JP2024503057A - 干渉計システム、ポジショニングシステム、リソグラフィ装置、ジッタ判定方法、デバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【解決手段】本発明は、第１光ビームおよび第２光ビームを放出するように構成される光源と、第１光ビームがターゲットを含む測定パスに沿って進むこと、および、第２光ビームがターゲットを含まない固定された参照パスに沿って進むことを許容するように構成される光学システムと、信号生成器の下流における干渉計システムのコンポーネントによってもたらされるジッタを判定するために、パワー変調された光信号を測定パスまたは参照パスに導入するように構成される信号生成器と、を備える干渉計システムを提供する。【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、2021年1月14日に出願された欧州出願21151514.3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、干渉計システムや、このような干渉計システムを備えるポジショニングシステムに関する。本発明は、このようなポジショニングシステムを備えるリソグラフィ装置にも関する。更に、本発明は、干渉計システムにおけるジッタを判定するための方法や、リソグラフィ装置を使用してデバイスを製造するための方法に関する。

リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板上に適用するように構成される装置である。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継続的に進歩するにつれて、一般的に「ムーアの法則」と表されるトレンドに従って、過去数十年に亘ってデバイス毎のトランジスタ等の機能要素の量が着実に増加しながら、回路要素の寸法は継続的に低減されている。半導体産業は、ムーアの法則に遅れないように、ますます小さいフィーチャを生成することを可能にする技術を追い求めている。パターンを基板上に投影するために、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。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、4nmと20nmの間の範囲内の波長（例えば、6.7nmまたは13.5nm）を有する極端紫外（EUV）放射を使用するリソグラフィ装置が、使用されてもよい。

通常のリソグラフィ装置は、パターニングデバイスのためのサポート、基板サポート、投影システムまたは照明システムの光学エレメント等のオブジェクトを配置するための一または複数のポジショニングシステムを含む。このようなポジショニングシステムは、典型的に、ヘテロダインタイプでもよい干渉計システムを含む。

ヘテロダイン干渉計システムでは、比較的小さい周波数差（スプリット周波数と表されてもよい）を有する第１光ビームおよび第２光ビームを生成するために、一または複数の光源が使用される。両光ビームの第１部分はタップオフされ、両第１部分は干渉するようになっており、その後に干渉結果のパワーが参照検出器によって検出される。その一方で、第１光ビームの第２部分は測定パスに沿って進むことが許容され、第２光ビームの第２部分は参照パスに沿って進むことが許容される。両第２部分は干渉するようになっており、干渉結果のパワーが測定検出器によって検出される。測定検出器からの出力信号を評価し、これを参照検出器からの出力信号と比較することによって、測定パスおよび参照パスの光路長差についての情報が取得されてもよく、ここから測定パスにおけるターゲットの位置情報等が取得されてもよい。

取得される位置情報は、干渉計システムにおける電子部品および光ファイバ等のコンポーネントによってもたらされるジッタ（例えば、インターモーダルカップリングおよびモードカップリングの安定性の問題による）に由来するエラーを含んでもよい。このように、ジッタは、干渉計システムの測定精度を制限する。

以上に鑑み、本発明の目的は、ジッタに基づく測定エラーを少なくとも部分的に補償することを可能にする干渉計システムを提供することである。

本発明の一実施形態によれば、第１光ビームおよび第２光ビームを放出するように構成される光源と、第１光ビームがターゲットを含む測定パスに沿って進むこと、および、第２光ビームがターゲットを含まない固定された参照パスに沿って進むことを許容するように構成される光学システムと、信号生成器の下流における干渉計システムのコンポーネントによってもたらされるジッタを判定するために、パワー変調された光信号を測定パスまたは参照パスに導入するように構成される信号生成器と、を備える干渉計が提供される。

本発明の他の実施形態によれば、リファレンスに対する可動ターゲットの位置を判定するポジショニングシステムであって、可動ターゲットの位置を測定する測定システムと、可動ターゲットを駆動するアクチュエータシステムと、測定システムおよびアクチュエータシステムを制御する制御ユニットと、を備えるポジショニングシステムが提供される。測定システムは、本発明に係る干渉計システムを備える。

本発明の他の実施形態によれば、本発明に係る可動ターゲットおよびポジショニングシステムを備えるリソグラフィ装置が提供される。

本発明の更なる実施形態によれば、第１光ビームおよび第２光ビームを放出するように構成される光源と、第１光ビームがターゲットを含む測定パスに沿って進むこと、および、第２光ビームがターゲットを含まない固定された参照パスに沿って進むことを許容するように構成される光学システムと、を備える干渉計におけるジッタを判定するための方法が提供される。この方法は、ａ）周波数が第１および第２周波数の間の差と異なるパワー変調された光信号を、測定パスまたは参照パスに導入するステップと、ｂ）測定パスまたは参照パスに沿って進んだ後の、パワー変調された光信号を検出するステップと、ｃ）検出されたパワー変調された光信号の位相を判定するステップと、ｄ）検出されたパワー変調された光信号の判定された位相からジッタを判定するステップと、を備える。

本発明の更に他の実施形態によれば、本発明に係るリソグラフィ装置が使用されるデバイス製造方法が提供される。

以下では、次の付随的な模式図を参照して、例示のみを目的として本発明の実施形態が記述される。
図１は、本発明の一実施形態に係るリソグラフィ装置の模式的なオーバービューを示す。
図２は、図１のリソグラフィ装置の一部の詳細図を示す。
図３は、本発明の一実施形態に係るポジショニングシステムの一部としての位置制御システムを模式的に示す。
図４は、本発明の一実施形態に係る干渉計システムを模式的に示す。
図５は、本発明の他の実施形態に係る干渉計システムを模式的に示す。
図６は、本発明の更なる実施形態に係る干渉計システムを模式的に示す。
図７は、干渉計モードにおける信号生成器を有する、本発明の更に他の実施形態に係る干渉計システムを模式的に示す。
図８は、ジッタ判定モードにおける信号生成器を有する、図７の干渉計システムを模式的に示す。

本文書では、「放射」および「ビーム」の用語が、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（例えば約5-100nmの範囲における波長を有する極端紫外放射）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。

このテキストで使用される「レチクル」、「マスク」または「パターニングデバイス」の用語は、入射する放射ビームに、基板のターゲット部分に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」も、この文脈で使用されうる。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、他のこのようなパターニングデバイスの例は、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、レジストで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、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に形成されたパターンを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／または制御のための、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等の各種のタイプの光学コンポーネント、またはそれらの任意の組合せを含んでもよい。イルミネータＩＬは、パターニングデバイスＭＡの面で、そ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要素にとって適切な、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、またはそ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。用語「投影レンズ」のここでの使用は、より一般的な用語「投影システム」ＰＳと同義に解釈されてもよい。

リソグラフィ装置ＬＡは、投影システムＰＳと基板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において与えられている。

リソグラフィ装置ＬＡは、二つ以上の基板サポートＷＴを有するタイプ（「デュアルステージ」とも呼ばれる）でもよい。このような「マルチステージ」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、他の基板Ｗ上にパターンを露光するために他方の基板サポートＷＴ上の他方の基板Ｗが使用されている間に、基板Ｗの後続の露光の準備ステップが一方の基板サポートＷＴ上に位置する基板Ｗ上で実行されてもよい。

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の下を移動してもよい。

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上にビームを集光する投影システムＰＳを通過する。第２ポジショナＰＷおよび位置測定システムＩＦによって、例えば、放射ビームＢの経路中の集光および整列位置に異なるターゲット部分Ｃを配置するために、基板サポートＷＴが正確に駆動されうる。同様に、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配置するために、第１ポジショナＰＭおよび適切な他の位置センサ（図１では明示的に示されない）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。図示される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。

発明を明らかにするために、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、他の二つの軸に直交する。ｘ軸周りの回転は、Ｒｘ回転と表される。ｙ軸周りの回転は、Ｒｙ回転と表される。ｚ軸周りの回転は、Ｒｚ回転と表される。ｘ軸およびｙ軸は水平面を定め、ｚ軸は鉛直方向を定める。デカルト座標系は発明を限定するものではなく、説明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らかにするために使用されてもよい。例えば、ｚ軸が水平面に沿う成分を有するように、デカルト座標系の方向は異なるものでもよい。

図２は、図１のリソグラフィ装置ＬＡの一部のより詳細な図である。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および振動隔離システム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、振動隔離システムＩＳを介してベースフレームＢＦによって支持される。振動隔離システムＩＳは、振動がベースフレームＢＦから計測フレームＭＦに伝わるの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。運動量保存の法則のために、駆動力はバランスマスＢＭにも、等しい大きさで所望の方向と逆方向に加えられる。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の可動部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を浮か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を浮かせるためのガスベアリング等の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の位置を判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の位置を判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判定してもよい。位置測定システムＰＭＳは、位置や、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の位置を判定してもよい。

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の両方は、同じ放射ビーム（すなわち、原放射ビーム）に由来する。主放射ビームおよび副放射ビームの少なくとも一つは、格子で原放射ビームを回折させることによって生成される。格子で原放射ビームを回折させることによって主放射ビームおよび副放射ビームの両方が生成される場合、主放射ビームは副放射ビームと異なる回折次数を有している必要がある。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光学的に組み合わせて、組み合わされた放射ビームを生成する。エンコーダヘッドにおけるセンサは、組み合わされた放射ビームの位相または位相差を判定する。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上に配置されてもよい。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上に配置されてもよい。例えば、複数のエンコーダヘッドが計測フレームＭＦ上に配置される一方、格子が基板サポートＷＴの上面に配置される。他の例では、格子が基板サポートＷＴの底面に配置され、エンコーダヘッドが基板サポートＷＴの下方に配置される。

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けられる。測定ビームはミラーに伝播し、ミラーによって反射されてビームスプリッタに戻る。参照ビームは参照ミラーに伝播し、参照ミラーによって反射されてビームスプリッタに戻る。ビームスプリッタでは、測定ビームおよび参照ビームが組み合わされて、組み合わされた放射ビームになる。組み合わされた放射ビームは、センサ上に入射する。センサは、組み合わされた放射ビームの位相または周波数を判定する。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組み合わされて、組み合わされた放射ビームになる。

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、小さい移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、より大きい移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、大きい移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、小さい移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、大きい移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、大きい移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設けられる。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リニアアクチュエータでもよい。複数のリニアアクチュエータが、複数の軸に沿った駆動力を提供するために適用されてもよい。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。平面アクチュエータは、例えば、基板サポートＷＴを６自由度で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、基板サポートＷＴおよびマスクサポートＭＴにそれぞれ結合された少なくとも一つの磁石を有するムービングマグネットタイプのアクチュエータでもよい。アクチュエータは、基板サポートＷＴおよびマスクサポートＭＴにそれぞれ結合された少なくとも一つのコイルを有するムービングコイルタイプ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、リラクタンスアクチュエータ、ローレンツアクチュエータ、ピエゾアクチュエータ、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、設定点生成部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。設定点生成部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に対する入力を構成する。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に対する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に対する入力を構成してもよい。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に対する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、質量、剛性、共振モードおよび固有振動数等のプラントＰの動力学的特性に関する情報を利用してもよい。

図４～図８は、前述の位置測定システムＰＭＳの一部としてのヘテロダイン干渉計またはヘテロダイン干渉計システムＨＩの異なる実施形態を模式的に示す。

干渉計ＨＩは、光源ＬＳ１を含む。光源ＬＳ１は、所定の周波数のコヒーレントな光ビームを提供するレーザ源でもよい。

光源ＬＳ１は、有意なスプリット周波数Δｆ１を有する光ビームのペア（すなわち、周波数ｆ１を有する第１光ビームおよび周波数ｆ１＋Δｆ１を有する第２光ビーム）を出力する、関連する周波数シフタＦＳ１を有する。

第１および第２光ビームは、例えば、第１光ビームが第２光ビームに対して直交に偏光されて、ビームスプリッタＢＳに向かうように、光学エレメントＬＢＣによって組み合わされる。ビームスプリッタＢＳは、各光ビームを、参照検出器ＲＤに向かう第１部分と、光学アセンブリＯＡを介して第１測定検出器ＭＤ１および第２測定検出器ＭＤ２に向かう第２部分と、に分けるように構成される。

本実施形態では、光学アセンブリＯＡが光学エレメントＯＥおよび参照ミラーＲＭを含む。このため、光学エレメントＯＥは、ビームスプリッタＢＳから以下のものを受け取る：
・第１光ビームの第２部分（代わりに参照ビームと表される）
・第２光ビームの第２部分（代わりに測定ビームと表される）

光学アセンブリＯＡは、参照ビームの一部が固定された光路長を有する参照パスに沿って第１測定検出器ＭＤ１に向かって進むことを許容し、第１参照ビームの他の部分が固定された光路長を有する参照パスに沿って第２測定検出器ＭＤ２に向かって進むことを許容するように構成される。図４の模式的な例では、第１測定検出器ＭＤ１に通じる参照パスが、ビームスプリッタＢＳで始まり、光学エレメントＯＥを通って参照ミラーＲＭに入り、光学エレメントＯＥに戻って第１測定検出器ＭＤ１で終わる。第２測定検出器ＭＤ２に通じる参照パスは、ビームスプリッタＢＳで始まり、光学エレメントＯＥを通って参照ミラーＲＭに入り、光学エレメントＯＥに戻って第２測定検出器ＭＤ２で終わる。

光学アセンブリＯＡは、測定ビームの一部が第１ターゲットＴＡ１を含む測定パスに沿って第１測定検出器ＭＤ１に向かって進むことを許容し、測定ビームの他の部分が第２ターゲットＴＡ２を含む測定パスに沿って第２測定検出器ＭＤ２に向かって進むことを許容するように更に構成される。図４の模式的な例では、第１ターゲットＴＡ１を含む測定パスが、ビームスプリッタＢＳで始まり、光学エレメントＯＥを通って第１ターゲットＴＡ１に入り、光学エレメントＯＥに戻って第１測定検出器ＭＤ１で終わる。第２ターゲットＴＡ２を含む測定パスは、ビームスプリッタＢＳで始まり、光学エレメントＯＥを通って第２ターゲットＴＡ２に入り、光学エレメントＯＥに戻って第２測定検出器ＭＤ２で終わる。

第１および第２ターゲットＴＡ１、ＴＡ２の両方は、異なるミラー等の可動ターゲットでもよいし、基板テーブルＷＴまたはパターニングデバイスサポートＭＴ等のオブジェクトのミラー上の異なる位置でもよいが、代わりに異なるオブジェクトに関連してもよい。更に、一または複数のターゲットは、いわゆる波長トラッカーにおいて使用されるような固定されたターゲットでもよい。

光学エレメントＯＥは、前述されたような機能を実現するための一または複数の偏光ビームスプリッタでもよい、または、を含んでもよい。

他の参照パスおよび測定パスも考えられる。一例では、測定ビームの複数の部分が一度で向けられず、複数回に分けて第１ターゲットＴＡ１および／または第２ターゲットＴＡ２にそれぞれ向けられる。光学アセンブリＯＡ、ビームスプリッタＢＳ、場合によって光学エレメントＬＢＣは、光ビームのペアを受け取り、光ビームの少なくとも一部を少なくとも一つの検出器に向けるように構成される光学システムと表されてもよい。

ここで、ヘテロダイン干渉計またはヘテロダイン干渉計システムの全体（特に、光学システムおよび検出器）は、高度に模式化されて示されており、いくつかの構成要素は明確化のために省略されていることに注意すべきである。例えば、直交に偏光された第１および第２ビームが検出器で干渉することを許容する、検出器の前に適切に配置される偏光選択要素は個別に示されておらず、光学エレメントＯＥおよび／または偏光ビームスプリッタ等の光学エレメントおよび第１ターゲットＴＡ１または第２ターゲットＴＡ２の間や、光学エレメントＯＥおよび／または偏光ビームスプリッタ等の光学エレメントおよび参照ミラーＲＭの間に典型的に存在する四分の一波長板も示されていない。ヘテロダイン干渉計測の当業者に知られている他の光学エレメントも省略されているが、ヘテロダイン干渉計またはヘテロダイン干渉計システムＨＩが適切に機能するために存在してもよい。更に、一例として、より複雑な構成では、複数の光源が使用されてもよい。ここで、各光源は、光源毎の別の参照検出器を含む別のビームデリバリデバイスを有していてもよい。

一つの顕著な特徴は、パスの間の差の変化が測定されうるように、参照パスおよび測定パスが異なるという点である。可動ターゲットの場合、光路長における差の変化が測定されうるため、可動ターゲットＴＡの位置変化を測定することが可能になる。静的ターゲットの場合、環境条件における差（例えば、屈折率における変化）が測定可能になる、および／または、例えば、波長における変化を測定することによって、光源ＬＳ１の周波数安定性が測定可能になる。光路長や、可動ターゲットの変位または環境条件における変化が起こった時に引き起こされる光路長における差を増加させるために、光ビームが複数回に亘って可動または固定ターゲットに向けられて反射されるような測定パスも考えられる。

参照検出器ＲＤ、第１測定検出器ＭＤ１および第２測定検出器ＭＤ２の出力信号は、処理ユニットＰＵに提供される。検出器ＲＤ、ＭＤ１、ＭＤ２毎に別の処理ユニットＰＵが提供されてもよい。

一実施形態では、光源ＬＳ１が、ヘリウム－ネオンレーザ等の安定化されたレーザ源である。

干渉計システムＨＩは、信号生成器ＳＧを更に含む。図４～図８は、以下でより詳細に説明されるように、原則として信号生成器ＳＧの異なる実装をもたらす、干渉計システムＨＩの異なる実施形態を示す。

図４では、信号生成器ＳＧが、参照検出器ＲＤ、第１測定検出器ＭＤ１および第２測定検出器ＭＤ２で、パワー変調された光信号を導入するように構成される。そして、処理ユニットＰＵは、好ましくは、各検出器ＲＤ、ＭＤ１、ＭＤ２の下流における電子部品によってもたらされるジッタを判定するように構成される。この判定されたジッタは、同じ電子部品を使用する第１および第２光ビームに基づく測定において、ジッタを補償するために使用されうる。

パワー変調された光信号を検出器で導入することは、受光ファイバへのカップリングにおける不安定性または受光ファイバの振動によって導入されたジッタも判定されうるように、パワー変調された光信号を前記検出器の受光ファイバに提供することによって実行されてもよい。

パワー変調された光信号を検出器で導入することは、信号生成器ＳＧおよび前記検出器の間の光ファイバを使用して実行されてもよい。従来のマルチモードファイバの使用は、インターモーダルミキシングによってもたらされるジッタを導入するリスクがあるため、この光ファイバは、好ましくは、シングルモードファイバまたは低いインターモーダル分散係数を有する屈折率分布ファイバ等のファイバである。

図５では、信号生成器ＳＧが、参照パスに沿って進む第１光ビームをパワー変調することによって、パワー変調された光信号を導入するように構成される変調器である。結果として、信号生成器ＳＧの下流におけるコンポーネントによってもたらされるジッタが、同じコンポーネントを使用する第１および第２光ビームに基づく測定においてジッタを補償する処理ユニットＰＵによって判定されうる。

図６では、信号生成器ＳＧが、測定パスに沿って進む第２光ビームをパワー変調することによって、パワー変調された光信号を導入するように構成される変調器である。結果として、信号生成器ＳＧの下流におけるコンポーネントによってもたらされるジッタが、同じコンポーネントを使用する第１および第２光ビームに基づく測定においてジッタを補償する処理ユニットＰＵによって判定されうる。

図７および図８では、信号生成器ＳＧが、所定の周波数のコヒーレントな光ビームを提供するレーザ源でもよい第２光源ＬＳ２を含む。第２光源ＬＳ２は、有意なスプリット周波数Δｆ２を有する光ビームのペア（すなわち、周波数ｆ２を有する第３光ビームおよび周波数ｆ２＋Δｆ２を有する第４光ビーム）を出力する、関連する周波数シフタＦＳ２を有する。

信号生成器ＳＧは、図７に示されるような干渉計モードおよび図８に示されるようなジッタ判定モードの間で切り替えるスイッチデバイスＳＷを更に含む。

干渉計モードでは、第１光ビームと同様に参照パスに沿って進むように、第３光ビームが第１光ビームと組み合わされ、第２光ビームと同様に測定パスに沿って進むように、第４光ビームが第２光ビームと組み合わされる。このように、干渉計モードでは、信号生成器ＳＧが、例えば、より正確に光路長における差（すなわち、ターゲットの位置）を判定することを可能にする、または、例えば、干渉計のゼロ調整（すなわち、絶対位置の判定）を可能にする、追加的な干渉計測定信号を提供するために使用されうる。

ジッタ判定モードでは、スイッチデバイスＳＷによって第３光ビームおよび第４光ビームが組み合わされ、参照パスに導入される。代わりに、図示されないが、組み合わされた第３および第４光ビームが、測定パスに導入されうる。第３および第４光ビームを組み合わせることによって、信号生成器ＳＧの下流におけるコンポーネントにおけるジッタを判定するために使用されうる、パワー変調された光信号が生成される。

示される実施形態では、光ビームのペア（例えば、第１および第２光ビームまたは第３および第４光ビーム）が単一の光源および周波数シフタを使用して生成されるが、このような光ビームのペアを生成する複数の方法（光ビームのペアを放出するように構成される光源として要約されてもよい）があることは当業者にとって明らかである。

示される実施形態では二つのターゲットＴＡ１、ＴＡ２が使用されたが、本発明は一つだけのターゲットまたは三つ以上のターゲットを有する実施形態にも適用される。

以上の記述において言及された周波数に具体的な値は与えられなかったが、周波数ｆ１は周波数ｆ２と異なっているのが好ましい、および／または、スプリット周波数Δｆ１は周波数Δｆ２と異なっているのが好ましい、および／または、パワー変調された光信号の周波数（すなわち、変調周波数）は周波数ｆ１、ｆ１＋Δｆ１、スプリット周波数Δｆ１と異なっているのが好ましい。

実施形態ではヘテロダイン干渉計システムについての例が示されたが、本発明はホモダイン干渉計システムにも非常に良く適用されうる。

パワー変調は、代わりに、振幅変調と表されてもよい。

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について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。可能性のある他の用途は、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本発明の実施形態についての具体的な参照がなされたかもしれないが、本発明の実施形態は他の装置で使用されてもよい。本発明の実施形態は、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構成してもよい。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。

以上において、光学リソグラフィの文脈における本発明の実施形態の使用についての具体的な参照がなされたかもしれないが、本発明は、文脈が許す限り、光学リソグラフィに限定されず、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。

文脈が許す限り、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で実装されてもよい。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上に格納された命令として実装されてもよい。機械読取可能媒体は、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、情報を格納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）、磁気記憶媒体、光学記憶媒体、フラッシュメモリデバイス、電気、光、音響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）、その他を含んでもよい。更に、ファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、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、演算デバイス、プロセッサ、コントローラ、またはファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、命令等を実行する他のデバイスによってもたらされ、アクチュエータまたは他のデバイスに物理的な世界と相互作用させてもよいと理解されるべきである。

発明の具体的な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、発明を限定する趣旨ではない。従って、記述された発明に対して以下の請求項の範囲から逸脱することなく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。本発明の他の態様は、以下の番号が付された項目のように提示される。
１．
第１光ビームおよび第２光ビームを放出するように構成される光源と、
前記第１光ビームがターゲットを含む測定パスに沿って進むこと、および、前記第２光ビームが前記ターゲットを含まない固定された参照パスに沿って進むことを許容するように構成される光学システムと、
信号生成器の下流における干渉計システムのコンポーネントによってもたらされるジッタを判定するために、パワー変調された光信号を前記測定パスまたは前記参照パスに導入するように構成される信号生成器と、
を備える干渉計システム。
２．
前記光源は、第１周波数での前記第１光ビームおよび前記第１周波数と異なる第２周波数での前記第２光ビームを放出するように構成される、項目１に記載の干渉計。
３．
前記信号生成器は、前記第１および第２周波数の間の差と異なる周波数での前記パワー変調された光信号を導入するように構成される、項目２に記載の干渉計。
４．
前記信号生成器は、前記パワー変調された光信号を導入するために、前記第１光ビームまたは前記第２光ビームをパワー変調するように構成される変調器を含む、項目１から３のいずれかに記載の干渉計システム。
５．
前記信号生成器は、パワー変調された更なる光ビームを提供するように構成される変調器を含み、
前記信号生成器は、前記パワー変調された更なる光ビームをパワー変調された光信号として、前記第１光ビームまたは前記第２光ビームに加えるように構成される、
項目１から３のいずれかに記載の干渉計システム。
６．
前記信号生成器は、第３周波数を有する第３光ビームを、前記第３周波数と異なる第４周波数を有する第４光ビームと組み合わせることによって、パワー変調された更なる光ビームを提供するように構成され、
前記第１および第２周波数の間の差は、前記第３および第４周波数の間の差と異なり、
前記信号生成器は、前記パワー変調された更なる光ビームをパワー変調された光信号として、前記第１光ビームまたは前記第２光ビームに加えるように構成される、
項目２に記載の干渉計システム。
７．
前記信号生成器が、前記パワー変調された更なる光ビームをパワー変調された光信号として、前記第１光ビームまたは前記第２光ビームに加えられるジッタ判定モードと、前記第３光ビームが前記測定パスに沿って進むことが許容され、前記第４光ビームが前記参照パスに沿って進むことが許容される干渉計モードと、の間で切り替える、前記信号生成器に動作可能に接続されるスイッチデバイスを更に備える、項目６に記載の干渉計システム。
８．
前記信号生成器は、前記ターゲットの上流において前記パワー変調された光信号を導入するように構成される、項目１から７のいずれかに記載の干渉計システム。
９．
前記信号生成器は、前記ターゲットの下流において前記パワー変調された光信号を導入するように構成される、項目１から７のいずれかに記載の干渉計システム。
１０．
前記測定パスおよび前記参照パスの端で、前記第１光ビームおよび前記第２光ビームを受け取る検出器を更に備え、
前記信号生成器は、前記パワー変調された光信号を前記検出器で導入するように構成される、
項目９に記載の干渉計システム。
１１．
静的ターゲットである前記ターゲットを更に含む、項目１から１０のいずれかに記載の干渉計システム。
１２．
前記測定パスおよび前記参照パスの端で、前記第１および第２光ビームを受け取る検出器と、
前記検出器で受け取られた前記第１および／または第２光ビームの位相を判定し、前記検出器で受け取られた前記パワー変調された光信号に基づいてジッタを判定する処理ユニットと、
を更に備える項目１から１１のいずれかに記載の干渉計システム。
１３．
リファレンスに対する可動ターゲットの位置を判定するポジショニングシステムであって、
前記可動ターゲットの位置を測定する測定システムと、
前記可動ターゲットを駆動するアクチュエータシステムと、
前記測定システムおよび前記アクチュエータシステムを制御する制御ユニットと、
を備え、
前記測定システムは、項目１から１２のいずれかに記載の干渉計システムを備える、
ポジショニングシステム。
１４．
項目１３に記載の可動ターゲットおよびポジショニングシステムを備えるリソグラフィ装置。
１５．
放射ビームを調整するように構成される照明システムと、
パターン形成された放射ビームを形成するために、放射の断面にパターンを付与できるパターニングデバイスを支持するように構成されるサポートと、
基板を保持するように構成される基板テーブルと、
前記パターン形成された放射ビームを前記基板のターゲット部分上に投影するように構成される投影システムと、
を更に備え、
前記可動ターゲットは、前記サポートまたは前記基板テーブルである、
項目１４に記載のリソグラフィ装置。
１６．
第１光ビームおよび第２光ビームを放出するように構成される光源と、前記第１光ビームがターゲットを含む測定パスに沿って進むこと、および、前記第２光ビームが前記ターゲットを含まない固定された参照パスに沿って進むことを許容するように構成される光学システムと、を備える干渉計におけるジッタを判定するための方法であって、
ａ）パワー変調された光信号を前記測定パスまたは前記参照パスに導入するステップと、
ｂ）前記測定パスまたは前記参照パスに沿って進んだ後の、前記パワー変調された光信号を検出するステップと、
ｃ）前記検出されたパワー変調された光信号の位相を判定するステップと、
ｄ）前記検出されたパワー変調された光信号の前記判定された位相から前記ジッタを判定するステップと、
を備える方法。
１７．
前記測定パスおよび前記参照パスに沿ってそれぞれ進んだ後の、前記第１光ビームおよび前記第２光ビームの間の位相差を判定するステップと、
前記判定されたジッタからジッタ補償値を判定するステップと、
前記ジッタ補償値を使用して前記位相差を補償するステップと、
を更に備える項目１６に記載の方法。
１８．
第３周波数を有する第３光ビームを、前記第３周波数と異なる第４周波数を有する第４光ビームと組み合わせることによって、前記干渉計システムをジッタ判定モードにするステップを更に備え、
前記第１および第２周波数の間の差は、前記第３および第４周波数の間の差と異なり、
ジッタ判定モードでは、前記パワー変調された更なる光ビームをパワー変調された光信号として、前記第１光ビームまたは前記第２光ビームに加えることによって、ステップａ）における前記パワー変調された光信号を導入することが実行される、
項目１６または１７に記載の方法。
１９．
項目１４または１５に記載のリソグラフィ装置が使用されるデバイス製造方法。

Claims (19)

1. 第１光ビームおよび第２光ビームを放出するように構成される光源と、
   前記第１光ビームがターゲットを含む測定パスに沿って進むこと、および、前記第２光ビームが前記ターゲットを含まない固定された参照パスに沿って進むことを許容するように構成される光学システムと、
   信号生成器の下流における干渉計システムのコンポーネントによってもたらされるジッタを判定するために、パワー変調された光信号を前記測定パスまたは前記参照パスに導入するように構成される信号生成器と、
   を備える干渉計システム。
2. 前記光源は、第１周波数での前記第１光ビームおよび前記第１周波数と異なる第２周波数での前記第２光ビームを放出するように構成される、請求項１に記載の干渉計。
3. 前記信号生成器は、前記第１および第２周波数の間の差と異なる周波数での前記パワー変調された光信号を導入するように構成される、請求項２に記載の干渉計。
4. 前記信号生成器は、前記パワー変調された光信号を導入するために、前記第１光ビームまたは前記第２光ビームをパワー変調するように構成される変調器を含む、請求項１から３のいずれかに記載の干渉計システム。
5. 前記信号生成器は、パワー変調された更なる光ビームを提供するように構成される変調器を含み、
   前記信号生成器は、前記パワー変調された更なる光ビームをパワー変調された光信号として、前記第１光ビームまたは前記第２光ビームに加えるように構成される、
   請求項１から３のいずれかに記載の干渉計システム。
6. 前記信号生成器は、第３周波数を有する第３光ビームを、前記第３周波数と異なる第４周波数を有する第４光ビームと組み合わせることによって、パワー変調された更なる光ビームを提供するように構成され、
   前記第１および第２周波数の間の差は、前記第３および第４周波数の間の差と異なり、
   前記信号生成器は、前記パワー変調された更なる光ビームをパワー変調された光信号として、前記第１光ビームまたは前記第２光ビームに加えるように構成される、
   請求項２に記載の干渉計システム。
7. 前記信号生成器が、前記パワー変調された更なる光ビームをパワー変調された光信号として、前記第１光ビームまたは前記第２光ビームに加えられるジッタ判定モードと、前記第３光ビームが前記測定パスに沿って進むことが許容され、前記第４光ビームが前記参照パスに沿って進むことが許容される干渉計モードと、の間で切り替える、前記信号生成器に動作可能に接続されるスイッチデバイスを更に備える、請求項６に記載の干渉計システム。
8. 前記信号生成器は、前記ターゲットの上流において前記パワー変調された光信号を導入するように構成される、請求項１から７のいずれかに記載の干渉計システム。
9. 前記信号生成器は、前記ターゲットの下流において前記パワー変調された光信号を導入するように構成される、請求項１から７のいずれかに記載の干渉計システム。
10. 前記測定パスおよび前記参照パスの端で、前記第１光ビームおよび前記第２光ビームを受け取る検出器を更に備え、
    前記信号生成器は、前記パワー変調された光信号を前記検出器で導入するように構成される、
    請求項９に記載の干渉計システム。
11. 静的ターゲットである前記ターゲットを更に含む、請求項１から１０のいずれかに記載の干渉計システム。
12. 前記測定パスおよび前記参照パスの端で、前記第１および第２光ビームを受け取る検出器と、
    前記検出器で受け取られた前記第１および／または第２光ビームの位相を判定し、前記検出器で受け取られた前記パワー変調された光信号に基づいてジッタを判定する処理ユニットと、
    を更に備える請求項１から１１のいずれかに記載の干渉計システム。
13. リファレンスに対する可動ターゲットの位置を判定するポジショニングシステムであって、
    前記可動ターゲットの位置を測定する測定システムと、
    前記可動ターゲットを駆動するアクチュエータシステムと、
    前記測定システムおよび前記アクチュエータシステムを制御する制御ユニットと、
    を備え、
    前記測定システムは、請求項１から１２のいずれかに記載の干渉計システムを備える、
    ポジショニングシステム。
14. 請求項１３に記載の可動ターゲットおよびポジショニングシステムを備えるリソグラフィ装置。
15. 放射ビームを調整するように構成される照明システムと、
    パターン形成された放射ビームを形成するために、放射の断面にパターンを付与できるパターニングデバイスを支持するように構成されるサポートと、
    基板を保持するように構成される基板テーブルと、
    前記パターン形成された放射ビームを前記基板のターゲット部分上に投影するように構成される投影システムと、
    を更に備え、
    前記可動ターゲットは、前記サポートまたは前記基板テーブルである、
    請求項１４に記載のリソグラフィ装置。
16. 第１光ビームおよび第２光ビームを放出するように構成される光源と、前記第１光ビームがターゲットを含む測定パスに沿って進むこと、および、前記第２光ビームが前記ターゲットを含まない固定された参照パスに沿って進むことを許容するように構成される光学システムと、を備える干渉計におけるジッタを判定するための方法であって、
    ａ）パワー変調された光信号を前記測定パスまたは前記参照パスに導入するステップと、
    ｂ）前記測定パスまたは前記参照パスに沿って進んだ後の、前記パワー変調された光信号を検出するステップと、
    ｃ）前記検出されたパワー変調された光信号の位相を判定するステップと、
    ｄ）前記検出されたパワー変調された光信号の前記判定された位相から前記ジッタを判定するステップと、
    を備える方法。
17. 前記測定パスおよび前記参照パスに沿ってそれぞれ進んだ後の、前記第１光ビームおよび前記第２光ビームの間の位相差を判定するステップと、
    前記判定されたジッタからジッタ補償値を判定するステップと、
    前記ジッタ補償値を使用して前記位相差を補償するステップと、
    を更に備える請求項１６に記載の方法。
18. 第３周波数を有する第３光ビームを、前記第３周波数と異なる第４周波数を有する第４光ビームと組み合わせることによって、干渉計システムをジッタ判定モードにするステップを更に備え、
    前記第１および第２周波数の間の差は、前記第３および第４周波数の間の差と異なり、
    ジッタ判定モードでは、前記パワー変調された更なる光ビームをパワー変調された光信号として、前記第１光ビームまたは前記第２光ビームに加えることによって、ステップａ）における前記パワー変調された光信号を導入することが実行される、
    請求項１６または１７に記載の方法。
19. 請求項１４または１５に記載のリソグラフィ装置が使用されるデバイス製造方法。

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