JP2019503504A - 位置センシング機構、そのような機構を含むリソグラフィ装置、位置センシング方法、及びデバイス製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
[0001] 本出願は、2016年1月19日に出願された欧州特許出願第16151931.9号の優先権を主張する。この出願は参照により全体が本願に含まれる。
−位置センシング放射をターゲットに送出するための照明光学系と、
−ターゲットからの反射の後、位置センシング放射を集光するための集光光学系と、
−集光された位置センシング放射を受光し、集光された位置センシング放射を処理してターゲットの位置を決定するための位置信号処理システムと、を備え、
位置信号処理システムは更に、基準放射を集光された位置センシング放射と干渉させることによって干渉放射を与えるための基準ビームデリバリシステムを備え、
基準放射と位置センシング放射との間に相対位相変調を適用して、適用された位相変調によって規定された時間変動成分を干渉放射が含むようにし、
位置信号処理システムは、(i)干渉放射を2つの光検出器に送出して各光検出器が干渉放射の部分を受光するように構成された光学信号分割機構であって、各部分は他方の光検出器で受光された部分とは逆位相の時間変動成分を有する、光学信号分割機構と、(ii)2つの光検出器からの差信号を受信すると共に、適用された位相変調を参照して差信号の時間変動成分を抽出するように配置された検出器と、を含む、
位置センシング機構を提供する。
(a)位置センシング放射をターゲットに送出することと、
(b)ターゲットからの反射又は回折の後、位置センシング放射を集光することと、
(c)集光された位置センシング放射を処理してターゲットの位置を決定することと、を含み、
ステップ(c)は、
(c1)基準放射を集光された位置センシング放射と干渉させると共に、基準放射と位置センシング放射との間に相対位相変調を適用して、適用された位相変調によって規定された時間変動成分を干渉放射が含むようにするステップと、
(c2)干渉放射を2つの光検出器に送出して各光検出器が干渉放射の部分を受光するようにするステップであって、各部分は他方の光検出器で受光された部分とは逆位相の時間変動成分を有する、ステップと、
(c3)2つの光検出器からの差信号を受信し、適用された位相変調を参照して差信号の時間変動成分を抽出するステップであって、抽出された時間変動成分はターゲットの位置の決定において用いられる、ステップと、
を含む、位置センシング方法を提供する。
− 放射ビームB(例えばUV放射又はDUV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成され、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位置決めするように構成された第1のポジショナPMに接続された支持構造(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成され、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のポジショナ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と、
− 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つ以上のダイを含む)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)PLと、
を備える。
1.ステップモードでは、マスクテーブルMT及び基板テーブルWTは、基本的に静止状態に維持される一方、放射ビームに付与されたパターン全体が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、単一静的露光で結像されるターゲット部分Cのサイズが制限される。
2.スキャンモードでは、マスクテーブルMT及び基板テーブルWTは同期的にスキャンされる一方、放射ビームに付与さ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)。マスクテーブルMTに対する基板テーブルWTの速度及び方向は、投影システムPL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、マスクテーブルMT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。
Claims (34)
- 位置センシング放射をターゲットに送出するための照明光学系と、
前記ターゲットからの反射又は回折の後、前記位置センシング放射を集光するための集光光学系と、
前記集光された位置センシング放射を受光し、前記集光された位置センシング放射を処理して前記ターゲットの位置を決定するための位置信号処理システムと、を備え、
前記位置信号処理システムは更に、基準放射を前記集光された位置センシング放射と干渉させることによって干渉放射を与えるための基準ビームデリバリシステムを備え、
前記基準放射と前記位置センシング放射との間に相対位相変調を適用して、前記適用された位相変調によって規定された時間変動成分を前記干渉放射が含むようにし、
前記位置信号処理システムは、(i)前記干渉放射を2つの光検出器に送出して各光検出器が前記干渉放射の部分を受光するように構成された光学信号分割機構であって、各部分は他方の光検出器で受光された部分とは逆位相の前記時間変動成分を有する、光学信号分割機構と、(ii)前記2つの光検出器からの差信号を受信すると共に、前記適用された位相変調を参照して前記差信号の時間変動成分を抽出するように配置された検出器と、を含む、
位置センシング機構。 - 前記2つの光検出器は、いかなる増幅又は変換にも先立って前記差信号を発生するように直列に接続されている、請求項1に記載の機構。
- 前記位置信号処理システムは
自己参照干渉計を含む、請求項1又は2に記載の機構。 - 前記基準ビームデリバリシステムは、前記基準放射における回折信号を特定のターゲットの回折信号とマッチングさせるためのモードマッチングデバイスを含む、請求項3に記載の機構。
- 前記モードマッチングデバイスは、前記ターゲットの形態とマッチングする形態を有する基準構造を含む、請求項4に記載の機構。
- 前記モードマッチングデバイスは、異なるターゲットとマッチングするように選択可能である複数の基準構造を含む、請求項5に記載の機構。
- 前記集光光学系は、対物レンズを含み、
前記モードマッチングデバイスは、前記集光光学系の前記対物レンズとマッチングする対物レンズを更に含む、請求項5又は6に記載の機構。 - 前記位置信号処理システムは、前記ターゲットにより発生された軸外回折信号を受信すると共に前記軸外回折信号を軸上光学位置信号に再結合するように配置された基準要素を含む、請求項1又は2に記載の機構。
- 前記照明系は、軸外回折信号を発生させるように配置された基準要素を含み、この軸外回折信号は次いで前記ターゲットによって軸上位置信号に再結合される、請求項1又は2に記載の機構。
- 前記基準ビームデリバリシステムは、特定の回折角のみの集光放射との干渉を引き起こし、これによって他の角度で前記ターゲット表面により散乱された放射との干渉を回避するように構成されている、請求項1から9のいずれか一項に記載の機構。
- 前記位置信号処理システムは、前記ターゲットに対する前記集光光学系の複数の位置で集光された前記位置センシング放射を用いて前記位置を決定するように配置されている、請求項1から10のいずれか一項に記載の機構。
- 前記位置信号処理システムは、前記ターゲットに対する前記集光光学系のスキャン移動中に集光された前記位置センシング放射を用いて前記位置を決定するように配置されている、請求項11に記載の機構。
- 前記位置センシング放射及び前記基準放射は、1以上のコヒーレント放射源から得られた放射を含む、請求項1から12のいずれか一項に記載の機構。
- 前記位置センシング放射は、第1の波長範囲を有する第1の位置センシング放射と、第2の波長範囲を有する第2の位置センシング放射と、を含み、
前記基準放射は、実質的に前記第1の波長範囲を有する第1の基準放射と、実質的に前記第2の波長範囲を有する第2の基準放射と、を含み、
前記第1の基準放射及び第1の位置センシング放射には第1の適用された位相変調が与えられ、前記第2の基準放射及び第2の位置センシング放射には第2の適用された位相変調が与えられて、前記位置信号処理システムで検出された前記干渉放射が前記第1の適用された位相変調に対応する第1の時間変動成分及び前記第2の適用された位相変調に対応する第2の時間変動成分を含むようになっており、
前記位置信号処理システムは、前記第1及び第2の適用された位相変調の双方を参照して動作可能である1つ以上の検出器を含み、前記位置を決定するため前記第1及び/又は第2の位置センシング放射のどちらを用いるかを選択するように動作可能である、請求項1から13のいずれか一項に記載の機構。 - 前記基準ビームデリバリシステムは、前記基準放射の強度を調整可能に低減させるための1つ以上の調整可能減衰器を含む、請求項1から14のいずれか一項に記載の機構。
- 前記又は各適用された位相変調によって前記位置センシング放射と前記基準放射との間に相対周波数シフトが生じ、前記干渉放射における前記時間変動成分は前記相対周波数シフトに対応する特性周波数を含む、請求項1から15のいずれか一項に記載の機構。
- アライメントセンサが請求項1から16のいずれか一項に記載の位置センシング機構を含むリソグラフィ装置であって、
基板に提供されたターゲットに対して前記位置センシングシステムを用いて実行された位置測定に応答して前記基板に対するパターンの適用を制御するための機構を更に備える、リソグラフィ装置。 - (a)位置センシング放射をターゲットに送出することと、
(b)前記ターゲットからの反射又は回折の後、前記位置センシング放射を集光することと、
(c)前記集光された位置センシング放射を処理して前記ターゲットの位置を決定することと、を含み、
前記ステップ(c)は、
(c1)基準放射を前記集光された位置センシング放射と干渉させると共に、前記基準放射と前記位置センシング放射との間に相対位相変調を適用して、前記適用された位相変調によって規定された時間変動成分を前記干渉放射が含むようにするステップと、
(c2)前記干渉放射を2つの光検出器に送出して各光検出器が前記干渉放射の部分を受光するようにするステップであって、各部分は他方の光検出器で受光された部分とは逆位相の前記時間変動成分を有する、ステップと、
(c3)前記2つの光検出器からの差信号を受信し、前記適用された位相変調を参照して前記差信号の時間変動成分を抽出するステップであって、前記抽出された時間変動成分は前記ターゲットの前記位置の決定において用いられる、ステップと、
を含む、位置センシング方法。 - 前記2つの光検出器は、いかなる増幅又は変換にも先立って前記差信号を発生するように直列に接続されている、請求項18に記載の方法。
- 前記集光された位置センシング放射は、自己参照干渉計を用いて処理される、請求項18又は19に記載の方法。
- 基準放射は、前記基準放射における回折信号が特定のターゲットの回折信号とマッチングするように送出される、請求項20に記載の方法。
- 前記基準放射は、前記ターゲットの形態とマッチングする形態を有する基準構造を介して送出される、請求項21に記載の方法。
- 異なるターゲットとマッチングさせるため異なる形態を有する複数の基準構造から前記基準構造を選択することを予備ステップとして更に含む、請求項22に記載の方法。
- 前記回折された放射は、第1の対物レンズを介して集光され、
前記基準放射は、マッチングしている第2の対物レンズを介して送出される、請求項22又は23に記載の方法。 - 前記ターゲットにより発生された軸外回折信号を受信すると共に前記軸外回折信号を軸上光学位置信号に再結合するように基準要素が配置されている、請求項18又は19に記載の方法。
- 前記ターゲットとの相互作用に先立って前記位置センシング放射における軸外回折信号を発生させるように基準要素が配置され、
前記軸外回折信号は、次いで前記ターゲットによって軸上位置信号に再結合される、請求項18又は19に記載の方法。 - 前記基準放射は、特定の回折角のみの集光放射と干渉し、これによって他の角度で前記ターゲット表面により散乱された放射との干渉を回避するように配置されている、請求項18から26のいずれか一項に記載の方法。
- 前記位置センシング放射は、前記ターゲットに対する前記集光光学系の複数の位置で集光される、請求項18から27のいずれか一項に記載の方法。
- 前記位置は、前記ターゲットに対する前記集光光学系のスキャン移動中に集光された前記位置センシング放射を用いて決定される、請求項28に記載の方法。
- 前記位置センシング放射及び前記基準放射は、1以上のコヒーレント放射源から得られた放射を含む、請求項18から29のいずれか一項に記載の方法。
- 前記位置センシング放射は、第1の波長範囲を有する第1の位置センシング放射と、第2の波長範囲を有する第2の位置センシング放射と、を含み、
前記基準放射は、実質的に前記第1の波長範囲を有する第1の基準放射と、実質的に前記第2の波長範囲を有する第2の基準放射と、を含み、
前記第1の基準放射及び第1の位置センシング放射には第1の適用された位相変調が与えられ、前記第2の基準放射及び第2の位置センシング放射には第2の適用された位相変調が与えられて、前記干渉放射が前記第1の適用された位相変調に対応する第1の時間変動成分及び前記第2の適用された位相変調に対応する第2の時間変動成分を含むようになっており、
前記ステップ(c3)は、前記第1及び第2の適用された位相変調の一方又は双方を参照して実行されて、前記位置を決定するため前記第1及び/又は第2の位置センシング放射のどちらを用いるかを選択する、請求項18から30のいずれか一項に記載の方法。 - 前記基準放射の強度を調整して光学位置センシング信号の光学増幅を調整することを更に含む、請求項18から31のいずれか一項に記載の方法。
- 前記又は各適用された位相変調によって前記位置センシング放射と前記基準放射との間に相対周波数シフトが生じ、前記干渉放射における前記時間変動成分は前記相対周波数シフトに対応する特性周波数を含む、請求項28から32のいずれか一項に記載の方法。
- 請求項28から33のいずれか一項に記載の位置センシング方法を用いて基板上のターゲットの位置を測定することと、
前記位置測定を用いることに応答して基板に対してパターンを適用することと、
を含む、デバイスを製造する方法。
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