JP4603998B2 - リソグラフィ装置、位置量検出システム及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、リソグラフィ装置及び、位置量決定システム及び方法に関する。

リソグラフィ装置は、基板に、通常は基板の目標部分に、所望のパターンを付ける機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造で使用することができる。そのような例では、マスク又はレチクルとも呼ばれるパターン形成デバイスを使用して、ＩＣの個々の層に形成されるべき回路パターンを生成することができる。このパターンは、基板（例えば、シリコン・ウェハ）の目標部分（例えば、１つ又は複数のダイの部分を含む）に転写することができる。パターンの転写は、一般に、基板上に設けられた感放射線性材料（レジスト）の層に像を形成することによっている。一般に、単一基板は、連続してパターン形成される、隣接する目標部分のネットワークを含む。従来のリソグラフィ装置には、いわゆるステッパといわゆるスキャナがあり、ステッパでは、各目標部分に光が当てられて、目標部分に全パターンが一度に露光され、スキャナでは、各目標部分に光が当てられて、放射ビームによってパターンが所定の方向（「走査」方向）に走査され、同時に同期してこの方向に対して平行又は反平行に基板が走査される。パターンを基板にインプリントすることによって、パターン形成デバイスから基板にパターンを転写することもできる。

最先端技術では、干渉計を利用してリソグラフィ装置の可動部の位置を決定することが知られている。干渉計は、光源から可動部に向かって光測定ビームを放射する。測定ビームは、例えば可動部で反射され、検出器で検出される。また、測定ビーム又はそれの一部が、光源から他の光路を介して検出器に向けて送られる。検出器で、そこに到達する２つのビームが干渉し、結果として、波長に関連した読取り値が生じるようになる。可動部が動くと、光源から可動部を介して検出器までの測定ビームが進んだ距離が変化し、したがって、結果として、検出器に到達する測定ビームの位相シフトが生じるようになり、この位相シフトが干渉パターンの変化をもたらす。干渉計を利用して、絶対的であれ相対的であれ、使用される干渉計のタイプ及び構成に依存する正確な位置測定を行うことができる。干渉計の読取り値は測定ビームの波長に関係し、その波長は、測定ビームが伝達される気体又は液体のような流体の物理パラメータに依存することが知られている。言い換えると、干渉計の読取り値は、測定ビームの波長に依存している。測定ビームの波長は、それが伝達される流体の圧力又は温度のような物理パラメータに依存する。センサを利用して、例えば、物理パラメータが圧力を含む場合には圧力センサを、又は物理パラメータが温度を含む場合には温度センサを利用して、そのような物理パラメータを測定することが知られている。

可動部が存在していないか、又は可動部の動きの流体に及ぼす顕著な影響が認められない静的環境では、上述の解決策は十分に申し分なく機能することができる。しかし、リソグラフィ装置には、比較的大きな寸法を有することがあり、比較的高速に、且つ高い繰返し頻度で動くことができる構造物が存在していることがある。そのような可動構造物（言い換えると、可動部）の例は、基板テーブル、デュアル走査構成の測定テーブル、又は他の可動構造物などである。可動構造物は干渉計システムで位置が決定されるもののうちの一つと同じであってもよい。しかし、１つの可動部の位置を測定するように干渉計システムが配置される一方で、リソグラフィ装置の別の可動部が物理量の局所的な（例えば、動的な）変動を引き起こし、干渉システムの精度を悪くすることがある。

干渉計システムを使用するとき、位置量の決定の精度を向上させることが望ましい。

本発明の実施例によれば、流体を含む領域で少なくとも部分的に動作中に囲まれている可動部の位置量を決定する位置量決定システムを含んだリソグラフィ装置が提供される。この位置量決定システムは、可動部の波長関連位置量パラメータを決定する干渉計システムであって、光測定ビームを領域の一部分を通して可動部に伝達する干渉計システムと、領域内の流体の物理量の大域的な値を決定する大域的物理量決定システムと、領域の一部分内の流体の物理量の局所値を決定する局所物理量決定システムとを含み、位置量決定システムは、波長関連位置量パラメータ、物理量の大域的値及び物理量の局所値から位置量を決定する。

本発明の他の実施例では、流体を含む領域で少なくとも部分的に動作中に囲まれている可動部の位置量を決定する位置量決定システムが提供される。この位置量決定システムは、可動部の波長関連位置量パラメータを決定する干渉計システムであって、光測定ビームを領域の一部分を通して可動部に伝達する干渉計システムと、領域内の流体の物理量の大域的な値を決定する大域的物理量決定システムと、領域の一部分内の流体の物理量の局所値を決定する局所物理量決定システムとを含み、位置量決定システムは、波長関連位置量パラメータ、物理量の大域的値及び物理量の局所値から位置量を決定する。

本発明の他の実施例によれば、流体を含む領域で少なくとも部分的に動作中に囲まれている可動部の位置量を決定する位置量決定方法が提供される。この位置量決定方法は、干渉計システムを用いて可動部の波長関連位置量パラメータを決定するステップであって、干渉計システムが光測定ビームを領域の一部分を通して可動部に伝達するものであるステップと、領域内の流体の物理量の大域的な値を決定するステップと、領域の一部分内の流体の物理量の局所値を決定するステップと、波長関連位置量パラメータ、物理量の大域的値及び物理量の局所値から位置量を決定するステップとを含む。

次に、添付の模式的な図面を参照して、本発明の実施例を例としてのみ説明する。図面では、対応する参照符号は対応する部分を示す。

図１は、本発明の一実施例によるリソグラフィ装置を模式的に示す。本装置は、放射ビームＢ（例えば、ＵＶ放射又は任意の他の適切な放射）を調整するように構成された照明システム（照明装置）ＩＬと、パターン形成デバイス（例えば、マスク）ＭＡを支持するように組み立てられ、且つ特定のパラメータに従ってパターン形成デバイスを正確に位置付けするように構成された第１の位置決め装置ＰＭに接続されたマスク支持構造（例えば、マスク・テーブル）ＭＴを含む。また本装置は、基板（例えば、レジスト被覆ウェハ）Ｗを保持するように組み立てられ、且つ特定のパラメータに従って基板を正確に位置付けするように構成された第２の位置決め装置ＰＷに接続された基板テーブル（例えば、ウェハ・テーブル）ＷＴすなわち「基板支持物」を含む。さらに、本装置は、パターン形成デバイスＭＡによって放射ビームＢに与えられたパターンを基板Ｗの目標部分Ｃ（例えば、１つ又は複数のダイを含む）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）ＰＳを含む。

照明システムは、放射の方向付け、整形、又は制御を行うために、屈折型、反射型、磁気型、電磁型、静電型又は他のタイプの光学部品、又はそれらの任意の組合せのような様々なタイプの光学部品を含むことができる。

マスク支持構造は、パターン形成デバイスを支持する。すなわち、パターン形成デバイスの重さを支える。マスク支持構造は、パターン形成デバイスの向き、リソグラフィ装置の設計、及び、例えばパターン形成デバイスが真空環境中に保持されるか否かのような他の条件に依存するやり方で、パターン形成デバイスを保持する。マスク支持構造は、機械技術、真空技術、静電技術又は他のクランプ技術を使用して、パターン形成デバイスを保持することができる。マスク支持構造は、例えばフレーム又はテーブルであってもよく、これは、必要に応じて固定又は可動とすることができる。マスク支持構造は、パターン形成デバイスが、例えば投影システムに対して、所望の位置にあることを保証することができる。本明細書での「レチクル」又は「マスク」という用語の使用はどれも、より一般的な用語「パターン形成デバイス」と同義であると考えることができる。

本明細書で使用される「パターン形成デバイス」という用語は、基板の目標部分にパターンを生み出すためにパターンを放射ビームの断面に与えるために使用することができる任意のデバイスを意味するものとして、広く解釈すべきである。放射ビームに与えられたパターンは、基板の目標部分の所望のパターンに必ずしも対応していないことがあることに留意されたい。例えばパターンが位相シフト用のフィーチャー（ｆｅａｔｕｒｅｓ）又はいわゆる補助用のフィーチャーを含む場合、そうである。一般に、放射ビームに与えられたパターンは、集積回路のような目標部分に生み出されているデバイスの特定の機能層に対応している。

パターン形成デバイスは透過型又は反射型であることができる。パターン形成デバイスの例には、マスク、プログラム可能ミラー・アレイ、及びプログラム可能ＬＣＤパネルがある。マスクはリソグラフィではよく知られており、マスクには、バイナリ、レベンソン型位相シフト、及びハーフトーン型位相シフトのようなマスクのタイプ、並びに様々なハイブリッド・マスク・タイプがある。プログラム可能ミラー・アレイの例は、小さなミラーのマトリックス配列を使用し、この小さなミラーの各々は、入射放射ビームを様々な方向に反射するように個々に傾けることができる。傾いたミラーが、ミラー・マトリックスで反射された放射ビームにパターンを与える。

本明細書で使用される「投影システム」という用語は、使用される露光放射又は、浸漬液の使用又は真空の使用のような他の要素に適切である、屈折型、反射型、反射屈折型、磁気型、電磁型及び静電型の光学システム、又はそれらの任意の組合せを含んだ任意のタイプの投影システムを含むものとして広く解釈すべきである。本明細書での「投影レンズ」という用語の使用はどれも、より一般的な用語「投影システム」と同義であると考えることができる。

ここで示すように、本装置は透過型である（例えば、透過マスクを使用する）。別法として、本装置は反射型であってもよい（例えば、先に言及したようなタイプのプログラム可能ミラー・アレイを使用するか、又は反射マスクを使用する）。

リソグラフィ装置は、２個（デュアル・ステージ）又はより多くの基板テーブルすなわち「基板支持物」（及び／又は２個以上のマスク・テーブルすなわち「マスク支持物」）を有するタイプであってもよい。そのような「多ステージ」機械では、追加のテーブル又は支持物は並列に使用することができ、又は、１つ又は複数のテーブルすなわち支持物が露光に使用されている間に、準備ステップを１つまた複数の他のテーブルすなわち支持物で行うことができる。

また、リソグラフィ装置は、投影システムと基板の間のスペースを満たすために、基板の少なくとも一部分が比較的高い屈折率を有する液体、例えば水で覆われることがあるタイプのものであってもよい。浸漬液は、また、リソグラフィ装置の他のスペース例えばマスクと投影システムの間に使用することができる。浸漬技術は、投影システムの開口数を増大するために使用することができる。本明細書で使用される用語「浸漬」は、基板のような構造物が液体中に浸漬されなければならないことを意味するのではなく、むしろ露光中に、投影システムと基板との間に液体があることを意味するだけである。

図１を参照すると、照明装置ＩＬは放射源ＳＯから放射ビームを受け取る。放射源とリソグラフィ装置は別個の構成とすることができる。例えば、放射源がエキシマ・レーザであるとき、別個の構成となる。そのような場合、放射源は、リソグラフィ装置の一部を形成していると考えられず、放射ビームは、例えば適切な方向付けミラー及び／又はビーム拡大器を含んだビーム送出システムＢＤを使用して、放射源ＳＯから照明装置ＩＬに送られる。他の場合には、放射源は、リソグラフィ装置の一体化部分とすることができる。例えば、放射源が水銀ランプであるときである。放射源ＳＯ及び照明装置ＩＬは、必要な場合にはビーム送出システムＢＤと一緒にして、放射システムと呼ぶことができる。

照明装置ＩＬは、放射ビームの角度強度分布（ａｎｇｕｌａｒ ｉｎｔｅｒｓｉｔｙ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）を調整するように構成された調整装置ＡＤを含むことができる。一般に、照明装置のひとみ面内の強度分布の少なくとも外側半径範囲及び／又は内側半径範囲（通常、σ−ｏｕｔｅｒ、σ−ｉｎｎｅｒとそれぞれ呼ばれる）を調整することができる。さらに、照明装置ＩＬは、積分器ＩＮ及び集光器ＣＯのような様々な他の部品を含むことができる。照明装置を使用して、断面内に所望の一様性及び強度分布を持つように放射ビームを調整することができる。

放射ビームＢは、マスク支持構造（例えば、マスク・テーブルＭＴ）に保持されているパターン形成デバイス（例えば、マスクＭＡ）に入射し、パターン形成デバイスによってパターン形成される。マスクＭＡを通り抜けた放射ビームＢは、投影システムＰＳを通過する。この投影システムＰＳは、ビームを基板Ｗの目標部分Ｃに集束させる。第２の位置決め装置ＰＷ及び位置センサＩＦ（例えば、干渉デバイス、直線エンコーダ、又は容量センサ）を使って、例えば放射ビームＢの経路内に異なった目標部分Ｃを位置付けするように、基板テーブルＷＴを正確に移動させることができる。同様に、第１の位置決め装置ＰＭ及び他の位置センサ（図１に明示されていない）を使用して、例えばマスク・ライブラリから機械的に取り出した後で、又は走査中に、放射ビームＢの経路に対してマスクＭＡを正確に位置付けすることができる。一般に、マスク・テーブルＭＴの移動は、第１の位置決め装置ＰＭの一部分を構成する長行程モジュール（粗い位置決め）及び短行程モジュール（精密位置決め）を使って実現することができる。同様に、基板テーブルＷＴすなわち「基板支持物」の移動は、第２の位置決め装置ＰＷの一部分を構成する長行程モジュール及び短行程モジュールを使用して実現することができる。ステッパ（スキャナに対して）の場合は、マスク・テーブルＭＴは、短行程用アクチュエータだけに接続することができ、又は、固定することができる。マスクＭＡと基板Ｗは、マスク位置合わせマークＭ１、Ｍ２及び基板位置合わせマークＰ１、Ｐ２を使用して位置合わせすることができる。図示された基板位置合わせマークは専用の目標部分を占めるが、このマークは、目標部分と目標部分の間のスペースに位置付けすることができる（この専用目標部分はスクライブ・ライン位置合わせマークとして知られている）。同様に、２以上のダイスがマスクＭＡに設けられた状況では、マスク位置合わせマークはダイス間に位置付けすることができる。

図示の装置は、下記のモードのうちの少なくとも１つで使用される可能性がある。
ステップ・モード：マスク・テーブルＭＴすなわち「マスク支持物」及び基板テーブルＷＴすなわち「基板支持物」は基本的に静止状態に保たれるが、一方で、放射ビームに与えられた全パターンは一度に目標部分Ｃに投影される（すなわち、単一静的露光）。次に、異なる目標部分Ｃが露光されるように、基板テーブルＷＴすなわち「基板支持物」はＸ方向及び／又はＹ方向にシフトされる。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、単一静的露光で像が形成される目標部分Ｃのサイズが制限される。
走査モード：放射ビームに与えられたパターンが目標部分Ｃに投影されている間に、マスク・テーブルＭＴすなわち「マスク支持物」及び基板テーブルＷＴすなわち「基板支持物」は同期して走査される（すなわち、単一動的露光）。マスク・テーブルＭＴすなわち「マスク支持物」に対する基板テーブルＷＴすなわち「基板支持物」の速度及び方向は、投影システムＰＳの拡大（縮小）及び像反転特性によって決定することができる。走査モードでは、露光フィールドの最大サイズによって、単一動的露光での目標部分の（非走査方向の）幅が制限されるが、走査移動の長さによって目標部分の（走査方向の）高さが決定される。
他のモード：マスク・テーブルＭＴすなわち「マスク支持物」は、プログラム可能パターン形成デバイスを保持して基本的に静止状態に保たれ、基板テーブルＷＴすなわち「基板支持物」は、放射ビームに与えられたパターンが目標部分Ｃに投影されている間に、動かされる、すなわち走査される。このモードでは、一般に、パルス放射源が使用され、プログラム可能パターン形成デバイスは、基板テーブルＷＴすなわち「基板支持物」の各移動の後で、又は走査中に連続した放射パルスの間で、必要に応じて更新される。この動作モードは、先に言及したタイプのプログラム可能ミラー・アレイのようなプログラム可能パターン形成デバイスを使用するマスクレス・リソグラフィに容易に応用することができる。

上述の使用モードの組合せ及び／又は変形又は全く異なる使用モードを使用することもできる。

図２は、スペースのような領域Ａで少なくとも部分的に囲まれた可動部ＭＰを示す。この可動部は、基板テーブル、測定ステージ、レチクル・ステージ、その他のような、リソグラフィ装置の任意の可動部を含むことができる。その領域は、どんな形及び大きさでもよく、可動部を囲むこともできるが、また、領域Ａが可動部ＭＰの一部分にだけに隣接し、したがって可動部ＭＰを部分的にだけ囲むことも有り得る。動作時に、領域Ａは、気体又は液体のような流体で満たされている。気体の例は、窒素、空気、合成空気（例えば、酸素及び窒素を含んだ）又は任意の他の適切な気体を含むことができる。液体は、例えば、浸漬リソグラフィ装置の浸漬液体を含むことができる。リソグラフィ装置は、さらに、測定ビームＭＢ１を可動部ＭＰに向けて送り出す干渉計ＩＦ１を含む。測定ビームＭＢ１は、可動部で反射され、再び干渉計ＩＦ１で受け取られる。この実施例では、リソグラフィ装置は、さらに、第２の測定ビームＭＢ２を可動部に向けて送り出す第２の干渉計ＩＦ２を含む。第２の測定ビームＭＢ２は、可動部ＭＰで反射され、再び第２の干渉計ＩＦ２で受け取られる。測定ビームＭＢ１、ＭＢ２の各々は、領域Ａの一部分を通過し、したがって、そこに含まれている流体を通過する。干渉計ＩＦ１は、可動部の第１の位置量を表す出力量を供給し、干渉計ＩＦ２は、可動部ＭＰの第２の位置量を表す出力量を供給する。可動部の位置量は、可動部の位置、速度、加速度、ジャーク（ｊｅｒｋ）、その他を含むことができる。位置量は、一次元であることがある。しかし、位置量が多次元の量を含むことも有り得る。図２に示す実施例では、干渉計ＩＦ１の出力は、測定ビームＭＢ１に対して実質的に平行な軸に沿った可動部の位置に関係している。同様に、第２の干渉計ＩＦ２の出力量は、第２の測定ビームＭＢ２に対して実質的に平行な軸に沿った可動部ＭＰの位置の尺度を与える。

図２は、さらに、流体の物理量の大域的な値を決定するセンサＳｓｔａｔを示す。物理量は、温度、圧力、密度、その他のようなどんな物理量でも含むことができる。このように、大域的物理量決定システムの実施例を形成する大域センサは、大域的値、すなわち流体の物理量の大域的値を決定して、領域内に含まれている流体の物理量の平均値を与える。

図２は、さらに、流体の一部分の物理量の局所値を決定する局所センサＳＤ１を示す。局所センサＳＤ１は、局所物理量決定システムの実施例を形成する。センサＳＤ１は、測定ビームＭＢ１が伝達される領域の一部分内の流体の物理量の局所値を表す出力を供給する。したがって、局所センサＳＤ１が圧力センサを含む実施例では、大域センサＳｓｔａｔは、圧力の大域的値を与え、例えば周囲圧力の尺度を供給するが、一方で、局所センサＳＤ１は、圧力過渡事象、振動、その他のような局所圧力変化の示度を与える。同様に、第２の局所センサＳＤ２は、この実施例では第２の測定ビームが伝達される領域の部分である領域の第２の一部分内の物理量の第２の局所値を与える。第２の局所センサＳＤ２は、第２の局所物理量決定システムの実施例を形成する。

この出願の背景では、大域的（又は、大域的値）という用語は、例えば物理量の周囲値又は平均値を意味することができるが、一方で、局所（又は、局所値）は、流体を含む領域の一部分内の物理量の局所値を意味することができる。物理量が圧力を含む場合には、圧力の大域的値は大気圧又は平均圧力を含むことができるが、一方で、圧力の局所値は、流体を含む領域の一部分内の圧力を含む。圧力の大域的値及び局所値は、同じ周波数範囲での読取り圧力（ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｒｅａｄｉｎｇ）と関連していることがあるが、また、相補関係にある周波数範囲、又は少なくとも部分的に重なる周波数範囲と関連していると理解することもできる。局所という用語は、物理量の局所値を意味することができるが、局所という用語は、また、物理量の局所変化、したがって大域的値に対する物理量の値の局所偏差を意味することもできる。「領域の一部分」という用語は、光測定ビームが伝達される領域の部分を意味することができる。

図２に示す実施例の動作を以下で説明する。干渉計ＩＦ１は、第２の干渉計ＩＦ２と同様であり、測定ビームの波長に依存した出力量を供給する。そのために、本明細書において、その出力量もまた波長関連位置量パラメータと表示する。したがって、干渉計の出力から位置量を決定するとき、測定ビームの波長の尺度を得ることが望ましい。物理則によって、測定ビームの波長は、測定ビームを可動部まで伝達する流体の圧力、流体のこの部分の温度、その他を含むことがある様々なパラメータに依存している。したがって、正確な測定値を得るために、そのような物理パラメータの示度を得ることが望ましい。可動部の動きによって、リソグラフィ装置の他の可動部の動きが起こることがあり、又は他の原因によって、物理量の変化又は変動が起こることがある。例として、可動部又はリソグラフィ装置の他の部分の動きによって、圧力波、振動、又は他の圧力変化が領域内の流体に生じることがある。これらの変化又は他の変化は、２つの結果をもたらす。第１に、それらの変化は、大域センサＳｓｔａｔにとって速すぎて決定することができない変化をもたらすことがあり、第２に、その変化が領域内の流体の部分ごとに異なることがある。例えば、可動部の動き、又はリソグラフィ装置の他の可動部の動きによって、測定ビームＭＢ１が伝達される流体の部分で瞬間圧力増加が認められることがあるが、一方で、第２の測定ビームＭＢ２が伝達される流体の部分では、圧力の減少、圧力のより僅かな増加、又は他の値が認められることがある。本発明の実施例によれば、可動部の位置量を決定するとき、大域センサＳｓｔａｔで供給される物理量の大域的値、及び局所センサＳＤ１で供給される物理量の局所値を使用することができる。これを図３にブロックで模式的に示す。

図３は、大域センサＳｓｔａｔ、局所センサＳＤ１、ＳＤ２、及び干渉計ＩＦ１及びＩＦ２を示す。さらに、図３は、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、その他のような第１のデータ処理デバイスＰＲＯＣ１及び第２のデータ処理デバイスＰＲＯＣ２を示す。別個の構造物として示されているが、データ処理デバイスＰＲＯＣ１及びＰＲＯＣ２は、また、単一データ処理デバイスに含めることができ、又は、単一又は別個のデータ処理手段で実行される別個のソフトウェア・モジュール又はソフトウェア命令で形成することができる。第１の処理デバイスＰＲＯＣ１は、干渉計ＩＦ１の出力、局所センサＳＤ１の出力、及び大域センサＳｓｔａｔの出力を利用して、可動部の位置量を決定する。干渉計ＩＦ１は、波長関連位置量パラメータを処理デバイスＰＲＯＣ１に供給し、この波長依存パラメータから、処理デバイスＰＲＯＣ１は、測定ビームＭＢ１が伝達される領域の部分内の物理量の瞬間値を考慮に入れて位置量を決定する。領域のこの部分内の物理量の瞬間値は、大域センサで供給された物理量の大域的値と、局所センサＳＤ１で供給された局所値との組合せから得られる。同様に、第２の処理デバイスは、第２の干渉計、第２の局所センサＳＤ２、及び大域センサＳｓｔａｔの出力を利用して第２の位置量を決定する。

したがって、本明細書で説明するリソグラフィ装置は、干渉計と、大域的物理量決定システムと、局所物理量決定システムと、干渉計、大域的物理量決定システム及び局所物理量決定システムで供給される出力から位置量を決定するデバイスとを含んだ位置量決定システムを含む。そのようなデバイスは、例えば、図３に関連して説明した処理デバイスを含むことができる。

例えば、リソグラフィ装置の可動部又はリソグラフィ装置の他の可動部の動きのために、物理量の局所値が大域的値からずれることがある。したがって、大域センサによる測定値が物理量の局所偏差の影響を受けないように、又は実質的に受けないように、大域センサを位置付けすることが有利である。大域センサは、リソグラフィ装置の可動部から十分に遠く離して位置付けすることができ、及び／又は、例えば任意の可動部の動きによって生じた物理量へのどんな局所的な影響からも強く遮蔽されている位置に位置付けすることができる。また、局所偏差が特定の周波数帯にだけである場合には、大域センサにフィルタ（例えば、電気又は電子フィルタ、又はディジタル・フィルタ）を設けてこの周波数帯をフィルタ除去することが可能である。

大域センサ及び局所センサによって、物理量決定のより高い精度を得ることができる。本発明者らは、大域センサが例えば高精度のような有利な特性を含み、一方で、高い応答速度のような大域センサにない特性を局所センサが与えることができるように、大域センサ（又は、より一般的に言うと、大域的物理量決定システム）及び局所センサ（又は、より一般的に言うと、局所物理量決定システム）は互いに補完し合うことができることを考え出した。物理量が圧力を含む実施例では、大域センサは、例えば、圧力の正確な読取りを行う圧力センサを含み、一方で、局所センサは、例えば、マイクロフォン（又は、一般的に、任意の動的圧力センサ）又は例えば高い応答速度を可能にする他の振動センサのような音響センサを含むことができる。さらに、測定ビームが伝達される領域の部分内のできるだけ近くに局所センサを位置付けして、それぞれの部分の物理量のできるだけ正確な局所値の決定を行うようにすることができる。しかし、大域センサは、必ずしも同じ位置にある必要はない。図２に示すように、単一大域センサを、２個（又は、より一般的な用語では、複数）の局所センサと組み合わせて使用することができる。その理由は、物理量の大域的値は領域又は領域の少なくとも関連した部分にわたって実質的に等しいので、大域センサで検出される物理量の大域成分は、大域センサの位置付けに余り依存しないからである。

上で説明したようにセンサを使用する代わりに、又はそのような使用に加えて、流体の物理量を決定するために、計算流体動力学モデルのような計算モデルを利用することも可能である。このモデルに、可動部又は他の可動部の位置、速度、その他のような１つ又は複数の変数、並びに温度のような流体の他の特性を与えることができる。そのような入力を利用して、計算流体動力学モデルは、それらから、それぞれの測定ビームが伝達される領域の部分内の圧力のような所望の物理量を計算することができる。計算流体動力学モデルは、（固体構造物ではなくて）液体又は気体のような流体についての有限要素モデルと見なすことができる。計算流体動力学モデルを使用することの利点は、そのモデルの使用するセンサが少ないことである。計算流体動力学モデルは、例えば、決定されるべき物理量の大域的値を表す出力を供給する単一大域センサと組み合わせることができる。そのような計算流体動力学モデルを含んだリソグラフィ装置用位置量決定システムの実施例を図４に示す。計算流体動力学モデルＣＦＤは、可動部の位置、速度、加速度のような複数の入力パラメータを供給され、モデルは、それらから圧力を決定する。計算流体動力学モデルＣＦＤで決定される圧力、圧力センサで供給された大域的圧力及び干渉計ＩＦ１の出力が、処理デバイスＰＲＯＣ１に供給されて、可動部の位置量が決定される。したがって、図２及び３に関連して説明した原理と比較して、違いは、局所センサが計算流体動力学モデルと取り替えられることである。計算流体動力学モデルは、圧力を近似するために応用できるだけでなく、もちろん、適切な物理量の示度を与えるためにも応用できる。

さらに他の実施例では、局所物理量決定システムは、リソグラフィ装置の物理パラメータから局所物理量値を概算する数学近似モデル（多項式近似モデルのような）を含む。物理パラメータは、例えば、リソグラフィ装置の可動部又は任意の他の可動部の位置、速度及び／又は加速度を含むことがある。物理パラメータは、適切な測定システムで測定することができる。しかし、物理パラメータの値は、それぞれの可動部の制御システムの設定値であることも可能である。上述の計算流体動力学モデルと比較した有利点は、数学又は多項式近似モデルの要求する処理操作がより少なく、しかたがって物理量を決定するための処理パワーがより少ないことである。多項式近似モデルの場合は、例えば、可動部の位置、速度及び加速度の多項式関数として物理量（例えば、圧力）の値を決定する多項式を含む。そのような実施例の例を図５に示し、多項式近似モデルは、図４に関連して説明したＣＦＤモデルに似ており、この実施例では可動部の位置、速度、その他のような複数の入力パラメータを供給され、多項式近似モデルは、それらから圧力又は任意の他の要求物理量を得る。この物理量は、干渉計の出力及び大域センサの出力と共に、処理デバイスに供給されて、位置量（可動部の位置のような）が決定される。

図４及び５で説明した実施例並びに他の上記の実施例では、可動部の位置又は他の位置量が決定されるが、実施例のいくつかでは、位置はまた、ＣＦＤモデル、多項式モデル、その他への入力量でもあることがある。位置についてのこの２つの値の差は、その精度に見出すことができ、位置量決定システムの目的は、干渉計を利用して位置を正確に決定することである。しかし、モデルは、位置又は他の位置関連量の比較的粗い近似、したがって比較的正確でない近似を供給されることがある。したがって、計算流体動力学モデル又は多項式モデルに供給される位置情報は、リソグラフィ装置の別のセンサ又は他の位置情報から得られることがあり、それらは、ここで説明された位置量決定システムで決定される位置又は他の位置量よりも精度が低いことがある。測定を行うことによって（例えば、局所物理量の値を物理パラメータの関数として測定する）、数学（多項式のような）近似モデルを較正することができる。しかし、計算流体動力学モデルを使用して、数学又は多項式近似モデルを較正することも可能である。このことによって、有利なこととして、数学又は多項式近似モデルによる比較的簡単な計算よりも、処理デバイスによるもっと多くの処理を必要とする複雑な計算が避けられると同時に、計算流体動力学モデルの精度及び汎用性が、そのモデルの出力が較正を行うために応用されることから利益を受けるようになる。

当業者は理解することであろうが、リソグラフィ装置で使用される上述の位置量決定システムは、リソグラフィ装置に応用することができるだけでなく、位置測定又は距離測定のために干渉計が使用されるどんな装置にも応用することができる。

上で説明したように、干渉計システムは、波長関連位置量パラメータを決定する。このパラメータは距離を含むことが可能であり、したがって干渉計は距離を計算し、その距離は、大域的及び局所物理量決定システムの出力を利用して、物理量の値について補正される。また、干渉計は、波長数（ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ｃｏｕｎｔ）のような波長関連出力パラメータだけを、又は任意の他の干渉関連量を与えることができる。したがって、その場合、位置のような位置量は干渉計自体で未だ計算されていないことがあり、それで大域的及び局所物理量決定システムの出力は干渉計単独で決定される位置量を補正するために使用されないで、大域的及び局所物理量決定システムの出力は、位置量を決定するときに使用され、例えば波長を計算するために使用される。干渉計は、任意の干渉計測定原理を利用するどんなタイプの干渉計でも含むことができる。

この明細書では、ＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用に特に言及することがあるが、本明細書で説明したリソグラフィ装置には、集積光システム、磁区メモリの誘導及び検出パターン、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、その他の製造のような他の用途があることは理解すべきである。当業者は理解するであろうが、そのような他の用途の背景では、本明細書での用語「ウェハ」又は「ダイ」の使用はどれも、より一般的な用語「基板」又は「目標部分」とそれぞれ同義であると考えることができる。本明細書で参照する基板は、例えばトラック（一般にレジスト層を基板に塗布し、さらに露光されたレジストを現像するツール）、計測ツール、及び／又は検査ツールで、露光前又は後に処理することができる。応用可能な場合、本明細書の開示は、そのような及び他の基板処理ツールに応用することができる。さらに、基板は、例えば多層ＩＣを生み出すために一度より多く処理されることがあるので、本明細書で使用される基板という用語は、複数の処理された層をすでに含む基板も意味することができる。

光リソグラフィの背景での本発明の使用に上で特に言及したが、理解されることであろうが、本発明は他の用途で、例えばインプリント・リソグラフィで使用することができ、背景が許す場合には、光リソグラフィに限定されない。インプリント・リソグラフィでは、パターン形成デバイスのトポグラフィ（ｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ）が基板に生み出されるパターンを画定する。パターン形成デバイスのトポグラフィを基板に供給されたレジスト層に押し込むことができ、それから、電磁放射、熱、圧力又はこれらの組合せを利用してレジストを硬化させる。レジストが硬化された後で、パターン形成デバイスをレジストから出して、レジストにパターンを残す。

本明細書で使用された用語「放射」及び「ビーム」は、紫外線（ＵＶ）放射（例えば、約３６５、２４８、１９３、１５７又は１２６ｎｍの波長を有する）及び極端紫外線（ＥＵＶ）放射（例えば、５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）、並びにイオン・ビーム又は電子ビームのような粒子ビームを含んだ、全ての種類の電磁放射を包含する。

用語「レンズ」は、背景が許す場合、屈折光学部品、反射光学部品、磁気光学部品、電磁光学部品及び静電光学部品を含んだ様々なタイプの光学部品のどれか１つ又は組合せを意味することができる。

本発明の特定の実施例を上で説明したが、本発明は説明されているものと違ったやり方で実施することができることは理解されよう。例えば、本発明は、先に開示された方法を記述する機械可読命令の１つ又は複数のシーケンスを含んだコンピュータ・プログラム、又は格納されたそのようなコンピュータ・プログラムを格納したデータ記憶媒体（例えば、半導体メモリ、磁気ディスク又は光ディスク）の形を取ることができる。

上述の説明は、例示であり制限しない意図である。したがって、当業者には明らかなことであろうが、以下に述べる特許請求の範囲から逸脱することなしに、上記の本発明に対して変更を加えることができる。

本発明の実施例によるリソグラフィ装置を示す図である。 本発明の実施例によるリソグラフィ装置の一部分を模式的に示す図である。 本発明の実施例によるリソグラフィ装置の位置量決定システムを示すブロック図である。 本発明の実施例によるリソグラフィ装置の位置量決定システムを示すブロック図である。 本発明の実施例によるリソグラフィ装置の位置量決定システムを示すブロック図である。

符号の説明

ＭＰ 可動部
ＷＴ 基板テーブル（ウェハ・テーブル）
ＭＴ マスク支持構造（マスク・テーブル）
ＭＡ パターン形成デバイス（マスク）
ＩＬ 照明システム（照明装置）
Ｂ 放射ビーム
Ａ 領域（流体で満たされたスペース）
ＩＦ１ 第１の干渉計
ＩＦ２ 第２の干渉計
ＳＤ１ 第１の局所センサ
ＳＤ２ 第２の局所センサ
Ｓｓｔａｔ 大域センサ
ＭＢ１ 測定ビーム
ＰＲＯＣ１ 第１のデータ処理デバイス
ＰＲＯＣ２ 第２のデータ処理デバイス
ＣＦＤ 計算流体動力学モデル

Claims (19)

1. 可動部の位置量を決定する位置量決定システムを備えるリソグラフィ装置であって、前記可動部が、流体を含む領域で少なくとも部分的に囲まれており、前記位置量決定システムが、
   前記可動部の波長関連位置量パラメータを決定するように構成された干渉計システムであって、光測定ビームを前記領域の一部分を通して前記可動部に伝達するように構成された干渉計システムと、
   大域センサを用いて前記領域内の前記流体の物理量の大域的な値を決定する大域的物理量決定システムと、
   局所センサを用いて前記領域の前記一部分内の前記流体の前記物理量の局所値を決定する局所物理量決定システムとを備え、
   前記位置量決定システムが、前記波長関連位置量パラメータ、前記物理量の前記大域的値及び前記物理量の前記局所値から前記位置量を決定するように構成されているリソグラフィ装置。
2. 前記大域的物理量決定システムは、前記領域内の前記流体の物理量の平均値を、前記大域的な値として決定する請求項１に記載のリソグラフィ装置。
3. 前記可動部の第２の波長関連位置量パラメータを決定するように構成された第２の干渉計システムであって、第２の光測定ビームを前記領域の第２の一部分を通して前記可動部に伝達するように構成された第２の干渉計システムと、
   前記領域の前記第２の一部分内の前記物理量の第２の局所値を決定するように構成された第２の局所物理量決定システムとを備え、
   前記第２の干渉計システムが、前記第２の波長関連位置量、前記物理量の前記大域的値及び前記物理量の前記第２の局所値から第２の位置量を決定するように構成されている、請求項１または２に記載のリソグラフィ装置。
4. 前記物理量が圧力を含む、請求項１乃至３のいずれか1項に記載のリソグラフィ装置。
5. 前記局所物理量決定システムが、音響センサ又は高速圧力センサを備える、請求項１乃至４のいずれか1項に記載のリソグラフィ装置。
6. 前記局所物理量決定システムが、計算流体動力学モデルを備える、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
7. 前記局所物理量決定システムが、前記リソグラフィ装置の物理パラメータから前記物理量の前記局所値を概算するための数学近似モデルを備える、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
8. 前記リソグラフィ装置の前記物理パラメータが、前記可動部の位置、前記可動部の速度、前記可動部の加速度、前記リソグラフィ装置の他の可動部の位置、前記リソグラフィ装置の前記他の可動部の速度、及び前記リソグラフィ装置の前記他の可動部の加速度のうちの１つ又は複数を含む、請求項７に記載のリソグラフィ装置。
9. 前記数学近似モデルが、計算流体動力学モデルで較正されている、請求項７に記載のリソグラフィ装置。
10. 前記数学近似モデルが、前記物理パラメータの関数としての前記局所物理量の値の測定値で較正されている、請求項７に記載のリソグラフィ装置。
11. 前記位置量が、位置、速度、加速度及びジャークのうちの１つ又は複数を含む、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
12. 前記波長関連位置量パラメータが、位置、速度、加速度又はジャークを含む、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
13. 可動部の位置量を決定するように構成された位置量決定システムであって、前記可動部が、流体を含む領域で少なくとも部分的に囲まれており、
    前記可動部の波長関連位置量パラメータを決定するように構成された干渉計システムであって、光測定ビームを前記領域の一部分を通して前記可動部に伝達するように構成された干渉計システムと、
    大域センサを用いて前記領域内の前記流体の物理量の大域的な値を決定するように構成された大域的物理量決定システムと、
    局所センサを用いて前記領域の前記一部分内の前記流体の前記物理量の局所値を決定するように構成された局所物理量決定システムとを備え、
    前記波長関連位置量パラメータ、前記物理量の前記大域的値及び前記物理量の前記局所値から前記位置量を決定するように構成されている位置量決定システム。
14. 流体を含む領域で少なくとも部分的に動作中に囲まれている可動部の位置量を決定する位置量決定方法であって、
    干渉計システムを用いて前記可動部の波長関連位置量パラメータを決定するステップであって、前記干渉計システムが光測定ビームを前記領域の一部分を通して前記可動部に伝達するように構成されているステップと、
    大域センサを用いて前記領域内の前記流体の物理量の大域的な値を決定するステップと、
    局所センサを用いて前記領域の前記一部分内の前記流体の前記物理量の局所値を決定するステップと、
    前記波長関連位置量パラメータ、前記物理量の前記大域的値及び前記物理量の前記局所値から前記位置量を決定するステップとを備える方法。
15. 前記物理量が、圧力を含む、請求項１４に記載の方法。
16. 前記局所物理量決定システムが、音響センサ又は高速圧力センサを備える、請求項１４または１５に記載の方法。
17. 前記流体の前記物理量の前記局所値が、計算流体動力学モデルで決定される、請求項１４乃至１６のいずれか１項に記載の方法。
18. 前記位置量が、位置、速度、加速度及びジャークのうちの１つ又は複数を含む、請求項１４乃至１７のいずれか１項に記載の方法。
19. 前記波長関連位置量パラメータが、位置、速度、加速度又はジャークを含む、請求項１４乃至１８のいずれか１項に記載の方法。

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