JP5487144B2 - リソグラフィ装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

リソグラフィ装置及びデバイス製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP5487144B2
JP5487144B2 JP2011048521A JP2011048521A JP5487144B2 JP 5487144 B2 JP5487144 B2 JP 5487144B2 JP 2011048521 A JP2011048521 A JP 2011048521A JP 2011048521 A JP2011048521 A JP 2011048521A JP 5487144 B2 JP5487144 B2 JP 5487144B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
measurement
level sensor
detection unit
projection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2011048521A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2011209278A (ja
Inventor
ドレント，ウィリアム，ペーター ヴァン
Original Assignee
エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ．
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US12/722,902 external-priority patent/US20100231881A1/en
Application filed by エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． filed Critical エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ．
Publication of JP2011209278A publication Critical patent/JP2011209278A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5487144B2 publication Critical patent/JP5487144B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/0271—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
    • H01L21/0273—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers characterised by the treatment of photoresist layers
    • H01L21/0274—Photolithographic processes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/06—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material
    • G01B11/0608—Height gauges
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7003—Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
    • G03F9/7023—Aligning or positioning in direction perpendicular to substrate surface
    • G03F9/7034—Leveling
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7096—Arrangement, mounting, housing, environment, cleaning or maintenance of apparatus

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

[0001] 本発明は、リソグラフィプロセスで使用するために基板の高さマップを決定するレベルセンサ、リソグラフィ装置及び方法に関する。
[0002] リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板に、通常は基板のターゲット部分に適用する機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に使用可能である。このような場合、代替的にマスク又はレチクルとも呼ばれるパターニングデバイスを使用して、ＩＣの個々の層上に形成すべき回路パターンを生成することができる。このパターンを、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１つ又は幾つかのダイの一部を含む）に転写することができる。パターンの転写は通常、基板に設けた放射感応性材料（レジスト）の層への結像により行われる。一般的に、１枚の基板は、順次パターンが与えら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は、パターン全体をターゲット部分に１回で露光することによって各ターゲット部分が照射される、いわゆるステッパと、基板を所与の方向（「スキャン」方向）と平行あるいは逆平行に同期的にスキャンしながら、パターンを所与の方向（「スキャン」方向）に放射ビームでスキャンすることにより、各ターゲット部分が照射される、いわゆるスキャナとを含む。パターンを基板にインプリントすることによっても、パターニングデバイスから基板へとパターンを転写することが可能である。
[0003] パターンを投影する基板の表面は通常、完全には平坦ではない。さらに、基板は数ミクロンの厚さの変動を示すことがある。基板表面のこの平坦さ及び／又は厚さの変動は、例えば焦点誤差又は結像誤差によるパターンの不正確な投影をもたらすことがある。
[0004] 基板の非平坦さ及び／又は厚さの変動を補正するために、レベルセンサを提供し、望ましくはリソグラフィ装置に組み込むように提案されている。このようなレベルセンサは、パターンを基板に転写、例えば投影する前に、基板の高さマップを決定するために使用することができる。この高さマップはその後、パターンを基板に転写する間に基板の位置を補正するために使用することができる。
[0005] リソグラフィ装置のスループットを連続的に増大させるという要望がある。したがって、基板の高さマップを決定するために使用する時間を短縮することが望ましい。
[0006] レベルセンサを使用して高さマップを決定するのに要する時間は、基板上の複数の測定位置を使用することによって短縮することができる。このようなレベルセンサでは、複数の測定ビームを基板の複数の測定位置に、望ましくは同時に投影する投影ユニットが設けられる。
[0007] 多くのリソグラフィ装置では、レベルセンサに使用可能な空間が比較的小さいか、又はレベルセンサに使用可能な空間が、リソグラフィ装置内のあまり好ましくない位置に配置されている。
[0008] 複数の測定ビームを有するレベルセンサの潜在的欠点は、このようなレベルセンサが比較的多くの空間を消費してしまうことがあることである。
[0009] 例えばリソグラフィ装置で使用するために、リソグラフィ装置内の使用可能な空間により容易に配置することができるレベルセンサを提供することが望ましい。
[0010] 本発明のある実施形態によれば、測定位置に配置された基板の高さレベルを測定するように構成されたレベルセンサであって、このレベルセンサは、
複数の測定ビームを基板の複数の測定位置に投影する投影ユニットと、
基板で反射した後に測定ビームを受ける検出ユニットと、
検出ユニットが受けた反射測定ビームに基づいて、高さレベルを計算する処理ユニットとを備え、
基板が測定位置に配置されると、投影ユニット及び検出ユニットが基板に隣接して配置されるレベルセンサが提供される。
[0011] 本発明のある実施形態によれば、リソグラフィ装置であって、
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、
パターン付放射ビームを形成するために放射ビームの断面にパターンを与えることができるパターニングデバイスを支持するように構築された支持体と、
基板を保持するように構築された基板テーブルと、
パターン付放射ビームを基板のターゲット部分に投影するように構成された投影システムと、
測定位置に配置された基板テーブル上の基板の高さレベルを測定するように構成されたレベルセンサとを備え、このレベルセンサは、
複数の測定ビームを基板の複数の測定位置に投影する投影ユニットと、
基板で反射した後に測定ビームを受ける検出ユニットと、
検出ユニットが受けた反射測定ビームに基づいて高さレベルを計算する処理ユニットとを備え、
基板が測定位置に配置されると、投影ユニット及び検出ユニットが基板に隣接して配置されるリソグラフィ装置が提供される。
[0012] 本発明の実施形態によれば、基板の高さマップを決定する方法であって、この方法は、
投影ユニットを使用して測定ビームを基板に投影することによって、測定位置で基板の高さを測定するステップと、検出ユニットを使用して基板から反射ビームを受けるステップと、検出ユニットが受けた反射ビームに基づいて高さレベルを決定するステップとを含み、基板が測定位置に配置された場合に、投影ユニット及び検出ユニットは基板に隣接して配置され、さらに、
基板の複数の測定位置で測定ステップを繰り返すステップと、
高さレベルに基づいて基板の高さマップを決定するステップと、
を含む方法が提供される。
[0013] 対応する参照符号が対応する部分を示す添付の概略図を参照しながら以下に本発明の実施形態について説明するが、これは単に例示としてのものに過ぎない。
[0014]本発明のある実施形態によるリソグラフィ装置を示す図である。 [0015]本発明の実施形態によるレベルセンサの側面図である。 [0016]投影格子（左側）及び得られた像（右側）の略図である。 [0017]検出格子の実施形態及び検出格子の詳細の側面図である。 [0018]複数の測定位置を有するレベルセンサの実施形態の上面図である。 [0019]傾斜測定デバイスを備えるレベルセンサの実施形態の側面図である。 [0020]複数の測定位置を有するレベルセンサのビームデリバリシステムの実施形態の上面図である。 [0021]複数の測定位置を有するレベルセンサのビームデリバリシステムのさらなる実施形態の上面図である。 [0021]複数の測定位置を有するレベルセンサのビームデリバリシステムのさらなる実施形態の断面図である。 [0021]複数の測定位置を有するレベルセンサのビームデリバリシステムのさらなる実施形態の側面図である。
[0022] 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す。この装置は、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（例えば、マスク）ＭＡを支持するように構築され、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配置するように構成された第１の位置決めデバイスＰＭに接続されたパターニングデバイス支持構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴとを含む。この装置は、また、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築され、特定のパラメータに従って基板を正確に配置するように構成された第２の位置決めデバイスＰＷに接続された基板支持体（例えば、ウェーハテーブル）ＷＴを含む。さらに、この装置は、基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば、１つ又は複数のダイを含む）上にパターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢへ付与されたパターンを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。
[0023] 照明システムは、放射の誘導、整形、又は制御を行うための、屈折、反射、磁気、電磁気、静電気型等の光学コンポーネント、又はその任意の組合せなどの種々のタイプの光学コンポーネントを含んでいてもよい。
[0024] パターニングデバイス支持構造は、パターニングデバイスの方向、リソグラフィ装置の設計等の条件、例えばパターニングデバイスが真空環境で保持されているか否かに応じた方法でパターニングデバイスを保持する。このパターニングデバイス支持構造は、パターニングデバイスを保持するために、機械的、真空、静電気等のクランプ技術を使用することができる。パターニングデバイス支持構造は、例えばフレーム又はテーブルでよく、必要に応じて固定式又は可動式でよい。パターニングデバイス支持構造は、パターニングデバイスが例えば投影システムに対して確実に所望の位置にくるようにできる。本明細書において「レチクル」又は「マスク」という用語を使用した場合、その用語は、より一般的な用語である「パターニングデバイス」と同義と見なすことができる。
[0025] 本明細書において使用する「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にパターンを生成するように、放射ビームの断面にパターンを与えるために使用し得る任意のデバイスを指すものとして広義に解釈されるべきである。ここで、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、基板のターゲット部分における所望のパターンに正確には対応しないことがある点に留意されたい。一般的に、放射ビームに与えられるパターンは、集積回路などのターゲット部分に生成されるデバイスの特定の機能層に相当する。
[0026] パターニングデバイスは透過性又は反射性でよい。パターニングデバイスの例には、マスク、プログラマブルミラーアレイ、及びプログラマブルＬＣＤパネルがある。マスクはリソグラフィにおいて周知のものであり、これには、バイナリマスク、レベンソン型(alternating)位相シフトマスク、ハーフトーン型(attenuated)位相シフトマスクのようなマスクタイプ、さらには様々なハイブリッドマスクタイプも含まれる。プログラマブルミラーアレイの一例として、小さなミラーのマトリクス配列を使用し、そのミラーは各々、入射する放射ビームを異なる方向に反射するよう個々に傾斜することができる。傾斜したミラーは、ミラーマトリクスによって反射する放射ビームにパターンを与える。
[0027] 本明細書において使用する「投影システム」という用語は、例えば使用する露光放射、又は液浸液の使用や真空の使用などの他の要因に合わせて適宜、例えば屈折光学システム、反射光学システム、反射屈折光学システム、磁気光学システム、電磁気光学システム及び静電気光学システム、又はその任意の組合せを含む任意のタイプの投影システムを網羅するものとして広義に解釈されるべきである。本明細書において「投影レンズ」という用語を使用した場合、これはさらに一般的な「投影システム」という用語と同義と見なすことができる。
[0028] 本明細書で示すように、本装置は透過タイプである（例えば透過マスクを使用する）。あるいは、装置は反射タイプでもよい（例えば上記で言及したようなタイプのプログラマブルミラーアレイを使用する、又は反射マスクを使用する）。
[0029] リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）又はそれ以上の基板支持体（及び／又は２つ以上のパターニングデバイス支持体）を有するタイプでよい。このような「マルチステージ」機械においては、追加の支持体を並行して使用するか、１つ又は複数の他の支持体を露光に使用している間に１つ又は複数の支持体で予備工程を実行することができる。
[0030] 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充填するように、基板の少なくとも一部を水などの比較的高い屈折率を有する液体で覆えるタイプでもよい。液浸液は、例えばマスクと投影システムの間など、リソグラフィ装置の他の空間に適用することもできる。液浸技術は、投影システムの開口数を増加させるために当技術分野で周知である。本明細書で使用する「液浸」という用語は、基板などの構造を液体に沈めなければならないという意味ではなく、露光中に投影システムと基板の間に液体が存在するというほどの意味である。
[0031] 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。放射源とリソグラフィ装置とは、例えば放射源がエキシマレーザである場合に、別々の構成要素であってもよい。このような場合、放射源はリソグラフィ装置の一部を形成すると見なされず、放射ビームは、例えば適切な誘導ミラー及び／又はビームエクスパンダなどを備えるビームデリバリシステムＢＤの助けにより、放射源ＳＯからイルミネータＩＬへと渡される。他の事例では、例えば放射源が水銀ランプの場合は、放射源がリソグラフィ装置の一体部分であってもよい。放射源ＳＯ及びイルミネータ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ぶことができる。
[0032] イルミネータＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調整するように構成されたアジャスタＡＤを備えていてもよい。通常、イルミネータＩＬの瞳面における強度分布の外側及び／又は内側半径範囲（一般にそれぞれ、σ-outer及びσ-innerと呼ばれる）を調節することができる。また、イルミネータＩＬは、インテグレータＩＮ及びコンデンサＣＯなどの他の種々のコンポーネントを備えていてもよい。イルミネータＩＬを用いて放射ビームを調節し、その断面にわたって所望の均一性と強度分布とが得られるようにしてもよい。
[0033] 放射ビームＢは、パターニングデバイス支持構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴ上に保持されたパターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡに入射し、パターニングデバイスによってパターン形成される。パターニングデバイスＭＡを横断した放射ビームＢは、投影システムＰＳを通過し、投影システムＰＳは、ビームを基板Ｗのターゲット部分Ｃ上に合焦させる。第２の位置決めデバイスＰＷ及び位置センサＩＦ（例えば、干渉計デバイス、リニアエンコーダ又は容量センサ）の助けにより、基板テーブルＷＴを、例えば、様々なターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路に位置決めするように正確に移動できる。同様に、第１の位置決めデバイスＰＭと別の位置センサ（図１には明示されていない）を用いて、マスクライブラリからの機械的な取り出し後又はスキャン中などに放射ビームＢの経路に対してパターニングデバイスＭＡを正確に位置決めできる。一般に、パターニングデバイステーブルＭＴの移動は、第１の位置決めデバイスＰＭの部分を形成するロングストロークモジュール（粗動位置決め）及びショートストロークモジュール（微動位置決め）の助けにより実現できる。同様に、基板支持体ＷＴの移動は、第２のポジショナＰＷの部分を形成するロングストロークモジュール及びショートストロークモジュールを用いて実現できる。ステッパの場合（スキャナとは対照的に）、パターニングデバイステーブルＭＴをショートストロークアクチュエータのみに接続するか、又は固定してもよい。パターニングデバイスＭＡ及び基板Ｗは、パターニングデバイスアライメントマークＭ１、Ｍ２及び基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を使用して位置合わせすることができる。図示のような基板アライメントマークは、専用のターゲット部分を占有するが、ターゲット部分の間の空間に位置してもよい（スクライブレーンアライメントマークとして周知である）。同様に、パターニングデバイスＭＡ上に複数のダイを設ける状況では、パターニングデバイスアライメントマークをダイ間に配置してもよい。
[0034] 図示のリソグラフィ装置は、以下のモードのうち少なくとも１つにて使用可能である。
１．ステップモードでは、パターニングデバイス支持体ＭＴ及び基板支持体ＷＴは、基本的に静止状態に維持される一方、放射ビームに与えたパターン全体が１回でターゲット部分Ｃに投影される（すなわち単一静的露光）。次に、別のターゲット部分Ｃを露光できるように、基板支持体ＷＴがＸ方向及び／又はＹ方向に移動される。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ターゲット部分Ｃのサイズが制限される。
２．スキャンモードでは、パターニングデバイス支持体ＭＴ及び基板支持体ＷＴは同期的にスキャンされる一方、放射ビームに与えられるパターンがターゲット部分Ｃに投影される（すなわち単一動的露光）。パターニングデバイス支持体ＭＴ」に対する基板支持体ＷＴ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求めることができる。スキャンモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、単一動的露光におけるターゲット部分の（非スキャン方向における）幅が制限され、スキャン動作の長さによってターゲット部分の（スキャン方向における）高さが決まる。
３．別のモードでは、パターニングデバイス支持体ＭＴはプログラマブルパターニングデバイスを保持して基本的に静止状態に維持され、基板支持体ＷＴを移動又はスキャンさせながら、放射ビームに与えられたパターンをターゲット部分Ｃに投影する。このモードでは、一般にパルス状放射源を使用して、基板支持体ＷＴを移動させる毎に、又はスキャン中に連続する放射パルスの間で、プログラマブルパターニングデバイスを必要に応じて更新する。この動作モードは、以上で言及したようなタイプのプログラマブルミラーアレイなどのプログラマブルパターニングデバイスを使用するマスクレスリソグラフィに容易に利用できる。
[0035] 上述した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も利用できる。
[0036] 図１には、リソグラフィ装置内で本発明の実施形態によるレベルセンサ１の可能な位置が示されている。基板支持体ＷＴ及びその上に支持された基板Ｗが、基板の測定位置に点線で示されている。この測定位置で、基板Ｗの高さレベルを決定することができる。
レベルセンサ
[0037] 図２は、全体が参照番号１で示されているレベルセンサを示す。レベルセンサ１は、基板２の高さマップを決定するように構成される。この高さマップは、パターンを基板２に投影する間に基板の位置を補正するために使用することができる。レベルセンサは独立したデバイス内に配置することができるが、図１に示すようにリソグラフィ装置内に組み込むことが望ましい。
[0038] レベルセンサ１は、投影ユニット３と、検出ユニット４と、処理ユニット５とを備える。投影ユニット３は、放射出力部６（例えば放射源又はどこか他のところで放射源に接続された出口）と、投影格子７とを備える。放射出力部６は、任意の適切な放射源であるか、又はそれに接続することができる。これは広帯域光源であるか、又はそれに接続することが望ましいが、偏光又は非偏光レーザビームも使用することができる。放射出力部６は、投影格子７に誘導される測定ビームを提供する。
[0039] 投影格子７は周期的格子、すなわち、周期的構造を有するパターンを備え、その結果、測定ビームの放射強度は周期的構造を有している。図３の左側は、周期的構造を有するこのような投影格子の例を示す。周期的放射強度を有する測定ビームは、光リフレクタ９を介して測定位置８に向かって誘導される。基板は、この測定位置８に配置される。測定ビームを基板２に向かって案内するために、別の光学要素を設けることができる。測定位置８にて、測定ビームは基板２上で反射し、第２の光リフレクタ１０を介し、場合によっては別の光学要素を介して検出ユニット４へと進む。検出ユニット４は、検出格子１１と、３つの検出器１２ａ、１２ｂ、１２ｃとを備える。
[0040] 検出格子１１は、図４に示すような周期的構造を有する。この周期的構造は、周期ごとに３つのセグメント１３ａ、１３ｂ、１３ｃのアレイを備える。セグメントのアレイ内にある各セグメントの上面は、測定ビーム１４の入射角に対して異なる角度を有する。その結果、測定ビームは３つのセグメントによって３つの測定ビーム部分１４ａ、１４ｂ、１４ｃに分割され、それぞれは３つの検出器１２ａ、１２ｂ、１２ｃの１つに、例えば光ダイオード又は放射の強度を測定することができる他の要素のうちの１つに誘導される。
[0041] セグメントのアレイにあるセグメントの構造は周期的であるので、セグメントのアレイごとにそれぞれの各セグメント１３ａ、１３ｂ、１３ｃは、そのセグメントが受けた測定ビームの一部を関連する検出器１２ａ、１２ｂ、１２ｃに向かって誘導する。したがって、すべての第１のセグメント１３ａは測定ビームの放射を第１の検出器１２ａに向かって誘導し、周期的構造の第２のセグメント１３ｂは第２の検出器１２ｂに向かって誘導し、周期的構造の第３のセグメント１３ｃは第３の検出器１２ｃに向かって誘導する。
[0042] 測定された放射の強度は処理ユニット５で受信し、異なる検出器で受信した放射の強度に基づいて、以下に例示的実施形態について説明するように、基板２の高さレベルを推定することができる。
[0043] 再度図３を参照すると、図３の左側に示されている周期的構造は、約３０μｍの長さＬ及び約４μｍの幅Ｗを有する菱形で構成される。レベルセンサに使用される結像光学系のＮＡが小さいので、投影格子の幅方向における周期性は解像されず、投影格子７の長さ方向Ｌの周期性は解像される。代替実施形態では、周期性が幅方向でも解像できることに留意されたい。
[0044] 図３の右側には、基板２上のこの周期的構造の結果として得られる投影像が示されている。図３の像は、投影像が投影格子７の長さ方向に周期性を有することを示す。この像は基板２の上面で反射し、検出ユニット４に向かう。検出ユニット４の検出格子１１が受ける強度の分布は、正弦波状強度分布によって概算することができ、強度は、基板の高さによって引き起こされる像の長さ方向の変数ｘ及びシフトｓに依存する。
この式では、正弦関数的変化のピッチは２πと等しくなるように選択される。像のシフトｓは、基板の高さによって決定される。このシフトｓを決定して、これも未知の変数であるパラメータＡ及びＢを考慮に入れながら、それぞれの測定位置８における基板の高さを計算する。
[0045] 図４は、例示のために、３つのセグメント１３ａ、１３ｂ及び１３ｃの上にある正弦波状強度分布の空間像ＡＩを示す。セグメント１３ａ、１３ｂ、１３ｃはそれぞれ、強度分布の別の部分を受ける。セグメント１３ａ、１３ｂ、１３ｃの角度が異なるので、強度分布の各部分は検出器１２ａ、１２ｂ、１２ｃのそれぞれに案内される。検出器１２ａ、１２ｂ、１２ｃが受ける放射の強度は、測定位置８における基板の高さレベルを決定するために処理ユニット５に案内される。
[0046] 検出器１２ａ、１２ｂ、１２ｃのそれぞれが受ける放射の強度Ｄ１、Ｄ２及びＤ３は、以下の関係式で表すことができる。
３つの未知の変数を有するこれらの３つの式から、直交信号を導出することができる。
これらの２つの直交信号によって、ｓの任意の値について値ｓを見出すことができ、したがって基板の高さの変化に対して感度がゼロの状態で、直線性の誤差及び不感帯がない。その結果、レベルセンサ１は、±５μｍ、又はさらに±１０μｍを超える比較的大きい高さの範囲で基板の高さを決定するのに適している。したがって、高さレベルの測定中の閉ループの高さ制御の必要性をなくすことができる。
[0047] さらなる実施形態では、検出格子は測定ビームの周期ごとに４つ以上のセグメントを備えることができる。図４に示す実施形態では、セグメント１３ａ、１３ｂ、１３ｃはそれぞれ同じ長さｌｓを有する。代替実施形態では、セグメントの完全なアレイの長さが検出格子１１に投影される測定ビームの像の周期に対応する限り、セグメントは異なる長さを有することができる。
[0048] セグメントの上面の角度は、検出格子１１の主平面に対して約−１５°、０°及び１５°である。セグメントのそれぞれについて、任意の他の適切な角度を適用することができる。角度の差は、３つのビーム部分の強度差を決定できるように、測定ビームを３つの別個の検出器１２ａ、１２ｂ、１２ｃに誘導できる３つの識別可能なビーム部分に分割できるほど十分大きくなければならない。
[0049] 基板２の高さレベルの測定は開ループで、比較的大きい高さ範囲で測定することができるので、レベルセンサ１は、複数の測定位置８での高さレベルを同時に測定するのに適している。レベルセンサ１の測定位置８を基板２上の様々な位置に配置するために様々な方法を適用することができる。
[0050] ある実施形態では、スキャン動作にて基板２をレベルセンサ１に沿って動作させることができる。閉ループの高さ制御が不要となるので、この動作は一定速度で実行することができ、それによって基板の高さレベルを決定する間に基板２を支持する基板支持体を加速する必要がなくなる。さらなる実施形態では、基板が静止している間に、レベルセンサ１が基板２を越えて移動することができる。さらなる実施形態では、レベルセンサ１と基板の両方を移動して、基板の表面を越えて測定位置を移動するのに最適経路を得ることができる。
[0051] ある実施形態では、レベルセンサに、レベルセンサ及び／又は基板の全体を移動せずに、測定ビームを基板の様々な位置に誘導するように構成された可動式放射案内デバイスを設けることができる。このようなレベルセンサでは、レベルセンサ及び／又は基板の全体を移動する必要がない状態で、基板の一部、例えば測定位置の線の少なくとも高さを測定することができる。このような実施形態では、基板全体の高さマップを得るために、レベルセンサに対して基板の必要な動作又は複雑な動作を少なくすることができる。
[0052] 図５は、レベルセンサ１０１のさらなる実施形態を示す。図５のレベルセンサ１０１では、図２の実施形態と同じ又は類似の特徴は同じ参照番号で示されている。
[0053] レベルセンサ１０１は、基板２の幅を横切る線上に離間している様々な測定位置１０８にて基板の高さを測定するように構成される。測定位置１０８ごとに、レベルセンサ１０１は図２に示すレベルセンサのコンポーネントを備える。したがって、各測定位置１０８は、放射出力部６及び投影格子７を備える投影ユニット、及び検出格子１１及び幾つかの検出器（図示せず）を備える検出ユニットに関連づけられる。さらに、光学要素９及び１０を設けて、投影ユニットからの測定ビームを測定位置に案内し、基板２で反射した後、測定位置から検出ユニットに案内する。
[0054] 図示の実施形態では、測定位置１０８ごとに１つの放射出力部６、１つの検出格子１１、及び３つ以上の検出器の組が設けられる。すべての測定位置に１つの投影格子７及び一組の光学要素９及び１０がある。投影格子７及び光学要素９、１０は、このため測定位置１０８に沿って延在する。
[0055] 代替実施形態では、測定位置８すべてに使用するために１つの検出格子１１を設けることができる。また、追加的又は代替的に、１つ又は複数の部品、例えば投影格子、検出格子などをすべてにではないが複数の測定位置８に設けることができる。
[0056] 図５に示すレベルセンサは、１２の測定位置８で基板の高さを測定するように構成される。基板の全幅を、測定位置８のこの線でカバーすることができる。所望に応じて、異なる数の測定位置８を設けることができる。測定位置８は、また図５の実施形態に示されているような１本の線沿い以外の構成でも配置することができる。
[0057] 図２に示すようなレベルセンサ１の構造は、複数の測定位置を有するレベルセンサで使用するのに特に適している。何故なら、レベルセンサは比較的大きい高さ範囲で基板２の表面の高さを測定できるからである。通常、測定のこのような大きさの高さの範囲は、基板の厚さ及び／又は平坦さの通常の変動より大きい。このように測定範囲が大きいので、閉ループの高さ制御を不要にすることができる。その結果、図５のレベルセンサを使用して、様々な測定位置における基板の高さの高低差による基板の位置を補正する必要がない状態で、複数の測定位置８にて基板の高さを同時に測定することができる。
[0058] 複数の測定位置８を基板に沿って移動して、基板２上の多数の位置の高さ情報を得ることができる。この動作は、レベルセンサ１０１の動作、基板２の動作、及び／又はレベルセンサ１０１の放射案内要素の動作、例えば光学要素９及び１０の動作によって得ることができる。これらの動作の組合せを使用して、実際のリソグラフィプロセス中に基板の補正動作のために使用する基板２の高さマップを得ることができる。
傾斜測定デバイス
[0059] 図２は、基板の高さを比較的高い精度で測定することができるレベルセンサ１を示す。レベルセンサは、±５μｍ、又はさらに±１０μｍ、又は場合によってはさらに大きい高さ範囲内で確実な測定を提供することができる。しかし、投影格子の像が検出格子に対して焦点が外れると、レベルセンサはｘ軸を中心とする基板の傾斜に対して敏感になることがある。この影響は小さいが、基板２の傾斜を測定し、基板の高さマップを決定する場合に考慮することができる。基板の傾斜を考慮に入れることによって決定した高さを補正すると、高さマップの精度をさらに改良することができる。次に、基板の傾斜を測定することができるレベルセンサの例について説明する。
[0060] 図６は、傾斜測定デバイス２０をさらに備える図２のレベルセンサを示す。傾斜測定デバイス２０は、反射した測定ビームの少なくとも一部を受けるように配置され、ｘ軸（Ｒｘ）を中心として名目平面２１に対する基板の傾斜を表すチルト信号を供給するように構成される。傾斜測定デバイス２０は、必要に応じて、レベルセンサ１が測定した高さレベルを補正するために処理ユニット５に接続されて、チルト信号を処理ユニット５に供給する。
[0061] レベルセンサ１では、基板２で反射した測定ビームを光学要素１０で受ける。光学要素１０は、測定ビームの主要部分、例えば放射強度の８０％を検出ユニット４に向けて反射する部分反射鏡である。
[0062] 測定ビームの残りは、部分反射鏡を透過し、傾斜測定デバイス２０内で基板の傾斜を検出するのに使用される。測定ビームのこの残りは、図６では傾斜測定ビーム２２として示されている。
[0063] 傾斜測定ビーム２２はビーム分割デバイス２３で受ける。ビーム分割デバイス２３は、傾斜測定ビームを２つの部分に分割するように構成され、各部分は２つの傾斜検出器２４、２５の一方に誘導される。ビーム分割デバイス２３は、相互に面して配置された２つのウェッジを備える。下部ウェッジで受ける傾斜測定ビームの部分は傾斜検出器２４に案内され、上部ウェッジで受ける傾斜測定ビームの部分は傾斜検出器２５に案内される。ビーム分割デバイス２３の２つのウェッジは、傾斜に敏感な方向に離間している。
[0064] ２つの傾斜検出器２４、２５が受ける放射の相対量の比率を比較すると、基板の傾斜が表される。例えば、基板を図６の矢印Ｔで示すように傾斜すると、上部ウェッジが受ける傾斜測定ビーム２２の部分は増大し、下部ウェッジが受ける部分は減少する。２つの傾斜検出器２４、２５が受ける放射の量の差を正規化して、傾斜検出器２４、２５が受ける放射の強度の小さい差を決定することができる。それぞれの傾斜検出器２４、２５が受ける放射の量をこのように比較した結果、基板２の傾斜の小さい変動が検出される。
[0065] 図６の傾斜測定デバイスは、基板の傾斜を測定して、傾斜測定デバイス２０によって決定された高さを補正するのに使用できる傾斜センサの一例にすぎない。基板の傾斜を測定することができる任意の他の傾斜測定デバイス２０を適用することができる。通常、レベルセンサの測定ビームが進む平面に対して垂直の軸を中心とする傾斜を測定することが望ましい。図示の実施形態では、測定ビームはｙ−ｚ面を進み、したがって測定される傾斜は、ｘ軸（Ｒｘ）を中心とする基板の傾斜である。
[0066] 図６に示すような傾斜測定デバイス２０は、非常にコンパクトになるように構築することができ、したがって図５に示すような複数の測定位置のためのレベルセンサシステムに適用するのに適している。このようなレベルセンサでは、複数の測定位置の測定位置ごとに傾斜測定デバイス２０を設けて、測定位置８ごとに基板の傾斜変数を測定することができ、したがって測定位置８ごとに、レベルセンサ１０１が決定した高さを基板２の傾斜に対して補正することができる。
測定ビームデリバリシステム
[0067] 図５には、複数の測定位置８で基板２の高さレベルを測定するように構成されたレベルセンサ１０１の上面図が示されている。このレベルセンサ１０１は、様々な測定位置８で基板２の高さを同時に測定する可能性を提供する。このレベルセンサはさらに、基板２の表面に沿った測定位置の開ループスキャンの可能性を提供する。所望に応じて、１つ又は複数の傾斜測定デバイスで基板２の傾斜を測定して、レベルセンサ１が測定した高さを補正し、基板２の傾斜による影響があれば、そのいずれに対しても測定した高さを補正することができる。
[0068] このレベルセンサは、基板２の高さマップを高速かつ正確に決定する可能性を提供するが、図５に示すようなレベルセンサは、基板２の上に有意の空間を必要とすることがある。このような空間は、リソグラフィ装置内の基板の上で常に使用可能なわけではない。
[0069] リソグラフィ装置で使用可能な空間をさらに効率的に使用するために、図７は、測定ビームを基板の複数の測定位置で供給し、複数の測定位置８が線上に配置される代替ビームデリバリ方法を示す。基板２は、測定位置に配置される。すなわち、レベルセンサの測定位置８の少なくとも１つが基板２上のどこかに配置され、したがって基板２の高さ測定を実行することができる。
[0070] 測定位置８ごとに、放射出力部６、投影格子７、検出格子１１及び３つの検出器（図示せず）が設けられる。このようなレベルセンサのこれらのコンポーネントは、図２及び図５に示したレベルセンサで使用したコンポーネントに対応する。しかし、放射出力部６及び投影格子７は基板２に隣接する一方側に設けられ、検出格子１１及び検出器は基板２に隣接する他方側に設けられる。基板２に対して異なるコンポーネントを異なる高さに配置することができるが、図示の実施形態では、すべてのコンポーネントが基板２より高い高さレベルに配置される。
[0071] この配置の利点は、基板２の上に配置されるコンポーネントがなく、基板２の一方側のすべてのコンポーネントが相互に近い状態で配置され、その結果、リソグラフィ装置内ですべてのコンポーネントに必要な空間が比較的小さくなることである。
[0072] 「隣接する」という用語は、基板の主平面から垂直に投影された場合に、基板の外側にある位置を示すのに使用されることに留意されたい。「〜の上に」又は「〜の下に」という用語は、基板の主平面から垂直に投影された場合に、基板内にある位置を示す。
[0073] 図８、図９及び図１０は、レベルセンサの測定ビームに必要な空間をさらに縮小できるさらなる実施形態を示す。図８、図９及び図１０の実施形態では、基板２の上に反射バー３０、３１が設けられる。反射バー３０、３１にはそれぞれ、傾斜反射面３０ａ、３１ａが設けられる（図８の線Ａ−Ａに沿った図を示す図９を参照）。
[0074] 斜面３０ａ、３１ａの角度は、水平面に対して等しいことが望ましく、基板の表面に向けて配向される。角度は、実質的に水平面で反射バー３０が受ける測定ビームが基板２の測定位置８に向けて反射するように選択される。測定位置８で測定ビームが反射し、反射バー３１に向かって戻る。反射したビームは、反射バー３０で反射したのと実質的に同じ高さで反射バー３１上で受ける。測定ビームは、反射バー３１から実質的に水平方向に検出ユニット４へと案内される。
[0075] 検出ユニット４内には、基板２の高さを表す信号を検出するために、別の光学要素を設けることができる。これらの信号は、検出ユニット４内に、又は任意の他の適切な位置に配置することができる処理ユニット内の測定位置で、基板２の高さを決定するために使用することができる。レベルセンサのコンポーネントは、上述した実施形態のコンポーネントと対応することができるが、任意の他の適切なレベルセンサデバイスも使用することができる。
[0076] センサのコンポーネントは、投影ユニット３及び検出ユニット４で示される。投影ユニット４は、複数の測定ビームを提供して、基板２の様々な測定位置８で高さレベルを測定するように構成される。測定ビームは、実質的に同じ高さで提供され、反射バー３０へと誘導される。反射した測定ビームはすべて、反射バー３１が実質的に同じ高さで受け、検出ユニット４に向けて誘導される。
[0077] 図８、図９及び図１０に示す実施形態の測定ビームデリバリデバイスの利点は、測定ビームを基板２に対して比較的低い高さレベルに維持することができ、それと同時に投影ユニット３及び検出ユニット４が基板に隣接して配置され、これらのユニット３、４を設けるために使用可能な空間を大きくできることである。
[0078] 図８、図９及び図１０に示す実施形態では、３つの測定位置８しか示されていない。実際には、さらに多くの測定位置８、例えば５０を超える測定位置を線に、又は任意の他の適切な構成で配置することができる。さらに、基板２は、基板の表面にわたって測定位置８を移動し、基板の表面全体にわたって基板の高さレベルを決定して、基板の高さマップを決定するために移動することができる。動作は、レベルセンサの動作及び／又は基板の動作、又は任意の他の適切な方法によって実現することができる。
[0079] 投影ユニット３及び検出ユニット４は、反射バー３０、３１を使用する場合に、測定位置内で一部又は全体を基板の上に配置することもできることに留意されたい。
[0080] さらに、図７、図８、図９及び図１０の実施形態の投影ユニット３及び／又は検出ユニット４は、必要に応じて、異なる測定ビーム間に測定ビームの光路長の差があればすべて補償する補償器を備えることができる。
[0081] また、レベルセンサの測定ビームが平行ビームでよいことにも留意されたい。平行ビーム（例えばレーザビーム）を使用することの利点は、レベルセンサの実現可能性が向上することである。
[0082] 本文ではＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用に特に言及しているが、本明細書で説明するリソグラフィ装置には他の用途もあることを理解されたい。例えば、これは、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用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である。こうした代替的な用途に照らして、本明細書で「ウェーハ」又は「ダイ」という用語を使用している場合、それぞれ、「基板」又は「ターゲット部分」という、より一般的な用語と同義と見なしてよいことが、当業者には認識される。本明細書に述べている基板は、露光前又は露光後に、例えばトラック（通常はレジストの層を基板に塗布し、露光したレジストを現像するツール）、メトロロジーツール及び／又はインスペクションツールで処理することができる。適宜、本明細書の開示は、以上及びその他の基板処理ツールに適用することができる。さらに基板は、例えば多層ＩＣを生成するために、複数回処理することができ、したがって本明細書で使用する基板という用語は、既に複数の処理済み層を含む基板も指すことができる。
[0083] 光リソグラフィの分野での本発明の実施形態の使用に特に言及してきたが、本発明は文脈によってはその他の分野、例えばインプリントリソグラフィの分野でも使用することができ、光リソグラフィに限定されないことを理解されたい。インプリントリソグラフィでは、パターニングデバイス内のトポグラフィが基板上に作成された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内に刻印され、電磁放射、熱、圧力又はそれらの組合せを印加することでレジストは硬化する。パターニングデバイスはレジストから取り除かれ、レジストが硬化すると内部にパターンが残される。
[0084] 本明細書で使用する「放射」及び「ビーム」という用語は、イオンビーム又は電子ビームなどの粒子ビームのみならず、紫外線（ＵＶ）放射（例えば、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ若しくは１２６ｎｍ、又はこれら辺りの波長を有する）及び極端紫外線光（ＥＵＶ）放射（例えば、５ｎｍ〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）を含むあらゆるタイプの電磁放射を網羅する。
[0085] 「レンズ」という用語は、状況が許せば、屈折、反射、磁気、電磁気及び静電気光学コンポーネントを含む様々なタイプの光学コンポーネントのいずれか一つ、又はその組合せを指すことができる。
[0086] 以上、本発明の特定の実施形態を説明したが、説明とは異なる方法でも本発明を実践できることが理解される。例えば、本発明は、上記で開示したような方法を述べる機械読み取り式命令の１つ又は複数のシーケンスを含むコンピュータプログラム、又はこのようなコンピュータプログラムを内部に記憶したデータ記憶媒体（例えば半導体メモリ、磁気又は光ディスク）の形態をとることができる。
[0087] 上記の説明は例示的であり、限定的ではない。それ故、以下の条項の範囲から逸脱することなく、記載されたような本発明を変更できることが当業者には明白である。
１．測定位置に配置された基板の高さレベルを測定するように構成されたレベルセンサであって、前記レベルセンサが、
複数の測定ビームを前記基板の複数の測定位置に投影する投影ユニットと、
前記基板で反射した後に前記測定ビームを受ける検出ユニットと、
前記検出ユニットが受けた前記反射測定ビームに基づいて、高さレベルを計算する処理ユニットとを備え、
前記基板が前記測定位置に配置されると、前記投影ユニットと前記検出ユニットが前記基板に隣接して配置されるレベルセンサ。
２．前記測定位置が、線上に配置される、条項１に記載のレベルセンサ。
３．前記基板の主平面に投影する際に、前記測定ビームが、前記測定位置が配置された前記線に対して垂直ではない、条項２に記載のレベルセンサ。
４．前記投影の際に、前記測定ビームが、前記測定位置が配置された前記線に対して非平行に進む、条項３に記載のレベルセンサ。
５．前記測定ビームが、平行ビームである、前記条項のいずれか１項に記載のレベルセンサ。
６．前記投影ユニットからの前記複数の測定ビームを受け、前記測定ビームを前記基板に誘導するように配置された第１の反射バーと、前記投影ユニットから前記複数の反射測定ビームを受け、前記測定ビームを前記検出ユニットに誘導するように配置された第２の反射バーとを備える、条項１に記載のレベルセンサ。
７．前記第１の反射バーが、前記基板の主平面に実質的に平行な平面で、前記投影ユニットから前記複数の測定ビームを受けるように構成される、条項６に記載のレベルセンサ。
８．前記第１の反射バーが、前記複数の測定ビームを前記基板に向けて反射する傾斜反射面を備え、前記第２の反射バーが、前記複数の反射測定ビームを前記検出ユニットに向けて反射する傾斜反射面を備える、条項６に記載のレベルセンサ。
９．前記第２の反射バーが、前記複数の測定ビームを、前記基板の主平面に実質的に平行な面から前記検出ユニットに誘導するように構成される、条項６に記載のレベルセンサ。
１０．前記第１及び第２の反射バーが、点対称である、条項９に記載のレベルセンサ。
１１．前記第１及び第２の反射バーが、高さマップを決定する前記基板の上に配置される、条項９に記載のレベルセンサ。
１２．前記投影及び／又は検出ユニットが、異なる測定ビーム間のビームの光路長の差を補償する補償器を備える、条項１に記載のレベルセンサ。
１３．前記投影ユニットが、測定ビームを提供する放射出力部と、前記測定ビームを受け、前記測定ビームに周期的放射強度を与えるように配置された投影格子と、を備え、前記検出ユニットが、前記反射測定ビームを受けるように配置された検出格子と、前記測定ビームを受けるように配置された検出器とを備える、条項１に記載のレベルセンサ。
１４．前記反射測定ビームの少なくとも一部を受けるように配置され、名目平面に対する前記基板の傾斜を表すチルト信号を供給するように構成された傾斜測定デバイスをさらに備える、条項１に記載のレベルセンサ。
１５．リソグラフィ装置であって、
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、
パターン付放射ビームを形成するために放射ビームの断面にパターンを与えることができるパターニングデバイスを支持するように構築された支持体と、
基板を保持するように構築された基板テーブルと、
前記パターン付放射ビームを前記基板のターゲット部分に投影するように構成された投影システムと、
測定位置に配置された前記基板テーブル上の基板の高さレベルを測定するように構成されたレベルセンサと、
を備え、前記レベルセンサが、
複数の測定ビームを前記基板の複数の測定位置に投影する投影ユニットと、
前記基板で反射した後に前記測定ビームを受ける検出ユニットと、
前記検出ユニットが受けた前記反射測定ビームに基づいて高さレベルを計算する処理ユニットとを備え、
前記基板が前記測定位置に配置されると、前記投影ユニット及び前記検出ユニットが前記基板に隣接して配置されるリソグラフィ装置。
１６．基板の高さマップを決定する方法であって、
投影ユニットを使用して測定ビームを基板に投影することによって、測定位置で前記基板の高さを測定するステップと、検出ユニットを使用して前記基板から反射ビームを受けるステップと、前記検出ユニットが受けた前記反射ビームに基づいて高さレベルを決定するステップとを含み、前記基板が測定位置に配置された場合に、前記投影ユニット及び前記検出ユニットは前記基板に隣接して配置され、さらに、
前記基板の複数の測定位置で前記測定ステップを繰り返すステップと、
前記高さレベルに基づいて前記基板の高さマップを決定するステップとを含む方法。

Claims (9)

  1. 測定位置に配置された基板の高さレベルを測定するように構成されたレベルセンサであって、前記レベルセンサが、
    複数の測定ビームを前記基板の複数の測定場所に投影する投影ユニットと、
    前記基板で反射した後に前記測定ビームを受ける検出ユニットと、
    前記検出ユニットが受けた前記反射測定ビームに基づいて、高さレベルを計算する処理ユニットと、
    前記投影ユニットから、前記基板の主平面に実質的に平行な前記複数の測定ビームを受け、前記測定ビームを前記複数の測定場所に誘導するように配置された第１の反射バーと、
    前記複数の測定場所で反射された前記複数の測定ビームを受け、前記測定ビームを、前記基板の主平面に実質的に平行に、前記検出ユニットに誘導するように配置され、前記第１の反射バーと、点対称かつ非線対称に配置される第２の反射バーと、
    を備え、
    前記第１の反射バーは、前記複数の測定ビームが入射しかつ前記基板に向かって前記測定ビームを反射させるための第１傾斜反射面を含み、
    前記第２の反射バーは、前記反射された前記複数の測定ビームが入射しかつ前記測定ビームを前記検出ユニットに向かって反射させるための第２傾斜反射面を含み、
    前記第１傾斜反射面及び前記第２傾斜反射面は、互いに向き合うとともに前記基板の方向へ向いている、レベルセンサ。
  2. 前記基板が前記測定位置に配置されると、前記投影ユニットと前記検出ユニットが前記基板に隣接して配置される、請求項１に記載のレベルセンサ。
  3. 前記測定場所が、線上に配置される、請求項１または２に記載のレベルセンサ。
  4. 前記基板の主平面に投影する際に、前記測定ビームが、前記測定場所が配置された前記線に対して垂直ではない、請求項３に記載のレベルセンサ。
  5. 前記投影の際に、前記測定ビームが、前記測定場所が配置された前記線に対して非平行に進む、請求項４に記載のレベルセンサ。
  6. 前記第１及び第２の反射バーが、高さマップを決定する前記基板の上に配置される、請求項１〜５のいずれか１項に記載のレベルセンサ。
  7. 前記投影及び／又は検出ユニットが、異なる測定ビーム間のビームの光路長の差を補償する補償器を備える、請求項１〜６のいずれか１項に記載のレベルセンサ。
  8. 前記投影ユニットが、測定ビームを提供する放射出力部と、前記測定ビームを受け、前記測定ビームに周期的放射強度を与えるように配置された投影格子と、を備え、前記検出ユニットが、前記反射測定ビームを受けるように配置された検出格子と、前記測定ビームを受けるように配置された検出器とを備える、請求項１〜７のいずれか１項に記載のレベルセンサ。
  9. リソグラフィ装置であって、
    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、
    パターン付放射ビームを形成するために放射ビームの断面にパターンを与えることができるパターニングデバイスを支持するように構築された支持体と、
    基板を保持するように構築された基板テーブルと、
    前記パターン付放射ビームを前記基板のターゲット部分に投影するように構成された投影システムと、
    測定位置に配置された前記基板テーブル上の基板の高さレベルを測定するように構成されたレベルセンサと、
    を備え、前記レベルセンサが、
    複数の測定ビームを前記基板の複数の測定場所に投影する投影ユニットと、
    前記基板で反射した後に前記測定ビームを受ける検出ユニットと、
    前記検出ユニットが受けた前記反射測定ビームに基づいて高さレベルを計算する処理ユニットと、
    前記投影ユニットから、前記基板の主平面に実質的に平行な前記複数の測定ビームを受け、前記測定ビームを前記複数の測定場所に誘導するように配置された第１の反射バーと、
    前記複数の測定場所で反射された前記複数の測定ビームを受け、前記測定ビームを、前記基板の主平面に実質的に平行に、前記検出ユニットに誘導するように配置され、前記第１の反射バーと、点対称かつ非線対称に配置される第２の反射バーと、
    を備え、
    前記第１の反射バーは、前記複数の測定ビームが入射しかつ前記基板に向かって前記測定ビームを反射させるための第１傾斜反射面を含み、
    前記第２の反射バーは、前記反射された前記複数の測定ビームが入射しかつ前記測定ビームを前記検出ユニットに向かって反射させるための第２傾斜反射面を含み、
    前記第１傾斜反射面及び前記第２傾斜反射面は、互いに向き合うとともに前記基板の方向へ向いている、リソグラフィ装置。
JP2011048521A 2010-03-12 2011-03-07 リソグラフィ装置及びデバイス製造方法 Expired - Fee Related JP5487144B2 (ja)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US31328510P 2010-03-12 2010-03-12
US12/722,902 2010-03-12
US61/313,285 2010-03-12
US12/722,902 US20100231881A1 (en) 2009-03-13 2010-03-12 Lithographic apparatus and device manufacturing method
US12/722,924 US8351024B2 (en) 2009-03-13 2010-03-12 Lithographic apparatus and device manufacturing method involving a level sensor having a detection grating including three or more segments
US12/722,924 2010-03-12

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011209278A JP2011209278A (ja) 2011-10-20
JP5487144B2 true JP5487144B2 (ja) 2014-05-07

Family

ID=44559684

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011048528A Expired - Fee Related JP5323875B2 (ja) 2010-03-12 2011-03-07 リソグラフィ装置及びデバイス製造方法
JP2011048521A Expired - Fee Related JP5487144B2 (ja) 2010-03-12 2011-03-07 リソグラフィ装置及びデバイス製造方法
JP2011048535A Pending JP2011192990A (ja) 2010-03-12 2011-03-07 リソグラフィ装置及びデバイス製造方法

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011048528A Expired - Fee Related JP5323875B2 (ja) 2010-03-12 2011-03-07 リソグラフィ装置及びデバイス製造方法

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011048535A Pending JP2011192990A (ja) 2010-03-12 2011-03-07 リソグラフィ装置及びデバイス製造方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8619235B2 (ja)
JP (3) JP5323875B2 (ja)
KR (3) KR101244395B1 (ja)
CN (3) CN102193327B (ja)
NL (3) NL2006131A (ja)
TW (3) TW201135376A (ja)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2228685B1 (en) 2009-03-13 2018-06-27 ASML Netherlands B.V. Level sensor arrangement for lithographic apparatus and device manufacturing method
US8488107B2 (en) 2009-03-13 2013-07-16 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method involving a level sensor having multiple projection units and detection units
US8351024B2 (en) 2009-03-13 2013-01-08 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method involving a level sensor having a detection grating including three or more segments
US8675210B2 (en) 2009-03-13 2014-03-18 Asml Netherlands B.V. Level sensor, lithographic apparatus, and substrate surface positioning method
NL2006131A (en) * 2010-03-12 2011-09-13 Asml Netherlands Bv Lithographic apparatus and device manufacturing method.
NL2009612A (en) * 2011-11-21 2013-05-23 Asml Netherlands Bv Level sensor, a method for determining a height map of a substrate, and a lithographic apparatus.
CN103529650B (zh) * 2012-07-02 2016-01-20 上海微电子装备有限公司 一种高度测量装置及其测量方法
CN102878939B (zh) * 2012-10-22 2015-04-29 浙江大学 一种非接触式缝隙测量方法
US9097645B2 (en) 2013-08-23 2015-08-04 Kla-Tencor Corporation Method and system for high speed height control of a substrate surface within a wafer inspection system
KR102238998B1 (ko) * 2014-07-22 2021-04-12 세메스 주식회사 스테이지 수평 조절 장치
KR20160066448A (ko) 2014-12-02 2016-06-10 삼성전자주식회사 표면 검사 방법
WO2017005419A1 (en) * 2015-07-03 2017-01-12 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus, control method and computer program product
CN108139696B (zh) * 2015-10-15 2020-12-01 Asml荷兰有限公司 形貌测量系统
CN108369390B (zh) * 2015-12-15 2021-05-18 Asml荷兰有限公司 光刻设备和器件制造方法
JP6981170B2 (ja) * 2017-10-20 2021-12-15 株式会社ニューフレアテクノロジー 荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法
WO2019229826A1 (ja) * 2018-05-29 2019-12-05 株式会社 日立ハイテクノロジーズ 高さ測定装置
CN114384765A (zh) * 2020-10-22 2022-04-22 中国科学院微电子研究所 一种光刻设备及其状态调整方法、装置
CN114203596B (zh) * 2021-12-08 2025-09-16 通富微电子股份有限公司 一种贴片设备及贴片方法

Family Cites Families (55)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3344700A (en) * 1961-05-23 1967-10-03 British Aircraft Corp Ltd Displacement measuring system
DE2527223C2 (de) * 1975-06-19 1985-06-20 Ernst Leitz Wetzlar Gmbh, 6330 Wetzlar Abtastgitter für einen Schärfedetektor
US4902900A (en) * 1987-12-21 1990-02-20 Nikon Corporation Device for detecting the levelling of the surface of an object
JP2681649B2 (ja) * 1988-04-01 1997-11-26 株式会社トプコン 面位置検出装置
JPH0237709A (ja) * 1988-07-27 1990-02-07 Nikon Corp 露光装置
JPH0445913U (ja) * 1990-08-23 1992-04-20
US5101226A (en) * 1990-10-22 1992-03-31 General Signal Corporation Distance and tilt sensing apparatus
US5241188A (en) * 1991-02-01 1993-08-31 Nikon Corporation Apparatus for detecting a focussing position
NL9100410A (nl) * 1991-03-07 1992-10-01 Asm Lithography Bv Afbeeldingsapparaat voorzien van een focusfout- en/of scheefstandsdetectie-inrichting.
JPH04342111A (ja) 1991-05-20 1992-11-27 Hitachi Ltd 投影露光方法及びその装置
US5416562A (en) * 1992-03-06 1995-05-16 Nikon Corporation Method of detecting a position and apparatus therefor
JP3384038B2 (ja) * 1992-06-15 2003-03-10 株式会社ニコン 面位置検出光学装置
JP2770106B2 (ja) 1992-12-22 1998-06-25 住友大阪セメント株式会社 セメント又はセメント硬化体中の有機物の定性、定量分析法
KR100300618B1 (ko) * 1992-12-25 2001-11-22 오노 시게오 노광방법,노광장치,및그장치를사용하는디바이스제조방법
JP3477777B2 (ja) * 1993-01-22 2003-12-10 株式会社日立製作所 投影露光装置およびその方法
JPH07106243A (ja) * 1993-03-15 1995-04-21 Nikon Corp 水平位置検出装置
US5461237A (en) * 1993-03-26 1995-10-24 Nikon Corporation Surface-position setting apparatus
US5581348A (en) * 1993-07-29 1996-12-03 Canon Kabushiki Kaisha Surface inspecting device using bisected multi-mode laser beam and system having the same
JP3265504B2 (ja) * 1993-10-12 2002-03-11 株式会社ニコン 露光方法及び装置、並びに半導体素子の製造方法
JPH0868667A (ja) * 1994-08-30 1996-03-12 Canon Inc 光学式エンコーダ装置
US5969820A (en) * 1996-06-13 1999-10-19 Canon Kabushiki Kaisha Surface position detecting system and exposure apparatus using the same
EP1001457A4 (en) * 1997-06-09 2000-08-02 Nikon Corp SENSOR AND METHOD FOR DETECTING THE POSITION OF THE SURFACE OF AN OBJECT ALIGNMENT DEVICE EQUIPPED WITH THIS SENSOR AND PRODUCTION METHOD FOR THIS ALIGNMENT DEVICE AND MANUFACTURING METHOD OF DEVICES BY USE OF THIS DEVICE
JPH113855A (ja) * 1997-06-12 1999-01-06 Nikon Corp 面位置検出方法、面位置調整方法及び投影露光方法
JP2000082651A (ja) 1998-09-04 2000-03-21 Nec Corp 走査露光装置及び走査露光方法
EP1037117A3 (en) * 1999-03-08 2003-11-12 ASML Netherlands B.V. Off-axis levelling in lithographic projection apparatus
TW490596B (en) * 1999-03-08 2002-06-11 Asm Lithography Bv Lithographic projection apparatus, method of manufacturing a device using the lithographic projection apparatus, device manufactured according to the method and method of calibrating the lithographic projection apparatus
US6369398B1 (en) * 1999-03-29 2002-04-09 Barry Gelernt Method of lithography using vacuum ultraviolet radiation
US6268923B1 (en) * 1999-10-07 2001-07-31 Integral Vision, Inc. Optical method and system for measuring three-dimensional surface topography of an object having a surface contour
TW522287B (en) * 2000-01-14 2003-03-01 Asml Netherlands Bv Lithographic projection apparatus, method of calibrating a lithographic projection apparatus, method of manufacturing a device using a lithographic projection apparatus, and device manufactured thereby
JP3958941B2 (ja) * 2000-04-28 2007-08-15 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． リソグラフィ投影装置、基板の整合マークの位置を決定するための方法およびデバイス製造方法
JP2002340524A (ja) 2001-05-16 2002-11-27 Hitachi Electronics Eng Co Ltd パターン検出方法及びパターン検出装置
JP3780221B2 (ja) * 2002-03-26 2006-05-31 キヤノン株式会社 露光方法及び装置
JP3910180B2 (ja) * 2003-01-14 2007-04-25 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． リソグラフィ装置のレベルセンサ
JP4280523B2 (ja) * 2003-03-14 2009-06-17 キヤノン株式会社 露光装置及び方法、デバイス製造方法
US7265364B2 (en) * 2004-06-10 2007-09-04 Asml Netherlands B.V. Level sensor for lithographic apparatus
US7177012B2 (en) 2004-10-18 2007-02-13 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
US7148494B2 (en) * 2004-12-29 2006-12-12 Asml Netherlands B.V. Level sensor, lithographic apparatus and device manufacturing method
US20060147821A1 (en) 2004-12-30 2006-07-06 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
US7224431B2 (en) * 2005-02-22 2007-05-29 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
US7411667B2 (en) * 2005-06-03 2008-08-12 Asml Netherlands B.V. Method for correcting disturbances in a level sensor light path
CA2528791A1 (en) * 2005-12-01 2007-06-01 Peirong Jia Full-field three-dimensional measurement method
JP4315455B2 (ja) * 2006-04-04 2009-08-19 キヤノン株式会社 露光装置及びデバイス製造方法
US20080079920A1 (en) * 2006-09-29 2008-04-03 Heiko Hommen Wafer exposure device and method
US20080151204A1 (en) * 2006-12-21 2008-06-26 Asml Netherlands B.V. Method for positioning a target portion of a substrate with respect to a focal plane of a projection system
DE102008004762A1 (de) * 2008-01-16 2009-07-30 Carl Zeiss Smt Ag Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie mit einer Messeinrichtung
NL1036557A1 (nl) * 2008-03-11 2009-09-14 Asml Netherlands Bv Method and lithographic apparatus for measuring and acquiring height data relating to a substrate surface.
EP2128701A1 (en) * 2008-05-30 2009-12-02 ASML Netherlands BV Method of determining defects in a substrate and apparatus for exposing a substrate in a lithographic process
NL2003673A (en) * 2008-11-21 2010-05-25 Asml Netherlands Bv Lithographic apparatus and methods for compensating substrate unflatness, determining the effect of patterning device unflatness, and determing the effect of thermal loads on a patterning device.
JP5137879B2 (ja) * 2009-03-04 2013-02-06 キヤノン株式会社 露光装置及びデバイス製造方法
US8488107B2 (en) * 2009-03-13 2013-07-16 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method involving a level sensor having multiple projection units and detection units
US8351024B2 (en) * 2009-03-13 2013-01-08 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method involving a level sensor having a detection grating including three or more segments
NL2005821A (en) * 2009-12-23 2011-06-27 Asml Netherlands Bv Lithographic apparatus, device manufacturing method, and method of applying a pattern to a substrate.
NL2006131A (en) * 2010-03-12 2011-09-13 Asml Netherlands Bv Lithographic apparatus and device manufacturing method.
NL2009612A (en) * 2011-11-21 2013-05-23 Asml Netherlands Bv Level sensor, a method for determining a height map of a substrate, and a lithographic apparatus.
NL2009844A (en) * 2011-12-22 2013-06-26 Asml Netherlands Bv Lithographic apparatus and device manufacturing method.

Also Published As

Publication number Publication date
CN102193327A (zh) 2011-09-21
CN102193327B (zh) 2013-11-06
JP2011203248A (ja) 2011-10-13
TW201142236A (en) 2011-12-01
US20110222044A1 (en) 2011-09-15
NL2006131A (en) 2011-09-13
TWI437378B (zh) 2014-05-11
TW201135375A (en) 2011-10-16
JP5323875B2 (ja) 2013-10-23
KR20110103362A (ko) 2011-09-20
KR20110103360A (ko) 2011-09-20
KR101244395B1 (ko) 2013-03-18
US8619235B2 (en) 2013-12-31
TW201135376A (en) 2011-10-16
CN102193329B (zh) 2014-09-17
KR101196359B1 (ko) 2012-11-07
NL2006129A (en) 2011-09-13
NL2006130A (en) 2011-09-13
JP2011192990A (ja) 2011-09-29
JP2011209278A (ja) 2011-10-20
KR20110103361A (ko) 2011-09-20
CN102193329A (zh) 2011-09-21
CN102193330A (zh) 2011-09-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5487144B2 (ja) リソグラフィ装置及びデバイス製造方法
US8351024B2 (en) Lithographic apparatus and device manufacturing method involving a level sensor having a detection grating including three or more segments
JP5112408B2 (ja) リソグラフィ装置及び基板非平坦性を補償する方法
US8334983B2 (en) Lithographic apparatus and device manufacturing method
JP2009156862A (ja) 位置測定システムおよびリソグラフィ装置
US20090262326A1 (en) Stage System Calibration Method, Stage System and Lithographic Apparatus Comprising Such Stage System
JP5386463B2 (ja) リソグラフィ装置
US8488107B2 (en) Lithographic apparatus and device manufacturing method involving a level sensor having multiple projection units and detection units
JP5559270B2 (ja) リソグラフィ装置用のレベルセンサアレンジメント、リソグラフィ装置及びデバイス製造方法
KR100825453B1 (ko) 투영시스템의 배율측정방법, 디바이스 제조방법 및 컴퓨터프로그램물
US10331045B2 (en) Position measurement system and lithographic apparatus
US8111377B2 (en) Lithographic apparatus with an encoder arranged for defining a zero level
US10359708B2 (en) Position measurement system, calibration method, lithographic apparatus and device manufacturing method
US7436502B2 (en) Illumination beam measurement
JP6095786B2 (ja) 位置測定装置、位置測定方法、リソグラフィ装置及びデバイス製造方法
JP5699115B2 (ja) リソグラフィ装置及びデバイス製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120816

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120820

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121112

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20130702

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20131101

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20131213

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140205

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140224

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5487144

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees