JP6942224B2 - 測定基板および測定方法 - Google Patents

Description

［関連出願へのクロスリファレンス］
本出願は、２０１５年１１月２５日に出願された欧州出願１５１９６３５９．２号の利益を主張し、その全体が参照により本書に援用される。
［技術分野］
本発明は、例えばリソグラフィ装置、計測装置または処理装置に用いる測定基板および測定方法に関する。

リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板に、通常基板のターゲット部分に与える機械である。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。このような場合、パターニングデバイス（代替的にマスクまたはレチクルと称される）を用いてＩＣの個々の層の上に形成されるべき回路パターンが生成されうる。このパターンは、基板（例えばシリコンウェハ）のターゲット部分（例えばダイの一部、一つのダイまたは複数のダイを備える）に転写されることができる。パターンの転写は、典型的に、基板上に設けられる放射感受性材料（レジスト）の層上への結像を介する。一般に、一つの基板は、連続的にパターン化される隣接するターゲット部分のネットワークを含むであろう。既知のリソグラフィ装置は、いわゆるステッパを含み、全体のパターンがターゲット部分に一度に露光されることにより各ターゲット部分が照射される。従来のリソグラフィ装置は、いわゆるスキャナを含み、放射ビームを通じてパターンを所定の方向（スキャン方向）にスキャンする一方で、この方向に平行または反平行に基板を同期して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。基板上へのパターンのインプリントによりパターンをパターニングデバイスから基板に転写することも可能である。

液浸技術は、より小さなフィーチャの解像度向上を可能にするためにリソグラフィシステムに導入されている。液浸リソグラフィ装置において、比較的高屈折率を有する液体の液体層は、装置の投影システム（これを通じてパターンビームが基板に向けて投影される）と基板の間の空間に挿入される。液体は、投影システムの最終レンズ素子の下に位置するウェハ部分を少なくとも被覆する。したがって、露光されている基板部分が少なくとも液体に浸される。液浸液の作用は、より小さなフィーチャの結像を可能にする。露光放射は、ガス中よりも液体中で短い波長を有するであろうからである。（この液体の作用は、システムの実効開口数（ＮＡ）を増大させることであるともみなすことができ、焦点深度の増大ともみなすことができる）。

商業用の液浸リソグラフィにおいて、液体は水である。典型的に、超純水（ＵＰＷ）といった高純度の蒸留水であり、半導体製造プラントにおいて一般的に用いられている。液浸システムにおいて、超純水はしばしば精製され、液浸液として液浸空間に供給される前に追加の処理ステップがなされうる。水に加えて用いることのできる高屈折率を持つ他の液体を液浸液として用いることができ、例えば、フッ化炭化水素といった炭化水素および／または水溶液を用いることができる。さらに、液体に加えて他の流体が液浸リソグラフィの使用に想定されている。

この明細書において、最終レンズ素子と最終素子に対向する面との間の空間に使用中に液浸液が閉じ込められる局所的な液浸についての説明がなされるであろう。対向面は、基板の表面または基板表面と同一平面である支持ステージ（または基板テーブル）の表面である。（なお、以下の文脈において、基板Ｗの表面に対する参照は、別途明示的に言及しない限り、追加的または代替的に基板テーブルの表面もまた指し示すこと、および、その逆もそうであることに留意してほしい。）投影システムとステージの間に存在する流体ハンドリング構造は、液浸を液浸空間に閉じ込めるために用いられる。液体で満たされる空間は、平面上で基板の上面よりも小さく、基板および基板ステージが投影システムの真下で移動する間、その空間は投影システムに対して実質的に静止したままである。非閉じ込め液浸システム（いわゆる「オールウェット」液浸システム）や液槽型液浸システムといった他の液浸システムも想定されている。

液浸リソグラフィの代替はＥＵＶリソグラフィであり、例えば５ｎｍから２０ｎｍの範囲の波長を有するＥＵＶ放射で放射ビームが形成される。ＥＵＶ放射は、例えば、プラズマ源または自由電子レーザで生成されることができる。ＥＵＶリソグラフィにおいて、マスクおよび基板を含むビーム経路は、ほぼ真空に維持され、反射型光学素子が主に使用される。これは、ＥＵＶ放射がほとんどの材料に強く吸収されるためである。低圧の水素ガスは、例えば、プラズマ源が用いられる際の汚染物質のクリーニングを支援するために存在してもよい。

リソグラフィ装置内で基板が露光されるとき、投影ビームからのエネルギーが基板により吸収され、したがって基板が加熱される。この加熱は、露光されているターゲット部分に局在し、したがって、この加熱に起因するいかなる基板の熱膨張も基板の歪みにつながる可能性がある。基板の歪みは、例えば連続する層の間、または、（複数の露光を用いる）複数のパターニング技術を用いて単一層を露光するときの同一領域の露光間でさえも、オーバレイ誤差につながる可能性ある。この加熱は、多数の要素に依存して生じうる。これらの要素は、（非限定的なリストにおいて）、基板全体に対する露光またはシングルスキャンの露光の期間、光感受性層の詳細、および、液浸型のリソグラフィ装置における露光中の液浸液のフローレートを含みうる。ＥＵＶリソグラフィ装置において、局所加熱の問題は特に激しくなりうる。なぜなら、ほぼ真空の環境は、液浸型のリソグラフィ装置における液浸液に比べると、基板からの熱をほとんど伝導させないからである。したがって、露光時に生じうる基板の任意の歪みの特性および大きさを予見することは難しい。したがって、この歪みは、テスト露光におけるオーバレイ誤差を測定することにより実験的に決定されている。しかしながら、このような手法を用いたとしても、基板の熱歪みにより生じるオーバレイ誤差を他の原因に由来するオーバレイ誤差から分離することは困難である。

カリフォルニア州ミルピタスのＫＬＡテンコール（KLA-Tencor）社により供給される熱テスト基板（またはウェハ）が知られている。この熱テスト基板は、約１０から１００の負温度係数の温度センサを含む。温度センサは、基板の中央に配置される読み出し電子回路に接続される。熱テスト基板は、製造ウェハとほぼ同じ寸法を有する。熱テスト基板は、それが製造基板であるかのようにリソグラフィ装置を通じて処理される。熱テスト基板は、負温度係数の温度センサにより周期的に記録される温度を記録する。しかしながら、この熱テスト基板は、より小さなクリティカルディメンジョンの結像パターンへの要求に課されるオーバレイ誤差への増大する厳格な制限を満足するのに十分な精度の情報を提供しない。

例えば、動作中のリソグラフィ装置内で支配的な状況の正確な測定を可能にする手段を提供することが望ましい。

本発明のある態様によれば、製造基板の処理のための装置に付随する条件をその動作中に測定するための測定基板が提供される。この測定基板は、
測定基板が装置に適合するように、製造基板の寸法と近似した寸法を有するボディと、
ボディに設けられる複数のセンサモジュールと、を備え、各センサモジュールは、
アナログ測定信号を生成するよう構成されるセンサであって、少なくとも温度センサまたは歪みセンサを備えるセンサと、
アナログ測定信号からデジタル測定情報を生成するよう構成されるＡ／Ｄコンバータと、
デジタル測定情報を出力するよう構成されるモジュールコントローラと、を備え、
測定基板は、各モジュールコントローラからデジタル測定情報を受信し、デジタル測定情報を外部装置と通信するよう構成される中央制御モジュールを備える。

本発明のある態様によれば、製造基板を処理するための装置内の条件を測定する方法が提供される。この方法は、
測定基板が装置に適合するように製造基板の寸法と近似した寸法を有する測定基板であって、中央制御モジュールおよび複数のセンサモジュールを有し、各センサモジュールがセンサおよびＡ／Ｄコンバータを備え、各センサが少なくとも温度センサまたは歪みセンサを備える測定基板を装置に装填することと、
センサを動作させてアナログ測定信号を生成することと、
Ａ／Ｄコンバータを用いてアナログ測定信号をデジタル測定情報に変換することと、
デジタル測定情報を中央制御モジュールに転送することと、
中央制御モジュールから外部装置にデジタル測定情報を出力することと、を備える。

本発明の実施の形態は、対応する参照符号が対応する部分を示す、添付の概略的な図面を参照しながら、例示のみを目的として説明されるであろう。

リソグラフィ装置を概略的に示す図である。

リソグラフィ投影装置に用いられる二つの液浸液閉じ込め構造の構成を概略的に示す図である。

リソグラフィ投影装置に用いられる別の二つの液浸液閉じ込め構造を概略的に示す側断面図である。

ある実施の形態に係る測定基板を示す図である。

ある実施の形態に係る測定基板のセンサモジュールを示す図である。

ある実施の形態に係る測定基板のセンサを示す図である。

ある実施の形態に係る測定基板の別のセンサを示す図である。

ある実施の形態に係る測定基板の別のセンサを示す図である。

ある実施の形態に係る測定基板の中央制御モジュールを示す図である。

ある実施の形態に係るダウンロードステーション内の測定基板を示す図である。

ある実施の形態に係る測定方法を示すフローチャートである。

図１は、本発明のある実施の形態に用いることのできるリソグラフィ装置を概略的に示す図である。この装置は、放射ビームＢ（例えばＵＶ放射または任意の他の適切な放射）を調整するよう構成される照明システム（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を支持するよう構築され、特定のパラメータにしたがってパターニングデバイスを正確に位置決めするよう構成される第１位置決め装置ＰＭに接続される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。この装置は、基板（例えばレジストコートされたウェハ）Ｗを保持するよう構築され、特定のパラメータにしたがって基板を正確に位置決めするよう構成される第２位置決め装置ＰＷに接続される基板テーブル（例えばウェハテーブル）ＷＴまたは「基板サポート」も含む。この装置は、パターニングデバイスＭＡにより放射ビームＢに付与されるパターンを基板Ｗの（例えば一以上のダイを含む）ターゲット部分Ｃに投影するよう構成される投影システム（例えば屈折型投影レンズシステム）ＰＳをさらに含む。

照明システムは、放射を方向付け、成形し、または、制御するために、屈折型、反射型、磁気型、電磁気型、静電型または他の形式の光学素子、もしくは、これらの任意の組み合わせといった様々な形式の光学素子を含んでもよい。

マスクサポート構造は、パターニングデバイスをサポートし、つまりその重さに耐える。マスクサポート構造は、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、例えばパターニングデバイスが真空環境で保持されるか否か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。マスクサポート構造は、機械式、真空式、静電式または他の固定技術を用い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、フレームまたはテーブルであってもよく、例えば、必要に応じて固定式または可動式であってもよい。マスクサポート構造は、パターニングデバイスが例えば投影システムに対して所望の位置にあることを確実にする。本書での「レチクル」または「マスク」の用語の任意の使用は、より一般的な用語である「パターニングデバイス」と同義とみなされてもよい。

本書で用いる「パターニングデバイス」の用語は、放射ビームの断面にパターンを付与して基板のターゲット部分にパターンを生成するように用いることのできる任意のデバイスを称するものとして広く解釈されるべきである。放射ビームに付されるパターンは、例えば、パターンが位相シフトフィーチャや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の所望のパターンと正確に一致しなくてもよいことに留意されよう。一般に、放射ビームに付されるパターンは、集積回路といったターゲット部分に生成されるデバイス内の特定の機能層に一致するでろう。

パターニングデバイスは、透過型でもよいし、反射型でもよい。パターニングデバイスの例は、マスク、プログラマブルミラーアレイ、プログラマブルＬＣＤパネルを含む。マスクはリソグラフィにおいて周知であり、バイナリマスク、レベンソン型位相シフトマスク、ハーフトーン型位相シフトマスク、および、様々なハイブリッド型マスクを含む。プログラマブルミラーアレイの例は、小さなミラーのマトリックス状配置を採用し、各ミラーは入射する放射ビームを異なる方向に反射させるように個別に傾斜することができる。傾斜されるミラーは、ミラーマトリックスにより反射される放射ビームにパターンを付与する。

本書で用いる「投影システム」の用語は、用いられる露光放射や、液浸液の使用または真空の使用といった他の要素について適切であれば、屈折型、反射型、屈折反射型、磁気型、電磁気型および静電型の光学システムまたはこれらの任意の組み合わせを含む、任意の形式の投影システムを包含するもの広く解釈されるべきである。本書での「投影レンズ」の用語の任意の使用は、より一般的な用語である「投影システム」と同義とみなしてもよい。

図示されるように、装置は透過型である（例えば透過型マスクを用いる）。代わりに、装置は反射型であってもよい（例えば、上述のプログラマブルミラーアレイの形式を用いるか、または、反射型マスクを用いる）。

リソグラフィ装置は、二つのテーブルまたは「基板サポート」を有する形式（デュアルステージ）またはそれより多くのテーブルまたは「基板サポート」（および／または二以上のマスクテーブルまたは「マスクサポート」）を有する形式であってもよい。このような「マルチステージ」の機械において、追加のテーブルまたはサポートが並行して用いられてもよく、または、一以上のテーブルにて準備ステップが実行される一方で、一以上の他のテーブルまたはサポートが露光に用いられてもよい。

リソグラフィ装置は、基板の少なくとも一部が比較的高屈折率を有する液体（例えば水）でカバーされ、投影システムと基板の間の空間が満たされる形式であってもよい。液浸液はリソグラフィ装置の他の空間、例えばマスクと投影システムの間に適用されてもよい。液浸技術は、投影システムの開口数を増大するために用いることができる。本書で用いる「液浸」の用語は、基板といった構造が液中に水没しなければならないことを意味するのではなく、むしろ露光中の投影システムと基板の間に液体が配置されることのみを意味する。

図１を参照すると、照明システムＩＬは放射ビームを放射源ＳＯから受ける。放射源およびリソグラフィ装置は、例えば放射源がエキシマレーザである場合、別体であってもよい。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みなされず、放射ビームは、放射源ＳＯからイルミネータＩＬに向けて、例えば適切な方向付けミラーおよび／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の助けを借りて通過する。別の場合、例えば放射源が水銀ランプの場合、放射源がリソグラフィ装置の一体的な部分であってもよい。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称されてもよい。

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構成されるアジャスタＡＤを含んでもよい。一般に、イルミネータの瞳面における強度分布の外側半径範囲および／または内側半径範囲（通常それぞれσアウタおよびσインナと称される）を少なくとも調整できる。また、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といった様々な他の要素を含んでもよい。イルミネータは、放射ビームを調整して、その断面に所望の均一性および強度分布を有するようにするために用いられてもよい。

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）上に保持される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りパターン化される。マスクＭＡを通過すると、放射ビームＢは、基板Ｗのターゲット部分Ｃにビームを合焦させる投影システムＰＳを通過する。第２位置決め装置ＰＷおよび位置センサＩＦ（例えば干渉計装置、リニアエンコーダまたは静電容量センサ）の助けを借りて、例えば放射ビームＢの経路上に異なるターゲット部分Ｃが位置するように基板テーブルＷＴを正確に移動させることができる。同様に、第１位置決め装置ＰＭおよび別の位置センサ（これは図１に明示されていない）を用いて、例えばマスクライブラリからの機械検索後またはスキャン中に、放射ビームＢの経路に対してマスクＭＡを正確に位置決めすることができる。

一般に、第１位置決め装置ＰＭの一部を形成するマスクテーブルＭＴの動きは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）の助けを借りて実現されうる。同様に、基板テーブルＷＴまたは「基板サポート」の動きは、第２位置決め装置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用いて実現されうる。（スキャナとは対照的に）ステッパの場合、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接続されてもよいし、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，Ｍ２および基板アライメントマークＰ１，Ｐ２を用いてアライメントされうる。基板アライメントマークが専用のターゲット部分を占めるように描かれているが、それらがターゲット部分の間のスペースに配置されてもよい（これはスクライブラインアライメントマークとして知られる）。同様に、マスクＭＡに二以上のダイが設けられる場合には、マスクアライメントマークがダイの間に配置されてもよい。

コントローラ５００は、リソグラフィ装置の動作全般を制御し、具体的には以下にさらに記載する動作プロセスを実行する。コントローラ５００は、中央処理ユニット、揮発性および非揮発性の記憶手段、キーボードおよびスクリーンといった一以上の入出力装置、一以上のネットワーク接続およびリソグラフィ装置の様々な部分への一以上のインターフェースを備える適切にプログラムされた汎用コンピュータとして実現できる。制御コンピュータとリソグラフィ装置との間の一対一の関係は必須ではないことが理解されよう。一つのコンピュータは複数のリソグラフィ装置を制御できる。複数のネットワーク化されたコンピュータを一つのリソグラフィ装置を制御するために用いることができる。コントローラ５００は、リソグラフィ装置が一部を形成するリソセルまたはクラスタ内の一以上の関連する処理装置および基板ハンドリング装置を制御するようにも構成されうる。コントローラ５００は、リソセルまたはクラスタの監視制御システムおよび／またはファブの全体制御システムに従属するよう構成されることもできる。

ダウンロードステーション６００は、以下にさらに説明するように、リソグラフィ装置の一部として、または、ファブ内のどこか別の装置として、おそらくはリソグラフィ装置の近くまたは中央の場所に提供される。ダウンロードステーションは、コントローラ５００、監視制御システムおよび／またはファブの全体制御システムに接続される。ダウンロードステーションは、検査基板から取得される情報を分析するようプログラムされるコンピュータシステムを包含することができ、または、このような分析をどこか別の場所で実行することができる。

投影システムＰＳの最終レンズ素子と基板との間に液体を与えるための構成は、三つの一般的なカテゴリに分類されることができる。これらは、槽形式構成、いわゆる局所液浸システムおよびオールウェット液浸システムである。本発明は、特に局所液浸システムに関する。

局所液浸システム向けに提案されているある構成において、液体閉じ込め構造１２は、投影システムＰＳの最終レンズ素子と投影システムに対向するステージまたはテーブルの対向面との間の液浸空間の境界の少なくとも一部に沿って延在する。テーブルの対向面は、テーブルが使用中に移動し、めったに静止しないため、このように称される。通常、テーブルの対向面は、基板Ｗ、基板を囲む基板テーブルまたはその両方の表面である。

ある実施の形態において、図１に示される液体閉じ込め構造１２は、投影システムＰＳの最終レンズ素子１００と基板テーブルＷＴまたは基板Ｗとの間の液浸空間の境界の少なくとも一部に沿って延在しうる。ある実施の形態において、シールは、液体閉じ込め構造１２と基板Ｗ／基板テーブルＷＴの表面との間に形成される。シールは、ガスシール１６または液浸液シールといった非接触シールであってよい。（ガスシールを有するシステムは、欧州特許出願公開ＥＰ−Ａ−１，４２０，２９８に開示されており、参照によりその全体が本書に組み込まれる）。

液体閉じ込め構造１２は、液浸空間に液浸液を供給し、閉じ込めるよう構成される。液体は、液体入口により液浸空間にもたらされてよく、液体は液体出口により除去されてよい。

液体は、ガスシールにより液浸空間に閉じ込められてよい。使用中、ガスシールは、液体閉じ込め構造１２の底面とテーブルの対向面（つまり、基板Ｗの表面および／または基板テーブルＷＴの表面）との間に形成される。ガスシール中のガスは、液体閉じ込め構造１２と基板Ｗおよび／または基板テーブルＷＴとの間のギャップに入口を通じて圧力をかけて提供される。ガスは、出口に関連する通路を介して抽出される。ガス入口での過圧、出口での真空度およびギャップの幾何学的配置は、液体を閉じ込める内向きの高速ガスフローが存在するように構成される。液体閉じ込め構造１２と基板Ｗおよび／または基板テーブルＷＴとの間の液体に作用するガスの力は、液体を液浸空間１０に閉じ込める。このようなシステムは、米国特許出願公開ＵＳ２００４−０２０７８２４に開示され、参照によりその全体が援用される。

他の液浸閉じ込め構造１２は、図３に示される構成のようにして、本発明の実施の形態に用いることができる。

図２および図３は、液体閉じ込め構造１２の変形例に存在しうる異なる特徴を示す。図２に示される後述の構成は、上述の図１に示されるリソグラフィ装置に適用しうる。二つの異なる構成は、それぞれ図面の左下側よび右下側の特徴を示すためのものである。特に記載しない限り、二つのデザインは共通する特徴を共有する。これらのデザインは、異なるように記述しない限り、上述と同じ特徴の一部を共有してもよい。本書に記載される特徴は、個別に選択されてもよいし、もしくは、示されるように、または、必要に応じて組み合わされてもよい。

図２は、最終レンズ素子の底面のまわりの閉じ込め構造１２を示す。最終レンズ素子１０は、円錐台形状を有している。円錐台形状は、平坦な底面と、円錐面とを有する。円錐台形状は、平坦面から突出し、底部平坦面を有する。底部平坦面は、最終光学素子の底面のうちの光学的能動部分であり、この部分を投影ビームが通過しうる。閉じ込め構造は、この円錐台形状の少なくとも一部を取り囲む。閉じ込め構造は、円錐台形状の円錐面に対向する内面を有する。この内面と円錐面は、相補的な形状を有する。閉じ込め構造の上面は、実質的に平坦である。閉じ込め構造は、最終レンズ素子の円錐台形状のまわりにフィットしうる。液体閉じ込め構造の底面は、実質的に平坦であり、使用中においてテーブルおよび／またはウェハの対向面と平行となりうる。底面と対向面の間の距離は、３０から５００マイクロメートルの範囲内であり、好ましくは８０から２００マイクロメートルの範囲内でありうる。

液体閉じ込め構造１２は、最終レンズ素子１００よりもウェハＷおよびウェハテーブルＷＴの対向面に近接して延在する。したがって、液浸空間１０は、液体閉じ込め構造１２の内面、円錐台形状の平坦面および対向面の間に規定される。使用中において、液浸空間１０は液体で満たされる。液体は、レンズと液体閉じ込め構造１２の間の相補的な表面の間のバッファ空間の少なくとも一部を満たし、ある実施の形態において、相補的な内面と円錐面との間の液浸空間１０の少なくとも一部を満たす。

液体は、液体閉じ込め構造１２の表面の形成される開口を通じて液浸空間１０に供給される。液体は、液体閉じ込め構造の内面にある供給開口２０を通じて供給されうる。代替的または追加的に、液体は、液体閉じ込め構造１２の下面に形成される下側供給開口２３から供給される。下側供給開口は、投影ビームの経路を取り囲んでもよく、アレイ状の一連の開口で形成されてもよい。液体は、投影システムの下方の空間を通過する流れが層流となるよう液浸空間１０を満たすように供給される。液体閉じ込め構造１２の下方の下側供給開口２３からの液体供給は、液浸空間１０への気泡の侵入を追加的に防ぐ。この液体供給は、液体シールとして機能する。

液体は、内面に形成される回収開口２１から回収されうる。回収開口２１を通じた液体の回収は、負圧の適用によりなされてもよく、空間を通過する液体の流れの速度の結果として回収開口２１を通じた回収がなされてもよく、または、その両方の結果として回収がなされてもよい。回収開口２１は、平面視において、供給開口２０の対向側に配置されてもよい。追加的または代替的に、液体は、右側の構成に示されるような液体閉じ込め構造１２の上面に配置されるオーバフロー開口２４を通じて回収されてもよい。もし存在すれば、オーバフローは、液体閉じ込め構造の上部のまわり、つまり投影ビームの経路のまわりに延在しうる。

追加的または代替的に、液体は、底部回収開口２５，３２を通じて液体閉じ込め構造１２の下方から回収されうる。メニスカス３３は、液体閉じ込め構造１２と対向面の間に形成され、液体空間とガスの外部環境との間の境界として機能する。底部回収開口は、液体を単相流で回収しうる多孔質板２５であってもよい。メニスカスは、液体閉じ込め構造に対する対向面の相対的移動の間、多孔質板の表面上で移動に対して自由でありうる。代わりに、底部回収開口２５は、液体メニスカス３３を液体閉じ込め構造１２に対して保持（またはピン留め）するよう機能してもよい。底部回収開口は、回収される液体が通過する一連のピン留め開口３２であってもよい。ピン留め開口３２は、液体を二相流で回収しうる。

選択的に、液体閉じ込め構造１２の内面に対する径方向外側は、ガスナイフ開口２６である。ガスは、液浸空間１２での液浸液の閉じ込めを支援するためにガスナイフ開口２６を通じて高速で供給されうる。供給されるガスは、加湿されていてもよいし、二酸化炭素を含んでもよい。供給されるガスは、基本的に二酸化炭素および水蒸気で構成されうる。ガスナイフ開口２６の径方向外側は、ガスナイフ開口２６を通じて供給されるガスを回収するためのガス回収開口１８である。

図３は、液体閉じ込め構造１２のさらに別の二つの構成を示す。二つの異なる構成は、それぞれ図面の左下側および右下側の特徴を示すためのものである。特に記載しない限り、二つのデザインは共通する特徴を共有する。図３に示される二つの構成の特徴のうち図２と共通するものは、同一の参照符号を共有する。液体閉じ込め構造１２は、円錐台形状の円錐面と相補的な内面を有する。液体閉じ込め構造１２の下面は、円錐台形状の底部平坦面よりも対向面に近接する。

液体は、液体閉じ込め構造の内面に形成される供給開口を通じて液浸空間１０に供給される。供給開口３４は、内面の底部に向けて、たいてい円錐台形状の底面の下方に配置される。供給開口３４は、投影ビームの経路のまわりに間隔を空けて内面上に配置される。

液体は、液体閉じ込め構造１２の下面にある回収開口２５を通じて液浸空間１０から回収される。対向面が液体閉じ込め構造１２の下で移動するとき、メニスカス３３は回収開口２５の表面上を対向面の移動と同じ方向に移動する。回収開口２５は、多孔質部材で形成されてもよい。液体は、単相で回収されてもよい。ある実施の形態において、液体は二相流で回収される。二相流は、液体閉じ込め構造１２内のチャンバ３５で受入され、そこで液体とガスに分離される。液体とガスは、チャンバ３５から別の通路３６，３８を通って回収される。

液体閉じ込め構造１２の下面の内周３９は、空間に向けて内面から離れて延在してプレート４０を形成する。この内周は、投影ビームの形状および大きさを整合させるようサイズが決められうる小さなアパチャを形成する。プレートは、いずれか一方の側の液体を分離するよう機能しうる。供給された液体は、内側アパチャを通ってアパチャの内側に向けて流れ、その後、取り囲む回収開口に向けてプレートの下方を径方向外側に向かう。

ある実施の形態において、液体閉じ込め構造１２は、二つの部分、内側部分１２ａおよび外側部分１２ｂに分かれていてもよい。便宜上、この構成は図３の右側に示されている。二つの部分は、対向面と平行な平面内で相対的に移動してもよい。内側部分は、供給開口３４を有してもよく、オーバフロー回収部２４を有してもよい。外側部分１２ｂは、プレート４０および回収開口２５を有しもよい。内側部分は、二つの部分の間を流れる液体を回収するための中間回収部４２を有してもよい。

基板の露光中、放射ビームＢからのエネルギーは基板により吸収され、基板の局所加熱および熱変形につながる。このような局所加熱のオーバレイに対する影響の予測には様々な困難性があり、これは基板の温度変化およびそれによる歪みの双方を予測することの困難性に由来する。既知の熱テストウェハは、露光中に生じる温度変化に対するいくつかの情報を提供するが、本発明者らは、基板上に結像されるフィーチャサイズの低減への要求に動機付けられるオーバレイの改善への要求をサポートするには、この情報が不十分であると判断している。既存のウェハにより利用可能な情報は、精度および分解能の少なくとも一方において不十分なデータセットを提供する。リソグラフィプロセスの顧客の要件は、オーバレイといった性能においてこれまで向上してきた仕様をツールが有することを意味する。したがって、この改善された仕様の達成を助けるための診断ツールが望まれる。

したがって、本発明は、基板を処理するための装置、例えばリソグラフィ装置において用いられ、改善されたアーキテクチャを有する測定基板を提案する。測定基板は、装置に適合する寸法を有し、複数のセンサモジュールおよび中央制御モジュールが内部に埋め込まれるボディを有する。各センサモジュールは、アナログセンサおよびアナログからデジタルへの変換器（Ａ／Ｄコンバータ）を有する。Ａ／Ｄコンバータは、センサにより出力されるアナログ測定信号からデジタル測定情報を生成する。デジタル測定情報は、各センサモジュール内のモジュールコントローラにより、外部装置への出力用に中央制御モジュールに出力される。各センサモジュール内で局所的に（ローカルで）Ａ／Ｄ変換を実行することにより、分散されたセンサと中央コントローラの間の長い制御線にて拾われてしまうであろうノイズなしにデジタル測定情報を取得できる。リソグラフィ装置の基板ステージにおけるノイズ源は、露光中に基板支持装置６０を加速するために必要な高出力の電磁モータにより生成される高レベルの電磁ノイズである。

ある実施の形態において、各センサモジュールにはデジタル測定情報のローカル記憶のための記憶装置が含まれる。記憶装置は、単純なレジスタであることができる。このようなレジスタは、複数のセンサモジュールが同時測定を実行し、その後、非同期で測定結果を中央制御モジュールに転送することを可能にする。記憶装置は、より大きなメモリ、例えば、ＮＡＮＤフラッシュメモリといった不揮発性メモリまたはＤＲＡＭといった揮発性メモリであることができ、複数の測定結果を記憶することができる。より大きなメモリは、リソグラフィ装置におけるテストプロセス中に取得される全ての測定結果がセンサモジュール内に保持されることを可能にできる。測定結果は、測定基板が高レベルの電磁ノイズが存在しない環境、または、高レベルの電磁ノイズから離れた環境にあるときに、メモリから中央制御モジュールに転送されることができる。

ある実施の形態において、記憶装置は、追加的または代替的に中央制御モジュールに含まれる。中央制御モジュール内の記憶装置は、多数のセンサによる多数の測定結果に関連する測定情報を記憶するよう構成されることができる。中央制御モジュール内の単一の記憶装置を用いることで、各センサモジュールに個別の記憶装置が設けられる場合よりも製造コストが低減されうる。

ある実施の形態において、増幅器、例えばオペアンプが各センサモジュール内に設けられ、Ａ／Ｄ変換前にアナログ測定信号が増幅される。増幅器は、測定結果の感度および／またはダイナミックレンジを増大させることができる。

本発明の測定基板は、様々な異なる形式のセンサを利用するアーキテクチャを提供する。ある実施の形態において、センサは温度センサである。温度センサは、装置により実行されるプロセス中の基板の任意の温度変動の直接測定を可能にする。ある実施の形態において、温度センサはバイポーラトランジスタである。バイポーラトランジスタは、ボディ内またはボディ上に形成されることができ、ボディ自身の温度を直接測定する。バイポーラトランジスタは、小さくて正確なデバイスであるため、極めて局所的な測定結果を得ることができる。

ある実施の形態において、温度センサは負温度係数センサである。負温度係数センサは、ボディ内に直接形成することはできず、ボディに対して固定されなければならない。したがって、負温度係数センサとボディの間には、いくらかの熱抵抗が存在するであろう。その結果生じる温度測定は、不正確であるか、または、測定が完了するまでにより多くの時間を要するかのいずれかであろう。相対的に正確な測定のために負温度係数センサおよび基板が熱平衡に達しなければならないために、この誤差または遅延が生じる。

ある実施の形態において、センサは、基板が経験する歪みの直接測定を可能にする歪みセンサである。このような歪みセンサは、温度変化に起因する熱膨張の予測において生じうるいかなる不正確性をも防ぐ。歪みセンサは、印加される歪みに応じて抵抗が変化する抵抗性歪みセンサであることができる。抵抗性歪みセンサは、周知であり、極めて正確である。歪みセンサは、バイポーラトランジスタであることができる。バイポーラトランジスタは、本質的に温度と歪みの両方に感度を持つが、歪みに対して感度なしとなるように設計されることができる。温度と歪みの双方に感度を持つバイポーラトランジスタ、及び、温度のみに感度を持つバイポーラトランジスタの組み合わせは、歪みの影響を温度の影響から分離するために用いることができる。温度センサとしてのバイポーラトランジスタについて上述したものと同様の優位性は、歪みセンサとしてのバイポーラトランジスタにも適用される。

ある実施の形態において、センサは温度感受性抵抗、例えばサーミスタであり、これは測定基板のボディ内に埋め込まれる。サーミスタは、１００ｍｓの測定時間内に約１００μＫの温度分解能を提供できる。サーミスタは、シリサイド化ポリシリコンで形成されてもよく、約０．３％／Ｋの温度係数を有してもよい。サーミスタは、約１００μＫの分解能を達成するために同一の公称抵抗値の基準抵抗を持つホイートストーンブリッジ内に配置されることができる。

ある実施の形態において、二つの歪みセンサは、測定基板の主面に平行な二つの直交方向（例えばリソグラフィ装置のＸおよびＹ方向）の歪みを測定するように各センサモジュール内に設けられる。

ある実施の形態において、センサモジュールは、温度センサおよび歪みセンサの双方を備える。双方の形式のセンサをセンサモジュール内に有することで、温度と歪みの関係性を直接的に測定することが可能となり、基板内での温度起因の歪みのモデルを較正するために用いることができる。熱的に生じる歪みから機械的に生じる歪みを分離することも可能である。

本発明のある実施の形態は、製造基板を処理する装置内の条件を測定する方法である。製造基板に適合した寸法を有する測定基板は、装置に装填される。測定基板は、その内部に埋め込まれる中央制御モジュールおよび複数のセンサモジュールを有し、各センサモジュールは、センサおよびＡ／Ｄコンバータを備える。センサは、アナログ測定信号を生成するよう動作し、Ａ／Ｄコンバータは、アナログ測定信号をデジタル測定情報に変換する。デジタル測定信号は、中央制御モジュールに転送され、中央制御モジュールから外部装置に出力される。この方法は、ローカルでのＡ／Ｄ変換に起因する電磁ノイズからの干渉なしにデジタル測定情報を取得することを可能にし、長い通信経路の必要性を回避する。

本発明の方法は、測定がなされる間に製造基板に対して通常実行されるプロセスの少なくとも一部を実行するために動作するリソグラフィ装置内で、プロセス中の温度変化を直接測定するために用いることができる。温度または他の条件を時間内および空間内で測定するために、複数の測定結果がプロセス中に取得されることができる。

図４は、本発明のある実施の形態に係る測定基板ＭＷを示す。測定基板ＭＷは、リソグラフィ装置に適合するボディ１２０を備える。例えば、ボディは、実質的に円形の３００ｍｍの直径を有する平面体でありうる。ボディは、製造基板の厚さおよび平坦性の標準的な仕様を満たすことができ、その結果、標準的なプロセス基板であるかのように装填され、処理されることができる。測定基板ＭＷは、液浸液および投影ビームに対して耐性があることが望ましい。測定基板ＭＷは、液浸液への耐性を提供するため、その上面の全体にわたる平坦化層を備えることができる。平坦化層は、測定基板がプロセス基板の平坦性の仕様を満たすのを確実にすることを助けることができる。

ボディ１２０には、複数のセンサモジュール１００が形成または埋め込まれる。センサモジュール１００は、グリッド状（または２次元アレイ状）に配置されてもよく、隣接して配置されるか、間隔を空けて配置されるか、または、その両方の組み合わせであってもよい。センサモジュール１００は、ボディ１２０の実質的に全領域にわたって配置されることが望ましい。センサモジュール１２０は、ボディ１２０の表面に平行な５ｍｍ未満、例えば約１ｍｍの寸法を有してもよい。

ある実施の形態において、基板は、ウェハの全体にわたって分布する多数のセンサを有する。特定のセンサは、特定の用途に関連するパラメータを測定するために選択されることができる。センサアレイの分布は、特定の測定に適切となるように設計されることができる。センサモジュール１００が選択された動作となるように選択されるとき、他のセンサモジュールがスイッチオフにされうるようにしてもよい。センシング基板上の異なる数のセンサおよび特定の場所のセンサが様々な理由のために選択されることができ、その理由として（非限定的なリストにおいて）、特定の表面のフィーチャにセンサ位置を整合させること、表面の特定部分にフォーカスすること、センサ不良の発生時の冗長性を可能にすること、特定の用途または試験用のセンシングウェハの解像度および精度を最適化すること、などを含みうる。

例えば、選択されるセンサは、液体閉じ込め構造の液浸フットプリントといったツールの動作要素の特徴に整合するよう選択されることができる。センサは、測定基板のエッジといった測定基板の限定された表面上においてのみ選択されることができる。このような構成は、液浸ツールにおいて、基板のエッジにてテーブルを通って液体が回収されるときに断続的な液体の流れを経験するであろう動作中の基板のエッジでの温度を測定するのに適切となることができる。センサが熱を発生させるため、動作可能なセンサを最小化または最適化することにより、測定基板の動作を通じて生じる熱が熱測定に必須の構成部品に限定される。

測定基板ＭＷの表面にわたって分布する選択可能なセンサモジュールを有する場合、単位面積あたりのセンサの数、つまりセンサの密度を変えることができ、したがって、分解能を変えることができる。したがって、選択可能なセンサは、測定基板の用途に応じて測定基板の分解能を変化させることを可能にする。選択可能なセンサのアレイを有する場合、異なる用途に応じて異なる測定基板を開発するためのリソースがなくても、単一の測定基板が異なる用途に適合しうる。

代替的に、全てのセンサが測定プロセス中に動作しうるが、選択されたセンサからのデータのみがダウンロードまたは分析のために使用されてもよい。

ある実施の形態において、ボディ１２０はシリコン基板であり、センサモジュール１００は標準的なＣＭＯＳプロセスによりボディ１２０の上面に直接的に形成される。中央制御モジュール１５０は、測定基板の全般的な動作を制御する。中央制御モジュール１５０は、センサモジュール１２０よりも大きく図示されているが、それよりも小さくすることができ、いずれの場所にも配置されることができる。同様に、中央制御モジュール１５０は、ボディ１２０の中央に配置されるよう図示されて「中央」と称されているが、ボディ１２０の任意の便利な場所に配置されることができる。中央制御モジュール１５０は、ボディのセンサモジュールとは反対側の面に配置されることができる。

図５は、センサモジュールのより詳細を示す。センサモジュール１００は、第１センサ１０１および第２センサ１０２を含む。第１センサ１０１は、温度センサでありうる。第２センサ１０２は、歪みセンサでありうる。他の形態のセンサも可能である。センサモジュール１００は、一つのセンサのみを含んでもよい。センサモジュール１００は、二つのセンサよりも多くを含んでもよい。スイッチ（不図示）が設けられ、センサモジュール１００の能動化または不能動化を可能にしてもよい。

第１センサ１０１および第２センサ１０２は、アナログ測定信号を出力する。第１および第２センサは、個別の増幅器１０３，１０４に接続される。増幅器１０３，１０４は、個々のアナログ測定信号を増幅する。増幅器１０３，１０４は、増幅前に拾われるノイズを最小にするために第１センサ１０１および第２センサ１０２に可能な限り近いことが望ましい。増幅器１０３，１０４は、オペアンプでありうる。

Ａ／Ｄ変換器１０５，１０６は、増幅されたアナログ測定信号を増幅器１０３，１０４から受信し、それからデジタル測定情報を生成する。Ａ／Ｄ変換器１０５，１０６は、Ａ／Ｄ変換処理の前に拾われるノイズ量を最小にするために増幅器１０３，１０４に可能な限り近くに配置されることが望ましい。

モジュールコントローラ１０７は、デジタル測定情報をＡ／Ｄ変換器１０５，１０６から受信し、それを記憶装置１０８に向かわせる。モジュールコントローラは、任意の便利な形式のプログラム可能なマイクロコントローラであることができる。記憶装置１０８は、ＮＡＮＤフラッシュといった不揮発性メモリ、または、ＤＲＡＭまたはＳＲＡＭといった揮発性メモリであることができる。読み出しモードにおいて、モジュールコントローラ１０７は、デジタル測定情報を記憶装置１０８から読み出し、データバス１１０への伝送のために、それをモジュールインタフェース１０９に提供する。エラー検出および／または補正コードが伝送前にデジタル測定情報に追加されることができる。センサモジュール１００は、実行された各測定結果がデータバス１１０に直接出力される即時読み出しモードにて動作できる。このようなモードにおいて、記憶装置１０８は、単なるレジスタであってもよい。センサモジュール１００は、測定結果がバッチに収集され、遅延後、例えばポーリング要求に応じてデータバスに出力されるバッチ読み出しモードにて動作できる。このようなモードにおいて、記憶装置１０８は、測定結果の複数のバッチを記憶するための容量を有することが望ましい。

ある実施の形態において、センサ１０１，１０２は、１から１００Ｈｚの範囲のサンプリングレートで測定を実行する。例えばリソグラフィ装置の構成要素の長期安定性をモニタするために、１Ｈｚ未満のレートでの測定を実行することもできる。Ａ／Ｄ変換された後、各測定結果は、誤差検出および／または補正のコード、タイムスタンプおよびセンサ識別子といったメタデータとともに記憶する場合であっても、１バイトまたは数バイトしか必要としない。したがって、記憶装置１０８は、せいぜい数十または数百キロバイトの容量を有する必要性しかないことが分かるであろう。

センサモジュール１００を構成する全ての要素は、ＣＭＯＳプロセスなどの従来技術を用いてボディ内に容易に製造されることができる。

データバス１１０は、シリアルバス、もしくは、リング構成またはハブ・アンド・スポーク構成のパラレルバスであることができる。センサ上の配線層の数を最小化するため、データバスはボディ１２０の下面に形成され、基板貫通ビアによりセンサモジュールと接続されることができる。

図６は、本発明のある実施の形態において温度および／または歪みセンサとして利用可能なバイポーラトランジスタ３００（バイポーラ接合トランジスタとも称されうる）を示す。図６は、縦方向のスケールを誇張しており、ボディの元の表面上に形成されるデバイスのパーツは非常に薄い。それでも、平坦化層３２０がバイポーラトランジスタ３００の上に設けられ、測定基板の上面が所望の平坦性の条件を満たすこと確実にしてもよい。

バイポーラトランジスタ３００は、基板の型のものであり、ｐ型であるボディ１２０内に形成されるｎドープウェル３０１を備える。エミッタ領域３０２は、ｎドープウェル３０１内のｐ＋領域として形成される。ベースは、ｎドープウェル３０１の境界にｎ＋領域３０３，３０４により形成され、ソース／コレクタは、ｎ＋領域３０４の隣で絶縁されるｐ＋領域３０５により形成される。エミッタベースおよびソース／コレクタ領域への接続は、表面酸化物層１２１の孔を通じてＡｌ導電体３０６−３０９によりなされることができる。バイポーラトランジスタ３００の順方向電圧は温度に比例し、約１から１０ｍＫの分解能の温度測定を可能にする既知の回路により測定されることができる。

バイポーラトランジスタは、負温度係数センサで生じるような熱抵抗を介さずにボディの温度を直接測定するのに有利である。バイポーラトランジスタは、同じ電力消費で、負温度係数の温度センサよりも約１０倍優れた分解能を提供することもできる。バイポーラトランジスタは、負温度係数センサを用いて達成されうる場合と比較して、測定基板のボディ上により高密度のバイポーラセンサが存在しうるために有利かもしれない。したがって、バイポーラトランジスタが負温度係数センサよりも一般に劣った精度を有するにも拘わらず、より高い解像度が達成されうる。単位面積あたりにより多くの数のセンサを用いる場合、温度測定の精度も向上しうる。

図７は、本発明のある実施の形態において温度および／または歪みセンサとして用いることのできる縦型のＮＰＮ型バイポーラトランジスタ４００を示す。図７は、縦方向のスケールを誇張しており、ボディの元の表面上に形成されるデバイスのパーツは非常に薄い。それでも、平坦化層４２０がバイポーラトランジスタ４００の上に設けられ、測定基板の上面が所望の平坦性の条件を満たすこと確実にしてもよい。

バイポーラトランジスタ４００は、ｐ型であるボディ１２０内に形成されるｎドープディープウェル４０１を備える。ｐドープウェル４０２およびｎドープウェル４０３は、ｎドープディープウェル４０１内に形成される。エミッタ領域４０４は、ｐドープウェル４０２内のｎ＋領域として形成される。ベースは、ｐドープウェル４０２の境界にてｐ＋領域４０５，４０７により形成され、ソース／コレクタは、ｎドープウェル４０３内のｎ＋領域４０６により形成される。エミッタベースおよびソース／コレクタ領域への接続は、酸化物層１２１内の孔を通じてＡｌ導電体４０８から４１１によりなされることができる。バイポーラトランジスタ４００の順方向電圧は、温度に比例し、約１から１０ｍＫの分解能の温度測定を可能にする既知の回路により測定されることができる。

センサ１０１または１０２として利用可能な箔歪みゲージ５００が図８に示される。このようなセンサは、測定基板ＭＷに用いられうる歪みセンサの例である。箔歪みゲージ５００は、歪みの測定方向に整列した複数の平行する長さを持つジグザグ状にレイアウトされた配線５０１を備える。配線５０１は、ボディ１２０の表面に固着された箔パッケージ内に封止される。ボディ１２０の任意の変形は、ジグザグ構成の長さの変化、例えば増加を生じさせるであろう。長さａの変化は、配線の平行な長さの数により乗算されて配線５０１の長さの全体としての変化が与えられ、その結果、配線５０１の測定可能な抵抗の変化が生じる。終端５０３は、センサモジュールに接続される。

箔歪みゲージ５００は、約５０μｍの厚さと約５０ｍｍ^２の面積を有しうる。したがって、箔歪みゲージは、センサとしてのバイポーラトランジスタを用いるセンサモジュールよりも非常に大きいため、温度に比べて低い解像度でしか測定できない。

本発明のある実施の形態に係る測定基板は、一以上のイメージング装置および一以上の圧力センサを備えることもでき、これらは２０１５年７月１５に出願された欧州特許出願１５１７７１２０．１に記載されており、その全体が参照により本書に援用される。センサの他の関連する形態も含まれることができる。

図９は、例えばＣＭＯＳプロセスを用いて基板に直接的に製造される、ボディ１２０に埋め込まれた中央制御モジュール１５０をより詳細に示す。中央制御モジュール１５０は、ボディ１２０のセンサモジュール１００とは反対側の面に配置されることができる。ある実施の形態において、中央制御モジュールは、例えば規則的かつ周期的なアレイ内の各センサの場所という観点で、アレイ内のセンサの分布を邪魔することなく、センサモジュール１００のアレイ内に配置可能となる程度に十分小さくなりうる。

中央制御モジュール１５０は、インタフェース１５１を備える。インタフェースは、データバス１１０および内部バス１５２を接続する。内部バス１５２は、無線通信モジュール１５３、マイクロコントローラ１５４および記憶装置１５５にも接続される。電力は、電力貯蔵装置１５６により供給される。電力貯蔵装置は、誘導性充電ユニット１５７に接続されうる。

図１１は、測定基板ＭＷの使用方法を示す。

測定基板ＭＷは、露光用のレジストコート基板が装填されるのと全く同じ方法で、リソグラフィ装置に装填される（Ｓ１）。必要であれば、測定基板ＭＷは、リソグラフィ装置に装填される前に光感受性レジストでコートされることができる。光感受性レジストは、本手法において何ら機能を有しないが、測定基板が経験する条件を製造基板が経験する条件と可能な限り近くするために設けられる。測定基板ＭＷは、基板ハンドラにより基板テーブルＷＴの上に載置される。

いったんリソグラフィ装置に装填され、基板テーブルＷＴ上に載置されると、測定基板ＭＷは、測定基板ＭＷを評価してリソグラフィ装置に損傷を与えないかを確認するために、平坦性測定などの特定の事前検査ステップ（Ｓ２）がなされうる。しかしながら、製造基板について通常実行されるような完全な事前解析プロセスが適用されることは必ずしも必要ではない。望ましくは、製造基板と同じ温度条件のプロセスが測定基板に対して実行される。

デュアルステーションのリソグラフィ装置において、測定基板ＭＷは露光ステーションに移送される（Ｓ３）。測定基板は、測定結果の取得および記録を開始する（Ｓ４）。通常の製造基板と同様に一連の露光が実行される（Ｓ５）。測定基板は、測定基板の取得を停止する（Ｓ６）。

いったん必要な測定結果の全てが収集されると、測定基板ＭＷは、製造基板と同様の方法で装置から取り出される（Ｓ７）。しかしながら、処理用のトラックに送られるのではなく、測定基板ＭＷは、図１０にある実施の形態が示されるダウンロードステーション６００に移送される（Ｓ８）。ダウンロードステーション６００において、記憶された測定結果のデータが記憶装置１５５からインタフェース１５３を通じてダウンロードされることができる（Ｓ９）。インタフェース１５３は、ダウンロードステーション内のインタフェース６０３とシリアル６０１を用いて、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）といった無線通信技術を介して接続されうる。電力貯蔵装置１５６は、例えば無線誘導充電システムを介して、ダウンロードステーションにて再充電されることができる。代替的に、記憶装置１５０からの画像および／または測定結果のデータをダウンロード、および、電力貯蔵装置１５６への充電の双方のために、測定基板ＭＷの下面が電気接点を備えることができる。

ダウンロードされたデータはその後分析され、検査された対象物について任意の欠陥または問題が特定される（Ｓ１０）。ダウンロードされたデータの分析は、手動、自動または手動および自動プロセスの組み合わせで実行されることができる。自動分析は、パターン認識または参照データとの比較を含みうる。

本発明のある実施の形態において、測定基板を念頭において設計されていないリソグラフィ装置とともに用いられるため、測定基板がリソグラフィ装置内にあるときに、リソグラフィ装置が測定基板と通信し、または、測定基板を制御するための特定の手段は何ら設けられていない。したがって、測定基板は自律的に動作することが望ましい。本発明のある実施の形態において、測定基板は、リソグラフィ装置内に装填される前にスイッチオンされてからすぐに測定結果を記録し、取り出されてダウンロードステーション６００に接続されるまで継続するように構成される。しかしながら、これは大きな容量を持つ記憶装置１５５を必要とするかもしれず、または、サンプリングレートを制限する必要があるかもしれない。

ある実施の形態において、測定基板は、内蔵時計または開始イベントに関連して定義されうる特定の時期に測定結果を記録するようプログラムされる。測定記録用の時期は、リソグラフィ装置を通過する測定基板の動きのあらかじめ決定されたプログラムのタイミングと整合するようにあらかじめ決定される。

ある実施の形態において、測定基板は、測定結果の取得を開始すべき場所に正しく配置されたのがいつであるかを決定するよう構成されてもよい。他のセンサは、リソグラフィ装置内のその場所を測定基板が決定することを可能にするために設けることができる。

ある実施の形態において、リソグラフィ装置は、測定基板が基板テーブル上に装填されたときに測定基板と通信するための通信装置を備える。通信手段は、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの無線通信手段であってもよいし、測定基板の下面を介する有線接続であってもよい。有線接続を設けることができる場合、測定基板に電力貯蔵装置１５６を設ける必要性をなくすために、電力も測定基板に提供されてもよい。通信装置は、既存のリソグラフィ装置に新しく組み込むこともできる。

通信装置がリソグラフィ装置内に設けられれば、測定結果の取得の開始を測定基板に指令するために用いることができ、取得された測定データをダウンロードするためにも用いることができる。ある実施の形態において、測定基板により取得されたデータは、露光と並行してダウンロードおよび分析される。これは、問題が検出された直後に是正措置を実行することを可能にする。

本発明は、リソグラフィ装置内で支配的な条件を測定するための測定基板の使用に関して上述してきたが、測定基板は、計測装置といった別の装置内で支配的な条件を測定するためにも用いることができる。本発明のある実施の形態に係る測定基板は、トラックの処理装置内で用いることもできる。ただし、測定基板は、高温などのトラック内で支配的な条件に耐える能力を有していなければならない。ある実施の形態に係る測定基板は、試験台または部分的な装置にて用いることもできる。

本書ではＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用を例として説明しているが、本書に記載するリソグラフィ装置は、例えば集積光学システム、磁気ドメインメモリ用案内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）、薄膜磁気ヘッドの製造といった他の用途も有しうることが理解されよう。当業者であれば、このような代替的な用途において、本書における「ウェハ」または「ダイ」の用語の任意の使用がより一般的な用語である「基板」または「ターゲット部分」のそれぞれと同義とみなされうることが理解されよう。本書で参照される基板は、露光前または露光後において、例えばトラック（典型的にはレジスト層を基板に塗布し、露光後のレジストを現像する装置）、メトロロジツール、および／またはインスペクションツールにより処理されてもよい。適用可能であれば、本書の開示はこれらのまたは他の基板処理装置にも適用されうる。また、基板は例えば多層ＩＣを製造するために複数回処理されてもよく、その場合には本書における基板という用語は既に処理されている多数の処理層を含む基板をも意味しうる。

本書で用いられる「放射」および「ビーム」の用語は、いかなる種類の電磁的な放射を包含し、紫外（ＵＶ）放射（例えば、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍもしくは１２６ｎｍ、または、その近傍の波長を有する）を含む。「レンズ」の用語は、文脈が許される場合において、屈折型、反射型の光学素子を含む任意の種類の光学素子の任意の一つまたは組み合わせと称されてもよい。

本発明の特定の実施の形態が上記において示されたが、本発明が上述と異なるようにして実施されてもよいことが理解されるであろう。

ある実施の形態において、製造基板の処理のための装置に付随する条件をその動作中に測定するための測定基板がある。測定基板は、ボディと、複数のセンサモジュールと、中央制御モジュールとを備える。ボディは、測定基板が装置に適合するように、製造基板の寸法と近似した寸法を有する。複数のセンサモジュールは、ボディ内に設けられる。各センサモジュールは、アナログ測定信号を生成するよう構成されるセンサと、アナログ測定信号からデジタル測定情報を生成するよう構成されるＡ／Ｄコンバータと、デジタル測定情報を出力するよう構成されるモジュールコントローラと、を備える。中央制御モジュールは、各モジュールコントローラからデジタル測定情報を受信し、デジタル測定情報を外部装置と通信するよう構成される。

各センサモジュールは、デジタル測定情報を記憶するよう構成される記憶装置をさらに備えてもよい。各センサモジュールは、アナログ測定信号を増幅するよう構成される増幅器をさらに備えてもよい。中央制御モジュールは、デジタル測定情報を記憶するよう構成される中央記憶装置をさらに備えてもよい。各センサモジュールは、アナログ測定信号を増幅するよう構成される増幅器をさらに備えてもよい。

センサは、温度センサを備える。温度センサは、バイポーラトランジスタを備えてもよい。センサは、歪みセンサを備えてもよい。歪みセンサは、バイポーラトランジスタを備える。歪みセンサは、抵抗センサを備えてもよい。

センサモジュールは、第１方向の歪みを測定するよう構成される第１歪みセンサと、第２方向の歪みを測定するよう構成される第２歪みセンサとを備えてもよい。第２方向は、第１方向に直交してもよい。センサモジュールは、温度センサと歪みセンサを備えてもよい。測定基板は、１００より多いセンサモジュールを備えてもよい。センサは、ボディ内に埋め込まれてもよい。

本発明のある実施の形態において、製造基板を処理するための装置内の条件を測定する方法がある。この方法は、装填、動作、使用、転送および出力を備える。装填において、測定基板は装置内に装填され、測定基板は装置に適合するように製造基板の寸法と近似した寸法を有する。測定基板は、中央制御モジュールおよび複数のセンサモジュールを有する。各センサモジュールは、センサおよびＡ／Ｄコンバータを備える。動作において、センサは、アナログ測定信号を生成するように動作する。使用において、Ａ／Ｄコンバータを用いてアナログ測定信号をデジタル測定情報に変換する。転送において、デジタル測定情報を中央制御モジュールに転送する。出力において、デジタル測定情報は、中央制御モジュールから外部装置に出力される。

装置は、リソグラフィ装置であってもよい。この方法はさらに、出力の前に装置から測定基板を取り出すことを備えてもよい。センサを動作させることは、装置が処理基板に対するプロセスの少なくとも一部を実行している間に実行されてもよい。センサの動作は、処理基板に対する処理の一部の最中に複数回実行されてもよい。

本書に記載される任意のコントローラは、個別に、または、組み合わせで、一以上のコンピュータプログラムがリソグラフィ装置の構成要素の少なくとも一つの内部に配置される一以上のコンピュータプロセッサにより読み出されるときに動作可能であってよい。コントローラは、個別に、または、組み合わせで、信号を受信、処理および送信するための任意の適切な構成を有してもよい。一以上のプロセッサは、コントローラの少なくとも一つと通信するよう構成される。例えば、各コントローラは、上述の方法のための機械可読指令を含むコンピュータプログラムを実行するための一以上のプロセッサを含んでもよい。コントローラは、このようなコンピュータプログラムを記憶するためのデータ記憶媒体、および／または、このような媒体を受け入れるためのハードウェアを含んでもよい。したがって、コントローラは、一以上のコンピュータプログラムの機械可読指令にしたがって動作しうる。

本発明の一以上の実施の形態は、任意の液浸リソグラフィ装置に適用されてもよく、排他的ではないものの、特に、上述の形式、液浸液が槽形式で提供されるか、液浸液が基板の局所的な表面領域にのみ提供されるか、または、液浸液が閉じ込められない、のいずれかに適用されてよい。閉じ込められない構成において、液浸液は、基板および／または基板テーブルの表面を越えて流れ、その結果、基板テーブルおよび／または基板のカバーされていない表面の実質的に全体が濡れている。このような非閉じ込めの液浸システムにおいて、液体供給システムは液浸液を閉じ込めなくてもよいし、または、液浸液の閉じ込めの均衡を提供してもよいが、実質的に完全な液浸液の閉じ込めを提供しない。

本書で考慮される液体供給システムは、広く解釈されるべきである。特定の実施の形態において、それは、投影システムと基板および／または基板テーブルとの間の空間に液浸液を提供するための機構または構造の組み合わせであってもよい。それは、一以上の構造、一以上の液体開口を含む一以上の流体開口、一以上のガス開口または二相流用の一以上の開口の組み合わせを備えてもよい。開口は、それぞれが液浸空間への入口（または流体ハンドリング構造からの出口）もしくは液浸空間からの出口（または流体ハンドリング構造への入口）であってもよい。ある実施の形態において、空間の表面は基板および／または基板テーブルの一部であってもよいし、もしくは、空間の表面は基板および／または基板テーブルの表面を完全にカバーしてもよいし、もしくは、空間が基板および／または基板テーブルを包囲してもよい。液体供給システムは、位置、量、品質、形状、フローレートまたは液浸液の任意の他の特徴を制御するための一以上の要素をさらに選択的に含んでもよい。

上記説明は、例示を意図するものであり、限定を意図するものではない。したがって、当業者であれば、以下に記載される特許請求の範囲から逸脱することなく、記載された本発明に対して変形がなされうることは明らかであろう。

Claims (17)

1. 製造基板の処理のための装置に付随する条件をその動作中に測定するための測定基板であって、前記測定基板は、
   前記測定基板が前記装置に適合するように、製造基板の寸法と近似した寸法を有するボディと、
   前記ボディに設けられる複数のセンサモジュールであって、二次元グリッド状に配置される複数のセンサモジュールと、を備え、各センサモジュールは、
   アナログ測定信号を生成するよう構成されるセンサであって、少なくとも温度センサまたは歪みセンサを備えるセンサと、
   前記アナログ測定信号からデジタル測定情報を生成するよう構成されるＡ／Ｄコンバータと、
   前記デジタル測定情報を出力するよう構成されるモジュールコントローラと、を備え、
   前記測定基板は、
   各モジュールコントローラから前記デジタル測定情報を受信し、前記デジタル測定情報を外部装置と通信するよう構成される中央制御モジュールと、
   前記複数のセンサモジュールのうち一以上のセンサモジュールを動作停止させるとともに一以上の他のセンサモジュールを動作させることを可能にするよう構成されるスイッチと、をさらに備え、
   前記スイッチは、前記測定基板上で動作させるセンサモジュールの密度を前記測定基板の用途に応じて変えるように構成されることを特徴とする測定基板。
2. 各センサモジュールは、前記デジタル測定情報を記憶するよう構成される記憶装置をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の測定基板。
3. 各センサモジュールは、前記アナログ測定信号を増幅するよう構成される増幅器をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の測定基板。
4. 前記中央制御モジュールは、前記デジタル測定情報を記憶するよう構成される中央記憶装置をさらに備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の測定基板。
5. 前記歪みセンサは、バイポーラトランジスタまたは抵抗センサの少なくとも一方を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の測定基板。
6. 前記温度センサは、バイポーラトランジスタを備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の測定基板。
7. センサモジュールは、第１方向の歪みを測定するよう構成される第１歪みセンサと、第２方向の歪みを測定するよう構成される第２歪みセンサとを備え、前記第２方向は前記第１方向に直交することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の測定基板。
8. センサモジュールは、温度センサおよび歪みセンサを備えることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の測定基板。
9. １００より多いセンサモジュールを備えることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の測定基板。
10. 前記センサは、前記ボディに埋め込まれていることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の測定基板。
11. 前記装置は、リソグラフィ装置であることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の測定基板。
12. 前記複数のセンサモジュールは、規則的かつ周期的なアレイ状に配置されることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の測定基板。
13. 製造基板を処理するための装置内の条件を測定する方法であって、前記方法は、
    前記装置に適合するように製造基板の寸法と近似した寸法を有する測定基板であって、中央制御モジュールおよび複数のセンサモジュールを有し、前記複数のセンサモジュールが二次元グリッド状に配置され、各センサモジュールがセンサおよびＡ／Ｄコンバータを備え、各センサが少なくとも温度センサまたは歪みセンサを備える測定基板を前記装置に装填することと、
    前記複数のセンサモジュールのうち一以上のセンサモジュールを動作停止させるとともに一以上の他のセンサモジュールを動作させることと、
    前記センサを動作させてアナログ測定信号を生成することと、
    前記Ａ／Ｄコンバータを用いて前記アナログ測定信号をデジタル測定情報に変換することと、
    前記デジタル測定情報を前記中央制御モジュールに転送することと、
    前記中央制御モジュールから外部装置に前記デジタル測定情報を出力することと、を備え、
    前記複数のセンサモジュールのうち一以上のセンサモジュールを動作停止させるとともに一以上の他のセンサモジュールを動作させることは、前記測定基板上で動作させるセンサモジュールの密度を前記測定基板の用途に応じて変えることを備えることを特徴とする方法。
14. 前記装置は、リソグラフィ装置であることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
15. 前記出力することの前に、前記装置から前記測定基板を取り出すことをさらに備えることを特徴とする請求項１３または１４に記載の方法。
16. 前記センサを動作させることは、基板を処理するためのプロセスの少なくとも一部を前記装置が実行する間に実行されることを特徴とする請求項１３から１５のいずれか一項に記載の方法。
17. 前記センサを動作させることは、基板を処理するためのプロセスの前記一部の最中に複数回実行されることを特徴とする請求項１６に記載の方法。

Images