(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターニング・デバイスと、
前記パターニング・デバイスでパターニングされた放射ビームを基板上に投射するように構成された投射システムと、
前記基板の歪を測定するように構成された検出器と、
前記検出器によって測定された前記基板の歪を示す歪データを受信し、前記歪データから前記基板の拡大、スキュー、回転および平行移動のうちの少なくともひとつを分離し、その結果得られる残留歪データを周波数ドメイン表現に変換するように構成された変換プロセッサと、
前記パターニング・デバイスに供給されるべきパターンを表すデータを受信し、前記変換プロセッサから前記周波数ドメイン表現に変換された残留歪データを受信し、受信された前記残留歪データを使用して、前記パターニング・デバイスに供給されるべきパターンを調整するように構成されたパターン・プロセッサと、を備えるリソグラフィ装置。
【請求項２】
前記変換プロセッサ及び前記パターン・プロセッサは別個の実体である請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記周波数ドメインに対する前記変換はフーリエ変換である請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記周波数ドメインに対する前記変換はウェーブレット変換である請求項１に記載の装置。
【請求項５】
パターニング・デバイスと、
前記パターニング・デバイスでパターニングされた放射ビームを基板上に投射するように構成された投射システムと、
前記基板の歪を測定するように構成された検出器と、
前記検出器によって測定された前記基板の歪を示す歪データを受信し、前記歪データから前記基板の拡大、スキュー、回転および平行移動のうちの少なくともひとつを分離し、その結果得られる残留歪データを直交多項式表現に変換するように構成された変換プロセッサと、
前記パターニング・デバイスに供給されるべきパターンを表すデータを受信し、前記変換プロセッサから前記直交多項式表現に変換された残留歪データを受信し、受信された前記残留歪データを使用して、前記パターニング・デバイスに供給されるべきパターンを調整するように構成されたパターン・プロセッサと、を備えるリソグラフィ装置。
【請求項６】
前記変換プロセッサ及び前記パターン・プロセッサは別個の実体である請求項５に記載の装置。
【請求項７】
パターニング・デバイスと、
前記パターニング・デバイスでパターニングされた放射ビームを基板上に投射するように構成された投射システムと、
前記基板の歪を測定するように構成された検出器と、
前記検出器によって測定された前記基板の歪を示す歪データを受信し、前記歪データから前記基板の拡大、スキュー、回転および平行移動のうちの少なくともひとつを分離し、その結果得られる残留歪データを正規直交多項式表現に変換するように構成された変換プロセッサと、
前記パターニング・デバイスに供給されるべきパターンを表すデータを受信し、前記変換プロセッサから前記正規直交多項式表現に変換された残留歪データを受信し、受信された前記残留歪データを使用して、前記パターニング・デバイスに供給されるべきパターンを調整するように構成されたパターン・プロセッサと、を備えるリソグラフィ装置。
【請求項８】
前記変換プロセッサ及び前記パターン・プロセッサは別個の実体である請求項７に記載の装置。
【請求項９】
パターニング・デバイスでパターニングされた放射ビームを基板上に投射するステップと、
前記基板の歪を測定するステップと、
測定された前記基板の歪を示す歪データを受信し、前記歪データから前記基板の拡大、スキュー、回転および平行移動のうちの少なくともひとつを分離し、その結果得られる残留歪データを周波数ドメイン表現に変換するステップと、
前記パターニング・デバイスに供給されるべきパターンを表すデータを受信し、前記周波数ドメイン表現に変換された残留歪データを受信し、受信された前記残留歪データを使用して、前記パターニング・デバイスに供給されるべきパターンを調整するステップと、を含むデバイス製造方法。
【請求項１０】
パターニング・デバイスでパターニングされた放射ビームを基板上に投射するステップと、
前記基板の歪を測定するステップと、
測定された前記基板の歪を示す歪データを受信し、前記歪データから前記基板の拡大、スキュー、回転および平行移動のうちの少なくともひとつを分離し、その結果得られる残留歪データを直交多項式表現に変換するステップと、
前記パターニング・デバイスに供給されるべきパターンを表すデータを受信し、前記直交多項式表現に変換された残留歪データを受信し、受信された前記残留歪データを使用して、前記パターニング・デバイスに供給されるべきパターンを調整するステップと、を含むデバイス製造方法。
【請求項１１】
パターニング・デバイスでパターニングされた放射ビームを基板上に投射するステップと、
前記基板の歪を測定するステップと、
測定された前記基板の歪を示す歪データを受信し、前記歪データから前記基板の拡大、スキュー、回転および平行移動のうちの少なくともひとつを分離し、その結果得られる残留歪データを正規直交多項式表現に変換するステップと、
前記パターニング・デバイスに供給されるべきパターンを表すデータを受信し、前記正規直交多項式表現に変換された残留歪データを受信し、受信された前記残留歪データを使用して、前記パターニング・デバイスに供給されるべきパターンを調整するステップと、を含むデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リソグラフィ・アプリケーション及び他のアプリケーションにおける基板歪測定に関する。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィは、基板又は基板の一部の上に所望のパターンを塗布するのに使用される。リソグラフィは、例えば、集積回路（ＩＣ）、フラット・パネル・ディスプレイ、及び微細構造を含む他のデバイスの製造において使用することができる。従来のリソグラフィでは、マスク又はレチクルと呼ぶことができるパターニング・デバイスは、フラット・パネル・ディスプレイ（又は、他のデバイス）の個々の層に相当する回路パターンを生成するのに使用することができる。このパターンは、例えば、基板上に設けられた放射に敏感な材料（レジスト）層上にイメージングすることによって、基板（例えば、シリコン・ウェハ）（の一部）の上に転写することができる。
【０００３】
回路パターンの代わりに、パターニング・デバイスは、他のパターン、例えば、カラー・フィルタ・パターン又はドットのマトリクスを生成するのに使用することができる。マスクの代わりに、パターニング・デバイスは、個々の制御可能な素子のアレイを備えるパターニング・アレイを備えることができる。マスク・ベースのシステムと比べて、こうしたシステムの利点は、パターンを、より迅速に、且つ、より低コストで交換できることである。
【０００４】
リソグラフィは、従来、シリコン・ウェハ上にパターンをイメージするのに使用されるが、任意の他の適した基板上にパターンをイメージングするのに使用することもできる。パターンをイメージングすることができる基板は、フラット・パネル・ディスプレイ基板及び可撓性プラスチックから形成される基板を含む。このタイプの基板は、シリコン・ウェハより歪を受け易いという欠点を持つ。基板の歪を測定することが可能である場合がある。しかし、歪を表すために必要とされるデータ容量は、相当な量になる場合がある。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の態様によれば、歪測定装置が提供され、歪測定装置は、基板の歪を測定するように構成された検出器と、基板の測定された歪を示す歪データを受信し、歪データを周波数ドメイン表現に変換するように構成されたプロセッサとを備える。
【０００６】
本発明はまた、歪測定装置を提供し、歪測定装置は、基板の歪を測定するように構成された検出器と、基板の測定された歪を示す歪データを受信し、歪データを直交多項式表現に変換するように構成されたプロセッサとを備える。
【０００７】
本発明はまた、歪測定装置を提供し、歪測定装置は、基板の歪を測定するように構成された検出器と、基板の測定された歪を示す歪データを受信し、歪データを正規直交多項式表現に変換するように構成されたプロセッサとを備える。
【０００８】
本発明の態様によれば、基板歪を測定する方法が提供され、方法は、基板の歪を測定すること、及び、測定された歪データを周波数ドメイン表現に変換することを含む。
【０００９】
本発明はまた、基板歪を測定する方法を提供し、方法は、基板の歪を測定すること、及び、測定された歪データを直交多項式表現に変換することを含む。
【００１０】
本発明はまた、基板歪を測定する方法を提供し、方法は、基板の歪を測定すること、及び、測定された歪データを正規直交多項式表現に変換することを含む。
【００１１】
同様に、本発明は、歪測定装置を含む装置、例えば、リソグラフィ装置と、歪測定方法を使用するデバイス製造方法、例えば、リソグラフィ方法と、それによって製造されるデバイスを提供する。
【００１２】
本発明の実施形態は、ここで、添付略図面を参照して、実施例としてだけ述べられるであろう。添付略図面において、対応する参照記号は対応する部分を示す。
【実施例】
【００１３】
本発明は、基板の歪測定を提供する。限定はしないが、歪測定は、例えば、基板のリソグラフィ露光において使用することができる。図１〜４は、本発明の歪測定を使用することができる、リソグラフィ装置及びその動作の具体的な実施例を述べる。
【００１４】
図１は、リソグラフィ装置を概略的に示し、リソグラフィ装置は、
−放射ビームＢ（例えば、ＵＶ放射）を調節するように構成された照明システム（照明器）ＩＬと、
−投射ビームを変調するパターニング・デバイスＰＤ（例えば、個々に制御可能な素子のアレイ）とを備え、一般に、個々に制御可能な素子のアレイの位置は、アイテムＰＳに対して固定されることになるが、アイテムＰＳは、代わりに、一定のパラメータに従って、個々の制御される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されてもよく、
−基板（例えば、レジストをコーティングした基板）を支持するように構築され、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に接続された基板テーブルＷＴと、
−個々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の標的部分Ｃ（例えば、１つ又は複数のダイを含む）上に投射するように構成された投射システム（例えば、反射式投射レンズ系）ＰＳを備える。
【００１５】
照明システムは、放射を誘導し、成形し、制御するための、屈折、反射、磁気、電磁気、静電、又は他のタイプの光学部品、或いは、それらの任意の組み合わせ等の種々のタイプの光学部品を含んでもよい。
【００１６】
本明細書で使用される用語「パターニング・デバイス」は、基板の標的部分にパターンを作成するため等で、放射ビームの断面を変調するのに使用することができる任意のデバイスのことを指しているものと、幅広く解釈されるべきである。例えば、パターンが位相シフト特徴部、即ち、いわゆる補助特徴部を含む場合、放射ビームに与えられるパターンは、基板の標的部分の所望のパターンに正確に対応しない場合があることが留意されるべきである。同様に、基板上に最後に生成されるパターンは，個々に制御可能な素子のアレイ上に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、個々に制御可能な素子のアレイ上のパターン及び／又は基板の相対的な位置がその間に変わる、所与の期間、又は、所与の回数の露光にわたって、基板の各部分上に形成される最終的なパターンが形成される機構において当てはまる場合がある。一般に、基板の標的部分上に作られるパターンは、集積回路又はフラット・パネル・ディスプレイ等の、標的部分に作られるデバイスの特定の機能層（例えば、フラット・パネル・ディスプレイのカラー・フィルタ層又はフラット・パネル・ディスプレイの薄膜トランジスタ層）に相当することになる。こうしたパターニング・デバイスの実施例は、例えば、レチクル、プログラム可能なミラー・アレイ、レーザ・ダイオード・アレイ、発光ダイオード・アレイ、回折格子光バルブ、及びＬＣＤアレイを含む。放射ビームのある部分の位相を、放射ビームの隣接部分に対して変調することによって、放射ビームにパターンを与える複数のプログラム可能な素子を有する電子的にプログラム可能なパターニング・デバイスを含む、それぞれが放射ビームのある部分の強度を変調することができる複数のプログラム可能な素子を備えるパターニング・デバイス（例えば、レチクル以外の、先の文章で述べた全てのデバイス）等の、そのパターンが電子手段（例えば、コンピュータ）を使用してプログラム可能であるパターニング・デバイスは、一まとめにして、本明細書では、「コントラスト・デバイス」と呼ばれる。実施形態では、パターニング・デバイスは、少なくとも１０のプログラム可能な素子、例えば、少なくとも１００、少なくとも１０００、少なくとも１００００、少なくとも１０００００、少なくとも１００００００、少なくとも１０００００００のプログラム可能な素子を備える。これらのデバイスのいくつかの実施形態が、以下でより詳細に説明される。
【００１７】
−プログラム可能なミラー・アレイ。これは、粘弾性制御層を有するマトリクス−アドレス指定可能表面と反射表面を備える。こうした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されるエリアは、入射光を回折光として反射し、一方、アドレス指定されないエリアは、入射光を未回折光として反射することである。適切な空間フィルタを使用して、前記未回折光は、反射ビームからフィルタリングされ、回折光だけが基板に達するようにさせる。こうして、ビームは、マトリクス−アドレス指定可能表面のアドレス指定パターンに従ってパターニングされるようになる。代替法として、フィルタは、回折光をフィルタリング除去し、未回折光が基板に達するようにさせてもよいことが理解されるであろう。回折性光ＭＥＭＳデバイスのアレイが、類似する方法で使用されてもよい。回折性光ＭＥＭＳデバイスは、入射光を回折光として反射する回折格子を形成するために、互いに対して変形することができる複数の反射性リボンからなる。プログラム可能ミラー・アレイのさらなる代替の実施形態は、小さなミラーのマトリクス機構を採用し、小さなミラーのそれぞれは、適した局所電界を印加することによって、又は、圧電作動手段を採用することによって、軸の周りに個々に傾斜することができる。やはり、ミラーは、アドレス指定されたミラーが、アドレス指定されないミラーと異なる方向に到来放射ビームを反射するように、マトリクス−アドレス指定可能である。こうして、反射ビームは、マトリクス−アドレス指定可能ミラーのアドレス指定パターンに従ってパターニングされることができる。必要とされるマトリクス・アドレス指定は、適した電子部品を使用して実施されてもよい。本明細書で参照されるミラー・アレイに関するさらなる情報は、例えば、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、米国特許第５，２９６，８９１号と第５，５２３，１９３号及びＰＣＴ特許出願ＷＯ９８／３８５９７とＷＯ９８／３３０９６から集めることができる。
【００１８】
−プログラム可能ＬＣＤアレイ。こうした構成の実施例は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、米国特許ＵＳ５，２２９，８７２に示される。
【００１９】
リソグラフィ装置は、１つ又は複数のパターニング・デバイス、例えば、１つ又は複数のコントラスト・デバイスを備えることができる。例えば、リソグラフィ装置は、個々に制御可能な素子の複数のアレイを有することができ、アレイのそれぞれは、互いに独立に制御される。こうした機構では、個々に制御可能な素子のアレイの一部又は全ては、共通照明システム（又は、照明システムの一部）、個々に制御可能な素子のアレイ用の共通支持構造、及び／又は、共通投射システム（又は、投射システムの一部）のうちの少なくとも１つを有することができる。
【００２０】
図１に示す実施形態などの実施形態では、基板Ｗは、実質的に円形形状を有し、任意選択で、その外周の一部に沿ってノッチ及び／又は平坦縁部を有する。実施形態では、基板は、多角形形状、例えば、矩形形状を有する。基板が、実質的に円形形状を有する実施形態は、基板が、少なくとも２５ｍｍ、例えば、少なくとも５０ｍｍ、少なくとも７５ｍｍ、少なくとも１００ｍｍ、少なくとも１２５ｍｍ、少なくとも１５０ｍｍ、少なくとも１７５ｍｍ、少なくとも２００ｍｍ、少なくとも２５０ｍｍ、又は少なくとも３００ｍｍの直径を有する実施形態を含む。実施形態では、基板は、せいぜい５００ｍｍ、せいぜい４００ｍｍ、せいぜい３６０ｍｍ、せいぜい３００ｍｍ、せいぜい２５０ｍｍ、せいぜい２００ｍｍ、せいぜい１５０ｍｍ、せいぜい１００ｍｍ、又はせいぜい７５ｍｍの直径を有する。基板が、多角形、例えば、矩形である実施形態は、基板の、少なくとも１つの辺、例えば、少なくとも２辺又は少なくとも３辺が、少なくとも５ｃｍ、例えば、少なくとも２５ｃｍ、少なくとも５０ｃｍ、少なくとも１００ｃｍ、少なくとも１５０ｃｍ、少なくとも２００ｃｍ、又は少なくとも２５０ｃｍの長さを有する。実施形態では、基板の少なくとも１つの辺は、せいぜい１０００ｃｍ、例えば、せいぜい７５０ｃｍ、せいぜい５００ｃｍ、せいぜい３６０ｃｍ、せいぜい２５０ｃｍ、せいぜい１５０ｃｍ、又はせいぜい７５ｃｍの長さを有する。実施形態では、基板は、約２５０〜３６０ｃｍの長さと約２５０〜３００ｃｍの幅を有する矩形基板である。基板の厚さは、変わる場合があり、ある程度まで、例えば基板材料及び／又は基板寸法に依存する場合がある。実施形態では、厚さは、少なくとも５０μｍ、例えば、少なくとも１００μｍ、少なくとも２００μｍ、少なくとも３００μｍ、少なくとも４００μｍ、少なくとも５００μｍ、又は少なくとも６００μｍである。一実施形態では、基板の厚さは、せいぜい５０００μｍ、例えば、せいぜい３６００μｍ、せいぜい２５００μｍ、せいぜい１７５０μｍ、せいぜい１２５０μｍ、せいぜい１０００μｍ、せいぜい８００μｍ、せいぜい６００μｍ、せいぜい５００μｍ、せいぜい４００μｍ、又はせいぜい３００μｍである。本明細書で参照する基板は、露光の前又は後で、例えば、トラック（一般にレジスト層を基板に塗布し、露光したレジストを現像するツール）において処理されてもよい。基板の特性は、露光の前又は後で、例えば、計量ツール及び／又は検査ツールにおいて測定されてもよい。
【００２１】
実施形態では、レジスト層が基板上に設けられる。実施形態では、基板Ｗは、ウェハ、例えば、半導体ウェハである。実施形態では、ウェハ材料は、Ｓｉ、ＳｉＧｅ、ＳｉＧｅＣ、ＳｉＣ、Ｇｅ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、及びＩｎＡｓからなるグループから選択される。実施形態では、ウェハは、ＩＩＩ／Ｖ族化合物半導体ウェハである。実施形態では、ウェハはシリコン・ウェハである。実施形態では、基板はセラミック基板である。実施形態では、基板はガラス基板である。ガラス基板は、例えば、フラット・パネル・ディスプレイ及び液晶ディスプレイ・パネルの製造において有用である場合がある。実施形態では、基板はプラスチック基板である。実施形態では、基板は透明である（裸眼について）。実施形態では、基板は色付きである。実施形態では、基板は色が無い。
【００２２】
本明細書で使用される用語「投射システム」は、使用される露光放射、或いは、液浸液の使用、又は、真空の使用等の、他の因子に適切である、屈折式、反射式、反射屈折式、磁気式、電磁式、及び静電式光学系、又は、それらの任意の組み合わせを含む、任意のタイプの投射システムを包含するものと、幅広く解釈されるべきである。本明細書における、用語「投射レンズ」の任意の使用は、より一般的な用語「投射システム」と同意語であると考えられてもよい。
【００２３】
投射システムは、パターンが基板上にコヒーレントに形成されるように、個々に制御可能な素子のアレイ上にパターンをイメージングすることができる。別法として、投射システムは、個々に制御可能な素子のアレイの素子がシャッタとして働く２次源をイメージングすることができる。この点において、投射システムは、例えば、２次源を形成し、基板上にスポットをイメージングするために、マイクロ・レンズ・アレイ（ＭＬＡとして知られている）又はフレネル・レンズ・アレイ等の収束素子のアレイを備えることができる。実施形態では、収束素子のアレイ（例えば、ＭＬＡ）は、少なくとも１０の収束素子、例えば、少なくとも１００の収束素子、少なくとも１０００の収束素子、少なくとも１００００の収束素子、少なくとも１０００００の収束素子、又は少なくとも１００００００の収束素子を備える。実施形態では、パターニング・デバイス内の個々に制御可能な素子の数は、収束素子のアレイ内の収束素子の数に等しいか又はそれ以上である。実施形態では、収束素子のアレイは、個々に制御可能な素子のアレイ内の個々に制御可能な素子の１つ又は複数の素子に、例えば、３つ以上、５つ以上、１０以上、２０以上、２５以上、３６以上、又は５０以上等の、個々に制御可能な素子のアレイ内の個々に制御可能な素子の２つ以上の素子に光学的に関連する収束素子を備える。実施形態では、収束素子は、５０００未満の個々に制御可能な素子、例えば、２５００未満、１０００未満、５００未満、又は１００未満の素子に光学的に関連する。実施形態では、収束素子のアレイは、個々に制御可能な素子のアレイ内の個々に制御可能な素子の１つ又は複数の素子に光学的に関連する２以上の（例えば、１０００を超える数の、大多数の、又は、ほぼ全て）の収束素子を備える。実施形態では、ＭＬＡは、例えば、１つ又は複数のアクチュエータの使用によって、少なくとも、基板に向かう方向と基板から離れる方向に移動可能である。ＭＬＡを基板に向かって、また、基板から離れるように移動することができることは、例えば、基板を移動する必要なしで収束調整を可能にする。
【００２４】
本明細書で示すように、装置は、反射タイプ（例えば、個々に制御可能な素子の反射アレイを採用する）である。別法として、装置は、透過タイプ（例えば、個々に制御可能な素子の透過アレイを採用する）であってよい。
【００２５】
リソグラフィ装置は、２つ（２ステージ）以上の基板テーブルを有するタイプであってよい。こうした「複数ステージ」機械装置では、付加的なテーブルが並列に使用されるか、又は、１つ又は複数の他のテーブルが露光のために使用される間に、準備ステップが、１つ又は複数のテーブル上で実行されてもよい。
【００２６】
リソグラフィ装置はまた、投射システムと基板の間の空間を充填するために、基板の少なくともある部分が、比較的高い屈折率を有する「液浸液」、例えば、水によって覆われることができるタイプであってもよい。液浸液は、例えば、パターニング・デバイスと投射システムの間の、リソグラフィ装置の他の空間に適用されてもよい。投射システムの開口数を増加するための液浸技法は、当技術分野でよく知られている。本明細書で使用される用語「液浸」は、基板等の構造が、液体に浸らねばならないことを意味するのではなく、むしろ、露光中に、液体が投射システムと基板の間にあることを意味するだけである。
【００２７】
図１を参照すると、照明器ＩＬは、放射源ＳＯから放射ビームを受け取る。実施形態では、放射源は、少なくとも５ｎｍ、例えば、少なくとも１０ｎｍ、少なくとも５０ｎｍ、少なくとも１００ｎｍ、少なくとも１５０ｎｍ、少なくとも１７５ｎｍ、少なくとも２００ｎｍ、少なくとも２５０ｎｍ、少なくとも２７５ｎｍ、少なくとも３００ｎｍ、少なくとも３２５ｎｍ、少なくとも３６０ｎｍ、又は少なくとも３６０ｎｍの波長を有する放射を供給する。実施形態では、放射源ＳＯによって供給される放射は、せいぜい４５０ｎｍ、例えば、せいぜい４２５ｎｍ、せいぜい３７５ｎｍ、せいぜい３６０ｎｍ、せいぜい３２５ｎｍ、せいぜい２７５ｎｍ、せいぜい２５０ｎｍ、せいぜい２２５ｎｍ、せいぜい２００ｎｍ、又はせいぜい１７５ｎｍの波長を有する。実施形態では、放射は、４３６ｎｍ、４０５ｎｍ、３６５ｎｍ、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、１２６ｎｍ、及び／又は１３．５ｎｍを含む波長を有する。実施形態では、放射は、約３６５ｎｍ又は約３６５ｎｍの波長を含む。実施形態では、放射は、例えば、３６５、４０５、及び４３６ｎｍを包含する広帯域の波長を含む。３６５ｎｍレーザ源が使用されるであろう。例えば、放射源がエキシマ・レーザである時、放射源及びリソグラフィ装置は、別々の実体であってよい。こうした場合、放射源は、リソグラフィ装置の一部を形成すると考えられず、放射ビームは、例えば、適当な誘導ミラー及び／又はビーム・エキスパンダを備えるビーム送出システムＢＤを使用して、放射源ＳＯから照明器ＩＬへ渡される。他の場合、例えば、放射源が水銀ランプである時、放射源は、リソグラフィ装置と一体の部品であってよい。放射源ＳＯ及び照明器ＩＬは、必要である場合、ビーム送出システムＢＤと共に、放射システムと呼ばれてもよい。パターニング・デバイスが光源それ自体、例えば、レーザ・ダイオード・アレイ又は発光ダイオード・アレイである場合、装置は、照明システム又は少なくとも簡略化された照明システム無しで設計されてもよい（例えば、放射源ＳＯについての必要性を回避することができる）。
【００２８】
照明器ＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調整するための調整器ＡＤを備えてもよい。一般に、照明器の瞳面における、少なくとも外部及び／又は内部の放射方向の強度分布の程度（一般に、それぞれ、σ−外部及びσ−内部と呼ぶ）を調整することができる。さらに、照明器ＩＬは、積分器ＩＮ及びコンデンサＣＯなどの種々の他の部品を含んでもよい。照明器は、その断面において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のに使用されてもよい。照明器ＩＬ又は照明器ＩＬに関連する付加的な部品は、放射ビームを複数のサブビームに分割するように構成されてもよく、複数のサブビームは、例えば、それぞれ、個々に制御可能な素子のアレイの個々に制御可能な素子の１つ又は複数と関連してもよい。２次元回折格子は、例えば、放射ビームをサブビームに分割するのに使用されてもよい。本説明では、用語「放射のビーム」及び「放射ビーム」は、ビームが、複数のこうした放射のサブビームからなる状況を包含するが、それに限定されない。
【００２９】
放射ビームＢは、パターニング・デバイスＰＤ（例えば、個々に制御可能な素子のアレイ）上に入射し、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によって反射されると、放射ビームＢは、投射システムＰＳを通過し、投射システムＰＳは、ビームを、基板Ｗの標的部分Ｃ上に収束させる。ポジショナＰＷ及び位置センサＩＦ２（例えば、干渉測定デバイス、リニア・エンコーダ、又は容量性センサ）を使用して、基板テーブルＷＴは、例えば、放射ビームＢの経路内で、異なる標的部分Ｃを位置決めするために、正確に移動することができる。使用される場合、個々に制御可能な素子のアレイ用の位置決め手段は、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の位置を正確に補正するのに使用することができる。実施形態では、基板テーブルＷＴの移動は、ストロークの長いモジュール（粗い位置決め）及びストロークの短いモジュール（精密な位置決め）を使用して実現され、このことは、図１には明示的には示されない。実施形態では、装置は、基板テーブルＷＴを移動させるための、少なくともストロークの短いモジュールがない。同様なシステムは、個々に制御可能な素子のアレイを位置決めするのに使用されてもよい。放射ビームＢは、別法として／付加的に、必要とされる相対運動を提供するために、オブジェクト・テーブル及び／又は個々に制御可能な素子のアレイが固定位置を有しながら、移動可能であってもよいことが理解されるであろう。こうした機構は、装置のサイズを制限するのに役立つ場合がある。例えば、フラット・パネル・ディスプレイの製造において適用可能である場合がある、さらなる代替法として、基板テーブルＷＴ及び投射システムＰＳの位置が、固定され、基板Ｗが、基板テーブルＷＴに対して移動するように構成されてもよい。例えば、基板テーブルＷＴは、基板Ｗを基板Ｗにわたって実質的に一定速度で走査するシステムを備えてもよい。
【００３０】
図１に示すように、放射が、ビーム・スプリッタによって最初に反射され、パターニング・デバイスＰＤに送られるように構成されたビーム・スプリッタＢＳによって、放射のビームＢは、パターニング・デバイスＰＤに送られてもよい。放射のビームＢはまた、ビーム・スプリッタを使用することなく、パターニング・デバイスに送られてもよいことが認識されるべきである。実施形態では、放射のビームは、０〜９０°、例えば、５〜８５°、１５〜７５°、２５〜６５°、又は３６〜５５°の角度でパターニング・デバイスに送られる（図１に示す実施形態は、９０°角度である）。パターニング・デバイスＰＤは、放射のビームＢを変調し、放射のビームＢを反射してビーム・スプリッタＢＳに戻し、ビーム・スプリッタＢＳは、変調されたビームを投射システムＰＳに伝達する。しかし、代替の機構が、放射のビームＢをパターニング・デバイスＰＤに、その後、投射システムＰＳに送るのに使用されてもよいことが理解されるであろう。特に、透過性パターン・デバイスが使用される場合、図１に示すような機構は、必要としない場合がある。
【００３１】
示す装置は、例えば、以下の４つのモードの１つ又は複数のモードで使用することができる。
【００３２】
１．ステップ・モードでは、個々に制御された素子のアレイ及び基板は、放射ビームに与えられる全体のパターンが、標的部分Ｃ上に１度で投射される間、実質的に固定したままにされる（即ち、単一静的露光）。基板テーブルＷＴは、その後、異なる標的部分Ｃを露光できるようにＸ及び／又はＹ方向にシフトされる。ステップ・モードでは、露光フィールドの最大サイズは、単一静的露光でイメージングされる標的部分Ｃのサイズを制限する。
【００３３】
２．スキャン・モードでは、個々に制御された素子のアレイ及び基板は、放射ビームに与えられるパターンが、標的部分Ｃ上に投射される間、同期して走査される（即ち、単一動的露光）。個々に制御された素子のアレイに対する基板の速度及び方向は、投射システムＰＳの（縮小率）拡大率及びイメージ反転特性によって決められてもよい。スキャン・モードでは、露光フィールドの最大サイズは、単一動的露光の標的部分の（走査しない方向の）幅を制限し、一方、走査運動の長さは、標的部分の（走査方向の）高さを決める。
【００３４】
３．パルス・モードでは、個々に制御された素子のアレイは、実質的に固定したままにされ、全体のパターンは、パルス放射源を使用して、基板Ｗの標的部分Ｃ上に投射される。基板テーブルＷＴは、放射ビームＢが、基板Ｗにわたって１ラインを走査するようにされるように、実質的に一定速度で移動する。個々に制御された素子のアレイ上のパターンは、放射システムのパルスとパルスの間で、必要に応じて更新され、基板Ｗ上の必要とされるロケーションにおいて、連続した標的部分Ｃが露光されるように、パルスは、タイミングをとられる。その結果、放射ビームＢは、基板のストリップについて全パターンを露光するために、基板Ｗにわたって走査することができる。全基板Ｗがラインごとに露光されるまで、プロセスが繰り返される。
【００３５】
４．連続スキャン・モードでは、基板Ｗが、実質的に一定速度で放射の変調ビームＢに対して走査され、個々に制御可能な素子のアレイ上のパターンが、放射ビームＢが基板Ｗにわたって走査し、基板Ｗを露光する時に更新されることを除いて、パルス・モードと実質的に同じである。個々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が使用されてもよい。
【００３６】
上述した使用モードに関する組み合わせ、及び／又は、変形、或いは、全く異なる使用モードを採用してもよい。
【００３７】
リソグラフィでは、所望の特徴部は、基板上のレジスト層を放射に対して選択的に露光することによって、例えば、レジスト層をパターン化した放射に対して露光することによって、基板上に作られる。一定の最小光照射量（「照射量閾値」）を受け取るレジスト・エリアは、化学変化するが、他のエリアは、変化しないままである。こうして生成されたレジスト層の化学的な差によって、レジストを現像すること、即ち、少なくとも最小照射量を受け取ったエリアを選択的に除去するか、又は、最小照射量を受けなかったエリアを除去することが可能になる。結果として、基板の一部は、レジストによりやはり保護され、一方、レジストがそこから除去された基板のエリアは露出され、例えば、基板の選択的なエッチング、選択的金属堆積等のようなさらなる処理ステップが可能になり、それによって、所望の特徴部が作られる。放射をパターニングすることは、所望の特徴部内で、基板上のレジスト層のエリアに伝達される放射が、十分に高い強度になるように、パターニング・デバイス内の個々に制御可能な素子を設定することによって、実施することができ、それによって、そのエリアは、露光中に照射量閾値を超えた放射の照射量を受け取り、一方、基板の他のエリアは、ゼロか、又は、実質的に低い放射強度を供給するように、対応する個々に制御可能な素子を設定することによって、照射量閾値より小さい放射照射量を受け取る。
【００３８】
実際に、個々に制御可能な素子が、たとえ、特徴部境界の一方の面で最大放射強度を、他方の面で最小放射強度を供給するように設定されるとしても、所望の特徴部の縁部における放射照射量は、所与の最大照射量からゼロ照射量まで急激には変化することができない。代わりに、回折作用のために、放射照射量のレベルは、遷移ゾーンにわたって減少する場合がある。そのため、レジストを現像した後に最終的に形成される所望の特徴部の境界の位置は、受け取られる照射量が、放射照射量閾値未満に降下する位置によって決まる。遷移ゾーンにわたる放射照射量の減少プロファイル、したがって、特徴部境界の正確な位置は、特徴部境界上又はその近くの基板上の地点に対して放射を供給する個々に制御可能な素子を、最大又は最小強度レベルにだけでなく、最大と最小の強度レベルの間の強度レベルにも設定することによって、より精密に制御することができる。これは、一般に、「グレースケーリング」又は「グレーレベリング」と呼ばれる。
【００３９】
グレースケーリングは、所与の個々に制御可能な素子によって基板に供給される放射強度が、２つの値（即ち、最大値と最小値だけ）に設定できるだけであるリソグラフィ・システムにおいて可能であるよりも優れた特徴部境界の位置の制御を行うことができる。実施形態では、少なくとも３つの異なる放射強度値、例えば、少なくとも４つの異なる放射強度値、少なくとも８つの異なる放射強度値、少なくとも１６の異なる放射強度値、少なくとも３２の異なる放射強度値、少なくとも６４の異なる放射強度値、少なくとも１００の異なる放射強度値、少なくとも１２８の異なる放射強度値、又は少なくとも２５６の異なる放射強度値を基板上に投射することができる。コントラスト・デバイスが光源自体（例えば、発光ダイオード又はレーザ・ダイオードのアレイ）である場合、グレースケーリングは、例えば、伝達される光の強度レベルを制御することによって実施されてもよい。コントラスト・デバイスがマイクロ・ミラー・デバイスである場合、グレースケーリングは、例えば、マイクロ・ミラーの傾斜角度を制御することによって実施されてもよい。同様に、グレースケーリングは、コントラスト・デバイスの複数のプログラム可能な素子をグループ化し、所与の時間にオン又はオフされる、グループ内の素子の数を制御することによって実施されてもよい。
【００４０】
グレースケーリングは、上述したグレースケーリングに対して付加的な、又は、代替の目的のために使用されてもよいことが理解されるべきである。例えば、露光後の基板の処理は、受け取った放射照射量レベルに応じて、基板の領域の３つ以上の可能性のある応答が存在するように調整されてもよい。例えば、第１閾値より小さい放射照射量を受け取る基板のある部分は、第１の方法で応答し、第１閾値を超えるが、第２閾値より小さい放射照射量を受け取る基板のある部分は、第２の方法で応答し、第２閾値を超える放射照射量を受け取る基板のある部分は、第３の方法で応答する。それに応じて、グレースケーリングは、３つ以上の所望の照射量レベルを有する基板にわたる放射照射量プロファイルを提供するのに使用することができる。実施形態では、放射照射量プロファイルは、少なくとも２つの所望の照射量レベル、例えば、少なくとも３つの所望の照射量レベル、少なくとも４つの所望の照射量レベル、少なくとも６つの所望の照射量レベル、又は少なくとも８つの所望の照射量レベルを有する。
【００４１】
放射照射量プロファイルは、上述したように、基板上の各地点において受け取られる放射の強度を単に制御することによる方法以外の方法で制御されてもよいことがさらに理解されるべきである。例えば、基板上の各地点によって受け取られた放射照射量は、別法として、又は、付加的に、前記地点の露光中に制御することによって制御されることができる。さらなる実施例として、基板上の各地点は、複数の連続する露光における放射をおそらく受け取ることができる。したがって、各地点によって受け取られる放射照射量は、別法として、又は、付加的に、前記複数の連続する露光の選択されたサブセットを使用して、前記地点を露光することによって制御されてもよい。
【００４２】
基板上に必要とされるパターンを形成するために、露光プロセス中に、各ステージにおいて、パターニング・デバイス内の個々に制御可能な素子のそれぞれを必要な状態に設定することが必要である。したがって、必要な状態を表す制御信号は、個々に制御可能な素子のそれぞれに送信されるべきである。好ましくは、リソグラフィ装置は、制御信号を生成するコントローラを含む。基板上に形成されるパターンは、ＧＤＳＩＩ等のベクトル定義されたフォーマットでリソグラフィ装置に供給されてもよい。設計情報を個々に制御可能なそれぞれの素子についての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、それぞれのデータ操作デバイスは、パターンを表すデータ・ストリームに関して処理ステップを実施するように構成される。データ操作デバイスは、一まとめに、「データ経路」と呼ばれてもよい。
【００４３】
データ経路のデータ操作デバイスは、以下の機能、即ち、ベクトル・ベースの設計情報をビットマップ・パターン・データに変換すること、ビットマップ・パターン・データを放射照射量マップ（即ち、基板にわたる放射照射量プロファイル）に変換すること、放射照射量マップを個々に制御可能なそれぞれの素子についての放射強度値に変換すること、及び、個々に制御可能なそれぞれの素子についての放射強度値を対応する制御信号に変換することのうちの１つ又は複数を実施するように構成される。
【００４４】
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、本発明による装置の実施形態を示す。図１に示す部品に対応する部品は、同じ参照数字で示される。同様に、種々の実施形態、例えば、基板、コントラスト・デバイス、ＭＬＡ、放射のビーム等の種々の構成の上記説明が、適用可能なままである。
【００４５】
図２に示すように、装置は、放射源ＳＯ、ビーム送出システムＢＤ、照明器ＩＬ、及び投射システムＰＳを備える。投射システム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レンズＬ１は、変調放射ビームＢを受け取り、アパーチャ・ストップＡＳのアパーチャを通して変調放射ビームＢを収束させるように構成される。さらなるレンズＡＬは、アパーチャ内に位置してもよい。放射ビームＢは、次に、発散し、第２レンズＬ２（例えば、フィールド・レンズ）によって収束される。
【００４６】
投射システムＰＳはさらに、拡張した変調ビームＢを受け取るように構成されたレンズのアレイＭＬＡを備える。パターニング・デバイスＰＤ内の個々に制御可能な素子の１つ又は複数の素子に相当する、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を通過する。各レンズＭＬは、変調放射ビームＢのそれぞれの部分を基板Ｗ上にある地点に収束させる。こうして、放射スポットＳのアレイは、基板Ｗ上に露光される。示すレンズのアレイＭＬＡの８つのレンズＭＬだけが示されるが、レンズのアレイは、数千のレンズを備えてもよいことが理解されるであろう（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々に制御可能な素子のアレイについても当てはまる）。
【００４７】
図３は、基板Ｗ上のパターンを生成することができる方法を概略的に示す。埋まった円は、投射システムＰＳ内のレンズのアレイＭＬＡによって基板上に投射されるスポットＳのアレイを表す。基板は、一連の露光が基板上に露光される時に、投射システムに対してＹ方向に移動する。空白円は、以前に基板上に露光されたスポット露光ＳＥを表す。示すように、投射システムＰＳ内のレンズのアレイによって基板上に投射される各スポットは、基板Ｗ上のスポット露光の列Ｒを露光する。基板についての全パターンは、スポットＳのそれぞれによって露光されるスポット露光ＳＥの列Ｒの総和によって生成される。こうした機構は、一般に、「ピクセル・グリッド・イメージング」と呼ばれる。実際には、基板Ｗの表面が適切に露光されること可能にするために、スポットＳ間に重なりが存在することになることが、当業者によって理解されるであろう。図示を簡略化するために、重なりは、図３には示されない。
【００４８】
放射スポットＳのアレイは、基板Ｗに対して角度θで配置されることが見てわかる（基板の縁部は、Ｘ及びＹ方向に平行である）。これは、基板が走査方向（Ｙ方向）に移動する時に、各放射スポットが基板の異なるエリアの上を通過し、それによって、放射スポットＳのアレイによって、全基板がカバーされることが可能になるように行われる。実施形態では、角度θは、せいぜい２０°、１０°、例えば、せいぜい５°、せいぜい３°、せいぜい１°、せいぜい０．５°、せいぜい０．２５°、せいぜい０．１０°、せいぜい０．０５°、又はせいぜい０．０１°である。実施形態では、角度θは、少なくとも０．０００１°、例えば、少なくとも０．００１°である。
【００４９】
図４は、複数の光学エンジンを使用することによって、全基板Ｗを単一スキャンで露光することができる方法を概略的に示す。８つの光学エンジン３１は、放射スポットのアレイを生成するように配置される（図示せず）。光学エンジン３１は、放射スポットの１つのアレイの縁部が、放射スポットの隣接アレイの縁部と（ｘ方向に）わずかに重なるように、「チェス・ボード」構成で２つの列３２、３３で配置される。検出器３４の列は、基板上に設けられる。検出器の列３４は、基板の表面の歪を測定する、即ち、好ましい位置からの、例えば、基板上のアライメント・マークの偏移を測定するように配置される。基板は、可撓性基板、例えば、可撓性プラスチック又はフラット・パネル・ディスプレイ基板上に形成される基板である時、歪測定は特に有利である場合がある。
【００５０】
実施形態では、光学エンジンは、少なくとも３つの列、例えば、４つの列又は５つの列で配置される。こうして、放射の帯は、基板Ｗの幅にわたって拡張し、全基板の露光が、単一スキャンで実施されることが可能になる。任意の適した数の光学エンジンが使用されてもよいことが理解されるであろう。実施形態では、光学エンジンの数は、少なくとも１つ、例えば、少なくとも２つ、少なくとも４つ、少なくとも８つ、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。実施形態では、光学エンジンの数は、４０未満、例えば、３０未満又は２０未満である。
【００５１】
各光学エンジンは、先に述べたように、別個の照明システムＩＬ、パターニング・デバイスＰＤ、及び投射システム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、及び投射システムの１つ又は複数の少なくとも一部を共有してもよいことが理解される。
【００５２】
歪測定値は、例えば、基板Ｗ上に位置する各ダイ（又は、他の標的）に関連する複数のアライメント・マークを設けることによって得ることができる。検出器３４の列によって測定される、基板Ｗの表面上での、アライメント・マークのその所望の位置からの偏移は、歪データとして記憶される。検出器３４は、任意の形態のアライメント検出器を備えてもよく、その実施例は、当業者に知られることになる。検出器３４は、歪測定値をデジタル歪データに変換するように構成されたアナログ−デジタル変換器を含んでもよいし、又は、アナログ−デジタル変換器に接続されてもよい。
【００５３】
基板Ｗが、複数のダイ又は他の標的を備えない場合、基板がフラット・パネル・ディスプレイ基板である場合にそうであるように、何らかの他の適したアライメント・マーク機構が使用されてもよい。アライメント・マークを使用することなく、基板Ｗの表面を測定することが可能である場合がある。例えば、検出器３４の列は、基板Ｗ上に設けられる回路パターン（又は、何らかの他の機能性パターン）のパターン認識に基づいて歪測定を行うのに使用することができるイメージング検出器を備えてもよい。
【００５４】
歪データは、パターニング・デバイス（図１又は図２を参照されたい）に接続されるプロセッサに送出される。プロセッサは、基板Ｗの測定された歪（即ち、歪データ）に基づいて、パターニング・デバイスに渡されるパターンに対する調整を行う。こうして、パターニング・デバイスによって投射されたパターンは、基板Ｗの歪に相当するように、歪まされ、それによって、基板に転写されるパターンが、基板上に既に設けられた既存のパターン層と適切に位置合わせすることが確保される。
【００５５】
歪データは、一般に、空間データの大きなセットを含み、データ・セットのサイズは、手に負えないくらいになるほどのものであり、データの送信はボトルネックを生じる可能性がある。この理由で、歪データは、よりコンパクトなフォーマットに変換されてもよい。本発明の一実施形態では、歪データは、空間ドメインから周波数ドメインへ変換される。空間ドメインから周波数ドメインへの歪データの変換は、プロセッサによって実施され、プロセッサは、一実施例では、歪データにフーリエ変換を適用する。これは、例えば、以下のフーリエ変換
【００５６】
【数１】
0004571601.tif 000002
を使用して達成することができる。
【００５７】
空間データにフーリエ変換を適用して周波数ドメインにする方法のさらなる詳細は、例えば、Ｅｒｗｉｎ  Ｋｒｅｙｓｚｉｇ著、Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃｓ（第６版）の１０章に見出すことができる。
【００５８】
実施形態では、上記フーリエ変換は、歪データに直接に適用されない。これは、２つの理由による。第１の理由は、歪データが、上記ｆ（ｘ）として表される連続関数ではなく、離散点からなることである。第２の理由は、基板上の基準点が、等間隔に配置されない場合があることである。これを克服するために、フーリエ級数を歪データにフィッティングする付加的なステップが使用される（これは、例えば、最小２乗法を使用してもよい）。
【００５９】
実施形態では、歪データは、性質上、２次元である。したがって、フーリエ変換は、２次元で適用されるべきであることが理解されるであろう。
【００６０】
結果得られるデータを不安定にさせる傾向があるため、無限数のフーリエ展開は好ましくない。代わりに、制限された数が使用されるのが好ましい。
【００６１】
フーリエ級数を歪データにフィットさせるのにグリッドが使用される。グリッドは十分に小さいため、グリッドの各正方形内では、歪データによって表されるラインは、いずれの極率も含まないという仮定が行われる。これによって、ラインが、より容易に周波数ドメインに変換することが可能になる。より小さなグリッド・サイズは、周波数ドメインに導入される不正確性が少ないことを意味することになる。しかし、より小さなグリッド・サイズはまた、計算回数がグリッド・サイズに比例するため、周波数ドメインへの変換を実施するために、より多くの計算が必要とされることになることを意味するであろう。したがって、計算の精度と必要とされる回数の間にはトレードオフが存在する。最適グリッド・サイズは、実施形態の所与のアプリケーションの要求によって決まることになる。例えば、約０．３ミクロンの重なり精度が必要とされる場合、およそ５〜１０ミクロンのグリッド・サイズが使用されてもよい（しかし、これは、ある程度は、例えば、基板のタイプ及び基板の寸法によって決まる場合がある）。
【００６２】
フーリエ変換はまた、拡大、スキュー、回転、及び平行移動がそこから除去された歪データに適用されてもよい（さらに以下を参照されたい）。これが行われる場合、周波数ドメインにおけるデータの同じ精度を、より大きなグリッド・サイズで達成することができる。
【００６３】
上述したように、連続フーリエ変換を使用する代わりに、離散フーリエ変換が使用されてもよいことが理解されるであろう。離散フーリエ変換は当業者によく知られており、（本発明の実施形態によって使用されるデータの場合にそうであるように）データ点が少なく、且つ、距離が離れているデータに特に適している。
【００６４】
図５は、本発明を具体化するリソグラフィ装置を概略的に示す。適切である場合、先の図の同じ部分に関連して既に使用された参照数字もまた、図５で使用される。検出器３４（ｘ方向に延びる列の１つ）は、基板テーブルＷＴ上に設けられる基板Ｗの上に位置する。検出器３４からの出力は、変換プロセッサ３６に接続される。変換プロセッサ３６は、空間データを周波数ドメインに変換するように構成される。変換プロセッサ３６からの出力は、パターン・プロセッサ３７に渡る。パターン・プロセッサ３７はまた、メモリ３８に接続される。メモリ３８は、投射システムＰＳを介して基板Ｗ上に投射するための、パターニング・デバイスＰＤに適用されるパターンに相当するデータを含む。図示の容易さのために、放射源及び放射ビーム調節装置は、図５に示されない。
【００６５】
使用時、基板テーブルＷＴは、走査運動において、矢印３９に示すようにｙ方向に移動する。基板Ｗの所与の領域は、投射システムＰＳの下を通過する前に、検出器３４の下を通過する。基板Ｗ上のアライメント・マーク（又は、他のアライメント・インジケータ）のロケーションは、検出器３４によって測定される。結果得られる歪データは、歪データを周波数ドメインに変換する変換プロセッサ３６に渡される。
【００６６】
パターン・プロセッサ３７は、メモリ３８から出力されたパターン・データと共に、周波数ドメイン歪データを受け取る（パターン・データは、基板の歪が全く発生しなった場合に、基板Ｗの所与の領域上に投射されることになるパターンに相当する）。パターン・プロセッサ３７は、周波数ドメイン歪データと空間データを使用してパターン・データを調整して、歪んだパターンを得る（パターンの歪は基板の歪に相当する）。歪んだパターンは、基板Ｗの所与の領域が投射システムＰＳの下を通過する瞬間にパターニング・デバイスＰＤに渡される。したがって、歪んだパターンは、歪んだ基板Ｗ上に投射され、パターンの歪と基板の歪は、投射されたパターンの素子が、基板上に位置する以前に投射されたパターンの素子と整列し、且つ、パターンの素子の上に正確に位置するように対応する。
【００６７】
いわゆるピクセル・グリッド・イメージングが使用される場合、基板上の所与のロケーションにおけるパターンの異なる部分が、例えば、図３に示すように、異なる時刻に基板上にイメージングされるということを考慮するように、データが調整されることができる。これは、適切な時間遅延を持って、パターニング・デバイスＰＤにデータを送出することによって達成される。時間遅延は、パターン・プロセッサ３７によって導入される。
【００６８】
（残留であれ、又は、その他であれ）歪データを表すために周波数ドメインを使用することは、データが空間ドメインで表される場合に比べて、データを表すのに必要とされるパラメータがより少ないために有利である。データ転送は、一部の例では、パターニング・デバイスを使用するリソグラフィ装置のボトルネックである場合があり、リソグラフィ装置のスループット（即ち、単位時間当たりに露光される基板の数）を制限する場合がある。歪データを周波数ドメインに変換することは、このボトルネックを取り除く。
【００６９】
実施形態では、本発明は、単純なフーリエ変換を使用する。しかし、単純なフーリエ変換は、無限まで延びるデータに最もよく適する。実際には、基板と歪データは有限である。この理由で、修正フーリエ変換、即ち、ウェーブレット変換が使用されてもよい。ウェーブレット変換の実施例は、
【００７０】
【数２】
0004571601.tif 000003
である。
【００７１】
ここで、τは平行移動を表し、ｓはスケールを表し、Ψ（ｔ）は、いわゆるマザー・ウェーブレットである。
【００７２】
ウェーブレット変換は、単純なフーリエ変換に関して上述したのと同じ方法で使用される。
【００７３】
上述した連続ウェーブレット変換を使用する代わりに、離散ウェーブレット変換（ＤＷＴ）が使用されてもよいことが理解されるであろう。ＤＷＴは、例えば、米国特許第６，３８９，０７４号に述べられる。離散ウェーブレット変換は、データ点が少なく、且つ、データ間が離れているデータにとって特に適している場合がある（本発明の実施形態によって使用されるデータの場合にそうであるが）。
【００７４】
本発明の代替の実施形態では、変換プロセッサ３６は、歪データ（残留か、又はその他）を、周波数ドメイン表現にではなく、直交多項式に変換するのに使用される。当業者には後でわかるように、用語「直交多項式」は、２つの直交多項式間の積分がゼロの結果を生じることを意味する。直交多項式に関する情報は、Ｅｒｗｉｎ  Ｋｒｅｙｓｚｉｇ著、Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃｓ（第６版）の４章に見出すことができる。
【００７５】
直交多項式表現は、測定データに対して最小２乗フィットをフィッティングすることによって得られ、フィッティングされる関数は、直交多項式である。
【００７６】
歪データが一旦変換されると、直交多項式のスケーリング係数のみが、パターン・プロセッサ３７に渡される。そこで、逆プロセスが起こり、それぞれの個々の直交多項式に属する係数は、多項式それ自体に再度結合される。全ての多項式は、加算され、この総合の得られる多項式が、イメージング点のそれぞれについての補正データを計算するのに使用される。
【００７７】
直交多項式表現を使用する利点は、限られた数の直交多項式だけが存在し、したがって、（他の効率の低い表現と比較して）多項式を記述するのに必要とされる記述子の数が少ないことである。
【００７８】
本発明のさらなる代替の実施形態では、変換プロセッサ３６は、歪データを（残留か、又は、その他）正規直交曲線に変換するのに使用される。当業者には後でわかるように、用語「正規直交多項式」は、多項式がＸ＝−１〜Ｘ＝＋１の値にわたり、曲線の下の面積は総和がゼロである（即ち、−１〜＋１の曲線の積分はゼロである）ことを意味する。正規直交多項式に関する情報は、Ｅｒｗｉｎ  Ｋｒｅｙｓｚｉｇ著、Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃｓ（第６版）の４章に見出すことができる。
【００７９】
正規直交多項式表現は、測定データに対して最小２乗フィットをフィッティングすることによって得られ、フィッティングされる関数は、正規直交多項式である。
【００８０】
歪データが一旦変換されると、正規直交多項式のスケーリング係数のみが、パターン・プロセッサ３７に渡される。そこで、逆プロセスが起こり、それぞれの個々の正規直交多項式に属する係数は、多項式それ自体に再度結合される。全ての多項式は、加算され、この総合の得られる多項式が、イメージング点のそれぞれについての補正データを計算するのに使用される。
【００８１】
正規直交多項式を使用することは、限られた数の正規直交多項式だけが存在するため、（他の効率の低い表現と比較して）多項式を記述するのに必要とされる記述子の数が少ないという理由で有利である。
【００８２】
本発明の上述した実施形態では、基板Ｗの歪は、基板上にパターンを露光する直前に測定されるが、歪は、早期ステージにおいて測定されてもよいことが理解されるであろう。例えば、基板Ｗの歪は、専用測定装置において測定されてもよい。これが行われる場合、基板Ｗは、測定後に歪まないことが好ましい。一般に、基板Ｗの歪は、基板の化学処理及びベーキング中に起こり、基板は、処理及びベーキングが完了した後にそれ以上歪まない。このことは、専用装置を使用して得られる歪測定値は、正確な歪測定値を提供し、正確な歪測定値を後で使用して、基板Ｗ上へのパターンの正確なリソグラフィ投射を可能にすることができることを意味する。
【００８３】
本発明の実施形態は、全体の基板を表す歪データ又は基板の特定の領域を表す歪データに関連して使用されてもよい。基板の異なる領域は、変換済みデータの別個のセットによって表すことができる。これを行う場合、変換済みデータは、機能の間の境界に段差が確実に存在しないようにするために、（１次か、２次のいずれかで）平滑化されてもよい。
【００８４】
検出器３４の列から得られた歪データは、基板Ｗの拡大、スキュー、回転、及び平行移動を含む。一部の例では、これらの要素をデータから分離することが望ましい場合がある。残留歪データと考えることができる、結果得られるデータのセットは、上述した方法で扱われる。基板Ｗの拡大、スキュー、回転、及び平行移動は、記憶され、別個に使用される。例えば、求めた基板の平行移動は、パターニング・デバイスＰＤ上でパターンを平行移動することによって補正することができる。
【００８５】
実施例では、こうした平行移動を求めることは、全ての歪ベクトルを加算し、このベクトルをベクトルの総数で割ることによって行うことができる。結果得られるベクトルは、基板の総合平行移動を記述する。
【００８６】
一部の例では、基板Ｗの拡大、スキュー、回転、及び平行移動のサブセットを求め、記憶することが好ましい場合がある。
【００８７】
本発明の上述した実施形態の多くは、基板上にパターンを投射するために、プログラム可能なパターニング・デバイスを使用するが、本発明は、例えば、マスク・ベースのシステムを使用することによって、マスク・ベースのシステムにおいて使用されてもよく、マスク上に設けるパターンを歪ませるレンズ系を使用することによって、基板の歪を補正することも可能である。
【００８８】
一般的な参照を容易にするために、パターン・プロセッサ３７は、単に、「プロセッサ」と呼ばれてもよい。変換プロセッサ３６は、「第２プロセッサ」と呼ばれてもよく、基板データ・プロセッサ３５は、「第３プロセッサ」と呼ばれてもよい。
【００８９】
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）の製造においてリソグラフィ装置の使用が特に参照される場合があるが、本明細書で述べるリソグラフィ装置は、他のアプリケーションを有してもよいことが理解されるべきである。アプリケーションは、集積回路、集積化した光学系、磁気ドメイン・メモリ用の誘導及び検出パタ−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、微小電気機械デバイス（ＭＥＭＳ）等の製造を含むが、それに限定されない。同様に、例えば、フラット・パネル・ディスプレイにおいて、本発明の装置は、種々の層、例えば、薄膜トランジスタ層及び／又はカラー・フィルタ層の作成を補助するのに使用されてもよい。
【００９０】
光リソグラフィにおいて本発明の実施形態の使用が特に上記で、先に参照されたが、本発明は、他のアプリケーション、例えば、状況が許せば、インプリント・リソグラフィにおいて使用されてもよく、光リソグラフィに限定されないことが理解されるであろう。インプリント・リソグラフィでは、パターニング・デバイスのトポグラフィが、基板上に作られるパターンを規定する。パターニング・デバイスのトポグラフィは、基板に供給されるレジスト層内に押し付けられてもよく、その後、電磁放射、熱、圧力、又はその組み合わせを加えることによってレジストが硬化する。パターニング・デバイスは、レジストが硬化した後に、レジストの外に移動し、レジスト内にパターンが残る。
【００９１】
本発明の特定の実施形態を先に述べたが、本発明は、述べた以外の方法で実施されてもよいことが理解されるであろう。例えば、本発明は、先に開示した方法を記述する機械読み取り可能命令の１つ又は複数のシーケンスを含むコンピュータ・プログラム、或いは、こうしたコンピュータ・プログラムを中に記憶しているデータ記憶媒体（例えば、半導体メモリ、磁気ディスク又は光ディスク）の形態をとってもよい。
【００９２】
本発明の特定の実施形態を述べたが、実施形態の多くの変更が、当業者に容易に明らかになるか、又は、当業者に提案されてもよいことが理解されることになり、また、したがって、本発明は、添付特許請求項の精神及び範囲によってのみ制限されることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の実施形態によるリソグラフィ装置を示す図である。
【図２】本発明の別の実施形態によるリソグラフィ装置を示す図である。
【図３】図２に示す、本発明の実施形態を使用した、基板に対するパターンの転写のモードを示す図である。
【図４】光学エンジンの機構を示す図である。
【図５】本発明の別の実施形態によるリソグラフィ装置を示す図である。
【符号の説明】
【００９４】
３１  光学エンジン
３２、３３  光学エンジンの列
３４  検出器（検出器の列）
３６  変換プロセッサ
３７  パターン・プロセッサ
３８  メモリ
３９  矢印
ＡＤ  調整器
ＡＬ  レンズ
ＡＳ  アパーチャ・ストップ
Ｂ  放射ビーム
ＢＤ  ビーム送出システム
ＢＳ  ビーム・スプリッタ
Ｃ  標的部分
ＣＯ  コンデンサ
ＩＦ  位置センサ
ＩＬ  照明システム（照明器）
ＩＮ  積分器
Ｌ１  第１レンズ
Ｌ２  第２レンズ（フィールド・レンズ）
ＭＬＡ  マイクロ・レンズ・アレイ
ＰＤ  パターニング・デバイス
ＰＳ  投射システム
ＰＷ  ポジショナ
Ｒ  スポット露光の列
Ｓ  放射スポット
ＳＥ  スポット露光
ＳＯ  放射源
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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