以上、３つ以上、５つ以上、１０以上、２０以上、２５以上、３５以上、又は５０以上の個別に制御可能な素子と関連付けることができる。
【００４４】
[0051]  ＭＬＡは、少なくとも基板へ近づく方向と基板から離れる方向に可動にできる（例えば、１つ又は複数のアクチュエータを用いて）。ＭＬＡを少なくとも基板へ近づく方向と基板から離れる方向に移動させられることで、例えば、基板を動かさずに焦点調節が可能になる。
【００４５】
[0052]  本明細書の図１及び図２に示すように、この装置は、反射型（例えば、個別に制御可能な素子の反射型アレイを使用する）である。別の方法としては、この装置は、透過型（例えば、個別に制御可能な素子の透過型アレイを使用する）であってもよい。
【００４６】
[0053]  リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）又はそれ以上の基板テーブルを有するタイプでよい。このような「マルチステージ」機械においては、追加のテーブルを並行して使用するか、１つ又は複数の他のテーブルを露光に使用している間に１つ又は複数のテーブルで予備工程を実行することができる。
【００４７】
[0054]  リソグラフィ装置は、投影システムと基板との間の空間を充填するように、基板の少なくとも一部を水などの比較的高い屈折率を有する「液浸液」で覆えるタイプでもよい。液浸液は、例えばパターニングデバイスと投影システムの間など、リソグラフィ装置の他の空間に適用することもできる。液浸技術は、投影システムの開口数を増加させるために当技術分野で周知である。本明細書で使用する「液浸」という用語は、基板などの構造を液体に沈めなければならないという意味ではなく、露光中に投影システムと基板の間に液体が存在するというほどの意味である。
【００４８】
[0055]  図１を再度参照すると、イルミネータＩＬは、放射源ＳＯから放射ビームを受光する。放射源は、少なくとも５ｎｍ、少なくとも１０ｎｍ、少なくとも１１〜１３ｎｍ、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、又は少なくとも３６０ｎｍの波長を有する放射を提供する。あるいは、放射源ＳＯによって提供される放射は、最大で４５０ｎｍ、最大で４２５ｎｍ、最大で３７５ｎｍ、最大で３６０ｎｍ、最大で３２５ｎｍ、最大で２７５ｎｍ、最大で２５０ｎｍ、最大で２２５ｎｍ、最大で２００ｎｍ、又は最大で１７５ｎｍの波長を有する。放射は、４３６ｎｍ、４０５ｎｍ、３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ及び／又は１２６ｎｍを含む波長を有することができる。
【００４９】
[0056]  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の時には、別体であってもよい。そのような場合、放射源は、リソグラフィ装置の一部を形成するとは考えられず、放射ビームは、例えば、適切な誘導ミラー及び／又はビームエキスパンダを備えるビームデリバリシステムＢＤの助けを借りて放射源ＳＯからイルミネータＩＬへ伝達される。別の場合、例えば放射源が水銀ランプの時、放射源はリソグラフィ装置の一体化部分であってもよい。放射源ＳＯ及びイルミネータＩＬは、必要に応じてビームデリバリシステムＢＤと共に、放射システムと呼ぶことができる。
【００５０】
[0057]  イルミネータＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調整するアジャスタＡＤを備えることができる。一般に、少なくともイルミネータの瞳面内の強度分布の外側及び／又は内側半径範囲（一般にσ−ｏｕｔｅｒ及びσ−ｉｎｎｅｒと呼ばれる）を調整することができる。さらに、イルミネータＩＬは、インテグレータＩＮ及び集光器ＣＯなどの他の様々なコンポーネントを備えることができる。イルミネータは、その断面に所望の均一性及び強度分布を有するように放射ビームを調節するために使用することができる。イルミネータＩＬ、又はそれに関連付けられた追加のコンポーネントも、各々が個別に制御可能な素子のアレイの１つ又は複数の個別に制御可能な素子に関連付けることができる複数のサブビームに放射ビームを分割するように配置することができる。例えば、２次元回折格子を用いて放射ビームをサブビームに分割できる。本明細書で、「放射のビーム」及び「放射ビーム」という用語は、これに限定はされないが、ビームが複数のそのような放射サブビームから構成されている状況を含む。
【００５１】
[0058]  放射ビームＢは、パターニングデバイスＰＤ（例えば、個別に制御可能な素子のアレイ）に入射し、パターニングデバイスによって変調される。パターニングデバイスＰＤによって反射された放射ビームＢは、投影システムＰＳを通過し、これによって、ビームは、基板Ｗのターゲット部分Ｃに集束する。ポジショナＰＷと位置センサＩＦ２（例えば、干渉計デバイス、リニアエンコーダ、容量センサなど）の助けを借りて、基板テーブルＷＴは、正確に移動でき、例えば、異なるターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路内に配置することができる。使用時には、個別に制御可能な素子のアレイの位置決め手段を用いて、例えばスキャン中にビームＢの経路に対してパターニングデバイスＰＤの位置を正確に修正するために使用することができる。
【００５２】
[0059]  一例では、基板テーブルＷＴの移動は、図１に明示していないロングストロークモジュール（粗位置決め）及びショートストロークモジュール（微細位置決め）の助けを借りて実現する。別の例では、ショートストロークステージは存在しない。同様なシステムを用いて個別に制御可能な素子のアレイを配置することができる。ビームＢを代替的に／追加的に移動でき、その間、オブジェクトテーブル及び／又は個別に制御可能な素子のアレイは固定位置を有して必要な相対移動を提供することができることを理解されたい。そのような配置構成は、装置のサイズを制限する役に立つ。フラットパネルディスプレイの製造に適用可能な別の代替形態として、基板テーブルＷＴと投影システムＰＳの位置を固定し、基板Ｗを基板テーブルＷＴに対して移動するように配置することができる。例えば、基板テーブルＷＴは、実質的に一定の速度で基板Ｗ全体をスキャンするシステムを備えることができる。
【００５３】
[0060]  図１に示すように、放射が最初にビームスプリッタによって反射されてからパターニングデバイスＰＤへ誘導されるように構成されたビームスプリッタＢＳによって、放射ビームＢはパターニングデバイスＰＤへ誘導できる。ビームスプリッタを使用せずに放射ビームＢをパターニングデバイスへ誘導することもできることを理解されたい。放射ビームは、０〜９０°、５〜８５°、１５〜７５°、２５〜６５°、又は３５〜５５°の角度でパターニングデバイスへ誘導することができる（図１に示す実施形態では、角度は９０°である）。パターニングデバイスＰＤは放射ビームＢを変調し、変調された放射ビームＢを反射してビームスプリッタＢＳへ戻し、ビームスプリッタＢＳは変調されたビームを投影システムＰＳへ伝達する。しかし、放射ビームＢをパターニングデバイスＰＤへ誘導してから投影システムＰＳへ誘導する別の配置構成も使用することができることを理解されたい。特に、透過型パターニングデバイスを使用する場合、図１に示すような配置構成は不要である。
【００５４】
[0061]  図示の装置は、以下のいくつかのモードで使用することができる。
【００５５】
[0062]  １．ステップモードでは、複数の個別に制御可能な素子のアレイと基板は基本的に静止しているが、放射ビームに付与されたパターン全体は１回で（すなわち、１回の静的露光で）ターゲット部分Ｃに投影される。次に、別のターゲット部分Ｃを露光できるように、基板テーブルＷＴがＸ方向及び／又はＹ方向に移動される。ステップモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、１回の静止露光で結像されるターゲット部分Ｃのサイズが制限される。
【００５６】
[0063]  ２．スキャンモードでは、複数の個別に制御可能な素子のアレイと基板は同期してスキャンされるが、放射ビームに付与されたパターンは、ターゲット部分Ｃに投影される（すなわち、１回の動的露光）。複数の個別に制御可能な素子のアレイに対する基板の速度及び方向は、投影システムＰＳの拡大縮小及び画像反転特性によって決定することができる。スキャンモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、１回の動的露光におけるターゲット部分の（非スキャン方向における）幅が制限され、スキャン動作の長さによってターゲット部分の（スキャン方向における）高さが決まる。
【００５７】
[0064]  ３．パルスモードでは、複数の個別に制御可能な素子のアレイは、基本的に静止しており、パターン全体は、パルス放射源を用いて基板Ｗのターゲット部分Ｃに投影される。基板テーブルＷＴは、ビームＢが基板Ｗ全体にわたり線をスキャンするように基本的に一定の速度で移動する。複数の個別に制御可能な素子のアレイ上のパターンは、放射システムのパルスの間に必要に応じて更新され、連続したターゲット部分Ｃが基板Ｗ上の必要な場所で露光されるようにパルスがタイミング調整されている。従って、ビームＢは、基板Ｗ全体をスキャンして基板のストリップについて完全なパターンを露光することができる。この工程は、線ごとに基板Ｗ全体が露光されるまで繰り返される。
【００５８】
[0065]  ４．連続スキャンモードは、基本的にパルスモードと同じである。異なる点として、基板Ｗは、実質的に一定の速度で変調された放射ビームＢに対してスキャンされ、複数の個別に制御可能な素子のアレイ上のパターンは、ビームＢが基板Ｗ全体をスキャンし露光するにつれて更新される。複数の個別に制御可能な素子のアレイ上のパターンの更新に同期した実質的に一定の放射源又はパルス放射源を使用することができる。
【００５９】
[0066]  ５．図２のリソグラフィ装置を用いて実行されるピクセル格子結像モードでは、基板Ｗ上に形成されるパターンは、パターニングデバイスＰＤ上へ誘導されるスポットジェネレータによって形成されるその後のスポットの露光によって実現する。露光されたスポットは、実質的に同じ形状を有する。基板Ｗ上でスポットは、実質的に格子として印刷される。一例では、スポットのサイズは、印刷されたピクセル格子のピッチよりも大きいが、露光されたスポット格子よりもはるかに小さい。印刷されたスポットの強度を変化させることで、パターンが実現する。露光のフラッシュの間にスポットの強度分布が変化する。
【００６０】
[0067]  上述した使用モードの組合せ及び／又は変形、又は全く異なる使用モードも利用できる。
【００６１】
[0068]  リソグラフィ分野では、基板上のレジスト層にパターンが露光される。次に、レジストは現像される。その後、基板上で追加の処理ステップが実行される。基板の各部上のこれらの後続の処理ステップの効果はレジストの露光に依存する。特に、所与のドーズしきい値を超える放射ドーズを受ける基板の各部がドーズしきい値に満たない放射ドーズを受ける基板の各部に対して異なる応答をするように各工程が調整されている。例えば、エッチング工程では、しきい値を超える放射ドーズを受ける基板の各領域は、現像されたレジストの層によってエッチングから保護されている。しかし、露光後の現像では、しきい値に満たない放射ドーズを受けるレジストの各部は除去され、これらの領域はエッチングから保護されない。従って、所望のパターンをエッチングできる。特に、パターニングデバイス内の個別に制御可能な素子は、基板上のパターンフィーチャ内のある領域に伝達される放射が十分に強度が高く、この領域が露光中にドーズしきい値を超える放射ドーズを受けるように設定されている。基板上の残りの領域は、対応する個別に制御可能な素子がゼロ又は十分に低い放射強度を提供するように設定することで、ドーズしきい値に満たない放射ドーズを受ける。
【００６２】
[0069]  実際、個別に制御可能な素子がフィーチャの境界の一方の側に最大放射強度を提供し、他方の側に最小放射強度を提供するように設定されている場合でも、パターンフィーチャの縁部の放射ドーズ量は、所与の最大ドーズ量からゼロドーズ量に急激に変化するわけではない。逆に、回折効果のために、放射ドーズ量のレベルは遷移帯を超えて低下する。現像されたレジストによって究極的に形成されたパターンフィーチャの境界の位置は、受光し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決定される。遷移帯を超えた放射ドーズ量の低下のプロファイル、すなわち、パターンフィーチャの境界の正確な位置は、パターンフィーチャの境界上又はその近くの基板上のポイントに放射を提供する個別に制御可能な素子を設定することでより正確に制御することができる。個別に制御可能な素子は、最大又は最小強度レベルだけでなく、最大及び最小強度レベルの間の各強度レベルに設定することができる。これを一般に「グレースケーリング」と呼ぶ。
【００６３】
[0070]  グレースケーリングは、所与の個別に制御可能な素子によって基板に提供される放射強度が２つの値（例えば、最大値と最小値のみ）にしか設定できないリソグラフィシステムで可能な制御と比較して、パターンフィーチャの境界の位置の制御をはるかに広げている。少なくとも３つの、少なくとも４つの放射強度値、少なくとも８つの放射強度値、少なくとも１６個の放射強度値、少なくとも３２個の放射強度値、少なくとも６４個の放射強度値、少なくとも１２８個の放射強度値、又は少なくとも２５６個の異なる放射強度値を基板に投影できる。
【００６４】
[0071]  グレースケーリングは、上述した目的の追加又は代替の目的のためにも使用することができることを理解されたい。例えば、露光後の基板の処理は、受光した放射ドーズレベルに応じて基板の領域の３つ以上の潜在的な応答があるように調整することができる。例えば、第１のしきい値に満たない放射ドーズ量を受ける基板の部分は第１の方法で応答し、第１のしきい値を超えているが第２のしきい値に満たない放射ドーズ量を受ける基板の部分は第２の方法で応答し、第２のしきい値を超えた放射ドーズ量を受ける基板の部分は第３の方法で応答する。従って、グレースケーリングは、３つ以上の所望のドーズレベルを有する基板全体に放射ドーズプロファイルを提供するために使用することができる。放射ドーズプロファイルは、少なくとも２つの所望のドーズレベル、少なくとも３つの所望のドーズレベル、少なくとも４つの所望のドーズレベル、少なくとも６つの所望のドーズレベル、又は少なくとも８つの所望のドーズレベルを有する。
【００６５】
[0072]  さらに、上記のように、放射ドーズプロファイルは、基板上の各ポイントで受ける放射の強度を制御するだけではない、その他の方法によって制御することができる。例えば、基板上の各ポイントで受ける放射ドーズ量は、そのポイントの露光時間を制御することで、代替的又は追加的に制御することができる。別の例として、基板上の各ポイントは、複数の連続露光で放射を受けることができる。従って、各ポイントが受ける放射は、複数の連続露光の選択したサブセットを用いてそのポイントを露光することで、代替的に又は追加的に制御することができる。
【００６６】
[0073]  基板上に必要なパターンを形成するには、パターニングデバイス内の個別に制御可能な素子の各々を露光工程の各ステージで必要な状態に設定することが必要である。従って、必要な状態を表す制御信号を個別に制御可能な素子の各々に伝送しなければならない。これらの制御信号は、コントローラＣＲ（図１）によって提供される。基板上に形成されるパターンは、ＧＤＳＩＩなどのベクトル定義形式でリソグラフィ装置に供給することができる。設計情報を各々の個別に制御可能な素子に対する制御信号に変換するために、コントローラは、１つ又は複数のデータ操作デバイスを含み、その各々は、パターンを表すデータストリーム上で処理ステップを実行するように構成されている。データ操作デバイスは、「データ経路」と総称することができる。
【００６７】
[0074]  データ経路のデータ操作デバイスは、１つ又は複数の以下の機能を実行するように構成することができる。その機能とは、（ｉ）ベクトルベースの設計情報をビットマップパターンデータに変換する機能、（ｉｉ）ビットマップパターンデータを必要な放射ドーズ量マップ、すなわち、基板上の必要な放射ドーズ量プロファイルに変換する機能、（ｉｉｉ）必要な放射ドーズ量マップを各々の個別に制御可能な素子に対する必要な放射強度値に変換する機能、及び（ｉｖ）各々の個別に制御可能な素子に対する必要な放射強度値を対応する制御信号に変換する機能である。
【００６８】
[0075]  リソグラフィ分野では、高精度でパターンを基板上に投影する必要がある。投影が高精度で確実に達成されるために、様々な較正測定が装置内で実行される。場合によっては、これらの測定に応じて装置の調整が実行される。
【００６９】
[0076]  従来のリソグラフィ装置によって実行されるそのような１つの較正測定は、投影システムＰＳによって投影される放射ビーム内に存在する収差の測定である。一実施形態では、横シアリング干渉測定を用いて収差を測定することができる。シアリング干渉測定では、波面が幾つかのコピーに分離される。これらのコピーは、互いに横向きに変位され、それらの間の干渉が記録される。干渉の分析を用いて放射ビーム内の収差がモニタされ、一実施形態では、マスクレスリソグラフィ装置内でシアリング干渉測定が好都合に実行される。
【００７０】
[0077]  図２は、例えば、フラットパネルディスプレイの製造に使用することができる本発明の装置の配置構成を示す。図１のコンポーネントに対応するコンポーネントは、同じ参照番号で示されている。また、様々な実施形態、例えば、基板の様々な構成、コントラストデバイス、ＭＬＡ、放射ビームなどについての上記説明は適用可能である。
【００７１】
[0078]  図２に示すように、投影システムＰＳは、２つのレンズＬ１、Ｌ２を備えるビームエキスパンダを含む。第１のレンズＬ１は、開口止めＡＳ内の開口を通して変調放射ビームＢを受光して集束させるように配置されている。開口内に別のレンズＡＬを配置してもよい。次に、放射ビームＢは、発散し、第２のレンズＬ２（例えば、フィールドレンズ）によって集束する。
【００７２】
[0079]  投影システムＰＳは、拡張された変調放射Ｂを受光するように配置されたレンズのアレイＭＬＡをさらに備える。パターニングデバイスＰＤ内の個別に制御可能な素子の１つ又は複数に対応する変調放射ビームＢの異なる部分は、レンズのアレイＭＬＡ内のそれぞれの異なるレンズＭＬを通過する。各レンズは、変調放射Ｂのそれぞれの部分を基板Ｗ上にあるポイントに集束させる。こうして、放射スポットＳのアレイが基板Ｗ上に露光される。レンズ１４の図示のアレイのうち８個のレンズしか示していないが、レンズのアレイは数千のレンズを備えることができる（同じことがパターニングデバイスＰＤとして使用される個別に制御可能な素子のアレイにもあてはまる）。
【００７３】
[0080]  図３は、本発明の一実施形態による、図２のシステムを用いて基板Ｗ上のパターンを生成する方法の概略図を示す。黒く塗りつぶした円は、投影システムＰＳ内のレンズのアレイＭＬＡによって基板Ｗ上に投影されるスポットＳのアレイを表す。基板Ｗ上で一連の露光が実行される間に、基板Ｗは、投影システムＰＳに対してＹ方向に移動する。白抜きの円は、基板Ｗ上ですでに実行されたスポット露光ＳＥを表す。図示のように、投影システムＰＳ内のレンズのアレイによって基板上に投影される各スポットは、基板Ｗ上にスポット露光の行Ｒを露光する。基板の完全なパターンは、各スポットＳによって露光されるスポット露光ＳＥのすべての行Ｒの合計によって生成される。そのような配置構成を一般に上述した「ピクセル格子結像」と呼ぶ。
【００７４】
[0081]  放射スポットＳのアレイは、基板Ｗに対してある角度θで配置されている（基板の縁部はＸ及びＹ方向に平行である）ことが分かる。すなわち、基板がスキャン方向（Ｙ方向）に移動すると、各放射スポットは、基板の異なる領域上を通過し、それによって基板全体が放射スポットのアレイ１５で覆われるように実行される。角度θは、最大で２０°、最大で１０°、最大で５°、最大で３°、最大で１°、最大で０．５°、最大で０．２５°、最大で０．１０°、最大で０．０５°、又は最大で０．０１°であってよい。あるいは、角度θは、少なくとも０．００１°である。
【００７５】
[0082]  図４は、本発明の一実施形態による、複数の光学エンジンを用いて１回のスキャンでフラットパネルディスプレイ基板Ｗ全体を露光する方法の概略図を示す。図示の例では、放射スポットＳの８つのアレイＳＡが、放射スポット（例えば、図３のスポットＳ）の１つのアレイの縁部が放射スポットの隣接するアレイの縁部にわずかに重なる（スキャン方法Ｙに）ように「チェス盤」構成の２つの行Ｒ１、Ｒ２に配置された８つの光学エンジン（図示せず）によって生成される。一例では、光学エンジンは、少なくとも３つの行、例えば、４つの行又は５つの行に配置される。こうして、放射の帯が基板Ｗの幅一杯に延在し、１回のスキャンで基板全体の露光を実行することができる。任意の適切な数の光学エンジンを使用することができることを理解されたい。一例では、光学エンジンの数は、少なくとも１、少なくとも２、少なくとも４、少なくとも８、少なくとも１０、少なくとも１２、少なくとも１４、又は少なくとも１７である。あるいは、光学エンジンの数は、４０未満、３０未満、又は２０未満である。
【００７６】
[0083]  上記のように、各々の光学エンジンは、別々の照明システムＩＬ、パターニングデバイスＰＤ及び投影システムＰＳを備えることができる。しかし、２つ以上の光学エンジンが、照明システム、パターニングデバイス及び投影システムのうちの１つ以上の少なくとも一部を共用できることを理解されたい。
【００７７】
[0084]  図５は、図１に関連して前述したリソグラフィ装置の一部分を示す。図５で、基板テーブルＷＴは、センサＳを備え、センサＳは、ＣＣＤアレイなどの検出器を含むハウジングＨを備える。回折格子Ｇがハウジングに装着され、回折格子Ｇは水晶板上に提供されたチェッカーボードパターンを含む。回折格子Ｇは、検出器Ｄの上方に検出器から距離Ｚ１の位置にあってもよく、一例では、距離Ｚ１は、約２．５ミリメートルであってよい。さらに、検出器Ｄは、投影システムＰＳの遠視野内に位置していてもよく、検出器Ｄは、プロセッサ（図５には示さず）に渡される被変調信号を出力する。
【００７８】
[0085]  図５で、チェッカーボードパターンＣがパターニングデバイスＰＤ上に提供されている。一実施形態では、パターンＣは、パターニングデバイス全体を覆わず、限られた空間範囲を有する。チェッカーボードパターンの暗い領域は、放射が投影システムＰＳを通過しないように、ミラー又はその他の個別に制御可能な素子が放射を誘導する領域を示す。チェッカーボードの点を打った領域は、放射が投影システム内に誘導される方向にパターニングデバイスのミラーが向いた領域を示す。これらの領域（以後、明るい領域と呼ぶ）内のミラーがすべて放射を投影システム内に誘導する方向を向いているわけではない。逆に、明るい領域内のミラーはランダムに配置されたフィーチャを形成するように配置され、一方、これらのランダムに配置されたフィーチャを取り囲む領域は暗いままである。すなわち、放射は、これらの領域から投影システム内に誘導されない。
【００７９】
[0086]  投影システムＰＳは、チェッカーボードパターンＣの画像Ｃ’を画像面Ｉに形成する。一実施形態では、投影システムの縮小率は４００で、それにより、投影システムによって形成されるチェッカーボードパターンの画像Ｃ’がミラーによって形成されるチェッカーボードパターンＣの４００倍小さいことを意味する。例えば、チェッカーボードパターンＣは、幅が約１６ミリメートルであってもよく、チェッカーボードパターンの対応する画像Ｃ’は幅が約４０ミクロンであってもよい。さらに、チェッカーボードパターンＣが限られた空間範囲を有するように、チェッカーボードパターンの画像Ｃ’も限られた空間範囲を有する。
【００８０】
[0087]  実際に、シアリング格子としての働きをする格子Ｇがチェッカーボードパターンの画像Ｃ’と一致するように基板テーブルＷＴを動かすことができる。検出器Ｄの投影システムＰＳの画像面からの離隔距離Ｚ１と組み合わされたチェッカーボードパターンの画像Ｃ’の限られた空間範囲は、センサＳがピンホールカメラとしての働きをすることを意味する。従って、放射ビームの剪断された波面からの干渉が検出器Ｄ上に結像する。
【００８１】
[0088]  さらに、放射ビームがチェッカーボードパターンの画像Ｃ’の下を通過するように、基板テーブルＷＴを放射ビームに対して横断するように動かすことができる。チェッカーボードパターンの画像Ｃ’と格子Ｇとの相互動作によって複数の重なる波面が提供される。これらの波面の間に干渉が発生し、波面内に存在する収差によって結果として生まれる干渉パターンが変形される。次に、プロセッサが被変調信号の第１高調波の位相を検出することで放射ビーム内に存在する収差を測定する。
【００８２】
[0089]  様々な実施形態で、チェッカーボードパターンＣは、正確な収差の測定値を得る際の助けになる特性を有する。これらの特性のうち第１の特性は、投影システムＰＳの瞳の充填に関連する。基板レベルでの放射ビームの波面全体にわたって収差を測定するには、放射ビームは、投影システムＰＳの瞳全体を通過しなければならない。上記のように、チェッカーボードパターンの明るい領域は、暗い領域によって囲まれたランダムに配置されたフィーチャから形成され、これらのフィーチャのサイズは、該フィーチャによって回折する放射が投影システムの瞳を実質的に充填するように選択される。「実質的に充填する」という用語は、例えば、投影システムの瞳が正確な収差測定を可能にするのに十分な程度に充填されるということを意味する。フィーチャのサイズは、一次回折放射の大部分が投影システムを通過する、すなわち、投影システムの瞳の外側に脱落しない程度のサイズであり、これらのフィーチャは、パターニングデバイスＰＤ上のミラーのグループから形成される。
【００８３】
[0090]  例えば、フィーチャはディスクと考えてもよく、瞳の充填は、パターニングアレイの各ディスクによって生成されるエアリーディスク回折関数の面から考察することができる。エアリーディスクは、普通、円形の開口を通過する放射によって引き起こされると言われている。しかし、放射が複数のミラーによって形成された円形のミラー又は、反射ディスクに反射した場合もエアリーディスクが形成される。（瞳面内の）エアリーディスクのサイズは、以下のように定義することができる。
【数１】
2010530615.tif 000003
上式で、λは放射の波長、ｄは画像面Ｉ内のミラーによって形成された反射ディスクの直径、及びθはエアリーディスクの第１の最小強度が観察される角度である。
【００８４】
[0091]  一実施形態では、投影システムＰＳの瞳が確実に充填されることが望ましい。しかし、投影システムによって捕捉できないほど大きい角度で回折する放射の量を最小限にすることも望ましい。これらの制約条件に基づいて、反射ディスクの適当な直径ｄを決定することができる。瞳を充填するには、θは、√２×ＮＡ（ＮＡはレンズの開口数）以上でなければならない。一実施形態では、ＮＡ＝１．３５、及びλ＝１．９３ｎｍ、さらに、投影システムＰＳの最終レンズは流体に浸漬されているため、ＮＡは１より大きい。再調整後、式１から以下が成立する。
【数２】
2010530615.tif 000004
【００８５】
[0092]  この式を用いると、画像面Ｉ内の反射ディスクの所望の直径は、約１２３ｎｍになる。リソグラフィ装置の縮小率は約４００であるため、これは、パターニングデバイスＰＤでの約４９ミクロンの直径に対応する。さらに、各ミラーの直径が約８ミクロンの場合、反射ディスクは、その最も幅が広いポイントで約６個分のミラーの幅がある。
【００８６】
[0093]  開示された実施形態はディスクと考えられるフィーチャに限定されず、別の実施形態では、これに限定はされないが、四角形、矩形、六角形などを含むその他のフィーチャの形状も使用することができる。しかし、ディスク以外のフィーチャの形状を使用する場合、回折パターンによって画定される包絡線は、フィーチャの形状がディスクの時に得られる包絡線とは異なる。例えば、四角形のフィーチャの形状を使用する場合、回折パターンは正弦関数である。別の実施形態では、個別のフィーチャは共通の形状を共有しない。
【００８７】
[0094]  チェッカーボードパターンＣの明るい領域のフィーチャは、ランダムに分布しており、それによって、投影システムＰＳ内の均一な放射ビーム分布を提供する。フィーチャがランダムに分布しておらず、規則的に又は系統立って配置されている場合、放射ビーム内に不要な回折パターンが出現する。従って、放射ビームは、投影システムの瞳内にもはや均一に分布しない。場合によっては、放射ビーム内の過剰な不均一性によって収差測定に不要なアーチファクトが導入されることがある。
【００８８】
[0095]  実際、パターニングデバイスＰＤ上のチェッカーボードパターンＣを照明する放射ビームは、環状モード、二重極モード、四重極モード、又は任意の追加のモードを有していてもよい。従って、チェッカーボードパターンは、多数の異なる角度から照明でき、チェッカーボードパターン内のフィーチャは放射ビームを散乱及び／又は回折させる働きをする。そのような場合、フィーチャによって散乱及び／又は回折しなかったゼロ次回折放射が存在し、投影システムＰＳを通過する。
【００８９】
[0096]  一実施形態では、チェッカーボードパターンＣのフィーチャのそれぞれの位相は、投影システム内に結合するゼロ次回折放射の量を実質的に除去する（又は低減する）ように選択することができる。例えば、チェッカーボードパターンのフィーチャが正の位相と負の位相とを備えた等しい放射量を生成するようにチェッカーボードパターンのフィーチャを配置することで、ゼロ次回折放射を相殺することができる。
【００９０】
[0097]  図６は、本発明の実施形態によるゼロ次回折放射を相殺する例示的なミラーのアレイの一部分を示す。特に、図６は、パターニングデバイスＰＤの３つのミラー１０の側面図とミラー１０の１つの俯瞰図を示す。図６で、ミラーは基板１２上に支持され、脚１４によって基板に取り付けられている。ミラーの１つの脇の曲線の矢印によって示すように、脚１４と各々のミラー１０との接続によって各々のミラーは、図の平面内で回転することができる。電極１６がミラー１０に隣接する基板１２上に配置され、電極１６は電極に電圧を印加するコントローラ（図６には示さず）に接続されている。電極１６によって生成される電界は、ミラー１０の向きと回転とを調整する。
【００９１】
[0098]  各々のミラー１０の反射面の半分は他の半分よりも高く、従って、ミラーの反射面の２つの半分の間には段差１８が存在する。この段差１８の高さは、放射ビームの波長の４分の１に等しい。例えば、放射ビームは、１９３ｎｍの波長を有していてもよく、それに対応する段差１８の高さは、１９３ｎｍの４分の１である。上から見ると、ミラーの左側（斜線で網掛け表示になっている）は、ミラーの右側（水平線で網掛け表示になっている）に対して高い反射面を有する。この位相段差は、各々のミラー内に存在し、パターニングデバイスＰＤのミラーによって投影システムＰＳ内へ誘導される放射の位相を選択することができる。
【００９２】
[0099]  図７は、本発明の別の実施形態によるゼロ次回折放射を相殺する第２の例示的なミラーのアレイの一部分を示す。図７は、１５個のミラーの断面の概略を示し、図７の各々のミラーは図６よりも小さい尺度で示されている。図７に示す１５個のミラーは、１００万又はそれ以上の個別のミラーを備えてもよい通常のミラーアレイ内に提供されたミラーの小さい部分を表すことができる。図５に関連して前述したように、一組のミラーを所与の方向に向けることでチェッカーボードパターンＣの明るい領域内のフィーチャの各々を形成することができる。例えば、エアリーディスクの式は、各々のフィーチャが５つのミラー×５つのミラーの大きさの四角形を含まなければならないことを示す。
【００９３】
[00100]  放射を投影システムＰＳ内に誘導して検出器Ｄから見えるフィーチャを形成するために、それぞれのミラーを特定の角度で時計回り又は反時計回りに回転させなければならない。図７の実施形態では、一組のミラーＭ１を時計回りに回転させると１つのフィーチャが形成され、一方、別の組のミラーＭ２を反時計回りに回転させると第２のフィーチャが形成される。各々のミラー上の提供された位相段差のために、結果として生まれるフィーチャは反対の位相を有する。２つのフィーチャが反対の位相を有するので、ゼロ次放射は相殺され、従って、ゼロ次放射はセンサＳに到達しない。本発明は、２つのフィーチャを有するミラーアレイに限定されず、別の実施形態では、ミラーのセットを回転させて任意の数のフィーチャを形成することができる。
【００９４】
[00101]  従って、ミラー１０を方向付けて検出器Ｄから見えるフィーチャを形成する際に、コントローラＣＲは、第１の方向付けでフィーチャの半分がミラーから形成され、逆の方向づけで半分のフィーチャがミラーから形成されるようにミラーを方向付ける。従って、半分のフィーチャが正の位相を有し、半分のフィーチャが負の位相を有し、ゼロ次放射はすべて相殺される。さらに、「トーン」という用語は位相を指すために使用されることがあり、図７の実施形態では、半分のフィーチャが他の半分のフィーチャのトーンと逆のトーンを有する。
【００９５】
[00102]  図８ａ及び図８ｂは、図５に関連して前述したチェッカーボードパターンなどのパターンの下方のセンサＳの動きを示す。図８ａは、簡単化されたパターンの対を用いた収差の測定を示す。図８ａで、第１のパターンＡは、ｕ方向に離間した一連の線を含む。このパターンは、パターニングデバイスＰＤ上に形成され、上記のように、パターンの明るい領域は、適当な寸法を備えたランダムに配置されたフィーチャを含む。
【００９６】
[00103]  センサＳは、パターンＡの画像の下方にｕ方向に刻みを有する。刻みごとに１つの画像が記録され、画像の強度が刻み距離の関数として記録される。このような刻みによって異なる位相を備えた複数のインターフェログラムが提供される。距離の関数としての画像強度の第１高調波の位相が決定され、この位相が投影システム内に存在する収差についての情報を提供する。
【００９７】
[00104]  次に、ｖ方向に離間した一連の線を含む第２のパターンＢが、パターニングデバイスＰＤ上に形成される。上記のように、パターンの明るい領域は、適当な寸法を備えたランダムに配置されたフィーチャを含む。センサＳは、パターンの画像の下方にｖ方向に刻みを有し、それによってｖ方向に収差測定の第２の組を提供する。
【００９８】
[00105]  図８ｂで、図８ａに示した別々の一連の離間した線がチェッカーボードパターンＥに差し替えられている。図５に関連して上述したように、パターンの明るい領域は、適当な寸法を備えたランダムに配置されたフィーチャを含む。図８ｂのチェッカーボードパターンによって、測定の間にパターンを変更する必要なしにｕ及びｖ方向の収差測定を実行することができる。
【００９９】
[00106]  図８ｂで、図８ａに関連して前述したのと同様の方法で収差測定を実行することができる。しかし、一方の方向（例えば、ｕ方向）の刻み運動に加えて、他方の方向（例えば、ｖ方向）でもスキャン運動が実行される。スキャン運動は、強度測定のたびに実行され、チェッカーボード構造の１つの寸法を平均するために使用される。従って、結果として得られる収差測定値は、一方向（例えば、ｕ方向）のみである。
【０１００】
[00107]  図８ａ及び図８ｂに示すパターンは、明るい領域と暗い領域との明確な遷移を表す明確に画定された縁部を有するが、追加の実施形態は、明るい領域と暗い領域との段階的な遷移を表すパターンをフィーチャにしていてもよい。例えば、パターンは、余弦関数の形態であってもよい。従って、余弦関数の最大値は、存在するフィーチャの最大数に対応していてもよく、余弦関数の最小値は、存在するフィーチャの最小数（例えば、ゼロフィーチャ）に対応していてもよい。さらに、余弦関数の形態でのパターンの使用によって被変調信号出力の第１高調波の決定が簡単化される。これは、被変調信号は、有意な量の他の高調波を含まないためである。上記の図８ａ及び図８ｂに示すような明確に画定された縁部を有するパターンが使用される場合、幾つかの追加の高調波が存在でき、正確な収差測定値を得るために被変調信号のより高密度のサンプリングが必要になることがある。
【０１０１】
[00108]  追加の実施形態では、パターンは、十分なコントラストを備えた干渉が検出器Ｄで見えるように選択された反復構造を含んでいてもよい。結果として得られる干渉パターンは、検出器によって正確に検出されるのに十分なコントラストを有していなければならない。
【０１０２】
[00109]  一例では、リソグラフィ装置の放射源ＳＯはパルス放射源であってもよい。その場合、収差測定中に放射源ＳＯの複数のパルスが発生し、収差測定に使用されるパターンの明るい領域を含むフィーチャが測定中に変化することがある。全体のパターン（例えば、チェッカーボード、ストライプ、など）は、同じであるが、各フィーチャの位置が変化する場合がある。フィーチャの位置の変化は、リソグラフィ装置の数パルス後に発生することがあり、あるいは、リソグラフィ装置のパルスのたびに発生することもある。各フィーチャの位置を変化させることで、放射ビーム内に存在する任意のスペックルを平均することができる。
【０１０３】
[00110]  さらに、検出器Ｄから見たインターフェログラムのコントラストと強度とを最適化するために、格子Ｇの周期を選択することができる。例えば、パターニングデバイスＰＤに２つの分離した照明ポイントがある場合（例えば、二重極照明モード）、格子Ｇによって２枚のインターフェログラムが生成される。２つの照明ポイントの離間距離と同じ（画像面Ｉに見えるように）ものとして格子Ｇの周期を選択したとすると、インターフェログラムは、建設的に加算されて信号に強いコントラストを与えるであろう。しかし、格子Ｇの周期が２つの照明ポイントの離間距離の半分であった場合には、インターフェログラムは、破壊的に加算されて信号にコントラストをほとんど又は全く与えないであろう。
【０１０４】
[00111]  追加の実施形態では、チェッカーボードの格子の代わりに線形格子を使用することができ、強い信号対雑音比を提供するように線形格子の周期を選択することができる。
【０１０５】
[00112]  別の実施形態では、パターンが余弦関数の形態をとる場合には、格子は余弦関数の形態をとってもよい。その場合、望ましくない、周波数が高い高調波にコントラストが生じないように余弦関数の周期を選択することができる。
【０１０６】
[00113]  さらに別の実施形態では、放射ビーム内に存在する収差の測定をある間隔で実行することができる。収差測定の間の経過時間は、リソグラフィ装置の周知の特性に基づいて選択することができ、経過時間は、リソグラフィ装置のタイプ及び／又は形式ごとに異なっていてもよい。例えば、１バッチ又は１ロットの基板がリソグラフィ装置を通過した後に測定を実行することができ、一実施形態では、１バッチ又は１ロットは、２０〜２５枚の基板を備えていてもよい。測定は、１時間に６回程度、又は当業者には明らかな他の任意の間隔で実行することができる。
【０１０７】
[00114]  ある実施形態では、コントローラは、リソグラフィ装置の他の特性を測定するのに適したパターンをパターニングデバイスＰＤに提供することができる。例えば、パターニングデバイス上のパターンとして１つ又は複数のアライメントマークを形成することができ、これらのアライメントマークを用いて基板テーブルＷＴをパターニングデバイスに対して整合させることができる。さらに、パターニングデバイスが２つ以上のミラーアレイを備える場合、アライメントマークを用いてミラーアレイのそれぞれの位置と向きとを測定することができる。アライメントマークは、粗いアライメント測定のための四角形及びその他の形状と微細アライメント測定のための格子を備えていてもよい。
【０１０８】
[00115]  追加の実施形態では、パターニングデバイスは、照明システムを認定する（qualifying）際に有用なピンホール又は同等の構造を提供することができる。パターニングデバイス上に提供されたアライメントマーク又はその他のパターンは、リソグラフィ装置の構成が異なるたびに異なっていてもよい。例えば、提供されるパターンは、リソグラフィ装置が使用する照明モードが異なるたびに異なっていてもよい。
【０１０９】
[00116]  本発明の様々な実施形態を用いて得た測定値の結果を用いて基板上に投影する製品パターンを変形又はオフセットすることができる。
【０１１０】
[00117]  さらに、パターニングデバイスを用いてダイ又は基板によって変化する情報を投影することができる。例えば、情報は、これに限定はされないが、識別番号を含む識別番号などを含んでいてもよい。
【０１１１】
[00118]  本発明の上記実施形態はミラーアレイに言及しているが、個別に制御可能な素子の任意の適切なアレイを使用することができる。
【０１１２】
[00119]  本明細書では、特定のデバイス（例えば、集積回路又はフラットパネルディスプレイ）の製造におけるリソグラフィ装置の使用について特に言及してきたが、本明細書に記載するリソグラフィ装置は、別の用途を有することができることを理解されたい。それらの用途は、これに限定はされないが、集積回路、集積光システム、磁気ドメインメモリの案内及び検出パターン、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、マイクロ電気機械デバイス（ＭＥＭＳ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの製造を含む。また、例えばフラットパネルディスプレイでは、本発明の装置を用いて、様々な層、例えば、薄膜トランジスタ層及び／又はカラーフィルタ層の作成の支援にあてることができる。
【０１１３】
[00120]  光リソグラフィの分野での本発明の実施形態の使用に特に言及してきたが、本発明は文脈によってはその他の分野、例えばインプリントリソグラフィでも使用することができ、光リソグラフィに限定されないことを理解されたい。インプリントリソグラフィでは、パターニングデバイス内の微細構成（ｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ）が基板上に作成されたパターンを画定する。パターニングデバイスの微細構成は基板に供給されたレジスト層内に刻印され、電磁放射、熱、圧力又はそれらの組合せを印加することでレジストは硬化する。パターニングデバイスはレジストから取り除かれ、レジストが硬化すると内部にパターンが残される。
【０１１４】
＜結論＞
[00121]  以上、本発明の様々な実施形態について説明してきたが、それらの実施形態は、限定的ではなく例示的であることを理解されたい。本発明の範囲を逸脱することなく本発明の形態及び詳細を様々に変更することができることは、当業者には明らかであろう。それ故、本発明の範囲は、上述した例示的実施形態によって限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲及びその等価物によってのみ規定される。
【０１１５】
[00122]  なお、発明の概要及び要約書の項ではなく、発明を実施するための形態の項を用いて特許請求の範囲を解釈するように企図されていることを理解されたい。発明の概要及び要約書の項は、発明者（ら）が考える本発明の１つ又は複数の例示的実施形態を記載できるがそのすべては記載できないため、本発明及び添付の特許請求の範囲を決して限定するものではない。
【図１】
2010530615.tif 000006
【図２】
2010530615.tif 000007
【図３】
2010530615.tif 000008
【図４】
2010530615.tif 000009
【図５】
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【図６】
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【図７】
2010530615.tif 000012
【図８ａ】
2010530615.tif 000013
【図８ｂ】
2010530615.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成22年2月3日(2010.2.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リソグラフィ装置内の収差を測定する方法であって、
個別に制御可能な素子のアレイを用いて放射ビームを変調するステップと、
投影システムを用いて前記変調された放射ビームを投影するステップと、
前記投影された放射をセンサを用いて検出するステップと、
前記検出された放射ビーム内の収差を測定するステップと、
を含み、
個別に制御可能な素子のアレイ上にパターンを提供して前記放射ビームを変調し、前記パターンが反復構造を有し、複数のフィーチャから形成され、前記複数のフィーチャが、前記投影システムの瞳を実質的に充填する前記放射ビームの一次回折を生成するような寸法であり、前記センサが前記投影システムによって投影された前記放射内の干渉を測定する方法。
【請求項２】
前記フィーチャが、ランダムに配置された、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
隣接するフィーチャが、互いに離間し、重ならない、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記フィーチャの幅が、
【数３】
2010530615.tif 000015
より小さく、λが前記放射ビームの波長、及びＮＡが前記投影システムの開口数である、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記フィーチャが、破壊的干渉によってゼロ次回折放射を実質的に除去する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
実質的に半分の前記フィーチャが、放射に第１の位相を与え、実質的に半分の前記フィーチャが、放射に第１の位相と逆の第２の位相を与える、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記個別に制御可能な素子が、位相刻みを有するミラーであり、実質的に半分の前記フィーチャが、第１の向きを有し、実質的に半分の前記フィーチャが、逆の向きを有する、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記パターンが、規則的に反復する明るい領域と暗い領域とを有する、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記投影システムによって投影された前記放射内の前記干渉パターンの第１高調波を検出することで前記収差が決定される、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
格子が、前記センサの一部を形成し、前記干渉が、格子によって生成される、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記フィーチャが、個別に制御可能な素子のグループから形成される、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
放射ビームを変調する個別に制御可能な素子のアレイと、
前記変調された放射ビームを投影する投影システムと、
前記投影システムによって投影された放射を検出するセンサと、
個別に制御可能な素子のアレイ上にパターンを提供するコントローラと、
を備えるリソグラフィ装置であって、
前記パターンが、反復構造を有し、複数のフィーチャから形成され、前記複数のフィーチャが、前記投影システムの瞳を実質的に充填する前記放射ビームの一次回折を生成するような寸法であり、前記センサが、前記投影システムによって投影された放射内の干渉を測定するリソグラフィ装置。
【請求項１３】
個別に制御可能な素子が、それぞれの位相刻みを有するミラーである、請求項１２に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１４】
実質的に半分の前記フィーチャが、第１の向きを有するミラーを用いて形成され、実質的に半分の前記フィーチャが、第１の向きと逆の第２の向きを有するミラーを用いて形成される、請求項１３に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１５】
前記センサが、検出器及び格子を備え、前記格子が、前記検出器から離間して位置し、前記格子が、前記投影システムの画像面内にあって、前記検出器が、遠視野内にある、請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
【国際調査報告】
2010530615.tif 000016
2010530615.tif 000017
2010530615.tif 000018