JP4964192B2 - テレセントリック性の制御を瞳の充填に使用するリソグラフィ装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、リソグラフィ装置、及びデバイス製造方法に関する。

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例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。通常は例えばマスクまたはレチクルと称されるパターニング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、基板に塗布された放射感応性材料（レジスト）層への像形成により基板（例えばガラスプレート）の全体または一部に転写される。

パターニングデバイスを使用して、回路パターンではなく例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。パターニングデバイスは、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マスクの代わりに備えてもよい。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（例えば全幅の半分）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。露光空間が例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がさらに行われる。

リソグラフィにおいては基板にパターンを高精度に投影する必要がある。高精度の投影を達成することを保証するために、リソグラフィ装置内部でさまざまなキャリブレーション測定がなされる。この測定結果に応じて装置に調整がなされる場合もある。

従来のリソグラフィ装置においては透過性のレチクルが使用される。しかし、透過性のレチクルを使用しないリソグラフィ装置も提案されており、この場合例えばミラー等の個別制御可能素子アレイが使用される。これら従来とは異なるリソグラフィ装置においては、従来のキャリブレーション測定システム及び測定方法はもはや適さないか、または最適ではないおそれがある。

したがって、リソグラフィ装置における新たな測定装置及び測定方法が必要とされる。

本発明の一実施形態によれば、リソグラフィ装置に存在する収差を測定する方法であって、以下のステップを含む方法が提供される。反射性パターニングデバイスを使用して放射ビームを変調すること。投影系を使用して放射ビームを投影すること。センサを使用して、投影された放射を検出すること。検出された放射ビームでの干渉から収差を測定すること。放射ビームは、投影系に入射する前に投影系の光軸から外れるよう傾斜される。

本発明の他の実施形態によれば、反射性パターニングデバイスと、投影系と、回転可能光学素子と、センサと、を備えるリソグラフィ装置が提供される。反射性パターニングデバイスは、放射ビームを変調する。投影系は、変調された放射ビームを投影する。センサは、投影系により投影された放射における干渉を検出する。回転可能光学素子は、放射ビームが反射性パターニングデバイスに入射する前に放射ビームを光軸から外すよう傾斜させる。

本発明の更なる実施形態によれば、反射性パターニングデバイスと、投影系と、回転可能光学素子と、センサと、を備えるリソグラフィ装置が提供される。反射性パターニングデバイスは、放射ビームを変調する。投影系は、変調された放射ビームを投影する。センサは、投影系により投影された放射における干渉を検出する。回転可能光学素子は、放射ビームが反射性パターニングデバイスに入射する前に放射ビームを光軸から外すよう傾斜させる。

本発明の更なる実施形態によれば、リソグラフィ装置の投影系の透過を角度の関数として測定する方法であって、以下のステップを含む方法が提供される。反射性パターニングデバイスを使用して放射ビームを反射すること。投影系を使用して放射ビームを投影すること。センサを使用して、投影された放射の強度を測定すること。投影系への入射前に投影系の光軸から外れるよう第１の方向に傾斜された放射ビームにより第１の強度測定結果が取得される。投影系への入射前に投影系の光軸から外れるよう第２の方向に傾斜された放射ビームにより第２の強度測定結果が取得される。

本発明の更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図面を参照して以下に詳細に説明される。

本明細書は本発明の特徴を組み入れた１つまた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にすぎない。本発明の範囲は開示された実施形態には限定されない。本発明は添付の請求項により定義される。

以下で「一実施形態」、「一実施例」等の表現を用いる場合には、実施形態が特定の特徴、構造、または特性を含んでもよいことを示すにすぎないものであり、当該特徴、構造または特性がすべての実施形態に含まれなければならないことを意味するのではない。またこれらの表現は同一の実施形態を必ずしも指し示すものでもない。さらに、一実施形態に関連して特定の特徴、構造、または特性が説明される場合には、明示的に説明されているか否かによらず当業者の知識により他の実施形態においても当該特徴、構造または特性が有効であるものと理解されたい。

本発明の実施形態は、ハードウエア、ファームウエア、ソフトウエア、またはこれらの組合せの形式で具現化されてもよい。本発明の実施形態は、１つまたは複数のプロセッサにより読取かつ実行可能である機械読取可能媒体に記憶された命令として具現化されてもよい。機械読取可能媒体は、機械（例えばコンピュータ）により読取可能な形式で情報を記憶または伝送するいかなる機構も含んでもよい。例えば、機械読取可能媒体は、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、磁気ディスク記録媒体、光記録媒体、フラッシュメモリ装置、電気的または光学的または音響的またはその他の信号伝送形式（例えば搬送波、赤外信号、デジタル信号など）、またはその他を含んでもよい。また以下では、ファームウエア、ソフトウエア、ルーチン、命令はある動作を実行するためのものとして記述されていてもよい。しかしこれらの記述は単に簡便化のためであり、これらの動作はそのファームウエア、ソフトウエア、ルーチン、命令等を実行する演算装置、プロセッサ、コントローラ、または他の装置により実際に得られるものと理解されたい。

図１は本発明の一実施形態に係るリソグラフィ装置１を模式的に示す図である。この装置は、照明系ＩＬ、パターニングデバイスＰＤ、基板テーブルＷＴ、及び投影系ＰＳを備える。照明系（イルミネータ）ＩＬは放射ビームＢ（例えば紫外放射）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（例えば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、例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（例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。

投影系（例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（例えば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系をも包含するよう広く解釈されるべきである。投影系には例えば屈折光学系、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系という用語と同義に用いられ得る。

照明系は、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得るものであり、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。

パターニングデバイスＰＤ（例えばレチクル、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系ＰＳに対して位置が固定されるが、あるパラメタに従って該アレイを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「パターニングデバイス」または「コントラストデバイス」なる用語は、例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。パターニングデバイスは、静的なパターニングデバイス（例えばマスクまたはレチクル）であってもよいし、動的なパターニングデバイス（例えばプログラム可能素子アレイ）であってもよい。簡単のため本明細書では動的パターニングデバイスを例に挙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静的パターニングデバイスを使用す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例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例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（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や薄膜トランジスタ層）。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、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。

パターニングデバイスは電子的手段（例えばコンピュータ）でパターンをプログラム可能である。パターニングデバイスは、複数のプログラム可能素子を含んでもよく、例えば前の文で言及したレチクル以外のデバイスはすべて該当する。以下ではこれらを集合的に「コントラストデバイス」と称する。パターニングデバイスは少なくとも１０個のプログラム可能素子を備えてもよく、または少なくとも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、のプログラム可能素子を備えてもよい。

プログラマブルミラーアレイの一実施例は、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例えば、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、回折光をフィルタにより取り除いて非回折光を基板に到達させるようにしてもよい。

他の実施例として、回折光学ＭＥＭＳ（微小電気機械システム）デバイスを同様に用いることもできる。一実施例では、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されうる。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。

パターニングデバイスの他の例は、プログラマブル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。例えば、コントラストデバイスは、複数の個別制御可能素子アレイを有し、それぞれのアレイ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つの照明系（または照明系の一部）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／または投影系（または投影系の一部）を共有していてもよい。

一実施例例えば図１に示される実施例では、基板Ｗは実質的に円形状であってもよい。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。他の実施例では基板は例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であってもよく、または例えば少なくとも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、または少なくとも３００ｍｍであってもよい。一実施例では、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。

基板が例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、または例えば少なくとも２辺または少なくとも３辺の長さが、少なくとも５ｃｍであってもよく、または例えば少なくとも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、または少なくとも２５０ｃｍであってもよい。

基板の少なくとも１辺の長さは、長くても１０００ｃｍ、または例えば長くても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はウェーハであり、例えば半導体ウェーハである。一実施例ではウェーハの材料は、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。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、またはプラスチック基板である。裸眼で見たときに、基板は透明であってもよいし、有色であってもよいし、無色であってもよい。

この基板の厚さは例えば基板材料及び／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であり、または例えば少なくとも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、または少なくとも６００μｍである。また、基板の厚さは、厚くても５０００μｍ、例えば厚くても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である。

基板は露光前または露光後において例えばトラック（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）、メトロロジツール、及び／またはインスペクションツール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、例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、例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フォーカス素子のアレイを含んでもよい。フォーカス素子のアレイ（例えばＭＬＡ）は少なくとも１０個のフォーカス素子を備え、または例えば少なくとも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個のフォーカス素子を備えてもよい。

パターニングデバイスにおける個別制御可能素子の数とフォーカス素子のアレイにおけるフォーカス素子の数とは等しいか、あるいは、パターニングデバイスにおける個別制御可能素子の数がフォーカス素子のアレイにおけるフォーカス素子の数よりも多い。フォーカス素子のアレイにおける１つ以上（例えばたいていは１０００以上、またはすべての）のフォーカス素子は、個別制御可能素子アレイにおける１つ以上（例えば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例えば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例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（例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（例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例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、例えばパターニング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に示されるようにイルミネータ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、または例えば少なくとも１０ｎｍ、少なくとも１１乃至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。また、放射源ＳＯにより供される放射は、長くても４５０ｎｍ、または例えば長くても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。

例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からイルミネータ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は例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とイルミネータ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、放射系または放射システムと総称される。

イルミネータ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、イルミネータの瞳面における照度分布の少なくとも外径及び／または内径の値（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。加えてイルミネータ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。イルミネータはビーム断面における所望の均一性及び照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。イルミネータ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。例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例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、パターニングデバイスＰＤ（例えば、個別制御可能素子アレイ）に入射して、当該パターニングデバイスにより変調される。放射ビームはパターニングデバイス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ＩＦ２（例えば、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、例えば放射ビーム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、例えば走査中にビーム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ために用いられてもよい。

一実施例では、基板テーブルＷＴの移動は、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）により実現される。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。例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。例えば基板テーブル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デバイスに入射する。または例えば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へと透過させる。しかしながら放射ビームＢをパターニングデバイス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。

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。

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。

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。

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。

ピクセルグリッド結像モードは、図２に示されるリソグラフィ装置を使用して実行することができる。このモードにおいては、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。このスポット状の露光はスポット発生器により形成され、パターニングデバイスＰＤへと向けられる。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が実質的に格子状（グリッド状）に転写される。このスポットの寸法は転写されるピクセルグリッド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はかなり小さい。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、所与のドーズ閾値を超える放射ドーズ量を受けた基板の部位が示す反応と、その閾値以下の放射ドーズ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。例えば、エッチング工程においては上記の閾値を超える放射ドーズ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、この閾値以下の放射ドーズ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放射ドーズ量がドーズ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、ドーズ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放射ドーズ量は所与の最大ドーズ量からゼロへと急激に変化するわけではない。この放射ドーズ量は、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、放射ドーズ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、照射されたドーズ量が閾値を下回る位置によって定められる。この移行領域でのドーズ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、照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照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種類の放射強度が基板に投影されてもよく、または例えば少なくとも４種類の放射強度でも、少なくとも８種類の放射強度でも、少なくとも１６種類の放射強度でも、少なくとも３２種類の放射強度でも、少なくとも６４種類の放射強度でも、少なくとも１２８種類の放射強度でも、少なくとも２５６種類の放射強度でもよい。

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。例えば、照射されたドーズ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。例えば、第１のドーズ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のドーズ閾値以上で第２のドーズ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のドーズ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、基板上での放射ドーズ量プロファイルが２以上の望ましいドーズ量レベルを有するようにするのに用いることができる。一実施例では、このドーズ量プロファイルは少なくとも２つの所望のドーズ量レベルを有し、または例えば少なくとも３つの所望のドーズ量レベル、少なくとも４つの所望のドーズ量レベル、少なくとも６つの所望のドーズ量レベル、または少なくとも８つの所望のドーズ量レベルを有してもよい。

放射ドーズ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。例えば、基板上の各点が受ける放射ドーズ量は、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、連続的な複数回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照射することにより代替的にまたは追加的に各点が受ける放射ドーズ量を制御することが可能となる。

要求されるパターンを基板に形成するためには、パターニングデバイスの各個別制御可能素子を露光プロセスの各段階において必要状態に設定することが必要である。そのために必要状態を表す制御信号が各個別制御可能素子に伝達されなければならない。この制御信号は、コントローラＣＲ（図１）により供給される。基板に形成されるパターンは例えばＧＤＳＩＩなどのベクトル定義の形式でリソグラフィ装置に与えられる。設計情報を各個別制御可能素子への制御信号に変換するためには、制御部は１つまたは複数のデータ処理装置を備える。それらのデータ処理装置は各々が、パターンを表すデータストリームに所定の処理を施すように構成されている。これらのデータ処理装置は以下では「データパス」と総称される場合もある。

データパスの各データ処理装置は、以下の処理のうち１つまたは複数を実行する。その処理は、ベクトル形式の設計情報をビットマップのパターンデータに変換すること、ビットマップのパターンデータを要求放射ドーズ量マップ（すなわち基板上での要求放射ドーズ量プロファイル）に変換すること、要求放射ドーズ量マップを各個別制御可能素子での要求放射照度値に変換すること、及び、各個別制御可能素子での要求放射照度値をそれに対応する制御信号に変換すること、である。

図２に示されるように、リソグラフィ装置は、反射性の素子で構成されてもよい。反射性の素子は例えば、リソグラフィ装置で（例えば５ｎｍ乃至２０ｎｍの範囲にある波長を有する）ＥＵＶ放射が使用される場合に使用されてもよい。図２は、本発明の一実施形態に係り、反射性素子で構成されるリソグラフィ装置を模式的に示す。この装置は以下の要素を備える。放射ビームＢ（例えばＵＶ放射またはＥＵＶ放射）を調整する照明系（イルミネータ）ＩＬ。所定パラメタに従って反射性マスクを正確に位置決めする第１ポジショナＰＭに接続され、反射性マスクＭＡを支持する支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴ。所定パラメタに従って基板を正確に位置決めする第２ポジショナＰＷに接続され、基板（例えばレジストで被覆されたウエーハ）Ｗを保持する基板テーブル（例えばウエーハテーブル）ＷＴ。反射性マスクＭＡにより放射ビームに与えられたパターンを基板Ｗの（例えば１つまたは複数のダイを含む）目標部分Ｃに投影する投影系（屈折投影レンズ系）ＰＳ。

図２には典型的な反射性マスクの平面図が示されている。反射性マスクＭＡは、基板Ｗに投影されるべき機能性パターンが設けられる中央領域と、２つのアライメントマークＭ１、Ｍ２と、を含む。マスクアライメントマークＭ１、Ｍ２は、基板アライメントマークＰ１、Ｐ２とともに使用され、反射性マスクＭＡを基板Ｗに適正にアライメントすることが保証される。図２に示されるリソグラフィ装置は、図１を参照して説明した構成の少なくとも一部を有してもよい。リソグラフィにおいては基板Ｗにパターンを高精度に投影する必要がある。高精度の投影を達成することを保証するために、リソグラフィ装置内部でさまざまな較正測定が行われる。これらの測定結果に応じてリソグラフィ装置の調整がなされる場合もある。

従来のリソグラフィ装置で行われる較正測定の一例は、投影系ＰＳにより投影される放射ビームに存在する収差の測定である。収差を測定する１つの方法は、横シヤリング干渉法を用いることである。シヤリング干渉法においては、波面がいくつかのコピーに分割され、これらのコピーが互いに横方向に変位しており、それらの間での干渉が記録される。この干渉を分析することにより、放射ビームにおける収差がモニタされる。本発明の一実施形態においては、シヤリング干渉法がマスクレスリソグラフィ装置または反射性マスク使用型リソグラフィ装置の内部で実行される。

図３には、図１に示されるリソグラフィ装置の一部分の一例がより詳細に示されている。基板テーブルＷＴにはセンサＳが設けられている。センサＳはハウジングＨを備え、ハウジングＨは検出器Ｄ（例えばＣＣＤアレイ）を包囲している。回折格子ＧがハウジングＨに取り付けられている。回折格子Ｇは、石英のプレート上に形成されたチェッカーボード状（格子状）のパターンを備えており、検出器Ｄの上方に配置されている。回折格子Ｇは、検出器との間に距離Ｚ１を有する。この距離は例えば約２．５ミリメートルであってもよい。回折格子Ｇの機能については以下で更に説明する。

チェッカーボード状パターンＣがパターニングデバイスＰＤに形成されている。チェッカーボード状パターンの暗領域は、投影系ＰＳを通らないようにミラー（またはその他の個別制御可能素子）によって放射が方向付けられる領域を示す。チェッカーボード状パターンの明領域は、投影系へと入射するようにパターニングデバイスのミラーによって放射が向けられる領域を示す。

投影系ＰＳは、チェッカーボード状パターンの像Ｃ’を像面Ｉに形成する。一実施例では、投影系の縮小倍率が４００倍である。これは、投影系により形成されるチェッカーボード状の像がミラーにより形成されたチェッカーボード状パターンよりも４００倍小さいことを意味する。図３において４００倍の縮小率で図示することは現実的ではないので、若干縮小されたチェッカーボード状パターンを図示している。チェッカーボード状パターンＣは例えばおよそ１６ミリメートルの幅を有するとともにチェッカーボード状パターン像は約４０ミクロンの幅を有していてもよい。

装置の使用時においては、（シヤリング格子として作用する）回折格子Ｇがチェッカーボード状パターン像Ｃ’に一致するように基板テーブルＷＴが移動される。検出器Ｄは投影系ＰＳの遠視野に配置される。チェッカーボード状パターンＣは空間的に限られた大きさを有する。チェッカーボード状パターン像Ｃ’も同様である。チェッカーボード状パターン像Ｃ’の空間的な大きさが限られており、検出器Ｄが投影系ＰＳの像面から間隔Ｚ１離れているから、センサＳはピンホールカメラとして作用する。放射ビームの横ずれした波面間の干渉は検出器Ｄに結像される。

基板テーブルＷＴは放射ビームに交差する方向に移動されてチェッカーボード状パターン像Ｃ’の下を通過する。検出器Ｄは変調された信号を出力する。この変調信号はプロセッサ（図示せず）に受け渡される。チェッカーボード状パターン像Ｃ’と回折格子Ｇとの相互作用により、複数の重なり合う波面が生成される。これらの波面間で干渉が発生する。得られる干渉パターンは波面に存在する収差によって変更されている。プロセッサは、変調信号の第１高調波の位相を検出することにより放射ビームに存在する収差を計測することができる。

図４には、図２に示されるリソグラフィ装置の一部分の一例がより詳細に示されている。基板テーブルＷＴにはセンサＳが設けられている。このセンサは図３に示されるセンサと同じ構成を有しており、検出器Ｄ（例えばＣＣＤアレイ）を包囲するハウジングＨを備える。回折格子ＧがハウジングＨに取り付けられている。回折格子Ｇは、石英プレート上に形成されたチェッカーボード状パターンを備え、検出器Ｄの上方に配置されている。回折格子Ｇは検出器から距離Ｚ１を有する。

チェッカーボード状パターンＣがマスクＭＡに設けられている。チェッカボード状パターンの明領域は、マスクＭＡから投影系ＰＳへと放射が反射される領域を示す。チェッカボード状パターンの暗領域は、放射が投影系へと反射されない領域を示す。

投影系ＰＳは、チェッカボード状パターン像Ｃ’を像面Ｉに形成する。一実施例では、投影系の縮小倍率は４倍である。これは、投影系により形成されるチェッカボード状の像がミラーにより形成されるチェッカボード状パターンよりも４倍小さいということである。図４においてはチェッカボード状パターンの縮小は示されていない。

使用時においては、一実施例では、（シヤリング格子として作用する）回折格子Ｇがチェッカボード状パターン像Ｃ’に一致するように基板テーブルＷＴが移動される。検出器Ｄは投影系ＰＳの遠視野に配置される。チェッカーボード状パターンＣは空間的に限られた大きさを有する。チェッカーボード状パターン像Ｃ’も同様である。チェッカーボード状パターン像Ｃ’の空間的な大きさが限られており、検出器Ｄが投影系ＰＳの像面から間隔Ｚ１離れているから、センサＳはピンホールカメラとして作用する。放射ビームの横ずれした波面間の干渉は検出器Ｄに結像される。

基板テーブルＷＴは放射ビームに交差する方向に移動されてチェッカーボード状パターン像Ｃ’の下を通過する。検出器Ｄは変調された信号を出力する。この変調信号はプロセッサ（図示せず）に受け渡される。チェッカーボード状パターン像Ｃ’と回折格子Ｇとの相互作用により、複数の重なり合う波面が生成される。これらの波面間で干渉が発生する。得られる干渉パターンは波面に存在する収差によって変更されている。プロセッサは、変調信号の第１高調波の位相を検出することにより放射ビームに存在する収差を計測することができる。

図３及び図４の実施例に示されるチェッカボード状パターンＣの空間周波数は低い。よって、チェッカボード状パターンＣから投影系ＰＳへの反射光が投影系の入射瞳を充填しない可能性がある。この状態を模式的に示すのが図５である。放射ビームＢは反射性マスクＭＡ（または個別制御可能素子アレイＰＤ）から反射され、投影系の入射瞳ＥＰを通過する。反射性マスクＭＡに入射し反射される放射ビームを黒色の矢印で示し、投影系の入射瞳における放射ビームの空間的な広がりを灰色の陰で示す。

投影系の入射瞳ＥＰを放射ビームは充填していないので、放射ビームはセンサＳに入射する前に投影系のすべての部分を通過するわけではない。放射ビームが通過しなかった投影系の部分での収差をセンサが計測することはできないから、得られる収差計測結果は正確とはいえない。

本発明の一実施形態においては、この問題が解決される。図６ａは、本発明の一実施形態を模式的に示す。投影系入射瞳ＥＰの端部に向けて放射ビームを変位させる（放射ビームが投影系ＰＳの光軸から傾斜する）ように、反射性マスクＭＡ（または個別制御可能素子アレイＰＤ）は傾斜される。この変位量は、入射瞳の一象限Ｑ１（つまり４分の１領域）が放射ビームで満たされる大きさである。放射ビームは入射瞳の端部にオーバーラップし、隣接する象限にもオーバーラップする。センサＳは投影系の像面に形成されるパターンの下方に位置決めされ、データが記録される。

次に反射性マスクＭＡ（または個別制御可能素子アレイＰＤ）は、投影系入射瞳ＥＰの別の象限Ｑ２へと放射ビームが移動されるように別の方向に傾斜される。再度センサは投影系の像面に形成されるパターンの下方に位置決めされ、データが記録される。

この処理が３回目及び４回目も繰り返され、投影系入射瞳ＥＰの第３象限Ｑ３及び第４象限Ｑ４も放射ビームで満たされる。

反射性マスクＭＡ（または個別制御可能素子アレイＰＤ）は、光軸に交差する方向に回転可能に構成されている。この回転は、投影系に入射する前に放射ビームが投影系の光軸から外れるように放射ビームを傾斜するように設定されている。反射性マスクＭＡ（または個別制御可能素子アレイＰＤ）は例えば、揺動取付台に保持されていてもよい。反射性マスクＭＡ（または個別制御可能素子アレイＰＤ）は、電気モータ、圧電アクチュエータ、またはその他の適切な装置によって駆動されてもよい。

図６ａには入射瞳の充填が模式的に示されている。放射ビームがとる４つの位置のそれぞれが淡灰色で示されている。側面図に示される放射ビーム位置に対応する放射ビームＢの位置（つまり第１象限Ｑ１の充填）は、濃灰色で示されている。

入射瞳ＥＰの各象限を満たす放射ビームによる測定結果からデータが得られると、このデータは、投影系ＰＳに存在する収差のマップを得るべく結合される。

反射性マスクＭＡ（または個別制御可能素子アレイＰＤ）の傾斜角度は、入射瞳のサイズ、入射瞳での放射ビームのサイズ、入射瞳と反射性マスクＭＡ（または個別制御可能素子アレイＰＤ）との距離とに基づいて三角法を用いて決定されてもよい。一実施例では、必要とされる傾斜角度は約１．５ミリラジアンであってもよい。

図６ａに示される本発明の一実施形態は、図１及び図３に示されるリソグラフィ装置に用いられてもよいし、図２及び図４に示されるリソグラフィ装置に用いられてもよい。

図６ｂに示される本発明の別の実施形態においては、反射性マスクＭＡ（または個別制御可能素子アレイＰＤ）は、傾斜されない。その代わりに、投影系入射瞳ＥＰの端部に向けて放射ビームＢが変位されるように放射ビームＢが傾斜される。放射ビームの傾斜は例えば、リソグラフィ装置の光学素子を移動させることで（例えばミラーを回転させることで）実現されてもよい。この光学素子は、リソグラフィ装置の照明系ＩＬに配置されていてもよい。放射ビームの傾斜によって生じる変位量は、入射瞳の第一象限Ｑ１が放射ビームで満たされる大きさである。放射ビームは入射瞳の端部にオーバーラップし、隣接する象限にもオーバーラップする。センサＳは投影系の像面に形成されるパターンの下方に位置決めされ、データが記録される。

次に放射ビームは、投影系入射瞳ＥＰの第２象限Ｑ２へと放射ビームが移動されるように別の方向に傾斜される。再度センサは投影系の像面に形成されるパターンの下方に位置決めされ、データが記録される。

この処理が３回目及び４回目も繰り返され、投影系入射瞳ＥＰの第３象限Ｑ３及び第４象限Ｑ４も放射ビームで満たされる。

上述の光学素子は、その素子自身の光軸に交差する方向に回転可能に構成されている。この回転は、投影系に入射する前に放射ビームが投影系の光軸から外れるように放射ビームを傾斜するように設定されている。この光学素子は例えば、揺動取付台に保持されていてもよい。この光学素子は、電気モータ、圧電アクチュエータ、またはその他の適切な装置によって駆動されてもよい。光学素子はミラーを備えてもよい。

図６ｂには入射瞳の充填が模式的に示されている。放射ビームがとる４つの位置のそれぞれが灰色で示されている。側面図に示される放射ビーム位置に対応する放射ビームＢの位置（つまり第１象限Ｑ１の充填）は、濃灰色で示されている。

すべての測定結果からデータが得られると、このデータは、投影系に存在する収差のマップを得るべく結合される。

図６ｂに示される本発明の一実施形態は、図１及び図３に示されるリソグラフィ装置に用いられてもよいし、図２及び図４に示されるリソグラフィ装置に用いられてもよい。

図６ａ及び図６ｂの説明で述べたように、４つの象限Ｑ１乃至Ｑ４それぞれの測定結果は、投影系に存在する収差のマップを得るためにすべて結合される。それぞれの収差測定結果は、投影系下方の像面における位置に関連している。複数の収差測定結果が得られた位置がある場合もある。この場合、測定結果には２度記録された同一の収差値が含まれ、この値は収差マップに容易に含まれ得る。（例えばノイズのために）２つの異なる収差値が記録されている場合には、これらの値の平均が決定される。この平均値が収差マップに使用される。

放射ビームの大きさが、放射ビームを４つの異なる位置に移動しても入射瞳を満たすのに充分な大きさではない場合もあり得る。この場合、入射瞳を充填するのに４つよりも多くのビーム位置を用いるようにしてもよい。実際、入射瞳を充填するのに使用される入射瞳での放射ビーム位置はいくつであってもよい。

投影系に存在する収差を計測するのに加えて、放射ビームの傾斜を投影系のアポダイゼーションの計測に用いてもよい。この計測は、まず上述のように放射ビームを傾斜させ、その次に、投影系を透過した放射の強度とビームが傾斜していないときに透過する放射の強度とを比較することによって行ってもよい。この強度測定は投影系の開口数の測定にも用いることができる（すなわち、いつ放射が投影系の瞳面で切り取られるかを測定する）。

一般化すると、上述の放射ビーム傾斜は、投影系の透過を角度の関数として計測するのに使用してもよい。

図７は、収差計測のためにセンサＳがチェッカボード状パターンの下方を移動する一例を模式的に示す図である。収差計測結果を取得する方法を容易に説明するために、図７ａにはチェッカボード状パターンよりも単純な一組のパターンを示す。第１パターンＡはｕ方向に隔てられている複数のラインを含む。このパターンは、反射性マスクＭＡ（又は個別制御可能素子アレイＰＤ）に設けられている。

センサＳは、パターン像の下方をｕ方向にステップ移動する。１ステップごとに１つの像が記録され、像の強度がステップ移動距離の関数として記録される。このステップ移動により、異なる位相を有する多数の干渉図形（インターフェログラム）が得られる。像強度の第１高調波の位相が距離の関数として測定される。この位相が、投影系に存在する収差についての情報を与える。

第２パターンＢは、ｖ方向に隔てられている複数のラインを含み、反射性マスクＭＡ（または個別制御可能素子アレイＰＤ）に設けられている。センサＳは、パターン像の下方をｖ方向にステップ移動する。これにより、ｖ方向の収差測定結果が得られる。

２種の別個のラインを使用する代わりに、図７ｂに示されるように、（最初に述べたように）チェッカボードパターンＥが使用されてもよい。チェッカボードパターンにより、測定ごとにパターンを変更することなくｕ方向及びｖ方向に収差測定を実行することができる。

図７ａを参照して説明したのと同様の方法で収差が測定される。しかし、この場合、一方向（例えばｕ方向）にステップ移動をするのに加えて、他の方向（例えばｖ方向）には走査移動をする。走査移動は、毎回の強度測定の間にチェッカボード状構造の一方向の寸法を平均化するために行われる。その結果、一方の方向（この場合ｕ方向）のみの収差測定結果を得られる。

図７に示されているパターンはエッジが明確であるが（すなわち、明領域と暗領域との移行が鮮明であるが）、これは必須ではない。例えば、明領域と暗領域との移行は徐々になされてもよい。一実施例では、コサイン関数の形式を有するパターンであってもよい。

コサイン関数形式のパターンが使用される場合には、検出器Ｄにより出力される変調信号の第１高調波を測定するのが容易になる。それは、変調信号に含まれる他の高調波があまり大きくなくなるからである。例えば図７に示されるようにエッジが明確に画定されているパターンを使用する場合には、他の多数の高調波が存在することになる。この場合、正確な収差測定結果を得るには変調信号のサンプリングを密にしなければならないかもしれない。

一般化すると、充分なコントラストを有する干渉が検出器Ｄで認識されるように、繰り返し構造を含むパターンが使用される。干渉パターンは、検出器により正確に検出されるように充分なコントラストを有するべきである。

格子Ｇの周期は、検出器Ｄで認識されるインターフェログラムのコントラスト及び強度が最適となるように選択されてもよい。例えば、パターニングデバイスＰＤにおいて２つの分離された照明点が存在する場合には（例えば双極照明モードの場合には）、２つのインターフェログラムが格子Ｇによって生成される。格子Ｇの周期が（像面Ｉにおいて）２つの照明点の距離と同一に選択されている場合には、２つのインターフェログラムは強め合うように加算される。これにより、強いコントラストを有する信号を得られる。一方、格子Ｇの周期が２つの照明点の距離の半分である場合には、２つのインターフェログラムは弱め合うように加算され、コントラストがほとんどまたはまったくない信号となってしまう。

チェッカボード状の格子の代わりに直線的な格子が使用される場合には、格子周期は強いＳＮ比（信号に対するノイズの比）を与えるように選択されてもよい。

パターニングデバイスＰＤでコサイン関数形式のパターンが使用される場合には、格子はコサイン関数形式であってもよい。この場合、コサイン関数の周期は（無用の）高次の高調波にコントラストが存在しないように選択されてもよい。

放射ビームに存在する収差の計測は間隔をおいて実行されてもよい。次の収差計測までの時間は、リソグラフィ装置の既知の特性に基づいて選択されてもよいし、リソグラフィ装置の例えば型式によって異ならせてもよい。この計測は例えば、リソグラフィ装置で１回の基板バッチ処理（ロット）がなされた後にするようにしてもよい。１回のバッチは通常２０乃至２５枚の基板を有してもよい。一時間に６回程度計測してもよいし、その他のいかなる間隔で計測してもよい。

上述の実施形態ではミラーアレイを用いるとしているが、その他のいかなる個別制御可能素子アレイが使用されてもよい。

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（例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、集積回路や集積光学システム、磁気ドメイン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）、ＬＥＤ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、例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、例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、本発明は例えばインプリントリソグラフィ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に限られるものではない。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。

リソグラフィ装置を模式的に示す図である。 リソグラフィ装置を模式的に示す図である。 リソグラフィ装置を模式的に示す図である。 リソグラフィ装置を模式的に示す図である。 本発明の一実施形態を模式的に示す図である。 本発明の一実施形態を模式的に示す図である。 本発明の一実施形態を模式的に示す図である。 動作例を模式的に示す図である。 動作例を模式的に示す図である。

符号の説明

Ｂ 放射ビーム、 Ｃ 目標部分、 ＣＲ コントローラ、 ＩＬ 照明系、 ＰＤ パターニングデバイス、 ＰＳ 投影系、 ＳＯ 放射源、 Ｗ 基板、 ＷＴ 基板テーブル。

Claims (15)

1. リソグラフィ装置に存在する収差を測定する方法であって、
   反射性パターニングデバイスを使用して放射ビームを変調し、
   投影系を使用して変調放射ビームを投影し、
   センサを使用して投影放射ビームを検出し、
   検出された放射ビームでの干渉から収差を測定することを含み、
   変調放射ビームは、投影系に入射する前に投影系の光軸から外れるように傾斜され、今回の測定ステップのために、投影系の入射瞳の端部と該入射瞳における区分された隣接区域の端部とに重なり合う照明領域に変位され、該区分された隣接区域は、異なる測定ステップのために変調放射ビームが変位される照明領域であり、
   本方法は、前記今回の測定ステップで得られた部分的な収差マップと前記異なる測定ステップで得られた部分的な収差マップとを結合することをさらに含み、
   前記結合するステップは、前記今回の測定ステップと前記異なる測定ステップとで同一位置について異なる収差測定結果が得られた場合に測定結果の平均を決定することを含むことを特徴とする方法。
2. さらに１つまたは複数の方向に傾斜された変調放射ビームによって収差が測定されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 変調放射ビームは、反射性パターニングデバイスを傾斜することにより傾斜されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 放射ビームは、反射性パターニングデバイスに入射する前に光学素子によって傾斜されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 前記光学素子は、リソグラフィ装置の照明系の一部を形成することを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 反射性パターニングデバイスは、反射性マスクまたは個別制御可能素子アレイであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
7. 放射ビームを変調する反射性パターニングデバイスと、
   変調された放射ビームを投影する投影系と、
   投影系により投影された放射における干渉を検出するセンサと、
   センサの出力から放射ビームに存在する収差を計測するプロセッサと、を備え、
   反射性パターニングデバイスは、その光軸に交差する方向に回転可能であり、その回転によって、今回の測定ステップのために、変調された放射ビームが投影系に入射する前に投影系の光軸から外れるよう傾斜され、投影系の入射瞳の端部と該入射瞳における区分された隣接区域の端部とに重なり合う照明領域に変位され、該区分された隣接区域は、異なる測定ステップのために変調放射ビームが変位される照明領域であり、
   前記プロセッサは、前記今回の測定ステップで得られた部分的な収差マップと前記異なる測定ステップで得られた部分的な収差マップとを結合し、
   前記結合は、前記今回の測定ステップと前記異なる測定ステップとで同一位置について異なる収差測定結果が得られた場合に測定結果の平均を決定することを含むことを特徴とするリソグラフィ装置。
8. 反射性パターニングデバイスは、変調された放射ビームを投影系の入射瞳の端部に重ならせるように回転移動範囲を有することを特徴とする請求項７に記載のリソグラフィ装置。
9. 反射性パターニングデバイスは、変調された放射ビームが投影系の入射瞳において複数の異なる位置を移動し当該複数の異なる位置を組み合わせたものが投影系の入射瞳を満たすように回転移動範囲を有することを特徴とする請求項７に記載のリソグラフィ装置。
10. 反射性パターニングデバイスは、反射性マスクまたは個別制御可能素子アレイであることを特徴とする請求項７に記載のリソグラフィ装置。
11. 放射ビームを変調する反射性パターニングデバイスと、
    変調された放射ビームを投影する投影系と、
    投影系により投影された放射における干渉を検出するセンサと、
    センサの出力から放射ビームに存在する収差を計測するプロセッサと、を備え、
    反射性パターニングデバイスに入射する前に放射ビームを光軸から外すよう傾斜させ、今回の測定ステップのために、投影系の入射瞳の端部と該入射瞳における区分された隣接区域の端部とに重なり合う照明領域に放射ビームを変位させる可動光学素子をさらに備え、
    該区分された隣接区域は、異なる測定ステップのために変調放射ビームが変位される照明領域であり、
    前記プロセッサは、前記今回の測定ステップで得られた部分的な収差マップと前記異なる測定ステップで得られた部分的な収差マップとを結合し、
    前記結合は、前記今回の測定ステップと前記異なる測定ステップとで同一位置について異なる収差測定結果が得られた場合に測定結果の平均を決定することを含むことを特徴とするリソグラフィ装置。
12. 前記光学素子は、回転可能ミラーであることを特徴とする請求項１１に記載のリソグラフィ装置。
13. 前記可動光学素子は、リソグラフィ装置の照明系の一部を形成することを特徴とする請求項１１に記載のリソグラフィ装置。
14. 前記光学素子は、放射ビームを投影系の入射瞳の端部に重ならせるように移動範囲を有することを特徴とする請求項１１に記載のリソグラフィ装置。
15. 前記光学素子は、放射ビームが投影系の入射瞳において複数の異なる位置を移動し当該複数の異なる位置を組み合わせたものが投影系の入射瞳を満たすように回転移動範囲を有することを特徴とする請求項１１に記載のリソグラフィ装置。