JP5261442B2 - リソグラフィ投影装置 - Google Patents

Description

本発明はリソグラフィ装置およびデバイスを製造する方法に関する。

リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板の目標部分に適用する機械である。リソグラフィ装置は例えば、フラットパネルディスプレイ、集積回路（ＩＣ）および微細構造を含む他のデバイスの製造において使用可能である。従来の装置では、マスクまたはレチクルとも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（または他のデバイス）の個々の層に対応する回路パターンの生成に使用することができる。このパターンを、例えば基板に設けた放射線感光性材料（レジスト）の層への描像を介して、基板（例えばガラス板）（の一部）に転写することができる。

回路パターンの代わりに、例えばカラーフィルタパターンまたはドットのマトリクスのような他のパターンを生成するために、パターニング手段を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、個々に制御可能なエレメントのアレイを有するパターニングアレイを有することができる。パターンは、このようなシステムではマスクに基づくシステムと比較して、より迅速かつ少ない費用で変更することができる。

フラットパネルディスプレイ基板は通常、長方形の形状である。このタイプの基板を露光するように設計されたリソグラフィ装置は、長方形基板の全幅をカバーするか、幅の一部（例えば幅の半分）をカバーする露光領域を提供することができる。基板は、同時にマスクまたはレチクルを投影ビームで走査する間に、露光領域の下で走査することができる。この方法で、パターンを基板に転写する。露光領域が基板の全幅をカバーする場合、基板は１回の走査で完了することができる。露光領域が、例えば基板の幅の半分などをカバーする場合は、第一走査の後に基板を横方向に移動させ、通常はさらなる走査を実行して、基板の残りの部分を露光する。

リソグラフィ装置の可能な配置構成では、レンズのアレイのような集束エレメントを使用して、パターン形成した放射線ビームを基板に投影する。このような配置構成では、各集束エレメントがパターン形成した放射線ビームの一部を基板に投影する。したがって、放射線は、放射線のサブビームのアレイとして基板に投影され、パターニングデバイスに従って変調されたスポットを基板上に形成する。

所望のパターンを基板上に連続して形成するために、基板上に投影されるスポットは、相互に対して正確に位置決めされるか、所望の形状を有することが望ましい。スポットの形状および位置の精度は、主に集束エレメントのアレイの製造精度によって決定される。これが正確に分かっていれば、多少のエラーをある程度補償することが可能である。したがって、放射線ビームのエラーを決定することが望ましい。

したがって、必要とされているのは、集束エレメントのアレイによってスポットのアレイに導入されるエラーを決定できるシステムおよび方法である。

本発明の１つの実施形態では、パターニングデバイス、投影システム、および放射線ビーム検査デバイスを有するリソグラフィ投影装置が提供される。パターニングデバイスは放射線のビームを変調する。投影システムは、変調した放射線のビームを基板の目標部分に投影する。放射線ビーム検査デバイスは、放射線に対するバリアおよび放射線センサを有する。バリアは、放射線ビームの一部がバリアを通過できるようにする開口を有する。放射線センサは、開口を通過する放射線の強度、および開口に対して、開口を通過する放射線が放射線センサに入射する位置を検出する。

本発明の別の実施形態では、放射線バリアおよび放射線センサを有する放射線ビーム検査デバイスが提供される。バリアは、放射線ビーム検査デバイスに入射する放射線ビームの一部が、バリアを通過できるようにする開口を有する。放射線センサは、開口を通過する放射線の強度、および開口に対して、開口を通過した放射線が放射線センサに入射する位置を検出する。

本発明のさらなる実施形態では、以下のステップを有する放射線ビームの検査方法が提供される。放射線に対するバリアを有する放射線ビーム検査デバイスおよび放射線センサを使用して、放射線ビームの少なくとも一部を検査し、バリアは、放射線ビームの一部がバリアを通過できるようにする開口を有する。放射線センサを使用して、開口を通過した放射線の強度、および開口に対して、開口を通過した放射線が放射線センサに入射する位置を検出する。

本発明のさらなる実施形態では、以下のステップを有するデバイス製造方法が提供される。リソグラフィ装置を使用して、放射線のビームを生成する。上述した実施形態の方法を使用して、放射線のビームを検査し、リソグラフィ装置を使用して、変調した放射線のビームを基板に投影する。変調した放射線のビームを基板に投影するステップでは、検査ステップの結果を使用して、リソグラフィ装置の少なくとも１つの設定を設定する。

本発明のさらなる実施形態、特徴、および利点、さらに本発明の様々な実施形態の構造および動作を、添付図面を参照して、以下で詳細に説明する。

本明細書に組み込まれ、その一部を掲載する添付図面は、本発明の１つまたは複数の実施形態を示し、説明ととともに、本発明の原理を説明し、当業者が本発明を作成し、使用できるようにする働きをする。

本発明の実施形態によるリソグラフィ装置を示したものである。 本発明の実施形態によるリソグラフィ装置を示したものである。 図２で示したような本発明の実施形態を使用して、パターンを基板に転写するモードを示したものである。 本発明の１つの実施形態による光学エンジンの配置構成を示したものである。 図５ａ、図５ｂ、図５ｃおよび図５ｄは、本発明の第一の実施形態による放射線ビーム検査デバイスを断面図で示したものである。 図６ａ、図６ｂ、図６ｃおよび図６ｄは、本発明の第一の実施形態による放射線ビーム検査デバイスを平面図で示したものである。 第一の実施形態による放射線ビーム検査デバイスのさらなる図を断面図で示したものである。 本発明の１つの実施形態による放射線センサを断面図で示したものである。 本発明の１つの実施形態による放射線センサを示したものである。 図１０ａおよび図１０ｂは、本発明の第二の実施形態による放射線ビーム検査デバイスを示したものである。 図１１ａおよび図１１ｂは、本発明の第三の実施形態による放射線ビーム検査デバイスを示したものである。 本発明の第四の実施形態による放射線ビーム検査デバイスを示したものである。 図１３ａおよび図１３ｂは、本発明の第五の実施形態による放射線ビーム検査デバイスを示したものである。 本発明の第六の実施形態によるリソグラフィ装置の一部の配置構成を示したものである。 本発明の第七の実施形態によるリソグラフィ装置の一部の配置構成を示したものである。 図１６ａおよび図１６ｂは、本発明の第八の実施形態によるリソグラフィ装置の一部の配置構成を示したものである。 図１７ａから図１７ｃは、本発明の第九の実施形態による放射線ビーム検査デバイスの配置構成を示したものである。 本発明の第十の実施形態による放射線ビーム検査デバイスを示したものである。 第十の実施形態の放射線ビーム検査デバイスの変形を示したものである。 第十の実施形態の放射線ビーム検査デバイスのさらなる変形を示したものである。

次に、本発明を添付図面を参照して説明する。図では、同様の参照番号は、同一または機能的に同様の要素を示すことができる。また、参照番号の最上桁は、参照番号が最初に現れた図面を識別することができる。

特定の形状および配置構成について検討しているが、これは例示的目的のみで実行されていることを理解されたい。本発明の精神および範囲から逸脱することなく、他の形状および配置構成を使用可能であることが当業者には認識される。本発明は、様々な他の用途にも使用可能であることが、当業者には明白である。

図１は、本発明の１つの実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示したものである。この装置は、照明システムＩＬ、パターニングデバイスＰＤ、基板テーブルＷＴ、および投影システムＰＳを有する。照明システム（照明装置）ＩＬは、放射線ビームＢ（例えばＵＶ放射線）を調整するように構成される。

パターニングデバイスＰＤ（例えばレチクルまたはマスクまたは個々に制御可能なエレメントのアレイ）は投影ビームを変調する。概して、個々に制御可能なエレメントのアレイの位置は、投影システムＰＳに対して固定される。しかし、代わりに、特定のパラメータに従って個々に制御可能なエレメントのアレイを正確に位置決めするように構成された位置決め装置に接続してもよい。

基板テーブルＷＴは、基板（例えばレジスト塗布したウェハ）Ｗを支持するように構築され、かつ、特定のパラメータに従って正確に基板の位置決めを行うように構成された位置決め装置ＰＷに連結を行う。

投影システム（例えば屈折性投影レンズシステム）ＰＳは、個々に制御可能なエレメントのアレイによって変調された放射線のビームを基板Ｗの目標部分Ｃ（例えば１つまたは複数のダイを有する）に投影するように構成される。

照明システムは、放射線の誘導、成形、あるいは制御を行うために、屈折、反射、磁気、電磁気、静電気、または他のタイプの光学構成要素、またはその組み合わせなどの様々なタイプの光学構成要素を含むことができる。

本明細書において使用する「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、基板の目標部分にパターンを生成するように、放射線ビームの断面にパターンを生成するために使用し得るデバイスを指すものとして広義に解釈されるべきである。デバイスは、静止パターニングデバイス（例えばマスクまたはレチクル）または動的パターニングデバイス（例えばプログラマブルエレメントのアレイ）でよい。簡潔のために、本明細書の説明の大部分は動的パターニングデバイスに関するものであるが、本発明の範囲から逸脱することなく、静止パターニングデバイスも使用可能であることを理解されたい。

放射線ビームに与えられるパターンは、例えばパターンが移相フィーチャー（ｆｅａｔｕｒｅｓ）またはいわゆるアシスト（ａｓｓｉｓｔ）フィーチャーを含む場合、基板の目標部分における所望のパターンに正確に対応しないことがあることに留意されたい。同様に、基板上に最終的に生成されるパターンは、個々に制御可能なエレメントのアレイ上に任意の一瞬に形成されるパターンと対応しないことがある。これは、任意の期間にわたって、または個々に制御可能なエレメントのアレイ上のパターンおよび／または基板の相対的位置が変化する任意の露光数にわたって、基板の各部分に形成される最終的パターンが構築される配置構成に当てはまる。

一般的に、基板の目標部分に生成されるパターンは、集積回路またはフラットパネルディスプレイなどの目標部分（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またはフラットパネルディスプレイの薄膜トランジスタ層）に生成されるデバイスの特別な機能層に相当する。このようなパターニングデバイスの例は、例えばレチクル、プログラマブルミラーアレイ、レーザダイオードアレイ、発光ダイオードアレイ、格子光弁、およびＬＣＤアレイを含む。

複数のプログラマブルエレメントを有するパターニングデバイス（例えばレチクルを除き、以上の文章で言及した全てのデバイス）のような電子的手段（例えばコンピュータ）の助けによりプログラム可能なパターンを有するパターニングデバイスは、本明細書では集合的に「コントラストデバイス」と呼ぶ。一例では、パターニングデバイスは、少なくとも１０個のプログラマブルエレメント、例えば少なくとも１００個、少なくとも１０００個、少なくとも１００００個、少なくとも１０００００個、少なくとも１００００００個、または少なくとも１０００００００個のプログラマブルエレメントを有する。

プログラマブルミラーアレイは、粘弾性制御層および反射層を有するマトリクスアドレス可能表面を有することができる。このような装置の基本的原理は、反射性表面のアドレスされた区域は、入射光を回折光として反射し、アドレスされない区域は入射光を非回折光として反射する、ということである。適切な空間フィルタを使用して、反射ビームから非回折光を除去し、回折光のみを基板に到達させることができる。この方法で、ビームは、マトリクスアドレス可能表面のアドレッシングパターンに従ってパターンが形成される。

代替法として、フィルタが回折光を除去し、非回折光のみを基板に到達させることが可能であることが理解される。

回折光学ＭＥＭＳデバイス（超小型電子機械的システムデバイス）のアレイも、対応する方法で使用することができる。一例では、回折光学ＭＥＭＳが、入射光を回折光として反射する格子を形成するために、相互に対して変形可能である複数の反射性リボンで構成される。

プログラマブルミラーアレイのさらなる代替例は、小さなミラーのマトリクス配置構成を用いる。そのミラーの各々は、適切な局所的電界を加えるか、適切な圧電起動手段を使用することによって、軸線の周囲で個々に傾斜可能である。この場合も、ミラーはマトリクスアドレス指定であり、したがってアドレスされたミラーは、入射する放射線ビームを異なる方向でアドレスされていないミラーへと反射し、この方法で、マトリクスアドレス可能ミラーのアドレッシングパターンに従って、反射ビームにパターンを形成することができる。必要なマトリクスのアドレッシングは、適切な電子的手段を使用して実行することができる。

別の例のＰＤ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つまたは複数のコントラストデバイスを有することができる。例えば、個々に制御可能なエレメントの複数のアレイを有することができ、これはそれぞれ、相互から独立して制御される。このような配置構成では、個々に制御可能なエレメントのアレイの一部または全部は、共通の照明システム（または照明システムの一部）、個々に制御可能なエレメントのアレイに共通の支持構造および／または共通の投影システム（または投影システムの一部）のうち少なくとも１つを有することができる。

図１で示す実施形態のように、ある例では、基板Ｗはほぼ円形の形状を有し、任意選択で、その周囲の一部に沿って切り欠きおよび／または平坦にした縁部がある。ある例では、基板は多角形の形状、例えば長方形の形状を有する。

基板がほぼ円形の形状を有する例は、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、または少なくとも３００ｍｍの直径を有する例を含む。ある実施形態では、基板は大きくても５００ｍｍ、大きくても４００ｍｍ、大きくても３５０ｍｍ、大きくても３００ｍｍ、大きくても２５０ｍｍ、大きくても２００ｍｍ、大きくても１５０ｍｍ、大きくても１００ｍｍ、または大きくても７５ｍｍの直径を有する。

基板が多角形、例えば長方形である例は、基板の少なくとも１辺、例えば少なくとも２辺または少なくとも３辺が、少なくとも５ｃｍ、例えば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の長さを有する例を含む。

一例では、基板の少なくとも１辺は、大きくても１０００ｃｍ、例えば大きくても７５０ｃｍ、大きくても５００ｃｍ、大きくても３５０ｃｍ、大きくても２５０ｃｍ、大きくても１５０ｃｍ、または大きくても７５ｃｍの長さを有する。

一例では、基板Ｗはウェハ、例えば半導体ウェハである。一例では、ウェハ材料は、Ｓｉ、ＳｉＧｅ、ＳｉＧｅＣ、ＳｉＣ、Ｇｅ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、およびＩｎＡｓで構成されたグループから選択される。一例では、ウェハはＩＩＩ／Ｖ化合物の半導体ウェハである。一例では、ウェハはシリコンウェハである。ある実施形態では、基板はセラミック基板である。一例では、基板はガラス基板である。一例では、基板はプラスチック基板である。一例では、基板は（人間の肉眼には）透明である。一例では、基板は着色される。一例では、基板に色がない。

基板の厚さは変動してよく、ある程度は例えば基板の材料および／または基板の寸法に依存する。一例では、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、または少なくとも６００μｍである。一例では、基板の厚さは大きくても５０００μｍ、例えば大きくても３５００μｍ、大きくても２５００μｍ、大きくても１７５０μｍ、大きくても１２５０μｍ、大きくても１０００μｍ、大きくても８００μｍ、大きくても６００μｍ、大きくても５００μｍ、大きくても４００μ、または大きくても３００μｍである。

本明細書で言及する基板は、露光前または露光後に、例えばトラック（通常はレジストの層を基板に塗布し、露光したレジストを現像するツール）計測ツールおよび／または検査ツールで処理することができる。一例では、基板上にレジスト層を設ける。

本明細書において使用する「投影システム」なる用語は、例えば使用する露光放射線、または浸漬流体の使用や真空の使用などの他の要因に合わせて適宜、例えば屈折光学システム、反射光学システム、反射屈折光学システム、磁気光学システム、電磁気光学システムおよび静電気光学システム、また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網羅するものとして広義に解釈されるべきである。本明細書において「投影レンズ」なる用語を使用した場合、これはさらに一般的な「投影システム」なる用語と同義と見なされる。

投影システムは、個々に制御可能なエレメントのアレイ上にパターンを描像することができ、したがって基板上にパターンが整合した状態で形成される。あるいは、投影システムは、二次ソースを描像することができ、それに対して、個々に制御可能なエレメントのアレイにあるエレメントがシャッタとして作用する。これに関して、投影システムは、例えば二次ソースを形成し、スポットを基板に描像するために、マイクロレンズアレイ（ＭＬＡとして知られる）またはフレネルレンズアレイのような集束エレメントのアレイを有してよい。一例では、集束エレメントのアレイ（例えばＭＬＡ）は、少なくとも１０個の焦点エレメント、例えば少なくとも１００個の焦点エレメント、少なくとも１０００個の焦点エレメント、少なくとも１００００個の焦点エレメント、少なくとも１０００００個の焦点エレメント、少なくとも１００００００個の焦点エレメントを有する。一例では、パターニングデバイスにある個々に制御可能なエレメントの数は、集束エレメントのアレイにある集束エレメントの数と等しいか、それより大きい。一例では、集束エレメントのアレイにある集束エレメントの１個または複数（例えば１０００個以上、大部分、またはほぼ各々）は、任意選択で個々に制御可能なエレメントのアレイにある１つまたは複数の個々に制御可能なエレメントと、例えば個々に制御可能なエレメントのアレイにある２個以上の個々に制御可能なエレメント、３個以上、５個以上、１０個以上、２０個以上、２５個以上、３５個以上、または５０個以上と関連し得る。一例では、ＭＬＡは、例えば１つまたは複数のアクチュエータを使用して、少なくとも基板に向かう、および基板から離れる方向で（例えばアクチュエータを使用して）動作可能である。ＭＬＡを基板に向かって、および基板から離して動作させることができるので、例えば基板を移動させる必要なく、焦点を調節することができる。

本明細書の図１および図２で示すように、本装置は反射タイプである（例えば個々に制御可能なエレメントの反射性アレイを使用する）。あるいは、装置は透過タイプでもよい（例えば個々に制御可能なエレメントの透過性アレイを使用する）。

リソグラフィ装置は２つ（デュアルステージ）あるいはそれ以上の基板テーブルを有するタイプのものでよい。このような「多段」機械においては、追加のテーブルが並列して使用される。もしくは、１つ以上の他のテーブルが露光に使用されている間に予備工程が１つ以上のテーブルにて実行される。

リソグラフィ装置は、投影システムと基板との間の空間を充填するよう、基板の少なくとも一部を水などの比較的高い屈折率を有する「浸漬液」で覆うことができるタイプでもよい。浸漬液は、例えばパターニングデバイスと投影システムの間など、リソグラフィ装置の他の空間に適用してもよい。浸漬技術は、投影システムの開口数を増加させるために当技術分野でよく知られている。本明細書で使用する「浸漬」なる用語は、基板などの構造を液体に浸さなければいけないという意味ではなく、露光中に投影システムと基板の間に液体を配置するというだけの意味である。

再び図１を参照すると、照明装置ＩＬは放射線ソースＳＯから放射線ビームを受け取る。一例では、放射線ソースは少なくとも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３５０ｎｍ、または少なくとも３６０ｎｍの波長を有する放射線を提供する。一例では、放射線ソースＳＯによって提供される放射線は、大きくても４５０ｎｍ、例えば大きくても４２５ｎｍ、大きくても３７５ｎｍ、大きくても４６０ｎｍ、大きくても３２５ｎｍ、大きくても２７５ｎｍ、大きくても２５０ｎｍ、大きくても２２５ｎｍ、大きくても２００ｎｍ、または大きくても１７５ｎｍの波長を有する。一例では、放射線は、４３６ｎｍ、４０５ｎｍ、３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍおよび／または１２６ｎｍを含む波長を有する。一例では、放射線は、約３６５ｎｍまたは約３５５ｎｍの波長を含む。一例では、放射線は、例えば３６５ｎｍ、４０５ｎｍおよび４３６ｎｍを含む波長の広帯域を含む。３５５ｎｍのレーザソースを使用することができる。ソースとリソグラフィ装置とは、例えばソースがエキシマレーザである場合に、別個の存在でよい。このような場合、ソースはリソグラフィ装置の一部を形成すると見なされず、放射線ビームは、例えば適切な集光ミラーおよび／またはビーム拡大器などを含むビーム送出システムＢＤの助けにより、ソースＳＯから照明装置ＩＬへと渡される。他の場合、例えばソースが水銀ランプの場合は、ソースが装置の一体部品でもよい。ソースＳＯおよび照明装置ＩＬは、必要に応じてビーム送出システムＢＤとともに放射線システムと呼ぶことができる。

照明装置ＩＬは、放射線ビームの角度強度分布を調節する調節装置ＡＤを含んでよい。一般的に、照明装置の瞳面における強度分布の外部および／あるいは内部放射範囲（一般的にそれぞれ、σ−ｏｕｔｅｒおよびσ−ｉｎｎｅｒと呼ばれる）を調節することができる。また、照明装置ＩＬは、積分器ＩＮおよびコンデンサＣＯのような他の様々な構成要素を含む。照明装置は、その断面に亘り所望する均一性と強度分布とを有するように、放射線ビームの調整に使用することができる。照明装置ＩＬ、またはそれに関連する追加の構成要素は、放射線ビームを複数のサブビームに分割するように配置構成することもでき、サブビームは、例えばそれぞれが個々に制御可能なエレメントのアレイにある１つまたは複数の個々に制御可能なエレメントと関連する。例えば２次元回折格子を使用して、放射線ビームをサブビームに分割することができる。本明細書の説明では、「放射線のビーム」および「放射線ビーム」という用語は、ビームが複数のこのような放射線のサブビームで構成されている状態を含むが、それに制限されない。

放射線ビームＢは、パターニングデバイスＰＤ（例えば個々に制御可能なエレメントのアレイ）に入射し、パターニングデバイスによって変調される。放射線ビームＢはパターニングデバイスＰＤで反射し、基板Ｗの目標部分Ｃ上にビームを集束する投影システムＰＳを通過する。位置決め装置ＰＷおよび位置センサＩＦ２（例えば干渉計デバイス、リニアエンコーダ、容量性センサなど）の助けにより、基板テーブルＷＴは、例えば放射線ビームＢの経路における異なる目標部分Ｃに位置を合わせるために正確に運動可能である。個々に制御可能なエレメントのアレイの位置決め手段を使用する場合、これは、例えば走査中にビームＢの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使用し得る。

一例では、基板テーブルＷＴの運動は、図１には明示的に図示されていないロングストロークモジュール（粗動位置決め）およびショートストロークモジュール（微動位置決め）の助けにより実現される。一例では、装置に、基板テーブルＷＴを移動させる少なくともショートストロークモジュールがない。個々に制御可能なエレメントのアレイを位置決めするために、同様のシステムを使用することもできる。必要な相対運動を提供するために、オブジェクトテーブルおよび／または個々に制御可能なエレメントのアレイが固定位置を有し得る一方、投影ビームＢは代替的／追加的に動作可能であることが理解される。このような配置構成は、装置のサイズを制限するのに役立つことができる。例えばフラットパネルディスプレイの製造に適用可能であるさらなる代替例として、基板テーブルＷＴおよび投影システムＰＳの位置を固定することができ、基板Ｗは、基板テーブルＷＴに対して動作するように配置構成することができる。例えば、基板テーブルＷＴには、基板Ｗをほぼ一定の速度で走査するシステムを設けることができる。

図１で示すように、放射線のビームＢは、ビーム分割器ＢＳによってパターニングデバイスＰＤへと配向することができ、これは、放射線が最初にビーム分割器によって反射し、パターニングデバイスＰＤへと配向されるように構成される。放射線のビームＢは、ビーム分割器を使用せずに、パターニングデバイスにて配向することもできる。一例では、放射線のビームは、パターニングデバイスにて０°と９０°の間、例えば５°と８５°の間、１５°と７５°の間、２５°と６５°の間、または３５°と５５°の間の角度で配向される（図１で示す実施形態は９０°の角度である）。パターニングデバイスＰＤは、放射線のビームＢを変調し、これをビーム分割器ＢＳへと反射し、これは変調したビームを投影システムＰＳへと伝達する。しかし、放射線のビームＢをパターニングデバイスＰＤへ、その後に投影システムＰＳへと配向するために、代替配置構成を使用可能であることが理解される。特に、透過性パターニングデバイスを使用する場合、図１で示すような配置構成は必要ないことがある。

ここに表した装置は幾つかのモードで使用可能である。
１．ステップモードにおいては、個々に制御可能なエレメントのアレイおよび基板は、基本的に静止状態に保たれている。そして、放射線ビームに与えたパターン全体が１回で目標部分Ｃ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がＸ方向および／あるいはＹ方向にシフトされ、したがって異なる目標部分Ｃが照射され得る。ステップモードでは、露光フィールドの最大サイズが、１回の静止露光で描像される目標部分Ｃのサイズを制限する。
２．走査モードにおいては、個々に制御可能なエレメントのアレイおよび基板を同期走査する一方、放射線ビームに与えられたパターンを目標部分Ｃに投影する（つまり１回の動的露光）。個々に制御可能なエレメントのアレイに対する基板の速度および方向は、投影システムＰＬの拡大（縮小）および像反転特性によって決定することができる。走査モードでは、露光フィールドの最大サイズが、１回の動的露光で目標部分の（非走査方向における）幅を制限し、走査動作の長さが目標部分の（走査方向における）高さを決定する。
３．パルスモードでは、個々に制御可能なエレメントのアレイが基本的に静止状態に維持され、パルス状放射線ソースを使用して、パターン全体を基板Ｗの目標部分Ｃに投影する。基板テーブルＷＴは、基本的に一定の速度で動作し、したがって投影ビームＢが基板Ｗ全体で線を走査する。基板Ｗの必要な位置で連続的な目標部分Ｃが露光されるように、放射線システムのパルスの間に、必要に応じて個々に制御可能なエレメントのアレイ上にあるパターンを更新し、パルスのタイミングをとる。その結果、投影ビームＢは基板Ｗを走査し、１片の基板で完全なパターンを露光することができる。完全な基板Ｗが線１本ずつ露光されるまで、このプロセスを繰り返す。
４．連続走査モードでは、基本的にパルスモードと同じであるが、変調した放射線のビームＢに対して基板Ｗをほぼ一定の速度で走査し、投影ビームＢが基板Ｗを走査して、それを露光するにつれ、個々に制御可能なエレメントのアレイ上にあるパターンを更新する。ほぼ一定の放射線ソース、または個々に制御可能なエレメントのアレイ上にあるパターンの更新と同期したパルス状放射線ソースを使用することができる。
５．図２のリソグラフィ装置を使用して実行可能なピクセル格子描像モードでは、基板Ｗ上に形成されるパターンは、パターニングデバイスＰＤへと配向されたスポット生成器によって形成されたスポットを、その後に露光することによって実現される。露光されたスポットは、ほぼ同じ形状を有する。基板Ｗ上には、スポットがほぼ格子状に印刷される。一例では、スポットのサイズは、印刷されたピクセル格子のピッチより大きいが、露光スポット格子より非常に小さい。印刷されるスポットの強度を変更することによって、パターンが実現される。露光フラッシュとフラッシュの間で、スポットの強度分布を変更する。

上述した使用モードの組合せおよび／または変形、または全く異なる使用モードも使用することができる。

リソグラフィでは、基板上のレジストの層にパターンを露光する。次に、レジストを現像する。その後、基板で追加の処理ステップを実行する。これらのその後の処理ステップが基板の各部分に及ぼす効果は、レジストの露光に依存する。特に、任意の線量閾値より高い放射線量を受ける基板の部分が、線量閾値より低い放射線量を受ける基板の部分とは異なる反応をするように、プロセスを調整する。例えばエッチングプロセスでは、閾値より高い放射線量を受ける基板の区域は、現像したレジストの層によってエッチングから保護される。しかし、露光後現像では、閾値より低い放射線量を受けたレジストの部分を除去するので、これらの区域はエッチングから保護されない。したがって、所望のパターンをエッチングすることができる。特に、パターニングデバイスの個々に制御可能なエレメントは、パターンフィーチャー内の基板の区域に透過された放射線が、露光中に区域が線量閾値より高い放射線の線量を受けるのに十分に高い強度であるように設定される。基板の残りの区域は、ゼロまたは十分に低い放射線強度を提供するように対応する個々に制御可能なエレメントを設定することにより、線量閾値より低い放射線量を受け取る。

実際には、フィーチャー境界の一方側には最大放射線強度を、他方側には最小放射線強度を提供するように、個々に制御可能なエレメントを設定しても、パターンフィーチャーの縁部における放射線量は、任意の最大線量からゼロ線量へと突然には変化しない。代わりに、回折効果のせいで、放射線量のレベルは、遷移ゾーンにまたがって低下する。現像されたレジストによって最終的に形成されるパターンフィーチャーの境界の位置は、受け取った線量が放射線量閾値の下まで低下する位置によって決定される。遷移ゾーンにまたがる放射線量の低下のプロフィール、したがってパターンフィーチャー境界の正確な位置は、パターンフィーチャー境界の、またはその付近にある基板上のポイントに放射線提供する個々に制御可能なエレメントを、最大または最小強度レベルだけでなく、最大強度レベルと最小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、さらに正確に制御することができる。これは通常、「グレースケーリング」と呼ばれる。

グレースケーリングは、任意の個々に制御可能なエレメントによって基板に提供される放射線強度は、２つの値（つまり最大値および最小値）にしか設定できないリソグラフィシステムで可能な制御より、パターンフィーチャー境界の位置をさらに制御することができる。ある実施形態では、少なくとも３つの異なる放射線強度値、例えば少なくとも４つの放射線強度値、少なくとも８つの放射線強度値、少なくとも１６の放射線強度値、少なくとも３２の放射線強度値、少なくとも６４の放射線強度値、少なくとも１２８の放射線強度値、または少なくとも２５６の放射線強度値を基板に投影することができる。

上述した目的に対して追加的または代替的な目的に、グレースケーリングを使用可能であることを理解されたい。例えば、露光後の基板の処理は、受け取った放射線量レベルに応じて、基板の領域から３つ以上の潜在的反応があるように調整することができる。例えば、第一閾値より低い放射線量を受け取る基板の部分は、第一方法で反応し、第一閾値より高いが、第二閾値より低い放射線量を受け取る部分は、第二方法で反応し、第二閾値より高い放射線量を受け取る基板の部分は、第三方法で反応する。したがって、グレースケーリングを使用して、３つ以上の望ましい線量レベルを有する放射線量プロフィールを基板にまたがって提供することができる。ある実施形態では、放射線量プロフィールは、少なくとも２つの望ましい線量レベル、例えば少なくとも３つの望ましい放射線量レベル、少なくとも４つの望ましい放射線量レベル、少なくとも６つの望ましい放射線量レベル、または少なくとも８つの望ましい放射線量レベルを有する。

上述したように、基板上の各ポイントで受け取る放射線の強度を制御するだけの方法以外の方法で、放射線量プロフィールを制御できることを、さらに理解されたい。例えば、基板上の各ポイントが受け取る放射線量は、代替的または追加的に、ポイントの露光の継続時間を制御することによって制御することができる。さらなる例として、基板上の各ポイントは潜在的に、複数の連続する露光で放射線を受け取ることができる。したがって、各ポイントが受け取る放射線量は、代替的または追加的に、複数の連続する露光のうち選択されたサブセットを使用してポイントを露光することによって制御することができる。

基板上に必要なパターンを形成するために、パターニングデバイスの個々に制御可能なエレメントをそれぞれ、露光プロセス中の各段階で必要な状態に設定する必要がある。したがって、必要な状態を表す制御信号を、個々に制御可能なエレメントのそれぞれに転送しなければならない。一例では、リソグラフィ装置は、制御信号を生成する制御装置を含む。基板上に形成すべきパターンは、ＧＤＳＩＩのようなベクトル規定フォーマットでリソグラフィ装置に提供することができる。設計情報を、個々に制御可能な各エレメント用の制御信号に変換するために、制御装置は１つまたは複数のデータ操作デバイスを含み、それぞれがパターンを表すデータストリーム上で処理ステップを実行するように構成される。データ操作デバイスは、集合的に「データ経路」と呼ぶことができる。

データ経路のデータ操作デバイスは、以下の機能のうち１つまたは複数を実行するように構成することができる。つまり、ベクトルに基づく設計情報をビットマップパターンデータに変換する、ビットマップパターンデータを必要な放射線量マップ（つまり基板にまたがる必要な放射線量プロフィール）に変換する、必要な放射線量マップを個々に制御可能な各エレメントに必要な放射線強度値に変換する、個々に制御可能な各エレメントに必要な放射線強度値を対応する制御信号に変換することである。

図２は、例えばフラットパネルディスプレイの製造などに使用可能な本発明による装置の配置構成を示す。図１に示したものと対応する構成要素は、同じ参照番号を付けて図示されている。また、例えば基板、コントラストデバイス、ＭＬＡ、放射線のビームの様々な形状のような様々な実施形態に関する以上の記述も、そのまま当てはまる。

図２は、本発明の１つの実施形態によるリソグラフィ装置の配置構成を示す。この実施形態は、例えばフラットパネルディスプレイの製造などに使用することができる。図１に示したものと対応する構成要素は、同じ参照番号を付けて図示されている。また、例えば基板、コントラストデバイス、ＭＬＡ、放射線のビームの様々な形状のような様々な実施形態に関する以上の記述も、そのまま当てはまる。

図２で示すように、投影システムＰＳはビーム拡大器を含み、これは２つのレンズＬ１、Ｌ２を有する。第一レンズＬ１は、変調した放射線ビームＢを受け取り、開口絞りＡＳの開口を通してこれを集束するように配置構成される。さらなるレンズＡＬを、開口に配置することができる。次に、放射線ビームＢは発散し、第二レンズＬ２（例えば視野レンズ）によって集束される。

投影システムＰＳはさらに、拡大した変調放射線Ｂを受けるように配置構成されたレンズのアレイＭＬＡを有する。パターニングデバイスＰＤの個々に制御可能なエレメントの１つまたは複数に対応する変調放射線ビームＢの様々な部分は、レンズのアレイＭＬＡにある個々の異なるレンズを通過する。各レンズは、変調放射線ビームＢの個々の部分を、基板Ｗ上にあるポイントに集束する。この方法で、放射線スポットＳのアレイが基板Ｗ上に露光される。照明されるレンズ１４のアレイのうち８個のレンズしか図示されていないが、レンズのアレイは、数千個のレンズを有してよいことが理解される（パターニングデバイスＰＤとして使用する個々に制御可能なエレメントのアレイにも、同じことが当てはまる）。

図３は、本発明の１つの実施形態により、図２のシステムを使用して基板Ｗ上のパターンを生成する方法を概略的に示す。塗りつぶした円は、投影システムＰＳ内のレンズのアレイＭＬＡによって基板Ｗ上に投影されたスポットＳのアレイを表す。基板Ｗ上で一連の露光部を露光するにつれ、基板Ｗを、Ｙ方向で投影システムＰＳに対して移動させる。空白の円は、基板Ｗ上で以前に露光されているスポット露光部ＳＥを表す。図示のように、投影システムＰＳ内のレンズのアレイによって基板上に投影された各スポットは、基板Ｗ上のスポット露光部の列Ｒを露光する。各スポットＳによって露光されたスポット露光部ＳＥの列Ｒ全部の合計によって、基板の完全なパターンが生成される。このような配置構成を、通常は上記で検討した「ピクセル格子描像」と呼ぶ。

放射線スポットＳのアレイは、基板Ｗに対して角度θで配置構成されることが理解される（基板の縁部は、Ｘ方向およびＹ方向に平行にある）。これは、基板が走査方向（Ｙ方向）に移動した場合に、各放射線スポットが基板の異なる区域を通過し、それによって放射線スポット１５のアレイで基板全体がカバーできるように実行される。一例では、角度θは大きくても２０°、１０°、例えば大きくても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°である。一例では、角度θは少なくとも０．００１°である。

図４は、本発明の１つの実施形態により、複数の光学エンジンを使用して１回の走査でフラットパネルディスプレイ基板Ｗの全体を露光できる方法を概略的に示す。図示の例では、「チェス盤」の形状で２列Ｒ１、Ｒ２に配置構成された８個の光学エンジン（図示せず）によって、８アレイＳＡの放射線スポットＳが生成され、したがって放射線スポットＳの１アレイの縁部が、放射線スポットの隣接アレイの縁部と（走査方向Ｙで）重なる。一例では、光学エンジンは少なくとも３列、例えば４列または５列で配置構成される。この方法で、放射線の帯が基板Ｗの幅にまたがって延在し、それによって基板全体の露光を１回の走査で実行することができる。任意の適切な数の光学エンジンを使用できることが理解される。一例では、光学エンジンの数は少なくとも１個、例えば少なくとも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。一例では、光学エンジンの数は４０未満、例えば３０未満または２０未満である。

各光学エンジンは、上述し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および投影システムＰＳを有することができる。しかし、２個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および投影システムのうち１つまたは複数の少なくとも一部を共用できることを理解されたい。

図５ａから図５ｄおよび図６ａから図６ｄは、本発明の１つの実施形態による放射線ビーム検査デバイスの操作モードを示す。図５ａから図５ｄは、放射線ビーム検査デバイスを断面図で示す。図６ａから図６ｄは、放射線ビーム検査デバイスを平面図で示し、それぞれ図５ａから図５ｄに対応する。

図５ａで示すように、放射線ビーム検査デバイスは、放射線のビーム１１に対するバリア１０を有し、バリア１０は、放射線のビーム１１の一部１１ａがバリアを通過できる開口１２を含む。放射線ビーム検査デバイスはさらに、開口１２を通過する放射線の強度を検出する放射線センサ１３を含む。したがって、開口１２に当たる放射線のビーム１１の部分１１ａにおける放射線の強度を決定することが可能である。

図５ｂから図５ｄで示すように、開口１２が放射線のビーム１１の断面の異なる部分と交差するように、放射線ビーム検査デバイスは、放射線のビーム１１に対して移動することができる。したがって、放射線センサ１３は、放射線のビーム１１の断面の様々な部分における放射線の強度を検出する。したがって、放射線のビーム１１の放射線強度のプロフィールを決定することができる。

図６ａから図６ｄで示すように、バリア１０の開口１２は、細長い形状でよい（例えば細長い方向での開口１２のサイズは、細長い方向に対して直角の方向におけるバリアのサイズより非常に大きい）。したがって、開口１２の細長い方向に対して直角の方向で放射線のビーム１１に対して開口１２を移動することにより、放射線のビーム１１を検査することができる。例示により、開口は幅が０．５ミクロン、長さが１５０ミクロンでよい。様々なサイズおよび様々な縦横比を使用できることが理解される。

放射線ビーム検査デバイスによって検査される放射線のビーム１１は、リソグラフィ投影装置内で変調された放射線のビームでよい。しかし、代替的に放射線ビーム検査デバイスによって検査される放射線のビーム１１は、リソグラフィ装置によって変調される放射線のビームの一部、またはリソグラフィ装置によって変調される放射線のビームの断面内にある領域でよい。一例では、それぞれが放射線のサブビームを基板上のスポットに投影する集束エレメントのアレイを透明システムが有する装置では、放射線ビーム検査デバイスは、このような放射線のサブビームを検査するように構成することができる。このような放射線のサブビームは、バリアに入射する面で約１．５ミクロンの断面を有することができる。しかし、隣接するサブビーム間の間隔は、はるかに大きくてよい。したがって、例えば開口の最大サイズ、例えば適宜、細長い方向に沿ったサイズは、放射線のサブビームがバリア１０に入射する面での放射線のサブビームの間隔より小さくてよい。したがって、放射線ビーム検査デバイスは、放射線の単一のサブビームを検査することができる。しかし、開口の最大サイズは、放射線のサブビームがバリアに入射する面での放射線のサブビームの断面より大きくてよく、したがって放射線のサブビームの全体は、放射線のビームに対して放射線ビーム検査デバイスが１回通過して検査することができる。複数の放射線ビーム検査デバイスを使用できることが理解される。したがって、例えば放射線の複数のサブビームを１回で検査することができる。

一例では、放射線センサは、バリア１０の開口１２を通過する放射線の強度を検出するばかりでなく、開口に対して、放射線が放射線センサ１３に入射する位置も検出するように構築することができる。これは、放射線ビーム検査デバイスのバリアに対する放射線ビーム１１の放射線の伝播方向を決定するために使用することができる。その結果、放射線のビームのテレセントリック性を測定することが可能である。

図７で示すように、放射線のビーム１１は、バリア１０の表面に対して角度θ１でバリア１０に入射することができる。したがって、開口１２を通過する放射線のビームの部分１１ａは、放射線の伝播方向がバリア１０に対して直角であった場合に、開口１２を通過した放射線が入射する放射線センサ上のポイント１３ａとは異なるポイント１３ｂで、放射線センサ１３に入射する。ポイント１３ａとポイント１３ｂの間の距離ｄ１は、単純な幾何学的関係によって放射線のビーム１１がバリア１０に入射する角度θ１に関連する。したがって、放射線を適切に校正してあると、放射線センサ１３を使用して、放射線のビームが放射線ビーム検査デバイスに入射する角度を決定することができる。

図８で示すように、放射線センサは、本発明の１つの実施形態によると位置検知形ダイオード（ＰＳＤ）でよい。一例では、ＰＳＤは、Ｐ層２１とＮ層２２の間に挟まれたＩ層２０から形成される。電極２３、２４をＰ層２１の両端部に取り付ける。放射線２５がＰＳＤに入射すると、放射線が光電効果で変換され、電極２３、２４で検出することができる。放射線が入射する位置２６に、放射線エネルギに比例する電荷が発生する。この電荷は、抵抗性Ｐ層を通して動かされ、電極で収集される。Ｐ層の抵抗は均一であるので、各電極が収集する光電流は、入射位置２６と電極２３、２４の間の距離に反比例する。したがって、ＰＳＤに入射する放射線の強度は、電極２３、２４にて検出された光電流の合計から決定することができる。放射線が入射する位置は、２つの電極２３、２４で検出される光電流間の差から決定することができる。

上述したようにＰＳＤを使用すると、センサに入射する放射線の強度、およびその位置を単一の次元で迅速に決定することができる。第二の次元に沿って入射放射線の位置を決定する必要がある場合は、追加の電極をＰ層に取り付けることができる（例えば、ＰＳＤは、形状が正方形で、１つの電極を各辺に取り付けることができる）。代替方法として、第二の次元に沿ってデバイスの対向する端部に取り付けた２つの電極を、Ｎ層に取り付けることができる。

図９は、本発明の１つの実施形態による２次元ＰＳＤを示す。図示のように、ＰＳＤは、Ｐ層２１とＮ層２２の間に挟まれたＩ層２０で構成される。電極Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２がＰ層に接続され、バイアス電極２８がＮ層に接続される。２つの電極Ｘ１、Ｘ２が、Ｘ次元に沿ってデバイスの対向する側部に取り付けられる。このような２つの電極Ｘ１、Ｘ２で検出した光電流の差を使用して、Ｘ次元に沿った入射放射線の位置を決定することができる。残りの２つの電極Ｙ１、Ｙ２は、Ｙ次元に沿ってデバイスの対向する側部に配置構成される。このような電極Ｙ１、Ｙ２で検出した光電流の差を使用して、Ｙ次元（Ｘ次元に対して直角である）に沿った入射放射線の位置を決定することができる。

本発明は、上述したようなＰＳＤデバイスの使用に制限されないことが理解される。特に、上述したようなＰＳＤデバイスの変形を使用できることが理解される。さらに、放射線スポットの強度および位置を検出する他の適切なデバイスを使用することができる。例えば、ＣＣＤまたはＣＭＯＳカメラを使用することができる。

図５ａから図５ｄおよび図６ａから図６ｄに関して上述した配置構成では、強度プロフィールを決定するために、細長い開口があるバリアを有する放射線ビーム検査デバイスを、検査すべき放射線のビームに対して複数の位置へと移動する。しかし、これは、１次元で放射線のビームの強度プロフィールを提供するだけである。２次元で放射線のビームの強度プロフィールを決定することが望ましいことがある。

図１０ａおよび図１０ｂは、本発明の１つの実施形態により２次元強度プロフィールが可能な放射線ビーム検査デバイスを示す。図示のように、放射線ビーム検査デバイスは、放射線３０に対するバリアを有する。このバリアは細長い開口３１を有する。放射線ビーム検査デバイスはさらに、第一の実施形態に関して上述したような放射線センサ３２を含む。図１０ａで示すように、細長い開口３１は、その細長い方向が第一方向３３に平行であるように配置構成される。検査中の放射線のビームに対して放射線ビーム検査デバイスを、第一方向３３に対して直角な第二方向３４へと移動することにより、第二方向に沿って検査した放射線のビームの放射線強度プロフィールを決定することが可能である。

第二の実施形態による放射線ビーム検査デバイスはさらに、バリア３０および放射線センサ３２を回転可能なアクチュエータ３５を含む。したがって図１０ｂで示すように、バリア３０および放射線センサ３２を、開口３１の細長い方向が第二方向３４に平行である第二位置へと回転することができる。したがって、この位置で放射線ビーム検査デバイスは、検査中の放射線のビームに対して第二方向に移動することができ、これによって第二方向に沿って放射線のビームの放射線強度プロフィールを決定することができる。したがて、２次元ビーム強度プロフィールを決定することができる。

第一位置におけるバリアの方向は、第二位置におけるバリアの方向と直角である必要がないことが理解される。他の平行でない相対的角度を使用することができ、そこから２次元ビーム強度プロフィールを決定することができる。

第二の実施形態の代替形態が、図１１ａおよび図１１ｂに図示されている。第二の実施形態と同様に、放射線ビーム検査デバイスは、細長い開口４１を有する放射線へのバリア４０、および放射線センサ４２を含む。放射線ビーム検査デバイスはさらに、アクチュエータ４５を含む。しかし、第二の実施形態の配置構成とは異なり、第三の実施形態のアクチュエータは、放射線センサを回転しない。アクチュエータ４５は、放射線センサ４２に対してそのバリア４０を回転し、したがってバリアは図１１ａで示す第一位置、または図１１ｂに示す第二位置にあってよく、ここで開口４１の細長い方向は、それぞれ第一方向３３および第二方向３４と平行である。したがって、第二の実施形態と同様に、検査中の放射線のビームの２次元放射線強度プロフィールを決定することが可能である。ＰＳＤを例えば第三の実施形態の放射線センサとして使用する場合は、上述したような２次元ＰＳＤを使用できることが理解される。

第二の実施形態と同様に、第一位置における開口の方向は、第二位置における開口の方向と直角である必要はない。

図１２は、本発明のさらなる実施形態による放射線ビーム検査デバイスの代替配置構成を示す。図示のように、放射線ビーム検査デバイスは、放射線のバリア５０を有し、これは２つの開口５１、５２を有する。両方の開口５１、５２は細長い形状を有する。第一開口５１の細長い方向は、第二開口５２の細長い方向に対して直角である。先行する実施形態に関して上記で検討したような第一放射線センサ５３を、第一開口５１との関連で使用する。これも先行する実施形態に関して上記で検討したような第二放射線センサを、第二開口５２との関連で使用する。したがって、上述した方法に対応する方法で、第一開口５１および第一放射線センサ５３を使用して、検査中の放射線のビームの放射線強度プロフィールを（第一開口５１の細長い方向に対して直角な）１つの方向で決定することができ、第二放射線センサ５４を使用して、検査中の放射線のビームの放射線強度プロフィールを（第一方向に直角であり、したがって第二開口５２の細長い方向である）第二方向で決定することができる。

第二および第三の実施形態に対応する方法では、第一および第二開口の細長い方向が直角である必要がないことが理解される。

図１３ａおよび図１３ｂは、本発明の第五の実施形態による放射線ビーム検査デバイスの配置構成を示す。第四の実施形態と同様に、放射線ビーム検査デバイスは、第一開口６１および第二開口６２を有する放射線のバリア６０を有する。両方の開口とも、第一開口６１の細長い方向が第二開口６２の細長い方向に対して直角であるように配置構成された細長い形状を有する。しかし、開口は相互に直角である必要がないことが理解される。単一の放射線センサ６３を設ける。アクチュエータ６４も設けられ、第一開口６１を通過した放射線が放射線センサに入射する図１３ａで示した第一位置と、第二開口６２を通過した放射線が放射線センサ６３に入射する図１３ｂで示した第二位置との間で放射線バリア６０を移動させるように構築される。したがって、バリア６０が第一位置にある場合は、第一開口６１および放射線センサ６３を使用して、（第一開口６１の細長い方向に対して直角な）第一次元に沿って検査中の放射線のビームの放射線強度プロフィールを決定することができる。同様に、バリア６０が第二位置にある場合は、第二開口６２および放射線センサ６３を使用して、（第一方向に直角で、したがって第二開口の細長い方向である）第二次元に沿って検査中の放射線のビームの放射線強度プロフィールを決定することができる。したがって、検査中の放射線のビームについて、２次元の放射線強度プロフィールを決定することができる。放射線センサ６３が上記で検討したようなＰＳＤである場合は、２次元ＰＳＤを使用できることが理解される。

図１４は、本発明の１つの実施形態によるリソグラフィ装置の一部の配置構成を示す。この配置構成は、上記で検討した放射線ビーム検査デバイスのいずれか１つと組み合わせて使用できることが理解される。さらに、放射線ビーム検査デバイスは、リソグラフィ装置で使用する放射線のビームの様々な部分を検査するために使用できることが理解される。したがって、図１４で示すように、放射線ビーム検査デバイス７０は、放射線ビーム検査デバイス７０を、放射線のビームの検査に必要な任意の望ましい方向へと移動できるように構築された独立のアクチュエータシステム上に装着することができる。例えば、アクチュエータシステム７１は、放射線ビーム検査デバイスを放射線のビームの断面の任意の部分へと移動するように構築することができる。基板の露光部との干渉を回避するために、放射線のビームが完全にないように、つまり放射線のビームのどの部分も放射線ビーム検査デバイスに入射しない位置へと、放射線ビーム検査デバイスを移動することも可能である。

図１４は、放射線ビーム検査デバイスが、空間の制約のせいで投影システムＰＳと基板Ｗの間にあるように図示しているが、放射線ビーム検査デバイス７０が放射線のビームを検査できるようにするために、基板テーブルＷＴおよび基板Ｗを通常の操作位置から移動する必要があることも理解される。

さらに、図１４は、基板上に投影された放射線のビームを検出するために使用されている放射線ビーム検査デバイスを示しているが、これは、装置の任意の段階で放射線のビームを検査するためにも使用可能であることが理解される。例えば、放射線ビーム検査デバイスは、投影システム内に装着し、投影システムによって導入されるエラーを最小限に抑えるために、適応性のある光学系にフィードバック制御を提供するために使用することができる。

図１５は、本発明による第六の実施形態で説明した配置構成の代替配置構成を示す。この配置構成では、基板Ｗを基板テーブルＷＴに対して固定した位置に保持することができる。したがって、基板テーブルＷＴに位置決め装置ＰＷを設け、これは基板上の望ましい位置で望ましいパターンを露光するために、投影システムＰＳに対して基板テーブルＷＴを、したがって基板Ｗを移動するように構築される。このような装置では、位置決め装置ＰＷを使用して基板テーブルＷＴを移動することによって、放射線のビームの望ましい部分を検査するために放射線ビーム検査デバイス８０を移動できるように、放射線ビーム検査デバイス８０を基板テーブルＷＴに装着することができる。

放射線ビーム検査デバイス８０は、図１５で示すように、基板テーブルＷＴに固定した場合に基板Ｗの位置に隣接する基板テーブルＷＴに装着することができる。したがって、放射線のビームは、任意の時に放射線ビーム検査デバイスによって検査することができる。代替方法として、放射線ビーム検査デバイスは、基板Ｗの下で基板テーブルＷＴに装着することができる。したがって、放射線ビーム検査デバイスは、基板テーブルＷＴ上に基板Ｗが保持されていない場合に、放射線ビームを検査するためにしか使用できないこともある。基板Ｗが基板テーブルＷＴ上に保持されている場合、基板Ｗが投影システムＰＳと放射線ビーム検査デバイス８０の間にあって、放射線ビーム検査デバイスの動作を防止する。しかし、この変形例の基板テーブルＷＴは、図１５で示した配置構成のそれより小さくてよい。

図１６ａおよび図１６ｂは、本発明により第六および第七の実施形態に関して上述した実施形態の代替配置構成を示す。図１６ａおよび図１６ｂで示すように、この実施形態では、基板テーブルＷＴは、基板Ｗを支持するが、それを固定位置では保持しないように構築される。基板テーブルＷＴには、基板テーブルＷＴ上で基板Ｗを前進させるアクチュエータシステム８５を設ける。一例では、基板Ｗを、基板Ｗが基板テーブルＷＴに装填される第一位置と、投影システムＰＳによって基板Ｗ上に変調した放射線のビームを投影する第二位置へと移動することができる。その後、基板は、基板Ｗを基板テーブルＷＴから除去できる第三位置へと移動することができる。

１つの配置構成では、リソグラフィ装置は、投影システムＰＳに対して基板が１回通過して、変調した放射線のビームで基板Ｗ全体を露光できるように構築することができる。したがって、アクチュエータシステム８５は、例えば上述した第一位置から第三位置へと、基板テーブルＷＴ上で基板Ｗを一定速度で移動するように構築することができる。このような配置構成では、放射線ビーム検査デバイス８６は、基板Ｗが干渉なしに基板テーブルＷＴを通過できるように、基板テーブルＷＴ内に設定することができる。

図１６ａで示すように、基板が投影システムＰＳによって露光する位置にある場合、基板Ｗは投影システムＰＳと放射線ビーム検査デバイス８６の間にあって、放射線ビーム検査デバイスを使用できなくする。しかし、図１６ｂで示すように、基板Ｗが投影システムＰＳによって投影された放射線のビームで露光する位置にない場合、放射線ビーム検査デバイス８６は放射線のビームを検査することができる。したがって、投影システムＰＳによって投影された放射線のビーム、またはその一部は、例えば第一基板の露光と第二基板の露光との間で検査することができる。

放射線ビーム検査デバイスが放射線のビームの様々な部分を検査するために移動できるように、放射線ビーム検査デバイス８６は、アクチュエータシステムによって基板テーブルＷＴに装着できることが理解される。

図１７ａから図１７ｃは、上述した実施形態のいずれか１つと組み合わせて使用可能な本発明のさらなる実施形態を示す。上述したように、単一の放射線ビーム検査デバイスを使用して、放射線のビームの異なる部分、または放射線のビームの任意の領域の異なる部分（例えば、集束エレメントのアレイにある集束エレメントによって基板に投影される放射線のビームの部分に対応する放射線のサブビーム）を検査することができる。しかし、放射線のビームまたはその必要な部分を検査するために、複数の放射線ビーム検査デバイスを一緒に使用することができる。第一、第二、および第三放射線ビーム検査デバイス９１、９２、９３を、その間の間隔を固定した状態で相互に接続する。これは、単一のユニットとして形成できることが理解される。アクチュエータシステム９４を設けて、検査すべき放射線のビーム９５に対して放射線ビーム検査デバイスのセットを移動させる。図１７ａ、図１７ｂおよび図１７ｃで示すように、（図１７ａで示す）第一位置では、放射線ビーム検査デバイスの１つ９３が放射線のビーム９５の第一部分を検査し、（図１７ｂで示す）第二位置では、異なる放射線ビーム検査デバイス９２が、放射線のビーム９５の異なる部分を検査し、（図１７ｃで示す）第三位置では、最後の放射線ビーム検査デバイス９１が放射線のビーム９５のさらに別の部分を検査するように、放射線ビーム検査デバイス９１、９２、９３のセットをアクチュエータシステム９４で移動することができる。本発明は、図１７ａから図１７ｃで示すように３個の放射線ビーム検査デバイスを使用することに制限されないことが理解される。セットで相互に固定される放射線ビーム検査デバイスの数、および個々の開口のサイズを適切に選択することにより、検査すべき放射線のビームの各部分、またはその望ましい部分を、放射線ビーム検査デバイスの１つで検査できるように、装置を構成することができる。

パルス状の放射線ビームを使用するリソグラフィ装置では、連続的パルスで、放射線ビーム検査デバイスのセットを連続的に位置決めし、異なる放射線ビーム検査デバイスを使用して放射線のビームの異なる部分を検査するように、放射線ビームのパルス間で放射線ビーム検査デバイスのセットを移動することができる。これは、放射線ビーム検査デバイス９１、９２、９３の感覚、および放射線ビーム検査デバイスのセットの走査速度を、放射線ビームのパルス率に関して適切に選択した場合に、放射線ビーム検査デバイスのセットを一定速度で走査することによって達成することができる。例えば、図１７ａ、図１７ｂおよび図１７ｃで示す配置構成では、アクチュエータシステム９４が、放射線ビーム検査デバイス９１、９２、９３のセットを一定速度で移動することができる。この場合、３つの図は、放射線ビーム９５の連続する３つのパルスにおける放射線ビーム検査デバイス９１、９２、９３のセットの位置を表す。

図１８は、本発明の別の実施形態による図１７ａから図１７ｃで示した実施形態の変形を示す。この配置構成では、単一の放射線ビーム検査デバイス１００を使用して、放射線のビーム１０５またはその一部を検査する。図示のように、放射線ビーム検査デバイス１００は、第九の実施形態の個々の放射線ビーム検査デバイスのそれに対応する機能を実行する複数の開口１０１、１０２、１０３を有する。第四および第五の実施形態に関して上述したものと同じ方法で、放射線ビーム検査デバイスは、開口１０１、１０２、１０３のそれぞれと関連して使用される別個の放射線センサを含むことができる。代替方法として、単一の放射線センサを設けることができる。同様に、単一の放射線センサを使用する場合、これは、開口に対して放射線センサを移動せずに、任意の開口を通過する放射線を放射線センサで検出できるほど十分に大きくすることができる。

代替方法として、放射線センサは、単一の開口を通過する放射線を検出するのに十分なだけ大きくてよい。このような配置構成では、放射線センサは、放射線のビームに対して固定位置に保持することができ、アクチュエータシステム１０４は、放射線のビーム１０５の望ましい部分を検査するために各口１０１、１０２、１０３を連続的に位置決めするように、放射線ビーム検査デバイス１００のバリアを移動することができる。第九の実施形態のように、開口の間隔を適切に選択し、放射線ビーム検査デバイス１００（または適宜、そのバリア）の走査速度を一定にすることにより、放射線ビーム検査デバイス１００は、放射線のパルス状ビームの連続するパルスの間に、放射線のビーム１０５の異なる部分を検査するように構成することができる。

図１９は、本発明の第九の実施形態の放射線ビーム検査デバイスの他の変形を示す。図１９で示すように、放射線ビーム検査デバイス１００は、第一の複数の開口１０１、１０２、１０３がその細長い方向を第一方向に平行な状態で配置構成され、第二の複数の開口１１１、１１２、１１３が、その細長い方向を第一方向に直交する第二方向に平行であるように配置構成されるように配置構成された細長い形状を有する開口を含むことができる。第一グループの開口１０１、１０２、１０３および第二グループの開口１１１、１１２、１１３を連続的に使用して、放射線のビーム１０５またはその一部を検査すると、第二から第五の実施形態に関連して上記で検討したように、放射線のビームの２次元放射線強度プロフィールを求めることができる。例えば、このような放射線ビーム検査デバイス（または適宜、そのバリア）は、連続する各開口が放射線のビームの一部を検査するように、第二方向に平行な方向に移動することができる。

図２０は、本発明の１つの実施形態による図１８および図１９のさらなる変形を示す。図２０では、第一グループの開口１２１、１２２、１２３は、その細長い方向が相互に平行であるように配置構成されるが、放射線ビーム検査デバイス（または適宜、そのバリア）が放射線のビームに対して移動する方向に対して斜めの角度、例えば約４５°で配置されるように構成される。第二グループの開口１３１、１３２、１３３は、その細長い方向が第一グループの開口１２１、１２２、１２３の方向に対して直角であるように配置構成される。したがって、検査される放射線の２次元放射線強度プロフィールを生成することができる。しかし、図２０で示すような配置構成は、放射線ビームのパルスと放射線ビーム検査デバイス（または適宜、そのバリア）の動作との同期エラー、および放射線ビーム検査デバイス（または適宜、そのバリア）が移動する方向に直角な方向におけるその位置のエラーに対して、図１９で示した配置構成と比較すると感度が低い。

上記で検討したように、本発明の実施形態を使用して、放射線のビームまたはその部分を検査することができる。これによって、放射線のビームまたはその該当する部分の放射線強度プロフィールおよびテレセントリック性を決定可能にすることができる。この情報を使用して、リソグラフィ装置の１つまたは複数の設定を調節することができる。例えば、リソグラフィ装置を使用する前に必要な設定を提供するために、リソグラフィ装置を使用する前に放射線のビームまたはその部分の１つまたは複数の検査を実行することができる。代替方法として、リソグラフィ装置の設定の更新および／または装置の検証を正確に実行するために、連続する基板の露光と露光の間、または個々の基板を露光する途中で、放射線のビームまたはその部分の１つまたは複数の検査を実行することができる。

放射線のビームの個々の部分を放射線のサブビームのアレイとして基板に投影し、スポットのアレイを形成するために、投影システム内の集束エレメントのアレイを使用する装置には、上述したようにこのような放射線のサブビームが数千本あることがある。放射線ビーム検査デバイスを設けて、放射線の各サブビームを個々に検査することができる。したがって、放射線の各サブビームを１本ずつ検査するには、多大な時間がかかることがある。したがって、リソグラフィ装置には、複数の放射線ビーム検査デバイス（または適宜、そのセット）を設けることができ、したがって放射線の複数のサブビームを同時に検査することができる。

セット内の複数の放射線ビーム検査デバイスまたは１つの放射線ビーム検査デバイス内の複数の開口を連続的に使用して、放射線のビームの異なる部分を検査する、第九および第十の実施形態に関して上述したような装置の場合、装置は、任意のセットの第一放射線ビーム検査デバイス（または任意の放射線ビーム検査デバイスの第一開口）が放射線の１つのサブビームの第一部分を検査する間、そのセットの別の放射線ビーム検査デバイス（または適宜、その放射線ビーム検査デバイスの別の開口）が放射線の異なるサブビームの一部を検査するように構築することができる。このような体系は、単一セットの放射線ビーム検査デバイス（または複数の開口を有する放射線ビーム検査デバイス）が、任意の瞬間に放射線の任意の数のサブビームを検査できるように拡張可能であることが理解される。

上述したような体系でも、放射線のサブビームを全部検査するには、多大な時間がかかることがある。したがって、放射線の各サブビームを検査するために、比較的長い時間がかかり得るリソグラフィ装置の初期設定の後、任意の時に放射線のサブビームの一部しか検査することができない。例えば、連続する基板の露光と露光の間に、放射線のサブビームの任意の部分を検査することができる。検査した放射線のサブビームで変化が検出された場合、それは放射線のサブビームが全て変化したことを示すことがあり、したがって検査されていない放射線のサブビームに発生すると予想される変化を補償することを可能にすることができる。代替的または追加的に、連続する基板の露光と露光の間に検査される放射線のサブビームの部分は、任意の数の基板が露光された後、放射線のサブビームの全てが検査されるように回転することができる。

放射線のサブビームは、連続する基板の露光と露光の間以外の時間でも検査できることも理解される。例えば、リソグラフィ装置の停止時間中に、放射線のサブビームを検査することができる。

本文では特定のデバイス（例えば集積回路またはフラットパネルディスプレイ）の製造におけるリソグラフィ装置の使用に特に言及しているが、本明細書で説明するリソグラフィ装置が他の多くの用途においても使用可能であることは理解されるべきである。用途は、集積光学装置、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、超小型電子機械式デバイス（ＭＥＭＳ）等の製造を含むが、それに制限されない。また、例えばフラットパネルディスプレイの場合、本発明の装置は、例えば薄膜トランジスタ層および／またはカラーフィルタ層のような様々な層の生成を補助するために使用することができる。

以上では光学リソグラフィの状況における本発明の実施形態の使用に特に言及しているが、本発明は、インプリントリソグラフィなどの他の用途においても使用可能であり、状況が許せば、光学リソグラフィに制限されないことが理解される。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構造が、基板上に生成されるパターンを画定する。パターニングデバイスの構造を、基板に供給されたレジストの層に押しつけ、その後に電磁放射線、熱、圧力またはその組み合わせを適用して、レジストを硬化する。パターニングデバイスをレジストから離し、レジストを硬化した後にパターンを残す。

以上、本発明の様々な実施形態を説明してきたが、これは例示のみであり、制限としては提示していないことを理解されたい。本発明の精神および範囲から逸脱することなく、形態および詳細を様々に変更できることが、当業者には理解される。したがって、本発明の幅および範囲は、上述した例示的実施形態のいずれにも制限されず、請求の範囲およびその同等物によってのみ画定されるものである。

「課題を解決するための手段」および「要約書」の項目ではなく、「発明を実施するための最良の形態」の項目が、請求の範囲を解釈するために使用するものであることを理解されたい。「課題を解決するための手段」および「要約書」の項目は、本発明の発明者が想定するような本発明の１つまたは複数の例示的を述べているが、全部を述べているものではなく、したがっていかなる意味でも本発明および請求の範囲を制限するものではない。

１０ バリア
１１ 放射線のビーム
１２ 開口
１３ 放射線センサ
１３ａ、１３ｂ ポイント
２０ Ｉ層
２１ Ｐ層
２２ Ｎ層
２３、２４ 電極
２５、３０ 放射線
３１ 開口
３２ 放射線センサ
３３ 第一方向
３４ 第二方向
３５ アクチュエータ
４０ バリア
４１ 開口
４２ 放射線センサ
４５ アクチュエータ
５０ バリア
５１、５２ 開口
５３ 第一放射線センサ
５４ 第二放射線センサ
６０ バリア
６１ 第一開口
６２ 第二開口
６３ 放射線センサ
７０ 放射線ビーム検査デバイス
７１ アクチュエータシステム
８０ 放射線ビーム検査デバイス
８５ アクチュエータシステム
８６ 放射線ビーム検査デバイス
９１ 第一放射線ビーム検査デバイス
９２ 第二放射線ビーム検査デバイス
９３ 第三放射線ビーム検査デバイス
９４ アクチュエータシステム
９５ 放射線のビーム
１００ 放射線ビーム検査デバイス
１０１、１０２、１０３ 開口
１０４ アクチュエータシステム
１０５ 放射線のビーム
１１１、１１２、１１３、１２１、１２２、１２３、１３１、１３２、１３３ 開口

Claims (2)

1. リソグラフィ投影装置であって、
   放射線のビームを提供するパターニングデバイスと、
   提供されたビームを基板の目標部分に投影する投影システムと、
   相互に対して固定位置で配置構成された複数の放射線ビーム検査デバイスと、
   放射線ビーム検査デバイスを一定速度で投影システムに対して移動するアクチュエータとを有し、
   前記複数の放射線ビーム検査デバイスのそれぞれが、
   放射線ビームの一部が自身を通過できるようにする開口を有する放射線ビームのバリアと、
   開口を通過する放射線の強度と、開口に対して、開口を通過する放射線が放射線センサに入射する位置とを検出する放射線センサとを有し、
   放射線ビームがパルス状であり、
   放射線ビーム検査デバイスの間隔、投影システムに対する放射線ビーム検査デバイスの速度、およびビームのパルス率は、放射線ビームの連続する２つのパルスの一方において前記複数の放射線ビーム検査デバイスのうちのひとつが放射線ビームの所与の領域の一部を検査し、かつ、放射線ビームの連続する２つのパルスの他方において前記複数の放射線ビーム検査デバイスのうちの別のひとつが放射線ビームの前記所与の領域の別の一部を検査するように設定される、リソグラフィ投影装置。
2. リソグラフィ投影装置であって、
   放射線のビームを提供するパターニングデバイスと、
   提供されたビームを基板の目標部分に投影する投影システムと、
   放射線ビーム検査デバイスとを有し、放射線ビーム検査デバイスが、
   放射線ビームの一部が自身を通過できるようにする開口を有する放射線ビームのバリアと、
   開口を通過する放射線の強度と、開口に対して、開口を通過する放射線が放射線センサに入射する位置とを検出する放射線センサとを有し、
   当該リソグラフィ投影装置はさらに、
   少なくともバリアを投影システムに対して一定速度で移動するアクチュエータを有し、
   放射線ビームがパルス状であり、
   放射線ビーム検査デバイスの放射線のバリアが、複数の開口を有し、
   開口の間隔、投影システムに対するバリアの速度、およびビームのパルス率は、放射線ビームの連続する２つのパルスの一方において放射線ビームの所与の領域の一部が前記複数の開口のうちのひとつを通過して放射線センサへと至り、かつ、放射線ビームの連続する２つのパルスの他方において放射線ビームの前記所与の領域の別の一部が前記複数の開口のうちの別のひとつを通過して放射線センサへと至るように設定される、リソグラフィ投影装置。

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