JP2009116322A - リソグラフィ装置の投影系の均一性を表す情報を取得するための装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】リソグラフィ装置の投影系の均一性を表す情報を取得するために用いられる装置および方法を提供する。
【解決手段】電磁放射ビームは、該放射ビームが投影系の第１端部から投影系の第２端部へ通過するように、投影系に導かれる。電磁放射ビームは、続いて、該電磁放射ビームが投影系の第２端部から投影系の第１端部へ通過するように、投影系へ戻るよう導かれる。前記投影系の均一性を表す情報を取得するために、電磁放射ビームが投影系に戻って通過した後に、電磁放射ビームの少なくとも一部が検出される。
【選択図】図８

Description

本発明は、リソグラフィ装置のエレメントにおける均一性を測定するための装置および方法に関する。

リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板または基板の一部に転写する機械である。リソグラフィ装置は、たとえばフラットパネルディスプレイや集積回路（ＩＣ）、微細構造を有する他のデバイスの製造に用いられる。通常はたとえばマスクまたはレチクルと称されるパターニング用デバイスを使用して、フラットパネルディスプレイ（または他のデバイス）の各層に対応した回路パターンを形成する。このパターンは、基板に塗布された照射感応材料（たとえばレジスト）層への像形成により基板（たとえばガラスプレート）の全体または一部に転写される。

パターニング手段を使用して、回路パターンではなく、たとえばカラーフィルタのパターンやドットのマトリックス状配列などの他のパターンを形成する場合もある。マスクに代えて、パターニング用デバイスは、それぞれ個別に制御可能である素子の配列（以下「個別制御可能素子アレイ」という場合もある）を備えるパターニングアレイを備えてもよい。このような方式では、マスクを使用する方式に比べて迅速かつ低コストにパターンを変更することができる。

フラットパネルディスプレイの基板は、通常長方形である。この種の基板を露光するためのリソグラフィ装置は、長方形基板の幅全体またはその一部（たとえば全幅の半分）をカバーする露光空間を有するように設計される。この露光空間の最下部で基板が走査されるとともに、マスク又はレチクルが基板の走査に同期してビームに対して走査される。このようにして基板にパターンが転写される。露光空間が基板の幅全体をカバーする場合には、１回の走査で露光が完了する。露光空間がたとえば基板の幅の半分をカバーする場合には、１回目の露光後に横方向に基板を移動させ、通常は基板の残りを露光するための走査をもう一度行う。

パターンが基板に均一に転写されるようにするために、パターンを基板に転写するために用いられる放射ビームの特性を制御するリソグラフィ装置のエレメントは、出来るだけ均一であるべきである。また、リソグラフィ装置は、システム全体として出来るだけ均一であるべきである。本明細書で用いる「均一」という用語は、必ずしも、放射ビームがその断面の全域にわたって同じ特性を有していることを意味するものではない。それよりむしろ、「均一」という用語は、リソグラフィ装置のエレメントにおける不均一性により放射ビームの特性がどのように変化するかを示すものである。

たとえば、放射ビームが目的通りパターンを付与されたかどうかを測定するために、パターニング用デバイスのエレメントの均一性、およびパターニング用デバイス全体としての均一性を示す情報を取得することが望ましい。パターニング用デバイスのエレメントは、放射ビームの断面に特定のパターンを付与するために、ある電圧が印加される。これらのエレメントの方向または位置は、時間とともに印加電圧に応じて変化する可能性があり、そしてその結果、パターニング用デバイスの均一性も時間とともに変化する可能性がある。このような変化は、たとえば、パターニング用デバイスの損傷やほこりの蓄積によって生じるかもしれない。さらに、リソグラフィ装置の照明系（すなわち照明器）またはパターン付与された放射ビームを基板上に投影する一組の投影光学部品（すなわち投影系）の均一性を示す情報を取得することも望ましい。

従来の装置においては、リソグラフィ装置のエレメントの均一性を示す情報は、これらのエレメントを通過または反射する放射ビームを測定することにより取得される。しかしながら、既存の技術は、リソグラフィ装置の特定のエレメントの均一性を示す情報を十分詳細に取得するのに必要な柔軟性や分解能を有していない。

それゆえ、リソグラフィ装置のエレメントの均一性を示す情報を詳細なレベルまで取得するために、十分な柔軟性と十分な分解能を有するシステムおよび方法が必要とされている。

一実施形態では、リソグラフィ装置の投影系の均一性を表す情報を取得する方法が提供される。この方法は、放射ビームが投影系の第１端部から投影系の第２端部へ通過するように、放射ビームを投影系に導く。この方法は、続いて、放射ビームが投影系の第２端部から投影系の第１端部へ通過するように、放射ビームを投影系へ戻るよう導く。この方法は、投影系の均一性を表す情報を取得するために、放射ビームの少なくとも一部を検出する。

別の実施形態では、放射ビームを生成するよう構成された照明系と、放射ビームにパターンを付与するよう構成されたパターニング用デバイスと、パターン付きビームを基板の目標部分に投影するよう構成された投影系とを備えるリソグラフィ装置が提供される。このリソグラフィ装置はまた、放射ビームを投影系に導くよう構成された第１誘導装置であって、放射ビームが投影系の第１端部から投影系の第２端部へ通過する第１誘導装置を含む。さらに、放射ビームを、前記投影系に戻るよう導くべく構成された第２誘導装置であって、放射ビームが投影系の第２端部から投影系の第１端部へ通過する第２誘導装置を含む。さらに、このリソグラフィ装置は、投影系の均一性を表す情報を取得するために、放射ビームの少なくとも一部を検出する検出器を含む。

さらに別の実施形態では、以下の方法により少なくとも一つのプロセッサを制御するための指令を含むコンピュータ読取可能な記録媒体が提供される。この方法は、放射ビームが投影系の第１端部から投影系の第２端部へ通過するように、放射ビームを投影系に導くステップを備える。この方法はまた、放射ビームが投影系の第２端部から投影系の第１端部へ通過するように、放射ビームを投影系へ戻るよう導くステップを備える。さらに、この方法は、投影系の均一性を表す情報を取得するために、電磁放射ビームの少なくとも一部を検出するステップを備える。

本発明のさらなる実施形態や特徴、効果は、本発明のさまざまな実施形態の構成及び作用とともに添付の図面を参照して以下に詳細に説明される。

添付の図面は、ここに組み込まれ、本明細書の一部を構成しているが、明細書と共に本発明を説明し、さらに、本発明の原理を説明し、当業者が本発明を利用するのに役立つものである。

本発明の一つ以上の実施の形態は、添付の図面を参照して説明される。図面では、類似の参照番号は、同一または機能的に類似の要素を示す。さらに、符号の一番左の数字は、その符号が最初に表れる図面を特定することができる。

本明細書は、本発明の特徴を組み込んだ一つ以上の実施形態を開示している。開示された実施形態は、単に本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲は、開示された実施形態に限られない。本発明は、この文書に添付された特許請求の範囲によって定義される。

本明細書において「一実施形態」、「実施形態の一実施例」とは、説明した実施形態が特定のフィーチャ、構造、または特徴を含んでいてもよいことを表すが、すべての実施形態がその特定のフィーチャ、構造、または特徴を必ずしも含んでいるわけではない。さらにまた、上記のフレーズは必ずしも同じ実施形態を指すものではない。さらに、特定のフィーチャ、構造、または特徴を一実施形態に関して説明するとき、明示的に説明しようがしまいが、他の実施形態に関してそのような特定のフィーチャ、構造、または特徴を作用させることは、当業者の知識の範囲内であるとして理解すべきである。

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、またはそれらの組み合わせで実現されてもよい。本発明の実施形態は、また、一つ以上のプロセッサにより読み込まれ、実行されるコンピュータ読み取り可能媒体に記憶されたインストラクションとして実現されてもよい。コンピュータ読み取り可能媒体は、機械により読み取り可能な形式の情報を記憶または伝送するメカニズムを含んでもよい（たとえば、コンピュータデバイス）。たとえば、コンピュータ読み取り可能媒体は、読み出し専用メモリ（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；フラッシュメモリ装置；電気的、光学的、音響的またはその他の形式の伝搬信号などである。さらに、ファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、インストラクションは、特定の動作を実行できるものとして、ここで説明されてもよい。しかしながら、このような説明は、単に便宜上のためだけであり、このような動作は、実際は、ファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、インストラクションなどを実行するコンピュータデバイス、プロセッサ、コントローラ、その他のデバイスによって生じるものであると理解すべきである。

図１は、本発明の一実施形態に係るリソグラフィ装置を模式的に示す図である。この装置は、照明光学系ＩＬ、パターニング用デバイスＰＤ、基板テーブルＷＴ、及び投影光学系ＰＳを備える。照明光学系（照明器）ＩＬは、放射ビームＢ（たとえばＵＶ放射）を調整するよう構成されている。

本明細書ではリソグラフィを取りあげて説明しているが、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 （たとえばＬＣＤテレビジョンまたはプロジェクタ）により構成することもできる。この場合、パターン付与ビームは、たとえば基板やディスプレイデバイス等の様々な対象物に投影することができる。

基板テーブルＷＴは、基板（たとえばレジストが塗布された基板）Ｗを支持するよう構成されており、あるパラメータに従って基板を正確に位置決めする位置決め装置ＰＷに接続されている。

投影光学系（たとえば屈折投影レンズ光学系）ＰＳは、個別制御可能素子アレイにより変調された放射ビームを基板Ｗの（たとえば１つ又は複数のダイからなる）目標部分Ｃに投影するよう構成されている。本明細書では投影光学系または投影系という用語は、使用される露光光、あるいは液浸露光用液体や真空の利用などの他の要因に関して適切とされるいかなる投影光学系をも包含するよう広く解釈されるべきである。投影光学系にはたとえば屈折光学系、反射光学系、反射屈折光学系、磁気的光学系、電磁気的光学系、静電的光学系、またはこれらの任意の組み合わせなどが含まれる。以下では「投影レンズ」という用語は、より一般的な用語である投影光学系または投影系という用語と同義に用いられ得る。

照明光学系は、屈折光学素子、反射光学素子、磁気的光学素子、電磁気的光学素子、静電的光学素子、あるいは他の種類の光学素子などの各種の光学素子、またはこれらの組合せを含み、放射ビームの向きや形状、あるいは他の特性を制御するためのものである。

パターニング用デバイスＰＤ（たとえばレチクル、マスク、または個別制御可能素子アレイ）はビームを変調する。普通は個別制御可能素子アレイは投影光学系ＰＳに対して位置が固定されるが、あるパラメータに従って正確に位置決めする位置決め装置に接続されていてもよい。

本明細書において「パターニング用デバイス」または「コントラストデバイス」なる用語は、たとえば基板の目標部分にパターンを生成する等、放射ビーム断面を変調するのに用い得るいかなるデバイスをも示すよう広く解釈されるべきである。これらのデバイスは静的なパターニング用デバイス（たとえばマスクやレチクル）であってもよいし、動的なパターニング用デバイス（たとえばプログラム可能な素子の配列）であってもよい。簡単のために本説明のほとんどは動的パターニング用デバイスの観点でなされているが、本発明の範囲を逸脱することなく静的パターニング用デバイスを用いることも可能であるものと理解されたい。

放射ビームに付与されるパターンは、パターンが位相シフトフィーチャあるいはいわゆるアシストフィーチャをたとえば含む場合には基板の目標部分に所望されるパターンと厳密に一致していなくてもよい。また、基板に最終的に形成されるパターンは、個別制御可能素子アレイ上に形成されるパターンにどの時点においても一致しないようになっていてもよい。このような事態は、基板の各部に形成される最終的なパターンが所定時間または所定回数の露光の重ね合わせにより形成され、かつこの所定の露光中に個別制御可能素子アレイ上のパターン及び／またはアレイと基板との相対位置が変化する場合に起こりうる。

通常、基板の目標部分に生成されるパターンは、その目標部分に生成されるデバイスたとえば集積回路やフラットパネルディスプレイの特定の機能層に対応する（たとえばフラットパネルディスプレイのカラーフィルタ層や薄膜トランジスタ層）。パターニング用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、ＬＥＤアレイ、グレーティングライトバルブ、及びＬＣＤアレイなどがある。

電子的手段（たとえばコンピュータ）によりパターンをプログラム可能であるパターニング用デバイスは、たとえば複数のプログラム可能な素子を含むパターニング用デバイス（たとえば１つ前の文章に挙げたものではレチクルを除くすべてのものが該当する）であり、本明細書では総称して「コントラストデバイス」と呼ぶこととする。パターニング用デバイスは少なくとも１０個、少なくとも１００個、少なくとも１，０００個、少なくとも１０，０００個、少なくとも１００，０００個、少なくとも１，０００，０００個、または少なくとも１０，０００，０００個のプログラム可能な素子を備えてもよい。

プログラマブルミラーアレイは、粘弾性制御層と反射表面とを有するマトリックス状のアドレス指定可能な表面を備えてもよい。この装置の基本的な原理はたとえば、反射表面のうちアドレス指定されている区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区域が入射光を非回折光として反射するというものである。適当な空間フィルタを用いることにより、反射光ビームから非回折光を取り除いて回折光だけを基板に到達させるようにすることができる。このようにして、マトリックス状のアドレス指定可能表面にアドレス指定により形成されるパターンに従ってビームにパターンが付与される。

なお代替例として、フィルタにより回折光を取り除いて基板に非回折光を到達させるようにしてもよい。

同様にして回折光学ＭＥＭＳ（微小電気機械システム）デバイスを用いることもできる。一例としては、回折光学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よう変形される複数の反射性のリボン状部位を備える。

プログラマブルミラーアレイの他の例においては、マトリックス状の微小ミラーの配列が用いられる。各微小ミラーは局所的に電界を適宜付与されることによりまたは圧電駆動手段を使用することにより各々が独立に軸周りに傾斜しうる。繰り返しになるが、ミラーはマトリックス状にアドレス指定可能に構成されており、アドレス指定されたミラーは入射する放射ビームをアドレス指定されていないミラーとは異なる方向に反射する。このようにしてマトリックス状のアドレス指定可能なミラーにより形成されるパターンに従って反射ビームにパターンが付与されうる。必要とされるマトリックス状アドレス指定は、適宜の電子的手段を使用して実行することができる。

パターニング用デバイスＰＤの他の例はプログラム可能なＬＣＤアレイである。

リソグラフィ装置は１つ以上のコントラストデバイスを備えてもよい。たとえば、リソグラフィ装置は、複数の個別制御可能素子アレイを有し、それぞれの素子が互いに独立に制御されるものであってもよい。この構成においては、個別制御可能素子アレイのうちのいくつかのアレイまたはすべてのアレイが少なくとも１つの照明光学系（または照明光学系の一部）を共有していてもよい。斯かるアレイは当該アレイ用の支持構造及び／または投影光学系（または投影光学系の一部）を共有していてもよい。

一実施例としては、図１に示される実施形態のように、基板Ｗは実質的に円形状である。基板Ｗは周縁部にノッチ及び／または平坦部を有していてもよい。他の実施例としては、基板はたとえば長方形などの多角形形状でもよい。

基板の形状が実質的に円形の場合、基板の直径は少なくとも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、または少なくとも３００ｍｍである。あるいは、基板の直径は長くても５００ｍｍ、長くても４００ｍｍ、長くても３５０ｍｍ、長くても３００ｍｍ、長くても２５０ｍｍ、長くても２００ｍｍ、長くても１５０ｍｍ、長くても１００ｍｍ、または長くても７５ｍｍである。

基板がたとえば長方形などの多角形の場合、基板の少なくとも１辺の長さ、またはたとえば少なくとも２辺または少なくとも３辺の長さが、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、または少なくとも２５０ｃｍである。

基板の少なくとも１辺の長さは、長くても１０００ｃｍ、長くても７５０ｃｍ、長くても５００ｃｍ、長くても３５０ｃｍ、長くても２５０ｃｍ、長くても１５０ｃｍ、または長くても７５ｃｍである。

一実施例においては、基板Ｗはウエハであり、たとえば半導体ウエハである。ウエハの材料は、Ｓｉ（ケイ素）、ＳｉＧｅ（シリコンゲルマニウム）、ＳｉＧｅＣ（シリコンゲルマニウムカーボン）、ＳｉＣ(炭化ケイ素)、Ｇｅ（ゲルマニウム）、ＧａＡｓ(ガリウムヒ素)、ＩｎＰ（インジウムリン）、ＩｎＡｓ（インジウムヒ素）から成るグループから選択される。一実施例ではウエハはＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ウエハであってよい。一実施例ではウエハはシリコンウエハであってよい。一実施例では基板はセラミック基板であってよい。一実施例では基板はガラス基板であってよい。一実施例では基板はプラスチック基板であってよい。一実施例では基板は（ヒトの裸眼で）透明であってよい。一実施例では基板は有色であってよい。一実施例では基板は無色であってよい。

この基板の厚さは、基板材料及び／または基板寸法に応じてある程度変更される。基板の厚さは、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、または少なくとも６００μｍとすることができる。あるいは、基板の厚さは、厚くても５０００μｍ、たとえば厚くても３５００μｍ、厚くても２５００μｍ、厚くても１７５０μｍ、厚くても１２５０μｍ、厚くても１０００μｍ、厚くても８００μｍ、厚くても６００μｍ、厚くても５００μｍ、厚くても４００μｍ、または厚くても３００μｍであってもよい。

基板は露光前または露光後においてたとえばトラック（典型的にはレジスト層を基板に塗布し、露光後のレジストを現像する装置）、計測装置、及び／または検査装置により処理されてもよい。一実施例ではレジスト層が基板に設けられる。

投影系は、個別制御可能素子アレイにおけるパターンが基板上にコヒーレントに形成されるように当該パターンの像を形成する。これに代えて投影系は二次光源の像を形成してもよく、この場合個別制御可能素子アレイの各素子はシャッタとして動作してもよい。この場合には投影系は、たとえば二次光源を形成し基板上にスポット状に像形成するために、たとえばマイクロレンズアレイ（ｍｉｃｒｏ ｌｅｎｓ ａｒｒａｙ、ＭＬＡとして知られている）やフレネルレンズアレイなどの合焦用素子のアレイを含んでもよい。合焦用素子のアレイ（たとえばＭＬＡ）は少なくとも１０個、少なくとも１００個、少なくとも１，０００個、少なくとも１０，０００個、少なくとも１００，０００個、または少なくとも１，０００，０００個の合焦用素子を備えてもよい。

パターニング用デバイスにおける個別制御可能素子の数と合焦用素子のアレイにおける合焦用素子の数とは等しいか、あるいは、パターニング用デバイスにおける個別制御可能素子の数が合焦用素子のアレイにおける合焦用素子の数よりも多い。合焦用素子のアレイにおける１つ以上（たとえばたいていは各アレイにつき１０００以上）の合焦用素子は、個別制御可能素子アレイにおける１つ以上（たとえば２つ以上、または３つ以上、５つ以上、１０以上、２０以上、２５以上、３５以上、または５０以上）の個別制御可能素子に光学的に連関していてもよい。

ＭＬＡは、少なくとも基板に近づく方向及び遠ざかる方向にたとえば１以上のアクチュエータを用いて移動可能であってもよい。基板に近づく方向及び遠ざかる方向にＭＬＡを移動させることができる場合には、基板を動かすことなくたとえば焦点合わせをすることが可能となる。

図１及び図２に示されるように本装置は反射型（たとえば反射型の個別制御可能素子アレイを用いる）である。透過型（たとえば透過型の個別制御可能素子アレイを用いる）の装置を代替的に用いてもよい。

リソグラフィ装置は、２つ以上（２つの場合にはデュアルステージと呼ばれる）の基板テーブルを備えてもよい。このような多重ステージ型の装置においては、追加されたテーブルは並行して使用されるか、あるいは１以上のテーブルで露光が行われている間に１以上の他のテーブルで準備工程が実行されるようにしてもよい。

リソグラフィ装置は、基板の少なくとも一部が「液浸露光用の液体」で覆われるものであってもよい。この液体は比較的高い屈折率を有するたとえば水などの液体であり、投影系と基板との間の空隙を満たす。液浸露光用の液体は、たとえばパターニング用デバイスと投影系との間などのリソグラフィ装置の他の空間に適用されるものであってもよい。液浸技術は投影系の開口数を増大させる技術として周知である。本明細書では「液浸」という用語は、基板等の構造体が液体に完全に浸されているということを意味するのではなく、露光の際に投影系と基板との間に液体が存在するということを意味するに過ぎない。

図１に示されるように照明器ＩＬは放射源ＳＯから放射ビームを受け取る。放射源により、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、または少なくとも３６０ｎｍの波長を有する放射が供される。あるいは、放射源ＳＯにより供される放射は、長くても４５０ｎｍ、長くても４２５ｎｍ、長くても３７５ｎｍ、長くても３６０ｎｍ、長くても３２５ｎｍ、長くても２７５ｎｍ、長くても２５０ｎｍ、長くても２２５ｎｍ、長くても２００ｎｍ、または長くても１７５ｎｍの波長を有する。この放射は、４３６ｎｍ、４０５ｎｍ、３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、及び／または１２６ｎｍの波長を含んでもよい。

たとえば光源がエキシマレーザである場合には、光源とリソグラフィ装置とは別体であってもよい。この場合、光源はリソグラフィ装置の一部を構成しているとはみなされなく、放射ビームは光源ＳＯから照明器ＩＬへとビーム搬送系ＢＤを介して受け渡される。ビーム搬送系ＢＤはたとえば適当な方向変更用ミラー及び／またはビームエキスパンダを含んで構成される。あるいは光源が水銀ランプである場合には、光源はリソグラフィ装置に一体に構成されていてもよい。光源ＳＯと照明器ＩＬとは、またビーム搬送系ＢＤが必要とされる場合にはこれも合わせて、放射系と総称される。

照明器ＩＬは放射ビームの角強度分布を調整するためのアジャスタＡＤを備えてもよい。一般にはアジャスタＡＤにより、照明器の瞳面における強度分布の少なくとも半径方向外径及び／または内径（通常それぞれ「シグマ−アウタ（σ−ｏｕｔｅｒ）」、「シグマ−インナ（σ−ｉｎｎｅｒ）」と呼ばれる）が調整される。加えて照明器ＩＬは、インテグレータＩＮ及びコンデンサＣＯなどの他の要素を備えてもよい。照明器はビーム断面における所望の均一性及び強度分布を得るべく放射ビームを調整するために用いられる。照明器ＩＬ及び追加の関連構成要素は放射ビームを複数の分割ビームに分割するように構成されていてもよい。たとえば各分割ビームが個別制御可能素子アレイにおける１つまたは複数の個別制御可能素子に対応するように構成してもよい。放射ビームを分割ビームに分割するのにたとえば二次元の回折格子を用いてもよい。本明細書においては「放射ビーム」という用語は、放射ビームがこれらの複数の分割ビームを含むという状況も包含するが、これに限定されないものとする。

放射ビームＢは、パターニング用デバイスＰＤ（たとえば、個別制御可能素子アレイ）に入射して、当該パターニング用デバイスにより変調される。放射ビームはパターニング用デバイスＰＤにより反射され、投影系ＰＳを通過する。投影系ＰＳはビームを基板Ｗの目標部分Ｃに合焦させる。位置決め装置ＰＷと位置センサＩＦ（たとえば、干渉計、リニアエンコーダ、静電容量センサなど）により基板テーブルＷＴは正確に移動され、たとえば放射ビームＢの経路に異なる複数の目標部分Ｃをそれぞれ位置決めするように移動される。また、個別制御可能素子アレイ用の位置決め手段が設けられ、たとえば走査中にビームＢの経路に対してパターニング用デバイスＰＤの位置を正確に補正するために用いられてもよい。

一実施例においては、ロングストロークモジュール（粗い位置決め用）及びショートストロークモジュール（精細な位置決め用）により基板テーブルＷＴの移動を実現する。ロングストロークモジュール及びショートストロークモジュールは図１には明示されていない。一実施例では基板テーブルＷＴを移動させるためのショートストロークモジュールを省略してもよい。個別制御可能素子アレイを位置決めするためにも同様のシステムを用いることができる。必要な相対運動を実現するために、対象物テーブル及び／または個別制御可能素子アレイの位置を固定する一方、放射ビームＢを代替的にまたは追加的に移動可能としてもよいということも理解されよう。この構成は装置の大きさを小さくするのに役立ち得る。たとえばフラットパネルディスプレイの製造に適用可能な更なる代替例として、基板テーブルＷＴ及び投影系ＰＳを固定し、基板Ｗを基板テーブルＷＴに対して移動させるように構成してもよい。たとえば基板テーブルＷＴは、実質的に一定の速度で基板Ｗを走査させるための機構を備えてもよい。

図１に示されるように放射ビームＢはビームスプリッタＢＳによりパターニング用デバイスＰＤに向けられるようにしてもよい。このビームスプリッタＢＳは、放射ビームがまずビームスプリッタＢＳにより反射されてパターニング用デバイスＰＤに入射するように構成される。ビームスプリッタを使わずに放射ビームをパターニング用デバイスに入射させるようにすることもできる。放射ビームは０度から９０度の間の角度でパターニング用デバイスに入射する。またはたとえば５度から８５度の間、１５度から７５度の間、２５度から６５度の間、または３５度から５５度の間の角度であってもよい（図１には９０度の例が示されている）。パターニング用デバイスＰＤは放射ビームＢを変調し、再度ビームスプリッタＢＳに向かって戻るように放射ビームＢを反射する。ビームスプリッタＢＳは変調されたビームを投影系ＰＳへと伝達する。しかしながら放射ビームＢをパターニング用デバイスＰＤに入射させ、そのまま更に投影系ＰＳに入射させるという代替的な構成も可能であることも理解されよう。特に透過型のパターニング用デバイスが用いられる場合には図１に示される構成は必要とはされない。

図示の装置はいくつかのモードで使用することができる。

１．ステップモードにおいては、放射ビームに付与されたパターンの全体が１回の照射で目標部分Ｃに投影される間、個別制御可能素子アレイ及び基板は実質的に静止状態とされる（すなわち１回の静的な露光）。そして基板テーブルＷＴがＸ方向及び／またはＹ方向に移動されて、異なる目標部分Ｃが露光される。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回の静的露光で結像される目標部分Ｃの寸法が制限されることになる。

２．スキャンモードにおいては、放射ビームに付与されたパターンが目標部分Ｃに投影される間、個別制御可能素子アレイ及び基板は同期して走査される（すなわち１回の動的な露光）。個別制御可能素子アレイに対する基板の速度及び方向は、投影系ＰＳの拡大（縮小）特性及び像反転特性により定められる。スキャンモードでは露光フィールドの最大サイズが１回の動的露光での目標部分Ｃの（非走査方向の）幅を制限し、走査移動距離が目標部分の（走査方向の）長さを決定する。

３．パルスモードにおいては、個別制御可能素子アレイは実質的に静止状態とされ、パルス放射源により基板Ｗの目標部分Ｃにパターンの全体が投影される。基板テーブルＷＴが実質的に一定の速度で移動して、ビームＢは基板上を線状に走査させられる。個別制御可能素子アレイ上のパターンは放射系からのパルス間に必要に応じて更新される。パルス照射のタイミングは、基板上の複数の目標部分Ｃが連続して露光されるように調整される。その結果、基板上の１つの短冊状領域にパターンが完全に露光されるようビームＢにより基板Wが走査されることになる。この短冊状領域の露光を順次繰り返すことにより基板Ｗは完全に露光される。

４．連続スキャンモードは基本的にパルスモードと同様である。異なるのは、変調された放射ビームＢに対して基板Ｗが実質的に等速で走査され、ビームＢが基板Ｗ上を走査し露光しているときに個別制御可能素子アレイ上のパターンが更新されることである。個別制御可能素子アレイのパターンの更新に同期させるようにした、実質的に一定の放射源またはパルス放射源を用いることができる。

５．ピクセルグリッド結像モードでは、基板Ｗに形成されるパターンはスポット状の露光を連続的に行うことにより実現される。このモードは図２のリソグラフィ装置を使用して実現することができる。このスポット状の露光はスポット発生器により形成され、スポット発生器はパターニング用デバイスＰＤに適切に方向付けられて配置されている。スポット状の露光はそれぞれ実質的に同形状である。基板Ｗ上には露光スポットにより最終的に実質的に格子が描かれる。一実施例では、このスポットの寸法は最終的に基板上に描かれる格子のピッチよりも大きいが、毎回の露光時に露光スポットが形成する格子の大きさよりもかなり小さい。転写されるスポットの強度を変化させることによりパターンが形成される。露光照射の合間に各スポットの強度分布が変更される。

上記で記載したモードを組み合わせて動作させてもよいし、モードに変更を加えて動作させてもよく、さらに全く別のモードで使用してもよい。

リソグラフィでは基板上のレジスト層にパターンが露光される。そしてレジストが現像される。続いて追加の処理工程が基板に施される。基板の各部分へのこれらの追加の処理工程の作用は、レジストへの露光の程度によって異なる。特にこの処理は、所与の線量閾値を超える照射量を受けた基板の部位が示す反応と、その閾値以下の照射量を受けた部位が示す反応とが異なるように調整されている。たとえば、エッチング工程においては上記の閾値を超える照射量を受けた基板上の区域は、レジスト層が現像されることによりエッチングから保護される。一方、この閾値以下の照射量を受けたレジストは露光後の現像工程で除去され、基板のその区域はエッチングから保護されない。このため、所望のパターンにエッチングがなされる。特に、パターニング用デバイス内の個別制御可能素子は、パターン図形内部となる基板上の区域での露光中の照射量が線量閾値を超えるように実質的に高強度であるように設定される。基板の他の領域は、ゼロまたはかなり低い放射強度を受けるように対応の個別制御可能素子が設定されることにより、線量閾値以下の放射を受ける。

実際には、パターン図形端部での照射量は所与の最大線量からゼロへと急激に変化するわけではない。この照射量は、たとえ図形の境界部分の一方の側への放射強度が最大となり、かつその図形境界部分の他方の側への放射強度が最小となるように個別制御可能素子が設定されていたとしても急激には変化しない。回折の影響により、照射量の大きさは移行領域を介して低下するからである。パターン図形の境界位置は最終的にレジストの現像により形成される。その境界位置は、照射された線量が閾値を下回る位置によって定められる。この移行領域での線量低下のプロファイル、ひいてはパターン図形の境界の正確な位置は、当該図形境界上または近傍に位置する基板上の各点に放射を与える個別制御可能素子の設定により、より正確に制御できるであろう。これは、強度レベルの最大値または最小値を制御するだけではなく、当該最大値及び最小値の間の強度レベルにも制御することによっても可能となるであろう。これは通常「グレイスケーリング」と呼ばれる。

グレイスケーリングによれば、個別制御可能素子により基板に２値の放射強度（つまり最大値と最小値）だけが与えられるリソグラフィーシステムよりも、パターン図形の境界位置の制御性を向上させることができる。少なくとも３種類、少なくとも４種類の放射強度、少なくとも８種類の放射強度、少なくとも１６種類の放射強度、少なくとも３２種類の放射強度、少なくとも６４種類の放射強度、少なくとも１２８種類の放射強度、または少なくとも２５６種類の放射強度が基板に投影されてもよい。

グレイスケーリングは上述の目的に加えてまたは上述の目的に代えて使用されてもよい。たとえば、照射された線量レベルに応じて基板の各領域が２種以上の反応を可能とするように、露光後の基板への処理が調整されていてもよい。たとえば、第１の線量閾値以下の放射を受けた基板の部位では第１の種類の反応が生じ、第１の線量閾値以上で第２の線量閾値以下の放射を受けた基板の部位では第２の種類の反応が生じ、第２の線量閾値以上の放射を受けた基板の部位では第３の種類の反応が生じるようにしてもよい。したがって、グレイスケーリングは、基板上での線量のプロファイルが２以上の望ましい線量レベルを有するようにするのに用いることができる。この線量プロファイルは少なくとも２つの所望の線量レベル、少なくとも３つの所望の線量レベル、少なくとも４つの所望の線量レベル、少なくとも６つの所望の線量レベル、または少なくとも８つの所望の線量レベルを有してもよい。

線量プロファイルの制御は、上述のように基板上の各点が受ける放射強度を単に制御するという方法以外の方法によっても可能である。たとえば、基板上の各点が受ける照射量は、各点への露光時間を代替的にまたは追加的に制御することによっても制御することができる。他の例として、基板上の各点は、連続的な複数の露光により放射を受けてもよい。このような連続的複数露光から一部の露光を選択して用いることにより代替的にまたは追加的に各点が受ける照射量を制御することが可能となる。

図２は、本発明に係るリソグラフィ装置の一例を示す図である。この実施例はたとえばフラットパネルディスプレイの製造に用いることができる。図１に示される構成要素に対応するものには図２においても同じ参照符号を付している。また、基板やコントラストデバイス、ＭＬＡ、放射ビームなどについてののさまざまな構成例などを含む上述のさまざまな変形例は同様に適用可能である。

図２に示されるように、投影系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、変調された放射ビームＢを受け、開口絞りＡＳの開口部で合焦させる。開口部には他のレンズＡＬを設けてもよい。そして放射ビームＢは発散し、第２のレンズＬ２（たとえばフィールドレンズ）により合焦させられる。

投影系ＰＳは、拡大された変調放射ビームＢを受けるように構成されているレンズアレイＭＬＡをさらに備える。変調放射ビームＢの異なる部分はそれぞれレンズアレイＭＬＡの異なるレンズＭＬを通過する。この変調放射ビームＢの異なる部分はそれぞれ、パターニング用デバイスＰＤの１つ以上の個別制御可能素子に対応している。各レンズは変調放射ビームＢの各部分を基板Ｗ上の点に合焦させる。このようにして基板Ｗ上に照射スポットＳの配列が露光される。図示されているレンズアレイには８つのレンズ１４が示されているだけであるが、レンズアレイは数千のレンズを含んでもよい（パターニング用デバイスＰＤとして用いられる個別制御可能素子アレイについても同様である）。

図３は、本発明の一実施形態に係り、図２のシステムを用いて基板Ｗ上にどのようにパターンが生成されるのかを模式的に示す図である。図中の黒丸は、投影系ＰＳのレンズアレイＭＬＡによって基板に投影されるスポットＳの配列を示す。基板は、基板上での露光が進むにつれて投影系に対してＹ方向に移動する。図中の白丸は、基板上で既に露光されている露光スポットＳＥを示す。図示されるように投影系ＰＳのレンズアレイＭＬＡによって基板に投影された各スポットは基板上に露光スポット列Ｒを形成する。各スポットＳＥの露光により形成される露光スポット列Ｒがすべて合わさって、基板にパターンが完全に形成される。上述のようにこのような方式はよく「ピクセルグリッド結像」と称される。

照射スポットＳの配列が基板Ｗに対して角度θをなして配置されている様子が示されている（基板Ｗの端部はそれぞれＸ方向及びＹ方向に平行である）。これは、基板が走査方向（Ｙ方向）に移動するときに、各照射スポットが基板の異なる領域を通過するようにするためである。これにより、照射スポット１５の配列により基板の全領域がカバーされることになる。角度θは大きくても２０°、大きくても１０°、大きくても５°、大きくても３°、大きくても１°、大きくても０．５°、大きくても０．２５°、大きくても０．１０°、大きくても０．０５°、または大きくても０．０１°であってよい。あるいは、角度θは小さくても０．００１°である。

図４は、本発明の一実施形態において、どのようにしてフラットパネルディスプレイの基板Ｗ全体が複数の光学エンジンを用いて１回の走査で露光されるのかを模式的に示す図である。この例では照射スポットＳの配列ＳＡが８つの光学エンジン（図示せず）により形成される。光学エンジンはチェス盤のように２つの列Ｒ１、Ｒ２に配置されている。照射スポットの配列の端部が隣接の照射スポット配列の端部に（走査方向であるＹ方向において）少し重なるように形成される。一実施例では光学エンジンは少なくとも３列、たとえば４列または５列に配列される。このようにして、照射の帯が基板Ｗの幅を横切って延び、１回の走査で基板全体の露光が実現されることとなる。光学エンジンの数は適宜変更してもよい。一実施例では、光学エンジンの数は少なくとも１個、少なくとも２個、少なくとも４個、少なくとも８個、少なくとも１０個、少なくとも１２個、少なくとも１４個、または少なくとも１７個である。あるいは、光学エンジンの数は４０個未満、３０個未満または２０個未満である。

各光学エンジンは、上述の照明系ＩＬ、パターニング用デバイスＰＤ、及び投影系ＰＳを別個に備えてもよい。あるいは２個以上の光学エンジンが１以上の照明系、パターニング用デバイス、及び投影系の少なくとも一部を共有してもよい。

図５は、図１に示されたリソグラフィ装置を簡略化した図である。図５では、放射源Ｓｏは、放射ビームＲＢを放射する。その後、この放射ビームＲＢはビーム搬送系ＢＤを通過する。放射ビームＲＢは、その後、照明器ＩＬに伝搬して通過し、そしてパターニング用デバイスＰＤに伝搬する。放射ビームＲＢは、パターニング用デバイスＰＤによりパターンを付与され（たとえば、パターンは放射ビームＲＢの横断面に付与される）、パターン付与された放射ビームＲＢは、その後、投影系ＰＳにより基板Ｗに投影される。

一実施形態では、投影系ＰＳは、放射ビームＲＢに縮小ファクターを導入する可能性がある。このような場合、投影系ＰＳにより基板Ｗに投影されたパターンは、放射ビームＲＢにパターンを付与するパターニング用デバイスＰＤの何倍も、何十倍も、または何百倍も小さい。

図５に示されるようなリソグラフィ装置のエレメントの均一性を測定することは望ましい。より一般的には、放射ビームＲＢによる基板の照明の均一性を測定することは望ましい。リソグラフィ装置の各種エレメントの均一性を表す情報は、これらのエレメントの一つまたは複数と接触（たとえば、通過または反射など）した放射ビームの均一性を測定することによって得られる可能性がある。

図６は、リソグラフィ装置のエレメントの均一性を表す情報を取得する典型的な装置を示す図である。図６において、放射源ＳＯは、放射ビームＲＢを放射する。この放射ビームＲＢは、パターニング用デバイスＰＤに入射する前に、ビーム搬送系ＢＤおよび照明器ＩＬを通過する。放射ビームは、パターニング用デバイスＰＤによりパターン付与された後、続いてビームスプリッタＢＳに入射する。ビームスプリッタＢＳは、ごく一部の放射ビームＲＢ１を検出器Ｄに導き、一方で（透過におけるロスを除いた）残りの放射ビームＲＢを投影系ＰＳに向かわせるように構成されている。投影系ＰＳは、その後、放射ビームＲＢを基板Ｗに投影する。

検出器Ｄは、ごく一部の放射ビームＲＢ１の様々な特性を測定するために用いられる。たとえば、ごく一部の放射ビームＲＢ１の強度分布（または強度分布の変化）や角度強度分布（または角度強度分布の変化）が検出器Ｄにより測定されてもよい。追加の実施形態においては、ごく一部の放射ビームＲＢ１の偏光（若しくは偏光の変化）や、ごく一部の放射ビームＲＢ１の瞳の形状若しくはモード（または瞳の形状若しくはモードの変化）が検出器Ｄにより測定されてもよい。さらに、瞳の形状若しくはモード（または瞳の形状若しくはモードの変化）を検出するために、レンズなどの光学素子がビームスプリッタＢＳと検出器Ｄとの間に配置されてもよい。

ビームスプリッタＢＳおよび／または検出器Ｄは、ごく一部の放射ビームＲＢ１の特定の部分のみが常に調査（たとえば、結像、検出など）されるように、移動可能であってもよい。一実施形態においては、ビームスプリッタＢＳおよび／または検出器Ｄは、パターニング用デバイスＰＤの特定の部分に反射するかまたは該特定の部分を通過するごく一部の放射ビームＲＢ１の一部がＰＤにより結像されるように、移動されてもよい。たとえば、このパターニング用デバイスＰＤの特定部分は、パターニング用デバイスＰＤの個別制御可能ミラーなどの、１つまたは複数の個別制御可能素子であってよい。

図６において、検出器Ｄに向けて反射されたごく一部の放射ビームＲＢ１は、ビーム搬送系ＢＤおよび照明器ＩＬを通過しており、そしてパターニング用デバイスＰＤを通過しているかまたはパターニング用デバイスに反射している。それゆえ、ごく一部の放射ビームＲＢ１は、ビーム搬送系ＢＤ、照明器ＩＬ、およびパターニング用デバイスＰＤの均一性を表す情報を取得するために調査されうる。しかしながら、放射ビームは投影系ＰＳを通過していないので、投影系の均一性に関する情報は、図６に示される装置を用いて取得することはできない。

図７は、投影系ＰＳの均一性を表す情報を取得する典型的なリソグラフィ装置を示す。図７においては、ピンホール型のカメラデバイスＣが投影系ＰＳの下流且つ放射ビームＲＢの光路に配置されている。これにより、投影系ＰＳの均一性を表す情報を放射ビームＲＢの特性から導き出すことができる。さらに、追加の実施形態においては、ピンホール型のカメラデバイスＣは、放射ビームＲＢの異なる部分が調査できるように、放射ビームＲＢに関して移動可能であってもよい。

図７の実施形態において、投影系ＰＳの均一性を表す情報は、放射ビームＲＢが投影系ＰＳを通過した後に、放射ビームＲＢから得られる。投影系は、縮小ファクター（reduction factor）を導入している可能性があるので、放射ビームＲＢのパターンは、投影系ＰＳを通過する前の放射ビームでの対応するパターンよりも何倍、何十倍、または何百倍も小さい。それゆえ、すでに投影系ＰＳを通過した放射ビームＲＢから、投影系ＰＳの均一性に関して、明確で、正確で、且つ高分解能な情報を取得することは困難、または不可能であるかもしれない。

図８は、投影系ＰＳの均一性を表す情報を取得する第２の典型的なリソグラフィ装置を示す。図８において、放射源ＳＯは、放射ビームＲＢを放射し、この放射ビームＲＢは、ビーム搬送系ＢＤおよび照明器ＩＬを通過を通過する。放射ビームＲＢは、続いて、投影系ＰＳに入射する前に、パターニング用デバイスＰＤによりパターンを付与される。投影系ＰＳは、パターンを基板に転写するために、パターン付き放射ビームＲＢを基板（図示せず）に投影する。図６および図７の典型的な装置と対照的に、図８の典型的な装置は、検出器Ｄおよび半透明ミラーＳＴＭを備えており、検出器Ｄおよび半透明ミラーＳＴＭは、投影系ＰＳの均一性を表す情報を取得するために用いられる。

一実施形態では、検出器Ｄおよび半透明ミラーＳＴＭは、放射ビームＢＭの光路に沿って、且つ実質的にパターニング用デバイスＰＤと投影系ＰＳとの間に配置されている。追加の実施形態において、放射ビームＲＢは、パターニング用デバイスＰＤと投影系ＰＳとの間を直接に通過する必要はないが、その代わりに１つまたは複数のミラー、レンズ、または類似の光学素子によりパターニング用デバイスＰＤと投影系ＰＳとの間に導かれてもよい。このような実施形態では、検出器Ｄおよび半透明ミラーＳＴＭは、パターニング用デバイスＰＤと投影系ＰＳとの間を通過する放射ビームＲＢの光路に沿った任意の位置に配置されてもよい。

図８では、基板は反射面ＷＲを設けられている。この反射面ＷＲは、半透明ミラーＳＴＭおよび検出器Ｄとともに、投影系ＰＳの均一性を表す情報を取得するために用いられる。図８において、放射ビームＲＢは、パターニング用デバイスＰＤによりパターンを付与され、半透明ミラーＳＴＭを介して投影系ＰＳに向かって導かれる。投影系ＰＳは、放射ビームを反射面ＷＲが設けられた基板に投影する。その後、反射面ＷＲは、放射ビームＲＢを反射して投影系ＰＳに戻し、投影系ＰＳを通過させる。反射された放射ビームＲＲＢ（以下、反射放射ビームＲＲＢ）は、続いて、半透明ミラーＳＴＭの鏡面に入射する。半透明ミラーＳＴＭの鏡面は、反射放射ビームＲＲＢを検出器Ｄへ導く。

投影系ＰＳの均一性を表す情報は、検出器Ｄを用いて反射放射ビームの特性を調査することにより取得されうる。たとえば、反射放射ビームＲＲＢの強度分布（または強度分布の変化）や、角度強度分布（または角度強度分布の変化）が検出器Ｄにより測定されてもよい。これに代えて、または加えて、反射放射ビームＲＲＢの偏光（または偏光の変化）や、反射放射ビームＲＲＢの瞳の形状若しくはモード（または瞳の形状若しくはモードの変化）が検出器Ｄにより測定されてもよい。さらに、追加の実施形態においては、瞳の形状若しくはモード（または瞳の形状若しくはモードの変化）を検出するために、ビームスプリッタＢＳと検出器Ｄとの間にレンズが配置されてもよい。

図８に示された装置は、図７に示された典型的な装置よりも有利な点を有する。上述したように、投影系ＰＳは、放射ビームＲＢが投影系ＰＳを通過する際に、放射ビームＲＢに対して縮小ファクターを適用してもよい。しかしながら、放射ビームＲＲＢが反射面ＷＲに反射されて、投影系ＰＳに戻ってこれを通過するとき、以前に放射ビームＲＲＢに適用された縮小ファクターの逆数に相当する拡大ファクターが放射ビームＲＲＢに適用される。このようにして、反射放射ビームＲＲＢは、関連した縮小ファクターなしで検出され、調査され、それゆえ、反射放射ビームＲＲＢの特性のの明確且つ高分解能な測定が取得されうる。さらに、放射ビームＲＢは、その特性が検出器Ｄを用いて調査される前に投影系ＰＳを二度通過するので、投影系ＰＳの均一性は、放射ビームＲＢに二度付与される。この効果により、検出プロセスの信号対雑音比が向上し、その結果、投影系ＰＳの影響を受ける放射ビームＲＢの特性の検出が向上する。

図８においては、反射放射ビームＲＲＢもまたビーム搬送系ＢＤ、照明器ＩＬ、およびパターニング用デバイスＰＤの均一性により影響される。それゆえ、追加の実施形態においては、図８に示された装置は、放射ビームＲＢが通過する、または放射ビームＲＢが反射されるリソグラフィ装置の全てのエレメントの均一性を表す情報を取得するために用いられてもよい。

さらに、追加の実施形態においては、投影系ＰＳの均一性のより明確な表示を得るために、図７の装置が図８の装置とともに用いられてもよい。たとえば、図８の装置がビーム搬送系ＢＤ、照明器ＩＬ、パターニング用デバイスＰＤ、および投影系ＰＳの均一性を表す情報を取得するために用いられてもよい。加えて、図７の装置がビーム搬送系ＢＤ、照明器ＩＬ、およびパターニング用デバイスＰＤの均一性を表す情報を取得するために用いられてもよい。その後、図８の装置を用いて取得された情報は、図７の装置を用いて取得された情報により価値を落とされてもよい、または図７の装置を用いて取得された情報と比較されてもよい。それにより、投影系ＰＳの均一性を表す情報が生成される（または少なくとも明確にされる）。図７および図８の装置は、同時に用いられてもよい。または、追加の実施形態においては、こられの装置は、装置を独立して用いることができるように、放射ビームＲＢの光路内外へ選択的に移動可能であってもよい。

図８の実施形態は、反射面ＷＲが設けられた基板を備える。しかしながら、追加の実施形態においては、反射面は、ミラーまたは当業者に明らかな任意のその他の反射面の形態をとってもよい。さらに、当業者であれば、反射面は、本発明の精神または範囲から逸脱することなく、図１の典型的な基板テーブルなどの基板テーブルの適当な位置に保持されてもよく、または基板テーブルの一部であってもよいことが分かるであろう。

追加の実施形態において、リソグラフィ装置の投影系の均一性を表す情報を取得するための装置は、第１誘導装置を備える。第１誘導装置は、電磁放射ビームが投影系の第１端部から投影系の第２端部まで通過するよう、電磁放射ビームを投影系に誘導するよう構成されてもよい。第１誘導装置の例は、パターニング用デバイス、ミラー、およびレンズを含むが、これらに限定されない。

この装置はまた、第２誘導装置を備えてもよい。第２誘導装置は、電磁放射ビームが投影系の第２端部から投影系の第１端部まで通過するように、投影系を通過した電磁放射ビームが投影系へ戻るよう誘導するべく構成される。第２誘導装置の例は、反射面、反射面が設けられた基板、または反射面が設けられた基板テーブルまたはホルダを含むが、これらに限定されない。

このような実施形態においては、放射ビームが投影系を一方向に通過した際に導入された任意の縮小ファクターは、放射ビームが投影系を逆方向に伝搬する際に拡大ファクター（すなわち、縮小ファクターの逆数）を導入することにより取り除かれる。

さらに、この装置は、投影系の均一性を表す情報を取得するために、電磁放射ビームが投影系に戻ってこれを通過した後に電磁放射ビームの少なくとも一部を検出するよう構成された検出器を備えてもよい。この装置はまた、放射ビームが投影系に戻ってこれを通過した後に電磁放射ビームを検出器に誘導する第３誘導装置を備えてもよい。第３誘導装置はまた、第１面および第２面を備え、第１面は、電磁放射ビームを透過するよう構成され、第２面は、放射ビームを反射するよう構成されてもよい。一実施形態においては、第３誘導装置は、半透明ミラーを備えてもよい。

追加の実施形態では、第３誘導装置は、電磁放射ビームが、投影系の第１端部から投影系の第２端部へ通過する前に、第３誘導装置を通過するように配置且つ構成されてもよい。第３誘導装置は、加えて、電磁放射ビームが投影系の第２端部から投影系の第１端部まで通過した後に、電磁放射ビームを反射してもよい。

さらに、第３誘導装置は、放射ビームの内外へ移動可能であってもよい。たとえば、第３誘導装置は、投影系の均一性を表す情報を取得することが必要ないとき、または望ましくないとき（たとえば、パターンが基板に転写されているとき）、放射ビームの光路外に移動可能であってもよい。第３誘導装置は、また、投影系の均一性を表す情報を取得することが必要なとき、または望まれているとき（たとえば、パターンが基板に転写されていないとき）、放射ビームの光路内に移動可能であってもよい。さらに、第３誘導装置は、パターニング用デバイスと投影系との間の放射ビームの光路と一致した位置に配置されてもよい、または配置可能であってもよい。

図９は、リソグラフィ装置のエレメントの均一性を表す情報を取得するための典型的な方法９００を示す。ステップ９０２において、放射ビームは、放射ビームが投影系の第１端部から投影系の第２端部へ通過するように投影系に導かれる。一実施形態では、光学素子が放射ビームを投影系へと導く。この光学素子は、パターニング用デバイス、ミラー、またはレンズを含むが、これらに限定されない。

ステップ９０４において、（投影系を通過した）放射ビームは続いて、放射ビームが投影系の第２端部から投影系の第１端部へ通過するように、投影系へ戻るよう導かれる。一実施形態において、放射ビームは、反射面を用いて投影系に戻るよう導かれる。反射面は、反射面が設けられた基板、反射面が設けられた基板テーブル、または反射面が設けられたホルダを含むが、これらに限定されない。さらに、追加の実施形態では、放射ビームは、ビーム誘導装置を用いて放射ビームが投影系に戻って通過した後に、検出器に導かれる。ビーム誘導装置は半透明ミラーなどであるが、これに限定されない。

ステップ９０６において、投影系の均一性を表す情報を取得するために、放射ビームが投影系に戻って通過した後に、放射ビームの少なくとも一部が検出される。

本明細書に記載された装置および方法は、リソグラフィ装置の投影系の均一性を表す情報を取得する。この情報は、検出された放射ビームから直接的または間接的に求められてもよい。たとえば、この情報は、電磁放射ビームの少なくとも一部の電界均一性、電磁放射ビームの少なくとも一部の電界均一性の変化、および電磁放射ビームの少なくとも一部の瞳均一性、または電磁放射ビームの少なくとも一部の瞳均一性の変化、のうち少なくとも一つから取得または求められてもよい。

さらに具体的には、情報は、たとえば、電磁放射ビームの少なくとも一部の強度分布、電磁放射ビームの少なくとも一部の強度分布の変化、電磁放射ビームの少なくとも一部の角度強度分布、電磁放射ビームの少なくとも一部の角度強度分布の変化、電磁放射ビームの少なくとも一部の偏光、電磁放射ビームの少なくとも一部の偏光の変化、電磁放射ビームの少なくとも一部の瞳形状または瞳モード、または電磁放射ビームの少なくとも一部の瞳形状または瞳モードの変化のうち少なくとも一つから取得または求められる。

図１０は、本発明が実装されうる典型的なコンピュータシステム１０００を示す。この典型的なコンピュータシステム１０００は、プロセッサ１００２等の１つまたは複数のプロセッサを含む。プロセッサ１００２は、バスまたはネットワークなどの通信基盤１００６に接続されている。様々なソフトウェア実行がこの典型的なコンピュータシステムに関して記載されている。この記載を読んだ後、他のコンピュータシステムおよび／またはコンピュータアーキテクチャを用いてどのように本発明を実行するかが当業者にとって明らかとなるであろう。

また、コンピュータシステム１０００は、メインメモリ１００８、好ましくはランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を含む。コンピュータシステム１０００は、二次メモリ１０１０を含んでもよい。二次メモリ１０１０は、たとえば、ハードディスクドライブ１０１２および／または磁気テープ装置、光ディスク駆動装置などを表すリムーバブルストレージドライブ１０１４を含んでもよい。リムーバブルストレージドライブ１０１４は、周知の方法でリムーバブルストレージユニット１０１８から読み出す、および／またはリムーバブルストレージユニット１０１８に書き込む。リムーバブルストレージユニット１０１８は、リムーバブルストレージドライブ１０１４により読み込まれるおよび書き込まれる磁気テープ、光ディスク、またはその他のストレージ媒体を表す。十分理解されるように、リムーバブルストレージユニット１０１８は、その中にコンピュータソフトウェアおよび／またはデータを格納したコンピュータが使用可能なストレージ媒体を含むことができる。

別の実装では、二次メモリ１０１０は、コンピュータプログラムまたはその他の指示をコンピュータシステム１０００にロードするその他の手段を含んでもよい。このような手段は、たとえばストレージユニット１０２２およびインタフェース１０２０を含んでもよい。このような手段の例は、リムーバブルメモリチップ（ＥＰＲＯＭまたはＰＲＯＭなど）および関連するソケット、またはその他のリムーバブルストレージユニット１０２２およびインタフェース１０２０を含んでもよい。これらにより、ソフトウェアおよびデータをリムーバブルストレージユニット１０２２からコンピュータシステム１０００に転送することができる。

また、コンピュータシステム１０００は、通信用インタフェース１０２４などの１つまたは複数の通信用インタフェースを含んでもよい。通信用インタフェース１０２４により、ソフトウェアおよびデータをコンピュータシステム１０００と外部デバイスとの間で転送することができる。通信用インタフェース１０２４の例は、モデム、ネットワークインタフェース（イーサネット（登録商標）カードなど）、ＣＯＭポート、ＰＣＭＣＩＡスロットおよびカードなどを含んでもよい。通信用インタフェース１０２４を介して転送されたソフトウェアおよびデータは、信号１０２８の形である。これは、電気信号、電磁信号、光信号、またはその他の通信用インタフェース１０２４により受信可能な信号であってよい。これらの信号１０２８は、通信パス（すなわちチャネル）１０２６を介して通信用インタフェース１０２４に供給される。このチャネル１０２６は、信号１０２８を運び、ワイヤまたはケーブル、光ファイバ、ＲＦリンク、およびその他の通信チャネルを用いて実装されうる。本発明の実施形態において、信号１０２８は、プロセッサ１００２に送られるデータパケットを含む。必要な処理が行われたパケットを表す情報もまた、信号１０２８の形でプロセッサ１００２から通信パス１０２６を通って送られる。

「コンピュータプログラム媒体」および「コンピュータ使用可能媒体」という用語は、リムーバブルストレージユニット１０１８および１０２２、ハードディスクドライブ１０１２にインストールされたハードディスク、および信号１０２８などの媒体を一般に参照するために用いられ、これらはソフトウェアをコンピュータシステム１０００に提供する。

コンピュータプログラムは、メインメモリ１００８および／または二次メモリ１０１０に格納される。また、コンピュータプログラムは、通信用インタフェース１０２４を介して受信される。このようなコンピュータプログラムは、実行されると、コンピュータシステム１０００に本明細書において説明した本発明を実行させることができる。特に、コンピュータプログラムは、実行されると、プロセッサ１００２に本発明を実行させることができる。本発明がソフトウェアを用いて実行される場合には、ソフトウェアはコンピュータプログラム製品に格納され、そしてリムーバブルストレージユニット１０１８、ハードドライブ１０１２または通信用インタフェース１０２４を用いてコンピュータシステム１０００にロードされてもよい。

本説明においてはリソグラフィ装置の用途を特定の装置（たとえば集積回路やフラットパネルディスプレイ）の製造としているが、ここでのリソグラフィ装置は他の用途にも適用することが可能であるものと理解されたい。他の用途としては、集積回路や光集積回路システム、磁区メモリ用ガイダンスおよび検出パターン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッド、微小電気機械素子（ＭＥＭＳ）などの製造に用いることが可能であり、これらに限られない。また、たとえばフラットパネルディスプレイに関しては、本発明に係る装置は、たとえば薄膜トランジスタ層及び／またはカラーフィルター層などのさまざまな層の製造に用いることができる。

ここでは特に光学的なリソグラフィーを本発明に係る実施形態に適用したものを例として説明しているが、本発明はたとえばインプリントリソグラフィーなど文脈が許す限り他にも適用可能であり、光学的なリソグラフィーに限られるものではない。インプリントリソグラフィーでは、パターニング用デバイスのトポグラフィーが基板に生成されるパターンを決める。パターニング用デバイスのトポグラフィーが基板に塗布されているレジスト層に押し付けられ、電磁放射や熱、圧力、あるいはこれらの組み合わせによってレジストが硬化される。レジストが硬化されてから、パターニング用デバイスは、パターンが生成されたレジストから外されて外部に移動される。

結語
本発明の種々の実施例を上に記載したが、それらはあくまでも例示であって、それらに限定されるものではない。本発明の精神と範囲に反することなく種々に変更することができるということは、関連技術の当業者には明らかなことである。本発明の範囲と精神は上記で述べた例示に限定されるものではなく、請求項とその均等物によってのみ定義されるものである。

「課題を解決する手段」及び「要約書」の項ではなく「発明の詳細な説明」の項が請求項を解釈するのに使用されるように意図されている。「課題を解決する手段」及び「要約書」の欄は本発明者が考えた本発明の実施例の１つ以上を示すものであるが、すべてを説明するものではない。よって、本発明及び請求項をいかなる形にも限定するものではない。

本発明の各実施形態に係るリソグラフィ装置を示す図である。 本発明の各実施形態に係るリソグラフィ装置を示す図である。 図２に示される本発明の一実施形態により基板にパターンを転写する１つのモードを示す図である。 本発明の一実施形態に係る光学エンジンの配置を示す図である。 図１のリソグラフィ装置を示す図である。 リソグラフィ装置のエレメントの均一性を表す情報を取得するための典型的な装置を示す図である。 リソグラフィ装置のエレメントの均一性を表す情報を取得するための典型的な装置を示す図である。 リソグラフィ装置のエレメントの均一性を表す情報を取得するための典型的な装置を示す図である。 リソグラフィ装置のエレメントの均一性を表す情報を取得するための典型的な方法を示す図である。 本発明が実装されうる典型的なコンピュータシステムを示す図である。

Claims (20)

1. リソグラフィ装置の投影系の均一性を表す情報を取得する方法であって、
   （ａ）放射ビームが前記投影系の第１端部から前記投影系の第２端部へ通過するように、放射ビームを前記投影系に導くステップと、
   （ｂ）放射ビームが前記投影系の第２端部から前記投影系の第１端部へ戻って通過するように、放射ビームを前記投影系へ戻るよう導くステップと、
   （ｃ）前記投影系の均一性を表す情報を取得するために、放射ビームが投影系に戻って通過した後に、放射ビームの少なくとも一部を検出するステップと、
   を備えることを特徴とする方法。
2. 前記投影系の第１端部から前記投影系の第２端部へと前記投影系を通過する放射ビームに像縮小ファクターを導入するステップと、
   前記投影系の第２端部から前記投影系の第１端部へと前記投影系を通過する放射ビームに像拡大ファクターを導入するステップと、
   をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記像縮小ファクターは、前記像拡大ファクターの逆数に実質的に等しいことを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. ステップ（ｂ）は、反射面を設けられた基板、反射面を設けられた基板テーブル、または反射面を設けられた基板ホルダに放射ビームを反射させるステップを備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. ステップ（ｂ）の前に、放射ビームを検出器へ導くためにビーム誘導装置を使用するステップをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 前記ビーム誘導装置は、第１面および第２面を備え、前記第１面は放射ビームを透過するよう構成されており、前記第２面は放射ビームを反射するよう構成されていることを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 前記ビーム誘導装置は、半透明ミラーを備えることを特徴とする請求項５に記載の方法。
8. 前記使用ステップは、
   放射ビームが前記投影系の第１端部から前記投影系の第２端部へと通過する前に、放射ビームにビーム誘導装置を通過させるステップと、
   放射ビームが前記投影系の第２端部から前記投影系の第１端部へと通過した後に、放射ビームを反射するステップと、
   を備えることを特徴とする請求項５に記載の方法。
9. パターニング用デバイスと前記投影系との間の放射ビームの光路と実質的に一致した位置に、前記ビーム誘導装置を位置付けるステップをさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の方法。
10. 前記検出ステップは、
    放射ビームの少なくとも一部の電界均一性、
    放射ビームの少なくとも一部の電界均一性の変化、
    放射ビームの少なくとも一部の瞳均一性、または
    放射ビームの少なくとも一部の瞳均一性の変化、
    のうち少なくとも一つを検出するステップを備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
11. 前記検出ステップは、
    放射ビームの少なくとも一部の強度分布、
    放射ビームの少なくとも一部の強度分布の変化、
    放射ビームの少なくとも一部の角度強度分布、
    放射ビームの少なくとも一部の角度強度分布の変化、
    放射ビームの少なくとも一部の偏光、
    放射ビームの少なくとも一部の偏光の変化、
    放射ビームの少なくとも一部の瞳形状または瞳モード、または
    放射ビームの少なくとも一部の瞳形状または瞳モードの変化、
    のうち少なくとも一つを検出するステップを備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
12. 放射ビームを生成するよう構成された照明系と、
    放射ビームにパターンを付与するよう構成されたパターニング用デバイスと、
    パターン付きビームを基板の目標部分に投影するよう構成された投影系と、
    パターン付きビームを前記投影系に導くよう構成された第１誘導装置であって、パターン付きビームが前記投影系の第１端部から前記投影系の第２端部へ通過する第１誘導装置と、
    前記投影系を通過したパターン付きビームを、前記投影系を通って戻るよう導くべく構成された第２誘導装置であって、パターン付きビームが前記投影系の第２端部から前記投影系の第１端部へ戻って通過する第２誘導装置と、
    前記投影系の均一性を表す情報を取得するためにパターン付きビームの少なくとも一部を検出する検出器と、
    を備えることを特徴とするリソグラフィ装置。
13. 前記第２誘導装置は、反射面を設けられた基板、反射面を設けられた基板テーブル、または反射面を設けられた基板ホルダを備えることを特徴とする請求項１２に記載のリソグラフィ装置。
14. パターン付きビームを前記検出器に導くよう構成されたビーム誘導装置をさらに備えることを特徴とする請求項１２に記載のリソグラフィ装置。
15. 前記ビーム誘導装置は、第１面および第２面を備え、前記第１面はパターン付きビームを透過するよう構成されており、前記第２面は放射ビームを反射するよう構成されていることを特徴とする請求項１４に記載のリソグラフィ装置。
16. 前記ビーム誘導装置は、半透明ミラーを備えることを特徴とする請求項１４に記載のリソグラフィ装置。
17. 前記ビーム誘導装置は、パターン付きビームの光路と実質的に同じ位置にあり、且つ前記パターニング用デバイスと前記投影系との間に位置付けられていることを特徴とする請求項１４に記載のリソグラフィ装置。
18. 前記検出器は、
    パターン付きビームの少なくとも一部の電界均一性、
    パターン付きビームの少なくとも一部の電界均一性の変化、
    パターン付きビームの少なくとも一部の瞳均一性、または
    パターン付きビームの少なくとも一部の瞳均一性の変化、
    のうち少なくとも一つを検出することを特徴とする請求項１２に記載のリソグラフィ装置。
19. 前記検出器は、
    パターン付きビームの少なくとも一部の強度分布、
    パターン付きビームの少なくとも一部の強度分布の変化、
    パターン付きビームの少なくとも一部の角度強度分布、
    パターン付きビームの少なくとも一部の角度強度分布の変化、
    パターン付きビームの少なくとも一部の偏光、
    パターン付きビームの少なくとも一部の偏光の変化、
    パターン付きビームの少なくとも一部の瞳形状または瞳モード、または
    パターン付きビームの少なくとも一部の瞳形状または瞳モードの変化、
    のうち少なくとも一つを検出することを特徴とする請求項１２に記載のリソグラフィ装置。
20. 放射ビームが投影系の第１端部から前記投影系の第２端部へ通過するように、放射ビームを投影系に導くステップと、
    放射ビームが前記投影系の第２端部から前記投影系の第１端部へ戻って通過するように、放射ビームを前記投影系へ戻るよう導くステップと、
    前記投影系の均一性を表す情報を取得するために、放射ビームが前記投影系に戻って通過した後に、放射ビームの少なくとも一部を検出するステップと、
    を備える方法により少なくとも一つのプロセッサを制御するための指令を含むコンピュータ読取可能な記録媒体。

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