JP2009071305A - リソグラフィ装置および露光方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 リソグラフィ装置内のパターニングデバイスのスリップ特性を考慮に入れるための手段を提供することである。
【解決手段】 リソグラフィ装置は、パターニングデバイスの第１の位置測定を実施し、パターニングデバイスを支持する支持体に非対称加速度プロファイルを適用し、パターニングデバイスの第２の位置測定を実施し、２つの位置測定および適用された加速度プロファイルに基づいて、パターニングデバイスのスリップ特性を求め、かつパターニングデバイスのスリップ特性を考慮して、基板のスキャン露光を実施するように構成された、制御ユニットを含む。
【選択図】 図１

Description

[0001] 本発明は、リソグラフィ装置、フレームに対する物体の位置を較正する方法、およびリソグラフィ装置を使用して基板を露光する方法に関する。

[0002] リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板上、通常は基板のターゲット部分上に与える機械である。リソグラフィ装置は、例えば集積回路（ＩＣ）の製造で使用することができる。そのような場合には、マスクまたはレチクルとも呼ばれるパターニングデバイスを使用して、ＩＣの個々の層上に形成すべき回路パターンを生成することができる。このパターンは、基板（例えばシリコンウェーハ）上の（例えば１つまたは複数のダイの一部を含む）ターゲット部分上に転写することができる。パターンの転写は一般に、基板上に設けられた放射感応性材料（レジスト）の層上に像形成することによってなされる。一般に、単一の基板は、連続してパターニングされる、隣接するターゲット部分のネットワークを含む。公知のリソグラフィ装置には、パターン全体をターゲット部分上に一度に露光することによって各ターゲット部分が照射される、いわゆるステッパと、パターンを放射ビームによって所与の方向（「スキャン」方向）にスキャンしながら、それと同期して基板をその方向と平行に、または逆平行にスキャンすることによって、各ターゲット部分が照射される、いわゆるスキャナとがある。パターンを基板上にインプリントすることによって、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可能である。

[0003] スキャン型リソグラフィ装置では、マスク（またはパターニングデバイス）が、マスクテーブルとも呼ばれる支持体により支えられる。基板のターゲット部分上にパターンを生成する間、マスクテーブルは、単一のスキャン方向に、移動ラインに沿ってスキャン移動を実施し、または移動ラインに沿って両（すなわち逆）方向にスキャンを実施する。方向の反転が行われる際、マスクテーブルは、連続するスキャン移動相互間に減速および加速される。また、マスクテーブルは、特定方向の各スキャン移動の前後にも、加速および減速される。従来、スキャン移動は定速度で行われている。しかし、スキャン移動は、例えば移動が減速および／または加速段階の少なくとも一部を含めば、可変速度で少なくとも部分的に行うこともできる。

[0004] マスクテーブルは、マスクを支持または保持する。マスクテーブルは、マスクの向き、リソグラフィ装置の設計、および例えばマスクが真空環境内で保持されるか否かのような他の条件に応じる方式で、マスクを保持する。マスクテーブルは、例えばフレームまたはテーブルを含むことができ、それは必要に応じて固定されても可動でもよい。マスクテーブル（およびその制御システム）は、マスクが、例えば投影システムに対して所望の位置にあるようにすることができる。

[0005] マスクは、クランプを通じてマスクテーブルに結合される。従来、マスクは、マスクテーブル上に設けられた１つまたは複数の真空パッドとして実施することができる真空クランプを通じてマスクテーブルに結合され、その場合、マスクの周辺領域の少なくとも一部が真空パッド上に保持される。クランプによって、マスクとマスクテーブルの隣接面相互間の垂直抗力が発生し、その結果、マスクとマスクテーブルの接触面相互間に摩擦が生じる。真空パッドは、ガス排出および供給システムに結合された１つまたは複数の開口を含む。マスクとマスクテーブルの間の真空結合の代わりに、マスクをマスクテーブルに対して保持するための静電クランプ技法または機械的クランプ技法など、マスクとマスクテーブルの間の摩擦に基づく他の形態の結合が考えられる。基板の露光中、マスク上にあるパターンを基板上の正確な位置上に露光するために、マスクと基板を同期させる必要がある。パターンが適切な位置上に投影されない場合、基板上に投影される次のパターンとの不整合が発生するおそれがある。そのようないわゆるオーバーレイエラーは、製作される半導体デバイスの適切な動作を妨げるおそれがある。

[0006] 進行中の開発においては、リソグラフィ装置に寄せられるスループット要件が高まりつつあることにより、スキャン速度がますます増大している。その結果、マスクテーブルの減速度および加速度が増加する。減速および加速段階では、増大した慣性力がマスクテーブルおよびマスクに作用する。これらの慣性力は、マスクまたはパターンデバイスを、マスクテーブルまたは支持体に対して変位させることがある（すなわち、マスクがマスクテーブルに対してスリップすることがある）。リソグラフィ装置では、マスクと基板の間の同期が、マスクテーブルおよび基板テーブルが取り付けられるステージを制御する制御ユニットによって制御される。この制御は通常、マスクおよび基板の実位置測定に基づくのではなく、マスクテーブルおよび基板テーブルの位置測定に基づいている。そのような構成では、マスクテーブルに対するマスクの変位が検出されず、または考慮に入れられず、その結果、前述の不整合が生じる。

[0007] マスクの加速度または減速度が比較的小さい場合には、発生しているスリップが許容限度内にとどまり、無視することができる。ますます増大する減速度レベルおよび加速度レベルに伴い、マスクとマスクテーブルの間で発生するスリップが増大し、再現性が悪化し、その結果、投影されるパターンの実際の位置と要求される位置との間の許容できない不整合が生じる。

[0008] さらに、オーバーレイに関連する、レチクルまたはマスクの母集団全体にわたるレチクルまたはマスクのスリップばらつきが、重要になり得る。

[0009] パターンフィーチャサイズの減少により、半導体デバイス内の連続する層相互間の許容できる不整合が減少する傾向にあると、さらに述べることができよう。

[0010] したがって、マスクまたはパターニングデバイスのスリップは、そのようなスリップにより基板上に投影されるパターンの位置エラーが生じ得るので、より許容できなくなる。

[0011] リソグラフィ装置内のパターニングデバイスのスリップ特性を考慮に入れるための手段を提供することが望ましい。

[0012] 本発明の一実施形態によれば、放射ビームを調整する照射システムと、放射ビームの断面にパターンを付与してパターニングされた放射ビームを形成可能であるパターニングデバイスを支持する支持体と、基板を保持する基板テーブルと、パターニングされた放射ビームを、基板のターゲット部分上に投影する投影システムと、パターニングデバイスの位置を測定する測定システムとを含む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さらに、支持体を変位させる第１のステージ装置と、基板テーブルを支持する第２のステージ装置と、制御ユニットであって、測定システムを使用してパターニングデバイスの第１の位置測定を実施し、第１のステージ装置を使用して支持体に非対称加速度プロファイルを適用し、測定システムを使用してパターニングデバイスの第２の位置測定を実施し、２つの位置測定および適用された加速度プロファイルに基づいて、パターニングデバイスのスリップ特性を求め、かつパターニングデバイスのスリップ特性を考慮して第１および第２のステージ装置を制御することにより、基板のスキャン露光を実施するように構成された制御ユニットとを含む。制御ユニットは、これらの手順を連続して実施することができる。

[0013] 本発明の他の実施形態では、装置のフレームに取り付けられた物体の位置を較正する方法であって、フレームに物体をクランプすること、物体の第１の位置測定を実施すること、フレームに非対称加速度プロファイルを適用すること、物体の第２の位置測定を実施すること、２つの位置測定に基づき、物体のスリップ特性を、適用された加速度プロファイルの関数として求めること、およびスリップ特性を装置の制御ユニットに供給することを含む方法が提供される。

[0014] 本発明の別の実施形態によれば、リソグラフィ装置を使用して基板を露光する方法であって、パターニングデバイスをロードすること、パターニングデバイスを支持体にクランプすること、支持体に対するパターニングデバイスの第１の位置測定を実施すること、支持体に非対称加速度プロファイルを適用すること、支持体に対するパターニングデバイスの第２の位置測定を実施すること、２つの位置測定および適用された加速度プロファイルに基づいて、パターニングデバイスのスリップ特性を求めること、スリップ特性をリソグラフィ装置の制御ユニットに供給すること、およびパターニングデバイスのスリップ特性を考慮して制御ユニットを使用して、基板の露光を実施することを含む方法が提供される。

[0015] 次に、本発明の諸実施形態を、ほんの一例として、対応する参照符号が対応する部分を示す添付の概略図を参照して説明する。

[0022] 図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示す。この装置は、放射ビームＢ（例えばＵＶ放射または他の任意の適切な放射）を調整するように構成された照射システム（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を支持または保持する構造になっており、かついくつかのパラメータに従って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の位置決めデバイスＰＭに接続された、パターン支持構造またはパターン支持体（例えばマスクテーブル）ＭＴとを含む。この装置はまた、基板（例えば、レジストコートウェーハ）Ｗを保持する構造になっており、かついくつかのパラメータに従って基板を正確に位置決めするように構成された第２の位置決めデバイスＰＷに接続された、基板テーブルまたは基板支持体（例えばウェーハテーブル）ＷＴも含む。この装置はさらに、パターニングデバイスＭＡによって放射ビーム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つまた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を含む。

[0023] 照射システムは、放射を誘導、整形、または制御するために、屈折タイプ、反射タイプ、磁気タイプ、電磁タイプ、静電タイプ、または他のタイプの光学コンポーネント、あるいはそれらの任意の組合せなど、さまざまなタイプの光学コンポーネントを含むことができる。

[0024] パターン支持構造は、パターニングデバイスの向き、リソグラフィ装置の設計、および例えばパターニングデバイスが真空環境内で保持されるか否かのような他の条件に応じる方式で、パターニングデバイスを保持する。パターン支持構造は、パターニングデバイスを保持するために、機械的クランプ技法、真空クランプ技法、静電クランプ技法、または他のクランプ技法を使用することができる。パターン支持構造は、例えばフレームでも、テーブルでもよく、それは必要に応じて固定されても、可動でもよい。パターン支持構造は、パターニングデバイスが、例えば投影システムに対して所望の位置にあるようにすることができる。本明細書において「レチクル」または「マスク」という用語を使用している場合、より一般的な用語である「パターニングデバイス」と同義語と見なすことができる。

[0025] 本明細書で使用される「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形成するために、放射ビームの断面内にパターンを付与するの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ティング特徴またはいわゆるアシスト特徴を含む場合、基板のターゲット部分内の所望のパターンに厳密に対応しないことがあることに留意されたい。一般には、放射ビームに付与されるパターンは、集積回路など、ターゲット部分内に形成されているデバイス内の、特定の機能層に対応する。

[0026] パターニングデバイスは、透過型でも、反射型でもよい。パターニングデバイスの例には、マスク、プログラマブルミラーアレイ、およびプログラマブルＬＣＤパネルがある。マスクは、リソグラフィにおいて公知であり、マスクには、バイナリ、レベンソン型（alternating）位相シフト、およびハーフトーン型（attenuated）位相シフトなどのマスクタイプ、ならびにさまざまなハイブリッドマスクタイプがある。プログラマブルミラーアレイの一例は、小型のミラーのマトリックス配列を使用しており、ミラーをそれぞれ、入射する放射ビームをさまざまな方向に反射するように個々に傾動することができる。傾動されたミラーにより、ミラーマトリックスによって反射された放射ビーム内にパターンが付与される。

[0027] 本明細書で使用される「投影システム」という用語は、使用される露光放射に適した、あるいは液浸液の使用または真空の使用など、他の要因に適した、屈折光学システム、反射光学システム、カタディオプトリック光学システム、磁気光学システム、電磁光学システム、および静電光学システム、またはそれらの任意の組合せを含む、任意のタイプの投影システムを包含するものとして、広義に解釈すべきである。本明細書において、「投影レンズ」という用語を使用している場合、より一般的な用語である「投影システム」と同義語として見なすことができる。

[0028] ここで示したように、この装置は、（例えば、透過マスクを使用する）透過型である。あるいは、装置は、（例えば、上記で言及したタイプのプログラマブルミラーアレイを使用する、または反射マスクを使用する）反射型でもよい。

[0029] このリソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）以上の基板テーブルまたは「基板支持体」（ならびに／あるいは２つ以上のマスクテーブルまたは「マスク支持体」）を有するタイプのものでもよい。そのような「マルチステージ」の機械では、追加のテーブルまたは支持体を同時に使用することができ、あるいは、１つまたは複数のテーブルまたは支持体上で予備段階を実施している間に、１つまたは複数の他のテーブルまたは支持体を露光に使用することもできる。

[0030] このリソグラフィ装置は、投影システムと基板の間の空間を埋めるように、基板の少なくとも一部分を、比較的高い屈折率を有する液体、例えば水で覆うことができるタイプのものでもよい。液浸液を、リソグラフィ装置内の他の空間、例えば、マスクと投影システムの間に与えることもできる。液浸技法は、投影システムの開口数を増大させるために使用することができる。「液浸」という用語は、本明細書では、基板などの構造が液体中に浸されなければならないことを意味するのではなく、露光中に、液体が投影システムと基板の間にあることを意味するにほかならない。

[0031] 図１を参照すると、イルミネータＩＬが、放射源ＳＯから放射ビームを受け取る。放射源およ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とき、別々のものとすることができる。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しているとは見なされず、放射ビームが、例えば適切な誘導ミラーおよび／また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を用いて、放射源ＳＯからイルミネータＩＬに渡される。別の場合には、例えば放射源が水銀ランプであるとき、放射源をリソグラフィ装置の一部とすることができる。放射源ＳＯおよびイルミネータＩＬは、必要ならビームデリバリシステムＢＤと共に、放射システムと呼ぶことができる。

[0032] イルミネータＩＬは、放射ビームの角度強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。一般に、イルミネータの瞳面内の強度分布の、少なくとも外側および／または内側半径範囲（一般に、それぞれσ-outerおよびσ-innerと呼ばれる）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やコンデンサＣＯなど、他のさまざまなコンポーネントを含むことができる。イルミネータは、放射ビームがその断面内に、所望の均一性および強度分布を有するように調整するために使用することができる。

[0033] 放射ビームＢが、パターン支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴ上に保持されたパターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡに入射し、パターニングデバイスによってパターニングされる。放射ビームＢは、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを経由して投影システムＰＳを通過し、投影システムＰＳが、ビームを基板Ｗのターゲット部分Ｃ上に合焦させる。第２の位置決めデバイスＰＷおよび位置センサＩＦ（例えば、干渉計デバイス、リニアエンコーダ、または容量センサ）を用いて、例えばさまざまなターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路中に位置決めするように、基板テーブルＷＴを正確に移動させることができる。同様に、第１の位置決めデバイスＰＭおよび（図１には明示的に図示されていない）もう１つの位置センサを使用して、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを、例えばマスクライブラリから機械的に取り出した後、またはスキャン中に、放射ビームＢの経路に対して正確に位置決めすることができる。一般に、パターン支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴの移動は、第１の位置決めデバイス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）およびショートストロークモジュール（微動位置決め）を用いて実現することができる。同様に、基板テーブルＷＴまたは「基板支持体」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およびショートストロークモジュールを使用して実現することができる。（スキャナとは対照的に）ステッパの場合には、パターン支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴをショートストロークアクチュエータだけに接続してもよく、固定してもよい。パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡおよび基板Ｗは、マスクアライメントマークＭ１、Ｍ２、および基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を使用して位置合せすることができる。図示の基板アライメントマークは、専用のターゲット部分を占有しているが、ターゲット部分相互間の間隔内に配置することもできる（これは、スクライブレーンアライメントマークとして知られる）。同様に、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡ上に２つ以上のダイが設けられている状況では、マスクアライメントマークを、ダイ相互間に配置することができる。

[0034] 図示の装置は、以下のモードのうち少なくとも１つのモードで使用することができる。

[0035] １．ステップモードでは、パターン支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴまたは「マスク支持体」、および基板テーブルＷＴまたは「基板支持体」が本質的に固定されたまま、放射ビームに付与されたパターン全体が、ターゲット部分Ｃ上に一度に投影される（すなわち、単一静止露光）。次いで、さまざまなターゲット部分Ｃを露光することができるように、基板テーブルＷＴまたは「基板支持体」が、Ｘおよび／またはＹ方向に移動される。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、単一静止露光で像形成されるターゲット部分Ｃのサイズが制限される。

[0036] ２．スキャンモードでは、パターン支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴまたは「マスク支持体」、および基板テーブルＷＴまたは「基板支持体」が同期スキャンされるとともに、放射ビームに付与されたパターンが、ターゲット部分Ｃ上に投影される（すなわち、単一動的露光）。パターン支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴまたは「マスク支持体」に対する基板テーブルＷＴまたは「基板支持体」の速度および方向は、投影システムＰＳの倍率（縮小率）および像の反転特性によって決まり得る。スキャンモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、単一動的露光におけるターゲット部分の（非スキャン方向の）幅が制限され、スキャン運動の長さによって、ターゲット部分の（スキャン方向の）高さが決まる。

[0037] ３．別のモードでは、パターン支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴまたは「マスク支持体」が、プログラマブルパターニングデバイスを保持した状態で本質的に固定されたままであり、基板テーブルＷＴまたは「基板支持体」が移動またはスキャンされるとともに、放射ビームに付与されたパターンがターゲット部分Ｃ上に投影される。このモードでは、一般にパルス放射源が使用され、基板テーブルＷＴまたは「基板支持体」が移動する毎にその後で、またはスキャン中に連続する放射パルスと放射パルスの間に、プログラマブルパターニングデバイスが必要に応じて更新される。この動作モードは、上記で言及したタイプのプログラマブルミラーアレイなどのプログラマブルパターニングデバイスを利用するマスクレスリソグラフィに、容易に適用することができる。

[0038] 上述の使用モードの組合せおよび／または変形、あるいは、全く異なる使用モードを使用することもできる。

[0039] 図１に示すリソグラフィ装置はさらに、パターニングデバイスＭＡの位置を測定するように構成された測定システムＭＳと、次の手順、測定システムＭＳを使用して、パターニングデバイスＭＡの第１の位置測定を実施すること、位置決めデバイスＰＭを使用して、支持体に非対称加速度プロファイルを適用すること、測定システムＭＳを使用して、パターニングデバイスＭＡの第２の位置測定を実施すること、２つの位置測定および適用された加速度プロファイルに基づいて、パターニングデバイスＭＡのスリップ特性を求めること、パターニングデバイスＭＡのスリップ特性を考慮して、第１の位置決めデバイスＰＭおよび第２の位置決めデバイスＰＷを制御することにより、基板のスキャン露光を実施することを実施するように構成された制御ユニットＣＵとを含む。これらの手順は、連続して実施することができる。一実施形態では、制御ユニットＣＵは、パターニングデバイスＭＡの第１および第２の位置測定を実施するように測定システムＭＳを制御するように構成される。制御ユニットＣＵは、支持体に非対称加速度プロファイルを適用するように位置決めデバイスＰＭを制御し、２つの位置測定および適用された加速度プロファイルに基づいて、パターニングデバイスＭＡのスリップ特性を求め、かつパターニングデバイスＭＡのスリップ特性を考慮して第１の位置決めデバイスＰＭおよび第２の位置決めデバイスＰＷを制御することによって、基板のスキャン露光を実施するように構成することもできる。

[0040] 図２〜６は、本発明のさらに詳細ないくつかの実施形態を表す。

[0041] 本発明の一実施形態は、露光中に基板に対するパターニングデバイスの改善された位置決めを可能にする、改良型リソグラフィ装置を表す。（マスクなどのパターニングデバイスにより提供される）パターンを基板上に正確に投影するには、パターニングデバイスと基板の間の相対位置が、好ましくは、数ｎｍの範囲内で分かっているべきである。これを達成するために、リソグラフィ装置の制御ユニットＣＵは、上述の手順を実施するように構成される。それらの手順は、支持体に取り付けられたパターニングデバイスの位置測定を含む。

[0042] 一般に、パターニングデバイスは、リソグラフィ装置内にロードされ、支持体、例えばマスクテーブルにクランプされる物体である。図２は、パターニングデバイス（例えばマスク）２０を保持するように構成された、そのようなパターン支持構造（例えばマスクテーブル）１０（または支持体）の上面図を概略的に示す。図２は、パターニングデバイス（例えばマスク）をパターン支持構造（例えばマスクテーブル）にクランプするのを可能にする、いくつかの真空パッド３０も示す。パターニングデバイス２０をクランプするためのこれに代わるシステムまたはデバイスも、同様に適用できることに留意されたい（例えば静電または機械的クランプ）。本発明の一実施形態では、第１および第２の位置測定が、支持体１０に対するパターニングデバイスの位置測定を含む。これを可能にするために、図３に示す支持体を適用することができる。図３は、支持体１００および支持体に取り付けられたパターニングデバイス１１０の断面図を概略的に示す。動作の際には、支持体１００を、矢印１２０で示すスキャン方向に移動させることができる。パターニングデバイス１１０は、支持体１００の上面上に取り付けられるのではなく、例えば反射型パターニングデバイスで行われるように、支持体の底面に同様に取り付けるまたはクランプすることもできる。

[0043] 図３はさらに、支持体１００とパターニングデバイス（例えばマスク）１１０の間の相対位置を測定するように構成された測定システム１４０を概略的に示す。理解されるように、支持体に対するパターニングデバイスの位置を測定するためのさまざまな可能性が存在する。そのような測定システムの例が、干渉計、格子ベースのエンコーダ測定システム、容量センサなどである。

[0044] 本発明の一実施形態では、測定システム１４０が、パターニングデバイスと支持体の間の絶対位置の情報をもたらすのではなく、パターニングデバイスと支持体の間の相対位置の変化の測定を可能にすれば十分であると述べることができよう。

[0045] 図３はさらに、支持体１００の移動をステージ装置（図示せず）により制御するように構成された、制御ユニット１５０を示す。制御ユニット１５０は、ステージ装置を制御することによって、パターン支持構造（例えばマスクテーブル）が、予め定義された軌道をたどるのを可能にし、またはパターン支持構造（例えばマスクテーブル）が、ある加速度プロファイルに従うのを可能にする。これは例えば、従うべきセットポイントをコントローラに供給することによって行うことができる。あるいは、支持体が従うべきセットポイントは、コントローラによって生成することもできる。測定システム１４０は、例えば、パターン支持構造（例えばマスクテーブル）がある加速度プロファイルに従う前およびその後に、パターニングデバイス（例えばマスク）の位置（またはマスクの位置の変化）を求めるのを可能にすることができる。制御ユニットは、適用された加速度プロファイルおよび両位置測定に基づいて、パターニングデバイス（例えばマスク）のスリップ特性を求めることができる。

[0046] 本発明の一実施形態では、制御ユニットがさらに、パターニングデバイスのスリップ特性に基づいて、支持体またはパターニングデバイスのセットポイントを調整するように構成される。このように、スリップ特性を使用して、基板に対するマスクのより正確な位置決めを行い、それにより、基板上へのパターニングデバイスパターンのより正確な投影を可能にすることができる。

[0047] （加速度プロファイルの適用前後の）２つの位置測定に基づいてスリップ特性を求めるには、非対称加速度プロファイル、すなわち同じ方向に移動している間の、加速度に関する異なる絶対値を両方が有する加速段階および減速（または負の加速）段階を含むプロファイルを適用することが望ましい。したがって、本発明の一実施形態では、非対称加速度プロファイルが、第１の加速度レベルでの第１の加速段階、および第１の加速度レベルとは異なる第２の加速度レベルでの第２の減速段階を含む。

[0048] 図４は、そのような非対称加速度プロファイルを概略的に示す。この加速度プロファイルは、加速度ａ１を有する第１段階（ｔ＝０からｔ＝ｔ１）と、それに続く、（絶対値において）ａ１よりも実質的に小さな負の加速度（減速度）ａ２を有する第２段階（ｔ＝ｔ１からｔ＝ｔ２）とからなる。加速度プロファイルは、第１段階と第２段階の間に定速度の（すなわち加速度＝０の）段階（図示せず）を含んでもよいと述べることができよう。これは、第１の位置測定および第２の位置測定が、（例えば、図５に表す測定セットアップを使用して）パターン支持構造（例えばマスクテーブル）の異なる位置で実施される場合に、有益となり得る。

[0049] 両位置測定が、パターン支持構造（例えばマスクテーブル）が停止状態にあるときに実施されると仮定すると、減速度のレベルの方が加速度のレベルに比べて小さいため、減速段階が加速段階よりも実質的に長くなることが理解されよう。両位置測定が実施されるときに、パターン支持構造（例えばマスクテーブル）が停止状態にあることを確実にするために（これは、本発明のこの実施形態の要件ではないが好ましい）、本発明の一実施形態における非対称加速度プロファイルは、加速度プロファイルを時間にわたって積分すると、実質的にゼロに等しくなるようなものである。

[0050] 図示の加速度プロファイルが、（例えば、パターン支持構造（例えばマスクテーブル）が上に取り付けられたステージ装置を制御することによって）パターン支持構造（例えばマスクテーブル）に適用されると、加速度レベルａ１での加速段階（ｔ＝０からｔ＝ｔ１）中に、パターニングデバイス（例えばマスク）がパターン支持構造（例えばマスクテーブル）に対してスリップする。減速度ａ２は、加速度よりも実質的に小さいので、パターン支持構造（例えばマスクテーブル）を減速すると、パターン支持構造（例えばマスクテーブル）に対するパターニングデバイス（例えばマスク）のスリップを生じない可能性がある。これは、スリップと加速特性の関係に、非直線的な性質があるためである。そうでない場合、すなわち、スリップが加速度に比例する場合には、加速段階中に生じるスリップを、減速段階中に生じるスリップによって部分的または全体的に補償することができるはずである。この特性が非直線的であること、ならびに、加速度レベルおよび減速度レベルを適切に選択することにより、非対称加速度プロファイルが適用される前後に実施される２つの位置測定に基づいて、スリップ特性と加速度の関係を求めることが可能であることが、実験により示されている。非対称加速度プロファイルが、比較的小さな（どんなスリップが生じるのも実質的に回避するのに十分なほど小さな）加速度を有する加速段階から開始し、パターニングデバイス（またはマスク）がスリップするのを可能にする比較的大きな減速度（すなわち負の加速度）を有する減速段階がそれに続く場合、同じ結果を得ることができることが理解されよう。

[0051] パターニングデバイス（例えばマスク）とパターン支持構造（例えばマスクテーブル）の相対位置を直接的に測定する測定ユニットの使用に代わる手段として、以下に説明する位置測定ユニットを適用することもできる。

[0052] パターニングデバイス（例えばマスク）とパターン支持構造（例えばマスクテーブル）の相対位置の変化を求めるには、パターニングデバイス（例えばマスク）上にあるマーク（マーカまたはパターンとも呼ばれる）の空間像を検出するように構成されたセンサを、パターン支持ステージ（例えばマスクステージ）の位置測定と併用することができる。したがって、本発明の一実施形態では、第１の位置測定が、パターニングデバイス上にある第１のパターンの空間像の位置測定を含み、第２の位置測定が、パターニングデバイス上にある第１のパターンまたはパターニングデバイス上にある第２のパターンの空間像の位置測定を含む。

[0053] 一般には、上記でも述べたように、リソグラフィ装置は、パターン支持構造（例えばマスクテーブル）（または支持体）および基板（またはウェーハ）テーブルの位置を測定するように構成された測定システムを含む。この測定システム、例えば干渉計またはエンコーダベースの測定システムは、テーブルの位置をｎｍ精度で求めることができる。基板およびパターニングデバイス（例えばマスク）がそれぞれ、基板支持構造およびパターン支持構造（例えばマスクテーブル）上にロードされる際、各テーブルの位置を知ることは、確実にパターニングデバイス（例えばマスク）上にあるパターンが基板上の適切な位置上に投影されるようにするには十分でない可能性がある。これは、パターニングデバイスまたは基板がロード（およびクランプ）される際に、テーブルに対するその位置が不明であり、または少なくとも、所望の精度（〜ｎｍ）内で分かっていないためである。パターニングデバイス（例えばマスク）上のパターンがどこに投影されるかについて求めるには、図５に示すセットアップを適用することができる。図５は、パターニングデバイス（例えばマスク）２１０を保持するように構成されたパターン支持構造（例えばマスクテーブル）２００を概略的に示す。放射源２２０を使用して、マーク２３０の像を、（投影システム２４５を介して）基板テーブル上のセンサ２４０に向かって投影する。センサは、マーク２３０の空間像の位置を検出する。パターン支持構造（例えばマスクテーブル）および基板テーブルの位置測定（それぞれ矢印２５０および２６０で概略的に示す）と組み合わせて、基板テーブル上のセンサに対するパターニングデバイス（例えばマスク）の位置を導出することができる。図５は、パターニングデバイス（例えばマスク）２１０上にある第２のマーク２７０も示す。マーカ２７０および２３０は、Ｙ方向に距離ｄにわたって離隔されている。

[0054] ある加速度によるパターニングデバイス（例えばマスク）のスリップ特性を求めるには、非対称加速度プロファイルをパターン支持構造（例えばマスクテーブル）に適用する前後に、センサに対するパターニングデバイス（例えばマスク）の位置を求めれば十分である。図３による加速度プロファイルが適用される場合、投影システムおよび光源に対するパターン支持構造（例えばマスクテーブル）の相対位置が変化してしまっている、すなわちパターン支持構造（例えばマスクテーブル）が、ある距離にわたって移動してしまっていることに留意されたい。第２の位置測定は、図５に示す位置に戻るのではなく、例えば、マスク２１０上にある第２のマーク２７０を使用して実施することができる。一般に、パターニングデバイス（例えばマスク）には、スキャン方向に沿っていくつかのマークが備えられている。第２の位置測定が、異なるマークまたはパターンを使用して実施される場合、パターニングデバイス（例えばマスク）のスリップを求めるために、両マーク間の距離ｄ（図５を参照されたい）も考慮に入れる必要があることが理解されよう。好ましい一実施形態では、非対称加速度プロファイルが実施されるときに支持体が移動する距離は、第１のパターンと第２のパターンの間の距離に実質的に等しい。そのようにすることで、加速度プロファイルの実施と第２の位置測定の間に、（時間がかかる）追加の変位が実質的に必要なくなる。

[0055] パターニングデバイス（例えばマスク）上にある異なるマークを使用して位置測定を実施するのに代わる手段として、加速度プロファイルが実施されると、パターニングデバイス（例えばマスクテーブル）が実質的に同じ位置にあり、同じマークまたはパターンを両位置測定に使用することができるような、別の非対称加速度プロファイルを適用することができる。したがって、本発明の一実施形態では、非対称加速度プロファイルは、非対称加速度プロファイルの適用前後の、装置のフレームに対する支持体の位置が、実質的に同じになるようなものである。この場合、パターニングデバイス上にある第１のパターンを、第２の位置測定を実施するために適用することができる。

[0056] 図６は、この目的のために使用することができる加速度プロファイルを概略的に開示する。この加速度プロファイルは、第１の非対称加速段階３００（この後、パターン支持ステージ（例えばマスクステージ）は停止状態にある）と、それに続く、逆方向の第２の非対称加速段階３１０とを含む。第２段階は、逆方向の変位を表すので、図６のグラフでは、第２段階の加速部分が負の加速度を有し、一方、減速部分が正の加速度を有することに留意されたい。第２段階で生じるスリップが、全体的にまたは部分的に、第１段階で生じるスリップを補償しないことを確実にするために、加速が減速よりも実質的に小さな加速度値で実施されることにも留意されたい。図６の実施形態では、第２段階の非対称加速度プロファイルを、第１段階のプロファイルの鏡像と考えることができ、それにより、第１段階で（第１段階の加速部分中に）生じるスリップが、第２段階で（第２段階の減速部分中に）生じるスリップと同じ方向に生じることが確実になる。

[0057] 図３に表す実施形態とは対照的に、図５の実施形態は、パターニングデバイス（例えばマスク）とパターン支持構造（例えばマスクテーブル）の相対位置を求めるのを可能にする追加の測定システムを使用せず、従来型のパターニングデバイス（例えばマスク）に対する修正も、位置測定を実施するために使用されるマーカが従来型のパターニングデバイス（例えばマスク）上にすでに設けられているので、使用しない。

[0058] スリップ特性が求められると、リソグラフィ装置の制御ユニットは、例えば、パターン支持構造（例えばマスクテーブル）が従うべきセットポイント内にその特性を考慮に入れることによって、スリップを補償するための適切な処置をとることができる。あるいは、基板テーブルが従うセットポイントを、パターニングデバイスの予想されるスリップを考慮して変更することもできる。したがって、本発明の一実施形態では、制御ユニットは、パターニングデバイスのスリップ特性に基づいて支持体またはパターニングデバイスのセットポイントを調整するように構成される。

[0059] 好ましい一実施形態では、非対称加速度プロファイルは、パターニングデバイス（例えばマスク）をスリップさせる加速度レベルが、リソグラフィ装置が基板上にマスクパターンを露光するように作動されるときに与えられる加速度と実質的に一致するように選択されるようなものである。理論的には、異なる加速度レベルでのスリップ特性を求めて、（露光工程中に与えられる）実際の加速度で生じるスリップを、その特性に基づいて見積もることができるが、特性の非直線性により、これは煩雑となる可能性があり、またそうすることにより、スリップの補正がそれほど正確でなくなる可能性がある。

[0060] 好ましい一実施形態では、パターニングデバイス（例えばマスク）をクランプした後で第１の位置測定を実施するより前に、パターン支持構造（例えばマスクテーブル）に交番力が与えられる。そのようにすることによって、スリップ特性の繰返し精度を大幅に向上させることができることが、本発明者らによる実験により示されている。その結果、露光工程中のスリップの補正も、同様に向上させることができる。パターン支持構造（例えばマスクテーブル）にそのような交番力を与える（マスクテーブルを振動させるとも言う）ことにより、スリップ特性が定常状態段階に入ることが確実になる。パターニングデバイス（例えばマスク）をパターン支持構造（例えばマスクテーブル）上にロードした後に、パターニングデバイス（例えばマスク）のスリップ特性の特定を数回繰り返すと、得られる特性が大幅にばらつくことがあることが実験により示されている。スリップ特性をばらつかせるいくつかの要因または条件が関与し得る。一例として、パターニングデバイス（例えばマスク）またはパターン支持構造（例えばマスクテーブル）の汚染が関与し得る。また、パターニングデバイス（例えばマスク）のロード中に蓄積した機械的応力も関与し得る。しかし、パターニングデバイス（例えばレチクルまたはマスク）を振動させることによって、そのような条件の影響を軽減または取り除くことができる。その結果、パターニングデバイス（例えばレチクルまたはマスク）を振動させた後、スリップ特性はより予測可能になり得る。パターニングデバイス（例えばレチクルまたはマスク）を（好ましくは後にスキャン露光工程中に与えられるのと同じ加速度レベルで）約５０回だけ振動させることによって、パターニングデバイス（例えばレチクルまたはマスク）のスリップがより予測可能になり得ることが、実験により示されている。パターニングデバイス（例えばレチクルまたはマスク）を振動させる場合、非対称加速度プロファイルは必要ないことに留意されたい。振動は、加速段階とそれに続く減速をそれぞれが含む複数のサイクルで表すことができ、この場合、加速度レベルの絶対値が減速度レベルの絶対値と同じでよい。

[0061] ＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用に対して、具体的な言及がこの説明において行われることがあるが、本明細書に記載のリソグラフィ装置には、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用の誘導パターン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）、薄膜磁気ヘッド等の製造など、他の適用分野があることを理解されたい。そのような代替適用分野の文脈では、本明細書において「ウェーハ」または「ダイ」という用語を使用している場合、それぞれ、より一般的な用語である「基板」または「ターゲット部分」と同義語として見なすことができることが、当業者には理解されよう。本明細書において言及される基板は、露光前または後に、例えばトラック（一般に、レジストの層を基板に与え、露光後のレジストを現像するツール）、メトロロジーツール、および／またはインスペクションツール内で処理することができる。適用可能な場合、本明細書における開示は、そのような基板処理ツール、および他の基板処理ツールに適用することができる。さらに、例えば多層ＩＣを形成するために、基板を２回以上処理することもでき、したがって、本明細書で使用される基板という用語は、複数の処理済みの層をすでに含む基板を指すこともある。

[0062] リソグラフィ装置のパターニングデバイスのスリップ特性に対処するための、本発明の諸実施形態の使用に対して、上記で具体的な言及を行ってきたかもしれないが、同じ考慮事項および解決策を、基板テーブルに対する基板のスリップの対処に適用できることが明らかであろう。現在のリソグラフィ装置では、レチクルまたはパターニングデバイスが、現在使用されている１／４倍率のため、基板よりも大きな加速度を受けている。将来的なリソグラフィ装置が、他の倍率（例えば１／１倍率）を適用する場合、あるいは加速度レベルまたは必要な精度レベルがさらに高くなる場合、基板レベルに対してもスリップ較正を実施することが必要になり得る。

[0063] 本明細書で使用される「放射」および「ビーム」という用語は、（例えば、３６５、２４８、１９３、１５７または１２６ｎｍの波長、あるいはその近くの波長を有する）紫外（ＵＶ）放射、および（例えば、５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）極端紫外（ＥＵＶ）放射、ならびにイオンビームまたは電子ビームなどの粒子ビームを含む、あらゆるタイプの電磁放射を包含する。

[0064] 「レンズ」という用語は、文脈が許容する場合、屈折光学コンポーネント、反射光学コンポーネント、磁気光学コンポーネント、電磁光学コンポーネント、および静電光学コンポーネントを含む、さまざまなタイプの光学コンポーネントのいずれか１つまたは組合せを指すことがある。

[0065] 以上、本発明の具体的な諸実施形態を上記で説明してきたが、本発明を、説明した以外の方式で実施できることが理解されよう。例えば、本発明は、上記で開示した方法を記述した機械読取可能な命令の、１つまたは複数のシーケンスを含むコンピュータプログラムの形、あるいは、そのようなコンピュータプログラムが中に記憶されたデータ記憶媒体（例えば、半導体メモリ、磁気または光ディスク）の形をとることができる。

[0066] 上記の説明は、限定するものではなく、例示のためのものである。したがって、添付の記載された特許請求の範囲から逸脱することなく、説明したように本発明に対して修正を行えることが、当業者には明らかであろう。

[0016]本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を示す図である。 [0017]パターニングデバイスが設けられたパターン支持体（例えばマスクテーブル）の概略図である。 [0018]本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置に適用することができる、パターン支持体（例えばマスクテーブル）のＹＺ図を概略的に示す図である。 [0019]本発明の一実施形態で使用することができる、非対称加速度プロファイルの概略図である。 [0020]本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置の測定セットアップを概略的に示す図である。 [0021]本発明の一実施形態で使用することができる、別の非対称加速度プロファイルの概略図である。

Claims (13)

1. 放射ビームを調整する照射システムと、
   前記放射ビームの断面にパターンを付与してパターニングされた放射ビームを形成可能であるパターニングデバイスを保持する支持体と、
   基板を保持する基板テーブルと、
   前記パターニングされた放射ビームを、前記基板のターゲット部分上に投影する投影システムと、
   前記パターニングデバイスの位置を測定する測定システムと、
   前記支持体を変位させる第１のステージ装置と、
   前記基板テーブルを支持する第２のステージ装置と、
   制御ユニットであって、
   前記測定システムを使用して、前記パターニングデバイスの第１の位置測定を実施し、
   前記第１のステージ装置を使用して、前記支持体に非対称加速度プロファイルを適用し、
   前記測定システムを使用して、前記パターニングデバイスの第２の位置測定を実施し、
   前記２つの位置測定および前記適用された加速度プロファイルに基づいて、前記パターニングデバイスのスリップ特性を求め、
   前記パターニングデバイスの前記スリップ特性を考慮して前記第１および第２のステージ装置を制御することにより、基板のスキャン露光を実施する、制御ユニットと
   を備える、リソグラフィ装置。
2. 前記制御ユニットが連続して、前記第１の位置測定を実施し、前記非対称加速度プロファイルを適用し、前記第２の位置測定を実施し、前記スリップ特性を求め、スキャン露光を実施する、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
3. 前記制御ユニットがさらに、前記パターニングデバイスの前記第１の位置測定の前に、前記支持体に交番力を与えるように前記第１のステージ装置を制御する、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
4. 前記第１および第２の位置測定が、前記支持体に対する前記パターニングデバイスの位置測定を含む、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
5. 前記第１の位置測定が、前記パターニングデバイス上にある第１のパターンの空間像の位置測定を含み、前記第２の位置測定が、前記パターニングデバイス上にある前記第１のパターンまたは前記パターニングデバイス上にある第２のパターンの空間像の位置測定を含む、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
6. 前記非対称加速度プロファイルが、第１の加速度レベルでの第１の加速段階と、前記第１の加速度レベルとは異なる第２の加速度レベルでの第２の減速段階とを備える、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
7. 前記非対称加速度プロファイルが、前記加速度プロファイルを時間にわたって積分すると、実質的にゼロに等しくなるようなものである、請求項６に記載のリソグラフィ装置。
8. 前記非対称加速度プロファイルが、前記非対称加速度プロファイルの前記適用前後の前記装置のフレームに対する前記支持体の位置が、実質的に同じになるようなものである、請求項６に記載のリソグラフィ装置。
9. 前記非対称加速度プロファイルが実施されるときに前記支持体が移動する距離が、前記第１のパターンと前記第２のパターンの間の距離に実質的に等しい、請求項５に記載のリソグラフィ装置。
10. 前記制御ユニットがさらに、前記パターニングデバイスの前記スリップ特性に基づいて、前記支持体または前記パターニングデバイスのセットポイントを調整する、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
11. 装置のフレームに取り付けられた物体の位置を較正する方法であって、
    前記フレームに物体をクランプするステップと、
    前記物体の第１の位置測定を実施するステップと、
    前記フレームに非対称加速度プロファイルを適用するステップと、
    前記物体の第２の位置測定を実施するステップと、
    前記２つの位置測定に基づき、前記物体のスリップ特性を、前記適用された加速度プロファイルの関数として求めるステップと、
    前記スリップ特性を前記装置の制御ユニットに供給するステップと
    を含む、方法。
12. 前記物体をクランプするステップの後で前記第１の位置測定を実施するステップより前に、前記フレームに交番力を与えるステップを含む、請求項１１に記載の方法。
13. リソグラフィ装置を使用して基板を露光する方法であって、
    パターニングデバイスをロードするステップと、
    前記パターニングデバイスを支持体にクランプするステップと、
    前記支持体に対する前記パターニングデバイスの第１の位置測定を実施するステップと、
    前記支持体に非対称加速度プロファイルを適用するステップと、
    前記支持体に対する前記パターニングデバイスの第２の位置測定を実施するステップと、
    前記２つの位置測定および前記適用された加速度プロファイルに基づいて、前記パターニングデバイスのスリップ特性を求めるステップと、
    前記スリップ特性を前記リソグラフィ装置の制御ユニットに供給するステップと、
    前記パターニングデバイスの前記スリップ特性に基づき前記制御ユニットを使用して、前記基板の露光を実施するステップと
    を含む方法。

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