JP2012009858A - 測定システム、方法及びリソグラフィ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 改良型の測定システムを提供すること。
【解決手段】測定システムは、オブジェクトの位置量を導き出すように構成され、測定システムは、それぞれの位置量測定信号を提供するように構成された少なくとも１つの位置量センサと、位置量測定信号からオブジェクトの位置量を決定するように構成された位置量計算機とを含む。位置量計算機はオブジェクトのねじりを推定するように構成されたねじり推定器を含み、位置量計算機は推定ねじりに対してオブジェクトの決定位置量を補正するように構成される。
【選択図】 図２

Description

[0001] 本発明は、測定システム、そのような測定システムを備えるリソグラフィ装置及び測定方法に関する。

[0002] リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板に、通常は基板のターゲット部分に適用する機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に使用可能である。このような場合、代替的にマスク又はレチクルとも呼ばれるパターニングデバイスを使用して、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。このパターンを、基板（例えばシリコンウェーハ）上のターゲット部分（例えば１つ又は幾つかのダイの一部を含む）に転写することができる。パターンの転写は通常、基板に設けた放射感応性材料（レジスト）の層への結像により行われる。一般的に、１枚の基板は、順次パターンが与えられる隣接したターゲット部分のネットワークを含んでいる。従来のリソグラフィ装置は、パターン全体をターゲット部分に１回で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、基板を所与の方向（「スキャン」方向）と平行あるいは逆平行に同期的にスキャンしながら、パターンを所与の方向（「スキャン」方向）に放射ビームでスキャンすることにより、各ターゲット部分が照射される、いわゆるスキャナとを含む。パターンを基板にインプリントすることによっても、パターニングデバイスから基板へとパターンを転写することが可能である。

[0003] リソグラフィ装置のステージなどのオブジェクトは、使用時に非剛体マスの挙動を示すことがある。特に、これは、例えばオブジェクトを高速及び高加速度で移動させるために、オブジェクトに大きい力が加わる状況にあてはまる。そのような非剛体マスの挙動の一例はねじれである。オブジェクトの位置を測定する測定システムでは、互いに離間した複数の位置センサがオブジェクトに接続され、２つ以上の位置センサからの位置情報が適用できる。リソグラフィ装置では、そのような構成の一例は、ステージ位置測定、例えば、基板テーブル位置測定又は支持体（例えば、マスクテーブル）位置測定で見ることができる。ステージの垂直（及び／又は水平）位置を測定するために複数のセンサ（例えば、エンコーダ、干渉計）が提供される。複数の垂直位置測定値を適用して、ステージの垂直平行移動（Ｚ）及び水平軸周りの１又は２傾斜回転（Ｒｘ，Ｒｙ）を計算することができる。したがって、垂直又は傾斜オープンループ機構内にあるステージのねじりモードによって、そのようなねじりモードの励起中にステージの一部の垂直変位が発生するために、位置センサの読取り値の誤差が生じる。ステージが垂直平面内にある場合には、垂直動力学によって異なる水平位置でのねじりモードの異なる増幅が見られる。例えば、閉ループ位置制御ループの挙動に及ぼすそのようなねじりモードの励起の影響を低減するために、幾つかの解決策が考案されている。第一に、ループの帯域幅を比較的狭く保つことができるが、それによって速度、位置精度などに悪影響を及ぼす可能性がある。第二に、ねじりモードの励起がある周波数範囲内のセンサ信号の周波数成分を低減するためにノッチフィルタを適用できる。複雑な計算を必要とし（例えば、位置依存ノッチフィルタ）、リソグラフィ装置内のデータ処理負荷が高くなる先進の制御策が考えられている。

[0004] 改良型の測定システムを提供することが望ましい。

[0005] 本発明の一実施形態によれば、オブジェクトの位置量を導き出すように構成され、位置量が、位置、速度及び加速度のうち少なくとも１つを含む測定システムであって、該測定システムが、それぞれの位置量測定信号を提供するように構成された少なくとも１つの位置量センサと、位置量測定信号からオブジェクトの位置量を決定するように構成された位置量計算機とを含み、位置量計算機が、オブジェクトのねじりを推定するように構成されたねじり推定器を含み、位置量計算機が、推定ねじりに対してオブジェクトの決定位置量を補正するように構成される測定システムが提供される。

[0006] 本発明の別の実施形態では、放射ビームを調節するように構成された照明システムと、放射ビームの断面にパターンを付与してパターン付放射ビームを形成することが可能なパターニングデバイスを支持するように構築された支持体と、基板を保持するように構築された基板テーブルと、パターン付放射ビームを基板のターゲット部分に投影するように構成された投影システムとを含むリソグラフィ装置であって、リソグラフィ装置の支持体、基板テーブル及び投影レンズ素子のうち１つの位置量を測定するように構成された事前定義の測定システムを含み、投影レンズ素子がリソグラフィ装置の投影システム内の光学要素として含まれるリソグラフィ装置が提供される。

[0007] 本発明のさらに別の実施形態によれば、オブジェクトの位置量を導き出す位置量測定方法であって、位置量が、位置、速度及び加速度のうち少なくとも１つを含み、該測定方法が、少なくとも１つの位置量センサによってそれぞれの位置量測定信号を提供するステップと、ねじり推定器によってオブジェクトのねじりを推定するステップと、位置量計算機によって位置量測定信号からオブジェクトの位置量を決定するステップと、推定ねじりに対してオブジェクトの決定位置量を補正するステップとを含む測定方法が提供される。

[0008] 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ながら以下に本発明の実施形態について説明するが、これは単に例示としてのものに過ぎない。
[0009]本発明を実施できるリソグラフィ装置を示す図である。 [0010]本発明の一実施形態の測定システムの概略ブロック図である。 [0011]本発明の別の実施形態の測定システムの概略ブロック図である。 [0012]ねじり推定の効果を示すボーデ線図である。 [0012]ねじり推定の効果を示すボーデ線図である。

[0013] 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放射又は任意の他の適切な放射）を調節するように構成された照明システム（イルミネータ）ＩＬと、パターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡを支持するように構築され、特定のパラメータに従ってパターニングデバイスを正確に配置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ニングデバイス支持構造（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を保持するように構築され、特定のパラメータに従って基板を正確に配置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（例えば、ウェーハテーブル）ＷＴ又は「基板支持体」を含む。さらに、この装置は、基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば、１つ又は複数のダイを含む）上にパターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢへ付与されたパターンを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。

[0014] 照明システムは、放射の誘導、整形、又は制御を行うための、屈折、反射、磁気、電磁気、静電気型等の光学コンポーネント、又はその任意の組合せなどの種々のタイプの光学コンポーネントを含んでいてもよい。

[0015] パターニングデバイス支持体は、パターニングデバイスの方向、リソグラフィ装置の設計等の条件、例えばパターニングデバイスが真空環境で保持されているか否かに応じた方法で、パターニングデバイスを保持する。このパターニングデバイス支持体は、パターニングデバイスを保持するために、機械的、真空、静電気等のクランプ技術を使用することができる。パターニングデバイス支持体は、例えばフレーム又はテーブルでよく、必要に応じて固定式又は可動式でよい。パターニングデバイス支持体は、パターニングデバイスが例えば投影システムに対して確実に所望の位置にくるようにできる。本明細書において「レチクル」又は「マスク」という用語を使用した場合、その用語は、より一般的な用語である「パターニングデバイス」と同義と見なすことができる。

[0016] 本明細書において使用する「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にパターンを生成するように、放射ビームの断面にパターンを与えるために使用し得る任意の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。ここで、放射ビームに与えられるパターンは、例えばパターンが位相シフトフィーチャ又はいわゆるアシストフィーチャを含む場合、基板のターゲット部分における所望のパターンに正確には対応しないことがある点に留意されたい。一般的に、放射ビームに与えられるパターンは、集積回路などのターゲット部分に生成されるデバイスの特定の機能層に相当する。

[0017] パターニングデバイスは透過性又は反射性でよい。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、及びプログラマブルＬＣＤパネルがある。マスクはリソグラフィにおいて周知のものであり、これには、バイナリマスク、レベンソン型(alternating)位相シフトマスク、ハーフトーン型(attenuated)位相シフトマスクのようなマスクタイプ、さらには様々なハイブリッドマスクタイプも含まれる。プログラマブルミラーアレイの一例として、小さなミラーのマトリクス配列を使用し、そのミラーは各々、入射する放射ビームを異なる方向に反射するよう個々に傾斜することができる。傾斜したミラーは、ミラーマトリクスによって反射する放射ビームにパターンを与える。

[0018] 本明細書において使用する「投影システム」という用語は、例えば使用する露光放射、又は液浸液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及び静電気光学システム、又はその任意の組合せを含む任意のタイプの投影システムを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」という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」という用語と同義と見なすことができる。

[0019] 本明細書で示すように、本装置は透過タイプである（例えば透過マスクを使用する）。あるいは、装置は反射タイプでもよい（例えば上記で言及したようなタイプのプログラマブルミラーアレイを使用する、又は反射マスクを使用する）。

[0020] リソグラフィ装置は２つ（デュアルステージ）又はそれ以上の基板テーブル又は「基板支持体」（及び／又は２つ以上のマスクテーブル又は「マスク支持体」）を有するタイプでよい。このような「マルチステージ」機械においては、追加のテーブル又は支持体を並行して使用するか、又は１つ又は複数の他のテーブル又は支持体を露光に使用している間に１つ又は複数のテーブル又は支持体で予備工程を実行することができる。

[0021] 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に、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液体で覆えるタイプでもよい。液浸液は、例えばパターニングデバイス（例えばマスク）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することもできる。液浸技術は、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周知である。本明細書で使用する「液浸」という用語は、基板などの構造を液体に沈めなければなら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が存在するというほどの意味である。

[0022] 図１を参照すると、照明システムＩＬは放射源ＳＯから放射ビームを受ける。放射源及びリソグラフィ装置は、例えば放射源がエキシマレーザである場合に、別々の構成要素であってもよい。このような場合、放射源はリソグラフィ装置の一部を形成すると見なされず、放射ビームは、例えば適切な誘導ミラー及び／又はビームエクスパンダなどを備えるビームデリバリシステムＢＤの助けにより、放射源ＳＯから照明システムＩＬへと渡される。他の事例では、例えば放射源が水銀ランプの場合は、放射源がリソグラフィ装置の一体部分であってもよい。放射源ＳＯ及び照明システムＩＬは、必要に応じてビームデリバリシステムＢＤとともに放射システムと呼ぶことができる。

[0023] 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設定されたアジャスタＡＤを備えていてもよい。通常、イルミネータＩＬの瞳面における強度分布の外側及び／又は内側半径範囲（一般にそれぞれ、σ-outer及びσ-innerと呼ばれる）を調節することができる。また、イルミネータＩＬは、インテグレータＩＮ及びコンデンサＣＯなどの他の種々のコンポーネントを備えていてもよい。イルミネータＩＬを用いて放射ビームを調節し、その断面にわたって所望の均一性と強度分布とが得られるようにしてもよい。

[0024] 放射ビームＢは、パターニングデバイス支持体（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。パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを横断した放射ビームＢは、投影システムＰＳを通過し、投影システムＰＳは、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と位置センサＩＦ（例えば、干渉計デバイス、リニアエンコーダ又は容量センサ）の助けを借りて、基板テーブルＷＴは、例えば、様々なターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路に位置決めできるように正確に移動できる。同様に、第１の位置決めデバイスＰＭと別の位置センサ（図１には明示されていない）を用いて、マスクライブラリからの機械的な取り出し後又はスキャン中などに放射ビームＢの経路に対してパターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを正確に位置決めできる。一般に、パターニングデバイス支持体（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の部分を形成するロングストロークモジュール（粗動位置決め）及びショートストロークモジュール（微動位置決め）の助けにより実現できる。同様に、基板テーブルＷＴ又は「基板支持体」の移動は、第２のポジショナＰＷの部分を形成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を用いて実現できる。ステッパの場合（スキャナとは対照的に）、パターニングデバイス支持体（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のみに接続するか、又は固定してもよい。パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡ及び基板Ｗは、マスクアライメントマークＭ１、Ｍ２及び基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を使用して位置合わせすることができる。図示のような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するが、ターゲット部分の間の空間に位置してもよい（スクライブレーンアライメントマークとして周知である）。同様に、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡ上に複数のダイを設ける状況では、マスクアライメントマークをダイ間に配置してもよい。

[0025] 図示のリソグラフィ装置は、以下のモードのうち少なくとも１つにて使用可能である。
１．ステップモードにおいては、パターニングデバイス支持体（例えばマスクテーブル）ＭＴ又は「マスク支持体」及び基板テーブルＷＴ又は「基板支持体」は、基本的に静止状態に維持される一方、放射ビームに与えたパターン全体が１回でターゲット部分Ｃに投影される（すなわち単一静的露光）。次に、別のターゲット部分Ｃを露光できるように、基板テーブルＷＴ又は「基板支持体」がＸ方向及び／又は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、単一静的露光で像が形成されるターゲット部分Ｃのサイズが制限される。
２．スキャンモードにおいては、パターニングデバイス支持体（例えばマスクテーブル）ＭＴ又は「マスク支持体」及び基板テーブルＷＴ又は「基板支持体」は同期的にスキャンされる一方、放射ビームに与えられるパターンがターゲット部分Ｃに投影される（すなわち単一動的露光）。パターニングデバイス支持体（例えばマスクテーブル）ＭＴ又は「マスク支持体」に対する基板テーブルＷＴ又は「基板支持体」の速度及び方向は、投影システムＰＳの拡大（縮小）及び像反転特性によって求めることができる。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（非スキャン方向における）幅が制限され、スキャン動作の長さによってターゲット部分の（スキャン方向における）高さが決まる。
３．別のモードでは、パターニングデバイス支持体（例えばマスクテーブル）ＭＴ又は「マスク支持体」はプログラマブルパターニングデバイスを保持して基本的に静止状態に維持され、基板テーブルＷＴ又は「基板支持体」を移動又はスキャンさせながら、放射ビームに与えられたパターンをターゲット部分Ｃに投影する。このモードでは、一般にパルス状放射源を使用して、基板テーブルＷＴ又は「基板支持体」を移動させる毎に、又はスキャン中に連続する放射パルスの間で、プログラマブルパターニングデバイスを必要に応じて更新する。この動作モードは、以上で言及したような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使用するマスクレスリソグラフィに容易に利用できる。

[0026] 上述した使用モードの組合せ及び／又は変形、又は全く異なる使用モードも利用できる。

[0027] 図２は、オブジェクトの位置を測定するように構成された測定システムの概略ブロック図を示す。オブジェクトの位置は、エンコーダ、干渉計、容量性位置センサ、又はそれらの任意の組合せなどの少なくとも２つの位置センサによって測定される。例えば位置依存伝達関数を有するオブジェクトの機構Ｍｅｃ（ｘｙ）上に力Ｆｃｔｒｌが作用すると、オブジェクトが変位し、その結果、位置センサによって提供される一組の位置測定信号Ｘｅｎｃの値が変化する。位置センサ信号は測定システム（ＭＳ）を含む位置計算機ＰＣに提供され、位置計算機ＰＣは入手した位置測定信号からオブジェクトの位置を計算する。それによって位置計算機は例えばオブジェクトの位置を考慮に入れる。位置センサがオブジェクトの位置に応じて（特にオブジェクトの運動範囲が比較的大きい場合）、ターゲット（例えば、グリッドプレート）と協働するエンコーダヘッド及び／又は干渉計ヘッドを含む一実施形態では、位置センサ（Ｘ_ｅｎｃ、例えば、位置エンコーダ）の１つ以上は、グリッドプレートと協働できてもよく、又はそうでなくてもよい。したがって、オブジェクトの位置に応じて、位置センサ信号の一部を考慮してもよく、又は考慮しなくてもよい。したがって、位置依存伝達関数（位置への力の）を提供してもよい。図２に示す例では、位置計算機は、位置Ｘｓｐｍ（ステージ位置測定、制御座標とも呼ばれる）を計算する位置依存測定システム伝達関数ＭＳ（ｘｙ）を含む。

[0028] 上記方法は、オブジェクトの剛体挙動の場合に適当な結果を提供できる。しかし、オブジェクトがねじりモード又はその他の非剛体挙動などの共振モードを示す場合には、その結果として誤った位置が計算される可能性がある。例えば、オブジェクトの水平面上の様々な部分にあるセンサが垂直位置センサを含み、オブジェクトが一般に水平面内を移動する場合（例えば、オブジェクトがリソグラフィ装置の基板テーブル又は支持体を含む場合など）、そのようなねじりモードは垂直位置制御のための位置センサによって検知される位置の差に備えることができる。位置センサは垂直測定値を提供するため、結果として得られる垂直平行移動および傾斜もねじり周波数の影響を受ける。基板テーブル又は支持体を含むオブジェクトの例では、オブジェクトの部分、すなわち、放射ビームによって照射されるオブジェクトの部分の正確な位置決めが必要である。これは、その部分にその瞬間に間に合わせてビームを合焦させなければならないからである。それによって、ねじりモードは位置依存位置測定エラーを起こすことがあり、したがって、位置依存合焦及び結像エラーを起こすことがある。液浸リソグラフィの場合、液浸流体が例えば投影システムの下流側レンズと基板の部分との間に注入され、基板の部分上、すなわち、基板を支持する基板テーブルの部分上の液浸流体から生じる慣性力によって、基板テーブルの開ループ動力学におけるねじり周波数の位置依存増幅が引き起こされることがある。

[0029] 図２に概略を示すように、測定システムの位置計算機は、オブジェクトのねじりを推定するように構成されたねじり推定器Ｔを含む。推定されたねじりは位置計算機によって加えられ、オブジェクトの決定された位置を推定されたねじりに合わせて補正する。この概略を図２に示す。オブジェクトのねじりは、位置センサ信号からねじり推定器Ｔによって推定される。以下に詳述するように、それによってオブジェクトの周知の挙動を利用できる。測定システム伝達関数に提供される位置測定信号と同様に、補正値を得るために同一又は同様の測定システム伝達関数が推定ねじりに適用される。ねじりモードは一定の周波数帯域内で発生するため、こうして得た補正値に帯域フィルタＢＦを適用でき、この例では決定された位置からフィルタリングされた補正値を減算することでフィルタリングの結果を適用して決定された位置を補正する。新しいねじり補正位置はねじり周波数に影響されないか又はその程度が小さい。したがって、開ループ機構の周波数特性関数によってサーボ帯域幅が広がり、したがって位置精度が向上する。代替実施形態では、位置依存帯域フィルタ、例えば、オブジェクトのｘ、ｙ位置に依存する帯域フィルタを実施してもよい。そのような位置依存帯域フィルタは、オブジェクトの位置依存ねじりモードをより効果的に補償できるという利点を有する。

[0030] 図２に示すように、帯域フィルタは、帯域通過フィルタを含んでいてもよい。あるいは、図３に示すように、フィルタは、ノッチフィルタＮＦなどの帯域阻止フィルタを含んでいてもよい。減衰周波数帯域外で入力された信号を送信し、減衰周波数帯域内で入力された信号を減衰するノッチフィルタ、すなわち、測定位置に適用される測定システムＭＳ伝達関数の出力に適用されるノッチフィルタを順方向経路に提供してもよい。図２に示す実施形態と同様に、ねじり推定器及び測定システム伝達関数が提供される並列経路が提供される。ノッチフィルタの前に並列経路の出力信号が減算され、ノッチフィルタ後に加算される。したがって、ノッチフィルタの減衰帯域外では、並列経路内のねじり推定器による寄与がノッチフィルタの前に加算され、さらにノッチフィルタの後に減算されるため、「正常な」位置信号が測定システムの出力に提供される。しかし、ノッチフィルタの減衰帯域内では、ねじり推定器からの推定ねじりが出力に寄与し、「正常な」位置信号は減衰する。図３の実施形態では、ねじり推定器行列Ｔの代わりに、推定器行列Ｒ＝Ｉ−Ｔ（Ｉは単位行列）が提供されることに留意されたい。これは以下のように容易に理解できる。図３の実施形態では、並列経路は、ねじりが発生する周波数帯域内でノッチフィルタによって使用されるねじりを補償された位置を決定する。図２では、並列経路内では、ねじりによって引き起こされる位置の成分が計算される。この成分は、フィルタによって決定された周波数帯域内で、計算された位置から減算される。代替実施形態では、位置依存ノッチフィルタ、例えば、オブジェクトのｘ，ｙ位置に依存するノッチフィルタを実施してもよい。そのような位置依存ノッチフィルタは、オブジェクトの位置依存ねじりモードをより効果的に補償できるという利点を有する。

[0031] したがって、図２及び図３の両方の実施形態では、帯域フィルタのために、ねじり推定器は帯域フィルタの周波数帯域内の位置信号に寄与する。帯域フィルタの周波数帯域は、当該ねじりモードが発生する（例えば、共振として）周波数範囲に設定されているため、ねじり推定器はその後他の周波数対域内の測定位置に影響しないが、ねじりが発生する周波数帯域では、ねじり推定器の出力信号は帯域フィルタの作用によって出力へ渡される。したがって、他の周波数でのねじり推定器の悪影響を避けるために、ねじり推定器はねじりモードが発生する周波数帯域でのみ考慮される。

[0032] ねじりは、以下のように推定される。
第一に、下記の１］に表すように、オブジェクトの、この例では、複数のエンコーダによって測定される位置に加えられる力の伝達関数がオブジェクトの測定された機械的挙動から計算される。第二に、下記の２］に表すように、ねじり周波数付近の分離行列Ｒが決定される。さらに、第一に、周波数依存分離行列Ｒ（ｆ）がオブジェクトの所望の機構伝達関数とオブジェクトの測定機構伝達関数との比率に応じて決定される。次に、分離行列の実数部がねじりモードが発生する周波数範囲内で、すなわち、帯域フィルタによってねじり推定器が決定位置に寄与できる周波数範囲で決定される。第三に、下記の３］に表すように、ねじり推定行列（ねじりの寄与行列Ｔとも呼ばれる）が行列Ｒと単位行列Ｉとから決定される。

[0033] 次に、下記の４］に表すように、ねじり推定器行列が適用されてねじりが発生する周波数帯域内で決定位置が補正される。４］で得た式は、図２に示し、同図に関して説明する構成を数学的に記述していることに留意されたい。

[0034] 行列Ｔ又はＲを演繹する手順の一例を以下に示す。
１］測定された機構Ｈｍ_ｍｅａｓ（ｆ）からエンコーダ位置Ｈｃｍ_ｅｎｃ（ｆ）にかかる力のＦＲＦを計算する。

２］ねじり周波数付近の分離の実行列Ｒを計算する。

３］ねじりの寄与行列Ｔ＝Ｉ−Ｒを計算する。

４］Ｑ（ｆ）によってフィルタリングされた周波数帯域内のねじりを補償し、周波数ドメイン内の結果を評価する。

−ＨＭ_ｍｅａｓ（ｆ）は測定補償機構であり、入力は６×論理制御力であり、出力は６×論理サーボ位置である。
−ＭＳ（ｘ，ｙ）は、ＸＹ位置依存測定システムである。
−ＨＭ_ｒａｗ（ｆ）は未処理の機構であり、入力は６×モータ力（単位は［Ｎ］）であり、出力は８×エンコーダ位置（単位は［ｍ］）である。
−ＧＢは、重心の論理力の物理モータの力への６×６ゲイン平衡行列変換である。
−ＧＳは、ｘｙｚ位置依存コントローラの力をチャック重心の力に変換する６×６ゲインスケジューリング行列である。
−Ｈｃｍ_ｅｎｃ（ｆ）は、重心の入力が６×力の機構であり、出力は８×エンコーダ位置（単位は［ｍ］）である。
−Ｈｍ_{ｄｅｓｉｒｅｄ}（ｆ）は、分離剛体動力学の対角行列である。
−Ｒは、ねじり周波数付近の機構を分離する４×４実行列である。
−Ｔは、ねじりの寄与を計算する４×４実行列である。
−最後に、Ｑ（ｆ）は、ねじり周波数の周囲の帯域通過フィルタである。
−Ｈｃｍ_{ｔｏｒｓｉｏｎ}（ｆ）は、ＦＲＦから除去すべきねじり量である。
−Ｈｃｍ_ＴＭＣ（ｆ）は、補償後、すなわち、ねじり量を含まない機構である。

[0035] ステージ位置の制御のためにセンサの様々な組合せが適用される場合（例えば、センサの組合せを切り替える時など）には、Ｒ及びＴ行列は異なっていることに留意されたい。

[0036] ねじり推定の別の方法も提供できることを理解されたい。例えば、実行列Ｒ又はＴを実施する代わりに、例えば、入力として位置及び速度情報を用いて複素行列Ｒ又はＴを実施してもよい。

[0037] さらに、オブジェクトの水平面上の様々な部分にあるセンサが垂直位置センサを含み、オブジェクトが一般に水平面内を移動する例（例えば、オブジェクトがリソグラフィ装置の基板テーブル又は支持体を含む場合など）を参照する。この例では、ねじりモードは、位置センサによって検知される位置の差に備えることができる。上記のように、そのような状況は、オブジェクトが基板テーブル又は支持体を含み、オブジェクトの部分の正確な位置決めが必要なケースであってもよい。位置センサが４つ（例えば、矩形のオブジェクトの四隅に提供された）のケースで、例えば、当該センサが協働する相手のグリッドプレートが届かない位置にあるため、ある位置でセンサの１つが使用可能な位置信号を提供しない場合、３つの位置センサからの位置信号しか利用できない。ねじりモードのために、ねじりモードがアクティブである場合、センサのうち２つが互いに同相に垂直移動でき、残りの２つが実質的に逆相に垂直移動できる。そのような状況では、４つのセンサのすべてがグリッドプレートの届く範囲内にあって位置信号を提供する場合、平均値算出によってオブジェクトの中心（例えば、４つの位置センサの間のオブジェクトの中心）の正確な位置を得ることができる。オブジェクトの別の部分の位置、例えば、センサの１つにより近い部分を測定する場合、センサ出力信号に様々な重み付け係数を適用することができる。そのような状況では、センサの１つがグリッドプレートの届く範囲外である上記のケースでは、重み付け係数を適用できる。範囲外のセンサと同相に移動する残りのセンサに２倍の重み付け係数を提供して４つのセンサの平均値算出を可能にできる。したがって、アクティブセンサの組合せに応じて異なるねじり推定行列を提供できる。

[0038] リソグラフィ装置では、上記のねじり推定及び補正は基板ステージ及び／又はレチクルステージ（すなわち、支持体）の位置測定にだけ適用されるわけではない。その他の用途は、屈折レンズ素子又はミラーなどの投影レンズ素子の位置測定を含んでいてもよい。それによって、アクティブレンズ素子の位置制御へのねじりモードの影響を低減することができる。

[0039] ねじり推定器の効果を図４ａ及び図４ｂを参照しながら説明する。図４ａは、（任意の）オブジェクトの位置センサから得た様々な位置の周波数特性図を示す。ねじり効果の結果として６００〜７００Ｈｚの範囲でピークが観察される。図４ｂでは、ねじり推定器によって、周波数特性のピークは実質的に低減され、オブジェクトの位置の閉ループ制御はより大きい帯域幅を有することができる。

[0040] 位置センサは、干渉計、エンコーダ、容量性位置センサ、誘導性位置センサ、又はそれらの任意の組合せなどの任意のタイプの位置センサを含んでいてもよいが、これらに限定されないことに留意されたい。ねじり推定は、リソグラフィ装置内で基板テーブル又は支持体の位置を測定するなどの用途に供せられるが、オブジェクトの位置測定のその他の用途も可能である。位置計算機及びねじり推定器は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラなどのデータ処理デバイスによって実行される好適なソフトウェア命令として実施できる。あるいは、位置計算機及び／又はねじり推定器は、専用のハードウェアを用いて部分的に又は完全に実施できる。オブジェクトの任意のねじりモードを推定するためにねじり推定器を適用できることを理解されたい。本明細書では、位置制御されたステージでねじりの問題が発生した。速度又は加速度制御されたステージ内のねじり動力学の問題に関して同様の方法が可能であることは当業者には明らかであろう。したがって、上記実施形態では位置という用語を使用しているが、既述の概念を適用して速度及び／又は加速度を補正することもできる。したがって、これらの例で位置という用語を使用している場合でも、速度及び／又は加速度と理解してもよい。推定ねじりに合わせて補正する速度又は加速度の場合、対応する速度センサ又は加速度センサを適用できる。速度センサは、例えば、位置信号を微分して速度信号を得るための時間微分器を備えた位置センサとして実施できる。同様に、加速度センサの場合、例えば、位置センサからの位置信号を２回微分することで加速度センサを実施できる。本発明では速度センサ及び加速度センサのその他の任意の実施態様も可能である。本明細書では、位置量という用語は、位置、速度及び加速度のうち少なくとも１つを含むものと解釈すべきである。したがって、本明細書で位置という用語を使用している場合、一般に位置量という用語に置き換えてもよい。

[0041] 本文ではＩＣ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には他の用途もあることを理解されたい。例えば、これは、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用誘導及び検出パターン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドなどの製造である。こうした代替的な用途に照らして、本明細書で「ウェーハ」又は「ダイ」という用語を使用している場合、それぞれ、「基板」又は「ターゲット部分」という、より一般的な用語と同義と見なしてよいことが、当業者には認識される。

[0042] 本明細書に述べている基板は、露光前又は露光後に、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）、メトロロジーツール及び／又はインスペクションツールで処理することができる。適宜、本明細書の開示は、以上及びその他の基板処理ツールに適用することができる。さらに基板は、例えば多層ＩＣを生成するために、複数回処理することができ、したがって本明細書で使用する基板という用語は、既に複数の処理済み層を含む基板も指すことができる。

[0043] 光リソグラフィの分野での本発明の実施形態の使用に特に言及してきたが、本発明は文脈によってはその他の分野、例えばインプリントリソグラフィでも使用することができ、光リソグラフィに限定されないことを理解されたい。インプリントリソグラフィでは、パターニングデバイス内のトポグラフィが基板上に作成されたパターンを画定する。パターニングデバイスのトポグラフィは基板に供給されたレジスト層内に刻印され、電磁放射、熱、圧力又はそれらの組合せを印加することでレジストは硬化する。パターニングデバイスはレジストから取り除かれ、レジストが硬化すると、内部にパターンが残される。

[0044] 本明細書で使用する「放射」及び「ビーム」という用語は、イオンビーム又は電子ビームなどの粒子ビームのみならず、紫外線（ＵＶ）放射（例えば、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ若しくは１２６ｎｍ、又はこれら辺りの波長を有する）及び極端紫外線光（ＥＵＶ）放射（例えば、５ｎｍ〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）を含むあらゆるタイプの電磁放射を網羅する。

[0045] 「レンズ」という用語は、状況が許せば、屈折、反射、磁気、電磁気及び静電気光学コンポーネントを含む様々なタイプの光学コンポーネントのいずれか一つ、又はその組合せを指すことができる。

[0046] 以上、本発明の特定の実施形態を説明したが、説明とは異なる方法でも本発明を実践できることが理解される。例えば、本発明は、上記で開示したような方法を述べる機械読み取り式命令の１つ又は複数のシーケンスを含むコンピュータプログラム、又はこのようなコンピュータプログラムを内部に記憶したデータ記憶媒体（例えば半導体メモリ、磁気又は光ディスク）の形態をとることができる。

[0047] 上記の説明は例示的であり、限定的ではない。それ故、下記に示す特許請求の範囲から逸脱することなく、記載されたような本発明を変更できることが当業者には明白である。

Claims (15)

1. オブジェクトの位置量を導き出すように構成され、前記位置量が、位置、速度及び加速度のうち少なくとも１つを含む測定システムであって、前記測定システムが、
   位置量測定信号を提供するように構成された位置量センサと、
   前記位置量測定信号から前記オブジェクトの位置量を決定するように構成された位置量計算機と
   を備え、
   前記位置量計算機が、前記オブジェクトのねじりを推定するように構成されたねじり推定器を備え、
   前記位置量計算機が、前記推定ねじりに対して前記オブジェクトの前記決定位置量を補正するように構成される測定システム。
2. 前記位置量計算機が、帯域フィルタを備え、
   前記ねじり推定器が、前記位置量計算機の並列経路内に提供される、請求項１に記載の測定システム。
3. 前記帯域フィルタが、帯域阻止フィルタを備え、
   前記位置量計算機が、前記決定された位置量から前記ねじり推定器によって提供されたねじり補正位置量を前記帯域阻止フィルタの前で減算し、前記ねじり推定器によって提供された前記ねじり補正位置量を前記帯域阻止フィルタの後で加算するように構成される、請求項２に記載の測定システム。
4. 前記帯域フィルタが、帯域通過フィルタを備え、
   前記帯域通過フィルタ及び前記ねじり推定器が、前記位置量計算機の並列経路内に提供される、請求項２に記載の測定システム。
5. 前記ねじり推定器が、所望の機構伝達関数と測定機構伝達関数との比率から重み付け係数行列を決定するように構成された重み付け係数行列推定器を備え、
   前記ねじり推定器が、前記重み付け係数行列からねじり推定器行列を決定するように構成される、請求項３又は４に記載の測定システム。
6. 前記ねじり推定器が、前記ねじりの周波数帯域内の前記重み付け係数行列の実数部の平均値を決定するように構成され、
   前記ねじり推定器が、前記重み付け係数行列の実数部の前記平均値から前記ねじり推定器行列を決定するように構成される、請求項５に記載の測定システム。
7. 前記ねじり推定器が、単位行列及び前記重み付け係数行列の減算から前記ねじり推定器行列を決定するように構成される、請求項５又は６に記載の測定システム。
8. 前記位置量センサが、前記オブジェクトの垂直位置量を測定するように構成される、前記請求項のいずれかに記載の測定システム。
9. 前記測定システムが、少なくとも４つの位置量センサを備える、前記請求項のいずれかに記載の測定システム。
10. 放射ビームを調節するように構成された照明システムと、
    前記放射ビームの断面にパターンを付与してパターン付放射ビームを形成することが可能なパターニングデバイスを支持するように構築された支持体と、
    基板を保持するように構築された基板テーブルと、
    前記パターン付放射ビームを前記基板のターゲット部分に投影するように構成された投影システムと、
    前記支持体、前記基板テーブル及び前記投影システムの投影レンズ素子のうち１つの位置量を測定するように構成される、前記請求項のいずれかに記載の測定システムと
    を備えるリソグラフィ装置。
11. オブジェクトの位置量を導き出す位置量測定方法であって、前記位置量が、位置、速度及び加速度のうち少なくとも１つを含み、前記位置量測定方法が、
    位置量センサによって位置量測定信号を提供するステップと、
    ねじり推定器によって前記オブジェクトのねじりを推定するステップと、
    位置量計算機によって前記位置量測定信号から前記オブジェクトの位置量を決定するステップと、
    推定ねじりに対して前記オブジェクトの前記決定位置量を補正するステップと
    を含む位置量測定方法。
12. 帯域フィルタが、前記位置量計算機の並列経路内に適用される、請求項１１に記載の位置量測定方法。
13. 前記帯域フィルタが、帯域阻止フィルタを備え、前記方法が、前記ねじり推定器によって提供されたねじり補正位置量を前記帯域阻止フィルタの前で減算し、前記ねじり推定器によって提供された前記ねじり補正位置量を前記帯域阻止フィルタの後で加算するステップを含む、請求項１２に記載の位置量測定方法。
14. 前記帯域フィルタが、帯域通過フィルタを備え、前記帯域通過フィルタ及び前記ねじり推定器が、前記位置量計算機の並列経路内に提供される、請求項１２に記載の位置量測定方法。
15. 所望の機構伝達関数と測定機構伝達関数との比率から重み付け係数行列が決定され、ねじり推定器行列が、前記ねじりの周波数帯域内の前記重み付け係数行列の実数部の平均値から決定される、請求項１０〜１４のいずれかに記載の位置量測定方法。

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