JP5256333B2

JP5256333B2 - 位置測定システムのターゲット面を較正する方法、位置測定システム、およびリソグラフィ装置

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Publication number: JP5256333B2
Application number: JP2011205457A
Authority: JP
Inventors: クニン，パウルス，ヨハネス; アグネスウィレムクイパーズ，マルティヌス; ホーゲンダム，クリスティアーン，アレクサンダー; レバシア，レオン，マーティン; ブロック，ローランド; スミーツ，マーティン，フランス，ピエール
Original assignee: エーエスエムエルネザーランズビー．ブイ．
Priority date: 2010-09-28
Filing date: 2011-09-21
Publication date: 2013-08-07
Anticipated expiration: 2031-09-21
Also published as: NL2007279A; JP2012073250A; US20120078561A1

Description

[0001] 本発明は、位置測定システムのターゲット面を較正する方法、位置測定システム、およびリソグラフィ装置に関する。

[0002] リソグラフィ装置は、所望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）の製造に用いることができる。そのような場合、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（例えば、シリコンウェーハ）上のターゲット部分（例えば、ダイの一部、または１つ以上のダイを含む）に転写することができる。通常、パターンの転写は、基板上に設けられた放射感応性材料（レジスト）層上への結像によって行われる。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。従来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、および放射ビームによってある特定の方向（「スキャン」方向）に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。

[0003] 公知のリソグラフィ装置では、高精度（例えば、ナノメートル精度）で基板ステージの位置を求めるために位置測定システムを使用する。より高いスループットおよびより高い精度が引き続き要求されているため、リソグラフィ装置で使用される測定システム、特に、基板ステージおよびレチクルステージの位置が通常６自由度で測定される測定システムの精度を改善する必要がある。

[0004] 基板ステージ上に設けられたターゲット面を、位置測定システムの一部として使用することができる。このターゲット面は、静止センサシステム、すなわち、基板ステージ上に設けられないセンサシステムを用いて基板ステージの位置を求めるために測定されるように配置される。センサシステムは、例えば、実質的に静止しているフレーム、特にいわゆるメトロロジフレーム（メトロフレーム）上、またはリソグラフィ装置の投影システム上に載置され得る。静止センサシステムは、干渉計型またはエンコーダ型の位置測定システムとすることができる。通常、干渉計型測定システムの静止センサシステムは、ターゲット面上で反射される測定ビームを供給する光源を含む。センサシステムの光センサは、反射された測定ビームを受けるように配置される。反射測定ビームは、基板ステージの移動に関する情報を含み、これは、例えば、信号と光源から生じるもののターゲット面上で反射されない基準ビームとの比較によって使用され得る。

[0005] 処理デバイスを設けて、反射測定ビームおよび基準ビームに基づいて基板ステージの位置を計算することができる。

[0006] 位置測定システムにおいて、ターゲット面は、全面にわたって等しい反射特性を有する完全平面であると想定される。しかし、実際には、このターゲット面の形状には凹凸があり得る。リソグラフィシステムについてのこれまでの経験から、位置測定システムについて考慮される補正マップ、例えば、変換マップＸ、Ｙ、Ｚ、回転マップ、グリッドマップ、露光マップ、または他の機械定数を位置測定システムにおいて使用してターゲット面の凹凸を補正することが知られている。この補正マップは、ターゲット面の較正を行うことによって得られる。ターゲット面の較正は、多大な時間を要することがある。

[0007] 通常、そのような一連の較正ステップは、リソグラフィ装置の実際の使用の前に、装置の較正手順の完全較正設定シーケンス中に行われる。しかし、リソグラフィ装置の生産運転中に、例えば、基板ステージの衝突後に必要とされる場合もあり得る。そのような衝突は１日当たり数回起こるおそれがあり、ターゲット面の変形、例えば、基板ステージのミラーブロックの変形の原因となり得る。そのような変形は、リソグラフィプロセスのオーバーレイ精度に大きな影響を及ぼし得るため、再較正が必要とされ得る。上述の通り、そのような再較正には時間がかかり、例えば、１〜３時間かかり得る。従って、この再較正には貴重な生産時間が使用され、望ましくない。

[0008] 位置測定システムのターゲット面を（再）較正する方法を提供することが望ましく、較正が効率的に行われ得る。さらに、位置測定システムおよびその位置測定システムを有するリソグラフィ装置を提供することが望ましく、当該位置測定システムは、位置測定システムのターゲット面の効率的な（再）較正を行うことが可能である。

[0009] 本発明の一実施形態に従って、可動オブジェクトの位置を測定するように構成された位置測定システムのターゲット面を較正する方法が提供される。位置測定システムは、可動オブジェクト上に設けられたターゲット面と、静止センサシステムと、センサシステムの少なくとも１つの測定信号に基づいて可動オブジェクトの位置を計算する処理デバイスとを含む。処理デバイスはターゲット面の凹凸を補正するターゲット面の補正マップを含む。当該方法は、ターゲット面を測定し、測定されたターゲット面ならびにターゲット面および／またはターゲット面に影響を及ぼす物理的オブジェクトの１つ以上の変形モードに基づいてターゲット面全体の再較正された補正マップを決定することによってターゲット面の補正マップを再較正することを含む。

[0010] 本発明の別の実施形態に従って、静止センサシステムと可動オブジェクト上に設けられるターゲット面とを含む、可動オブジェクトの位置を測定する位置測定システムが提供される。静止センサシステムは、ターゲット面上で反射される測定ビームを供給し、反射された測定ビームを受け、反射された測定ビームに基づいて測定信号を供給するように構成される。処理デバイスは、センサシステムの少なくとも１つの測定信号に基づいて可動オブジェクトの位置を計算する。処理デバイスは、ターゲット面の凹凸を補正するターゲット面の補正マップを含む。処理デバイスは、ターゲット面の測定と、測定されたターゲット面ならびにターゲット面および／またはターゲット面に影響を及ぼす物理的オブジェクトの１つ以上の変形モードとに基づいた再較正された補正マップの決定に基づいて、エラーマップを再較正または調整するように構成される。

[0011] 本発明のさらなる実施形態に従って、リソグラフィシステムであって、放射ビームを調整するように構成された照明システムと、放射ビームの断面にパターンを与えてパターン形成された放射ビームを形成可能であるパターニングデバイスを支持するように構成されたサポートと、基板を保持するように構成された基板テーブルと、パターン形成された放射ビームを基板のターゲット部分上に投影するように構成された投影システムと、を含む、リソグラフィ装置が提供される。リソグラフィ装置は、静止センサシステムと、可動オブジェクト上に設けられるターゲット面とを含む、可動オブジェクトの位置を測定する位置測定システムを含む。静止センサシステムは、ターゲット面上で反射される測定ビームを供給し、反射された測定ビームを受け、反射された測定ビームに基づいて測定信号を供給するように構成される。処理デバイスは、センサシステムの少なくとも１つの測定信号に基づいて可動オブジェクトの位置を計算する。処理デバイスは、ターゲット面の凹凸を補正するターゲット面の補正マップを含む。処理デバイスは、ターゲット面の測定と、測定されたターゲット面ならびにターゲット面および／またはターゲット面に影響を及ぼす物理的オブジェクトの１つ以上の変形モードとに基づいた再較正された補正マップの決定に基づいて、エラーマップを再較正または調整するように構成される。

[0012] 本発明のさらなる特徴および利点、ならびに本発明のさまざまな実施形態の構造および動作を、添付の図面を参照して以下に詳細に説明する。なお本発明は、本明細書に記載の特定の実施形態に限定されない。このような実施形態は、例示のためにのみ本明細書で示される。本明細書の教示に基づいて、追加の実施形態が当業者には明らかであろう。

[0013] 本明細書に組み込まれ、かつ明細書の一部を形成する添付の図面は、本発明を示し、さらに説明とともに本発明の原理を説明し、かつ当業者が本発明を行い使用することを可能とするのに役立つ。

[0014] 図１は、本発明の一実施形態に係るリソグラフィ装置を示す。 [0015] 図２は、本発明の一実施形態の位置制御システムを概略的に示す。 [0016] （ａ）は、変形前のステージを概略的に示す。（ｂ）は、変形後のステージを概略的に示す。 [0017] （ａ）は、ステージのＹ／Ｚ平面における概略側面図である。（ｂ）は、ステージのＸ／Ｚ平面における概略側面図である。

[0018] 本発明の特徴および利点は、図面を参照した以下の詳細な説明から、より明らかであろう。これらの図面において、同一の参照符号は、全体を通じて対応する要素を示す。図面において、同一の参照番号は、概して、同一、機能的に同様、および／または構造的に同様の要素を示す。要素が最初に現れる図面は、対応する参照番号の最も左の数字により示される。

[0019] 本明細書は、本発明の特徴を組み入れた１つ以上の実施形態を開示する。開示される実施形態は、本発明を例示するに過ぎない。本発明の範囲は、開示される実施形態に限定されない。本発明は、添付の請求項により定義される。

[0020] 説明されている実施形態および本明細書での「一実施形態」、「実施形態」、「例示的実施形態」などに関する言及は、説明されている実施形態が特定の特徴、構造、または特性を含み得るが、各実施形態がその特定の特徴、構造、または特性を必ずしも含むとは限らないことを示す。また、そのような表現は同一の実施形態を必ずしも示すものではない。さらに、実施形態と関連して特定の特徴、構造、または特性が説明される場合、明示的に説明されているか否かによらず、他の実施形態と関連してそのような特徴、構造、または特性を達成することは当業者の知識の範囲内であると理解されたい。

[0021] 本発明の実施形態は、ハードウエア、ファームウエア、ソフトウエア、またはこれらの組合せの形式で実現されてよい。本発明の実施形態は、１つ以上のプロセッサにより読取かつ実行可能である機械読取可能媒体に記憶された命令として実現されてもよい。機械読取可能媒体は、機械（例えば、演算デバイス）により読取可能な形式で情報を記憶または伝送する任意の機構を含んでよい。例えば、機械読取可能媒体は、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、磁気ディスク記録媒体、光記録媒体、フラッシュメモリデバイス、電気的、光学的、または音響的もしくはその他の伝送信号形式（例えば、搬送波、赤外信号、デジタル信号）、またはその他を含んでよい。また本明細書では、ファームウエア、ソフトウエア、ルーチン、命令は、ある動作を実行するためのものとして記述されていてもよい。しかし、当然のことながら、これらの記述は単に便宜上のものであり、これらの動作は、そのファームウエア、ソフトウエア、ルーチン、命令などを実行する演算デバイス、プロセッサ、コントローラ、または他のデバイスにより実際に得られるものである。

[0022] しかし、そのような実施形態をより詳細に説明する前に、本発明の実施形態が実行され得る例示的環境を提示することは有益である。

[0023] 図１は、本発明の一実施形態に係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（例えば、紫外線または他の適切な放射）を調整するように構成された照明システム（イルミネータ）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、かつ特定のパラメータに従って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位置決めデバイスＰＭに連結されたマスクサポート構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴと、を備える。また、リソグラフィ装置は、基板（例えば、レジストコートウェーハ）Ｗを保持するように構成され、かつ特定のパラメータに従って基板を正確に位置決めするように構成された第２位置決めデバイスＰＷに連結された基板テーブル（例えば、ウェーハテーブル）ＷＴまたは「基板サポート」を備える。さらに、リソグラフィ装置は、パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢに付けられたパターンを基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば、１つ以上のダイを含む）上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を備える。

[0024] 照明システムとしては、放射を誘導し、整形し、または制御するための、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コンポーネントを含むことができる。

[0025] マスクサポート構造は、パターニングデバイスを支持、すなわちパターニングデバイスの重量を支える。サポートは、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、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の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。マスクサポート構造は、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。マスクサポート構造は、例えば、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。マスクサポート構造は、パターニングデバイスを、例えば、投影システムに対して所望の位置に確実に置くことができる。本明細書において使用される「レチクル」または「マスク」という用語はすべて、より一般的な「パターニングデバイス」という用語と同義であると考えるとよい。

[0026] 本明細書において使用される「パターニングデバイス」という用語は、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与えるために使用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、留意すべき点として、放射ビームに付与されたパターンは、例えば、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所望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。

[0027] パターニングデバイスは、透過型であっても、反射型であってもよい。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、レべンソン型(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を様々な方向に反射させるように、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。

[0028] 本明細書において使用される「投影システム」という用語は、使われている露光放射にとって、あるいは液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、および静電型光学系、またはそれらのあらゆる組合せを含むあらゆる型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用される「投影レンズ」という用語はすべて、より一般的な「投影システム」という用語と同義であると考えるとよい。

[0029] 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（例えば、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（例えば、上述のプログラマブルミラーアレイを採用しているもの、または反射型マスクを採用しているもの）であってもよい。

[0030] 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または「基板サポート」（および／または２つ以上のマスクテーブルまたは「マスクサポート」）を有する型のものであってもよい。そのような「マルチステージ」機械においては、追加のテーブルまたはサポートは並行して使うことができ、または予備工程を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。

[0031] 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（例えば水）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。また、リソグラフィ装置内の別の空間（例えば、マスクと投影システムとの間）に液浸液を加えてもよい。浸漬技術は、投影システムの開口数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用される「液浸」という用語は、基板のような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。

[0032] 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。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、例えば、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。その他の場合においては、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、必要ならば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。

[0033] 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整すれば、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。

[0034] 放射ビームＢは、マスクサポート構造（例えば、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（例えば、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を通り抜けた後、放射ビームＢは投影システムＰＳを通過し、投影システムＰＳは、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームの焦点をあわせる。第２位置決めデバイスＰＷおよび位置センサＩＦ（例えば、干渉計デバイス、リニアエンコーダ、または静電容量センサ）を使って、例えば、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には明示的に示されていない）を使い、例えば、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、マスクＭＡを放射ビームＢの経路に対して正確に位置付けることもできる。通常、マスクテーブルＭＴの移動は、第１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または「基板サポート」の移動も、第２ポジショナ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もよく、または固定されてもよい。マスクＭＡおよび基板Ｗは、マスクアライメントマークＭ１およびＭ２と、基板アライメントマークＰ１およびＰ２とを使って、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専用ターゲット部分を占めているが、基板アライメントマークをターゲット部分とターゲット部分との間の空間内に置くこともできる（これらは、スクライブラインアライメントマークとして公知である）。同様に、複数のダイがマスク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、ダイとダイの間に置かれてもよい。

[0035] 例示の装置は、以下に説明するモードのうち少なくとも１つのモードで使用できる。

[0036] １．ステップモードにおいては、マスクテーブルＭＴまたは「マスクサポート」および基板テーブルＷＴまたは「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ターゲット部分Ｃ上に投影する（すなわち、単一静的露光）。その後、基板テーブルＷＴまたは「基板サポート」は、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を露光することができる。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によって、単一静的露光時に結像されるターゲット部分Ｃのサイズが限定される。

[0037] ２．スキャンモードにおいては、マスクテーブルＭＴまたは「マスクサポート」および基板テーブルＷＴまたは「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または「マスクサポート」に対する基板テーブルＷＴまたは「基板サポート」の速度および方向は、投影システムＰＳ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、露光フィールドの最大サイズによって、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。

[0038] 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た状態で、マスクテーブルＭＴまたは「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または「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ている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または「基板サポート」の移動後ごとに、またはスキャン中の連続する放射パルスと放射パルスとの間に、必要に応じて更新される。この動作モードは、前述の型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。

[0039] 上述の使用モードの組合せおよび／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。

[0040] 図２は、基板ステージ２の位置を測定するための、概して符号１で示される位置測定システムを示している。位置測定システム１は、リソグラフィ装置の静止フレーム３上に設けられたセンサシステムを含む干渉計位置測定システムである。「静止」という用語は、本明細書において、センサシステムが基板ステージ２とともに移動しないことを示すために使用される。「静止」という用語は、センサシステムが同一の位置に完全にとどまることを必要としない。例えば、センサシステムは、メトロロジフレーム３に対してわずかに移動し得る投影システムＰＳ上に設けられる場合がある。

[0041] センサシステムは、基板ステージ２上に設けられた反射面５の形をとるターゲット面に向けて誘導される測定ビームを供給する光源４を含む。この実施形態において、反射面５は基板ステージ２のミラーブロック６上に配置される。他の実施形態において、反射面５は、測定システムの別のミラー要素、例えば、基板ステージ２上に設けられたグリッドプレート上に配置され得る。

[0042] 反射面５は、センサシステムの光センサ７に対して測定信号を反射することができ、光センサ７は、基板ステージの位置量に関する測定信号を供給する。

[0043] 干渉計測定システムでは、反射された測定ビームは、光源４から直接生じる基準ビームと合成される。このため、半透明ミラー８が、光源４から生じるビームの経路に設けられる。この半透明ミラー８は、光ビームを測定ビームと基準ビームとに分割する。反射面５上での反射の後、測定ビームおよび基準ビームは、基板ステージ２の位置変化を表す強度差を有する合成光ビームに合成される。さまざまな例において、光源４、光センサ７、および／または半透明ミラー８は単一のデバイスに組み込まれ、または図２に示すように別々のデバイスとして設けられる。

[0044] 合成された光ビームは、光センサ７への入力として使用され、基板ステージ２の位置を表す測定信号が得られる。処理デバイス９は、光センサ７によって受信された測定信号に基づいて基板ステージ２の位置を計算するために設けられる。

[0045] コンパレータにおいて、この測定位置が、セットポイントジェネレータ１０に由来するセットポイント位置から減じられ得る。実測位置とセットポイント位置の差を、基板ステージ２のアクチュエータシステム１２に供給される制御信号を提供して所望の位置へ基板ステージ２を動かす制御デバイス１１への入力として、使用することができる。

[0046] 上記位置測定システム１は、１自由度について説明される。一例において、位置測定システム１は、複数、通常６自由度で基板ステージ２の位置を求めるように構成され、これに基づいて基板ステージ２は所望位置に移動される。通例、位置測定システム１は、複数の反射面を有して可能な複数の方向での基板ステージ２の位置を求め得る。

[0047] 一例において、処理デバイス９は、場合により光センサ７に組み込まれる、独立型のデバイスであり得る。しかし、枠１４によって図２に示すように、処理デバイス９は、セットポイントジェネレータ８、コンパレータ、制御デバイス１１などの位置制御システムの他の要素を組み入れてもよい。処理デバイス９は、リソグラフィ装置のメインプロセッサの一部であってよく、基板ステージ２の位置制御専用のデバイスであってよく、または他の適切なデバイスに組み込まれてもよい。

[0048] 位置測定システムの反射面５は、完全には平坦でないこともある。測定位置における反射面５の凹凸を補償しない場合、基板ステージ２は不正確な位置に移動されることがあり、これは、基板ステージ２上に支持される基板に対するオーバーレイ精度に大きな影響を及ぼし得る。

[0049] 反射面５の凹凸を補償するために、反射面の補正マップ１３が処理デバイス９内に設けられる。この補正マップ１３は、反射面５の公知の凹凸についての光センサ７からの測定信号を補正するために使用される。そのような反射面５は、反射面５の凹凸を表す補正マップ１３を得るためにリソグラフィ装置の使用前に較正され得る。

[0050] 反射面５の完全測定および較正ならびに反射面５に関する対応露光位置の較正には、位置測定システム１の完全設定についてかなりの時間、例えば、１〜３時間が使用され得る。一般に較正はリソグラフィ装置の実際の使用の前に行われる。しかし、リソグラフィ装置の生産運転中、例えば、基板ステージ２の衝突後に較正が必要とされることがあり得る。そのような衝突は１日当たり数回起こるおそれがあり、反射面５の変形、例えば基板ステージ２のミラーブロック６の変形の原因となり得る。そのような変形は、リソグラフィプロセスのオーバーレイ精度に大きな影響を及ぼし得るため、再較正が必要とされ得る。

[0051] 上述の通り、そのような完全再較正には時間がかかり、例えば、２時間かかり得る。従って、完全再較正には貴重な生産時間が使用されることになり得る。

[0052] 一実施形態において、位置測定システム１の反射面５の時間効率の良い再較正方法が提供される。一例において、反射面５の一部または全体を、より早くまたは低減空間解像度で測定し、この測定および反射面の１つ以上の変形モードに基づいて全反射面５の再較正された補正マップ１３を決定することによって、反射面５の再較正ステップが行われる。

[0053] 発明者らは、反射面５下の物理的に変形したオブジェクトから生じる反射面５の変形のモードが一定であり得ることを見出した。ステージまたは反射面のそのような一定の変形形状は、変形モードと呼ばれる。反射面自体の変形モードは、接着剤、ステージなどの変形と関係することができる。

[0054] 反射面５の変形モードが公知である場合、反射面５の一部の測定は、反射面５の残りの部分の変形を適切に予測するのに十分な情報を提供し得る。ターゲット面の一部の測定は、全ターゲット面と比較してより速い測定または低減空間解像度を含み得る。反射面５の一部のみの測定は、反射面５の完全測定および完全較正ならびに関連する露光位置への影響と比べてかなり時間がかからない。従って、再較正をより効率的に行うことができる。

[0055] 一例において、ターゲット面の測定は、冗長位置測定システムを用いて行われる。

[0056] 図３ａは、反射面５を有するステージ２を含む実施形態を示している。２つの測定ビーム２０ａ、２０ｂを用いてｘ方向の基板ステージの位置を求める。測定ビーム２０ａ、２０ｂの各々を用いてｘ方向のステージ２の位置を測定し得る。従って、測定ビーム２０ａ、２０ｂは、位置測定システムの静止センサシステムに対するステージ２の位置に関する冗長情報を提供する。反射面５の一部の凹凸を測定して以下に説明する全反射面５のマップを予測するために、そのような冗長位置測定システムを用いることができる。

[0057] 図３ｂは、例えば、反射面５を有するステージ２の衝突によって引き起こされた変形後の、反射面５を有するステージ２を含む実施形態を示している。衝突の結果、図３ａのステージ２の矩形形状が図３ｂに示す平行六面体形状に変形する。ステージの衝突が常にそのような平行六面体形状への変形を引き起こすとすると、反射面５の一部のみの測定は、全反射面５を予測するのに十分であり得る。

[0058] 測定ビーム２０ａ、２０ｂの異なる高さ位置および反射面５の変形形状に起因して、測定ビーム２０ａ、２０ｂは、ステージの異なるＸ位置を測定する。これらの測定位置間の差および測定ビーム２０ａ、２０ｂ間の高低差は、ステージ２の変形の基準である。ステージ２の変形モードは公知であるので、測定位置の差は、当該変形モードでステージが変形する許容度として用いることができる。結果として、全反射面５の補正マップは、測定許容度および公知の変形モードに基づいて決定することができる。

[0059] 平行六面体形状は基板ステージの想定される変形モードの一例として用いられることに留意する。さまざまな例において、基板ステージは、しばしば屈曲モードやトルクモードなどの他の変形モードに従うことがある。これらの変形モードは、ステージの板バネの再位置決めによって引き起こされ得る、ステージでの力、応力から生じ得る。また変形モードは、反射面５のコーティングおよび／または反射面５を設ける際に使用される接着剤に及ぼす時間効果に基づき得る。

[0060] さらに、これらの異なる変形モードの組合せが、衝突または基板ステージ２の変形の他の原因からもたらされ得る。冗長位置測定システムの測定に基づいて、異なる変形モードの別個の許容度を求めることができ、異なる変形モードおよび関連する許容度に基づいて、反射面５の対応する補正マップを決定することができる。

[0061] 図４に、基板テーブル６の上部および下部のＲｚ測定についての冗長位置測定システムの一例が示されている。図４ａは、Ｘ方向の４つの測定ビーム（Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４）を含む基板テーブル６のＹ／Ｚ平面の概略側面図である。Ｘ１およびＸ２は基板テーブル６の上部に対する計測であり、一方、Ｘ３およびＸ４は基板テーブル６の下部に対する計測である。例えば、基板テーブル６のＲｚ測定は、Ｘ１およびＸ２に基づいて求めることができる。図４ｂは、Ｙ方向の４つの測定ビーム（Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４）を含む基板テーブル６のＸ／Ｚ平面の概略側面図である。Ｙ１およびＹ２は基板テーブル６の上部に対する計測であり、一方、Ｙ３およびＹ４は基板テーブル６の下部に対する計測である。従って、Ｒｚ測定は、基板テーブル６の上部および下部について二重に冗長であり、上側ミラー面および下側ミラー面のミラー形状ならびにＸビームおよびＹビームの再構成を可能にする。

[0062] 本発明の実施形態の較正方法を使用するために、ステージの変形モードが公知であることは重要であり得る。これらの変形モードは、例えば、ステージの数学的モデルから変形モードを抽出することによって得られ得る。別の実施形態においては、例えば、ステージを衝突させることによってステージの反射面を故意に変形させ、続いて反射面の完全マップを測定することによって、１つ以上の変形モードが決定され得る。この情報に基づいて、ステージの変形に起因する反射面の１つ以上の変形モードが決定され得る。

[0063] 較正方法は、例えばステージの衝突の後に位置測定システムの反射面が変形すると考えられる理由がある場合に、特に行われ得る。ステージが複数の変形モードで変形し得る場合、反射面の補正マップを計算するステップは、反射面５の測定部分に基づいて１つ以上の変形モードのうちの少なくとも１つの関連する変形モードの選択を含み得る。この選択は、例えば予想される変形のタイプに基づき得る。例えば、ステージの衝突は、反射面のコーティングの変化の影響と比較して、より反射面の異なる変形につながることになる。ｚ方向のステージの衝突の後に再較正が行われ、かつそのような衝突が、概して屈曲モードおよびトルクモードの変形を招くと分かる場合、これらのモードは再較正モードとして選択され得る。

[0064] 上述の通り、冗長干渉計位置測定システムの使用は、ステージの１つ以上の変形モードにおけるステージ変形の許容度を求めるために説明されている。この許容度を求めるために、位置測定システムの反射面の一部のみが求められ得る。許容度および１つ以上の変形モードを用いて位置測定システムの全ターゲット面の補正を予測する。

[0065] 較正方法は、ターゲット面を有する他の位置測定システム、特にステージ上に設けられる反射面を有する光学位置測定システム、例えば、エンコーダ型位置測定システムとともに使用されてターゲット面の凹凸の補正マップが決定され得る。例えば、位置測定システムは、冗長位置測定システムである。

[0066] 較正方法は、パターニングデバイスサポートなどの他の可動オブジェクトの位置を求めるように配置された位置測定システムに使用され得る。さらに、この方法は、生産運転中に実行可能である高速較正を含み得る。この再較正は、新規の更新されたステージ露光またはアライメント位置に対する変形ステージ／面との関係をもたらし得る。

[0067] 本明細書において、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といった他の用途を有し得ることが理解されるべきである。当業者にとっては当然のことであるが、そのような別の用途においては、本明細書で使用される「ウェーハ」または「ダイ」という用語はすべて、それぞれより一般的な「基板」または「ターゲット部分」という用語と同義であるとみなしてよい。本明細書に記載した基板は、露光の前後を問わず、例えば、トラック（通常、基板にレジスト層を塗布し、かつ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、本明細書中の開示内容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、例えば、多層ＩＣを作るために複数回処理されてもよいので、本明細書で使用される基板という用語は、すで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。

[0068] 光リソグラフィの関連での本発明の実施形態の使用について上述のとおり具体的な言及がなされたが、当然のことながら、本発明は、他の用途、例えば、インプリントリソグラフィに使われてもよく、さらに状況が許すのであれば、光リソグラフィに限定されることはない。インプリントリソグラフィにおいては、パターニングデバイス内のトポグラフィによって、基板上に創出されるパターンが定義される。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、基板上では、電磁放射、熱、圧力、またはそれらの組合せによってレジストは硬化される。パターニングデバイスは、レジストが硬化した後、レジスト内にパターンを残してレジストの外へ移動される。

[0069] 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）（例えば、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、または１２６ｎｍの波長、またはおよそこれらの値の波長を有する）、および極端紫外線（ＥＵＶ）（例えば、５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）、ならびにイオンビームや電子ビームなどの微粒子ビームを含むあらゆる種類の電磁放射を包含している。

[0070] 「レンズ」という用語は、文脈によっては、屈折、反射、磁気、電磁気、および静電型光コンポーネントを含む様々な種類の光コンポーネントのいずれか１つまたはこれらの組合せを指すことができる。

[0071] 以上、本発明の具体的な実施形態を説明してきたが、本発明は、上述以外の態様で実施できることが明らかである。例えば、本発明は、上記に開示した方法を表す１つ以上の機械読取可能命令のシーケンスを含むコンピュータプログラムの形態、またはこ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（例えば、半導体メモリ、磁気ディスクまたは光ディスク）の形態であってもよい。

[0072] 上記の説明は、制限ではなく例示を意図したものである。したがって、当業者には明らかなように、添付の特許請求の範囲を逸脱することなく本記載の発明に変更を加えてもよい。

[0073] 発明の概要および要約の項目は、発明者が想定するような本発明の１つ以上の例示的実施形態について述べることができるが、すべての例示的実施形態を述べることはできず、従って本発明および請求の範囲をいかなる意味でも制限しないものとする。

[0074] 本発明を、複数の特定の機能の実施およびそれらの関係を示す機能構成ブロックを用いて説明してきた。これらの機能構成ブロックの境界は、説明の都合上、本明細書において任意に定義されている。これらの特定の機能やそれらの関係が適切に実現される限り、別の境界を定義することができる。

[0075] 特定の実施形態に関する前述の説明は、本発明の全般的な特徴をすべて示すものであり、従って当業者の知識を適用すれば、過度の実験を行わなくとも、本発明の一般的な概念から逸脱することなく、そのような特定の実施形態などのさまざまな用途に対して容易に変更および／または改変を行うことができる。従って、そのような改変や変更は、本明細書で提示した教示ならびに説明に基づき、開示した実施形態の等価物の趣旨および範囲内に収まるものとする。なお、当然ながら、ここで用いた語法や用語は説明のためであって限定を意図するものではなく、本明細書の用語あるいは語法は、上記教示や説明を考慮しながら当業者が解釈すべきものである。

[0076] 本発明の範囲は上述の例示的実施形態のいずれによっても限定されるべきでなく、添付の特許請求の範囲および等価物によってのみ規定されるべきである。

Claims

可動オブジェクトの位置を測定する位置測定システムのターゲット面を較正する方法において、前記位置測定システムは、前記可動オブジェクト上に設けられた前記ターゲット面と、静止センサシステムと、前記センサシステムの少なくとも１つの測定信号に基づいて前記可動オブジェクトの位置を計算する処理デバイスと、を備え、前記処理デバイスは、前記ターゲット面の凹凸を補正する前記ターゲット面の補正マップを有する、方法であって、
前記ターゲット面の一部を測定し、前記測定されたターゲット面ならびに前記ターゲット面の１つ以上の変形モードおよび／または前記ターゲット面に影響を及ぼす物理的オブジェクトの１つ以上の変形モードに基づいて、前記ターゲット面全体の再較正された補正マップを決定することによって、前記ターゲット面の前記補正マップを再較正するステップを含む、
方法。
前記ターゲット面を測定するステップは、前記センサシステムによって実行される、
請求項１に記載の方法。
前記ターゲット面を測定するステップは、前記ターゲット面の冗長位置測定に基づく、
請求項１又は２に記載の方法。
前記再較正された補正マップを決定するステップは、前記測定されたターゲット面に基づいて前記１つ以上の変形モードのうちの少なくとも１つの関連する変形モードを選択するステップを含む、
請求項１から３の何れか一項に記載の方法。
前記１つ以上の変形モードは、前記ターゲット面を故意に変形させ、続いて全ターゲット面マップを測定し、前記全ターゲット面マップから１つ以上の変形モードを計算することによって決定される、
請求項１から４の何れか一項に記載の方法。
前記１つ以上の変形モードは、屈曲モードまたはトルクモードであり、または、前記ターゲット面の規則性に対する、前記ターゲット面のコーティングおよび／または前記ターゲット面が前記可動オブジェクト上に設けられる際の接着剤の時間効果に基づく、
請求項１から５の何れか一項に記載の方法。
前記方法は、前記可動オブジェクトの衝突後に行われる、
請求項１から６の何れか一項に記載の方法。
前記較正で使用される前記１つ以上の変形モードのタイプは、前記較正に先行する前記可動オブジェクトの衝突のタイプに基づく、
請求項７に記載の方法。
前記可動オブジェクトは、リソグラフィ装置のステージである、
請求項１から８の何れか一項に記載の方法。
可動オブジェクトの位置を測定する位置測定システムであって、
静止センサシステムと、
前記可動オブジェクト上に設けられるターゲット面であって、前記静止センサシステムは、前記ターゲット面上で反射される測定ビームを供給し、前記反射された測定ビームを受け、前記反射された測定ビームに基づいて測定信号を供給する、ターゲット面と、
前記センサシステムの少なくとも１つの測定信号に基づいて前記可動オブジェクトの位置を計算する処理デバイスであって、前記ターゲット面の凹凸を補正する前記ターゲット面の補正マップを有する、処理デバイスと、を備え、
前記処理デバイスは、前記ターゲット面の一部の測定と、前記測定された部分ならびに前記ターゲット面の１つ以上の変形モードおよび／または前記ターゲット面に影響を及ぼす物理的オブジェクトの１つ以上の変形モードに基づいた再較正された補正マップの決定と、に基づいて、前記エラーマップを再較正または調整する、
位置測定システム。
前記センサシステムは、干渉計位置測定システムまたはエンコーダ位置測定システムなどの光学位置測定システムである、
請求項１０に記載の位置測定システム。
前記可動オブジェクトは、リソグラフィ装置のステージである、
請求項１０又は１１に記載の位置測定システム。
リソグラフィ装置であって、
放射ビームを調整する照明システムと、
放射ビームの断面にパターンを与えてパターン形成された放射ビームを形成可能であるパターニングデバイスを支持するサポートと、
基板を保持する基板テーブルと、
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投影システムと、
可動オブジェクトの位置を測定する位置測定システムと、を備え、
前記位置測定システムは、請求項１０から１２の何れか一項に記載の位置測定システムである、
リソグラフィ装置。