JP2013046059A - リソグラフィ装置、デバイス製造方法、および、変位測定システムの較正方法 - Google Patents

リソグラフィ装置、デバイス製造方法、および、変位測定システムの較正方法 Download PDF

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Abstract

【課題】リソグラフィ装置のための変位測定システムを較正するための改善された方法を提供する。
【解決手段】リソグラフィ装置の可動物体の第１方向の変位を測定放射ビームおよびリフレクタを使って測定するように動作可能な干渉型変位測定システム。リフレクタは、実質的に平面的で、かつ第１方向に実質的に垂直である。較正は、可動物体の角位置の第１組の測定値を使って得られる。測定ビームの位相オフセットが影響を受ける。可動物体の角位置の第２組の測定値が得られる。干渉型変位測定システムは、第１および第２組の測定値に基づいて較正される。
【選択図】図４

Description

[0001] 本発明は、リソグラフィ装置、デバイス製造方法、および、変位測定システムの較正方法に関する。
[0002] リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板上、通常、基板のターゲット部分上に付与する機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に用いることができる。その場合、ＩＣの個々の層上に形成される回路パターンを生成するために、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用いることができる。このパターンは、基板（例えば、シリコンウェーハ）上のターゲット部分（例えば、ダイの一部、または１つ以上のダイを含む）に転写することができる。通常、パターンの転写は、基板上に設けられた放射感応性材料（レジスト）層上への結像によって行われる。一般には、単一の基板が、連続的にパターニングさ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。公知のリソグラフィ装置としては、ターゲット部分上にパターン全体を一度に露光することにより各ターゲット部分を照射するいわゆるステッパ、および放射ビームによってある特定の方向（「スキャン」方向）にパターンをスキャンすると同時に、この方向に平行または逆平行に基板をスキャンすることにより各ターゲット部分を照射する、いわゆるスキャナが含まれる。パターンを基板上にインプリントすることにより、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] 例えば水などの比較的高い屈折率を有する液体にリソグラフィ投影装置内の基板を浸漬し、投影システムの最終要素と基板との間の空間を満たすことが提案されてきた。ある実施形態では、液体は蒸留水であるが、別の液体を使うこともできる。本発明のある実施形態は、液体に関連して記載される。しかし、別の流体、特に、湿潤流体、非圧縮流体および／または空気よりも高い屈折率（望ましくは水よりも高い屈折率）を有する流体が好適な場合もある。気体以外の流体が特に望ましい。趣旨としては、露光放射は、液体内でより短い波長を有するため、より小さいフィーチャの結像が可能になるということである。（液体は、システムの有効開口数（ＮＡ）を増加し、かつ、焦点深度も大きくする効果があると評価されることもある。）固体粒子（例えば、石英）が懸濁した水またはナノ粒子（例えば、最大直径が１０ｎｍ以下の粒子）の懸濁を有する液体などを含む他の液浸液も提案されてきた。懸濁粒子は、それらが懸濁した液体と同様または同一の屈折率を有してもよいし、そうでなくてもよい。その他の好適な液体としては、芳香族、フッ化炭化水素および／または水溶液などの炭化水素が挙げられる。
[0004] 多くのリソグラフィ装置において、基板テーブル及びパターニング手段の支持部材などの移動物体の変位は、干渉計システムを使用して測定される。典型的なヘテロダイン干渉計システムでは、コヒーレント源からの光（例えば、小さい周波数差を有する２つの直交偏光ビーム）が測定ビームと参照ビームとに分割される。１つの偏光方向および１つの周波数を有する参照ビームは、静止リフレクタへと誘導される一方、直交偏光および小さい周波数差を有する測定ビームは、変位測定物体に搭載されたリフレクタへと誘導される。これら２つのビームは、その後、統合され、干渉する。ビームが干渉すると、フリンジパターンが形成されることになる。測定物体に搭載されたリフレクタが移動すると、測定ビームのパス長が変わり、フリンジパターンが位置を変え（ヘテロダイン干渉計では、測定ディテクタの強度信号の位相が参照ディテクタの強度信号に位相に対して変化する）、この状態で参照ディテクタは周波数差を表すうなり信号（beating signal）を測定する。干渉パターン中の静止ディテクタは、変化する強度信号を登録し、参照ディテクタおよび測定ディテクタの両方のピークをカウントすることにより、測定物体の変位を決定することができる。補間によって、干渉計で使用される光の波長よりもずっと小さい変位を測定することができる。
[0005] 多くの場合、測定物体は、２つ以上の直交する方向、例えば、ＸおよびＹ方向に移動し得る。例えば、Ｘ方向の変位を測定するには、測定ビームはＸ方向に平行であるべきである。測定物体が、例えばＹおよびＺ方向にも移動するという事実に対処するには、測定物体に搭載されたリフレクタは、測定軸に対して垂直な平面ミラーであるべきである。平面ミラーの非平坦性やミスアライメントが少しでもあると、干渉計は、測定物体が直交する方向のうちの１つに移動する場合、測定軸の方向で誤った変位を測定することになる。平面ミラーが、確実に、平坦であり、かつ関連する測定軸に垂直であるように細心の注意が払われる一方、完璧にこれらを実現することは不可能であるため、通常は、ミラー表面を測定し、結果として得られるミラーマップを使って測定された変位に適用すべき補正を決定することが必要になる。したがって、測定された変位の精度は、ミラー表面の測定精度によって制限される。ミラー表面を測定する第１の公知の方法は、参照ウェーハ上のマークの位置を測定することを含む。第２の公知の方法は、ミラーの局所的な傾斜を決定するために、測定物体が一方向に並進する時の測定物体の見かけ上の回転を測定することを含む。その後、この傾斜を積分してミラー表面を決定する。
[0006] 例えば、変位測定システムを較正するための改善された方法を提供することが望ましい。
[0007] 本発明の一態様では、リソグラフィ装置が提供され、このリソグラフィ装置は、少なくとも第１および第２方向に移動可能な可動物体であって、第１および第２方向が互いに直交し、かつ第１および第２方向に垂直な軸を中心として回転可能である可動物体と、可動物体を少なくとも第１および第２方向に移動させるように動作可能な位置決めシステムと、第１方向の可動物体の変位および軸を中心とした可動物体の角位置を、測定放射ビームを使って測定するように動作可能な干渉型変位測定システムであって、実質的に平面的でかつ第１方向に実質的に垂直なリフレクタを含む干渉型変位測定システムと、位置決めシステムおよび干渉型変位測定システムを制御して、可動物体の角位置の第１組の測定値を得て、測定ビームに位相オフセットを生じさせ、可動物体の角位置の第２組の測定値を得るように動作可能な制御システムと、第１および第２組の測定値に基づき干渉型変位測定システムを較正するように動作可能な較正システムと、を備える。
[0008] 本発明の別の態様では、干渉型変位測定システムを較正する方法が提供され、この方法は、リソグラフィ装置の可動物体の第１方向の変位と、第１方向に垂直な軸を中心とした可動物体の角位置とを測定放射ビームを使って測定するように動作可能な干渉型変位測定システムであって、実質的に平面的でかつ第１方向に実質的に垂直なリフレクタを含む干渉型変位測定システムを較正する方法であって、可動物体の角位置の第１組の測定値を得ること、測定ビームである位相を生じさせること、可動物体の角位置の第２組の測定値を行うこと、第１および第２組の測定値に基づいて干渉型変位測定システムを較正すること、を含む。
[0009] 本発明のさらに別の態様では、デバイス製造方法が提供され、この方法は、可動テーブルに保持された基板上に像を投影する投影システムを有するリソグラフィ装置を使ったデバイス製造方法であって、リソグラフィ装置の可動物体の第１方向の変位および第１方向に垂直な軸を中心とした角位置を、測定放射ビームを使って測定するように動作可能な干渉型変位測定システムであって、実質的に平面的でかつ第１方向に実質的に垂直なリフレクタを含む干渉型変位測定システムについて、可動物体の角位置の第１組の測定値を得ること、測定ビームに位相オフセットを生じさせること、可動物体の角位置の第２組の測定値を得ること、第１および第２組の測定値に基づいて干渉型変位測定システムを較正すること、可動テーブルを第１方向にスキャンしつつ可動テーブル上に保持された基板上に像を投影すること、および、投影中、干渉型変位測定システムによって測定された可動テーブルの変位を基準として、可動テーブルの移動を制御すること、によって、前記干渉型変位測定システムを較正すること、を含む。
[0010] 本発明のさらなる特徴および利点、ならびに本発明の多様な実施形態の構造および作用は、添付の図面を参照して以下に詳細に説明する。なお、本発明は、本明細書に記載する特定の実施形態に制限されないことに留意されたい。これらの実施形態は、単に例示を目的として本明細書に示されている。本明細書に含まれる教示に基づき、さらなる実施形態が当業者には明らかになるであろう。
[0011] 本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を形成する添付の図面は、本発明を例示し、明細書の記載と共に、本発明の原理をさらに説明し、当業者が本発明を行い、かつ使用することを可能にするものである。
[0012] 図１は、本発明のある実施形態によるリソグラフィ装置を示す。 [0013] 図２は、本発明のある実施形態において、液浸液供給システムとして使用され得るバリア部材を断面図で示す。 [0014] 図３は、本発明のある実施形態によるリソグラフィ装置の選択された部分を示す。 [0015] 図４は、本発明のある実施形態における直交した干渉計システムの配置を示す。 [0016] 図５は、本発明のある実施形態による干渉計システムを示す。 [0017] 図６は、図５の干渉計システムを示し、周波数混合効果を例示する。 [0018] 図７は、測定物体の２つの直交する方向への変位と軸を中心とした回転とを測定するための直交した干渉計システムの別の配置を示す。 [0019] 図８は、本発明の実施形態において使用可能なスキャン経路を示す。 [0019] 図９は、本発明の実施形態において使用可能なスキャン経路を示す。 [0019] 図１０は、本発明の実施形態において使用可能なスキャン経路を示す。 [0020] 図１１は、本発明のある実施形態に係る方法を示す。 [0021] 図１２は、本発明のある実施形態を使用して導出された測定結果を示す。 [0021] 図１３は、本発明のある実施形態を使用して導出された測定結果を示す。 [0021] 図１４は、本発明のある実施形態を使用して導出された測定結果を示す。
[0022] 本発明の特徴および利点は、これらの図面と併せて、以降に記載する詳細な説明によりさらに明らかになるであろう。これらの図面において、同じ参照符号は、全体を通して対応する要素を特定する。図面において、同じ参照番号は、一般に、同一の、機能的に同様な、かつ／または構造的に同様な要素を示す。ある要素が最初に現れる図面は、対応する参照番号のうち左端の桁によって示されている。
[0023] 本明細書は、本発明の特徴を含む１つ以上の実施形態を開示する。開示された実施形態は、単に、本発明を例証するものである。本発明の範囲は、開示された実施形態に制限されない。本発明は、本明細書に添付の請求の範囲によって定義される。
[0024] 本明細書において説明され、かつ「一実施形態」「ある実施形態」「一例の実施形態」などと称される実施形態は、該説明される実施形態が、特定の特徴、構造、または特性を含み得ることを示すものの、全ての実施形態が必ずしも該特定の特徴、構造または特性を含まなくてもよい。さらに、上記の語句は、必ずしも同一の実施形態を指すものでなくてもよい。さらに、ある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、該特徴、構造、または特性が他の実施形態との関連においても有効であることは、明確な記載の有無にかかわらず、当業者の知識の範囲内であると理解される。
[0025] 本発明の実施形態は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、またはそれらのあらゆる組み合わせにおいて実現され得る。本発明の実施形態は、また、１つ以上のプロセッサにより読み取られ、かつ実行され得る、機械読取可能媒体に記憶された命令としても実現され得る。機械読取可能媒体としては、機械（例えば、演算デバイス）によって読み取り可能な形態で情報を記憶または送信するためのあらゆる機構を含むことができる。例えば、機械読取可能媒体には、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、磁気ディスク記憶媒体、光学記憶媒体、フラッシュメモリデバイス、電気式、光学式、音響式または他の形態の伝播信号（例えば、伝送波、赤外線信号、デジタル信号等）等が含まれ得る。さらに、ファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、命令は、本明細書において、所定の動作を行うものとして記載されることがある。しかし、当然のことながら、これらの記載は便宜上のものであり、該動作は、実際には、ファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、命令などを実行する演算デバイス、プロセッサ、コントローラ、または他のデバイスによってもたらされるものである。
[0026] これらの実施形態をより詳細に説明する前に、本発明の実施形態が実現されうる環境の一例を示しておくことが有益である。
[0027] 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している。このリソグラフィ装置は、放射ビームＢ（例えば、紫外線、ＤＵＶ放射またはＥＵＶ放射）を調整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、かつ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位置決めするように構成された第１ポジショナＰＭに連結されたサポート構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴと、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、かつ特定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ポジショナＰＷに連結された基板テーブル（例えば、ウェーハテーブル）ＷＴと、パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢに付けられたパターンを基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば、１つ以上のダイを含む）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と、を備える。
[0028] 照明システムとしては、放射を誘導し、整形し、または制御するために、屈折型、反射型、磁気型、電磁型、静電型、またはその他のタイプの光学コンポーネント、あるいはそれらのあらゆる組合せなどの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。
[0029] サポート構造ＭＴは、パターニングデバイスを保持する。サポート構造ＭＴ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、パターニングデバイスが真空環境内で保持されているか否かなどの他の条件に応じた態様で、パターニングデバイスを保持する。サポート構造ＭＴは、機械式、真空式、静電式またはその他のクランプ技術を使って、パターニングデバイスを保持することができる。サポート構造ＭＴは、例えば、必要に応じて固定または可動式にすることができるフレームまたはテーブルであってもよい。サポート構造は、パターニングデバイスを、例えば、投影システムに対して所望の位置に確実に置くことができる。本明細書において使用される「レチクル」または「マスク」という用語はすべて、より一般的な「パターニングデバイス」という用語と同義であると考えるとよい。
[0030] 本明細書において使用される「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作り出すように、放射ビームの断面にパターンを与えるために使用できるあらゆるデバイスを指していると、広く解釈されるべきである。なお、留意すべき点として、放射ビームに付与されたパターンは、例えば、そのパターンが位相シフトフィーチャまた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内の所望のパターンに正確に一致しない場合もある。通常、放射ビームに付けたパターンは、集積回路などのターゲット部分内に作り出されるデバイス内の特定の機能層に対応することになる。
[0031] パターニングデバイスは、透過型であっても、反射型であってもよい。パターニングデバイスの例としては、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パネルが含まれる。マスクは、リソグラフィでは公知であり、バイナリ、レべンソン型(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型、ならびに種々のハイブリッドマスク型を含む。プログラマブルミラーアレイの一例では、小型ミラーのマトリックス配列が用いられており、各小型ミラーは、入射する放射ビームを様々な方向に反射させるように、個別に傾斜させることができる。傾斜されたミラーは、ミラーマトリックスによって反射される放射ビームにパターンを付ける。
[0032] 本明細書において使用される「投影システム」という用語は、使われている露光放射にとって、あるいは液浸液の使用または真空の使用といった他の要因にとって適切な、屈折型、反射型、反射屈折型、磁気型、電磁型、および静電型光学系、またはそれらのあらゆる組合せを含むあらゆる型の投影システムを包含していると広く解釈されるべきである。本明細書において使用される「投影レンズ」という用語はすべて、より一般的な「投影システム」という用語と同義であると考えるとよい。
[0033] 本明細書に示されているとおり、リソグラフィ装置は、透過型のもの（例えば、透過型マスクを採用しているもの）である。また、リソグラフィ装置は、反射型のもの（例えば、反射型マスクを採用しているもの）であってもよい。
[0034] 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（および／または２つ以上のパターニングデバイステーブル）を有する型のものであってもよい。そのような「マルチステージ」機械においては、追加のテーブルは並行して使うことができ、または予備工程を１つ以上のテーブル上で実行しつつ、別の１つ以上のテーブルを露光用に使うこともできる。ある実施形態では、リソグラフィ装置は、投影システムの露光側に２つ以上のテーブルを備えたマルチステージであって、各テーブルが１つ以上の物体を備え、かつ／または、保持する。ある実施形態では、複数のテーブルのうち１つ以上が、放射感応性基板を保持し得る。ある実施形態では、複数のテーブルのうち１つ以上が、投影システムからの放射を測定するセンサを保持し得る。ある実施形態では、マルチステージ装置は、放射感応性基板を保持するように構成された第１テーブル（つまり、基板テーブル）と、放射感応性基板を保持するように構成されない第２テーブル（本明細書では、一般に、測定および／またはクリーニングテーブルと呼ぶが、これに限定されない）と、を備える。第２テーブルは、放射感応性基板以外の、１つ以上の物体を備え得る、かつ／または、保持し得る。該１つ以上の物体は、投影システムからの放射を測定するセンサ、１つ以上のアライメントマーク、および／または（例えば、液体閉じ込め構造体をクリーニングするための）クリーニングデバイスから選択される１つ以上を含み得る。
[0035] 図１を参照すると、イルミネータＩＬは、放射源ＳＯから放射ビームを受ける。例えば、放射源がエキシマレーザである場合、放射源とリソグラフィ装置は、別個の構成要素であってもよい。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みなされず、また放射ビームは、放射源ＳＯからイルミネータＩＬへ、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を使って送られる。その他の場合においては、例えば、放射源が水銀ランプである場合、放射源は、リソグラフィ装置の一体部分とすることもできる。放射源ＳＯおよびイルミネータＩＬは、必要ならばビームデリバリシステムＢＤとともに、放射システムと呼んでもよい。
[0036] イルミネータＩＬは、放射ビームの角強度分布を調節するように構成されたアジャスタＡＭ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（通常、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。さらに、イルミネータＩＬは、インテグレータＩＮおよびコンデンサＣＯといったさまざまな他のコンポーネントを含むことができる。イルミネータを使って放射ビームを調整すれば、放射ビームの断面に所望の均一性および強度分布をもたせることができる。放射源ＳＯと同様に、イルミネータＩＬは、リソグラフィ装置の一部を形成しているとみなされることも、形成していないとみなされることもある。例えば、イルミネータＩＬは、リソグラフィ装置の一体部分であってもよいし、リソグラフィ装置とは別個の構成要素であってもよい。後者の場合、リソグラフィ装置は、イルミネータＩＬが搭載可能なように構成され得る。任意で、イルミネータＩＬは、着脱可能とし、（例えば、リソグラフィ装置の製造者または別の供給者によって）別途提供されてもよい。
[0037] 放射ビームＢは、サポート構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴ上に保持されているパターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡ上に入射して、パターニングデバイスによってパターン形成される。パターニングデバイスＭＡを通り抜けた後、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、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームの焦点をあわせる。第２ポジショナ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、または静電容量センサ）を使って、例えば、さまざまなターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路内に位置決めするように、基板テーブルＷＴを正確に動かすことができる。同様に、第１ポジショナＰＭおよび別の位置センサ（図１には明示的に示されていない）を使い、例えば、パターニングデバイス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、パターニングデバイスＭＡを放射ビームＢの経路に対して正確に位置決めすることもできる。通常、サポート構造ＭＴの移動は、第１ポジショナ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）を使って達成することができる。同様に、基板テーブルＷＴの移動も、第２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って達成することができる。ステッパの場合は（スキャナとは対照的に）、サポート構造ＭＴは、ショートストロークアクチュエータのみに連結されてもよく、または固定されてもよい。パターニングデバイスＭＡおよび基板Ｗは、パターニングデバイスアライメントマークＭ１およびＭ２と、基板アライメントマークＰ１およびＰ２とを使って、位置合わせされてもよい。例示では基板アライメントマークが専用ターゲット部分を占めているが、基板アライメントマークをターゲット部分とターゲット部分との間の空間内に置くこともできる（これらは、スクライブラインアライメントマークとして公知である）。同様に、複数のダイがパターニングデバイスＭＡ上に設けられている場合、パターニングデバイスアライメントマークは、ダイとダイの間に置かれてもよい。
[0038] 例示の装置は、以下に説明するモードのうち少なくとも１つのモードで使用できる。
[0039] １．ステップモードにおいては、サポート構造ＭＴおよび基板テーブルＷＴを基本的に静止状態に保ちつつ、放射ビームに付けられたパターン全体を一度にターゲット部分Ｃ上に投影する（すなわち、単一静的露光）。その後、基板テーブルＷＴは、Ｘおよび／またはＹ方向に移動され、それによって別のターゲット部分Ｃを露光することができる。ステップモードにおいては、露光フィールドの最大サイズによって、単一静的露光時に結像されるターゲット部分Ｃのサイズが限定される。
[0040] ２．スキャンモードにおいては、サポート構造ＭＴおよび基板テーブルＷＴを同期的にスキャンする一方で、放射ビームに付けられたパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する（すなわち、単一動的露光）。サポート構造ＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度および方向は、投影システムＰＳの（縮小）拡大率および像反転特性によって決めることができる。スキャンモードにおいては、露光フィールドの最大サイズによって、単一動的露光時のターゲット部分の幅（非スキャン方向）が限定される一方、スキャン動作の長さによって、ターゲット部分の高さ（スキャン方向）が決まる。
[0041] ３．別のモードにおいては、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、サポート構造ＭＴを基本的に静止状態に保ち、また基板テーブルＷＴを動かす、またはスキャンする一方で、放射ビームに付けられているパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する。このモードにおいては、通常、パルス放射源が採用されており、さらにプログラマブルパターニングデバイスは、基板テーブルＷＴの移動後ごとに、またはスキャン中の連続する放射パルスと放射パルスとの間に、必要に応じて更新される。この動作モードは、前述の型のプログラマブルミラーアレイといった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。
[0042] 上述の使用モードの組合せおよび／またはバリエーション、あるいは完全に異なる使用モードもまた採用可能である。
[0043] 多くのリソグラフィ装置において、流体、特に、例えば液浸液などの液体は、液体供給システムＩＨを使用して、投影システムの最終要素と基板との間に提供され、より小さいフィーチャの結像を可能とし、かつ／または、装置の有効ＮＡを高めている。本発明のある実施形態は、そのような液浸装置に関連して以下でさらに説明されるが、非液浸装置としても等しく実現することができる。投影システムの最終要素と基板との間に液体を提供するアレンジメントは、２つの一般的なカテゴリに分類することができる。これらは、槽型アレンジメント、および、いわゆる局所液浸システムである。槽型アレンジメントでは、基板の実質的に全体と、任意で基板テーブルの一部とが、液体槽内で浸漬される。いわゆる局所液浸システムは、基板の局所領域のみに液体を提供する液体供給システムを使用する。この後者のカテゴリでは、液体が充填された空間は、平面視で基板の上面よりも小さく、液体が充填された領域は、投影システムに対して実質的に静止したままである一方、基板は、この領域の下を移動する。本発明の実施形態が対象にする別のアレンジメントは、液体を閉じ込めないオールウェットソリューションである。このアレンジメントでは、基板の上面の実質的に全体と、基板テーブルの全部または一部と、が液浸液によって覆われる。少なくとも基板を覆う液体の深さは小さい。液体は、基板上の薄膜のような液体の膜であってよい。
[0044] 提案されたアレンジメントは、投影システムの最終要素と基板テーブルとの間の空間の境界の少なくとも一部に沿って延在する液体閉じ込め部材を有する液体供給システムを提供する。このようなアレンジメントを、図２に例示する。液体閉じ込め部材は、投影システムに対して、Ｚ方向（光軸の方向）にいくらか相対移動することはあり得るが、ＸＹ平面内では実質的に静止している。液体閉じ込めと基板の表面との間にはシールが形成される。ある実施形態において、シールは、液体閉じ込め構造体と基板の表面との間に形成され、ガスシールのような非接触シールであってもよい。このようなシステムは、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許出願公開番号第２００４−０２０７８２４号に開示されている。
[0045] 図２は、流体ハンドリング構造体１２を有する局所液体供給システムを概略的に示す。流体ハンドリング構造体は、投影システムの最終要素と基板テーブルＷＴまたは基板Ｗとの間の空間の境界の少なくとも一部に沿って延在する。（なお、以下の文章において、基板Ｗの表面に言及する場合、特段の記載がない限り、基板Ｗの表面に加えて、あるいは、基板Ｗの表面に代えて、基板テーブルＷＴの表面にも言及するものとする。）流体ハンドリング構造体１２は、投影システムに対して、Ｚ方向（光軸の方向）にいくらか相対移動することはあり得るが、ＸＹ平面内では実質的に静止している。ある実施形態では、シールは、バリア部材と基板Ｗの表面との間に形成され、流体シール、望ましくはガスシールのように非接触シールであってもよい。
[0046] 流体ハンドリング構造体１２は、投影システムＰＳの最終要素と基板Ｗとの間の空間１１内に少なくとも部分的に液体を含む。基板Ｗへの非接触シール１６は、液体が、基板Ｗ表面と投影システムＰＳの最終要素との間の空間内に閉じ込められるように、投影システムのイメージフィールドの周りに形成され得る。空間は、投影システムＰＳの最終要素の下方に位置決めされ、かつ投影システムＰＳの最終要素を取り囲む流体ハンドリング構造体１２により少なくとも部分的に形成される。液体は、液体インレット１３によって、投影システムの下方の空間内および流体ハンドリング構造体１２内に入れられる。液体は、液体アウトレット１３から除去され得る。流体ハンドリング構造体１２は、投影システムの最終要素のわずかに上方に延在してもよい。液面は、液体の緩衝が提供されるように、最終要素よりも上方に上昇する。ある実施形態では、流体ハンドリング構造体１２は、上端部が投影システムまたはその最終要素の形状と厳密に一致し、かつ、例えば丸みを帯び得る内周面を有する。内周面は、底部が、例えば長方形のイメージフィールドの形状に厳密に一致するが、必ずしもこれに限らない。
[0047] ある実施形態では、液体は、使用中、流体ハンドリング構造体１２の底部と基板Ｗの表面との間に形成されるガスシール１６によって、空間１１内に収容される。ガスシールは、例えば空気または合成空気などのガスによって形成されるが、ある実施形態では、Ｎ２または別の不活性ガスによって形成される。ガスシール内のガスは、加圧下で、流体ハンドリング構造体１２と基板Ｗとの間のギャップにインレット１５を介して提供される。ガスは、アウトレット１４を介して取り出される。ガスインレット１５への過剰圧、アウトレット１４の真空レベル、およびギャップの幾何学的形状は、液体を閉じ込める高速ガス流１６が内側に向けて存在するように配置される。流体ハンドリング構造体１２と基板Ｗとの間の液体に加わるガスの力は、空間１１内の液体を含む。インレット／アウトレットは、空間１１を取り囲む環状溝であり得る。環状溝は、連続的であっても非連続的であってもよい。ガス流１６は、液体を空間１１内に収容するのに有効である。このようなシステムは、米国特許出願公開番号第２００４−０２０７８２４号に開示されている。
[0048] ある実施形態では、リソグラフィ装置は、メッシュまたは同様の多孔質材料でインレットが覆われた液体除去デバイスを有する液体閉じ込め構造体を備える。メッシュまたは同様の多孔質材料は、投影システムの最終要素と可動テーブル（例えば、基板テーブル）との間の空間内の液浸液と接触する孔の２次元アレイを提供する。ある実施形態において、メッシュまたは同様の多孔質材料は、ハニカムまたは他の多角形メッシュを備える。ある実施形態では、メッシュまたは同様の多孔質材料はメタルメッシュを含む。ある実施形態では、メッシュまたは同様の多孔質材料は、リソグラフィ装置の投影システムのイメージフィールドの周りを一周して延在する。ある実施形態では、メッシュまたは同様の多孔質材料は、液体閉じ込め構造体の底面上に位置し、テーブルに対向する表面を有する。ある実施形態では、メッシュまたは同様の多孔質材料は、少なくとも一部分がテーブルの上面におおむね平行な底面を有する。
[0049] 他の多くのタイプの液体供給システムが可能である。本発明は、液体供給システムのいずれの特定のタイプにも限定されることなく、また液浸リソグラフィにも限定されない。本発明は、あらゆるリソグラフィに等しく適用することができる。ＥＵＶリソグラフィ装置では、ビームパスが実質的に排気されており、上述した液浸アレンジメントは使用されない。
[0050] 制御システム５００は、リソグラフィ装置全体の動作を制御し、特に、以下で詳細に説明する最適化プロセスを実行する。制御システム５００は、中央処理装置、揮発性および不揮発性記憶手段、キーボードおよびスクリーンなどの１つ以上の入力および出力デバイス、１つ以上のネットワーク接続、および、リソグラフィ装置の多様な部分との１つ以上のインタフェースを備えた、好適にプログラムされた汎用コンピュータとして実現することができる。当然のことながら、制御コンピュータとリソグラフィ装置との間の関係は、１対１である必要はない。本発明のある実施形態では、１つのコンピュータは、複数のリソグラフィ装置を制御することができる。本発明のある実施形態では、ネットワーク接続された複数のコンピュータを使用して１つのリソグラフィ装置を制御することができる。制御システム５００は、リソグラフィ装置が一部を形成するリソセル（lithocel）またはクラスタ内のうち１つ以上の関連付けられた処理デバイスおよび基板ハンドリングデバイスを制御するように構成されてもよい。制御システム５００は、リソセルまたはクラスタの監視制御システム、および／または、製造工場の全体的な制御システムの下位システムとして構成することもできる。
[0051] ある実施形態において、リソグラフィ装置は、装置のコンポーネントの位置、速度などを測定するためのエンコーダシステムを備えてもよい。ある実施形態において、コンポーネントは基板テーブルを含む。ある実施形態では、コンポーネントは測定テーブルおよび／またはクリーニングテーブルを含む。エンコーダシステムは、本明細書に記載する、テーブルのための干渉計システムに追加してもよい。エンコーダシステムは、スケールまたはグリッドと関連付けられた（例えば、対を成す）センサ、トランスデューサ、または読取ヘッドを備える。ある実施形態において、可動コンポーネント（例えば、基板テーブル、および／または、測定テーブルおよび／またはクリーニングテーブル）が１つ以上のスケールまたはグリッドを有し、該コンポーネントの移動基準であるリソグラフィ装置のフレームが、１つ以上のセンサ、トランスデューサまたは読取ヘッドを有する。１つ以上のセンサ、トランスデューサまたは読取ヘッドは、（複数の）スケールまたは（複数の）グリッドと協働してコンポーネントの位置、速度などを決定する。ある実施形態では、コンポーネントの移動基準であるリソグラフィ装置のフレームが１つ以上のスケールまたはグリッドを有し、可動コンポーネント（例えば、基板テーブル、および／または、測定テーブルおよび／またはクリーニングテーブル）が、（複数の）スケールまたは（複数の）グリッドと協働して該コンポーネントの位置、速度などを決定する１つ以上のセンサ、トランスデューサ、または読取ヘッドを有する。
[0052] 図３は、変位測定システムを説明するために、リソグラフィ装置１の投影システムおよびステージを示す。スキャナタイプのリソグラフィ装置では、パターニング手段ＭＡのサポート部材ＭＴは、投影システムＰＳの視野を通してパターン領域全体をスキャンするのに十分な範囲にわたって、Ｙ方向に移動可能である。また、それは、他の自由度で小さい範囲にわたって位置決め可能であってもよい。サポート部材ＭＴの位置は、干渉型変位測定システムＩＦＭｙによって、少なくとも一方向（例えば、Ｙ方向）に測定される。便宜上、これをマスクＹ方向干渉計と呼ぶ。マスクＹ方向干渉計は、１つ以上のコヒーレント放射ビームを、サポート部材ＭＴの側部に設けられたリフレクタＲＲＭｙに向けて誘導し、サポート部材ＭＴの位置変化に起因して、測定ビームが通った光路長に生じた変化を測定する。ある実施形態において、リフレクタは、サポート部材ＭＴに取り付けられ、Ｙ方向に垂直に延在する平面ミラーである。平面ミラーの延在範囲は、サポート部材ＭＴのＸおよびＺ方向の移動範囲よりも大きいことが望ましい。
[0053] ある実施形態において、マスクＹ干渉計は、複数の測定ビームをリフレクタＲＲＭｙに向けて誘導する。これらのビームは、実質的に平行であるが、Ｘおよび／またはＺ方向に離間する。各ビームを使用して導出された信号は、誤差を最小化するために平均化されるか、あるいはＺおよびＸ軸を中心としたサポート部材ＭＴの回転を測定するのに使用され得る。ある実施形態では、Ｘおよび／またはＺ方向の変位、および／または、Ｙ軸を中心とした回転を測定するために、対応する複数の干渉型変位測定システムが提供される。ある実施形態では、１つ以上の方向への変位、および／または、１つ以上の軸を中心とした回転は、エンコーダ、容量センサ、および／またはエアゲージといった他のタイプのセンサを使用して測定される。いくつかの実施形態において、異なるタイプのセンサの組み合わせを使用して、相互較正が行われ、かつ／あるいは、参照位置が規定される。原則的に、干渉型変位測定システムは、物体の変位のみを測定して、その絶対位置は測定しないため、測定物体が参照位置にある時を特定し、そこから移動が追跡できるアレンジメントを提供することが望ましい。この説明では、干渉型変位測定システムという用語は、単一の物体の単一の自由度での変位を、１つ以上の測定ビームおよび１つ以上の参照ビームを使用して測定するアレンジメントのことを指し得る。しかし、この用語は、１つ以上の物体の複数の自由度での変位を、複数の参照ビームとそれぞれの参照ビームを使用して測定する複合システムに適用することもできる。
[0054] 図３にも示すように、１つ以上の自由度で基板テーブルＷＴの変位を測定するために同様のアレンジメントが提供される。基板テーブルは、基板の表面全体が露光可能となるように、２つの直交する方向に、基板の対応する寸法よりも大きい移動範囲で位置決め可能である。ある実施形態では、基板テーブルＷＴは、他の方向へ小さい範囲にわたって変位可能であり、３つの直交する軸の周りを回転可能である。単に例示を目的として、図３は、基板テーブルＷＴの側面に設けられたリフレクタ（例えば、平面ミラーＲＲＷｙ）に向けて測定ビーム誘導するウェーハＹ干渉計ＩＦＷｙを示している。サポート部材ＭＴに関して、ある実施形態では、複数の干渉計システムが、それぞれの軸方向への変位および垂直な軸を中心とした回転を、単独で、または、他の位置および／または変位測定システムと共に、測定する。ある実施形態では、基板テーブルに設けられたイメージセンサＴＩＳを使用して、パターニング手段ＭＡ上のマーカの空間像の位置を検出し、これにより、基板レベルおよびマスクレベルの座標系間の関係を決定する。
[0055] 図４は、基板テーブルがＹ方向に、例えば距離ｄｙだけ移動する際に、基板テーブルＸ干渉計の測定ビームが移動する基板テーブルＷＴ上の点と、同様に基板ステージＹ干渉計ＩＦＷｙの測定ビームがＹリフレクタＲＲＷｙと交差する点とが、基板テーブルがＸ方向に、例えば距離ｄｘだけ移動する際に、どのように移動するかを示している。この図面から、レトロリフレクタとして働く平面ミラーが平坦ではない場合、直交する方向の一方への移動によって、他方の方向への見かけ上の移動が生じ、クロストーク効果の原因となることが分かる。このような効果を最小限に抑えるため、ある実施形態では、基板テーブルは、剛性が高く熱膨張係数の低い材料（ゼロデュア（登録商標）またはガラスセラミックなど）の固体片から製造される。基板テーブルの側面は、平面ミラーが固定される前に、高精度に研磨される。これらの試み行ってもなお、高精密リソグラフィ装置のために設定された誤差予算と比較して、干渉型変位測定システムの精度に大きく影響するほどの完全平坦度からのずれが存在し得る。
[0056] 基板テーブルＷＴおよび支持部材ＭＴの測定された変位における誤差を最小限に抑えるには、干渉型変位測定システムで使用される平面ミラーの形状を測定し、測定された形状を補正するのが一般的である。この方法について、いくつかのアプローチが知られている。１つのアプローチでは、複数の参照マークを既知の位置に有する参照ウェーハが使用される。参照ウェーハは、ステージ上に設置され、このステージを移動して、アライメントセンサを使って参照マーカを検出しつつ、変位が追跡される。参照ウェーハ上の参照マーカの相対位置が分かっている場合、平面ミラーの不完全性に起因する変位測定システムの誤差を特定することができる。しかし、この方法は、時間がかかり、参照ウェーハ上の参照マーカの位置精度によって制限される。この方法を使用して、しばしば、例えば熱サイクルに引き起こされ得るミラー形状の変動を決定する場合、望ましくないスループットの損失が起こる。さらに、単にミラーの変動が起こったか否かを監視するために（つまり、更新は実行されない）、ミラーの形状を測定することもできる。
[0057] 干渉計が、ミラーの局所的な傾斜を測定できるように、関連する測定軸に直交する方向に離間した複数のビームを有する場合、ミラーの形状を測定する別の方法を使用することができる。このような干渉計では、ミラーの形状は、関連するテーブルが測定ビームに垂直な方向にスキャンされる際に検出された傾斜を積分することによって決定することができる。この測定は、迅速に実行することができるが、本発明者は、その反復性がミラー形状の変動を測定するのに十分ではないことを突き止めた。
[0058] 図５は、物体の線形変位を１自由度で測定するための二重経路式（double pass）ヘテロダイン干渉型変位測定システムの簡略化した概略図である。例えば、ＨｅＮｅレーザを含む放射源１０１は、２つの直交偏光状態と２つの周波数ｆ１およびｆ２を有するコヒーレントな放射を放出する。典型的なレーザでは、ｆ１とｆ２との間の周波数オフセットは、１５ＭＨｚである。ビームスプリッタ１０２は、そのビームの既知の割合（例えば、約５％）を、ポラライザ１０３を介して強度センサ１０４に向けて方向転換する。強度センサ１０４は、測定信号の位相を参照するために使用される位相を有する参照信号を提供する。ビームの主要部分は、ビームスプリッタブロック１０５へと通過し、このビームスプリッタブロック１０５が、一方の偏光状態を方向転換して参照ビーム１２１を形成し、他方の偏光状態を方向転換して測定ビーム１２２を形成する。
[0059] ビームスプリッタブロック１０５は、放射源１０１からのビームの主要部分を受ける第１面を有する偏光ビームスプリッタ１０５ａを備える。偏光ビームスプリッタによって方向転換されない放射は、第１面の反対側の第２面から出射し、可動物体上の平面リフレクタ１０７へと伝播し、平面ミラー１０７によって戻される。偏光ビームスプリッタの第２面には、通過する放射の偏光状態を回転させるように向けられた４分の１波長（λ／４）板１０５ｄが設けられる。偏光ビームスプリッタによって方向転換された放射は、第２のλ／４板１０５ｂと参照ビームを偏光ビームスプリッタへ戻すように誘導する平面ミラー１０５ｃとが設けられた第３面を通って出射する。
[0060] 偏光ビームスプリッタ１０５ａの第４面上には、第４面から出射するビームを内部反射し、それらのビームをビームスプリット面へと戻すように配置されたプリズム１０５ｅがある。λ／４板１０５ｂ、１０５ｄによって戻りビームの偏光状態を回転させた結果、静止リフレクタおよび移動リフレクタ１０５ｃ、１０７によって戻されたビームは、最初にビームスプリッタ１０５ａの第１面に誘導されたときには、該第１面から出射せずに、第４面と第４面に搭載されたプリズムへと誘導される。したがって、測定ビームおよび参照ビームは、偏光ビームスプリッタ１０５ａの第１面から出射する前に、各々のリフレクタへの第２の通路を作る。これには、測定ビームのパス長が、可動物体が移動する距離の４倍ほども変化するという効果がある。
[0061] 偏光ビームスプリッタの第１面から出射した２つのビームは、干渉することができるように、４５度ポラライザ（45 degree polarizer）１０８を通過する。センサ１０９は、干渉ビームの強度を測定し、測定信号を与える。参照ビーム１２１の光路および平面ミラー１０５ｃを干渉計の参照アームと呼ぶことができ、計測ビーム１２２の光路および平面ミラー１０７を測定アームと呼ぶことができる。変位測定される可動物体が測定軸に沿って距離ｄｘだけシフトした場合、測定ビーム１２２のパス長は２ｄｘの量だけ変化する。この結果、ビームが干渉するところでフリンジパターンが生じるため、ディテクタ１０５から出力された強度信号の位相が、ディテクタから出力された強度信号の位相に対して時間と共に変化する。したがって、可動物体の変位は、参照信号φｒおよび測定信号φｍから以下に示すように決定することができる。
Figure 2013046059
ＯＰＤ（ｔ）は、干渉計の参照アームのビーム長と測定アームのビーム長との間の光路長差である。２つのうなり信号ＩｍとＩｒの間の位相差は、例えば、位相ロックイン増幅器を使って決定することができる。干渉計の位相サイクルのピッチは、Ｐ＝λ／ｎで決定される。ここで、λは測定ビームの波長であり、ｎは測定ビームによって測定アームに沿って作られた（つまり、リフレクタまでの、またはリフレクタからの）通路である。したがって、（図５および６に例示するような）６２３．８ｎｍの波長を有する二重経路式干渉計において、測定信号の位相サイクルは、約１５８ｎｍに等しい（例えば、二重経路式干渉計では、ビームはミラーへおよびミラーから２度ずつ進むため、ｎ＝４になる）。
[0062] 当然のことながら、図５は、干渉型変位測定システムを大幅に簡略化した図であり、誤差の原因となり得るビームパス長への他の影響を除去するために使用される多くのアレンジメントが省略されている。例えば、参照ビームおよび測定ビームが横断する媒体の屈折率は、確実に、等しくかつ一定であることが重要である。したがって、いくつかの実施形態では、ビームパスには、乱流を回避しつつ、一定の組成、気温および圧力のガスが流される。他の実施形態では、ビームパスは掃気されている。ある実施形態では、異なる波長を有する複数のビームを使用して屈折率の変化を検出することで、その変化を補償する。
[0063] 干渉計システムにおける公知の作用は、例えば、使用される材料の複屈折作用または要素間のミスアライメントといった干渉計システムの光学部品における不完全性によって、測定ビームと参照ビームの混合が起こり得る（図６参照）が、これらのビームは、その直交偏光状態により分離されるべきものである。このことは、干渉信号内に周期的な誤差を生じさせ得る。これらの誤差は、干渉計の位相サイクルに対応した周期性を有する。本発明は、よく似た光学構成を有する単一周波数のホモダイン干渉計（本明細書には記載せず）にも適用する。主な違いは、測定ディテクタの位置で単一周波数のレーザおよび（矩象）位相センサを使用し、参照ディテクタを使用しないことである。ホモダイン干渉計では、参照ビームの測定アーム内への混入および測定ビームの参照アーム内への漏れもある。周期的な偏差の性質は、両方のタイプの干渉計間で類似している。なお、位相が相関した周期的な誤差の周期性は、ピッチ／Ｎで計算することができる。ここで、Ｎは整数である。通常、周期的な誤差は、第１（Ｎ＝１）および第２（Ｎ＝２）高調波によって支配されている。
[0064] 周期的な誤差の影響を、図７を参照してさらに説明する。この図は、基板テーブルＷＴがその２つの側面に平面ミラーＲＲＷｘおよびＲＲＷｙを備える配置を示している。これらのミラーのそれぞれが、２つの干渉型変位測定システムのための可動ミラーとして働くため、全部で４つの干渉型変位測定システムＩＦＷｘ１、ＩＦＷｘ２、ＩＦＷｙ１、ＩＦＷｙ２が存在する。２つのＸ軸干渉型変位測定システムＩＦＷｘ１、ＩＦＷｘ２の測定ビームは、（完全な平面ミラーを想定した場合）距離Ｌ１だけＹ方向に離隔しており、これらの出力間の差が変化することは、基板テーブルＷＴが（Ｘ軸およびＹ軸に垂直な）Ｚ軸を中心として回転したことを示す。同様のことが、２つのＹ軸干渉計ＩＦＷｙ１、ＩＦＷｙ２にも当てはまる。２つの干渉計システムによって測定された基板テーブルの回転をＲｚｘおよびＲｚｙとして示す場合、基板テーブルが移動する際の（Ｒｚｘ−Ｒｚｙ）のあらゆる変化は、平面ミラーのうちの１つの傾斜（つまり、非平坦度）の変化を示す。したがって、本例では、基板テーブルＷＴのＺ軸を中心とした回転は、過剰決定（overdetermined）方式で測定することができる。
[0065] したがって、リフレクタのうちの１つの形状を測定するには、例えば、ｘ軸ミラーＲＲＷｘは、ミラーに平行する方向（例えば、Ｙ方向）に移動される一方、リフレクタに垂直な方向には一定の位置に保持される。スキャンされているリフレクタを使用して干渉計によって測定された基板テーブルの見かけ上の回転は、ミラーの傾斜における変化を示す。よって、ミラー形状は、他方の軸の干渉計によって測定されたあらゆる実回転を差し引いた後、見かけ上の回転を積分することによって決定することができる。
[0066] 上述した手順では、スキャンが行われるミラーに垂直な方向の位置は、問題にならないはずである。しかし、干渉計において周期的な位相誤差がある場合、スキャンが異なる位置で行われると、異なる結果が得られることになる。干渉計における周期的な位相誤差に起因する誤差は、ミラー形状の経時変化（ドリフト）と同等か、それよりも大きくなり得る。したがって、このスキャン方法は、ミラー形状のドリフトを正確に測定するには、反復性が不十分になる。
[0067] したがって、本発明のある実施形態では、平面ミラーの形状の測定は、位相オフセット伴って、例えば、測定軸の方向に測定物体を変位させて反復される。本発明のある実施形態では、周期的な誤差の第１高調波を除去するために、スキャンとスキャンの間に、測定物体をＰ／２に実質的に等しい距離だけ変位させて、２度のスキャンが実行される。ある実施形態では、周期的な誤差の第１高調波および第２高調波を除去するために、各スキャン間に測定物体をＰ／４だけ変位させて、４度のスキャンが実行される（つまり、スキャンは、０、Ｐ／４、Ｐ／２、３Ｐ／４の位置で実行される）。結果として得られるスキャンパターンを図８に示す。ある実施形態では、スキャン位置は、（ａ／ｂ）．（λ／ｃ）であってよく、ここで、ａ、ｂおよびｃは整数であり、特に、ａは奇数、ｂは偶数、ｃは測定ビームによって作られた通路の数の２倍に等しい。好適な値は、ａ＝１、または３、ｂ＝２または４、ｃ＝２または４である。ある実施形態では、周期偏差のより高次の高調波を除去するために、適切な間隔をおいてさらに多くのスキャンを実行することができる。なお、補正され、かつ位相平均した回転角度誤差を抽出するために、必ずしも等距離でないオフセットを使用することもできる。整数を使用すると、補正された測定値を導出するための公式が単純化し、単純平均化演算（simple averaging operation）になるという利点がある。
[0068] ある実施形態では、リフレクタの形状の平坦度からのずれは十分に小さいため、図８に点線のボックスで示したような長さに沿った少数の位置のみで傾斜を測定すればミラー形状の相応のマップが得られる。そのような場合、位相誤差を除去するのに必要な測定は、図９に示す別のスキャンパターンを伴って得られる。この手法では、可動物体は、第１サンプリング点でマップされているミラーに平行な方向に移動される。その後、ミラーに垂直な方向に離間した所望数の位置（例えば、２または４箇所）でミラー傾斜が測定される。そして、可動物体は、次のサンプリング点へとリフレクタに平行な方向に移動され、傾斜測定が繰り返される、などと続けられる。本発明の実施形態では、他のスキャンパターンを使うことができる。さらに別の実施形態では、図１０に示すように、リフレクタに対して角度をつけた移動（いわゆる、斜めスキャン）を行ってもよい。例えば、１５８μｒａｄの角度では、各ｍｍの周期的なずれ（距離Ｄとして示される）が生じる。このような実施形態は、一度のスキャンで周期的な誤差が除去できるため、有益であろう。第１のスキャン（Ｓ１）と、１８０°の位相オフセットをした逆方向の第２のスキャン（Ｓ２）とを組み合わせて実行することにより、これらの測定値を平均化すると周期的なずれが除去される。あるいは、空間平均化（つまり、各ｍｍを別個で平均化すること）またはそれらのあらゆる組み合わせもまた本発明の範囲内で可能である。
[0069] 上述した実施形態において、位相オフセットは可動物体の変位によって生成される。ある実施形態では、制御可能な光デバイスを使用して、位相オフセットを生じさせる。制御可能な光デバイスとしては、液晶ベースの位相変調器、変調バビネソレイユ補償板または引き込み式の平面板が挙げられる。
[0070] 本発明のある実施形態では、異なるスキャンから導出された測定結果を平均化して周期的な誤差を除去する。ある実施形態では、周期的なスキャンとスキャンの間の差を使用して、周期的な誤差を除去することができる。これは、以下の通り、位相によって、
Figure 2013046059
（ここで、φはリフレクタを測定する干渉計の位相である）あるいは、位置によって、
Figure 2013046059
（ここで、ｘは測定されているリフレクタに直交する位置である）行うことができる。したがって、ある実施形態では、上記のように、ステップサイズはピッチに関連しなくてもよい。
[0071] 図１１は、本発明の一実施形態に係る方法を例示する。ステップＳ１において、第１のスキャンが行われる。例えば、基板テーブルＹミラーの表面輪郭を測定するために、基板テーブルは、Ｙ方向における参照位置に保持され、その全移動範囲にわたってＸ方向にスキャンされる。
[0072] ステップＳ２において、１度以上の誤差補正スキャンが行われる。本例では、基板テーブルは周期的な誤差のピッチの適当な割合に等しい距離だけＹ方向に変位され、その後、Ｘ方向にスキャンされ、さらなるウェーハマップを作り出す。ステップＳ３において、スキャン結果は、例えば平均化によって処理され、装置内に記憶されたミラーマップ２００を発展させる。ステップＳ４において、較正プロセスが成功したかどうかを決定し、成功していない場合は、必要に応じて反復される。
[0073] 処理されるべき較正が正しく完了した場合、ステップＳ５において、製造基板が装置上にロードされ、ステップＳ６において露光され、ステップＳ７において後続の現像および他のプロセスに向けてアンロードされる。基板を完全に露光した後、ステップＳ８において、干渉計ミラーの再較正が必要か否かを決定する。再較正が必要な場合、プロセスは、ステップＳ１に戻って再較正し、必要でない場合は、プロセスはステップＳ５に戻って新規基板の露光を行う。
[0074] ある実施形態では、干渉計ミラーの較正は、所定時間が経過した後、または、所定数のウェーハが露光された後、反復される。例えば、再較正は、毎日行われてもよい。本発明による較正プロセスは、数秒で行うことができるため、毎日行っても、スループットの過度の損失を装置に課すことはない。このようにして、本発明によって、従来不便であった方法で、ミラー形状のドリフトの監視を決定することが可能になる。ミラー形状のドリフトは、使用された材料の熱膨張係数が低く、かつ実質的に環境が一定にもかかわらず、ミラーが取り付けられた物体の熱サイクルにおけるヒステリシスによって起こり得る。可動物体の移動によって、および／または、基板もしくはマスクの頻回のロードおよびアンロードによって可動物体に課される応力もまた、ミラー形状の変化の原因となり得る。本発明のある実施形態では、較正プロセスは、装置の使用開始時、および、定期点検またはメンテナンスのための稼動休止時間の後に行われる。ある実施形態では、較正は、製造された製品に、所望の閾値を超えるオーバレイエラーなどの誤差が検出されたことをきっかけに反復される。
[0075] 本発明のある実施形態において、較正された干渉計システムは、製造露光全体を通して、例えば、基板テーブルまたは支持部材またはパターニングデバイスなどの可動物体の変位を測定するのに使用される。本発明のある実施形態では、較正された干渉計システムは、次に、製造露光中に可動物体の変位を測定するように構成されたエンコーダシステムを較正するのに使用される。
[0076] 図１２、１３および１４は、本発明を実証する実験結果を示す。これらの実験において、リソグラフィ装置の基板テーブルの側部に搭載された平面ミラーは、上述した態様でスキャンされ、ミラーマップを得た。その後、ミラーのクレームに垂直な方向で使用される干渉型変位システムの面ピッチの約１／４だけ変位させた、さらなる３箇所でスキャンが反復された。その後、この４度のスキャンのシーケンスが２時間間隔で反復された。図１２は、これらのスキャンの結果を示し、各線は、任意のユニットにおける、各スキャンから取得された再構築後のミラーマップと、第１のスキャンから得られた再構築後のミラーマップとの間の差を表す。一見したところミラー形状の実質的な変動はあるものの、これがミラー形状の実際の変化なのか、それとも測定誤差なのかは、このデータからは判定することができない。
[0077] 図１３は、本発明を適用した効果を示している。このグラフにおいて、各線は、異なるオフセットで一度に取得されたスキャンの平均から再構築されたミラーマップを表す。やはり、任意のユニットにおける第１のスキャンとの差が示されている。図１４は、図１３と同じデータを、時系列として３次元形式で示したものであり、ミラー形状の変化は測定誤差ではなくドリフトの結果であることを明確に示している。
[0078] 当然のことながら、上述した特徴のいずれも、他のあらゆる特徴と共に使用することができ、本出願が対象とするのは、明記された組み合わせだけではない。
[0079] 本明細書において、ＩＣ製造におけるリソグラフィ装置の使用について具体的な言及がなされているが、本明細書記載のリソグラフィ装置が、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用のガイダンス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といった、マイクロスケールあるいはナノスケールのフィーチャでの構成部品の製造における他の用途を有し得ることが理解されるべきである。当業者にとっては当然のことであるが、そのような別の用途においては、本明細書で使用される「ウェーハ」または「ダイ」という用語はすべて、それぞれより一般的な「基板」または「ターゲット部分」という用語と同義であるとみなしてよい。本明細書に記載した基板は、露光の前後を問わず、例えば、トラック（通常、基板にレジスト層を塗布し、かつ露光された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で処理されてもよい。適用可能な場合には、本明細書中の開示内容を上記のような基板プロセシングツールおよびその他の基板プロセシングツールに適用してもよい。さらに基板は、例えば、多層ＩＣを作るために複数回処理されてもよいので、本明細書で使用される基板という用語は、すでに多重処理層を包含している基板を表すものとしてもよい。
[0080] 本明細書で使用される「放射」および「ビーム」という用語は、紫外線（ＵＶ）（例えば、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、１２６ｎｍ、１３．５ｎｍ、または６．２５ｎｍの波長、またはおよそこれらの値の波長を有する）含むあらゆる種類の電磁放射を包含している。
[0081] 「レンズ」という用語は、文脈によっては、屈折および反射型光学コンポーネントを含む様々な種類の光学コンポーネントのいずれか１つまたはこれらの組合せを指すことができる。
[0082] 以上、本発明の具体的な実施形態を説明してきたが、本発明は、上述以外の態様で実施できることが明らかである。例えば、本発明の実施形態は、上記に開示した方法を記述する１つ以上の機械読取可能命令のシーケンスを含むコンピュータプログラムの形態、またはこのようなコンピュータプログラムが記憶されたデータ記憶媒体（例えば、半導体メモリ、磁気ディスクまたは光ディスク）の形態であってもよい。さらに、機械読取可能命令は、２つ以上のコンピュータプログラムに組み込まれていてもよい。２つ以上のコンピュータプログラムは、１つ以上の異なるメモリおよび／またはデータ記憶媒体に記憶されていてもよい。
[0083] 上述したコントローラは、信号を受信し、処理し、かつ送信するためのあらゆる好適な構成を有し得る。例えば、各コントローラは、上述した方法のための機械読取可能命令を含むコンピュータプログラムを実行するための１つ以上のプロセッサを備え得る。コントローラは、そのようなコンピュータプログラムを記憶するための記憶媒体および／または該媒体を受けるハードウェアを備えてもよい。
[0084] 本発明の１つ以上の実施形態は、特に（他を排除するものではないが）上述したようなタイプの液浸リソグラフィ用途に適用可能であり、液浸液が槽の形態で基板の局所化された表面領域のみに提供されるか、あるいは、基板上および／または基板テーブル上に閉じ込められずに提供されるかは問わない。閉じ込められない配置では、液浸液は基板テーブルおよび／または基板の覆われていない表面の実質的に全体が濡れるように、基板および／または基板テーブルの表面上に流れ得る。このような閉じ込められないタイプの液浸システムでは、液体供給システムは液浸液を閉じ込めなくてもよく、あるいは、液浸液の実質的に完全な閉じ込めはではなく、部分的な閉じ込めを提供するものであってもよい。
[0085] 本明細書で意図される液体供給システムは、広く解釈されるべきである。特定の実施形態では、投影システムと基板および／または基板テーブルとの間の空間に液体を供給する機構または構造体の組み合わせであり得る。液体供給システムは、空間に液体を提供するための１つ以上の構造体、１つ以上の液体インレット、１つ以上のガスインレット、１つ以上のガスアウトレット、および／または、１つ以上の液体アウトレットの組み合わせを備え得る。ある実施形態では、空間の表面が基板および／または基板テーブルの一部分あってもよく、あるいは、空間の表面が基板および／または基板テーブルの表面を完全に覆っていてもよく、あるいは、空間が基板および／または基板テーブルを囲ってもよい。液体供給システムは、任意で、さらに液体の位置、量、品質、形状、流量、または他の特徴を制御する１つ以上の要素を含んでもよい。
[0086] 上記の説明は、制限ではなく例示を意図したものである。したがって、当業者には明らかなように、添付の特許請求の範囲を逸脱することなく本記載の発明に変更を加えてもよい。
[0087] 当然のことながら、「発明を実施するための形態」の欄は、請求の範囲を理解するために利用されることを意図したものである。「発明の概要」および「要旨」の欄は、発明者によって意図された本発明の１つ以上の、全てではない例示的な実施形態を記載し得るため、本発明および添付の請求の範囲をどんな形であれ制限するものではない。
[0088] 以上、本発明は、特定の機能およびそれら機能間の関係の実現を例示する機能的なビルディングブロックを使って説明してきた。本明細書において、これら機能的なビルディングブロックの境界は、説明の便宜上、任意で規定した。特定の機能およびそれら機能間の関係が適切に実行される限り、別の境界を規定することもできる。
[0089] 上述した特定の実施形態の説明は、本発明の一般的性質を十分に明らかにしているため、当業者の知識を適用することによって、過度な実験を行うことなく、また本発明の一般概念から逸脱することなく、他の者が該特定の実施形態を変形すること、および／または多様な用途に適用することが容易に可能である。したがって、そのような適用および変形は、本明細書に示す教示および案内に基づいて、開示した実施形態の均等物の意味および範囲内であることが意図される。当然のことながら、本明細書の用語使いまたは言い回しは、制限ではなく説明を目的としたものであるため、本明細書の用語使いまたは言い回しは、当業者によって、本明細書の教示および案内を踏まえて解釈され得る。
[0090] 本発明の広さおよび範囲は、上述した例示的な実施形態のいずれによっても制限されるべきではなく、以下の請求の範囲およびそれらの均等物に従ってのみ規定されるべきものである。

Claims (15)

  1. 少なくとも第１および第２方向に移動可能な可動物体であって、該第１および第２方向が互いに直交し、かつ該第１および第２方向に垂直な軸を中心として回転可能である可動物体と、
    前記可動物体を少なくとも前記第１および第２方向に移動させるように動作可能な位置決めシステムと、
    前記第１方向の前記可動物体の変位および前記軸を中心とした前記可動物体の角位置を、測定放射ビームを使って測定するように動作可能な干渉型変位測定システムであって、実質的に平面的でかつ前記第１方向に実質的に垂直なリフレクタを含む干渉型変位測定システムと、
    前記位置決めシステムおよび前記干渉型変位測定システムを制御して、前記可動物体の前記角位置の第１組の測定値を得て、前記測定ビームに位相オフセットを生じさせ、前記可動物体の前記角位置の第２組の測定値を得るように動作可能な制御システムと、
    前記第１および第２組の測定値に基づき前記干渉型変位測定システムを較正するように動作可能な較正システムと、
    を備える、リソグラフィ装置。
  2. 少なくとも第１および第２方向に移動可能な可動物体であって、該第１および第２方向が互いに直交する、可動物体と、
    前記可動物体を少なくとも前記第１および第２方向に移動させるように動作可能な位置決めシステムと、
    前記第１および第２方向の前記可動物体の変位を過剰決定方式で測定するように動作可能な干渉型変位測定システムであって、実質的に平面的でかつ前記第１方向に実質的に垂直なリフレクタを含む干渉型変位測定システムと、
    前記位置決めシステムおよび前記干渉型変位測定システムを制御して、前記可動物体の第１組の測定値を得て、前記測定ビームに位相オフセットを生じさせ、前記可動物体の角位置の第２組の測定値を得るように動作可能な制御システムと、
    前記第１および第２組の測定値に基づき前記干渉型変位測定システムを較正するように動作可能な較正システム、および／または、前記第１および第２組の測定値に基づき前記リフレクタの形状を監視するように動作可能な監視システムと、
    を含む、リソグラフィ装置。
  3. 前記制御システムが、前記位置決めシステムを制御して、前記第１組の測定値が得られた際の前記第１方向の前記可動物体の位置と前記第２組の測定値が得られた際の前記第１方向の前記可動物体の位置との間に距離があるように、前記可動物体を変位させることによって、前記位相オフセットを生じさせる、請求項１または２に記載のリソグラフィ装置。
  4. 前記距離が、（ａ／ｂ）．（λ／ｃ）に実質的に等しく、ここで、λは前記測定ビームの波長であり、ａ、ｂおよびｃは整数である、請求項３に記載のリソグラフィ装置。
  5. 前記干渉計が、制御可能光デバイスを含み、前記制御システムが、前記制御可能光デバイスを制御することにより前記位相オフセットを生じさせる、請求項１〜４のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
  6. 前記制御システムが、さらに、前記干渉型変位測定システムを制御して、第２位相オフセットを生じさせ、第３組の測定値を得るように動作可能である、請求項１〜５のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
  7. 前記較正システムが、前記角位置の平均から再構築されたミラー形状に基づいて前記干渉型変位測定システムを較正するように動作可能である、請求項１〜６のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
  8. 前記較正システムが、前記角位置間の差に基づいて、前記干渉型変位測定システムを較正するように動作可能である、請求項１〜７のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
  9. 前記干渉型変位測定システムが、さらに、第２の測定放射ビームを使って前記第２方向の前記可動物体の変位を測定するように動作可能であり、前記干渉型変位測定システムが、実質的に平面的でかつ前記第２方向に実質的に垂直な第２リフレクタを含み、
    前記制御システムが、さらに、前記第２の測定ビームを使って、前記可動物体の前記角位置の第４組の測定値を得て、前記測定ビームに位相オフセットを生じさせ、前記第２の測定ビームを使って前記可動物体の前記角位置の第５組の測定値を得るように動作可能であり、
    前記較正システムが、さらに、前記第４および第５組の測定値に基づいて前記干渉型変位測定システムを較正するように動作可能である、
    請求項１〜8のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
  10. 前記可動物体が、基板を支持する基板テーブル、または、パターニングデバイスを支持する支持部材である、請求項１〜９のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
  11. 前記リフレクタが、前記可動物体に固定される、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
  12. リソグラフィ装置の可動物体の第１方向の変位と、前記第１方向に垂直な軸を中心とした前記可動物体の角位置とを測定放射ビームを使って測定するように動作可能な干渉型変位測定システムであって、実質的に平面的でかつ前記第１方向に実質的に垂直なリフレクタを含む干渉型変位測定システムを較正する方法であって、
    前記可動物体の前記角位置の第１組の測定値を得ること、
    前記測定ビームである位相を生じさせること、
    前記可動物体の前記角位置の第２組の測定値を行うこと、
    前記第１および第２組の測定値に基づいて前記干渉型変位測定システムを較正すること、
    を含む、方法。
  13. 前記位相オフセットを生じさせることは、前記第１組の測定値が得られた際の前記第１方向の前記可動物体の位置と、前記第２組の測定値が得られた際の前記第１方向の前記可動物体の位置との間に距離があるように、前記可動物体を変位させることを含む、請求項１２に記載の方法。
  14. 前記距離が、（ａ／ｂ）．（λ／ｃ）に実質的に等しく、ここで、λは前記測定ビームの波長であり、ａ、ｂおよびｃは整数である、請求項１３に記載の方法。
  15. 可動テーブルに保持された基板上に像を投影する投影システムを有するリソグラフィ装置を使ったデバイス製造方法であって、
    前記リソグラフィ装置の可動物体の第１方向の変位および前記第１方向に垂直な軸を中心とした角位置を、測定放射ビームを使って測定するように動作可能であり、実質的に平面的でかつ前記第１方向に実質的に垂直なリフレクタを含む干渉型変位測定システムについて、
    前記可動物体の前記角位置の第１組の測定値を得ること、
    前記測定ビームに位相オフセットを生じさせること、
    前記可動物体の前記角位置の第２組の測定値を得ること、
    前記第１および第２組の測定値に基づいて前記干渉型変位測定システムを較正すること、
    前記可動テーブルを前記第１方向にスキャンしつつ前記可動テーブル上に保持された基板上に像を投影すること、および、
    前記投影中、前記干渉型変位測定システムによって測定された前記可動テーブルの変位を基準として、前記可動テーブルの移動を制御すること、
    によって、前記干渉型変位測定システムを較正すること、
    を含む、デバイス製造方法。
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