JP4815305B2 - 位置合わせ測定機構及び位置合わせ測定方法 - Google Patents

Description

本発明は、デバイスを製造するためのリソグラフィ装置及び方法に関する。

リソグラフィ装置は、所望パターンを基板上に、通常は基板の目標部分上に転写する機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造において使用されることができる。その場合、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が、ＩＣの個々の層に形成される回路パターンを生成するのに使用されることができる。このパターンは、基板（例えば、シリコン・ウェーハ）上の（例えば、１つ又は複数のダイの部分を含む）目標部分上に転写されることができる。パターンの転写は一般に、基板上に塗布された放射線感受性物質（レジスト）層上への結像による。一般に、１つの基板は、逐次的にパターン形成される隣接する目標部分からなるネットワークを含む。知られたリソグラフィ装置は、１度に１つのパターン全体を目標部分上に露光することによって、各目標部分が照射される、いわゆるステッパと、照射ビームによってパターンを一定の方向（「走査」方向）に走査しながら、それと同期してこの方向と平行又は逆平行に基板を走査することによって、各目標部分が照射される、いわゆるスキャナとを含む。パターンを基板上に刻印することによって、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可能である。

リソグラフィ装置は、複数の位置合わせ機構を使用することが知られている。Ｋ．Ｏｔａ他、Ｎｅｗ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ Ｓｅｎｓｏｒｓ ｆｏｒ Ｗａｆｅｒ Ｓｔｅｐｐｅｒ，ＳＰＩＥ，Ｖｏｌ．１４６３，Ｏｐｔｉｃａｌ／Ｌａｓｅｒ Ｍｉｃｒｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ ＩＶ（１９９１），ｐ．３０４〜３１４、及びＮ．Ｒ．Ｆａｒｒａｒ他、Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｒｏｕｇｈ−ｔｈｅ−ｌｅｎｓ／ｏｆｆ−ａｘｉｓ ｌａｓｅｒ ａｌｉｇｎｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ ａｌｉｇｎｍｅｎｔ ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ ｏｎ Ｎｉｋｏｎ ｗａｆｅｒ ｓｔｅｐｐｅｒｓ，ＳＰＩＥ Ｖｏｌ．１６７３，Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｍｅｔｒｏｌｏｇｙ，Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ，ａｎｄ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ ＶＩ（１９９２），ｐ．３６９〜３８０について言及される。すべての位置合わせ機構は、例えば、露光される基板上及び／又は基板を支持する基板台上の独自の異なるマーク（ｍａｒｋ）を使用する。

従来技術に照らして性能が改善された位置合わせ機構を提供することが望ましい。

そのために、第１の実施例において、本発明は、独立請求項１で確定される位置合わせ測定機構を提供する。第２の実施例において、本発明は、独立請求項２８で確定される位置合わせ測定機構を提供する。

更に、本発明は、独立請求項１６で確定される位置合わせ測定方法、請求項１３で確定される位置合わせ装置、請求項１４で確定されるリソグラフィ装置、請求項１５、２４、２５で確定されるデバイス製造方法、請求項２６で確定されるコンピュータ・プログラム製品、及び請求項２７で確定されるデータ搬送物を提供する。

本発明の実施例が今から、添付の概略図を参照しながら、例としてのみ説明され、図面において、対応する参照記号は対応する部分を指示する。

図１は、本発明の一実施例によるリソグラフィ装置を概略的に示す。前記装置は、
放射ビーム（例えば、ＵＶ放射又はＥＵＶ放射）Ｂを調整するように構成される照明系（照明器）ＩＬと、
パターン形成デバイス（例えば、マスク）ＭＡを支持するように構成され、パターン形成デバイスを一定のパラメータに従って正確に位置付けるように構成される第１の位置決め器ＰＭに接続される支持構造（例えば、マスク台）ＭＴと、
基板（例えば、レジスト塗布ウェーハ）Ｗを保持するように構成され、基板を一定のパラメータに従って正確に位置付けるように構成される第２の位置決め器ＰＷに接続される基板台（例えば、ウェーハ台）ＷＴと、
パターン形成デバイスＭＡによって放射ビームＢに与えられるパターンを基板Ｗの（例えば、１つ又は複数のダイを含む）目標部分Ｃに投影するように構成される投影系（例えば、屈折投影レンズ系）ＰＳとを備える。

照明系は、放射を方向付け、整形し、又は制御するための、屈折、反射、磁気、電磁気、静電、若しくはその他のタイプの光学構成要素、又はそれらの任意の組み合わせなど、様々なタイプの光学構成要素を含むことができる。

支持構造は、パターン形成デバイスの重量を支持する、すなわち担う。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デザイン、及び例えばパターン形成デバイスが真空環境に保持されているかどうかなどその他の条件に応じた方法で、パターン形成デバイスを保持する。支持構造は、機械的、真空、静電的、又はその他の締め付け技法を使用して、パターン形成デバイスを保持することができる。支持構造は、例えば、必要に応じて固定式にも又は着脱可能式にもすることができるフレーム又は台とすることができる。支持構造は、パターン形成デバイスが、例えば投影系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。本明細書における「レチクル」又は「マスク」という用語の使用は、より汎用的な「パターン形成デバイス」という用語と同義であると見なされ得る。

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、その断面のパターンを放射ビームに与えて、基板の目標部分にパターンを作成するためなどに使用され得る任意のデバイスを指示するものとして広く解釈されるべきである。放射ビームに与えられるパターンは、例えば、パターンが位相シフト・フィーチャ又はいわゆるアシスト・フィーチャを含む場合は、基板の目標部分における所望パターンに正確に一致していなくてもよいことに留意されたい。一般に、放射ビームに与えられるパターンは、集積回路など目標部分に作成されるデバイスの特定の機能層に対応する。

パターン形成デバイスは、透過的であることも、又は反射的であることもできる。パターン形成デバイスの例は、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パネルを含む。マスクは、リソグラフィにおいてよく知られており、バイナリ、交互反転位相シフト、及び減衰位相シフトなどのマスク・タイプ、並びに様々な混成マスク・タイプを含む。プログラム可能ミラー・アレイの例は、入射放射ビームを異なる方向に反射するように各ミラーが個別に傾けられ得る小型ミラーの行列構成を利用する。傾斜ミラーは、ミラー行列によって反射される放射ビームにパターンを与える。

本明細書で使用される「投影系」という用語は、使用される露光放射にとって、又は浸液の使用若しくは真空の使用などその他の要因にとって適切な、屈折、反射、反射屈折、磁気、電磁気、及び静電光学系、又はそれらの任意の組み合わせを含む任意のタイプの投影系を包含するものとして広く解釈されるべきである。本明細書における「投影レンズ」という用語の使用は、より汎用的な「投影系」という用語と同義であると見なされ得る。

本明細書で説明される装置は、（例えば、透過マスクを利用する）透過タイプのものである。代替として、装置は、（例えば、上で言及されたタイプのプログラム可能ミラー・アレイ、又は反射マスクを利用する）反射タイプとすることもできる。

リソグラフィ装置は、２つ（デュアル・ステージ）若しくはより多くの基板台（及び／又は２つ若しくはより多くのマスク台）を有するタイプとすることができる。そのような「マルチ・ステージ」マシンでは、追加の台は並列に使用されることができ、又は予備工程が１つ又は複数の台上で実行されることができ、露光用に１つ又は複数の他の台が使用される。

リソグラフィ装置は、投影系と基板の間の空間を満たすように、基板の少なくとも一部が、相対的に高い屈折率を有する液体、例えば水によって覆われることができるタイプとすることもできる。浸液は、リソグラフィ装置内の他の空間、例えば、マスクと投影系の間に与えられることもできる。液浸技法は、投影系の開口数を増大するために、当技術分野でよく知られている。本明細書で使用される「液浸」という用語は、基板などの構造が液体中に沈められなければならないことを意味せず、露光中に投影系と基板の間に液体が配置されることを意味するにすぎない。

図１を参照すると、照明器ＩＬは、放射源ＳＯから放射ビームを受け取る。例えば、放射源がエキシマ・レーザである場合、放射源とリソグラフィ装置は、別個の構成要素であることができる。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するとは見なされず、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むビーム送出系ＢＤの助けを借りて、放射源ＳＯから照明器ＩＬに渡される。その他の場合、例えば、放射源が水銀ランプである場合、放射源は、リソグラフィ装置の組み込み部分であることができる。放射源ＳＯと照明器ＩＬは、必要ならばビーム送出系と一緒に、放射系と呼ばれることができる。

照明器ＩＬは、放射ビームの角強度分布を調整する調整器ＡＤを備えることができる。一般に、照明器のピューピル平面内における強度分布の少なくとも外半径及び／又は内半径限度（ｏｕｔｅｒ ａｎｄ／ｏｒ ｉｎｎｅｒ ｒａｄｉａｌ ｅｘｔｅｎｔ）（一般に、それぞれσアウター（σ−ｏｕｔｅｒ）及びσインナー（σ−ｉｎｎｅｒ）と呼ばれる）が調整されることができる。加えて、照明器ＩＬは、統合器ＩＮ及び集光器ＣＯなど、様々なその他の構成要素を備えることができる。照明器は、放射ビームを調整して、所望の均一性及び強度分布がその断面で得られるようにするのに使用されることができる。

放射ビームＢは、支持構造（例えば、マスク台ＭＴ）に保持された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を与えられる。放射ビームＢは、マスクＭＡを横断した後、ビームが基板Ｗの目標部分Ｃ上に焦点を結ぶようにする投影系ＰＳを通過する。例えば、異なる目標部分Ｃを放射ビームＢの経路に位置付けるために、基板台ＷＴは、第２の位置決め器ＰＷと位置センサＩＦ（例えば、干渉計デバイス、リニア・エンコーダ、又は容量センサ）の助けを借りて、正確に動かされることができる。同様に、第１の位置決め器ＰＭと（図１には明示的に示されていない）別の位置センサは、例えば、マスク・ライブラリからの機械的な取り出しの後、又は走査中に、放射ビームＢの経路に対してマスクＭＡを正確に位置付けるために使用されることができる。一般に、マスク台ＭＴの移動は、第１の位置決め器ＰＭの一部を形成する長行程モジュール（粗い位置決め）と短行程モジュール（微細な位置決め）の助けを借りて、実現されることができる。同様に、基板台ＷＴの移動は、第２の位置決め器ＰＷの一部を形成する長行程モジュールと短行程モジュールを使用して、実現されることができる。（スキャナではなく）ステッパの場合、マスク台ＭＴは、短行程アクチュエータにだけ接続されることができ、又は固定されることができる。マスクＭＡと基板Ｗは、マスク位置合わせマークＭ１、Ｍ２と基板位置合わせマークＰ１、Ｐ２を使用して位置合わせされることができる。例示された基板位置合わせマークは、専用の目標部分を占有しているが、基板位置合わせマークは、目標部分の間の空間に配置されることができる（これらはスクライブ・レーン（ｓｃｒｉｂｅ−ｌａｎｅ）位置合わせマークとして知られる）。同様に、マスクＭＡ上に２以上のダイが提供される状況では、マスク位置合わせマークは、ダイの間に配置されることができる。

説明された装置は、以下のモードのうちの少なくとも１つで使用されることができる。

１．ステップ・モードでは、マスク台ＭＴと基板台ＷＴは、基本的に静止状態に保たれ、放射ビームに与えられたパターン全体が、１回で目標部分Ｃに投影される（すなわち、単一静的露光）。その後、異なる目標部分Ｃが露光され得るように、基板台ＷＴが、Ｘ及び／又はＹ方向に移動される。ステップ・モードでは、露光領域の最大サイズは、単一静的露光で結像される目標部分Ｃのサイズに制限される。

２．スキャン・モードでは、マスク台ＭＴと基板台ＷＴは、放射ビームに与えられるパターンが目標部分Ｃに投影されている間、同期をとって走査される（すなわち、単一動的露光）。基板台ＷＴのマスク台ＭＴに対する速度と方向は、投影系ＰＳの拡大（縮小）率及び像反転特性によって決定されることができる。スキャン・モードでは、露光領域の最大サイズは、単一動的露光における目標部分の（非走査方向の）幅（ｗｉｄｔｈ）に制限され、走査動作の長さが、目標部分の（走査方向の）縦幅（ｈｅｉｇｈｔ）を決定する。

３．別のモードでは、マスク台ＭＴは、プログラム可能パターン形成デバイスを保持しながら基本的に静止状態に保たれ、基板台ＷＴは、放射ビームに与えられるパターンが目標部分Ｃに投影されている間、移動又は走査される。このモードでは一般に、パルス放射源が利用され、プログラム可能パターン形成デバイスは、基板台ＷＴの各移動後に、又は走査中に連続放射パルスの間隙で必要に応じて更新されることができる。このモードの動作は、上で言及されたタイプのプログラム可能ミラー・アレイなど、プログラム可能パターン形成デバイスを利用するマスクレス・リソグラフィに容易に適用されることができる。

上述の使用モードの組み合わせ及び／若しくは変形、又はまったく異なる使用モードも利用されることができる。

図２は、視野像位置合わせ機構の概略的な実施例を示している。そのような位置合わせ機構は、静的測定に基づいている。図２の視野像位置合わせ機構は、広帯域光源である光源１を備える。光源１は、ファイバ２の一方の端部に接続される。送出器３は、ファイバ２の反対側の端部に接続される。基板Ｗ上のマークＭ３（図３を参照）に位置合わせビームを提供する光学機器は、半透明のミラー４及びミラー５を含む。結像光学機器６は、マークＭ３から戻ってきた位置合わせ放射を受け取り、検出器７、例えば、電荷結合素子（ＣＣＤ）に適切な光学像を提供するために備えられる。検出器７は、プロセッサ８に接続される。そのプロセッサ８は、アクチュエータ１１及びメモリ１２に接続される。アクチュエータ１１は、基板Ｗが配置されることができる基板台ＷＴに接続される。図２では、プロセッサ８とメモリ１２は、別々のユニットとして提示されている。しかし、プロセッサ８及び／又はメモリ１２は、物理的に検出器７内に配置されることができる。更に、図１３に関して説明されるように、そのどちらもコンピュータ装置の一部であることができる。

使用中、光源１は、ファイバ２を介して送出器３に出力される広帯域光ビームを生成する。送出器３は、ミラー４によって反射される広帯域光ビーム９をミラー５に提供する。ミラー５は、基板Ｗ上のマークＭ３に向けられる広帯域位置合わせビーム１０を生成する。マークＭ３に当たる広帯域光ビーム１０は、位置合わせ放射としてミラー５に反射され戻す。ミラー５は、受け取られた光を半透明ミラー４に向けて反射し、半透明ミラーは、受け取られた光の少なくとも一部を結像光学機器６に向けて通過させる。結像光学機器６は、受け取られた位置合わせ放射を集め、適切な光学像を検出器７に提供するように構成される。検出器７は、結像光学機器６から受け取られた光学像の内容に依存する出力信号をプロセッサ８に提供する。検出器７から受け取られた出力信号、及びプロセッサ８によって実行された動作の結果は、メモリ１２に保存されることができる。プロセッサ８は、検出器７から受け取った１つ又は複数の出力信号に基づいて、位置合わせマークＭ３の位置を計算する。その後、プロセッサは、更なる出力信号をアクチュエータ１１に提供する。アクチュエータ１１は、基板台ＷＴを移動させるように構成される。更なる出力信号を受け取ると、アクチュエータ１１は、基板台ＷＴを所望の方向に移動させる。

図３は、本発明で使用され得る基板Ｗ上に存在するマークＭ３の上面図である。マークＭ３は、幅がＷ３で長さがＬ３の複数の棒状構造１５を含む。これらの寸法の典型的な値は、Ｗ３＝６μｍ、Ｌ３＝７５μｍである。棒状構造１５は、ピッチＰ３を有する。ピッチＰ３の典型的な値は、Ｐ３＝１２μｍである。

図４は、結像光学機器６から受け取られたマークＭ３の光学像に基づいた、プロセッサ８に送られる検出器７の出力信号を示している。出力信号は、プロセッサ８に転送される２次元像の形をとることができることに留意されたい。図４に示される曲線は、広帯域位置合わせビーム１０によって照明されているマークＭ３の位置の関数としての信号強度を示している。曲線は、強度レベルＩ１において絶対的最大を示し、強度レベルＩ２において局所的最大を示し、強度レベルＩ３において絶対的最小を示している。絶対的最大Ｉ１は、それぞれ棒状構造１５の中央に関連付けられる。局所的最大Ｉ２は、隣接する棒状構造１５の間の空間の中央に関連付けられる。絶対的最小Ｉ３は、棒状構造１５と棒状構造１５の中間の介在空間のすぐ近くの位置に関連付けられる。そのため、絶対的最大Ｉ１と局所的最大Ｉ２の間の曲線の勾配は、棒状構造１５の間の移り変わりに起因する。これらの移り変わりでは、すなわち、棒状構造１５の横の面では、ほんのわずかな光しか反射されない。

従って、検出器７は、マークＭ３の２Ｄ像を受け取る。検出器７のプロセッサ８への出力信号は、１Ｄ情報だけを含むことができる。しかし、２Ｄ像をプロセッサ８に転送し、この像に基づき一定のアルゴリズムを使用して位置を決定することも可能である。様々なアルゴリズムが、受け取られた像情報から図４に示される強度信号を得るために使用されることができる。例えば、検出器７は、列及び行に配置されたＣＣＤ素子を有するＣＣＤとすることができ、行をなすＣＣＤ素子によって受け取られた信号は平均される。より詳細には、読み取り装置が、上で言及されたＳＰＩＥ Ｖｏｌ．１４６３の中のＯｔａによる文献で言及されている。

更に、様々なアルゴリズムが、図４に示される強度信号に基づいて位置合わせ位置を得るために使用されることができる。１つのアルゴリズムは、図４に示されるスライス・レベルを使用する。Ｉ１とＩ３の間の強度値が選択され、この選択値（スライス・レベル）に基づいて、マークＭ３の位置が決定される。

図５及び図６は、本発明で使用され得る代替マークＭ４及びＭ５をそれぞれ示している。図５に示される位置合わせマークＭ４は、ｘ方向の位置を測定するためのマーク部Ｍ４ｘと、ｙ方向の位置を測定するためのマーク部Ｍ４ｙとを有する。マーク部Ｍ４ｘは、マークＭ３と類似している。マーク部Ｍ４ｘは、幅がＷ４ｘ、長さがＬ４ｘ、ピッチがＰ４ｘの複数の棒状構造を含む。マーク部Ｍ４ｙは、マーク部Ｍ４ｘと類似しているが、９０°だけ回転されている。マーク部Ｍ４ｙは、幅がＷ４ｙ、長さがＬ４ｙ、ピッチがＰ４ｙの棒状構造を含む。幅Ｗ４ｘ、Ｗ４ｙ、長さＬ４ｘ、Ｌ４ｙ、及びピッチＰ４ｘ、Ｐ４ｙは、マークＭ３の幅Ｗ３、長さＬ３、及びピッチＰ３とそれぞれ類似した値を有する。１つの方向の位置だけを測定したい場合、マーク部Ｍ４ｘ又はマーク部Ｍ４ｙだけを提供すれば十分である。そのような位置合わせマークＭ４が基板テーブルＷＴ上に提供される場合、位置合わせマークＭ４は、オンライン較正の目的で使用されることもできる。

図６は、本発明で使用され得る位置合わせマークＭ５の別の実施例を示している。位置合わせマークは、複数の列を有する。各列には、複数の正方形状構造１７が配置される。正方形状構造１７は、ｘ方向の幅がＷ５ｘ、ｙ方向の幅がＷ５ｙである。ｘ方向のマークＭ５の長さはＬ５ｘであり、ｙ方向のマークＭ５の長さはＬ５ｙである。マークＭ５は、隣接する列間にｘ方向のピッチＰ５ｘを、行間にｙ方向のピッチＰ５ｙを有する。幅Ｗ５ｘ、Ｗ５ｙ４μｍである。長さＬ５ｘ、Ｌ５ｙの標準値は４０〜１００μｍである。ピッチＰ５ｘ、Ｐ５ｙの標準値は８μｍである。図２の位置合わせ機構で使用される場合、図４に示された信号に類似する強度信号が、プロセッサ８用に検出器７によって生成される。マークＭ５は、より貧弱な信号／雑音比のため、マークＭ３又はＭ４ほどには最適でないこともある。しかし、広帯域光源１の使用は、使用帯域のある部分で建設的干渉（ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｎｅ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）を引き起こすので、広帯域光源１の使用によって、これは小さな問題になると予想される。更に、位置合わせマークＭ５も原理的に、ｘ方向とｙ方向の両方で使用され得る点に留意されたい。

半導体プロセスでは、位置合わせマークは、様々な方法で変更される。中でも、干渉に起因するコントラストは、これらのマーク変更の結果として悪化し、その結果、位置合わせ誤差を生じさせ得る。コントラストの低下は、照明光の波長に依存する。マーク内の高さの変化がλ／２の位相深さに一致する場合、相殺的干渉が存在し、すなわち、マークは平らなミラーとして機能する。この場合、すべての光はゼロ次で回折されるので、コントラストは検出されない。更に、λ／２に等しくない位相深さの場合、光はより高い次数に回折される。

視野像位置合わせ機構では、図２に示されるように、一般に広帯域照明源が使用される。いくつかの波長は相殺的に干渉するが、広帯域照明源によって生成される波長範囲内のその他の波長は建設的に干渉する。従って、常に建設的干渉が、すなわち、広帯域放射によって照明される位置合わせマークの像の検出時に検出器によって確立される位置合わせ信号には、常にコントラストが存在する。視野像位置合わせを利用する位置合わせ系は、一般に５３０ｎｍと６５０ｎｍの間の固定照明帯域を利用し、一定数の回折次数を検出し、位置合わせマークの像を提供する単一の検出器ですべての波長を統合する。そのような位置合わせ系の精度には限界がある。

図７ａ、図７ｂは、本発明の第１及び第２の実施例による位置合わせ測定方法のフローチャートをそれぞれ示している。この位置合わせ方法は、図２に示される視野像位置合わせ機構によって実行されることができる。両方のフローチャートにおいて、検出器が、最初に工程２０で、複数の所定の波長範囲を有する放射、すなわち、位置合わせビーム１０によって照明された位置合わせマークの像を検出する。検出時に、検出器は、工程２１で、位置合わせ信号を選択する。各位置合わせ信号は、異なる所定の波長範囲によって形成された少なくとも１つの位置合わせマークの検出像に関係する。位置合わせ信号の選択は、少なくとも１つの位置合わせマークを異なる所定の選択された波長範囲によって連続的に照明することによって、例えば、各フィルタが所定の波長範囲だけを通過させるように設計された異なるタイプのフィルタを連続的に利用して、広帯域光源１によって発生された広帯域光ビーム９をフィルタリングすることによって取得されることができる。複数のフィルタを含むフィルタ・ユニットの例が、図９ａ、図９ｂに概略的に示されている。別の実施例では、異なる所定の波長範囲に対する像は、後で説明されるように並列して上記の範囲を測定できる検出器７を提供することによって取得されることができる。検出器７によって生成された位置合わせ信号は、工程２２で、プロセッサ８によって受け取られる。その後、すべての生成された位置合わせ信号の信号品質が、工程２３で、１つ又は複数の品質表示パラメータを使用することによって決定される。そのような品質表示パラメータの例は、位置合わせ信号の信号強度、雑音レベル、及び適正品質を含む。位置合わせ信号の信号品質は、当業者には明らかなように、プロセッサ８によって自動的に決定されることができる。

図７ａに示される第１の実施例では、各位置合わせ信号の決定された信号品質は、その後工程２４で、更なる位置合わせ信号を確立するために使用される。一実施例では、更なる位置合わせ信号は、最良の決定された信号品質を有する位置合わせ信号と同一である。別の実施例では、重み係数が、各位置合わせ信号に割り当てられ、重み係数の値は、位置合わせ信号毎に決定された信号品質に基づいている。その後、更なる位置合わせ信号を、すべての位置合わせ信号の加重総和に一致させる。最後に、少なくとも１つの位置合わせマークの位置が、工程２５で、確立された更なる位置合わせ信号に基づいて計算される。２以上のマークの測定の場合、すなわち、複数のマークの測定の場合、工程２４及び２５は、マーク毎に実行されて、各位置合わせマーク毎に異なる加重総和を得ることができる。工程２４及び２５も、当業者には明らかなように、プロセッサ８によって自動的に実行されることができる。

図７ｂに示される第２の実施例では、位置合わせマークの位置推定が、工程３６で、各位置合わせ信号毎に計算される。続いて、各確立された位置合わせ信号毎の計算された位置推定と決定された信号品質に基づいて、プロセッサ８は、工程３７で、位置合わせマークの位置を計算する。やはり、２以上のマークの測定の場合、工程３６及び３７は、マーク毎に実行されることができる。これにより、確立された位置合わせ信号の異なる加重総和を用いる、各マークの位置の計算が可能となる。

図８は、本発明の一実施例による視野像位置合わせ機構を概略的に示している。図２に概略的に示された視野像位置合わせ機構と比べて、図８の視野像位置合わせ機構は、フィルタ・ユニット２７を備えている。フィルタ・ユニット２７は、基板Ｗ上のマーク（図示されず）に当たる前に、広帯域光ビーム９に、従って、広帯域位置合わせビーム１０にも、異なる所定の選択された波長範囲を与えるように構成される。フィルタ・ユニット２７は、広帯域光源１と検出器７の間の広帯域光ビーム９の光経路における他の位置にも配置されることができることに留意されたい。

図９ａ、図９ｂは、図８の位置合わせ機構で使用され得るフィルタ・ユニットの２つの実施例を概略的に示している。図９ａには、フィルタ・ユニットの第１の実施例が示されている。このフィルタ・ユニット２７は、複数のフィルタ２９ａ〜２９ｄを有する回転可能ホイール２８を備える。フィルタは、先に説明された図７の工程２１を可能にするように、本発明の一実施例で使用される。各フィルタ２９ａ〜２９ｄは、広帯域光ビーム９の波長範囲の異なる部分を吸収する。その結果、広帯域光ビームには、異なる所定の選択された波長範囲が与えられる。

図９ｂには、フィルタ・ユニットの第２の実施例が概略的に示されている。やはり、フィルタ・ユニット２７は、複数のフィルタ２９ａ〜２９ｄを備える。しかし、この事例では、フィルタは回転可能ホイール２８上には配置されず、図８の広帯域光ビーム９の方向と実質的に直交する１次元方向に移動させられ得るストリップ３０上に配置される。フィルタ２９ａ〜２９ｄがその他のタイプの支持体上にも配置され得ることは、当業者には明らかであろう。更に、図９ａ、図９ｂでは、４つのフィルタ２９ａ〜２９ｄが示されている。フィルタの数が４に等しくなくてもよいことは、当業者には明らかであろう。

フィルタ・ユニット２７は、手動で、又はプロセッサによって自動的に制御されることができる。このプロセッサは、必ずしもプロセッサ８である必要はないが、そうであってもよい。

フィルタ・ユニット２７の代わりに、フィルタは、検出器７で利用されることができる。図１０は、検出器７として使用される多色ＣＣＤカメラのスペクトル感度に関する情報を提供するグラフを示している。ＣＣＤには、列及び行に配置されて、その結果、検出面を形成するＣＣＤ素子が設けられる。各素子のサイズは、数ミクロンのオーダにある。多色ＣＣＤは、いわゆるフィルタを利用して、個々の素子に所定の波長範囲に対する感受性を与え、すなわち、素子は、「青色」、「緑色」、及び「赤色」に（部分的に）感受性がある。グラフから理解され得るように、多色ＣＣＤ素子の感受性は、１つ又は２つの波長に限定されず、波長範囲を覆うことに留意されたい。従って、「赤色」に対する感受性は、ＣＣＤ素子が可視光スペクトルの赤色調部分の波長範囲に対して感受性があることを意味する。「青色」及び「緑色」に対する感受性についても、同じことが言える。複数の波長範囲を有する位置合わせビームによって照明されたマークの像を多色ＣＣＤで検出することによって、例えば、マークの３つの像が、並列して所得されることができる。

多色ＣＣＤで利用され得るフィルタの２つの実施例が、図１１ａ、図１１ｂに示されている。図１１ａでは、検出面は、いわゆるバイエル・フィルタ（Ｂａｙｅｒ−ｆｉｌｔｅｒ）で覆われている。図示された実施例では、バイエル・フィルタは、「緑色」に対して感受性があるＣＣＤ素子を、「青色」又は「赤色」に対して感受性があるＣＣＤ素子よりも２倍多く有しており、この実施例は、ＣＣＤカメラで広く使用されている。「青色」のＣＣＤ素子が「緑色」又は「赤色」のＣＣＤ素子よりも２倍多い類似の配置、及び「赤色」のＣＣＤ素子が「緑色」又は「青色」のＣＣＤ素子よりも２倍多い類似の配置を提供することも可能であることが理解されなければならない。図１１ｂでは、フィルタは、同じ色に対して感受性があるＣＣＤ素子のラインを形成している。その他の多くの配置も可能であることに留意されたい。

多色ＣＣＤを使用する代わりに、図１２に概略的に示されるように、２以上のモノクローム検出面３０、３１、３２を備える検出器７としてＣＣＤを使用することも可能である。結像光学機器６から来る位置合わせ放射３５は、スプリッタ３３によって少なくとも２つの位置合わせ放射ビーム３４に分割される。図１２では、スプリッタ３３は、位置合わせ放射を３つの位置合わせ放射ビーム３４ａ〜３４ｃに分割する。各位置合わせ放射ビーム３４ａ〜３４ｃは、異なる波長範囲を有する光を伝送する。各位置合わせ放射ビーム３４ａ〜３４ｃは、関連する検出面３０〜３２によって検出されることができる。検出面３０は、位置合わせ放射ビーム３４ａによって伝送される波長範囲によって形成された位置合わせマークの像を検出する。同様に、位置合わせ放射ビーム３４ｂは、検出面３１上で位置合わせマークの像を形成し、位置合わせ放射ビーム３４ｃは、検出面３２上で位置合わせマークの像を形成する。図１２では、検出面３０は、「赤色」に対して感受性があり、検出面３１は、「緑色」に対して感受性があり、検出面３２は、「青色」に対して感受性があり、ある「色」に対する感受性は、先に説明されたのと同じ意味を有する。

この本文全体で使用されるプロセッサ８は、図１３に示されるようなコンピュータ装置４０で実施されることができることを理解されたい。プロセッサ８に接続されたメモリ１２は、ハード・ディスク４１、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）４２、電気的消去可能なプログラム可能読み取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）４３、及びランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）４４などの複数のメモリ・コンポーネントを含むことができる。上記のメモリ・コンポーネントのすべてが存在する必要があるわけではない。更に、上記のメモリ・コンポーネントは、必ずしもプロセッサ８に又は互いに物理的に近く存在する必要はない。それらは距離的に離れて配置されることもできる。

プロセッサ８は、いくつかの種類のインタフェース、例えば、キーボード４５又はマウス４６に接続されることもできる。タッチ・スクリーン、トラック・ボール、音声変換器、又は当業者に知られているその他のインタフェースも使用されることができる。

プロセッサ８は、フロッピ・ディスク４８又はＣＤＲＯＭ４９などのデータ搬送物からデータを読み取り、いくつかの状況ではデータ搬送物にデータを保存するように構成される読み取りユニット４７に接続されることができる。ＤＶＤ、又は当業者に知られているその他のデータ搬送物も使用されることができる。

プロセッサ８は、出力データを紙に印刷するためのプリンタ５０に、及び例えば、モニタ若しくはＬＣＤ（液晶ディスプレイ）などのディスプレイ５１、又は当業者に知られているその他の任意のタイプのディスプレイにも接続されることができる。

プロセッサ８は、入力／出力（Ｉ／Ｏ）を担当する送信機／受信機５３によって、例えば、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）、ワイド・エリア・ネットワーク（ＷＡＮ）などの通信ネットワーク５２に接続されることができる。プロセッサ８は、通信ネットワーク５２を介してその他の通信システムと通信するように構成されることができる。本発明の一実施例では、外部コンピュータ（図示されず）、例えば、操作者のパーソナル・コンピュータは、通信ネットワーク５２を介してログインすることができる。

プロセッサ８は、独立のシステムとして、又は各プロセッシング・ユニットがより大きなプログラムのサブタスクを実行するように構成される並列して動作する複数のプロセッシング・ユニットとして実施されることができる。プロセッシング・ユニットは、複数の副プロセッシング・ユニットを備える１つ又は複数の主プロセッシング・ユニットに分割されることができる。プロセッサ８のいくつかのプロセッシング・ユニットは、その他のプロセッシング・ユニットから距離的に離れて配置されることもでき、通信ネットワーク５２を介して通信することができる。

図１４は、本発明の第３の実施例によるフローチャートを概略的に示している。この実施例では、単一の基板ではなく、１組の基板が、すなわち、図１４に示されるように、Ｎ個の基板ｉ（ｉ＝１，．．．，Ｎ）からなる組が、連続的に位置合わせされる必要がある。方法の上述の実施例は、基板の組の中の個々の基板上の位置合わせマークの位置を測定するために利用される。従って、すべての基板ｉは、基板ｉ毎に少なくとも１つの位置合わせマークを測定することによって位置合わせされる。

Ｎ個の基板のうちの最初の基板（すなわち、ｉ＝１）に関して、位置合わせ測定方法は、図７に示され、図７を参照して説明された方法に一致する。従って、最初に工程６０で、最初の基板（すなわち、ｉ＝１）上の位置合わせマークの像が、複数の所定の波長範囲を有する光を用いて検出器７によって検出される。続いて、工程６１で、前記複数の所定の波長範囲から選択された各波長範囲毎に、その選択された波長範囲を用いて検出された像に関して、位置合わせ信号が生成される。工程６２で、すべての生成された位置合わせ信号が、プロセッサによって受け取られる。続いて、工程６３で、基板の添字が１に等しいかどうかが確認される。等しい場合、方法は工程６４に進み、すべての受け取られた位置合わせ信号の信号品質が、信号品質表示パラメータを使用して決定される。そのような品質表示パラメータの例は、位置合わせ信号の信号強度、雑音レベル、及び適正品質を含む。位置合わせ信号の信号品質は、当業者には明らかなように、プロセッサ８によって自動的に決定されることができる。各位置合わせ信号の決定された信号品質は、その後工程６５で、更なる位置合わせ信号を確立するために使用される。一実施例では、更なる位置合わせ信号は、最良の決定された信号品質を有する位置合わせ信号と同一である。別の実施例では、重み係数が、各位置合わせ信号に割り当てられ、重み係数の値は、位置合わせ信号毎に決定された信号品質に基づいている。その後、更なる位置合わせ信号を、すべての位置合わせ信号の加重総和に一致させる。最後に、少なくとも１つの位置合わせマークの位置が、工程６６で、確立された更なる位置合わせ信号に基づいて計算される。

位置合わせされる基板が１つだけしか存在しない場合、上記のシーケンスは終了するが、しかし、Ｎ個の位置合わせされる基板が存在するので、Ｎ個の基板のうちの第１の基板の位置合わせの後、大抵の場合は、この位置合わせされた第１の基板上にパターンを連続的にパターン形成した後、工程６７で、最後のウェーハが位置合わせされたかどうかが確認される。これまでのところ第１の基板だけしか位置合わせされておらず、Ｎ個の基板が位置合わせされる必要があるので、確認は否定的な結果となり、工程６８で、添字ｉが１だけインクリメントされる。

次の基板（すなわち、ｉ＝１＋１＝２）について、位置合わせ測定方法は、やはり工程６０から開始し、すなわち、第２の基板上の位置合わせマークの像が、複数の所定の波長範囲を有する光を用いて検出器７によって検出される。続いて、工程６１と工程６２も、すなわち、検出器７による選択された各波長範囲毎の位置合わせ信号の生成と、プロセッサ８によるすべての位置合わせ信号の受け取りも、先に説明されたように実行される。しかし、第２の基板の添字の数は１に等しくないので、今回は工程６３で、確認が否定的結果を与える。その結果、工程６４は省略され、更なる位置合わせ信号は、第１の基板に関して得られた位置合わせ信号の信号品質を使用して確立される。従って、第２の基板に関して生成された位置合わせ信号は、第１の基板の位置合わせ信号と同じ方式で選択され、重み付けされる。最後に、工程６６で、第２の基板上の位置合わせマークの位置が、確立された更なる位置合わせ信号に基づいて計算される。

基板の添字の数がＮに等しくなるまで、工程６８、工程６０、工程６１、工程６２、工程６３、工程６５、及び工程６６が繰り返される。すべての基板について、第１の基板に対応する位置合わせ信号に関して決定された信号品質が、更なる位置合わせ信号を確立する基礎となる。

上記の位置合わせ測定方法は、１つ又は複数の位置合わせ信号が更なる位置合わせ信号の部分とならない場合、すなわち、少なくとも１つの上記の重み係数が０に等しい場合、更に高度化されることができる。その場合、工程６５で更なる位置合わせ信号を確立した後、プロセッサは、工程６６で基板ｉ上の位置合わせマークの位置を計算するだけでなく、検出器７にフィードバック信号を送り、それによって、検出器は、工程６９で、工程６１で位置合わせ信号を生成すべき所定の波長範囲の選択を適合（ａｄａｐｔ）することができる。この実施例が高度化であることを強調するため、このことに関係する図１４のフローチャートにおける矢印は、破線で描かれている。

適合は、確立される更なる位置合わせ信号における位置合わせ信号の使用に基づいている。従って、ある所定の波長範囲に対応する位置合わせ信号が、第１の基板について、更なる位置合わせ信号を確立するために使用されない場合、工程６９での適合は、検出器７にその位置合わせ信号をもう生成させないようにする。

図９ａ、図９ｂに示されるようなフィルタ・ユニット２７が使用される場合、異なる所定の波長範囲の選択を適合するためのそのようなフィードバック信号は、フィルタ・ユニット２７の制御ユニット（図示されず）にも送られることができる。その結果、フィルタ・ユニット２７の制御ユニットは、工程６１で生成されるフィルタに対応する位置合わせ信号が、測定される更なる基板ｉ上の位置合わせマークに関して更なる位置合わせ信号を工程６５で確立する際に使用されないならば、そのようなフィルタ２９ａ〜２９ｄをもう利用しない。

図１５は、本発明の第４の実施例によるフローチャートを概略的に示している。この実施例では、図１４に示されたのに類似するフローチャートが使用されるが、この方法は、複数の基板の代わりに、複数のマークｊ（ｊ＝１，．．．，Ｋ）に関して利用される。

Ｋ個のマークのうちの最初のマーク（すなわち、ｊ＝１）に関して、位置合わせ測定方法は、図７に示され、図７を参照して説明された方法に一致する。従って、最初に工程７０で、最初の位置合わせマーク（すなわち、ｊ＝１）上の位置合わせマークの像が、複数の所定の波長範囲を有する光を用いて検出器７によって検出される。続いて、工程７１で、前記複数の所定の波長範囲から選択された各波長範囲毎に、その選択された波長範囲を用いて検出された像に関して、位置合わせ信号が生成される。工程７２で、すべての生成された位置合わせ信号が、プロセッサによって受け取られる。続いて、工程７３で、マークの添字が１に等しい（すなわち、ｊ＝１）かどうかが確認される。等しい場合、方法は工程７４に進み、すべての受け取られた位置合わせ信号の信号品質が、信号品質表示パラメータを使用して決定される。そのような品質表示パラメータの例は、位置合わせ信号の信号強度、雑音レベル、及び適正品質を含む。位置合わせ信号の信号品質は、当業者には明らかなように、プロセッサ８によって自動的に決定されることができる。各位置合わせ信号の決定された信号品質は、その後工程７５で、更なる位置合わせ信号を確立するために使用される。一実施例では、更なる位置合わせ信号は、最良の決定された信号品質を有する位置合わせ信号と同一である。別の実施例では、重み係数が、各位置合わせ信号に割り当てられ、重み係数の値は、位置合わせ信号毎に決定された信号品質に基づいている。その後、更なる位置合わせ信号を、すべての位置合わせ信号の加重総和に一致させる。最後に、少なくとも１つの位置合わせマークの位置が、工程７６で、確立された更なる位置合わせ信号に基づいて計算される。

測定されるマークが１つだけしか存在しない場合、上記のシーケンスは終了するが、しかし、Ｋ個の測定されるマークが存在するので、Ｋ個のマークのうちの第１のマークの測定の後、工程７７で、最後のマークが測定された（すなわち、ｊ＝Ｋ）かどうかが確認される。これまでのところ第１のマークだけしか測定されておらず、Ｋ個のマークが位置合わせされる必要があるので、確認は否定的な結果となり、工程７８で、添字ｊが１だけインクリメントされる。

次のマーク（すなわち、ｊ＝１＋１＝２）について、位置合わせ測定方法は、やはり工程７０から開始し、すなわち、位置合わせマーク、すなわち、第２の位置合わせマークの像が、複数の所定の波長範囲を有する光を用いて検出器７によって検出される。続いて、工程７１と工程７２も、すなわち、検出器７による選択された各波長範囲毎の位置合わせ信号の生成と、プロセッサ８によるすべての位置合わせ信号の受け取りも、先に説明されたように実行される。しかし、第２のマークの添字の数は１に等しくないので、今回は工程７３で、確認が否定的結果を与える。その結果、工程７４は省略され、更なる位置合わせ信号は、第１の位置合わせマークに関して得られた位置合わせ信号の信号品質を使用して確立される。従って、第２の位置合わせマークに関して生成された位置合わせ信号は、第１の位置合わせマークの位置合わせ信号と同じ方式で選択され、重み付けされる。最後に、工程７６で、位置合わせマークの位置が、確立された更なる位置合わせ信号に基づいて計算される。

マークの添字の数がＫに等しくなるまで、工程７８、工程７０、工程７１、工程７２、工程７３、工程７５、及び工程７６が繰り返される。すべての位置合わせマークについて、第１の位置合わせマークに対応する位置合わせ信号に関して決定された信号品質が、更なる位置合わせ信号を確立する基礎となる。

上記の位置合わせ測定方法は、１つ又は複数の位置合わせ信号が更なる位置合わせ信号の部分とならない場合、すなわち、少なくとも１つの上記の重み係数が０に等しい場合、更に高度化されることができる。その場合、工程７５で更なる位置合わせ信号を確立した後、プロセッサは、工程７６で位置合わせマークｊの位置を計算するだけでなく、検出器７にフィードバック信号を送り、それによって、検出器は、工程７９で、工程７１で位置合わせ信号を生成すべき所定の波長範囲の選択を適合することができる。この実施例が高度化であることを強調するため、このことに関係する図１５のフローチャートにおける矢印は、破線で描かれている。

適合は、確立される更なる位置合わせ信号における位置合わせ信号の使用に基づいている。従って、ある所定の波長範囲に対応する位置合わせ信号が、第１のマークについて、更なる位置合わせ信号を確立するために使用されない場合、工程７９での適合は、検出器７にその位置合わせ信号をもう生成させないようにする。

図９ａ、図９ｂに示されるようなフィルタ・ユニット２７が使用される場合、異なる所定の波長範囲の選択を適合するためのそのようなフィードバック信号は、フィルタ・ユニット２７の制御ユニット（図示されず）にも送られることができる。その結果、フィルタ・ユニット２７の制御ユニットは、工程７１で生成されるフィルタに対応する位置合わせ信号が、測定される更なる位置合わせマークｊに関して更なる位置合わせ信号を工程７５で確立する際に使用されないならば、そのようなフィルタ２９ａ〜２９ｄをもう利用しない。

すべてのマークｊ＝１，．．．，Ｋが単一の基板上に存在する必要はないことに留意されたい。従って、１組の基板では、各基板上の１つ又は複数のマークは、更なるウェーハ上に配置され得る更なるマークの像に関して更なる位置合わせ信号を確立するために、第１のウェーハ上の第１の位置合わせマークに関して位置合わせ信号を選択且つ／又は重み付けする方法を利用することによって測定され得る。

この本文ではＩＣ製造におけるリソグラフィ装置の使用について具体的な言及がなされたが、本明細書で説明されたリソグラフィ装置は、集積光学系、磁気ドメイン・メモリ用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）、薄膜磁気ヘッドなどの製造など、その他の適用例ももち得ることを理解されたい。そのような代替適用例との関連では、本明細書における「ウェーハ」又は「ダイ」という用語の使用は、それぞれより汎用的な「基板」又は「目標部分」という用語と同義であると見なされ得ることを当業者であれば理解されよう。本明細書で言及された基板は、例えば、トラック（一般にレジスト層を基板に塗布し、露光されたレジストを現像するツール）、計測ツール、及び／又は検査ツールにおいて、露光の前又は後に処理されることができる。適用可能な場合、本明細書の開示は、そのような及びその他の基板処理ツールに適用されることができる。更に、基板は、例えば、多層ＩＣを作成するために２回以上処理され得るので、本明細書で使用される基板という用語は、複数の処理済層をすでに含む基板も指示することができる。

上では光学リソグラフィとの関連で本発明の実施例の使用について具体的な言及がなされたが、本発明は、例えば、インプリント・リソグラフィなど、その他の適用例で使用されることができ、状況が許せば、光学リソグラフィに限定されないことに留意されたい。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微細構造が、基板上に作成されるパターンを定める。パターン形成デバイスの微細構造は、基板に塗布されたレジスト層に押し付けられることができ、その後、レジストは、電磁放射、熱、圧力、又はそれらの組み合わせを与えることによって硬化処理される。パターン形成デバイスは、レジストが硬化処理された後、レジストにパターンを残して、レジストから取り外される。

本明細書で使用される「放射」及び「ビーム」という用語は、（例えば、波長が３６５、３５５、２４８、１９３、１５７、若しくは１２６ｎｍ、又は約３６５、３５５、２４８、１９３、１５７、若しくは１２６ｎｍの）紫外線（ＵＶ）放射及び（波長が５〜２０ｎｍの範囲の）極紫外線（ＥＵＶ）放射を含むすべてのタイプの電磁放射、並びにイオン・ビーム又は電子ビームなどの粒子ビームを包含する。

「レンズ」という用語は、状況が許せば、屈折、反射、磁気、電磁気、及び静電光学構成要素を含む様々なタイプの光学構成要素のいずれか１つ又は組み合わせを指示することができる。

本明細書で使用される「広帯域光」及び「広帯域照明」という用語は、可視スペクトル内及び赤外線領域の波長を含む複数の波長範囲を有する光を包含する。更に、複数の波長範囲は必ずしも接していなくてよいことが理解されなければならない。

上で本発明の具体的な実施例が説明されたが、本発明が説明された以外の方法で実施され得ることは理解されよう。例えば、本発明は、上で説明された方法を記述したマシン可読命令の１つ若しくは複数のシーケンスを含むコンピュータ・プログラム、又はそのようなコンピュータ・プログラムをそこに格納するデータ記憶媒体（例えば、半導体メモリ、磁気若しくは光ディスク）の形態をとることができる。

図２を参照して示された機構は、基板Ｗ上での位置合わせビーム１０の動きを生み出すためにアクチュエータ１１が基板台ＷＴを動かすものを示しているが、位置合わせビーム１０は、適切な装置によって、例えば、位置合わせビーム１０を基板Ｗ上で走査（スイープ）するように駆動されるミラーによって動かされ得ることを理解されたい。その場合、基板台ＷＴと、従って、基板Ｗは、固定位置に維持される。代替として、別の実施例では、基板台ＷＴと位置合わせビーム１０の両方が、測定を実行している間、動くことができる。

上述の説明は、例示的であることを意図したものであって、限定的であることを意図したものではない。従って、添付の特許請求の範囲の範囲から逸脱することなく、説明された本発明に変更が施され得ることは、当業者には明らかであろう。

本発明の一実施例によるリソグラフィ装置を示す図である。 視野像位置合わせ機構の概略的な一実施例を示す図である。 図２の位置合わせ機構で使用され得るマークの一実施例を示す図である。 図２の機構で使用され、マークから戻ってきた位置合わせ放射を受け取る検出器の出力信号を示す図である。 図２の機構で使用され得るマークの更なる実施例を示す図である。 図２の機構で使用され得るマークの更なる実施例を示す図である。 本発明の第１の実施例による位置合わせ測定方法のフローチャートである。 本発明の第２の実施例による位置合わせ測定方法のフローチャートである。 本発明の一実施例による視野像位置合わせ機構を概略的に示す図である。 図８の位置合わせ機構で使用され得るフィルタ・ユニットの実施例を概略的に示す図である。 図８の位置合わせ機構で使用され得るフィルタ・ユニットの実施例を概略的に示す図である。 多色ＣＣＤカメラのスペクトル感度に関する情報を提供するグラフである。 ＣＣＤカメラで利用され得る空間フィルタの実施例を示す図である。 ＣＣＤカメラで利用され得る空間フィルタの実施例を示す図である。 本発明と共に使用するのに適した検出器の一実施例を示す図である。 本発明の一実施例で使用されるプロセッサを備えるコンピュータを示す図である。 本発明の第３の実施例による位置合わせ測定方法のフローチャートである。 本発明の第４の実施例による位置合わせ測定方法のフローチャートである。

符号の説明

ＳＯ 放射源
ＢＤ ビーム送出系
ＩＬ 照明器
ＡＤ 調整器
ＩＮ 統合器
ＣＯ 集光器
Ｂ 放射ビーム
ＭＴ マスク台
ＰＭ 第１の位置決め器
ＭＡ マスク
Ｍ１ マスク位置合わせマーク
Ｍ２ マスク位置合わせマーク
Ｐ１ 基板位置合わせマーク
Ｐ２ 基板位置合わせマーク
ＰＳ 投影系
ＷＴ 基板台
ＰＷ 第２の位置決め器
Ｗ 基板
Ｃ 目標部分
１ 光源
２ ファイバ
３ 送出器
４ ミラー
５ ミラー
６ 結像光学機器
７ 検出器
８ プロセッサ
９ 広帯域光ビーム
１０ ビーム
１１ アクチュエータ
１２ メモリ
１５ 棒状構造
１７ 正方形状構造
２７ フィルタ・ユニット
２９ａ フィルタ
２９ｂ フィルタ
２９ｃ フィルタ
２９ｄ フィルタ
３０ モノクローム検出面
３１ モノクローム検出面
３２ モノクローム検出面
３３ スプリッタ
３４ａ 放射ビーム
３４ｂ 放射ビーム
３４ｃ 放射ビーム
３５ 放射
４１ ハード・ディスク
４２ ＲＯＭ
４３ ＥＥＰＲＯＭ
４４ ＲＡＭ
４５ キーボード
４６ マウス
４７ 読み取りユニット
４８ フロッピ・ディスク
４９ ＣＤＲＯＭ
５０ プリンタ
５１ ディスプレイ
５２ 通信ネットワーク
５３ 送信機／受信機

Claims (15)

1. 位置合わせ測定機構であって、
   少なくとも第１及び第２の波長範囲を有する放射ビームを発生するように構成される広帯域光源と、
   前記発生された放射ビームを受け取り、位置合わせビームを生成し、前記位置合わせビームを対象物上に配置された少なくとも１つの位置合わせマークに向け、前記少なくとも１つのマークから戻ってきた位置合わせ放射を受け取り、前記位置合わせ放射を送り出すように構成される光学系と、
   前記位置合わせ放射を受け取り、前記対象物上に配置された前記少なくとも１つの位置合わせマークの像を検出するように構成され、また前記第１及び第２の波長範囲にそれぞれ関連付けられた第１及び第２の位置合わせ信号をそれぞれ生成するように構成される検出器とを備え、更に、
   前記検出器に接続されたプロセッサであって、
   前記第１及び第２の位置合わせ信号を受け取り、
   信号強度及び雑音レベルのうち少なくとも１つを示す信号品質表示パラメータを使用して前記第１及び第２の位置合わせ信号の第１及び第２の信号品質をそれぞれ決定し、
   決定された前記第１及び第２の信号品質のそれぞれに基づいて、少なくとも第１及び第２の重み係数を前記第１及び第２の位置合わせ信号にそれぞれ割り当て、前記第１及び第２の位置合わせ信号の加重総和を計算することによって更なる位置合わせ信号を確立し、
   前記更なる位置合わせ信号に基づいて前記少なくとも１つの位置合わせマークの位置を計算するように構成されるプロセッサを備える位置合わせ測定機構。
2. 前記プロセッサに接続されたメモリであって、前記検出器によって生成された前記第１及び第２の位置合わせ信号を保存するように構成されるメモリと、保存された前記第１及び第２の位置合わせ信号の前記第１及び第２の信号品質を決定するように構成される前記プロセッサとを更に備える、請求項１に記載の位置合わせ測定機構。
3. 前記メモリが更に、前記第１及び第２の位置合わせ信号の前記第１及び第２の信号品質を保存するように構成され、前記プロセッサが、保存された前記第１及び第２の位置合わせ信号の前記第１及び第２の信号品質に基づいて、保存された前記第１及び第２の位置合わせ信号から前記更なる位置合わせ信号を確立するように構成される、請求項２に記載の位置合わせ測定機構。
4. 前記光学系が、前記位置合わせビームを適合させるように構成されるフィルタ・ユニットを備え、前記フィルタ・ユニットは、複数のフィルタを備え、各フィルタは、前記位置合わせビームに異なる所定の選択された波長範囲を与えるように構成される、請求項１乃至３いずれか１項に記載の位置合わせ測定機構。
5. 前記フィルタ・ユニットが、複数のフィルタを備える回転可能ホイールを備える、請求項４に記載の位置合わせ測定機構。
6. 前記光学系が、前記位置合わせ放射を少なくとも第１及び第２の位置合わせ放射ビームに分割する放射スプリッタを備え、前記第１及び第２の位置合わせ放射ビームは、異なる所定の選択された波長範囲を有する放射を有する、請求項１乃至５いずれか１項に記載の位置合わせ測定機構。
7. 前記検出器が、前記第１及び第２の位置合わせ放射ビームをそれぞれ検出するように構成される少なくとも第１及び第２の検出面をそれぞれ備える、請求項６に記載の位置合わせ測定機構。
8. 前記検出器が、空間フィルタを備え、前記空間フィルタは、前記少なくとも１つの位置合わせマークの前記像をより低解像度の少なくとも２つの更なる像に分割するように構成され、更なる像の各々は、異なる所定の選択された波長範囲を有する検出された位置合わせ放射に対応する、請求項１乃至７いずれか１項に記載の位置合わせ測定機構。
9. 請求項１乃至８いずれか１項によって確定される位置合わせ測定機構であって、前記プロセッサが更に、計算された前記少なくとも１つの位置合わせマークの位置に基づいて位置信号を確立するように構成される位置合わせ測定機構と、
   前記プロセッサに接続されたアクチュエータであって、
   前記位置信号を受け取り、
   受け取られた前記位置信号に基づいて位置補正を計算し、
   位置補正信号を確立するように構成されるアクチュエータとを備える位置合わせ装置。
10. パターニング・デバイスからのパターンを基板上に転写するように構成されるリソグラフィ装置であって、
    請求項９によって確定される位置合わせ装置と、
    位置合わせされる前記基板を支持するように構成され、前記アクチュエータに接続される支持構造とを備え、
    前記アクチュエータが、確立された前記位置補正信号に基づいて前記支持構造を移動させるように構成されるリソグラフィ装置。
11. リソグラフィ装置における位置合わせ測定方法であって、
    少なくとも第１及び第２の波長範囲を有する放射によって照明される対象物上に配置された少なくとも１つの位置合わせマークの像を検出器によって検出するステップと、
    前記第１及び第２の波長範囲によってそれぞれ検出された前記像に関連する少なくとも第１及び第２の位置合わせ信号をそれぞれ前記検出器によって生成するステップと、
    前記第１及び第２の位置合わせ信号をプロセッサによって受け取るステップと、
    信号強度及び雑音レベルのうち少なくとも１つを示す信号品質表示パラメータを使用して、前記第１及び第２の位置合わせ信号の第１及び第２の信号品質をそれぞれ前記プロセッサによって決定するステップと、
    決定された前記第１及び第２の信号品質のそれぞれに基づいて、少なくとも第１及び第２の重み係数を前記第１及び第２の位置合わせ信号にそれぞれ割り当て、前記プロセッサによって前記第１及び第２の位置合わせ信号の加重総和を計算することで更なる位置合わせ信号を確立するステップと、
    前記更なる位置合わせ信号に基づいて前記少なくとも１つの位置合わせマークの位置を前記プロセッサによって計算するステップとを含む位置合わせ測定方法。
12. 前記第１の波長範囲によって照明された像が、前記第２の波長範囲によって照明された像の検出とは異なる時点に検出される、請求項１１に記載の位置合わせ測定方法。
13. 前記検出器が、少なくとも第１及び第２の検出面と、放射スプリッタとを備え、前記方法が更に、前記放射スプリッタを使用して、少なくとも第１及び第２の波長範囲を有する放射を少なくとも第１及び第２の位置合わせ放射ビームに分割するステップであって、前記第１及び第２の位置合わせ放射ビームは、異なる所定の選択された波長範囲を有するステップを含む、請求項１１又は１２に記載の位置合わせ測定方法。
14. 像を検出する前記ステップが、前記第１及び第２の位置合わせ放射ビームによってそれぞれ形成された前記少なくとも１つの位置合わせマークの像を、前記第１及び第２の検出面上でそれぞれ検出するステップを含む、請求項１３に記載の位置合わせ測定方法。
15. リソグラフィ装置のプロセッサによってロードされ、前記リソグラフィ装置が請求項１１乃至１４のいずれか１項で確定された位置合わせ測定方法を実行できるように構成されるデータ及び命令を含むコンピュータ・プログラム製品。

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