JP4937079B2 - リソグラフィ装置および方法 - Google Patents

Description

関連出願
[0001] 本出願は、２００６年１０月３０日に出願された米国特許出願第１１／５８９，３００号の一部継続出願であり、言及によりそのすべての内容が本明細書に組み込まれる。

[0002] 本発明はリソグラフィ装置、該リソグラフィ装置におけるパターニングデバイスのずれを検出する方法、およびパターニングデバイスに関する。

関連技術の詳細
[0003] リソグラフィ装置は、任意のパターンを基板上、通常、基板のターゲット部分上に付与する装置である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造において用いることができる。その場合、ＩＣの個々の層上に形成される回路パターンを生成するために、マスクまたはレチクルとも呼ばれるパターニングデバイスを用いることができる。このパターンは、基板（たとえばシリコンウェーハ）上のターゲット部分（たとえば１つのダイの一部、１つまたはいくつかのダイを含む）に転写される。パターンの転写は通常、基板上に設けられた放射感応性材料（レジスト）層上での結像を介してなされる。一般には、単一の基板が、連続的にパターニングされる隣接したターゲット部分のネットワークを含んでいる。公知のリソグラフィ装置としては、ターゲット部分上にパターン全体を一度に露光することにより各ターゲット部分を照射する、いわゆるステッパ、およびある特定の方向（「スキャン」方向）の照射ビームによってパターンをスキャンすると同時にこの方向に平行または逆平行に基板をスキャンすることにより各ターゲット部分を照射する、いわゆるスキャナが含まれる。パターンを基板上にインプリントすることにより、パターニング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。

[0004] スキャン型リソグラフィ装置において、マスク（またはパターニングデバイス）はサポートによって保持され、該サポートはマスクテーブルまたはパターニングデバイステーブルとも呼ばれる。基板のターゲット部分上にパターンを生成する間、マスクテーブルは動作ラインに沿って、この動作ライン上の単一のスキャン方向または二方向（すなわち対向する方向）にスキャン動作を行う。方向が反転するとき、マスクテーブルは連続するスキャン動作の間に減速し、また加速する。また、マスクテーブルは特定方向の各スキャン動作の前と後に加速し、かつ減速する。従来、スキャン動作は一定速度で行われる。しかし、スキャン動作はまた少なくとも部分的に速度を変えて行われることもあり、たとえば減速および／または加速位相の少なくとも一部を含む動作となる。

[0005] マスクテーブルはマスクを支持する、すなわち、マスクの重みを支えるものである。マスクテーブルは、マスクの向き、リソグラフィ装置の設計、および、たとえば、マスクが真空環境内で保持されているか否かなどといったその他の条件に応じた様態でマスクを支持する。マスクテーブルはフレームまたはテーブルを含んでよく、フレームまたはテーブルは、たとえば、必要に応じて固定されていても、また移動可能であってもよい。マスクテーブル（およびその制御システム）は、マスクを、たとえば、投影システムに対して任意の位置に確実に置くことができる。

[0006] マスクはクランプを通してマスクテーブルに連結される。マスクは従来、マスクテーブル上に設けられる１つまたは複数の真空パッドとして実施することのできる真空クランプを通してマスクテーブルに連結され、マスクテーブルではマスクの周方向領域の少なくとも一部が真空パッド上で保持される。クランプによって、隣接するマスク表面とマスクテーブルとの間に法線力が生じ、その結果、接触するマスク表面とマスクテーブルとの間に摩擦が生じる。真空パッドは、ガス排出および供給システムと連結された１つまたは複数の開口部を含む。マスクとマスクテーブルとの間の真空カップリングの代わりに、マスクとマスクテーブルとの間の摩擦に基づく他の型のカップリング、たとえば、マスクテーブルに対してマスクを保持するための静電式もしくは機械式のクランプ技術も考えられる。

[0007] 開発の現状において、リソグラフィ装置にはスループットの向上が求められており、それに伴ってスキャン速度が増加する。結果的に、マスクテーブルの減速および加速が増加する。減速および加速位相では、より大きな慣性力がマスクテーブルおよびマスクに働く。

[0008] マスクテーブルおよびマスクに働く慣性力によって、マスクおよびマスクテーブルに互いに対するずれが生じることが知られている。ずれは通常、ナノメートル程度のものである。比較的低い減速および加速であれば、ずれは少なく、長時間にわたってほぼ一定していたようであり、それぞれの減速／加速位相に対してずれの方向は変化した。そのような状況では、ずれはごく少ない場合であれば無視することもでき、もしくは、マスクテーブルおよび／または基板ステージの位置（したがって、その動作）を制御する位置決めデバイスを適切に調整することによって補償することができる。

[0009] しかしながら、減速および加速が増加するにつれ、マスクとマスクテーブルとの間に生じるずれが増加し、また変化しやすく予測不可能なものとなる。ずれの量に影響する要因としては、互いに連動するマスクおよびマスクテーブルの表面の平坦度およびラフネス、マスクおよびマスクテーブルが取り扱われる大気中の湿度、マスクまたはマスクテーブルの汚染、ならびにマスクが真空パッドによってマスクテーブル上に保持される際の真空度といったものが含まれ得るが、これに限定されない。したがって、高慣性力の環境下では、位置決めデバイスのキャリブレーションによるマスクテーブルおよび／または基板ステージの適切な位置決めができなくなる。

[0010]マスクテーブルの動作速度および加速が増加するだけでなく、リソグラフィ装置の精度がより厳しく求められることになる。そのため、マスクのずれは基板上に投影されたパターンの位置エラーをもたらすことがあるため、より許容することのできないものとなる。

[0011] リソグラフィ装置におけるパターニングデバイスのずれを検出することが望ましい。

[0012] 本発明の一実施形態によれば、放射ビームを調節するように構成された照明システムと、パターニングデバイスを支持するように構成され、パターン付き放射ビームを形成するようにパターニングデバイスが放射ビームの断面にパターンを付けることが可能なサポートと、基板を保持するように構成された基板テーブルと、基板のターゲット部分上にパターン付き放射ビームを投影するように構成された投影システムとを備え、リソグラフィ装置の第１の構造物に対するサポートの位置を測定するためのサポート位置センサと、第２の構造物に対するパターニングデバイスの位置を測定するためのパターニングデバイス位置センサと、リソグラフィ装置の第２の構造物に対するパターニングデバイス位置センサと、サポート位置センサによって測定された位置、パターニングデバイス位置センサによって測定された位置、および、第１の構造物および第２の構造物の相互位置から、パターニングデバイスの位置とサポートの位置との間の相互関係を判定するように構成された制御デバイスと、を含む、リソグラフィ装置が提供される。

[0013] 本発明の別の実施形態によれば、リソグラフィ装置において、サポートに対するパターニングデバイスのずれを検出するための方法であって、サポートはパターニングデバイスを支持するように構成され、リソグラフィ装置の第１の構造物に対するサポートの位置を測定する工程と、リソグラフィ装置の第２の構造物に対するパターニングデバイスの位置を測定する工程と、測定されたサポートの位置、測定されたパターニングデバイスの位置、および、第１の構造物および第２の構造物の相互位置から、パターニングデバイスの位置とサポートの位置との間の相互関係を判定する工程と、サポートに対するパターニングデバイスのずれを相互関係から得る工程と、を備える方法が提供される。

[0014] 本発明のさらに別の実施形態によれば、リソグラフィ装置のパターニングデバイス位置センサと協動する測定パターンを備え、該パターニングデバイス位置センサはパターニングデバイスの位置を測定するためのものである、パターニングデバイスが提供される。

[0015] 以下、添付の概略図面を参照しながら、単なる例として、本発明の実施形態を説明する。図中、同じ符号は同じ部分を示す。

[0020] 図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示している。このリソグラフィ装置は、放射ビームＢ（たとえば、ＵＶ放射またはその他の放射）を調節するように構成された照明システム（イルミネータ）ＩＬと、パターニングデバイス（たとえば、マスク）ＭＡを支持するように構成され、また、特定のパラメータに従って該パターニングデバイスを正確に位置決めするように構成された第１の位置決めデバイスＰＭに接続されたマスク支持構造（たとえば、マスクテーブル）ＭＴとを含む。また、リソグラフィ装置は、基板（たとえば、レジストコートウェーハ）Ｗを保持するように構成され、また、特定のパラメータに従って該基板を正確に位置づけするよう構成された第２の位置決めデバイスＰＷに接続された基板テーブル（たとえば、ウェーハテーブル）ＷＴ、すなわち、「基板サポート」を含む。リソグラフィ装置はさらに、パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢに付与されたパターンを基板Ｗのターゲット部分Ｃ（たとえば、１つまた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（たとえば、屈折型投影レンズシステム）ＰＬを含む。

[0021] 照明システムとしては、放射を誘導し、形成し、あるいは制御するために、屈折型、反射型、磁気型、電磁型、静電型、またはその他のタイプの光学コンポーネント、あるいはそれらのあらゆる組合せなどのさまざまなタイプの光学コンポーネントを含むことができる。

[0022]マスク支持構造は、パターニングデバイスを支持する、たとえば、パターニングデバイスの重みを支えるものである。マスク支持構造は、パターニングデバイスの向き、リソグラフィ装置の設計、および、たとえば、パターニングデバイスが真空環境内で保持されているか否かなどといった他の条件に応じた態様でパターニングデバイスを保持する。マスク支持構造は、機械式、真空式、静電式またはその他のクランプ技術を使って、パターニングデバイスを保持することができる。マスク支持構造は、たとえば、必要に応じて固定または可動式にすることができるフレームまたはテーブルであってもよい。マスク支持構造は、パターニングデバイスを、たとえば、投影システムに対して任意の位置に確実に置くことができる。本明細書において使われる用語「レチクル」または「マスク」はすべて、より一般的な用語「パターニングデバイス」と同義であると考えるとよい。

[0023]本明細書において使われる用語「パターニングデバイス」は、基板のターゲット部分内にパターンを作り出すように放射ビームの断面にパターンを付けるために使うことができるあらゆるデバイスを指していると広く解釈されるべきである。なお、放射ビームに付けたパターンは、たとえば、そのパターンが位相シフトフィーチャまたはいわゆるアシストフィーチャを含む場合、基板のターゲット部分内の任意のパターンに正確に一致しない場合もある。通常、放射ビームに付けたパターンは、集積回路などの、ターゲット部分内に作り出されるデバイス内の特定機能層に対応することになる。

[0024] パターニングデバイスは、透過型または反射型であってよい。パターニングデバイスの例としては、マスク、プログラマブルミラーアレイ、およびプログラマブルＬＣＤパネルが含まれる。マスクは、リソグラフィでは公知であり、バイナリ、レベンソン型（Alternating）位相シフト、およびハーフトーン型（Attenuated）位相シフトなどのマスク型、ならびに種々のハイブリッドマスク型を含む。プログラマブルミラーアレイの一例では、小型ミラーのマトリックス配列が用いられており、各小型ミラーは、入射する放射ビームがさまざまな方向に反射するように、個別に傾斜させることができる。傾斜されたミラーは、ミラーマトリックスによって反射される放射ビームにパターンを付ける。

[0025]本明細書において使われる用語「投影システム」は、使われている露光放射にとって、あるいは浸液の使用または真空の使用といった他の要因にとって適切な屈折型、反射型、反射屈折型、磁気型、電磁型、および静電型光学システム、またはそれらのあらゆる組合せを含むあらゆるタイプの投影システムを包含していると広く解釈されるべきである。本明細書において使われる用語「投影レンズ」はすべて、より一般的な用語「投影システム」と同義であると考えるとよい。

[0026] 本明細書に示されているとおり、リソグラフィ装置は、透過型のもの（たとえば透過型マスクを採用しているもの）である。また、リソグラフィ装置は、反射型のもの（たとえば反射型マスクを採用しているもの）であってもよい。

[0027] リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）以上の基板テーブル、すなわち「基板サポート」（および／または２つ以上のマスクテーブル、すなわち「マスクサポート」）を有するタイプのものであってもよい。そのような「マルチステージ」機構においては、追加のテーブルまたはサポートを並行して使うことができ、あるいは、予備工程を１つ以上のテーブルまたはサポート上で実行しつつ、別の１つ以上のテーブルまたはサポートを露光用に使うこともできる。

[0028] また、リソグラフィ装置は、投影システムと基板との間の空間を満たすように、比較的高屈折率を有する液体、たとえば水によって、基板の少なくとも一部を覆うことができるタイプのものであってもよい。さらに、リソグラフィ装置内の他の空間、たとえば、マスクと投影システムとの間の空間に液浸液を加えてもよい。液浸技術は、投影システムの開口度を増加させるために使用することができる。本明細書において使われる用語「液浸」は、基板などの構造物を液体内に沈めなければならないという意味ではなく、単に、露光中、投影システムと基板との間に液体があるということを意味するものである

[0029] 図１を参照すると、イルミネータＩＬは、放射源ＳＯから放射ビームを受ける。放射源およびリソグラフィ装置は、たとえば、放射源がエキシマレーザである場合、別個の構成要素であってもよい。そのような場合には、放射源は、リソグラフィ装置の一部を形成しているとはみなされず、また、放射ビームは、放射源ＳＯからイルミネータＩＬへ、たとえば、適切な誘導ミラーおよび／またはビームエキスパンダを含むビームデリバリシステムＢＤを使って送られる。別の場合においては、放射源は、たとえば、放射源が水銀ランプである場合、リソグラフィ装置の一体部分とすることもできる。放射源ＳＯおよびイルミネータＩＬは、必要に応じて、ビームデリバリシステムＢＤとともに放射システムと呼んでもよい。

[0030] イルミネータＩＬは、放射ビームの角強度分布を調節するように構成されたアジャスタＡＤを含むことができる。一般に、イルミネータの瞳面内の強度分布の少なくとも外側および／または内側半径範囲（通常、それぞれσ-outerおよびσ-innerと呼ばれる）を調節することができる。さらに、イルミネータＩＬは、インテグレータＩＮおよびコンデンサＣＯといったさまざまな他のコンポーネントを含むことができる。イルミネータを使って放射ビームを調節すれば、放射ビームの断面に所望の均一性および強度分布をもたせることができる。

[0031] 放射ビームＢは、マスク支持構造（たとえばマスクテーブルＭＴ）上に保持されているパターニングデバイス（たとえばマスクＭＡ）上に入射して、パターニングデバイスによってパターン形成される。マスクＭＡ上を横断した後、放射ビームＢは、投影システムＰＬを通過し、投影システムＰＬは、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームを集束させる。第２の位置決めデバイスＰＷおよび位置センサＩＦ（たとえば、干渉デバイス、リニアエンコーダまたは静電容量センサ）を使って、たとえば、さまざまなターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路内に位置付けるように、基板テーブルＷＴを正確に動かすことができる。同様に、第１の位置決めデバイスＰＭおよび別の位置センサ（図１には明示されていない）を使って、たとえば、マスクライブラリから機械的に取り出した後またはスキャン中に、放射ビームＢの経路に対してパターニングデバイスＭＡを正確に位置決めすることもできる。通常、マスクテーブルＭＴの移動は、第１の位置決めデバイスＰＭの一部を形成するロングストロークモジュール（粗動位置決め）およびショートストロークモジュール（微動位置決め）を使って達成することができる。同様に、基板テーブルＷＴ、すなわち「基板サポート」の移動も第２の位置決めデバイスＰＷの一部を形成するロングストロークモジュールおよびショートストロークモジュールを使って達成することができる。ステッパの場合は（スキャナとは対照的に）、マスクテーブルＭＴは、ショートストロークアクチュエータのみに連結されてよく、あるいは、固定されていてもよい。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を使って、位置合わせされてもよい。例示では基板アライメントマークがそれ専用のターゲット部分に置かれているが、基板アライメントマークをターゲット部分の間の空間（これらは、スクライブレーンアライメントマークとして公知である）内に置くこともできる。同様に、複数のダイがパターニングデバイスまたはマスクＭＡ上に設けられている場合、マスクアライメントマークは、ダイの間に置かれてもよい。

[0032] 例示の装置は、以下のモードの少なくとも１つで使うことができると考えられる。

[0033] １． ステップモードにおいては、マスクテーブルＭＴ、すなわち「マスクサポート」、および基板テーブルＷＴ、すなわち「基板サポート」を基本的に静止状態に保ちつつ、放射ビームに付けられたパターン全体を一度に（すなわち、単一静止露光）ターゲット部分Ｃ上に投影する。基板テーブルＷＴ、すなわち「基板サポート」は、つぎにＸおよび／またはＹ方向に移動され、それによって別のターゲット部分Ｃが露光されることが可能になる。ステップモードにおいては、露光フィールドの最大サイズよって、単一静止露光時に投影されるターゲット部分Ｃのサイズが限定される。

[0034] ２． スキャンモードにおいては、マスクテーブルＭＴ、すなわち「マスクサポート」、および基板テーブルＷＴ、すなわち「基板サポート」を同期的にスキャンする一方で、放射ビームに付けられたパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する（すなわち、単一動的露光）。マスクテーブルＭＴ、すなわち「マスクサポート」に対する基板テーブルＷＴ、すなわち「基板サポート」の速度および方向は、投影システムＰＬの（縮小）拡大率および像反転特性によって決めることができる。スキャンモードにおいては、露光領域の最大サイズよって、単一動的露光時のターゲット部分の幅（非スキャン方向）が限定される一方、スキャン動作の長さによって、ターゲット部分の高さ（スキャン方向）が決まる。

[0035] ３． 別のモードにおいては、プログラマブルパターニングデバイスを保持しつつ、マスクテーブルＭＴ、すなわち「マスクサポート」を基本的に静止状態に保ち、また基板テーブルＷＴ、すなわち「基板サポート」を動かす、または、スキャンする一方で、放射ビームに付けられたパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する。このモードにおいては、通常、パルス放射源が採用されており、さらにプログラマブルパターニングデバイスは、基板テーブルＷＴ、すなわち「基板サポート」の移動後ごとに、またはスキャン中、連続する放射パルスの間に、必要に応じて更新される。この動作モードは、上述のタイプのプログラマブルミラーアレイといったプログラマブルパターニング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することができる。

[0036] 上述の使用モードの組み合わせおよび／またはバリエーション、あるいは完全に異なる使用モードもまた採用可能である。

[0037] 図２および図３はそれぞれ、パターニングデバイスまたはマスクＭＡを保持するマスクテーブルＭＴを示す。動作中、マスクテーブルは矢印ＳＤによって示されるスキャン方向に動かすことができる。さらに、図２および図３は投影レンズＰＬの上流レンズＵＬＥおよび台ＭＮＴを示す。図２は投影システムＰＬが実装されるメトロロジーフレームＭＦを示す。リソグラフィ装置において、メトロロジーフレームは基準、すなわち基準構造物として機能する。一方では、本例における投影システムといった構造物は、メトロロジーフレームに連結することができ、同時に他方ではメトロロジーフレームを基準として使用して測定を行うことができる。後者は、本例においてはサポート位置センサＳＰＳを用いる場合であり、サポート位置センサＳＰＳはメトロロジーフレームに対するサポートの位置を測定する。図２はさらに、投影システムに対するパターニングデバイスまたはマスクの位置を測定するように構成されたパターニングデバイス位置センサＰＤＰＳを示す。投影システムはメトロロジーフレームに実装されるが、これは、投影システムに対するパターニングデバイスまたはサポートの位置の測定によって、投影システムＰＬが実装されるメトロロジーフレームに対するパターニングデバイスまたはマスクの位置情報も提供されることを意味する。サポート位置センサＳＰＳのみならずパターニングデバイス位置センサＰＤＰＳも、光センサ（たとえば干渉計またはエンコーダ）や、誘導型、静電容量型、またはその他のタイプのセンサなどといった、あらゆるタイプの適切なセンサを含み得る。マスクテーブルの位置を測定するための従来の光センサ（たとえば、エンコーダまたは干渉計）が、サポート位置センサＳＰＳに含まれてもよい。

[0038] 投影システムに対するパターニングデバイスまたはマスクの位置を測定し、また、基準（この場合、投影システムが実装されるメトロロジーフレーム）に対するマスクテーブルの位置を測定することによって、パターニングデバイスまたはマスクとマスクテーブルとの互いに対する位置を判定することができる。図２を参照して説明される実施例においては、投影システムおよびメトロロジーフレームは、それに対して位置を測定するための構造物として適用されている。一般的に言えば、本明細書の文脈の範囲において、第１の構造物に対するサポートのあらゆる位置を（サポート位置センサによって）測定することができ、同時に、第２の構造物に対するパターニングデバイスの位置を（パターニングデバイス位置センサによって）測定することができる。したがって、投影システムは第２の構造物の一例となり、また、メトロロジーフレームは第１の構造物の一例となる。そのため、さらなる詳細を以下に示すとおり、第１の構造物および第２の構造物はそれぞれ、メトロロジーフレームおよびパターニングデバイスに限定されず、第１の構造物および第２の構造物はともに、リソグラフィ装置における他のいかなる基準、フレーム、または要素を備えることができる。

[0039] 投影システム（通常、第２の構造物)はメトロロジーフレーム(通常、第１の構造物)と相互に連結することができ、それによって単一の構造物を形成し、たとえば、構造物位置測定システムＭｒｅｌによって第２の構造物に対する第１の構造物の位置を判定（たとえば、測定）する必要がなくなる場合もある。あるいは、さまざまな理由により、たとえば、メトロロジーフレームの振動またはその他の動きを減衰させるために、投影システム(通常、第２の構造物)は基準フレーム(通常、第１の構造物)に移動可能に連結することができる。移動可能な連結の場合、リソグラフィ装置は投影システムおよびメトロロジーフレームの互いに対する相互位置を判定し、パターニングデバイスの位置とサポートの位置との間の相関関係を判定する際に、相対位置を考慮に入れることができる。さらに、第２の構造物は第１の構造物と別個のものであってよい。別個の構造物または移動可能に接続された構造物の場合、第１の構造物および第２の構造物の相互位置を考慮する必要がある。本明細書の他の部分で説明されるように、構造物の相対位置を測定することが可能である。あるいは、たとえばリソグラフィ装置の動作中には構造物の相対位置が変化しない場合、または、リソグラフィ装置において相対位置が既知のパラメータである場合には、構造物の相対位置は把握され得る。

[0040] 相対位置を、前の１回または複数回分の測定結果、もしくは前に決定された１つまたは複数の相対位置と比較してもよい。サポートに対するパターニングデバイスまたはマスクのずれは、その場合、前の測定結果と比較される相対位置との違いとなる。相対位置の決定、相対位置と前に決定された相対位置、または所望の相対位置などといった他の基準との比較、および、該比較からのパターニングデバイスまたはマスクとマスクテーブルとの間のずれの抽出は、図２に示す制御デバイスＣＯＮにより行うことができる。制御デバイスＣＯＮは、従来の制御デバイス（マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、またはリソグラフィ装置におけるその他の制御デバイス）の一部であってよく、もしくは制御デバイスＣＯＮの少なくとも一部分が適切なハードウェアによって各工程を行うようになされていてもよい。より一般的な語を用いると、相対位置を比較する代わりに、パターニングデバイス位置センサおよびサポート位置センサによって測定される位置の間のあらゆる相互関係を、ずれの判定に応用することができる。

[0041] ずれが判定されると、制御デバイスはそのようなずれを補償するために適切な動作をとることができ、適切な動作とは、スキャン動作を行う際のマスクテーブルの位置および／または位置タイミングの制御、警告信号の生成、リソグラフィ装置のスキャン動作の停止などを含んでよい。さらに、ずれを許容範囲内まで減らすように、加えられる加速力を減らすこともできる。

[0042] パターニングデバイスまたはマスクとマスクテーブルとの相対位置は、同じスキャン方向または逆のスキャン方向の動作中に以前に得られた相対位置と比較することができる。本発明者は、マスクテーブルが２方向へ交互に動作（たとえば、スキャン）を行っているときに、動作の方向が逆になるたびにパターニングデバイスまたはマスクが一定した２つの位置の間でずれることがあると理解した。このずれは、判定されたマスクテーブルの相対位置と、前の反対方向の動作中に得られたマスクテーブルの相対位置との比較から抽出することができる。同じ方向の動作中に得られた相対位置どうしを比較することにより、１方向におけるパターニングデバイスまたはマスクの「ドリフト」といった、他の形態のずれを発見することもある。

[0043] パターニングデバイス位置センサは、投影システムのあらゆる適切な部分、たとえば投影システム内の上流投影レンズＵＬＥの隣や、その上流投影レンズの台ＭＮＴに実装することができ、そのため基板上に投影されるパターン付きビームを干渉しない。その上、パターニングデバイス位置センサを投影システムに実装することによって、マスクテーブルがさらに複雑となること、それによってマスクテーブルにさらなる重量がかかることやさらに体積が増すことを防ぎ得る。そのため、マスクテーブルに対して高スキャン速度や高加速などが求められても、パターニングデバイス位置センサはそれに対して悪影響を及ぼさないであろう。

[0044] 以上の説明のとおり、本実施例においては、パターニングデバイス位置センサおよびサポート位置センサが、リソグラフィ装置のメトロロジーフレームに連結される投影システムに対する位置を測定し、それによってパターニングデバイス位置センサを投影システム上に位置決めし、上述のような効果をもたらすことができる。あるいは、メトロロジーフレームに対して複数の位置を測定する。または、別の実施形態においては、複数の位置（たとえば、マスク位置）のうちの１つを投影システムに対して測定し、同時に該複数の位置のうちの別の１つ（たとえば、マスクテーブル位置）についてメトロロジーフレームに対して測定することが可能である。これらの代替的な方法の使用は、リソグラフィ装置における従来の位置センサ、たとえばメトロロジーフレームに対するマスクテーブルの位置を測定するための従来のセンサが使用できるかどうかで決まる。さらに、より一般的には、パターニングデバイス位置センサおよびサポート位置センサは他のあらゆる適切な構造物、たとえばリソグラフィ装置の他のあらゆる部分に対する位置の測定を行ってもよい。構造物は、たとえばリソグラフィ装置において実質的に静止しているあらゆる部分、すなわち、リソグラフィ装置内の動かない、たとえばスキャンを行わない部分を含み得る。実質的に静止している部分に対する位置を測定することによって、安定的かつ精密な測定結果を提供することができ、一方で、対応する位置センサをリソグラフィ装置内の該静止部分に（少なくとも部分的に）実装することができ、それによってリソグラフィ装置の移動可能部分の質量および体積が増すのを防ぐことができるであろう。

[0045] 図２および図３において、パターニングデバイスまたはマスクＭＡの対向する領域は、マスクテーブルＭＴ上で、マスクテーブルＭＴが有する対向する２つのサポートＭＴＳＳにおいて支持されている。パターニングデバイスまたはマスクＭＡとマスクテーブルＭＴとが互いに連動する領域では、マスクテーブルＭＴには、マスクテーブルのサイドサポートＭＴＳＳの上面に、サイドサポートＭＴＳＳに対してマスクＭＡを保持するための真空パッドまたはその他の付属装置（静電式クランプ、機械式クランプ等といったもの）が設けられる。パターニングデバイスまたはマスクＭＡには、起こりうる汚染からマスクを防ぐためのペリクルＰＥを有するペリクルフレームＰＦが設けられる。ここに示す実施例に替わる別のマスクテーブルの実施例においては、パターニングデバイスまたはマスクはマスクテーブルの上側ではなく下側で使用されることができる。

[0046] 図３に示すように、複数のパターニングデバイス位置センサ(本実施例では、３つのセンサＰＤＰＳ１、ＰＤＰＳ２、ＰＤＰＳ３)を設けることができ、これによっていくつかの効果がもたらされる。第１に、複数のパターニングデバイス位置センサを使用して、異なる位置範囲におけるマスクテーブル位置の測定を、その動作範囲に沿って行うことができる。マスクテーブルが移動すると、１つまたはそれ以上の位置センサの範囲から外れることもあるが、複数の位置センサがあれば、それ以外のパターニングデバイス位置センサの１つまたは複数を使って測定を行うことができる。複数の位置センサによってもたらされ得るさらなる効果を以下に示す。

[0047] パターニングデバイス位置センサがエンコーダを含む場合、エンコーダパターンをパターニングデバイスまたはマスク上に設けてもよい。エンコーダパターンは離散的エンコーダパターン(たとえば図４のパターンＰＡＴ１、ＰＡＴ２、ＰＡＴ３)を含み得るが、パターニングデバイスまたはマスクの一辺、たとえば、スキャン方向に沿って伸びる一辺沿いに伸びる１つ以上のエンコーダパターンも含んでよく、それにより一定のマスクテーブルの動作範囲にわたって位置測定を行うことができる。この動作範囲は、エンコーダパターンの長さによって決定される。離散的パターンの場合、パターンがエンコーダのエンコーダビーム内にある時間の間にのみ、エンコーダによって信号が与えられ、したがってエンコーダはマスクテーブルの一定の位置にのみ信号を与える。また、複数の離散的エンコーダパターンを使用してよく、このエンコーダパターンは、マスクテーブルの動作方向に延びるパターニングデバイスの一辺に沿って、離れて配置される。

[0048] 図４に示すパターンＰＡＴ１、ＰＡＴ２、ＰＡＴ3によって、複数の自由度におけるパターニングデバイスの位置を判定することができる。投影システム上の対応する３つのエンコーダを利用して、３自由度まで（１次元エンコーダを使用する場合）のパターニングデバイスまたはマスクの位置を、または、６自由度まで（たとえば各エンコーダが、図４に示される面における次元での位置と、図示される面に垂直な次元での位置とを提供するような２次元エンコーダを使用する場合）のパターニングデバイスまたはマスクの位置を判定することができる。また、本実施例では、エンコーダパターンは、エンコーダを使って、サポートのさまざまな位置でスキャン方向に沿って位置測定を行えるように、スキャン方向に沿って繰り返してもよい。複数次元でのパターニングデバイスまたはマスクの位置の判定を行うことで、マスクテーブルの移動方向だけでなく、その他の方向、たとえば図４に示す面に垂直な軸を中心とした回転における、パターニングデバイスまたはマスクのずれを考慮に入れることができるであろう。

[0049] パターニングデバイスまたはマスク上のエンコーダパターンは、ペリクルＰＥによって保護されているマスクの表面上、またはその外側に配置できる。ペリクルによって保護されている表面上に配置する場合、保護された表面の端部に沿ってエンコーダパターンを位置決めできる。エンコーダパターンが端部に沿うと、パターニングデバイスまたはマスクのパターンには小さな縞は使用されない。パターニングデバイスへのビームの入射角が高角度であるため、縞は通常、ペリクルフレームにそって開いたままとなる。また、エンコーダパターンはパターニングデバイスまたはマスクの、ペリクルによって保護された表面の外側に配置することも可能であり、そのため一方では基板上へ投影されるパターン付きビームを干渉しないが、他方では、パターニングデバイスのペリクルによって保護された表面の外側にパターンが位置する可能性があり、マスクテーブルのサイドサポートＭＴＳＳにより保持されるパターニングデバイスの一部を減らす必要が生じる可能性がある。それによって、マスクへの保持力が減少し得る。当業者には明らかであるように、マスク表面上の一定部分におけるエンコーダパターンの位置決めには、投影システム上での対応する１つまたは複数のエンコーダの位置づけが必要となる。

[0050] 本発明は、リソグラフィ装置において、サポートに対するパターニングデバイスのずれを検出する方法を提供し、サポートはパターニングデバイスを支持するように構成され、該方法は、リソグラフィ装置の第１の構造物に対するサポートの位置を測定する工程と、リソグラフィ装置の第２の構造物に対するパターニングデバイスの位置を測定する工程と、測定されたサポートの位置、測定されたパターニングデバイスの位置、および、第１の構造物および第２の構造物の相互位置から、パターニングデバイスの位置とサポートの位置との間の相関関係を判定する工程と、サポートに対するパターニングデバイスのずれを相互関係から得る工程と、を備える。この方法により、本発明によるリソグラフィ装置から得られる効果と同一または同様の利点および効果が得られる。また、同一または同様のより好適な実施形態が提供される。

[0051] 本明細書では、ＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用について具体的に言及しているが、本明細書記載のリソグラフィ装置が、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用のガイダンスパターン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など、他の用途を有することは明らかである。当業者には当然のことであるが、そのような別の用途においては、本明細書で使われている用語「ウェーハ」または「ダイ」はすべて、それぞれより一般的な用語「基板」または「ターゲット部分」と同義であると考えてよい。本明細書に記載されている基板は、露光の前後に、たとえば、トラック（通常、基板にレジスト層を塗布し、露光されたレジストを現像するツール）、メトロロジーツール、および／またはインスペクションツールで処理されてもよい。適用可能な場合には、本明細書中の開示物を上記のような基板プロセシングツールおよびその他の基板プロセシングツールに適用してもよい。さらに、基板は、たとえば積層ＩＣを作るために複数回処理されてもよいので、本明細書で使われる基板という用語が、既に多重処理層を包含している基板を表すものとしてもよい。

[0052] 本明細書では、光リソグラフィに関連した本発明の実施形態の使用について上記に具体的に言及されたが、本発明は、たとえばインプリントリソグラフィといった他の用途にも使用可能であり、状況が許す場合には光リソグラフィに限定されないことが明らかである。インプリントリソグラフィの場合、パターニングデバイスにおけるトポグラフィが基板上に形成されるパターンを画定する。パターニングデバイスのトポグラフィは基板に供給されたレジスト層の中にプレス加工されてよく、その場合電磁放射、熱、圧力、またはこれらの組み合わせを与えることによってレジストは硬化される。レチクルが硬化された後、パターンはレチクルに残した状態でパターニングデバイスはレジストから外へ移動される。

[0053] 本明細書で使用される「放射」および「ビーム」という用語は、紫外線（ＵＶ）放射（たとえば、３６５、２４８、１９３、１５７、または１２６ｎｍ、あるいはその前後の波長を持つもの）および極端紫外線（ＥＵＶ）放射（たとえば、５−２０ｎｍの範囲の波長を持つもの）を含むあらゆる種類の電磁放射、ならびにイオンビームまたは電子ビームといった粒子ビームを包含する。

[0054] 「レンズ」という用語は、状況が許す場合、屈折型、反射型、磁気型、電磁型、および静電型光コンポーネントを含む各種光コンポーネントのうちの一つまたは組み合わせを指すことができる。

[0055] 以上、本発明の特定の実施形態を説明してきたが、本発明は説明された以外にも実施可能であることは明らかである。たとえば、本発明は上述された方法を示す機械読取可能な命令の１つまたは複数のシーケンスを含むコンピュータプログラム、もしくはそのようなコンピュータプログラムが記憶されたデータ記憶媒体（たとえば、半導体メモリ、磁気または光ディスク）の形態とすることができる。

[0056] 以上の説明は、限定ではなく例示を目的としたものである。したがって、当業者にとって明らかであるように、添付の特許請求の範囲を逸脱することなく本発明に変更を加えることができる。

[0016] 本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を示す。 [0017] 本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置の一部の模式図を示し、一部に断面図を含む。 [0018] 本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置のサポート、パターニングデバイス、および投影システムの模式的な断面図を示す。 [0019] 本発明の一実施形態リソグラフィ装置用のためのパターニングデバイスの非常に模式的な上面図を示す。

Claims (13)

1. 放射ビームを調節するように構成された照明システムと、
   パターニングデバイスを支持するように構成され、パターン付き放射ビームを形成するように前記パターニングデバイスが放射ビームの断面にパターンを付けることが可能なサポートと、
   基板を保持するように構成された基板テーブルと、
   基板のターゲット部分上に前記パターン付き放射ビームを投影するように構成された投影システムと、
   リソグラフィ装置の第１の構造物に対する前記サポートの位置を測定するためのサポート位置センサと、
   リソグラフィ装置の第２の構造物であって前記第１の構造物に対して相対的な位置が変動し得る第２の構造物に対する前記パターニングデバイスの位置を測定するためのパターニングデバイス位置センサと、
   前記第１の構造物および第２の構造物の相互位置を測定するための構造位置測定システムと、
   前記サポート位置センサにより測定された位置、前記パターニングデバイス位置センサにより測定された位置、および、前記第１の構造物および第２の構造物の前記構造位置測定システムにより測定された相互位置から、前記パターニングデバイスの位置と前記サポートの位置との間の相互関係を判定するように構成された制御デバイスと、
   を備え、
   前記制御デバイスは、前記サポートに対する前記パターニングデバイスのずれを相互関係から得るように構成され、
   前記パターニングデバイス位置センサは、前記投影システム、あるいは前記投影システムの上流投影レンズの台に実装されるリソグラフィ装置。
2. 前記第１の構造物および第２の構造物は、単一構造を形成するように相互に接続される、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
3. 前記第２の構造物は前記投影システムを備え、前記第１の構造物はリソグラフィ装置の基準構造物を備え、前記投影システムは前記基準構造物に実装される、請求項１又は２に記載のリソグラフィ装置。
4. 前記制御デバイスは、前記サポートに対する前記パターニングデバイスのずれを予測するように、前記サポートの移動の間に判定された相互関係と、前記サポートの前の移動の間に判定された相互関係とを比較するように構成される、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
5. 前記サポートの移動は、前記サポートの前の移動と同じ方向、あるいは前記サポートの前の移動と逆方向である、請求項４に記載のリソグラフィ装置。
6. 複数のパターニングデバイス位置センサが設けられ、該パターニングデバイス位置センサは前記投影システム上に間隔をおいた位置に実装される、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
7. 前記パターニングデバイス位置センサは、エンコーダ測定ヘッドを含み、前記エンコーダ測定ヘッドは、前記パターニングデバイスに設けられたエンコーダパターンを検出するように位置決めされる、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
8. 前記エンコーダ測定ヘッドは、２自由度エンコーダヘッドである、請求項７に記載のリソグラフィ装置。
9. ３つの前記パターニングデバイス位置センサが設けられ、各々の前記エンコーダ測定ヘッドが、６自由度パターニングデバイス位置信号を供給するように、２自由度エンコーダ測定ヘッドである、請求項７に記載のリソグラフィ装置。
10. 前記エンコーダパターンは、ペリクルによって保護された前記パターニングデバイスの表面の一辺に沿って設けられる、あるいは前記パターニングデバイスの表面上であって、ペリクルによって保護された表面の外側に設けられる、請求項７に記載のリソグラフィ装置。
11. 該一辺は、前記パターニングデバイスのスキャン方向に沿って延びる、あるいは前記パターニングデバイスのスキャン方向に対して実質的に垂直に延びる、請求項１０に記載のリソグラフィ装置。
12. パターニングデバイスを支持するように構成され、パターン付き放射ビームを形成するように前記パターニングデバイスが放射ビームの断面にパターンを付けることが可能なサポートと、基板のターゲット部分上に前記パターン付き放射ビームを投影するように構成された投影システムと、を備えたリソグラフィ装置において、前記サポートに対する前記パターニングデバイスのずれを検出する方法であって、
    リソグラフィ装置の第１の構造物に対する前記サポートの位置を測定する工程と、
    リソグラフィ装置の第２の構造物であって前記第１の構造物に対して相対的な位置が変動し得る第２の構造物に対する前記パターニングデバイスの位置を、前記投影システムあるいは前記投影システムの上流投影レンズの台に実装されたパターニングデバイス位置センサによって測定する工程と、
    前記第１の構造物および第２の構造物の相互位置を測定する工程と、
    前記測定されたサポートの位置、前記測定されたパターニングデバイスの位置、および、前記第１の構造物および第２の構造物の前記測定された相互位置から、前記パターニングデバイスの位置と前記サポートの位置との間の相互関係を判定する工程と、
    前記サポートに対する前記パターニングデバイスのずれを前記相互関係から得る工程と、
    を備える方法。
13. 前記第２の構造物は、前記投影システムを備え、前記第１の構造物はリソグラフィ装置の基準構造物を備え、前記投影システムは該基準構造物に実装される、
    請求項１２に記載の方法。

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