JP4071733B2 - リソグラフィ装置、デバイス製造方法、およびコンピュータ・プログラム - Google Patents

Description

本発明は、リソグラフィ投影装置であって、
放射線の投影ビームを提供するための放射線システムと、
パターン形成手段を支持するための支持構造体であって、パターン形成手段が所望のパターンに従って投影ビームにパターンを形成するように働く支持構造体と、
基板を保持するための基板テーブルと、
パターンが形成されたビームを基板のターゲット部分の上に投影するための投影システムと、
前記装置の可動構成要素の変位を測定するための干渉変位測定システムであって、センサー測定を前記可動構成要素の変位に関連づけるモデルを含む干渉変位測定システムと
を有するリソグラフィ投影装置に関するものである。

本明細書で使用する「パターン形成手段」という用語は、基板のターゲット部分に作成するパターンに対応するパターンが形成された断面を、入射する放射線ビームに付与するために用いることができる手段を指すものと広く解釈すべきであり、「光弁（ｌｉｇｈｔ ｖａｌｖｅ）」という用語もこの意味で用いることができる。一般に、前記パターンは、集積回路や他のデバイスなど、ターゲット部分に作成されるデバイスの特定の機能層に対応している（以下参照）。こうしたパターン形成手段の例には以下のものが含まれる。
（１）マスク
マスクの概念はリソグラフィの分野では周知であり、それにはバイナリ・マスク、交互位相シフト・マスク（ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ ＰＳＭ）および減衰位相シフト・マスク（ａｔｔｅｎｕａｔｅｄ ＰＳＭ）などのマスク・タイプ、ならびに様々なハイブリッド型のマスク・タイプが含まれる。こうしたマスクを放射線ビーム内に配置すると、マスク・パターンに従って、マスク上に衝突する放射線の選択的透過（透過性マスクの場合）または反射（反射性マスクの場合）が行われる。マスクの場合、一般にその支持構造体は、入射する放射線ビーム中の所望の位置にマスクを保持できること、および必要であればビームに対してマスクを移動できることを保証するマスク・テーブルである。
（２）プログラマブル・ミラー・アレイ
このようなデバイスの一例は、粘弾性制御層および反射面を有する、マトリクス状にアドレス指定可能な表面である。こうした装置の背景となる基本原理は、（例えば）反射面のアドレス指定された領域が入射光を回折光として反射し、アドレス指定されていない領域が入射光を非回折光として反射することにある。適切なフィルタを用いることにより、前記非回折光を反射ビームから濾去し、その後ろに回折光のみを残すことができる。このようにして、マトリクス状にアドレス指定可能な表面のアドレス指定されたパターンに従ってビームにパターンが形成される。プログラマブル・ミラー・アレイの別の実施例は小さいミラーのマトリクス状の配列を使用するものであり、適切な局部電界を印加するか、あるいは電圧作動手段を用いることにより、それぞれのミラーを別々に軸線の周囲で傾斜させることができる。ここでも、ミラーはマトリクス状にアドレス指定可能にされており、アドレス指定されたミラーが、入射する放射線ビームを、アドレス指定されていないミラーとは異なる方向に反射する。このようにしてマトリクス状にアドレス指定可能なミラーのアドレス指定パターンに従って、反射ビームにパターンが形成される。必要なマトリクス・アドレス指定は、適切な電子手段を用いて実施することができる。上述のどちらの場合も、パターン形成手段は１つまたは複数のプログラマブル・ミラー・アレイを備えることができる。本明細書で言及するミラー・アレイに関する他の情報は、例えば米国特許第５，２９６，８９１号および第５，５２３，１９３号、ならびにＰＣＴ特許出願ＷＯ９８／３８５９７号およびＷＯ９８／３３０９６号から得られ、これらを参照によって本明細書に組み込む。プログラマブル・ミラー・アレイの場合、前記支持構造体は、例えばフレームまたはテーブルとして実施されることができ、これらは必要に応じて固定することも移動させることもできる。
（３）プログラマブルＬＣＤアレイ
このような構成の例は米国特許第５，２２９，８７２号に示されており、これを参照によって本明細書に組み込む。この場合の支持構造体は、上述のように、例えば必要に応じて固定することも移動させることもできるフレームまたはテーブルとして実施されることができる。
簡略化のために、本明細書の他の部分では特定の箇所で、特にマスクおよびマスク・テーブルに関する実施例に言及することがあるが、こうした実施例の中で論じる一般原理は、先に述べたように、パターン形成手段のより広い意味において理解すべきである。

リソグラフィ投影装置は、例えば集積回路（ＩＣ）の製造に用いることができる。このような場合、パターン形成手段はＩＣの個々の層に対応する回路パターンを生成することが可能であり、このパターンを、放射線感光材料（レジスト）の層で被覆した基板（シリコン・ウェハ）上の（例えば１つまたは複数のダイを含む）ターゲット部分に結像させることができる。一般に単一のウェハは、投影システムにより一度に１つずつ連続的に照射される隣接するターゲット部分の全ネットワークを含む。マスク・テーブル上のマスクによるパターン形成を採用する現在の装置は、異なる２つのタイプの装置に区別することができる。一方のタイプのリソグラフィ投影装置では、マスク・パターン全体をターゲット部分の上に一度に露光することによって各ターゲット部分を照射するようになっており、こうした装置は一般にウェハ・ステッパと呼ばれる。もう一方の装置は、一般にステップ・アンド・スキャン式装置と呼ばれ、マスク・パターンを投影ビームの下で所与の基準方向（「走査」方向）に漸次走査し、それと同時にこの方向に対して平行または逆平行に基板テーブルを同期して走査することによって各ターゲット部分を照射する。一般に、投影システムは倍率Ｍ（一般にＭ＜１）を有するため、基板テーブルを走査する速度Ｖはマスク・テーブルを走査する速度のＭ倍になる。本明細書に記載するリソグラフィ装置に関するさらに詳しい情報は、例えば米国特許第６，０４６，７９２号から得ることができ、これを参照によって本明細書に組み込む。

リソグラフィ投影装置を用いた製造工程では、少なくとも一部を放射線感光材料（レジスト）の層で被覆した基板の上に（例えばマスクの）パターンが結像（イメージング）される。この結像ステップの前に、プライミング、レジスト・コーティングおよびソフト・ベークなど様々な処理を基板に施すことができる。また露光後に、露光後ベーク（ＰＥＢ）、現像、ハード・ベークおよび結像したフィーチャの測定／検査など他の処理を基板に施すこともできる。この一連の処理が、例えばＩＣなどのデバイスの個々の層にパターンを形成するための基礎として用いられる。次いで、こうしたパターンが形成された層を、エッチング、イオン注入（ドーピング）、メタライゼーション、酸化、化学的機械研磨など様々な処理にかけることが可能であり、これらはすべて、個々の層を仕上げるものである。いくつかの層が必要な場合には、すべての処理またはその変形形態を新しい層ごとに繰り返さなければならない。最終的に一連のデバイスが基板（ウェハ）上に形成されることになる。次いで、これらのデバイスをダイシングやソーイングなどの技術によって互いに分離し、それによって個々のデバイスをキャリアに取り付けたり、ピンに接続したりすることができるようになる。こうした工程に関する他の情報は、例えばピーター・ファン・ツァント（Ｐｅｔｅｒ ｖａｎ Ｚａｎｔ）の著書「マイクロチップの製造；半導体処理のための実用ガイド（Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ：Ａ Ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ｇｕｉｄｅ ｔｏ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）」第３版、マグローヒル出版社、１９９７、ＩＳＢＮ ０−０７−０６７２５０−４から得ることができ、これを参照によって本明細書に組み込む。

簡略化のために、以下では投影システムを「レンズ」と呼ぶことがあるが、この用語は、例えば屈折光学系、反射光学系および反射屈折光学系を含めて様々なタイプの投影システムを包含するものとして広く解釈すべきである。放射線システムはまた、放射線の投影ビームの方向付け、成形または制御を行うために、これらの設計タイプのいずれかに従って動作する構成要素を含むことができ、こうした構成要素も以下では一括して、または単独で「レンズ」と呼ぶことがある。さらに、リソグラフィ装置は２以上の基板テーブル（および／または２以上のマスク・テーブル）を有するタイプのものであってもよい。こうした「マルチ・ステージ」装置では、追加のテーブルを並行して用いてもよく、あるいは１つまたは複数のテーブル上で予備ステップを実施し、それと同時に１つまたは複数の他のテーブルを露光に用いることもできる。例えば米国特許第５，９６９，４４１号およびＷＯ９８／４０７９１号には２ステージ・リソグラフィ装置が記載されており、これらを参照によって本明細書に組み込む。

基板上に形成されたそれまでの層の上面に、デバイス層を形成するために用いるパターンを正確にプリントするためには、露光工程全体を通してマスク（またはパターン形成手段）および基板の位置を知ることが極めて重要である。そのために、周知のリソグラフィ装置の多くでは、干渉計に基づくシステムを用いてマスク・テーブルおよび基板テーブルの変位を常時測定するようになっている。こうしたシステムの一例が、Ｍ．Ａ．ファン・デン・ブリンク（Ｍ．Ａ．ｖａｎ ｄｅｎ Ｂｒｉｎｋ）等がマイクロリソグラフィに関する１９９２年３月のＳＰＩＥシンポジウム（米国カリフォルニア州サンノゼ）で発表した「最新の計測システムを用いたウェハ・ステッパにおけるフィールド・レベリングによるオーバーレイおよびフィールド（Ｏｖｅｒｌａｙ ａｎｄ Ｆｉｅｌｄ ｂｙ Ｆｉｅｌｄ Ｌｅｖｅｌｉｎｇ ｉｎ Ｗａｆｅｒ Ｓｔｅｐｐｅｒｓ ｕｓｉｎｇ ａｎ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍｅｔｒｏｌｏｇｙ Ｓｙｓｔｅｍ）」に開示されている。この中に記載された６自由度の干渉計システムは２経路の干渉計および大きいビーム・サイズを用いており、それによって基板テーブルが回転したときに基板テーブルに固定して取り付けられた測定ミラーの角度が変化することによって引き起こされる干渉計のミスアライメントが生じた場合にも、測定ビームと基準ビームの間に十分な重なりが残る。平坦且つ平行な波面を想定した単純化された理論に基づくこのシステムの目的は、測定ミラーの傾斜によるビームずれ（ｂｅａｍｓｈｅａｒ）の作用が変位測定の結果に影響を及ぼさないようにすること、すなわち信号レベルが低下することはあっても位相シフトは起こらないようにすることである。しかし本発明者等は、こうした測定システムでは、測定ミラーの傾斜が、例えば波面の曲率を起因として、測定された変位に影響を及ぼすことを確認した。

本発明の１つの目的は、ミラー傾斜の影響が除去または改善される干渉変位測定システムを提供することである。

この目的および他の目的は、前記モデルが、干渉変位測定システムの測定ビームのビームずれを表す変数の関数である、少なくとも１つの修正項を組み込んでいることを特徴とする冒頭の段落で特定したリソグラフィ装置における本発明によって達成される。

本発明者等は、測定ミラーの傾斜によって影響を受けている干渉計における位置または変位を測定する周知の配置構成を用いても、測定ミラーが測定ビームに対して厳密に垂直でない場合には有意の誤差が導入される可能性があることを確認した。市販の平面ミラー干渉計では、測定経路を介して測定ビームを送るためのコーナー・キューブを２回用いて、測定ビームの波面の傾斜を防止している。干渉計の軸と反射性ミラーが垂直でないことによる幾何的な誤差を補正する周知のモデルは、平坦且つ平行な波面を想定した単純化された理論に基づいている。ビームずれが発生した場合、例えばビーム・ポインティングの誤差、あるいは１次元または２次元の非対称ビームの曲率による平面からのずれにより、位置決めの誤差が生じる可能性がある。したがって本発明によれば、測定ミラーの傾斜の影響であるビームずれに依存する１つまたは複数の修正項の形で、干渉計モデルに補正が導入される。

好ましい実施例では、修正項のそれぞれが、干渉計の固定部分と測定ミラーとの間の光路長、測定ビームによって作り出されるその経路のパス数、および測定ビームと測定ミラーとの間の角度の少なくとも１つ、好ましくはすべてに比例する変数の関数である。このようにして、変数が、干渉している測定ビームと基準ビームのオフセットを表し、誤差を正確に特徴付けることができる。

傾斜によって生じる誤差の原因が異なる方向で異なることがあるため、直交する２つの方向で別々の補正を実施することも好ましい。また、装置の初期較正または定期較正の際に係数の簡単なフィッティングを可能にするビームずれを表す変数では、修正項が、例えば２次またはそれより高い次数の多項式であることが好ましい。

干渉計システムが複数の直線自由度を測定する場合、それらのすべてに補正を行うことが好ましく、また回転自由度の直線の測定値からのずれを考慮することが好ましい。

本発明の他の観点によれば、リソグラフィ投影装置を用いたデバイス製造方法であって、
少なくとも一部分を放射線感光材料の層で被覆された基板を提供するステップと、
放射線システムを用いて放射線の投影ビームを提供するステップと、
パターン形成手段を用いて投影ビームの断面にパターンを付与するステップと、
パターンが形成された放射線ビームを放射線感光材料の層のターゲット部分の上に投影するステップと、
前記リソグラフィ投影装置の可動構成要素の変位を測定するステップであって、センサー測定を前記可動構成要素の変位に関連づけるモデルを含む干渉変位測定システムを用いるステップとを含み、
前記モデルが、干渉変位測定システムの測定ビームのビームずれを表す変数の関数である少なくとも１つの修正項を組み込んでいることを特徴とするデバイス製造方法が提供される。

さらに本発明の他の観点は、コンピュータ・システム上で実行されると、コンピュータ・システムに、干渉変位測定システムのセンサー測定からリソグラフィ投影装置中の可動オブジェクトの変位を計算するように命令するプログラム・コード手段を含むコンピュータ・プログラムであって、干渉変位測定システムの測定ビームのビームずれを表す変数の関数である少なくとも１つの修正項を計算するためのコード手段を含むことを特徴とするコンピュータ・プログラムを提供する。

本発明のコンピュータ・プログラムは、既存のリソグラフィ装置ならびに新規のリソグラフィ装置にインストールすることができ、それによってアップグレードとして本発明の「改造（ｒｅｔｒｏｆｉｔｔｉｎｇ；リトロフィッティング）」が可能である。

本明細書では、本発明の装置をＩＣの製造に用いることについて特に言及しているかもしれないが、こうした装置は他にも多くの用途に使用可能であることが明確に理解されるべきである。例えば一体型光学システム、磁気ドメイン・メモリ用の誘導および検出パターン、液晶ディスプレイ・パネル、薄膜磁気ヘッドなどの製造に使用することができる。こうした別の用途についての文脈では、本明細書の「レチクル」、「ウェハ」または「ダイ」という用語の使用はいずれも、それぞれ「マスク」、「基板」および「ターゲット部分」というより一般的な用語に置き換えて考えられるべきであることが当業者には理解されよう。

本明細書では、「放射線」および「ビーム」という用語は、（例えば３６５、２４８、１９３、１５７、または１２６ｎｍの波長を有する）紫外線、および（例えば５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）ＥＵＶ（極端紫外線）を含むあらゆるタイプの電磁放射線、ならびにイオン・ビームや電子ビームなどの粒子ビームを包含している。

次に本発明の実施例を、添付の概略図を参照して例示のみの目的で説明する。

図中において同じ参照記号は同じ部品を指すものであることに留意されたい。

図１は、本発明の特定の実施例によるリソグラフィ投影装置を概略的に示している。この装置は、
この特定の場合には放射線源ＬＡをも備えた、放射線の投影ビーム（例えばＤＵＶ放射線）ＰＢを供給するための放射線システムＥｘ、ＩＬと、
マスクＭＡ（例えばレチクル）を保持するためのマスク・ホルダを備えた第１のオブジェクト・テーブル（マスク・テーブル）ＭＴであって、アイテムＰＬに対してマスクを正確に位置決めするための第１の位置決め手段に接続された第１のオブジェクト・テーブル（マスク・テーブル）ＭＴと、
基板Ｗ（例えばレジスト塗布シリコン・ウェハ）を保持するための基板ホルダを備えた第２のオブジェクト・テーブル（基板テーブル）ＷＴであって、アイテムＰＬに対して基板を正確に位置決めするための第２の位置決め手段に接続された第２のオブジェクト・テーブル（基板テーブル）ＷＴと、
マスクＭＡの照射された部分を基板Ｗの（例えば１つまたは複数のダイを含む）ターゲット部分Ｃに結像させるための投影システム（「レンズ」）ＰＬ（例えば屈折レンズ系）と
を備えている。本明細書で図示する装置は、（例えば透過性マスクを有する）透過タイプのものである。しかし一般に、例えば（反射性マスクを有する）反射タイプのものであってもよい。あるいは装置には先に言及したタイプのプログラマブル・ミラー・アレイなど、他の種類のパターン形成手段を用いてもよい。

放射線源ＬＡ（例えばＨｇランプ）は放射線ビームを生成する。このビームは、直接、または例えばビーム・エキスパンダーＥｘなどの調節手段を通過した後に、照明系（照明器）ＩＬ内に送られる。照明器ＩＬは、ビームの強度分布の外側および／または内側の半径方向範囲（それぞれ一般にσ−アウタ（σ−ｏｕｔｅｒ）、σ−インナ（σ−ｉｎｎｅｒ）と呼ばれる）を設定するための調整手段ＡＭを含むことができる。さらに、調整手段ＡＭは、一般には積算器ＩＮやコンデンサＣＯなど他の様々な構成要素を含む。このようにして、マスクＭＡ上に衝突するビームＰＢは、その断面内に、所望の均一性および強度分布を有するようになる。

図１に関して、（例えば放射線源ＬＡが水銀ランプである場合によく見られるように）放射線源ＬＡはリソグラフィ投影装置のハウジング内にあってもよいが、リソグラフィ投影装置から離して、放射線源ＬＡが生成する放射線ビームを（例えば適切な方向付けミラーを利用して）装置内に導くようにすることも可能であることに留意すべきであり、この後者のケースは、放射線源ＬＡがエキシマ・レーザーである場合によく見られる。本発明および特許請求の範囲は、これらのケースの両方を包含する。

ビームＰＢはその後、マスク・テーブルＭＴ上に保持されているマスクＭＡに遮られる。マスクＭＡを通過したビームＰＢはレンズＰＬを通過し、このレンズＰＬはビームＰＢを基板Ｗのターゲット部分Ｃの上に集束させる。第２の位置決め手段（および干渉測定手段ＩＦ）を用いて、基板テーブルＷＴを、例えば異なるターゲット部分ＣをビームＰＢの経路内に位置決めするように、正確に移動させることができる。同様に、例えばマスク・ライブラリからマスクＭＡを機械的に取り出した後で、あるいは走査しながら、第１の位置決め手段を用いてマスクＭＡをビームＰＢの経路に対して正確に位置決めすることができる。一般に、オブジェクト・テーブルＭＴ、ＷＴの移動は、長ストローク・モジュール（粗い位置決め）および短ストローク・モジュール（細かい位置決め）を用いて実現されるが、これらは図１に明示されていない。しかし、（ステップ・アンド・スキャン式装置ではなく）ウェハ・ステッパの場合には、マスク・テーブルＭＴを、短ストローク・アクチュエータに接続するだけでもよく、または固定してもよい。

図示した装置は、異なる２つのモードで使用することができる。
（１）ステップ・モードでは、マスク・テーブルＭＴを本質的に静止した状態に保ち、マスクの像全体を１回（すなわち、ただ１回の「フラッシュ」）でターゲット部分Ｃの上に投影する。次いで、異なるターゲット部分ＣをビームＰＢで照射することができるように、基板テーブルＷＴをｘおよび／またはｙ方向に移動させる。
（２）走査モードでは、所与のターゲット部分Ｃを１回の「フラッシュ」で露光しないことを除けば、本質的に同じ方法が適用される。その代わり、マスク・テーブルＭＴは速度ｖで所与の方向（例えばｙ方向など、いわゆる「走査方向」）に移動可能であり、したがって投影ビームＰＢはマスクの像全体を走査する。それと同時に、基板テーブルＷＴを、速度Ｖ＝Ｍｖ（ただし、ＭはレンズＰＬの倍率であり、一般にＭ＝１／４または１／５）で同じ方向または反対方向に同時に移動させる。この方法では、解像度を損なうことなく、比較的大きいターゲット部分Ｃを露光することができる。

図２は、基板テーブルＷＴの変位を測定する干渉計システムＩＦ−Ｗの一部の概略図である。Ｘ干渉計およびＹ干渉計ＩＦ−ＷＸ、ＩＦ−ＷＹを示しているが、そのそれぞれが基板テーブルＷＴの側面に固定された平面ミラーに対して３本の測定ビームを向けており、そのため基板テーブルＷＴはミラー・ブロックと呼ばれることがある。このビームは図３に示したパターンで平面ミラーに投射される。各測定ビームがセンサー・モジュール内のビーム源から測定ミラーへ向けられて、その上に実質的に垂直に投射され、次いで反射されたビームがセンサー・モジュール内のコーナー・キューブによって反射されて測定ミラーに戻り、最後に平面ミラーによって反射されてセンサー・モジュールに戻って基準ビームと干渉するため、６つのビーム・スポットが示してあることに留意されたい。基板テーブルの移動により測定ビームの路長が変化し、その結果、測定ビームと基準ビームとが重なる場所である干渉縞が移動する。したがって、固定された検出器を用いて縞をカウントすることによって位置信号が得られる。

測定ビームは、センサー・モジュールから測定ミラーまでの距離の４つのパスを作り出し、したがって縞のカウント時には、測定ミラー移動の影響は４倍に拡大される。またコーナー・キューブは、センサー・モジュールに戻って干渉するビームが、測定ミラーの傾斜に関係ない元の入射ビームに平行になるようにする。したがって、基板テーブルの傾斜によって測定ビームの横向きの変化が生じ、これにより基準ビームとの重なり、したがって信号レベルは低下するが路長は変わらないため、理論的な単純化されたモードでは位相の変化および位置信号の変化は生じない。しかし、本発明者等はビームずれによって信号の変化が生じることを確認しており、本発明によれば、これが計測モデル、干渉計システムの縞の数をステージの位置情報に変換するために用いる数学モデルで考慮される。

まず、図４から図６までを参照していくつかの変数を定義する。これらの図はＸ干渉計を示しているが、Ｙ干渉計にも該当する。

図４は、６つのビーム・スポットが３つのＸ測定軸線Ｘ１、Ｘ２およびＸ３とどのように関係しているかを示している。各軸線は、測定ミラーのＸ方向の位置を、その２つのビーム・スポット間の中心線上で効果的に測定する。これらの点の位置を、投影レンズの光軸ＯＡ、ならびにアライメント・センサーおよび投影レンズの焦点面ＦＰに対して、図５に示す定数ａｘ、ｂｘおよびｃｘで定める。基板テーブルの位置を、光軸ＯＡとアライメント・センサーまたは投影レンズの焦点面ＦＰとの交点であり、回転点と呼ばれる原点ＲＰを基準にして測定する。ｘ平面内でのセンサー・モジュールとこの点の間の距離はＫｘであり、基板テーブルの幅はｋｙである。対応する定数をＹ方向に対しても定める。次いで、ｘ方向での基板テーブルの位置Ｘを図７に示すように定める。

干渉計は平面ミラーを用いており、基準ビームに対する測定ビームのビームずれと共に、ビーム平行度の誤差、１次元または２次元の非対称ビームの曲率や他の作用など、波面の不完全さによりナノメートル領域で精度の問題を有している。ビームずれは、位置を測定されるオブジェクトの回転、したがって測定ミラーの傾斜によって引き起こされる可能性がある。

本発明によれば、これはビームずれ「ＢＳ」に応じて１次、２次、またはそれより高い次数の項を含む項の、ＸおよびＹ方向に対する干渉計モデルを加えることによって補正される。ビームずれはミラー角度の変化（回転）の結果であり、一方、ステージは干渉計からある距離Ｌのところにある。本実施例では、ビームずれＢＳは、４×「測定ミラーまでの干渉計のビームの路長」×「（ミラー位置に垂直なビームに対する）ステージ角度」に比例し、２次元とすることができる。例えばＸ干渉計では、Ｒｚ回転によるＹの測定ビームのずれ、および実質上の回転点まわりのＲｙ回転によるＺのずれが生じる。ＹのＢＳは、ほぼ４×Ｒｚ×Ｌ（ただし、Ｌはステージ・ミラーと干渉計の間の光路長）である。小さい内部干渉計のシフト項を追加することもできる。またビームずれは、干渉計モデルに用いられる他のパラメータを含むこともできる。Ｙのビームずれでは、追加のモデル項は以下の形である。
Ａｙ＊（ＹのＢＳ）＋Ｂｙ＊（ＹのＢＳ）^２＋高次項

Ｚのビームずれに対する同様の項を追加し、またＹ干渉計についてＸおよびＺのビームずれに対する同様の項の追加を行う。

干渉計モデルの較正中に、ステージの回転およびステージの位置に応じて位置の変化を決定する。干渉計モデルのパラメータおよびビームずれの係数を、最小２乗フィットを用いて較正することができる。あるいは、パラメータおよび係数を、パラメータ推定および／または信号処理の分野では周知の推定／計算技術を用いて計算することができる。

本発明者等が認識している干渉変位測定システムにおけるシステム障害の原因は、センサーに到達する周辺光にある。干渉計センサーおよび関連する電子装置が振動信号を検出するようになっており、また特に、縞をカウントするようになっており、テーブルが移動するときにセンサーの後ろで処理を行う。これは、各明縞が検出器を通過するときに、センサー信号の立ち上がりを検出することによって実施することができる。したがって、干渉計は一定の、またはゆっくり変化する背景照明に対して比較的鈍感になる。しかし本発明者等は、パルス式の放射線源を用いたとき投影ビームから散乱される比較的短く明るい光フラッシュにより、縞をカウントするための電子装置が混乱することがあることを確認した。この問題を解決するために、測定ビームの経路内の都合のよい点、好ましくはセンサーの近くにフィルタを配置する。測定ビームは通過させるが、投影ビームから散乱された放射線（迷光）または他の任意の放射線源は遮断するように、このフィルタはバンドパス・フィルタまたはロング・パス・フィルタとすることができる。十分な強度を有する任意の間欠光源は、直接または蛍光によって問題を引き起こす恐れがある。

ここまで本発明の特定の実施例について説明してきたが、本発明は記載したものとは別の方法で実施することが可能であることが理解されよう。例えば、マスク・ステージまたは装置内の他の任意の可動構成要素の位置を測定するための干渉計システムで本発明を実施することができる。一般に本発明は、ビームずれを決定することができる場合には単軸干渉計に、あるいは多軸干渉計、例えばＸ、Ｒｚ、Ｒｙを決定する３軸システム、またはＸ、Ｙ、Ｒｚ、ＲｘおよびＲｙを決定する５軸システムに使用することができる。上記説明は本発明を限定するものではない。

本発明の一実施例によるリソグラフィ投影装置を示す図である。 図１の装置の基板テーブル、および干渉変位測定システムの測定ビームの配置を示す図である。 テーブル・ミラーに投射されるビームのパターンを示す図である。 干渉計モデルの様々な変数の定義を示す図である。 干渉計モデルの様々な変数の定義を示す図である。 干渉計モデルの様々な変数の定義を示す図である。 干渉計モデルの様々な変数の定義を示す図である。

符号の説明

Ｃ ターゲット部分
ＣＯ コンデンサ
Ｅｘ ビーム・エキスパンダー
ＦＰ 焦点面
ＩＦ 干渉測定手段
ＩＦ−Ｗ 干渉計システム
ＩＦ−ＷＸ Ｘ干渉計
ＩＦ−ＷＹ Ｙ干渉計
ＩＬ 照明器
ＩＮ 積算器
ＬＡ 放射線源
ＭＡ マスク
ＭＴ マスク・テーブル
ＯＡ 光軸
ＰＢ 投影ビーム
ＰＬ レンズ
ＲＰ 原点
Ｗ 基板
ＷＴ 基板テーブル
Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３ Ｘ測定軸線

Claims (8)

1. リソグラフィ投影装置であって、
   放射線の投影ビームを提供するための放射線システムと、
   パターン形成手段を支持するための支持構造体であって、前記パターン形成手段は所望のパターンに従って投影ビームにパターンを形成するように働く支持構造体と、
   基板を保持するための基板テーブルと、
   パターンが形成された前記ビームを基板のターゲット部分の上に投影するための投影システムと、
   リソグラフィ投影装置の可動構成要素の変位を測定するための干渉変位測定システムであって、センサーの測定を前記可動構成要素の変位に関連づけるモデルを含む干渉変位測定システムと、
   を有するリソグラフィ投影装置において、
   前記モデルが、前記干渉変位測定システムの測定ビームのビームずれを表す変数の関数である少なくとも１つの修正項を組み込んでおり、
   前記測定ビームが、前記干渉変位測定システムの固定部分と前記可動構成要素に固定された測定ミラーとの間の光路を通過し、
   ビームずれを表す前記変数が、
   前記光路の長さ、
   前記測定ビームによって作り出される前記光路のパス数、および
   前記測定ビームと前記測定ミラーの法線との間の角度、
   の積の結果に比例する、
   ことを特徴とするリソグラフィ投影装置。
2. 前記モデルが、少なくとも２つの直交する方向のビームずれを表す変数の関数である修正項を含む、
   請求項１に記載のリソグラフィ投影装置。
3. 前記干渉変位測定システムの測定ビームのビームずれを表す変数の関数である少なくとも１つの前記修正項が、ビームずれを表す前記変数における多項式で表される関数である、
   請求項１または２に記載のリソグラフィ投影装置。
4. 前記多項式が少なくとも２次である、
   請求項３に記載のリソグラフィ投影装置。
5. 前記干渉変位測定システムによって変位を測定される前記可動構成要素が、パターン形成手段および前記基板テーブルを支持するための前記支持構造体の１つである、
   請求項１から４のいずれか１項に記載のリソグラフィ投影装置。
6. リソグラフィ投影装置を用いたデバイス製造方法であって、
   少なくとも一部分を放射線感光材料の層で被覆された基板を提供するステップと、
   放射線システムを用いて放射線の投影ビームを提供するステップと、
   パターン形成手段を用いて前記投影ビームの断面にパターンを付与するステップと、
   パターンが形成された前記放射線ビームを前記放射線感光材料の層のターゲット部分の上に投影するステップと、
   前記リソグラフィ投影装置の可動構成要素の変位を測定するステップであって、センサーの測定を前記可動構成要素の変位に関連づけるモデルを含む干渉変位測定システムを用いるステップと、
   を含むデバイス製造方法において、
   前記モデルが、前記干渉変位測定システムの測定ビームのビームずれを表す変数の関数である少なくとも１つの修正項を組み込んでおり、
   前記測定ビームが、前記干渉変位測定システムの固定部分と前記可動構成要素に固定された測定ミラーとの間の光路を通過し、
   ビームずれを表す前記変数が、
   前記光路の長さ、
   前記測定ビームによって作り出される前記光路のパス数、および
   前記測定ビームと前記測定ミラーの法線との間の角度、
   の積の結果に比例する、
   ことを特徴とするデバイス製造方法。
7. コンピュータ・システム上で実行されると、干渉変位測定システムのセンサー測定からリソグラフィ投影装置内の可動オブジェクトの変位を計算するようにコンピュータ・システムに命令するプログラム・コード手段を含むコンピュータ・プログラムであって、
   干渉変位測定システムの測定ビームのビームずれを表す変数の関数である少なくとも１つの修正項を計算するためのコード手段を含み、
   前記測定ビームが、前記干渉変位測定システムの固定部分と前記可動オブジェクトに固定された測定ミラーとの間の光路を通過し、
   ビームずれを表す前記変数が、
   前記光路の長さ、
   前記測定ビームによって作り出される前記光路のパス数、および
   前記測定ビームと前記測定ミラーの法線との間の角度、
   の積の結果に比例する、
   ことを特徴とするコンピュータ・プログラム。
8. リソグラフィ投影装置内の可動オブジェクトの変位を測定するための干渉変位測定システムにおける干渉計を較正する方法であって、
   ステージの回転およびステージの位置に応じて変位を決定するステップと、
   最小２乗フィットを用いて、測定ビームのビームずれを表す変数に依存する項のための係数を含む干渉計モデルのパラメータを決定するステップと、
   を含み、
   前記測定ビームが、前記干渉変位測定システムの固定部分と前記可動オブジェクトに固定された測定ミラーとの間の光路を通過し、
   ビームずれを表す前記変数が、
   前記光路の長さ、
   前記測定ビームによって作り出される前記光路のパス数、および
   前記測定ビームと前記測定ミラーの法線との間の角度、
   の積の結果に比例する、
   方法。

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