JP2023522924A - 光学測定システムおよび光学測定システムのキャリブレーションのための方法 - Google Patents

光学測定システムおよび光学測定システムのキャリブレーションのための方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2023522924A
JP2023522924A JP2022563437A JP2022563437A JP2023522924A JP 2023522924 A JP2023522924 A JP 2023522924A JP 2022563437 A JP2022563437 A JP 2022563437A JP 2022563437 A JP2022563437 A JP 2022563437A JP 2023522924 A JP2023522924 A JP 2023522924A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
measurement
optical
optical axis
measurement beam
path length
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2022563437A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7375226B2 (ja
Inventor
ヤンセン、マールテン、ヨゼフ
リュウ、ピン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ASML Netherlands BV
Original Assignee
ASML Netherlands BV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ASML Netherlands BV filed Critical ASML Netherlands BV
Publication of JP2023522924A publication Critical patent/JP2023522924A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7375226B2 publication Critical patent/JP7375226B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02—Interferometers
    • G01B9/02055—Reduction or prevention of errors; Testing; Calibration
    • G01B9/0207—Error reduction by correction of the measurement signal based on independently determined error sources, e.g. using a reference interferometer
    • G01B9/02072—Error reduction by correction of the measurement signal based on independently determined error sources, e.g. using a reference interferometer by calibration or testing of interferometer
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02—Interferometers
    • G01B9/02001—Interferometers characterised by controlling or generating intrinsic radiation properties
    • G01B9/02002—Interferometers characterised by controlling or generating intrinsic radiation properties using two or more frequencies
    • G01B9/02003—Interferometers characterised by controlling or generating intrinsic radiation properties using two or more frequencies using beat frequencies
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02—Interferometers
    • G01B9/02001—Interferometers characterised by controlling or generating intrinsic radiation properties
    • G01B9/02002—Interferometers characterised by controlling or generating intrinsic radiation properties using two or more frequencies
    • G01B9/02004—Interferometers characterised by controlling or generating intrinsic radiation properties using two or more frequencies using frequency scans
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02—Interferometers
    • G01B9/02001—Interferometers characterised by controlling or generating intrinsic radiation properties
    • G01B9/02007—Two or more frequencies or sources used for interferometric measurement
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02—Interferometers
    • G01B9/02015—Interferometers characterised by the beam path configuration
    • G01B9/02027—Two or more interferometric channels or interferometers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
    • G01B9/02—Interferometers
    • G01B9/02055—Reduction or prevention of errors; Testing; Calibration
    • G01B9/02056—Passive reduction of errors
    • G01B9/02059—Reducing effect of parasitic reflections, e.g. cyclic errors
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70491—Information management, e.g. software; Active and passive control, e.g. details of controlling exposure processes or exposure tool monitoring processes
    • G03F7/70516—Calibration of components of the microlithographic apparatus, e.g. light sources, addressable masks or detectors
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70775—Position control, e.g. interferometers or encoders for determining the stage position

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)

Abstract

【解決手段】本発明は、異なる光路長を有する第１光軸および第２光軸を備える光学測定システムのキャリブレーションのための方法を提供する。方法は、第１測定ビームを使用して、第１光軸に沿った第１測定値を測定することと、第２測定ビームを使用して、第２光軸に沿った第２測定値を測定することと、第１測定ビームおよび第２測定ビームの波長を変えることと、変えられた波長を有する第１測定ビームを使用して、第１光軸に沿った第１測定値を更に測定することと、変えられた波長を有する第２測定ビームを使用して、第２光軸に沿った第２測定値を更に測定することと、測定された値に基づいて、光学測定システムのサイクリックエラーを決定することと、サイクリックエラーに基づく補正値を保存することと、を備える。【選択図】図４

Description

［関連出願へのクロスリファレンス］
本出願は、2020年4月23日に出願された欧州出願20171037.3の優先権を主張し、その全体が参照によって本書に援用される。
［技術分野］
本発明は、光学測定システムおよび光学測定システムのキャリブレーションのための方法に関する。
リソグラフィ装置は、基板上に所望のパターンを適用するように構成された装置である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（IC）の製造において使用されうる。リソグラフィ装置は、例えば、基板（例えば、ウェーハ）上に提供される放射感応性材料（レジスト）の層上に、パターニングデバイス（例えば、マスク）のパターン（しばしば「デザインレイアウト」または「デザイン」とも表される）を投影してもよい。
半導体製造プロセスが進歩を続けるにつれて、一般的に「ムーアの法則」と表されるトレンドに従って数十年に亘ってデバイス当たりのトランジスタ等の機能要素の量が着実に増加すると共に、回路要素の寸法が継続的に低減されている。ムーアの法則に付いていくために、ますます小さいフィーチャの生成を可能にする技術を半導体業界は追い求めている。基板上にパターンを投影するために、リソグラフィ装置は電磁放射を使用してもよい。この放射の波長は、基板上にパターン形成されるフィーチャの最小サイズを決定する。現在使用されている典型的な波長は、365nm（ｉ線）、248nm、193nmおよび13.5nmである。4nmから20nmの範囲内、例えば6.7nmまたは13.5nmの波長を有する極端紫外（EUV）放射を使用するリソグラフィ装置は、例えば193nmの波長を有する放射を使用するリソグラフィ装置より小さいフィーチャを基板上に形成するために使用されてもよい。
リソグラフィ装置は、典型的に、干渉計システム等の光学位置測定システムと共に提供される。干渉計システムは、基板を保持するテーブルまたは投影システムの光学コンポーネント等のオブジェクトの位置を正確に決定するように設けられる。このようなオブジェクトの位置は、制御システムがオブジェクトを所望の位置に正確に駆動できるように、正確に測定される必要がある。干渉計の測定エラーは、制御システムに、所望の位置からオフセットした位置にオブジェクトを駆動させる。オフセットのために、パターンが基板上に適切に投影されない恐れがある。
公知の干渉計システムの欠点は、いわゆるサイクリックエラーの影響を受けることである。干渉計システムは、オブジェクトの位置に基づいて反復信号を提供する。サイクリックエラーは、信号の位相に依存する反復信号のエラーである。
US2019/265019は、光学測定システムのキャリブレーションのための方法を開示している。
この方法は、
測定方向に沿って、ターゲットの第１位置または第１角度方向を測定することと、
ターゲットが、第１位置または第１角度方向にある時について、光学測定システムの第１サイクリックエラーを決定することと、
測定方向に沿って、ターゲットの第２位置または第２角度方向を測定することと、
ターゲットが、測定方向と異なる方向に第１位置から離れている第２位置または第２角度方向にある時について、光学測定システムの第２サイクリックエラーを決定することと、
第１サイクリックエラーに基づく第１補正値を保存することと、
第２サイクリックエラーに基づく第２補正値を保存することと、
を備えるステップを備える。
第１補正値および第２補正値は、ターゲットが第１位置の近傍にある時についての第１補正値で光学測定システムの測定値を補正するために、および、ターゲットが第２位置の近傍にある時についての第２補正値で光学測定システムの更なる測定値を補正するために使用されうる。
US2019/265019の方法では、サイクリックエラーについて測定値を補正するための補正値を決定するために移動ターゲットが必要である。
この方法の欠点は、移動ターゲットを持たない干渉計システムについてサイクリックエラーを決定するために使用できないことである。
本発明の目的は、サイクリックエラーについて光学測定システムの測定値を補正するための補正値を決定するために移動ターゲットを必要としない光学測定システムのキャリブレーションのための方法を提供することである。本発明の他の目的は、サイクリックエラーの補正のために使用される補正値を決定するために移動ターゲットを必要としない、サイクリックエラーについて補正するように設けられる光学測定システムを提供することである。
本発明の一態様によれば、異なる光路長を有する第１光軸および第２光軸を備える光学測定システムのキャリブレーションのための方法が提供される。
この方法は、
第１測定ビームを使用して、第１光軸に沿った第１測定値を測定することと、
第２測定ビームを使用して、第２光軸に沿った第２測定値を測定することと、
第１測定ビームおよび第２測定ビームの波長を変えることと、
変えられた波長を有する第１測定ビームを使用して、第１光軸に沿った第１測定値を更に測定することと、
変えられた波長を有する第２測定ビームを使用して、第２光軸に沿った第２測定値を更に測定することと、
第１測定値、第２測定値、更なる第１測定値および更なる第２測定値に基づいて、光学測定システムのサイクリックエラーを決定することと、
サイクリックエラーに基づく補正値を保存することと、
を備えるキャリブレーションステップを備える。
本発明の他の態様によれば、光学測定システムが提供される。
このシステムは、
第１測定ビームおよび第２測定ビームを提供する光源と、
第１測定ビームを受け取るために、光源と光学的に接続される第１光軸と、
第１光軸と異なる光路長を有し、第２測定ビームを受け取るために、光源と光学的に接続される第２光軸と、
第１光軸と関連付けられる第１検出器と、
第２光軸と関連付けられる第２検出器と、
第１検出器および第２検出器と接続される処理ユニットと、
を備える。
光学測定システムは、
第１測定ビームを使用して、第１光軸に沿った第１測定値を第１検出器で測定することと、
第２測定ビームを使用して、第２光軸に沿った第２測定値を第２検出器で測定することと、
第１測定ビームおよび第２測定ビームの波長を変えることと、
変えられた波長を有する第１測定ビームを使用して、第１光軸に沿った第１測定値を第１検出器で更に測定することと、
変えられた波長を有する第２測定ビームを使用して、第２光軸に沿った第２測定値を第２検出器で更に測定することと、
処理ユニットにおいて、第１測定値、第２測定値、第１の更なる測定値および第２の更なる測定値に基づいて、光学測定システムのサイクリックエラーを決定することと、
サイクリックエラーに基づく補正値を保存することと、
を備えるステップを備えるキャリブレーション方法を実行するように設けられる。
本発明の実施形態が、例示のみを目的として、付随する以下の模式図を参照して記述される。
リソグラフィ装置の模式的な概要を示す。 図１のリソグラフィ装置の一部の詳細を示す。 位置制御システムを模式的に示す。 本発明の実施形態に係る光学測定システムの第１実施形態を示す。 本発明の実施形態に係る光学測定システムの第２実施形態を示す。 本発明の実施形態に係る光学測定システムの第３実施形態を示す。
本文書では、用語「放射」および「ビーム」が、紫外放射（例えば、365、248、193、157または126nmの波長を有するもの）およびEUV（極端紫外放射、例えば、約5-100nmの範囲における波長を有するもの）を含む全てのタイプの電磁放射を包含するために使用される。
本テキストにおいて使用される用語「レチクル」、「マスク」または「パターニングデバイス」は、基板のターゲット部分において生成されるパターンに対応する、パターン形成された断面を入射する放射ビームに付与するために使用されうる一般的なパターニングデバイスを表すものと広義に解釈されてもよい。用語「ライトバルブ」は、この文脈においても使用されうる。古典的なマスク（透過型または反射型、バイナリ型、位相シフト型、ハイブリッド型等）の他に、このようなパターニングデバイスの他の例は、プログラマブルミラーアレイおよびプログラマブルLCDアレイを含む。
図１は、リソグラフィ装置ＬＡを模式的に示す。リソグラフィ装置ＬＡは、放射ビームＢ（例えば、UV放射、DUV放射またはEUV放射）を調整するように構成される照明システム（イルミネータとも表される）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応じてパターニングデバイスＭＡを正確に配置するように構成される第１ポジショナＰＭに接続されるマスクサポート（例えば、マスクテーブル）ＭＴと、基板（例えば、レジストがコーティングされたウェーハ）Ｗを保持するように構成され、特定のパラメータに応じて基板サポートを正確に配置するように構成される第２ポジショナＰＷに接続される基板サポート（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に形成されたパターンを基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば、一または複数のダイを備える）上に投影するように構成される投影システム（例えば、屈折投影レンズシステム）ＰＳと、を含む。
稼働中、照明システムＩＬは、例えばビームデリバリシステムＢＤを介して、放射源ＳＯからの放射ビームを受け取る。照明システムＩＬは、放射の方向付け、形成および／または制御のために、屈折型、反射型、磁気型、電磁気型、静電型および／または他のタイプの光学コンポーネント、またはこれらの任意の組合せ等の各種のタイプの光学コンポーネントを含んでもよい。イルミネータＩＬは、パターニングデバイスＭＡの面での断面において所望の空間および角度強度分布を有するように、放射ビームＢを調整するために使用されてもよい。
ここで使用される用語「投影システム」ＰＳは、使用中の露光放射、および／または、液浸液または真空の使用等の他のファクタについて適切な、屈折型、反射型、反射屈折型、アナモルフィック型、磁気型、電磁気型および／または静電型の光学システム、またはこれらの任意の組合せを含む各種のタイプの投影システムを包含するものと広義に解釈されるべきである。ここでの用語「投影レンズ」の使用は、より一般的な用語「投影システム」ＰＳと同義と解釈されてもよい。
リソグラフィ装置ＬＡは、投影システムＰＳおよび基板Ｗの間の空間を満たすために、基板の少なくとも一部が比較的高い屈折率を有する水等の液体によって覆われてもよいタイプでもよい（液浸リソグラフィとも表される）。液浸技術に関するより多くの情報は、参照によって本書に援用されるUS6952253において与えられる。
リソグラフィ装置ＬＡは、二つ以上の基板サポートＷＴ（「デュアルステージ」とも呼ばれる）を有するタイプでもよい。このような「複数ステージ」装置では、基板サポートＷＴが並行的に使用されてもよい、および／または、他方の基板サポートＷＴ上の他の基板Ｗが、その上へのパターンの露光のために使用されている間に、一方の基板サポートＷＴ上に位置する基板Ｗに対して、後続の露光の準備ステップが実行されてもよい。
基板サポートＷＴに加えて、リソグラフィ装置ＬＡは、測定ステージを備えてもよい。測定ステージは、センサおよび／またはクリーニングデバイスを保持するように設けられる。センサは、投影システムＰＳの特性または放射ビームＢの特性を測定するように設けられてもよい。測定ステージは、複数のセンサを保持してもよい。クリーニングデバイスは、リソグラフィ装置の部分、例えば投影システムＰＳの部分または液浸液を提供するシステムの部分をクリーニングするように設けられてもよい。測定ステージは、基板サポートＷＴが投影システムＰＳから離れている時に、投影システムＰＳの下方で移動してもよい。
稼働中、放射ビームＢは、マスクサポートＭＴ上に保持されているマスクＭＡ等のパターニングデバイス上に入射し、パターニングデバイスＭＡ上に存在するパターン（デザインレイアウト）によってパターン形成される。パターニングデバイスＭＡを経た放射ビームＢは、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームを集める投影システムＰＳを通過する。例えば、異なるターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路における集光および整列位置に配置するために、第２ポジショナＰＷおよび位置測定システムＰＭＳによって基板サポートＷＴは正確に駆動されうる。同様に、放射ビームＢの経路に対してパターニングデバイスＭＡを正確に配置するために、第１ポジショナＰＭおよび必要に応じて他の位置センサ（図１では明示されない）が使用されてもよい。パターニングデバイス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を使用して整列されてもよい。図示の基板アライメントマークＰ１、Ｐ２は専用のターゲット部分を占めるが、これらはターゲット部分の間の空間に配置されてもよい。ターゲット部分Ｃの間に配置される場合の基板アライメントマークＰ１、Ｐ２は、スクライブラインアライメントマークとして知られている。
発明を明確化するために、デカルト座標系が使用される。デカルト座標系は、三つの軸、すなわちｘ軸、ｙ軸およびｚ軸を有する。三つの軸のそれぞれは、他の二つの軸と直交する。ｘ軸の周りの回転はＲｘ回転と表される。ｙ軸の周りの回転はＲｙ回転と表される。ｚ軸の周りの回転はＲｚ回転と表される。ｘ軸およびｙ軸は水平面を定め、ｚ軸は鉛直方向にある。デカルト座標系は発明を限定せず、明確化のためだけに使用される。代わりに、円筒座標系等の他の座標系が発明を明確化するために使用されてもよい。例えば、ｚ軸が水平面に沿った成分を有するように、デカルト座標系の方向は異なってもよい。
図２は、図１のリソグラフィ装置ＬＡの一部の詳細を示す。リソグラフィ装置ＬＡには、ベースフレームＢＦ、バランスマスＢＭ、計測フレームＭＦおよび防振システムＩＳが提供されてもよい。計測フレームＭＦは、投影システムＰＳを支持する。加えて、計測フレームＭＦは、位置測定システムＰＭＳの一部を支持してもよい。計測フレームＭＦは、防振システムＩＳを介してベースフレームＢＦによって支持される。防振システムＩＳは、ベースフレームＢＦから計測フレームＭＦに伝わる振動を防止または低減するように設けられる。
第２ポジショナＰＷは、基板サポートＷＴおよびバランスマスＢＭの間に駆動力を提供することによって、基板サポートＷＴを加速するように設けられる。駆動力は、基板サポートＷＴを所望の方向に加速する。運動量の保存のために、駆動力は、所望の方向と反対の方向に等しい大きさでバランスマスＢＭにも適用される。典型的に、バランスマスＢＭの質量は、第２ポジショナＰＷおよび基板サポートＷＴの移動部分の質量より有意に大きい。
一実施形態では、第２ポジショナＰＷがバランスマスＢＭによって支持される。例えば、第２ポジショナＰＷは、バランスマスＢＭの上方に基板サポートＷＴを浮上させるための平面モータを備える。他の実施形態では、第２ポジショナＰＷがベースフレームＢＦによって支持される。例えば、第２ポジショナＰＷはリニアモータを備え、第２ポジショナＰＷはベースフレームＢＦの上方に基板サポートＷＴを浮上させるためのガスベアリングのようなベアリングを備える。
位置測定システムＰＭＳは、基板サポートＷＴの位置を決定するのに適した任意のタイプのセンサを備えてもよい。位置測定システムＰＭＳは、マスクサポートＭＴの位置を決定するのに適した任意のタイプのセンサを備えてもよい。センサは、干渉計またはエンコーダ等の光学センサでもよい。位置測定システムＰＭＳは、干渉計およびエンコーダが組み合わされたシステムを備えてもよい。センサは、磁気センサ、容量センサまたは誘導センサ等の他のタイプのセンサでもよい。位置測定システムＰＭＳは、計測フレームＭＦまたは投影システムＰＳ等のリファレンスに対する位置を決定してもよい。位置測定システムＰＭＳは、位置を測定することによって、または、速度または加速度等の位置の時間微分を測定することによって、基板テーブルＷＴおよび／またはマスクサポートＭＴの位置を決定してもよい。
位置測定システムＰＭＳは、エンコーダシステムを備えてもよい。エンコーダシステムは、例えば、参照によって本書に援用される、2006年9月7日に出願された米国特許出願US2007/0058173A1から公知である。エンコーダシステムは、エンコーダヘッド、格子およびセンサを備える。エンコーダシステムは、主放射ビームおよび副放射ビームを受け取ってもよい。主放射ビームおよび副放射ビームは共に、同じ放射ビーム、すなわち、原放射ビームから生じる。主放射ビームおよび副放射ビームの少なくともいずれかは、原放射ビームを格子で回折させることによって生成される。主放射ビームおよび副放射ビームの両方が原放射ビームを格子で回折させることによって生成される場合、主放射ビームは副放射ビームと異なる回折次数を有する必要がある。異なる回折次数は、例えば、＋１次、－１次、＋２次および－２次である。エンコーダシステムは、主放射ビームおよび副放射ビームを結合放射ビームに光学的に結合する。エンコーダヘッドにおけるセンサは、結合放射ビームの位相または位相差を決定する。センサは、位相または位相差に基づく信号を生成する。信号は、格子に対するエンコーダヘッドの位置を表す。エンコーダヘッドおよび格子の一方は、基板構造ＷＴ上に設けられてもよい。エンコーダヘッドおよび格子の他方は、計測フレームＭＦまたはベースフレームＢＦ上に設けられてもよい。例えば、複数のエンコーダヘッドは計測フレームＭＦ上に設けられ、格子は基板サポートＷＴの頂面上に設けられる。他の例では、基板サポートＷＴの底面上に格子が設けられ、エンコーダヘッドが基板サポートＷＴの下方に設けられる。
位置測定システムＰＭＳは、干渉計システムを備えてもよい。干渉計システムは、例えば、参照によって本書に援用される、1998年7月13日に出願された米国特許US6,020,964から公知である。干渉計システムは、ビームスプリッタ、ミラー、参照ミラーおよびセンサを備えてもよい。放射のビームは、ビームスプリッタによって参照ビームおよび測定ビームに分離される。測定ビームはミラーに伝わり、ミラーによって反射されてビームスプリッタに戻される。参照ビームは参照ミラーに伝わり、参照ミラーによって反射されてビームスプリッタに戻される。ビームスプリッタにおいて、測定ビームおよび参照ビームは結合放射ビームに結合される。結合放射ビームは、センサ上に入射する。センサは、結合放射ビームの位相または周波数を決定する。センサは、位相または周波数に基づく信号を生成する。信号はミラーの変位を表す。一実施形態では、ミラーが基板サポートＷＴに接続される。参照ミラーは、計測フレームＭＦに接続されてもよい。一実施形態では、ビームスプリッタの代わりの追加的な光学コンポーネントによって、測定ビームおよび参照ビームが結合放射ビームに結合される。
第１ポジショナＰＭは、長ストロークモジュールおよび短ストロークモジュールを備えてもよい。短ストロークモジュールは、小さい駆動範囲に亘って高い精度で、マスクサポートＭＴを長ストロークモジュールに対して駆動するように設けられる。長ストロークモジュールは、大きい駆動範囲に亘って比較的低い精度で、短ストロークモジュールを投影システムＰＳに対して駆動するように設けられる。長ストロークモジュールおよび短ストロークモジュールの組合せによって、第１ポジショナＰＭは、大きい駆動範囲に亘って高い精度で、マスクサポートＭＴを投影システムＰＳに対して駆動できる。同様に、第２ポジショナＰＷは、長ストロークモジュールおよび短ストロークモジュールを備えてもよい。短ストロークモジュールは、小さい駆動範囲に亘って高い精度で、基板サポートＷＴを長ストロークモジュールに対して駆動するように設けられる。長ストロークモジュールは、大きい駆動範囲に亘って比較的低い精度で、短ストロークモジュールを投影システムＰＳに対して駆動するように設けられる。長ストロークモジュールおよび短ストロークモジュールの組合せによって、第２ポジショナＰＷは、大きい駆動範囲に亘って高い精度で、基板サポートＷＴを投影システムＰＳに対して駆動できる。
第１ポジショナＰＭおよび第２ポジショナＰＷのそれぞれには、マスクサポートＭＴおよび基板サポートＷＴをそれぞれ駆動するためのアクチュエータが提供される。アクチュエータは、単一の軸、例えばｙ軸に沿った駆動力を提供するためのリニアアクチュエータでもよい。複数の軸に沿った駆動力を提供するために、複数のリニアアクチュエータが適用されてもよい。アクチュエータは、複数の軸に沿った駆動力を提供するための平面アクチュエータでもよい。例えば、平面アクチュエータは、６自由度で基板サポートＷＴを駆動するように設けられてもよい。アクチュエータは、少なくとも一つのコイルおよび少なくとも一つの磁石を備える電磁気型アクチュエータでもよい。アクチュエータは、少なくとも一つのコイルに電流を適用することによって、少なくとも一つのコイルを少なくとも一つの磁石に対して駆動するように設けられる。アクチュエータは、それぞれマスクサポートＭＴに対する基板サポートＷＴに結合される少なくとも一つの磁石を有するムービングマグネット型アクチュエータでもよい。アクチュエータは、それぞれマスクサポートＭＴに対する基板サポートＷＴに結合される少なくとも一つのコイルを有するムービングコイル型のアクチュエータでもよい。アクチュエータは、ボイスコイルアクチュエータ、磁気抵抗アクチュエータ、ローレンツアクチュエータまたはピエゾアクチュエータ、または任意の他の適切なアクチュエータでもよい。
図３に模式的に示されるように、リソグラフィ装置ＬＡは位置制御システムＰＣＳを備える。位置制御システムＰＣＳは、セットポイントジェネレータＳＰ、フィードフォワードコントローラＦＦおよびフィードバックコントローラＦＢを備える。位置制御システムＰＣＳは、アクチュエータＡＣＴに対して駆動信号を提供する。アクチュエータＡＣＴは、第１ポジショナＰＭまたは第２ポジショナＰＷのアクチュエータでもよい。アクチュエータＡＣＴは、基板サポートＷＴまたはマスクサポートＭＴを備えてもよいプラントＰを駆動する。プラントＰの出力は、位置または速度または加速度等の位置量である。位置量は、位置測定システムＰＭＳで測定される。位置測定システムＰＭＳは、プラントＰの位置量を表す位置信号である信号を生成する。セットポイントジェネレータＳＰは、プラントＰの所望の位置量を表す参照信号である信号を生成する。例えば、参照信号は、基板サポートＷＴの所望の軌道を表す。参照信号および位置信号の間の差は、フィードバックコントローラＦＢに対する入力を形成する。入力に基づいて、フィードバックコントローラＦＢは、アクチュエータＡＣＴのための駆動信号の少なくとも一部を提供する。参照信号は、フィードフォワードコントローラＦＦに対する入力を形成してもよい。入力に基づいて、フィードフォワードコントローラＦＦは、アクチュエータＡＣＴのための駆動信号の少なくとも一部を提供する。フィードフォワードＦＦは、プラントＰの質量、剛性、共振モードおよび固有振動数等の動力学的特性に関する情報を利用してもよい。
図４は、本発明の実施形態に係る干渉計システム１００の実施形態を示す。干渉計システム１００は、第１光軸１０２および第２光軸１０４を備える。干渉計システム１００はヘテロダイン干渉計システムであり、調整可能レーザデバイス１０７を備える。調整可能レーザデバイス１０７は、調整可能な光周波数を有する放射ビームを提供するように構成される。
干渉計システム１００は、調整可能レーザデバイス１０７と関連付けられる光学システム１０８を備える。光学システム１０８は、第１光軸１０２および第２光軸１０４における測定ビームとして使用される第１放射ビーム部分と、第１光軸１０２および第２光軸１０４における参照ビームとして使用される第２放射ビーム部分に、放射ビームを分離するように構成される。
光学システム１０８では、第１放射ビーム部分の第１周波数および第２放射ビーム部分の第２周波数の間に周波数差を生成するために、第１放射ビーム部分の光路において第１光周波数シフトデバイスが提供され、第２放射ビーム部分の光路において第２光周波数シフトデバイスが提供される。第１および第２光周波数シフトデバイスは、例えば、第１放射ビーム部分の第１周波数および第２放射ビーム部分の第２周波数の間に例えば4MHzの周波数差を効果的に生成する音響光学変調器ユニットである。第１ビームおよび第２ビームの間に周波数差を生成するための他のデバイスが適用されてもよい。第１光路または第２光路のいずれかにおいて、周波数シフトデバイスが第１ビームの第１周波数および第２ビームの第２周波数の間に所望の周波数差を生成するように設けられることも可能である。第１放射ビーム部分および第２放射ビーム部分は、光学システム１０８において調整可能な光周波数を有する再結合放射ビームに再結合される。
調整可能な光周波数を有する再結合放射ビームは、例えば非偏光ビームスプリッタ１０９によって、第１部分および第２部分に分離される。第１部分は、第１光軸１０２と関連付けられる干渉計光学素子１１０に向けられる。干渉計光学素子１１０は、第１部分を第１測定ビームおよび第１参照ビームに分離するように設けられる。第１測定ビームは、第１光路１０２に沿って第１反射型測定表面２０１までガイドされる。第１測定ビームが第１反射型測定表面２０１によって反射された後、第１測定ビームは干渉計光学素子１１０において第１参照ビームと再結合される。再結合された第１測定ビームおよび第１参照ビームは、光センサデバイス１０３に接続される検出器１０３ｂに向けられる。
放射ビームの第２部分は、第２光軸１０４と関連付けられる干渉計光学素子１１１に向けられる。干渉計光学素子１１１は、第２部分を第２測定ビームおよび第２参照ビームに分離するように設けられる。第２測定ビームは、第２光路１０４に沿って第２反射型参照表面１０５までガイドされる。第２測定ビームが第２反射型参照表面１０５によって反射された後、第２測定ビームは干渉計光学素子１１１において第２参照ビームと再結合される。再結合された第２測定ビームおよび第２参照ビームは、光センサ１０３に接続される検出器１０３ｃに向けられる。
第１光軸１０２は、第１測定ビームおよび第１参照ビームの間の第１光路長Ｌ１を備え、第２光軸１０４は、第２測定ビームおよび第２参照ビームの間の第２光路長Ｌ２を備える。第１光軸１０２の光路長Ｌ１は、干渉計光学素子１１０に対する固定位置に取り付けられた第１反射型測定表面２０１によって定められ、第２光軸１０４の光路長Ｌ２は、干渉計光学素子１１１に対する固定位置に取り付けられた第２反射型測定表面１０５によって定められる。第１光路長Ｌ１および第２光路長Ｌ２は異なる。第１反射型測定表面２０１および第２反射型測定表面１０５が固定位置に設けられるため、第１光路長Ｌ１および第２光路長Ｌ２は一定である。結果として、第１光路長Ｌ１および第２光路長Ｌ２の間には一定の差がある。
再結合放射ビームが第１部分および第２部分に分離される前に、調整可能な光周波数を有する再結合放射ビームの更なる部分が光センサデバイス１０３に接続される参照検出器１０３ａに向けられる。調整可能な光周波数を有する再結合放射ビームのこの部分は、第１反射型測定表面２０１または第２反射型参照表面１０５と相互作用しておらず、ヘテロダイン干渉計システム１００の測定の処理のための参照信号として使用される。
参照検出器１０３ａは、レーザビームの部分を光センサデバイス１０３の光ダイオード上に伝える。検出器１０３ｂは、再結合された第１測定ビームおよび第１参照ビームを光センサデバイス１０３の他の光ダイオード上に伝える。検出器１０３ｃは、再結合された第２測定ビームおよび第２参照ビームを光センサデバイス１０３の更に他の光ダイオード上に伝える。光ダイオードの測定結果は、光センサデバイス１０３を介して処理ユニット１０６中に提供される。処理ユニット１０６は、検出器１０３ｂによる入力に基づいて、第１測定値すなわち第１測定位相値を生成する。あるいは、調整可能レーザ源１０７および干渉計光学素子１１０の間のレーザビームの撹乱を補償するために、検出器１０３ｂによる入力および参照検出器１０３ａによる入力に基づいて、処理ユニット１０６は第１測定位相値を生成してもよい。処理ユニット１０６は、検出器１０３ｃによる入力に基づいて、第２測定値すなわち第２測定位相値を生成する。あるいは、調整可能レーザ源１０７および干渉計光学素子１１１の間のレーザビームの撹乱を補償するために、検出器１０３ｃによる入力および参照検出器１０３ａによる入力に基づいて、処理ユニット１０６は第２測定値を生成してもよい。
図４に示される干渉計システム１００は、いわゆるサイクリックエラーの影響を受ける可能性がある。干渉計システム１００は、第１反射型測定表面２０１および第２反射型参照表面１０５の位置に基づく反復信号を提供する。サイクリックエラーは、信号の位相に依存する反復信号のエラーである。本実施形態では、これらのサイクリックエラーを補償するために使用されうる補正値を決定するためのキャリブレーション方法が提案される。処理ユニット１０６は、このようなキャリブレーション方法を実行するように設けられる。
キャリブレーション方法は、次のステップを備える：
第１測定ビームを使用して第１光軸１０２に沿った第１測定値を測定するステップおよび第２測定ビームを使用して第２光軸１０４に沿った第２測定値を測定するステップと、
調整可能レーザ源１０７によって提供される放射ビームの周波数を調整することによって、第１測定ビームおよび第２測定ビームの波長を変えるステップと、
変えられた波長を有する第１測定ビームを使用して第１光軸１０２に沿った第１測定値を更に測定するステップおよび変えられた波長を有する第２測定ビームを使用して第２光軸１０４に沿った第２測定値を更に測定するステップと、
第１測定値、第２測定値、更なる第１測定値および更なる第２測定値に基づいて、光学測定システムのサイクリックエラーが決定されうるステップ。
このサイクリックエラーは、干渉計システムの動作測定中にサイクリックエラーを補償するための公式またはルックアップテーブル等として処理ユニット１０６に保存されうる補正値を決定するために使用されうる。
サイクリックエラーの演算は、第１測定ビームの周波数を第１測定値および更なる第１測定値の測定の間で変えることが第１測定値および更なる第１測定値の間の位相シフトをもたらし、第２測定ビームの周波数を第２測定値および更なる第２測定値の測定の間で変えることが第２測定値および更なる第２測定値の間の位相シフトをもたらすという効果に基づく。第１光軸１０２および第２光軸１０４の間の位相シフト比率は、第１光路長Ｌ１および第２光路長Ｌ２の間の光路長差に比例する。
位相シフト比率における差は、時間の関数としてのサイクリックエラー周期に影響するため、第１測定値、第２測定値、更なる第１測定値および更なる第２測定値から、光軸１０２、１０４のそれぞれについてのサイクリックエラーを一意的に特定および決定するために使用されうる。
前述された方法では、二つの周波数レベルでの二つの測定のみが実行される。実際には、例えば、調整可能レーザ源１０７が適切な周波数範囲における周波数スイープを伴う放射ビームを提供しながら複数の測定を行うことによって、複数の更なる測定が異なる周波数で実行されてもよい。数百または数千の測定が行われてもよい。測定の冗長性は、よく調整された線型方程式の組を担保しうる。
より詳細な例として、サイクリックエラーは以下のように決定されてもよい。
第１ステップでは、前述されたような波長変化中の第１光軸１０２の測定値および第２光軸１０４の測定値における変化が測定される。この測定は、第１光軸１０２からの測定データ「φOPD1(t)」および第２光軸１０４からの測定データ「φOPD2(t)」を含む（列）ベクトルをもたらす。異なる光路長の差（OPD）を有する干渉計軸の測定データにおける変化は、極めて似た形状を有するが異なる大きさを有する。相対ゲインは、測定されるキャビティの長さの比率に等しい。第２ステップでは、両方の干渉計によって測定された測定値の軌道が互いにフィットされ、第１光軸１０２の第１光路長Ｌ１および第２光軸１０４の第２光路長の間のOPD比率「OPD1/OPD2」に対応するゲインをもたらす。
このように、第１および第２ステップは、OPD比率を推定するために使用される。第１光軸１０２および第２光軸１０４の間のOPD比率が測定前に既知の場合、第１ステップおよび第２ステップは信号処理においてスキップされてもよい。
OPD比率が分かった後の第３ステップでは、両方の干渉計軸のサイクリックエラーが混ざったものを含むフィット残余（fit residual）が次のように決定されうる。
fit residual = φOPD1 - (OPD1/OPD2)・φOPD2
残余は、両方の干渉計軸のサイクリックエラーの間の差を主に含む。
第４ステップでは、サイクリックエラーがフィットされうる。サイクリックエラーをフィットするための目標関数として、各光軸の測定された位相値の余弦および正弦が次のように使用されうる。
residual = (a1,1・cos(φOPD1) + b1,1・sin(φOPD1) + a2,1・cos(2φOPD1) + b2,1・sin(2φOPD1)) - (OPD1/OPD2)・(a1,2・cos(φOPD2) + b1,2・sin(φOPD2) + a2,2・cos(2φOPD2) + b2,2・sin(2φOPD2)) + offset
ここで、フィットされうるパラメータは次の通りである。
ａ１，１、ｂ１，１：第１光軸についての１次調和サイクリックエラーパラメータ
ａ２，１、ｂ２，１：第１光軸についての２次調和サイクリックエラーパラメータ
ａ１，２、ｂ１，２：第２光軸についての１次調和サイクリックエラーパラメータ
ａ２，２、ｂ２，２：第２光軸についての２次調和サイクリックエラーパラメータ
ｏｆｆｓｅｔ：フィットされうる追加的なパラメータ
この線型方程式の組は、例えば、次のように行列形式で記述される場合に解かれうる。
H = [cos(φOPD1), sin(φOPD1), cos(2φOPD1), sin(2φOPD1),…
- OPD1/OPD2・[cos(φOPD2), sin(φOPD2), cos(2φOPD2), sin(2φOPD2)],…
ones(size(φOPD1))]
解決行列Ｈの列は、測定残余にフィットされる目標関数を含む。基本的に任意の数のオフセットまたはトレンド等の調和または余分目標関数が行列Ｈに加えられてもよいが、単なる一例として両方の干渉計軸の１次および２次調和サイクリックエラーに対して目標関数がフィットされる。線型方程式の組の最小二乗フィットが、次の式によって取得できる。
par = (HT・H)-1・HT・residual
この「par」は、フィットされるサイクリックエラーパラメータを含む次のベクトルを表す。
[a1,1 b1,1 a2,1 b2,1 a1,2 b1,2 a2,2 b2,2 offset]T
干渉計システムの稼働中、得られたサイクリックエラーパラメータ、すなわち補正値は、干渉計システム１００の補正された測定値をサイクリックエラーなしで再構成するために使用されうる。補正された位相信号は、例えば、以下の方程式に基づいて再構成されうる。
φOPD1,corrected = φOPD1 - (a1,1・cos(φOPD1) + b1,1・sin(φOPD1) + a2,1・cos(2φOPD1) + b2,1・sin(2φOPD1))
φOPD2,corrected = φOPD2 - (a1,2・cos(φOPD2) + b1,2・sin(φOPD2) + a2,2・cos(2φOPD2) + b2,2・sin(2φOPD2)
このように、決定されたサイクリックエラーは、干渉計システム１００の稼働中に干渉計システムのサイクリックエラーについての測定を補正するために使用されうる補正値を演算するために使用されうる。
サイクリックエラーパラメータ、すなわち補正値は、典型的に、測定中のインラインサイクリックエラー補償のために使用されるサイクリックエラー補正ルックアップテーブルまたはサイクリックエラー補正公式として処理ユニット１０６に保存される。
前述されたような方法は、第１光軸１０２および第２光軸１０４の両方の固定光路長を有する干渉計システムの測定結果を補正する可能性を提供する。
方法の利点は、比率または円滑度を調整することなく、サイクリックエラーを見付けるための分析的に正確なソリューションが決定されて、任意の周波数調整軌道についてサイクリックエラー測定が可能になることである。
図５は、干渉計システム１００のサイクリックエラーについてのキャリブレーション方法を実行するように構成される干渉計システム１００の第２実施形態を示す。第２実施形態の干渉計システム１００は、図４に示される実施形態と実質的に同じである。干渉計システム１００は、第１光軸１０２および第２光軸１０４を有するヘテロダイン干渉計システムである。第１光軸１０２は第１一定光学長Ｌ１を有し、第２光軸１０４は第２一定光学長１０４を有する。第１光学長１０２および第２光学長１０４は異なる。
図４の実施形態および図５の実施形態の違いは、図４の調整可能レーザ源１０７の代わりに、図５の実施形態のレーザ源１０１が安定化されたHeNeレーザ等の固定周波数のレーザ源であることである。
図４の実施形態に関して説明されたように、干渉計システム１００の第１および第２測定ビームに周波数変化を導入することによって、第１光軸１０２および第２光軸１０４のサイクリックエラーが決定されうる。しかし、レーザ源１０１が固定周波数を有するレーザ源であるため、波長変化を取得するために第１および第２測定ビームに周波数変化を導入するためにこのレーザ源１０１は使用できない。
周波数および波長の間の関係は次の通りである。
f = λ/(c・n)
ここで、ｆは放射ビームの周波数であり、λは波長であり、ｃは真空中の光速であり、ｎは各測定結果が伝わる媒体の屈折率である。この関係から、周波数ｆが変化すると波長λも変化することが分かる。
第１および第２測定ビームに波長変化を導入するための代わりの方法は、第１および第２測定ビームが伝わる空間内の圧力を変えることである。図５の干渉計システム１００の第１光軸１０２および第２光軸１０４は、圧力が圧力デバイス１５１によって制御されうる閉空間１５０内に設けられる。圧力デバイス１５１は、空気または他の媒体を閉空間１５０との間で流入または流出させることによって、閉空間１５０における圧力を制御してもよい。
閉空間１５０における圧力を変えることは、閉空間１５０内の媒体の屈折率の変動をもたらす。「f = λ/(c・n)」の関係から、屈折率ｎの変化も、閉空間を通過する光の波長λの変化をもたらすことが分かる。
図５の干渉計システムでは、キャリブレーション方法が次のステップを備える：
第１測定ビームを使用して第１光軸１０２に沿った第１測定値を測定するステップおよび第２測定ビームを使用して第２光軸１０４に沿った第２測定値を測定するステップと、
閉空間１５０における圧力を第１圧力レベルから第２圧力レベルに変えることによって、第１測定ビームおよび第２測定ビームの波長を変えるステップと、
変えられた波長を有する第１測定ビームを使用して第１光軸１０２に沿った第１測定値を更に測定するステップおよび変えられた波長を有する第２測定ビームを使用して第２光軸１０４に沿った第２測定値を更に測定するステップ。
一旦これらの測定が実行されると、図４の実施形態に関して説明されたように、第１測定値、第２測定値、更なる第１測定値および更なる第２測定値に基づいて、光学測定システムのサイクリックエラーが決定されうる。
この方法の利点は、固定光路長および固定周波数のレーザ源を有する干渉計システムについてのサイクリックエラーが決定されうることである。更に、閉空間１５０における任意の円滑でない圧力変動について、干渉計システム１００のサイクリックエラーを測定できる。
記述された方法では、閉空間１５０における二つの圧力レベルでの測定が実行される。実際には、例えば、圧力デバイス１５１が適切な圧力範囲における圧力変化（増減）を生成しながら複数の測定を行うことによって、複数の更なる測定、例えば数百または数千の測定が異なる圧力レベルで適用されてもよい。
図６は、本発明の実施形態に係る干渉計システム１００の第３実施形態を示す。干渉計システム１００は、リソグラフィ装置の投影システムＰＳの可動部等の可動体２００の絶対位置を決定するように設けられる。可動体２００は、リソグラフィ装置のマスクサポートまたは基板サポートでもよい。
干渉計システム１００は、固定周波数レーザ源１０１を備えるヘテロダイン干渉計システムである。固定周波数レーザ源１０１は、固定周波数を有する放射ビームを提供するように構成され、例えば安定化されたHeNeレーザ源である。
干渉計システム１００は、調整可能レーザデバイス１０７を更に備える。調整可能レーザデバイス１０７は、調整可能な光周波数を有する放射ビームを提供するように構成される。
調整可能レーザ源１０７の放射ビームは、第１光軸１０２に沿って伝わる第１測定ビームおよび第２光軸１０４に沿って伝わる第２測定ビームを使用して、測定値を測定するために使用されうる。ここで、第１および第２測定ビームは、調整可能レーザ源１０７の放射ビームから生じたものである。同時に、固定周波数レーザ源１０１の放射ビームが、第１光軸１０２に沿って伝わる第１の更なる測定ビームおよび第２光軸１０４に沿って伝わる第２の更なる測定ビームを使用して、測定値を測定するために使用されうる。ここで、第１および第２の更なる測定ビームは、固定周波数レーザ源１０１の放射ビームから生じたものである。
固定周波数レーザ源１０１および調整可能レーザ源１０７の組合せは、固定周波数レーザ源１０１および調整可能レーザ源１０７から生じた測定ビームを用いた同時測定による可動体２００の絶対位置の決定、および、固定周波数レーザ源１０１から生じた測定ビームを用いた測定による可動体２００の位置における後続の変化の決定を可能にする。しかし、これらの測定は、各光軸１０２、１０４のサイクリックエラーの影響を受ける可能性がある。従って、サイクリックエラーについての第１光軸１０２および第２光軸１０４のキャリブレーションおよびこれらのサイクリックエラーについての動作測定値の補償が望ましい。
図４の実施形態に関して記述された方法に対応して、可動体２００が安定位置に保持されている場合、干渉計システム１００のサイクルエラーを決定するために、調整可能レーザ１０７の周波数変化が使用されうる。しかし、キャリブレーション測定中に可動体２００の位置が変化する場合、これは第１光軸１０２の光路長Ｌ１を変化させる。サイクリックエラーについてのキャリブレーション測定は、このような光路長Ｌ１における変化によって影響され、これは干渉計システム１００のサイクリックエラーの誤った演算をもたらす可能性がある。
可動体２００の移動による影響を補償するために、キャリブレーション測定と同時に、可動体レーザ源の位置における変化を測定するために、固定周波数レーザ源１０１が使用されうる。固定周波数レーザ源１０１の放射ビームから生じた更なる測定ビームを使用して測定される位置における変化は、例えば、干渉計システム１００のサイクリックエラーを決定するために使用されるキャリブレーション測定中に可動体を安定位置に維持するように設けられる可動体２００の位置コントロールに対する入力として使用されてもよい。
代替的な実施形態では、補正されたキャリブレーション測定値を取得するために、処理ユニット１０６が、キャリブレーション測定中の可動体２００の移動についてキャリブレーション測定値を補正するように構成されうる。これらの補正された測定値は、続いて干渉計システムのサイクリックエラーを決定するために使用されうる。
このように、干渉計システム１００のサイクリックエラーを演算するためのキャリブレーション測定中の可動体２００の移動が防止または補償されうる。
以上のように、干渉計システムのサイクリックエラーを決定するためのキャリブレーション方法が記述された。方法は、異なるが安定した光学長を有する二つの光軸に沿った測定に基づく。この際、測定ビームの波長における変化がこれらの測定について使用される。
測定ビームを提供する調整可能レーザ源の周波数を調整することによって、または、測定ビームが伝わる空間内の圧力を変えることによって、測定ビームの波長が変えられてもよい。光軸の一方が可変光路長を有する場合、キャリブレーション測定中の光路長における変化は、固定周波数を有する第２レーザ源を用いた追加的な測定によって測定されうる。これらの追加的な測定は、光路長を安定化させるための各光軸における可動体の位置コントロールのために使用されうる、または、キャリブレーション測定が追加的な測定に基づいて補正されうる。このキャリブレーション方法の利点の一つは、各キャリブレーション測定間の波長の円滑度または最小変化率に関する要求によってキャリブレーション方法が制限されないことである。このため、方法が干渉計システムにおいてより容易に適用可能になる。
本テキストにおいて、ICの製造におけるリソグラフィ装置の使用への具体的な参照がなされたかもしれないが、ここで記述されるリソグラフィ装置は他の用途を有してもよいと理解されるべきである。可能な他の用途は、集積光学システム、磁気ドメインメモリのための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）、薄膜磁気ヘッド等の製造を含む。
本テキストにおいて、リソグラフィ装置の文脈における発明の実施形態への具体的な参照がなされたかもしれないが、発明の実施形態は他の装置において使用されてもよい。発明の実施形態は、マスク検査装置、計測装置、またはウェーハ（または他の基板）またはマスク（または他のパターニングデバイス）等のオブジェクトを測定または処理する任意の装置の一部を形成してもよい。これらの装置は、一般的にリソグラフィツールと表されてもよい。このようなリソグラフィツールは、真空条件または大気（非真空）条件を使用してもよい。
光学リソグラフィの文脈における発明の実施形態の使用への具体的な参照がなされたかもしれないが、文脈が許す限り、発明は光学リソグラフィに限定されず、例えばインプリントリソグラフィ等の他の用途において使用されてもよいと理解される。
文脈が許容する場合、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、またはこれらの任意の組合せにおいて実施されてもよい。発明の実施形態は、一または複数のプロセッサによって読み出されて実行されてもよい、機械読取可能媒体に保存された命令として実施されてもよい。機械読取可能媒体は、装置（例えば、演算デバイス）によって読取可能な形態で情報を保存または送信するための任意のメカニズムを含んでもよい。例えば、機械読取可能媒体は、リードオンリーメモリ（ROM）、ランダムアクセスメモリ（RAM）、磁気ストレージメディア、光学ストレージメディア、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送信号（例えば、搬送波、赤外線信号、デジタル信号等）等を含んでもよい。更に、ファームウェア、ソフトウェア、ルーティン、命令は、特定のアクションを実行するものとして記述されてもよい。但し、このような記述は単に便宜的なものであり、このようなアクションは実際には、ファームウェア、ソフトウェア、ルーティン、命令等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起因すると理解されるべきである。そして、このことは、アクチュエータまたは他のデバイスに現実世界と相互作用させてもよい。
具体的な発明の実施形態が前述されたが、発明は記述されたものと異なる態様で実施されてもよいと理解される。以上の記述は、例示を目的としており、限定する趣旨ではない。従って、以下の請求項の範囲から逸脱することなく、記述された発明に変更が加えられてもよいことは、当業者にとって明らかである。

Claims (21)

  1. 異なる光路長を有する第１光軸および第２光軸を備える光学測定システムのキャリブレーションのための方法であって、
    第１測定ビームを使用して、第１光軸に沿った第１測定値を測定することと、
    第２測定ビームを使用して、第２光軸に沿った第２測定値を測定することと、
    第１測定ビームおよび第２測定ビームの波長を変えることと、
    変えられた波長を有する第１測定ビームを使用して、第１光軸に沿った第１測定値を更に測定することと、
    変えられた波長を有する第２測定ビームを使用して、第２光軸に沿った第２測定値を更に測定することと、
    第１測定値、第２測定値、更なる第１測定値および更なる第２測定値に基づいて、光学測定システムのサイクリックエラーを決定することと、
    サイクリックエラーに基づく補正値を保存することと、
    を備えるキャリブレーションステップを備える方法。
  2. 光学測定システムのサイクリックエラーを決定するステップにおいて使用される異なる波長について、複数の更なる第１測定値および更なる第２測定値を取得するために、
    第１測定ビームおよび第２測定ビームの波長を変えることと、
    変えられた波長を有する第１測定ビームを使用して、第１光軸に沿った第１測定値を更に測定することと、
    変えられた波長を有する第２測定ビームを使用して、第２光軸に沿った第２測定値を更に測定することと、
    を備えるステップを繰り返すことを備える請求項１に記載の方法。
  3. 第１測定ビームの波長を変えることおよび第２測定ビームの波長を変えることは、光学測定システムの光源によって提供される光周波数を調整することを備える、請求項１または２に記載の方法。
  4. 第１光軸および第２光軸は固定光路長を有する、請求項３に記載の方法。
  5. 少なくとも第１光軸は可変光路長を有し、
    光学システムは、固定光周波数を有する第１の更なる測定ビームおよび固定光周波数を有する第２の更なる測定ビームを提供する第２光源を備え、
    第１光軸に沿った第１の更なる測定ビームおよび第２光軸に沿った第２の更なる測定ビームを使用する測定に基づいて、可変経路長における変化を測定することと、
    キャリブレーションステップ中の可変光路長における変化を補償することと、
    をキャリブレーションステップ中に備える請求項３に記載の方法。
  6. 可変光路長における変化を補償することは、第１光路長を安定化するために第１光軸の可変光路長を定める可動反射要素の位置を制御することを備える、請求項５に記載の方法。
  7. 可変光路長における変化を補償することは、第１光軸の可変光路長における変動について第１測定値および更なる第１測定値を補正することを備える、請求項５に記載の方法。
  8. 第１測定ビームの波長を変えることおよび第２測定ビームの波長を変えることは、第１光軸および第２光軸が延びる測定空間における媒体の屈折率を変えることを備える、請求項１または２に記載の方法。
  9. 媒体の屈折率を変えることは、測定空間における圧力を変えることを備える、請求項８に記載の方法。
  10. 光学測定システムはヘテロダイン干渉計システムである、請求項１から９のいずれかに記載の方法。
  11. 第１測定ビームおよび第２測定ビームを提供する光源と、
    第１測定ビームを受け取るために、光源と光学的に接続される第１光軸と、
    第１光軸と異なる光路長を有し、第２測定ビームを受け取るために、光源と光学的に接続される第２光軸と、
    第１光軸と関連付けられる第１検出器と、
    第２光軸と関連付けられる第２検出器と、
    第１検出器および第２検出器と接続される処理ユニットと、
    を備え、
    第１測定ビームを使用して、第１光軸に沿った第１測定値を第１検出器で測定することと、
    第２測定ビームを使用して、第２光軸に沿った第２測定値を第２検出器で測定することと、
    第１測定ビームおよび第２測定ビームの波長を変えることと、
    変えられた波長を有する第１測定ビームを使用して、第１光軸に沿った第１測定値を第１検出器で更に測定することと、
    変えられた波長を有する第２測定ビームを使用して、第２光軸に沿った第２測定値を第２検出器で更に測定することと、
    処理ユニットにおいて、第１測定値、第２測定値、第１の更なる測定値および第２の更なる測定値に基づいて、光学測定システムのサイクリックエラーを決定することと、
    サイクリックエラーに基づく補正値を保存することと、
    を備えるステップを備えるキャリブレーション方法を実行するように設けられる光学測定システム。
  12. 光学測定システムのサイクリックエラーを決定するステップにおいて使用される異なる波長について、複数の更なる第１測定値および更なる第２測定値を取得するために、
    第１測定ビームおよび第２測定ビームの波長を変えることと、
    変えられた波長を有する第１測定ビームを使用して、第１光軸に沿った第１測定値を更に測定することと、
    変えられた波長を有する第２測定ビームを使用して、第２光軸に沿った第２測定値を更に測定することと、
    を備えるステップを繰り返すように設けられる請求項１１に記載の光学測定システム。
  13. 光源は調整可能光源であり、
    第１測定ビームの波長を変えることおよび第２測定ビームの波長を変えることは、光学測定システムの光源によって提供される光周波数を調整することを備える、
    請求項１１または１２に記載の光学測定システム。
  14. 第１光軸および第２光軸は固定光路長を有する、請求項１３に記載の光学測定システム。
  15. 少なくとも第１光軸は可変光路長を有し、
    光学システムは、固定光周波数を有する第１の更なる測定ビームおよび固定光周波数を有する第２の更なる測定ビームを提供する第２光源を備え、
    第１光軸に沿った第１の更なる測定ビームおよび第２光軸に沿った第２の更なる測定ビームを使用する測定に基づいて、可変経路長における変化を測定することと、
    キャリブレーションステップ中の可変光路長における変化を補償することと、
    をキャリブレーションステップ中に実行するように設けられる請求項１３に記載の光学測定システム。
  16. 可変光路長における変化を補償することは、第１光路長を安定化するために第１光軸の可変光路長を定める可動反射要素の位置を制御することを備える、請求項１５に記載の光学測定システム。
  17. 可変光路長における変化を補償することは、第１光軸の可変光路長における変動について第１測定値および更なる第１測定値を補正することを備える、請求項１５に記載の光学測定システム。
  18. 第１光軸および第２光軸が延びる測定空間を備え、
    第１測定ビームの波長を変えることおよび第２測定ビームの波長を変えることは、第１光軸および第２光軸が延びる測定空間における媒体の屈折率を変えることを備える、
    請求項１１または１２に記載の光学測定システム。
  19. 測定空間は、測定空間における媒体の屈折率を変えるために、測定空間における圧力を変えるように構成される圧力デバイスと関連付けられる、請求項１８に記載の光学測定システム。
  20. 光学測定システムはヘテロダイン干渉計システムである、請求項１１から１９のいずれかに記載の光学測定システム。
  21. 請求項１１から２０のいずれかに記載の光学測定システムを備えるリソグラフィ装置。
JP2022563437A 2020-04-23 2021-03-22 光学測定システムおよび光学測定システムのキャリブレーションのための方法 Active JP7375226B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP20171037.3 2020-04-23
EP20171037 2020-04-23
PCT/EP2021/057292 WO2021213750A1 (en) 2020-04-23 2021-03-22 Method for calibration of an optical measurement system and optical measurement system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2023522924A true JP2023522924A (ja) 2023-06-01
JP7375226B2 JP7375226B2 (ja) 2023-11-07

Family

ID=70417423

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022563437A Active JP7375226B2 (ja) 2020-04-23 2021-03-22 光学測定システムおよび光学測定システムのキャリブレーションのための方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230168077A1 (ja)
EP (1) EP4139628A1 (ja)
JP (1) JP7375226B2 (ja)
CN (1) CN115485524A (ja)
WO (1) WO2021213750A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024037799A1 (en) * 2022-08-18 2024-02-22 Asml Netherlands B.V. Method to stabilize a wavelength of a tunable laser device, tunable laser device, and position measurement system provided with the tunable laser device
EP4357728A1 (en) 2022-10-21 2024-04-24 ASML Netherlands B.V. Method to determine an absolute position of an object, interferometer system, projection system and lithographic apparatus

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002539443A (ja) * 1999-03-15 2002-11-19 ザイゴ コーポレーション 距離測定及び分散干渉における循環エラーを特徴付けて修正するためのシステム及び方法
JP2002543373A (ja) * 1999-04-28 2002-12-17 ザイゴ コーポレイション 気体非感受干渉計装置および方法
JP2003527577A (ja) * 1999-11-19 2003-09-16 ザイゴ コーポレーション 干渉測定システムにおける非線形性を量化するシステムおよび方法
JP2007040994A (ja) * 2005-08-01 2007-02-15 Mitsutoyo Corp 干渉計測システム
JP2011038882A (ja) * 2009-08-10 2011-02-24 Canon Inc 光学部品保持装置
JP2012173218A (ja) * 2011-02-23 2012-09-10 Canon Inc 干渉計及び測定方法
JP2019527357A (ja) * 2016-07-13 2019-09-26 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． 干渉計における周期誤差の測定および校正の手順

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6020964A (en) 1997-12-02 2000-02-01 Asm Lithography B.V. Interferometer system and lithograph apparatus including an interferometer system
US6181420B1 (en) * 1998-10-06 2001-01-30 Zygo Corporation Interferometry system having reduced cyclic errors
JP3977324B2 (ja) 2002-11-12 2007-09-19 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． リソグラフィ装置
DE102005043569A1 (de) 2005-09-12 2007-03-22 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Positionsmesseinrichtung
EP3746738A1 (en) * 2018-01-31 2020-12-09 ASML Netherlands B.V. Wavelength tracking system, method to calibrate a wavelength tracking system, lithographic apparatus, method to determine an absolute position of a movable object, and interferometer system

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002539443A (ja) * 1999-03-15 2002-11-19 ザイゴ コーポレーション 距離測定及び分散干渉における循環エラーを特徴付けて修正するためのシステム及び方法
JP2002543373A (ja) * 1999-04-28 2002-12-17 ザイゴ コーポレイション 気体非感受干渉計装置および方法
JP2003527577A (ja) * 1999-11-19 2003-09-16 ザイゴ コーポレーション 干渉測定システムにおける非線形性を量化するシステムおよび方法
JP2007040994A (ja) * 2005-08-01 2007-02-15 Mitsutoyo Corp 干渉計測システム
JP2011038882A (ja) * 2009-08-10 2011-02-24 Canon Inc 光学部品保持装置
JP2012173218A (ja) * 2011-02-23 2012-09-10 Canon Inc 干渉計及び測定方法
JP2019527357A (ja) * 2016-07-13 2019-09-26 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． 干渉計における周期誤差の測定および校正の手順

Also Published As

Publication number Publication date
TW202208999A (zh) 2022-03-01
EP4139628A1 (en) 2023-03-01
CN115485524A (zh) 2022-12-16
US20230168077A1 (en) 2023-06-01
JP7375226B2 (ja) 2023-11-07
WO2021213750A1 (en) 2021-10-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11619886B2 (en) Position measurement system, interferometer system and lithographic apparatus
JP7375226B2 (ja) 光学測定システムおよび光学測定システムのキャリブレーションのための方法
US20220187722A1 (en) Method of measuring an alignment mark or an alignment mark assembly, alignment system, and lithographic tool
US11940264B2 (en) Mirror calibrating method, a position measuring method, a lithographic apparatus and a device manufacturing method
US11556066B2 (en) Stage system and lithographic apparatus
KR20230109640A (ko) 미러 스폿 위치 교정 방법, 리소그래피 장치, 및 디바이스 제조 방법
TWI850549B (zh) 用於光學量測系統之校準之方法、光學量測系統及微影設備
NL2025408A (en) Method for calibration of an optical measurement system and optical measurement system
US20240061351A1 (en) An interferometer system, positioning system, a lithographic apparatus, a jitter determination method, and a device manufacturing method
US20230408933A1 (en) A positioning system, a lithographic apparatus, an absolute position determination method, and a device manufacturing method
US20230332880A1 (en) Interferometer system and lithographic apparatus
WO2024165259A1 (en) Lithographic apparatus and method to calibrate a position measurement system of a lithographic apparatus
EP3751229A1 (en) Interferometer system, method of determining a mode hop of a laser source of an interferometer system, method of determining a position of a movable object, and lithographic apparatus
WO2021094207A1 (en) Tunable laser device, method to tune a laser beam, interferometer system and lithographic apparatus
TW202303295A (zh) 定位系統、微影裝置、驅動力衰減方法、及器件製造方法
KR20240044425A (ko) 센서 위치 설정 방법, 위치 설정 시스템, 리소그래피 장치, 계측 장치, 및 디바이스 제조 방법
EP4367557A1 (en) A position measurement system, a positioning system, a lithographic apparatus, and a device manufacturing method

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221019

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20221019

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230718

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230914

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20231003

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20231025

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7375226

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150