(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にパターン形成された放射ビームを投影するためのデバイス製造方法であって、
測定段階中に、
放射ビームを第１のビーム条件により調整するステップと、
前記第１のビーム条件で調整された前記放射ビームの断面に、第１のパターンを付与することにより、パターン形成された放射ビームを形成するステップと、
前記パターン形成された放射ビームの波面を、干渉センサ上に投影するステップと、
前記干渉センサからセンサ出力信号を供給するステップと、
前記センサ出力信号からパラメータを入手するステップと、
前記センサ出力信号から入手した少なくとも１つの前記パラメータから前記第１のビーム条件とは異なる第２のビーム条件を設定するステップと、
を含み、
露光段階中に、
前記放射ビームの条件を前記第２のビーム条件に切り替えるステップと、
前記第２のビーム条件で調整された前記放射ビームの断面に、前記第１のパターンとは異なる、パターニングデバイスが提供している第２のパターンを付与することにより、パターン形成された放射ビームを形成するステップと、
前記パターン形成されたビームを前記基板のターゲット部分上に投影するステップと、
を含む方法であって、
前記放射ビームを前記第１及び第２のビーム条件で調整する際に、前記パターニングデバイスが配置される場所における前記放射ビームの所望の角度輝度分布を提供するために、複数の反射装置で前記放射ビームの異なる複数の部分を異なる方向に個々に操作する、
方法。
【請求項２】
前記第１のパターンが波面検出構造を含み、
前記パターン形成された放射ビームの前記波面が、前記波面検出構造により形成される、請求項１に記載のデバイス製造方法。
【請求項３】
前記複数の反射装置のそれぞれの向きが、前記放射ビームの対応する複数の部分のそれぞれを所望の方向に誘導するために制御される、請求項１又は２に記載のデバイス製造方法。
【請求項４】
再誘導素子が、前記角度輝度分布に対応する前記放射ビームの断面内の空間輝度分布を生成するために、前記の操作した放射ビームの少なくとも一部を再誘導する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のデバイス製造方法。
【請求項５】
前記断面が、瞳面である、請求項４に記載のデバイス製造方法。
【請求項６】
前記第１のビーム条件による前記放射ビームの前記調整が、瞳の充填を含む、請求項５に記載のデバイス製造方法。
【請求項７】
少なくとも７０％の均一性で前記瞳を充填する、請求項６に記載のデバイス製造方法。
【請求項８】
前記第２のビーム条件による前記放射ビームの前記調整が、前記瞳に、環状分布、少なくとも２つの極を含む分布、二重極分布、四重極分布及び円形の低ＮＡ分布からなるグループから選択される輝度分布を提供する、請求項５乃至７のいずれか１項に記載のデバイス製造方法。
【請求項９】
前記干渉センサが、
せん断干渉法により波面品質を決定するせん断干渉計と、
点回折干渉法により波面品質を決定する点回折干渉計と、
ハルトマンシャック検出により波面品質を決定するハルトマンシャック波面センサと、
からなるグループから選択される、請求項１乃至８のいずれか１項に記載のデバイス製造方法。
【請求項１０】
前記第１のビーム条件から前記第２のビーム条件への前記切替えが、０．５秒以内に行われる、請求項１乃至９のいずれか１項に記載のデバイス製造方法。
【請求項１１】
前記第１のビーム条件から前記第２のビーム条件への前記切替えが、５ミリ秒以内に行われる、請求項１乃至９のいずれか１項に記載のデバイス製造方法。
【請求項１２】
前記第１のビーム条件から前記第２のビーム条件への前記切替えが、５０ミリ秒以内に行われる、請求項１乃至９のいずれか１項に記載のデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]  本発明は、デバイスを製造するための方法及びリソグラフィ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]  リソグラフィ装置は、基板上に、通常は基板のターゲット部分上に、所望のパターンを投影する機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造の際に使用することができる。このような状況において、マスク又はレチクルとも呼ばれるパターニングデバイスを、ＩＣの個々の層上に形成される回路パターンを生成するために使用することができる。このパターンは、基板（例えば、シリコンウェーハ）上にターゲット部分（例えば、１つの又は数個のダイの一部を含む）上に転写することができる。通常、パターンの転写は、基板上に位置する放射線感知材料（レジスト）の層上に、放射ビームモードで、放射ビームにより結像することにより行われる。一般に、１つの基板は、連続的にパターン形成される隣接するターゲット部分のネットワークを含む。周知のリソグラフィ装置は、各ターゲット部分が、一度にターゲット部分上に全パターンを露光することにより照射されるいわゆるステッパ、及び同時に所与の方向（スキャン方向）に平行又は逆平行にスキャンしながら上記方向に放射ビームによりパターンをスキャンすることにより、各ターゲット部分が照射されるいわゆるスキャナを含む。基板上にパターンをインプリントすることにより、パターニングデバイスから基板にパターンを転写することもできる。
【０００３】
[0003]  米国特許第２００７／０８１１３８  Ａ１号に、アライメント較正プロセス中に、基板レベルでの投影画像の特性を検出するためにセンサを使用するリソグラフィ装置において、基板上に入射する放射線の角度範囲を拡大するために拡散装置が放射ビーム内に挿入されるリソグラフィ装置を使用するデバイス製造方法が記載されている。それにより、使用する放射ビームモードとセンサの受入れＮＡとの間に不整合があっても、十分な放射線がセンサ内に確実に入ることができる。
【０００４】
[0004]  周知の装置及び周知の方法の欠点は、放射ビームの外側の第１の位置から、放射ビームの内部の第２の位置に拡散装置が物理的に移動することである。この移動が完了するまでにはある時間がかかり、装置の処理能力時間に悪影響を及ぼす場合がある。もっと速い方法を使用すると有利である。
【０００５】
[0005]  周知の装置及び周知の方法のもう１つの欠点は、任意の可能な照明モード、すなわち基板を照明するために使用する放射ビームモードでうまく機能しないことである。例えば、瞳の小さな部分だけを満たす急勾配四重極プロファイルのような、１つ又は複数の非常に狭い角度範囲内の非常に急勾配の照明プロファイルの照明モードの場合には、照明モードとセンサ受入れ範囲との間の不整合があまりに大きくなり、拡散装置で補償できなくなる。より詳細には、拡散装置の形状は、照明モードとセンサ受入れ範囲との間の不整合の程度及び性質に依存するので、入手することができない形状の拡散装置を使用しなければならなくなる。実質的に任意の可能な実用的な照明モードと一緒に使用することができる別のデバイスを使用すると有利である。
【０００６】
[0006]  周知の装置及び周知の方法のもう１つの欠点は、非常に有意な距離上の拡散装置の機械的移動により、例えば、機械的振動へのような照明ビームが外乱を受けることである。その環境上で少ない機械的影響しか与えないで動作することができる別のデバイスを使用すると有利である。
【０００７】
[0007]  周知の装置及び周知の方法のもう１つの欠点は、結果として得られる拡散ビームが、リソグラフィ装置の測定及び／又はアライメントシステムと互換性がない場合があることである。例えば、拡散ビームは、ビームの品質の干渉計による測定の実施又は干渉アライメント方法とうまく合わない場合がある。
【０００８】
[0008]  周知の装置及び周知の方法のもう１つの欠点は、拡散装置の効果が、そこで照明ビームの放射が、パターニングデバイス上のマーカ上に入射する角度範囲の拡大に限定されることである。しかし、このことは、角度範囲の拡大にとっては役に立たないが、同じ角度範囲内の輝度の分布の再配置には役に立つし、もっと狭い角度の照明ビームの放射を集中するために角度範囲を狭くするためには役に立つ。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
[0009]  従来技術の装置の１つ又は複数の欠点を克服し、又は緩和するリソグラフィ装置を提供することは望ましいことである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
[0010]  ある態様によれば、本発明は、基板上にパターン形成された放射ビームを投影するためのデバイス製造方法を提供する。この方法は、
測定段階において、第１のビーム条件を含む放射ビームを調整するステップと、第１のビーム条件を含む放射ビームに、その断面の第１のパターンを付与することにより、パターン形成された放射ビームを形成するステップと、センサ出力信号を供給することができるセンサ上に、パターン形成されたビームを投影するステップと、
露光段階において、放射ビームの調整を、第１のビーム条件とは異なる第２のビーム条件に切り替えるステップと、第２のビーム条件を含む放射ビームに、パターニングデバイスが提供する第２のパターンを付与することにより、パターン形成された放射ビームを形成するステップと、基板のターゲット部分上にパターン形成されたビームを投影するステップと、
を含む。
【００１１】
[0011]  ある態様によれば、本発明はリソグラフィ装置を提供する。このリソグラフィ装置は、放射ビームを調整する照射システムと、パターニングデバイスを支持する支持体であって、支持体及びパターニングデバイスのうちの少なくとも一方が、パターン形成された放射ビームを形成するために、放射ビームにその断面のパターンを付与することができる支持体と、パターン形成された放射ビームの少なくとも一部を受光し、センサ出力信号を供給することができるセンサと、測定段階において、センサ上にパターン形成された放射ビームを投影し、露光段階において、基板のターゲット部分上にパターン形成された放射ビームを投影する投影システムとを備え、
照明システムは、測定段階中、放射ビームへの第１のビーム条件を含む放射ビームを供給するステップと、露光段階中、第１のビーム条件とは異なる第２のビーム条件を含む放射ビームを供給するステップとの間を切り替えることができるように構成される。
【００１２】
[0012]  ある態様によれば、本発明は、リソグラフィ装置により製造したデバイスを提供する。このリソグラフィ装置は、放射ビームを調整する照明システムと、
パターニングデバイスを支持する支持体であって、支持体及びパターニングデバイスのうちの少なくとも一方が、パターン形成された放射ビームを形成するために、放射ビームにその断面のパターンを付与することができる支持体と、パターン形成された放射ビームの少なくとも一部を受光し、センサ出力信号を供給することができるセンサと、測定段階において、センサ上にパターン形成された放射ビームを投影し、露光段階において、基板のターゲット部分上にパターン形成された放射ビームを投影する投影システムとを備え、
照明システムは、測定段階中、第１のビーム条件を含む放射ビームを供給するステップと、露光段階中、第１のビーム条件とは異なる第２のビーム条件を含む放射ビームを供給するステップとの間を切り替えることができるように構成される。
【００１３】
[0013]  ある態様によれば、本発明は、リソグラフィ装置と一緒に使用するための波面検出構造を提供する。このリソグラフィ装置は、放射ビームを調整する照明システムと、パターニングデバイスを支持する支持体であって、支持体及びパターニングデバイスのうちの少なくとも一方が、パターン形成された放射ビームを形成するために、放射ビームにその断面のパターンを付与することができる支持体と、
パターン形成された放射ビームの少なくとも一部を受光し、センサ出力信号を供給することができるセンサと、測定段階において、センサ上にパターン形成された放射ビームを投影し、露光段階において、基板のターゲット部分上にパターン形成された放射ビームを投影する投影システムとを備え、
照明システムは、測定段階中、第１のビーム条件を含む放射ビームを供給するステップと、露光段階中、第１のビーム条件とは異なる第２のビーム条件を含む放射ビームを供給するステップとの間を切り替えることができるように構成され、このパターンは、波面検出構造を備え、投影システムは、測定段階中、センサに、波面検出構造が形成したパターン形成された放射ビームの波面を提供し、センサは、波面を受信し、波面品質パラメータを決定し、波面品質パラメータに従ってセンサ出力信号を供給する波面センサである。
【００１４】
[0014]  ここで、対応する参照番号が対応する部材を示す添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明するが、これは単に例示としてのものに過ぎない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】[0015]本発明のある実施形態によるリソグラフィ装置である。
【図２】[0016]従来技術の装置による角度輝度分布から空間輝度分布への変換の略図である。
【図３】[0017]図１のリソグラフィ装置のより詳細な一部の略図である。
【図４ａ】[0018]図１のリソグラフィ装置Ｌの一部を形成するミラーアレイのミラーの略図である。
【図４ｂ】[0018]図１のリソグラフィ装置Ｌの一部を形成するミラーアレイのミラーの略図である。
【図５】[0019]従来技術の配置によるリソグラフィ装置である。
【図６】[0020]図５の装置の基板ステージである。
【図７】[0021]図５の装置の光学的配置である。
【図８】[0022]図５の装置内の投影ビームの経路内に位置する拡散装置を含まない、また含む基板レベルでのセンサ内への放射線の入射である。
【図９】[0022]図５の装置内の投影ビームの経路内に位置する拡散装置を含まない、また含む基板レベルでのセンサ内への放射線の入射である。
【図１０ａ】[0023]瞳面内の空間輝度分布である。
【図１０ｂ】[0023]瞳面内の空間輝度分布である。
【図１１ａ】[0023]瞳面内の空間輝度分布である。
【図１１ｂ】[0023]瞳面内の空間輝度分布である。
【図１２ａ】[0023]瞳面内の空間輝度分布である。
【図１２ｂ】[0023]瞳面内の空間輝度分布である。
【図１３ａ】[0023]瞳面内の空間輝度分布である。
【図１３ｂ】[0023]瞳面内の空間輝度分布である。
【図１４】[0024]透過画像センサの略図である。
【図１５】[0025]干渉計による測定のための配置である。
【図１６ａ】[0026]干渉計センサの配置の略図である。
【図１６ｂ】[0026]干渉計センサの配置の略図である。
【図１６ｃ】[0026]干渉計センサの配置の略図である。
【図１７】[0027]本発明のある実施形態による方法である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
[0028]  図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を示す。この装置は、
放射ビームＢ（例えば、ＵＶ線又はＥＵＶ線）を調整するように構成された照明システム（イルミネータ）ＩＬと、
パターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡを支持するように構成され、幾つかのパラメータによりパターニングデバイスを正確に位置決めするように構成された第１のポジショナＰＭと接続している支持体（例えば、マスクテーブル）ＭＴと、
基板（例えば、レジストコートウェーハ）Ｗを保持するように構成され、幾つかのパラメータにより基板を正確に位置決めするように構成された第２のポジショナＰＷと接続している基板テーブル（例えば、ウェーハテーブル）ＷＴと、
パターニングデバイスＭＡにより放射ビームＢに付与されたパターンを、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）上に投影するように構成された投影システム（例えば、屈折投影レンズシステム）ＰＳと、
を備える。
【００１７】
[0029]  照明システムは、放射線を誘導したり、整形したり、又は制御したりするための、屈折、反射、磁気、電磁、静電又は他のタイプの光学コンポーネントのような種々のタイプの光学コンポーネント、又はその組合せを含むことができる。
【００１８】
[0030]  支持構造は、パターニングデバイスの重量を支持する、すなわち、支える。支持構造は、パターニングデバイスの向き、リソグラフィ装置の設計、及び例えば、パターニングデバイスが真空環境で支持されているか否かのような他の条件により、異なる方法でパターニングデバイスを支持する。支持構造は、パターニングデバイスを保持するために機械的な、真空による、静電による、又は他のクランピング技術を使用することができる。支持構造は、例えば、必要に応じて固定又は移動することができるフレーム又はテーブルであってもよい。支持構造は、例えば、投影システムに対して、パターニングデバイスを所望の位置に確実に設置することができる。本明細書で「レチクル」又は「マスク」という用語を使用した場合には、もっと一般的な用語である「パターニングデバイス」と同意語であると見なすことができる。
【００１９】
[0031]  本明細書においては、「パターニングデバイス」という用語は、基板のターゲット部分内にパターンを生成するために、放射ビームにその断面のパターンを付与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して広義に解釈すべきである。放射ビームに付与されたパターンは、例えば、パターンが位相シフト特徴又はいわゆるアシスト特徴を含む場合には、基板のターゲット部分内の所望のパターンと正確に対応しない場合があることに留意されたい。一般に、放射ビームに付与されたパターンは、集積回路のようなターゲット部分に生成中のデバイス内の特定の機能層に対応する。
【００２０】
[0032]  パターニングデバイスは、透過性のものであっても、反射性のものであってもよい。パターニングデバイスの例としては、マスク、プログラマブルミラーアレイ、及びプログラマブルＬＣＤパネル等がある。マスクはリソグラフィ業界においては周知のものであり、バイナリ、レベンソン型（alternating）位相シフト、及びハーフトーン（attenuated）位相シフト及び種々のハイブリッドマスクタイプのようなマスクタイプを含む。プログラマブルミラーアレイの一例は、それぞれが、異なる方向に入力放射ビームを反射するように、個々に傾斜することができる小さなミラーのマトリクス配列を使用している。傾斜したミラーは、ミラーマトリクスにより反射した放射ビームにパターンを付与する。
【００２１】
[0033]  本明細書においては、「投影システム」という用語は、使用中の露光放射又は液浸液の使用、又は真空の使用のような他の要因に適している、屈折性、反射性、反射屈折性、磁気、電磁、及び静電光学システム又はその任意の組合せを含む任意のタイプの投影システムを含むものとして広義に解釈すべきである。本明細書においては、「投影レンズ」という用語は、もっと一般的な用語「投影システム」と同意語であると見なすことができる。
【００２２】
[0034]  本明細書においては、装置は、透過性タイプ（例えば、透過マスクを使用する）のものである。別の方法としては、装置は、反射性タイプ（例えば、上記タイプのプログラマブルミラーアレイを使用する、又は反射マスクを使用する）のものであってもよい。
【００２３】
[0035]  リソグラフィ装置は、２つのステージ（デュアルステージ）又はもっと多くの基板テーブル（及び／又は２つ以上のマスクテーブル）を有するタイプのものであってもよい。このような「マルチステージ」機械の場合には、追加のテーブルを並列に使用することもできるし、１つ又は複数のテーブルを露光に使用しながら、１つ又は複数のテーブル上で準備ステップを実行することもできる。
【００２４】
[0036]  リソグラフィ装置は、また、基板の少なくとも一部が、投影システムと基板との間の空間を満たすように、例えば、水のような比較的高い屈折率を有する液体でカバーすることができるタイプのものであってもよい。液浸液は、また、例えば、マスクと投影システムの間のようなリソグラフィ装置内の他の空間にも使用することができる。液浸技術は、投影システムの開口数を増大するための当業者にとって周知の技術である。本明細書においては、「液浸」という用語は、基板のような構造を液体に浸さなければならないことを意味するものではなく、それどころか、液体が投影システムと露光中の基板の間に位置することを意味するだけである。
【００２５】
[0037]  図１を参照すると、イルミネータＩＬは、放射源ＳＯから放射ビームを受光する。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場合のように、別々のエンティティであってもよい。そのような場合には、放射源は、リソグラフィ装置の一部を形成するものとは見なされず、放射ビームは、放射源ＳＯから適切な誘導ミラー及び／又はビームエキスパンダを含むビームデリバリシステムＢＤの助けを借りて、イルミネータＩＬに移動する。他の場合には、放射源は、例えば、放射源が水銀ランプの場合のように、リソグラフィ装置の一部であってもよい。放射源ＳＯ及びイルミネータＩＬは、ビームデリバリシステムＢＤと一緒に、必要に応じて、放射システムと呼ぶことができる。
【００２６】
[0038]  イルミネータＩＬは、放射ビームの角度輝度分布を調整するためのアジャスタＡＤを備えることができる。一般に、イルミネータの瞳面内の輝度分布の（通常、それぞれσ−ｏｕｔｅｒ及びσ−ｉｎｎｅｒと呼ばれる）少なくとも外側及び／又は内側の半径範囲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及びコンデンサＣＯのような種々の他の構成部品を備えることができる。イルミネータは、その断面で所望の均一性及び輝度分布を得るために放射ビームを調整するために使用することができる。
【００２７】
[0039]  放射ビームＢは、支持構造（例えば、マスクテーブルＭＴ）上に保持されているパターニングデバイス（例えば、マスクＭＡ）上に入射し、パターニングデバイスによりパターン形成される。マスクＭＡを横切った後で、放射ビームＢは、投影システムＰＳを通過し、投影システムは、ビームの焦点を基板Ｗのターゲット部分Ｃ上に結ぶ。第２のポジショナＰＷ及び位置センサＩＦ（例えば、干渉計デバイス、リニアエンコーダ又は容量センサ）の助けを借りて、基板テーブルＷＴを、例えば、放射ビームＢの経路内の異なるターゲット部分Ｃに位置決めするために正確に移動することができる。同様に、第１のポジショナＰＭ及びもう１つの位置センサ（図１には明示していない）を、例えば、マスクライブラリから機械的に検索した後で、又はスキャン中に、放射ビームＢの経路に対してマスクＭＡを正確に位置決めするために使用することができる。一般に、マスクテーブルＭＴの移動は、第１のポジショナＰＭの一部を形成するロングストロークモジュール（粗動位置決め）、及びショートストロークモジュール（微動位置決め）の助けを借りて行うことができる。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第２のポジショナＰＷの一部を形成するロングストロークモジュール（粗動位置決め）及びショートストロークモジュール（微動位置決め）により行うことができる。ステッパの場合には（スキャナとは反対に）、マスクテーブルＭＴをショートストロークアクチュエータと接続することもできるし、固定することもできる。マスクＭＡ及び基板Ｗは、マスクアライメントマークＭ１、Ｍ２及び基板アライメントマークＰ１、Ｐ２により位置合わせすることができる。図では、基板アライメントマークは専用ターゲット部分を占拠しているが、ターゲット部分間の空間内に位置させることもできる（これらのマークは、スクライブレーンアライメントマークと呼ばれる）。同様に、２つ以上のダイがマスクＭＡ上に位置している場合には、マスクアライメントマークをダイ間に位置させることができる。
【００２８】
[0040]  図の装置は、下記のモードのうちの少なくとも１つで使用することができる。
[0041]  １．ステップモードの場合には、マスクテーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴは、本質的に固定状態に維持されているが、一方、放射ビームに付与された全パターンは、一度にターゲット部分Ｃ上に投影される（すなわち、１回の静止露光）。次に、基板テーブルＷＴは、異なるターゲット部分Ｃを露光することができるようにＸ及び／又はＹ方向にシフトされる。ステップモードの場合には、露光フィールドの最大寸法により、１回の静止露光の際に結像されるターゲット部分Ｃの大きさが制限される。
[0042]  ２．スキャンモードの場合には、マスクテーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴが同時にスキャンされるが、一方、放射ビームに付与されたパターンは、ターゲット部分Ｃ上に投影される（すなわち、１回の動的露光）。マスクテーブルＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度及び方向は、拡大（縮小）及び投影システムＰＳの画像反転特性により決めることができる。スキャンモードの場合には、露光フィールドの最大寸法により、１回の動的露光の際のターゲット部分の（非スキャン方向の）幅が制限される。一方、スキャン動作の長さにより、ターゲット部分の高さ（スキャン方向）が決まる。
[0043]  ３．他のモードの場合には、マスクテーブルＭＴは、プログラマブルパターニングデバイスを保持する本質的に固定状態に維持され、基板テーブルＷＴは、移動しスキャンされる。一方、放射ビームに付与されたパターンは、ターゲット部分Ｃ上に投影される。このモードの場合には、一般に、パルス放射源が使用され、プログラマブルパターニングデバイスが、基板テーブルＷＴの各運動の後、又はスキャン中、連続的放射パルス間に必要に応じて更新される。このモードの動作は、上記タイプのプログラマブルミラーアレイのようなプログラマブルパターニングデバイスを使用するマスクレスリソグラフィ装置に容易に適用することができる。
【００２９】
[0044]  上記使用モードの組合せ及び／又は変更したもの、又は全く異なる使用モードも使用することができる。
【００３０】
ビーム条件
[0045]  イルミネータＩＬは、放射ビームの角度輝度分布を調整するように構成されたアジャスタＡＤを含むことができる。これにより、例えば、イルミネータの瞳面内の輝度分布の（通常、それぞれσ−ｏｕｔｅｒ及びσ−ｉｎｎｅｒと呼ばれる）外側及び／又は内側の半径範囲を調整することができる。さらに、イルミネータＩＬは、一般に、インテグレータＩＮ及び結合光学系ＣＯのような種々の他の構成部品を含むことができる。例えば、石英ロッドであってもよいインテグレータは、放射ビームの均質性を改善する。
【００３１】
[0046]  イルミネータの瞳面のところの放射ビームの空間輝度分布は、放射ビームがパターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡに入射する前に角度輝度分布に変換される。すなわち、イルミネータの瞳面とパターニングデバイスＭＡとの間にはフーリエ関係がある（パターニングデバイスはフィールド面内にある）。これは、イルミネータの瞳面が、放射ビームの焦点をパターニングデバイスＭＡに結ぶ結合光学系ＣＯの前部焦点面と実質的に一致するからである。
【００３２】
[0047]  瞳面のところの空間輝度分布の制御は、パターニングデバイスＭＡの画像が、基板Ｗ上に投影される精度を改善するために使用される。より詳細には、二重極、環状又は四重極オフアクシス照明プロファイルを含む空間輝度分布は、パターンが投影される解像度を向上するために、又は投影レンズ収差、露光ラチチュード及び焦点深度のような他のパラメータを改善するために使用することができる。
【００３３】
[0048]  図２は、放射ビームＢの対応する角度輝度分布及び空間輝度分布の原理を概略示す。従来技術の配置によれば、外側及び／又は内側の半径範囲（それぞれσ−ｏｕｔｅｒ及びσ−ｉｎｎｅｒ）は、回折素子４のアレイを使用して設定することができる。各回折素子４は、光線の発散ペンシル５を形成する。光線の各ペンシル５は、放射ビームＢの一部又はサブビームに対応する。ペンシル５は、焦点レンズ６に入射する。焦点レンズ６の後側焦点面８においては、各ペンシル５は、被照明領域に対応する。この領域の大きさは、ペンシル５の光線が伝播する方向の範囲により異なる。方向の範囲が狭い場合には、後側焦点面８の被照明領域の大きさも小さくなる。方向の範囲が広い場合には、後側焦点面８の被照明領域の大きさも大きくなる。さらに、ペンシル５のすべての同じ方向、すなわち、相互に平行なすべての光線は、後側焦点面８内の同じ特定の点に対応する（理想的な光学的条件が適用されるならば）。
【００３４】
[0049]  例えば、環状形の放射ビームＢの断面内に（特に放射ビームの瞳面内に）空間輝度分布を形成する方法は周知である。このモードは、環状照明モードと呼ばれる。環状形の内側の半径範囲（σ−ｉｎｎｅｒ）は、ゼロ又はゼロに近い輝度を有する中央領域に対応し、回折光学素子の適切なアレイにより設定することができる。例えば、図２を参照すると、光線のペンシル５のどれもが中央領域に入射しないで、代わりに環状領域だけに入射するように構成された回折素子４のアレイを選択することができる（しかし、実際には、分散のような効果により、中央領域内にはゼロより大きい輝度が存在する場合がある）。回折素子のアレイ４を適切に選択することにより、二重極（ダイポール）又は四重極照明のような断面領域内に他の空間輝度分布を形成することができる。ズームレンズ又はアキシコンのような追加の光学素子（図示せず）を、放射ビームの角度分布をさらに修正するために使用することができる。
【００３５】
[0050]  図３は、ＥＰ１２６２８３６  Ａ１に記載の別の従来技術の装置の略図を示す。放射源３０（図１のＳＯと等価）は、シャッタ３１を通過する比較的狭い視準放射ビームを出力する。次に、この放射ビームは、ビームを反射素子３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ、３３ｅのアレイ３３の大きさに対応する大きさに拡張するビーム拡がり光学系３２を通過する。理想的には、放射ビーム拡がり光学系３２は、視準したビームを出力するものであることが好ましい。ある実施形態の場合には、拡張した放射ビームの大きさは、放射ビームがすべての反射素子３３ａ〜３３ｅに入射するのに十分なものである。図３は、拡張した放射ビームの３つのサブビームを示しているが、これは単に例示としてのものに過ぎない。
【００３６】
[0051]  第１のサブビームは、反射素子３３ｂに入射する。アレイ３３の他の反射素子３３ａ、３３ｃ〜３３ｅのように、サブビームが望ましい所定の方向に反射するように、その向きを調整するために、反射素子３３ｂを制御することができる。焦点レンズを含むことができる再誘導光学系１６は、放射ビームの断面１８内の所望の点又は小さな領域に入射するようにサブビームを再誘導する。断面１８は、イルミネータ（図３に図示せず）の他の部分に対する仮想放射源ビームとしての働きをする瞳面と一致する場合がある。図３の他のサブビームは、反射素子３３ｃ、３３ｄにより反射し、面１８の他の点に入射するように、再誘導光学系１６により再誘導される。反射素子３３ａ〜３３ｅの向きを制御することにより、断面１８内のほとんどすべての空間輝度分布を生成することができる。
【００３７】
[0052]  図３には、５つの反射素子３３ａ〜ｅしか示していないが、アレイ３３は、例えば、二次元グリッドの形に配置されているもっと多くの反射素子を含むことができる。例えば、アレイ３３は、１０２４（例えば、３２×３２）のミラー、４０９６（例えば、６４×６４）のミラー、又は任意の他の適切な数のミラーを含むことができる。ミラーの２つ以上のアレイを使用することができる。例えば、３２×３２のミラーを有する４つのミラーアレイのグループを使用することができる。下記の説明においては、「アレイ」という用語は、１つのアレイ又はミラーアレイのグループを意味する場合がある。
【００３８】
[0053]  アレイ３３の各ミラーの向きは、別々に調整することができる。ミラーの向きは、コントローラＣＴにより制御することができる（図１参照）。
【００３９】
[0054]  図４ａ〜図４ｂは、例えば、図３に概略示す反射素子のアレイの一部を形成することができる反射素子の一例である。反射素子のアレイは、例えば、放射ビームを通して交差する面内にグリッド状に配置することができる、例えば、１０００以上のこのような反射素子を含むことができる。図４ａ〜図４ｂの反射素子は、図４ａの場合は上から見たものであり、図４ｂの場合には斜視図である。説明上の都合のために、図４ａの詳細なものの幾つかの部分は図４ｂには示していない。反射素子は、矩形の反射面領域を含むミラー６１を備える。通常、ミラーは、例えば、四角形、矩形、円形、六角形等のような任意の所望の形状を有することができる。ミラー６１は、回転接続部分６５を通して支持部材６３と接続している。ミラー６１は、支持部材６３に対して回転することができ、回転は第１の軸Ｘ（鎖線で示す）を中心にして行われる。支持部材６３は、基板（図示せず）により支持されている脚部６７と回転可能に接続している。支持部材は、第２の軸Ｙ（鎖線で示す）を中心にして回転することができる。従って、ミラー６１をＸ軸及びＹ軸の回転の組合せを必要とする方向に向けることができる。
【００４０】
[0055]  ミラー６１の向きは、静電アクチュエータ７１により制御することができる。静電アクチュエータ７１は、所定の電荷がかけられるプレートを含む。電荷は、静電引力によりミラー６１を引きつけ、ミラーの向きを調整するために変化する。ミラー６１の向きのフィードバック制御を行うためにセンサを使用することができる。センサは、例えば、光学式センサであってもよいし、又は容量性フィードバックセンサであってもよい。また、静電アクチュエータとして使用するプレートは、容量性フィードバックセンサとして機能する。図４ａ〜図４ｂには２つの静電アクチュエータ７１しか示していないが、３つ以上の静電アクチュエータも使用することができる。任意の他の適切な形のアクチュエータも使用することができる。例えば、圧電アクチュエータも使用することができる。
【００４１】
測定及びアライメント
[0056]  図５は、周知のリソグラフィ装置の略図である。周知のリソグラフィ装置は、図１のところで説明した構成部品と類似の構成部品を備える。同じ参照符号は、類似の構成部品を示すが、実際の構成部品及びその機能は異なる場合がある。
【００４２】
[0057]  周知の装置は、また、基板Ｗ上に印刷されているアライメントマーカ及び基板テーブル上に位置する固定マーカ（起点）を検出するために使用されるデュアルステージ装置の測定ステーションのところに装着することができるアライメントセンサＡＳを備える。図６にそれを示す。この図は、また、基板上に印刷されている４つのアライメントマーカＰ１〜Ｐ４及び基板テーブルＷＴ上に位置する２つの固定マーカＴＩＳ１及びＴＩＳ２も示す。基板テーブルは、また、その上に例えば、収差のような投影システムの特性を測定する干渉計システム用のセンサＩＡ、及び投影システムＰＳにより投影された画像の特性の検出を含む他のシステム用のセンサを含むことができる。変位測定システムＩＦによりその運動を追跡しながら、アライメントセンサＡＳの下で基板テーブルＷＴをスキャンすることにより、鎖線の矢印で示す固定マーカＴＩＳ１及びＴＩＳ２に対する基板マーカＰ１〜Ｐ４の位置を測定することができる。
【００４３】
[0058]  固定マーカＴＩＳ１及びＴＩＳ２は、エアリアル画像を通して画像センサをスキャンすることにより、マスクマーカの画像の位置を測定するために使用することができる画像センサをその内部に内蔵している。それ故、マスクマーカ及び固定マーカの画像の相対位置を決定することができ、基板マーカの予め入手していた相対位置により、非常に高い精度で基板を投影した画像に対して任意の所望の位置に位置させることができる。
【００４４】
[0059]  マスクパターンの投影画像に影響を与える１つの要因は、放射線がマスク上に入射する角度であるマスクの照明プロファイルである。大部分のリソグラフィ装置は、図７に概略示す周知のケーラー照明装置を使用している。このような装置においては、瞳面ＰＰと呼ばれ（場合によっては複数の面である）平面、すなわち、その内部にマスクＭＡが位置する投影システムの対象物面のフーリエ変換が照明システムＩＬ内に位置する。周知のように、瞳面（正規化した変数σ−ｘ及びσ−ｙで表される）内の位置は、マスクの照明の角度分布が瞳面内の輝度分布を定義することにより測定することができるように、対象物面の角度（θ、φ）に並進する。瞳面内の輝度分布を定義するために、ズームレンズ、ズーム−ａｘｉｃｏｎ、回折光学素子、マスキングブレード及びアパーチャプレートを含む種々のデバイスを使用することができる。
【００４５】
[0060]  照明プロファイルは、通常、瞳面内の輝度分布の形状で呼ばれ、従来の照明（多くの場合、σ設定と呼ばれる瞳充填係数により定義される）、環状照明（多くの場合、σ−ｉ及びσ−ｏ又はσ−ｉｎｎｅｒ及びσ−ｏｕｔｅｒと呼ばれる内半径及び外半径により定義される）、二重極照明及び四重極照明及びこれらの組合せ及びもっと複雑な分布を含む。リソグラフィ装置は、通常のパターンを結像するのに適している調整可能なパラメータを含む又は含まない標準照明プロファイルを定義するデバイス、又は特定のパターンに対するカスタム照明プロファイルを定義するデバイスを備えることができる。リソグラフィ装置は、照明プロファイルを制御又は調整するための１つ又は複数のデバイスを有することができる。
【００４６】
[0061]  使用する照明モードが、例えば、σ−ｉ値が大きい環状照明モード、又はポールが瞳面の縁部に近い二重極又は四重極モードのような、大部分の放射線が、大きな入射角でマスクに入射するモードである場合には、図８に示すように、トランスデューサ４２内に入射する放射線は少ないか、皆無になる。これにより、信号対雑音比が小さくなり、結果として得られる測定値の精度を劣化する他の影響がでてくる。入射角に対するトランスデューサの感度が均一でない場合にも、十分な放射線がトランスデューサに入射しても精度が劣化する場合がある。要するに、照明モードとセンサの受入れＮＡとの間に不整合があると、精度が劣化する。この問題の程度がひどくなると、投影レンズの倍率が低減し（例えば、１／４又は１／５）、基板レベルでの入射角が大きくなる。
【００４７】
[0062]  従来技術のアプローチの場合には、拡散装置モジュール１０が、照明システムＩＬ内に位置している。このアプローチは、拡散装置（ディフューザ）１１と、拡散装置を投影ビームの経路内へ挿入することができ、またそれから取り出すことができるアクチュエータシステム１２とを備える。図９に示すように、拡散装置１１の影響により、放射線がマスクすなわちセンサ４１、４２上に入射する角度範囲が広くなる。これにより十分な放射線がセンサに確実に入射することになり、センサの任意の角度感度の影響を緩和するために、入射角が充分に均一になる。
【００４８】
[0063]  ビーム内への拡散装置の出し入れの運動が完了するまでにある時間がかかるので、周知の装置及び周知の方法が不利になる場合がある。別のより高速の方法を使用したほうが有利である。さらに、この運動により、例えば機械的振動のような外乱が生じる場合がある。その環境上で機械的影響をほとんど与えないか又は全然与えないで動作することができる別のデバイスを使用するほうが有利である。
【００４９】
[0064]  拡散装置が任意の可能な照明モードで使用するのに適していない周知の装置及び周知の方法がさらに不利な場合がある。同様に、拡散装置の必要な形状が照明モードとセンサ受入れ範囲との間の不整合に依存するので、入手することができない形状の拡散装置を使用しなければならない場合がでてくる。さらに、拡散装置の影響が、放射線の角度範囲の増大に限定される。しかし、角度範囲を増大しないで、同じ角度範囲内の輝度分布を再配置するか、又は狭い角度内に照明ビームの放射を集中するために角度範囲を狭くすると有利な場合がある。実質的に任意の可能な実用照明モードと一緒に使用することができる別のより汎用性のあるデバイスを使用するほうが有利である。
【００５０】
[0065]  また、結果として得られる拡散ビームが、リソグラフィ装置の測定及び／又はアライメントシステムと互換性を持たない場合がある。例えば、拡散ビームが、ビーム品質の干渉計による測定の実行、又は干渉アライメント方法の使用と合わない場合がでてくる。種々様々な測定及びアライメントシステムと一緒に使用することができる別のより汎用性のあるデバイスを使用するほうが有利である。
【００５１】
[0066]  これらの欠点のうちの１つ又は複数を、基板上にパターン形成した放射ビームを投影するためのデバイス製造方法を使用することにより克服することができる。この方法は、
測定段階において、第１のビーム条件を含む放射ビームを調整するステップと、第１のビーム条件を含む放射ビームに、その断面の第１のパターンを付与することにより、パターン形成された放射ビームを形成するステップと、センサ出力信号を供給することができるセンサ上にパターン形成されたビームを投影するステップと、
露光段階において、放射ビームの調整を、第１のビーム条件とは異なる第２のビーム条件に切り替えるステップと、第２のビーム条件を含む放射ビームに、断面の、パターニングデバイスが提供する第２のパターンを付与することにより、パターン形成された放射ビームを形成するステップと、基板のターゲット部分上にパターン形成されたビームを投影するステップと、
を含む。
【００５２】
[0067]  例えば、放射ビーム内の拡散装置の位置を再調整することにより照明システムを再調整するのではなく、放射ビームの条件を切り替えると、より広い範囲の照明モード、及び／又は測定方法及び／又はアライメント方法に適用することができるという点で遥かに柔軟になるという利点が生じる。
【００５３】
[0068]  また、放射ビームの条件を切り替えると、周知のシステムの他の問題のうちの１つ又は複数を緩和することができる。
【００５４】
[0069]  この方法は、図１を参照しながら説明した上記リソグラフィ装置に適用することができる。このリソグラフィ装置は、放射ビームＢを調整するように構成された照明システムＩＬと、パターニングデバイスＭＡを支持するように構成された支持体ＭＴであって、上記支持体及び上記パターニングデバイスのうちの少なくとも一方が、パターン形成した放射ビームを形成するために放射ビームにその断面のパターンを付与することができる支持体ＭＴと、パターン形成された放射ビームの少なくとも一部を受光し、センサ出力信号を供給することができるセンサＴＩＳ１７６と、測定段階において、センサ上にパターン形成された放射ビームを投影し、露光段階において、基板Ｗのターゲット部分上にパターン形成された放射ビームを投影するように構成された投影システムＰＳとを備え、
照明システムＩＬは、測定段階中、第１のビーム条件を含む放射ビームＢを供給するステップと、露光段階中、第１のビーム条件とは異なる第２のビーム条件を含む放射ビームＢを供給するステップとの間で切り替えを行うことができるように構成される。
【００５５】
[0070]  ある実施形態の場合には、第２のビーム条件は、センサ出力信号から入手した少なくとも１つのパラメータに従って入手される。
【００５６】
[0071]  パラメータは、例えば、焦点品質又は他のタイプの光学収差のようなビーム品質パラメータであってもよい。次に、第２のビーム条件を、改善したビーム品質を入手するために放射ビームを補正するために調整することができる。この方法の１つの利点は、レンズの加熱のような温度の影響による、又は例えば、光学システム内の光学コンポーネント間の機械的接続部分の膨張による光学収差のような、照明システムＩＬ又は投影システムＰＳの動的変化を測定段階中に測定することができ、測定段階中に入手したセンサ出力信号から入手した放射ビームを調整することにより、露光段階中に補償を行うことができることである。例えば、放射ビームの光学品質に対する達成した影響を確認することができるように、測定段階を、調整した放射ビームにより反復して行うことができる。
【００５７】
[0072]  パラメータは、例えば、マスクとウェーハとの間の最適なアライメントのために、第１のポジショナＰＭ及び第２のポジショナＰＷの必要な設定のような、アライメント品質パラメータであってもよい。次に、第２のビーム条件をマスクとウェーハの相対位置間の補正に関連づけることができる。
【００５８】
[0073]  ある実施形態の場合には、照明システムＩＬは、１秒の時間内に、より具体的には、０．５秒の時間内に、さらにより具体的には、５０ミリ秒の時間内に、さらにより具体的には、５ミリ秒の時間内に、第１のビーム条件を含む放射ビームＢを供給するステップと、第２のビーム条件を含む放射ビームを供給するステップとの間で切替えを行うことができるように構成される。
【００５９】
[0074]  基板の露光のために、測定のためのすべての時間を使用することはできないので、このような高速の切替えを行うことにより、高い処理能力を有するリソグラフィ装置を経済的にかつ効率的に使用することができる。
【００６０】
[0075]  ある実施形態の場合には、第１のビーム条件及び第２のビーム条件を含む放射ビームＢを供給するために、照明システムＩＬは、切替え可能な放射ビーム調整装置３３を備える。
【００６１】
[0076]  放射ビーム調整装置３３は、少ない数の結果として得られる放射ビーム条件間で切替えを行うことができる。放射ビーム調整装置は、多数の結果として得られる放射ビーム条件間で切替えを行うことができ、測定及び露光のための実質的にすべての有用な実際的なビーム条件を提供するように構成することができる。それ故、放射ビーム調整装置は、周知の拡散装置方法よりもっと広い範囲で適用することができる。
【００６２】
[0077]  ある実施形態の場合には、照明システムは、第１のビーム条件を含む放射ビームを供給するステップと、第２のビーム条件を含む放射ビームを供給するステップとの間で切替えを行うことができるようにするための操作デバイスを備える。この操作デバイスは、パターニングデバイスのところで放射ビームの所望の角度輝度分布を提供するために、異なる方向に放射ビームの異なる部分を個々に操作するように構成及び配置されている。この操縦デバイスは、それぞれが放射ビームの一部を操作するための複数の個々の反射装置３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ、３３ｅを備え、その向きは、放射ビームの対応する部分を所望の方向に個々に誘導することができるように制御することができる。
【００６３】
[0078]  他の実施形態の場合には、操縦デバイスは、入射投影ビームの異なるサブビームを調整可能な個々に制御することができる方向に放射する複数の誘導素子を備える。
【００６４】
[0079]  幾つかの実施形態の場合には、切替え可能な放射ビーム調整装置３３は、操作した放射ビームの少なくとも一部を再誘導し、角度輝度分布に対応する放射ビームの断面１８内に空間輝度分布を形成するための再誘導素子１６を備えるか、又はそれと協働することができる。
【００６５】
[0080]  断面は、瞳面であってもよい。
【００６６】
[0081]  再誘導光学系を使用することにより、その断面内に放射ビームＢの任意の所望の空間輝度分布を形成することができる。
【００６７】
[0082]  切替え可能な放射ビーム調整装置は、さらに、切替え可能な放射ビーム調整装置が拡散装置をビーム内に入れたり出したりすることにより行うことができるよりも遥かに高速で、ある照明モードを他の照明モードに切り替えることができる特性を意味する高速切替え可能なイルミネータと呼ぶこともできる。高速切替え可能なイルミネータは、０．５秒内に変更することができるように配置及び構成することができる。ある実施形態の場合には、高速切替え可能なイルミネータは、５０ミリ秒以内に任意のある照明モードから任意の他の照明モードに切り替わることができるように配置及び構成される。他の実施形態の場合には、高速切替え可能なイルミネータは、５ミリ秒以内に任意のある照明モードから任意の他の照明モードに切り替わることができるように、配置及び構成される。
【００６８】
[0083]  高速切替え可能なイルミネータ３３は、図１０ａ及び図１０ｂに示すように、例えば、均一に充填された瞳のような、瞳内の実質的にすべての輝度分布の測定ビーム条件を含む測定段階中に照明のためのビーム条件を提供するように配置及び構成することができる。測定段階は、以下に説明するように、その間にセンサが照明されるアライメント段階を含むことができる。
【００６９】
[0084]  図１０〜図１３は、リソグラフィ装置のイルミネータにより生成することができる瞳面内の空間輝度分布を示す。これらの図面は、複数のサブビームにより空間輝度分布を形成する原理を説明する略図であると見なすことができる。放射ビームのサブビームは、断面の任意の所望の場所に誘導することができるので、ほぼすべての輝度プロファイルを生成することができる。しかし、また、例えば、環状形状、二重極形状、四重極形状などのような従来の輝度分布と見なすことができるものも生成することができる。
【００７０】
[0085]  図１０ａは、その全断面１２０が完全に充填されている瞳１００である。完全に充填されているという表現は、全断面１２０がある量の光を含む状態を意味する。完全な充填は、実質的に均一な充填であってもよい。実質的に均一な充填という表現は、全断面１２０が、断面の実質的にすべての位置のところに断面内の最大量の光の実質的に７０％を超える光の量を含む状態を意味する。図１０ｂは、その数本を参照番号１２１、１２２、１２３、１２４で示す複数の重畳サブビームにより、柔軟なイルミネータが、瞳１００の全断面をどのように充填するのかを示す。
【００７１】
[0086]  高速切替え可能なイルミネータは、例えば、ガウス分布、カットオフを含む分布、円環状分布、二重極分布又は四重極分布のような、瞳内の実質的にすべての輝度分布の露光ビーム条件を含む露光段階中に照明のためにビーム条件を提供するように配置及び構成することができる。高速切替え可能なイルミネータは、例えば、露光段階の第１の部分中のガウス分布、露光段階の第２の部分中の環状分布のような、露光段階中の照明のための一連のビーム条件を提供するように配置及び構成することができる。
【００７２】
[0087]  図１１ａは、露光段階中に照明モードとして使用することができる瞳１００の環状充填の一例である。瞳は、この例の場合には瞳１００の外半径１３２に対応する外半径と、内半径１３３との間が充填される。それ故、リング１３０は光で充填されるが、瞳の中央領域は暗い。図１１ｂは、柔軟なイルミネータにより、その数本を参照番号１３４、１３５、１３６、１３７で示す複数の重畳サブビームで、瞳１００のリング１３０がどのように充填されるのかを示す。外半径及び内半径は、内円と外円との間の対応する場所にサブビームを誘導することにより調整することができる。
【００７３】
[0088]  図１２ａは、露光段階中に照明モードとして交互に使用することができる瞳１００内の二重極分布１３０の一例である。瞳の２つの円形領域１４１、１４２が充填される、一方、瞳の残部１４３は暗い。図１２ｂは、柔軟なイルミネータが、そのうちの数本を参照番号１４４、１４５、１４６、１４７で示す複数の重畳サブビームで、どのように瞳１００の円形領域１４１、１４２を充填するのかを示す。
【００７４】
[0089]  図１３ａは、露光段階中に照明モードとして使用することができる瞳１００の低ＮＡ充填１５０の一例である。瞳のこの例の場合には瞳１００の外半径より小さいＮＡ制限半径１５２が充填され、外部は暗い。図１３ｂは、柔軟なイルミネータが、そのうちの数本を参照番号１５４、１５５、１５６、１５７で示す複数の重畳サブビームで、どのように瞳１００の低ＮＡ領域１５１を充填するのかを示す。瞳のこのような低ＮＡ充填は、比較的大きな寸法の構造を露光しなければならない場合に役に立つ場合がある。
【００７５】
[0090]  図の例の場合には、サブビームは、瞳面内の円形領域に対応する。しかし、サブビームは、他の形状を有することもできる。また、サブビームは、複数のサブサブビームからなるものであってもよい。
【００７６】
[0091]  本発明の実施形態の場合には、パターンは、アライメントマークを含み、投影システムは、測定段階においてセンサに、アライメントマークのエアリアル画像を提供するように配置及び構成され、センサは、センサ整合パターンを含み、エアリアル画像を受信し、センサ整合パターンとエアリアル画像の間の整合を判定し、センサ整合パターンとエアリアル画像の間の整合に従ってセンサ出力信号を供給するように配置及び構成されたパターンマッチングセンサである。
【００７７】
[0092]  図１４の例は、ウェーハテーブルＷＴと接続していて、測定段階中にエアリアル画像１６４を受信するように配置及び構成された透過画像センサＴＩＳを示す。エアリアル画像１６４は、レチクルＭＡ、又はレチクルステージＭＴ内のアライメントマークＭ１内に位置するパターン１６０の投影レンズＰＳにより生成される。ウェーハテーブルが水平Ｘ及びＹ方向及び垂直Ｚ方向に移動中に、エアリアル画像１６４をＴＩＳセンサ１６６に提供されたＴＩＳパターン１６２と相関づけ、整合させることにより、例えば、ＴＩＳパターン１６２の下に位置するフォトセンサ１６６の信号の最大振幅レベルを検出することにより、エアリアル画像１６４がパターン１６２と整合するＸ、Ｙ、Ｚ位置を知ることができる。このＸ、Ｙ、Ｚ位置において、レチクル又はレチクルステージに対するウェーハテーブルのアライメントが適正になり、投影システムの倍率が適正になる。
【００７８】
[0093]  アライメントマークＭ１内のパターン１６０は、例えば、格子周期のところに間隔を有する格子ラインを含むラインを含む格子を含むことができ、ＴＩＳセンサは、アライメントマークＭ１内のパターン１６０のサイズの、例えば、１／４又は１／５のところに対応するＴＩＳ格子パターン１６２を含むことができる。
【００７９】
[0094]  測定ビーム条件は、ＴＩＳアライメントを行っている間に均一に充填した瞳、すなわち、すでに説明したように、少なくとも７０％の瞳が均一に充填している瞳に対応することができる。ＴＩＳセンサは、センサ整合パターンとエアリアル画像との間の整合に従ってセンサ出力信号を供給するように配置及び構成される。
【００８０】
[0095]  ある実施形態の場合には、パターンは、波面検出構造を含む。投影システムは、測定段階中にセンサに波面検出構造が形成したパターン形成された放射ビームの波面を提供するように配置及び構成され、センサは、波面の波面品質パラメータを決定し、波面品質パラメータに従ってセンサ出力信号を供給するように配置及び構成された波面センサである。
【００８１】
[0096]  図１５は、このようなセンサ配置の一例を示す。投影システムは、センサに、レチクル又はレチクルステージ内の波面検出構造により形成したパターン形成された放射ビームの波面を提供するように配置及び構成される。センサは、例えば、波面の波面品質パラメータを決定し、波面品質パラメータに従ってセンサ出力信号を供給するために、波面を受信するように配置及び構成された干渉計センサであってもよい。この配置構成により、レチクル内に波面検出構造を適用することができる。干渉計センサは、例えば、図１６ａ〜図１６ｃの装置のうちの１つを含むことができる。
＊せん断干渉計により波面品質を決定するように配置及び構成されたせん断干渉計２００；
＊点回折干渉計により波面品質を決定するように配置及び構成された点回折干渉計２１０；
＊ハルトマンシャック検出により、波面品質を決定するように配置及び構成されたハルトマンシャック波面センサ２２０。
【００８２】
[0097]  （２００４年）ＳＰＩＥ議事録、５３７７巻、１９６０〜１９７０ページのＭａｒｋ  ｖａｎ  ｄｅ  Ｋｅｒｋｈｏｆ他の「ＤＵＶリソグラフィ投影ツールの全光学コラム特徴（Ｆｕｌｌ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｃｏｌｕｍｎ  ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  ＤＵＶ  ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｉｃ  ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ  ｔｏｏｌｓ）」に、干渉計センサの一例及びその使用方法が記載されている。この論文は、スキャナのところの一体型レンズ干渉計の頭字語である、ＩＬＩＡＳ（商標）という名称の位相測定干渉計ハードウェアについて記載している。ＩＬＩＡＳは、共通経路干渉計として配置されているので、二次基準ビームを必要としない。図１５に示すように、ケーラー照明を使用するリソグラフィツールにおいては、イルミネータプロファイル１７０の共役画像が投影レンズの瞳面１７２内に形成される。ＩＬＩＡＳカメラ１７６もレンズの瞳１７２と共役なので、ＩＬＩＡＳを、瞳の透過及び照明プロファイルの両方の測定のために直接使用することができる。ＩＬＩＡＳは、Ｚｅｒｎｉｋｅ多項式の形で波面収差を入手することにより、高い精度と高速で全画像フィールドを横切る波面収差を測定及び分析するために、ラテラルシアリング干渉計を使用する。ラテラルシアリング干渉計は、画像面、すなわち、ウェーハレベル１７０のところで波面検出構造により、波面を横方向に変位している複数の波面に分割するステップを含む。波面検出構造は、有意の高い次数の構成部品を使用しないで＋１及び−１の次数の屈折ビームを供給するために配置されている格子であってもよい。横方向に変位している波面は相互に干渉する。結果として得られる干渉パターンは、レンズの瞳面１７２と共役である検出装置１７６のところで記録される。入手した波面収差は、照明ビーム条件を調整するために使用することができる。例えば、入手したデフォーカス成分は、最適な焦点位置を入手するために投影システムＰＳに対する焦点補正を決定するために使用することができる。また、例えば、傾斜又は高次の収差に対応する他の収差も、照明ビーム条件を調整することにより補正することができる。ビームアジャスタＡＤは、調整可能な光学系により、又は種々の光学コンポーネント間で交換を行うことによりこのような調整を行うように配置及び構成することができる。広い範囲の補正を行うために、高速切替え可能なイルミネータを使用して調整を行うこともできる。
【００８３】
[0098]  他の別のセンサ装置の場合には、センサは、基板又は基板テーブルＡ上の基板又は領域の高さを決定するように配置及び構成された水準センサを含む。その表面、測定対象の高さが基準位置に置かれ、放射測定ビームにより照射される。放射測定ビームは、９０度より小さい角度で測定対象の表面に当たる。入射角が反射角に等しいので、放射測定ビームは、放射反射ビームを形成するために同じ角度で表面から反射する。放射測定ビーム及び放射反射ビームが、測定面を形成する。レベルセンサは、測定面内の放射反射ビームの位置を測定する。表面が放射測定ビームの方向に移動し、もう１つの測定が行われた場合には、放射反射ビームは、前と同じ方向に反射する。しかし、放射反射ビームの位置が同じ方法でシフトした場合には、表面はすでに移動済みである。従来技術のシステムは、二次測定ビームを含む水準センサを使用する。本発明による方法を使用すれば、例えば、測定段階中に非常に低いσに切り替えることにより照明ビームを使用することができ、結果として得られる狭いビームで測定対象面に衝突させることができる。
【００８４】
[0099]  図１７は、本発明による方法のある実施形態のフローチャートである。開始２００の後で、この方法は、測定ビーム条件の提供と関連する測定設定２０１を任意に決定する。この決定は、例えば、測定に使用中のセンサの特性に依存するし、また例えば、図１６のところで説明したように、ＴＩＳセンサ上のＴＩＳマークの画像をスキャンするように、測定ビーム条件を提供するために、第１のポジショナＰＭ及び／又は第２のポジショナＰＷの設定も決定することができる。リソグラフィ装置が一定の所定の測定設定で動作するように配置されている場合には、測定設定ステップ２０１の決定を省略することができる。ステップ２０２においては、この方法は、例えば、図１０ａのところで説明したように、高速切替え可能なイルミネータを使用して測定ビーム条件を設定する。次のステップ２０３においては、装置が測定ビーム条件を含む放射ビームで動作している間に、リソグラフィ装置の動作に関連するパラメータが測定される。測定は、ビーム品質、又はレチクル又はレチクルステージとウェーハ又はウェーハステージの間の相対位置の測定を含むことができる。第２の試験ポイント２０４において、測定が正確に行われたのか否か、及び／又は確認を必要とするのか否か、又はリソグラフィ装置の調整した設定で測定を反復して行う必要があるのか否かについてのチェックが行われる。例えば、この調整は、マスク及びレチクルの位置を移動させている間に、第１のポジショナＰＭ及び／又は第２のポジショナＰＷに対して行わなければならない。測定が正確に行われ、確認が必要ない場合には、この方法はステップ２０６に進む。そうでない場合には、この方法は、第１のポジショナＰＭ及び／又は第２のポジショナＰＷに対してどんな調整を行わなければならないのかの決定のような、ステップ２０５で調整した測定設定の決定を行った後でステップ２０１に戻る。
【００８５】
[00100]  ステップ２０６において、この方法は、露光ビーム条件の提供に関連する露光設定を任意に決定する。露光設定は、例えば、ステップ２０３での測定から入手した少なくとも１つのパラメータ、又は露光のために使用中のマスクのタイプに依存する場合がある。焦点条件は、例えば、干渉計の測定及び波面の分析から入手することができ、又はアライメント条件は、例えば、ＴＩＳ測定から入手することができる。ステップ２０７において、ビーム条件が、露光ビーム条件のところの露光ビームに対して設定される。ステップ２０８において、ウェーハが、ウェーハ及びレチクルが良好に位置合わせされている状態で適切なビーム条件で露光される。次の試験ポイント２０９において、同じレチクルに対してもう１回露光を行う必要があるか否かについてチェックが行われる。もう１回の露光を行う必要がある場合には、この方法はステップ２０６に戻り、次に、必要な場合には、他の露光に対する調整した露光設定を決定する（ステップ２１０）。同じウェーハ上で又は同じウェーハ位置で同じレチクルに対してもう１回露光を行う必要がない場合には、方法はステップ２１１において終了する。次に、リソグラフィ装置は、例えば、ウェーハ上の他の位置に移動することもできるし、レチクル、他のウェーハ又は他のレチクル上の他の位置に移動することもでき、その後で、方法は再度開始することができる。
【００８６】
[00101]  本文中では、ＩＣを製造中のリソグラフィ装置の使用について特に説明してきたが、本明細書に記載するリソグラフィ装置は、一体型光学システム、磁気領域メモリ用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）、薄膜磁気ヘッド等の製造のような他の用途にも使用することができることを理解されたい。当業者であれば、このような他の用途の場合には、「ウェーハ」又は「ダイ」という用語は、それぞれもっと一般的な用語である「基板」又は「ターゲット部分」と同義語であることを理解することができるだろう。本明細書に記載する基板は、例えば、トラック（基板にレジストを塗布し、露光したレジストを現像するために通常使用されるツール）、方法ツール及び／又は検査ツール内で、露光の前後で処理することができる。適用することができる場合には、本明細書に記載する本発明を、このような及び他の基板処理ツールに適用することができる。さらに、基板を、例えば、多層ＩＣを生成するために２回以上処理することができる。それ故、本明細書で使用する用語は、多重処理層を含む基板を指すために使用することができる。
【００８７】
[00102]  今まで、光リソグラフィに関連して本発明の実施形態の使用について説明してきたが、本発明は、例えば、インプリントリソグラフィのような他の用途にも使用することができ、文脈上からそう解釈することができる場合には、光リソグラフィに限定されない。インプリントリソグラフィにおいては、パターニングデバイス内のトポグラフィが基板上に生成されたパターンを形成する。パターニングデバイスのトポグラフィは、その上で電磁放射、熱、圧力又はこれらの組合せによりレジストが硬化する基板に塗布されたレジストの層内に押しつけることができる。パターニングデバイスは、レジストから外に移動し、レジストが硬化した後でその中にパターンを残す。
【００８８】
[00103]  本明細書で使用する「放射線」及び「ビーム」という用語は、紫外線（ＵＶ）放射（例えば、３６５、３５５、２４８、１９３、１５７又は１２６ｎｍの、又はほぼそれに近い波長を有する）、極紫外線（ＥＵＶ）放射（例えば、５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）並びにイオンビーム又は電子ビームのような粒子ビームを含むすべてのタイプの電磁放射線を含む。
【００８９】
[00104]  文脈上そう解釈することができる場合には、「レンズ」という用語は、屈折、反射、磁気、電磁及び静電光学コンポーネントを含む種々のタイプの光学コンポーネントのうちの１つ又はこれらの組合せを指すことができる。
【００９０】
[00105]  今まで本発明の特定の実施形態について説明してきたが、本発明を上記以外の他の方法で実施することができることを理解することができるだろう。例えば、本発明は、上記方法が記載されてい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、又はその内部に格納しているこのようなコンピュータプログラムを有するデータ記憶媒体（例えば、半導体メモリ、磁気又は光ディスク）の形をとることができる。
【００９１】
[00106]  上記説明は、本発明を説明するためのものであって制限するためのものではない。それ故、当業者であれば添付の特許請求の範囲から逸脱することなしに上記発明を種々に修正することができることを理解することができるだろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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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１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１２ａ】
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【図１２ｂ】
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【図１３ａ】
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【図１３ｂ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６ａ】
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【図１６ｂ】
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【図１６ｃ】
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【図１７】
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