JP2003115450A - リトグラフ装置、デバイス製造方法、およびその方法により製造されたデバイス - Google Patents
リトグラフ装置、デバイス製造方法、およびその方法により製造されたデバイスInfo
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 リトグラフ装置、デバイス製造方法、および
その方法で製造されたデバイスを提供する。 【解決手段】 マスク・テーブル（パターン形成手段）
および基板テーブルの制御システムは瞬時の基板テーブ
ルの位置誤差を予測し、それをマスク・テーブルの制御
ループに送り、マスク・テーブル設定値にマスク・テー
ブルに作用する力として加える。
その方法で製造されたデバイスを提供する。 【解決手段】 マスク・テーブル（パターン形成手段）
および基板テーブルの制御システムは瞬時の基板テーブ
ルの位置誤差を予測し、それをマスク・テーブルの制御
ループに送り、マスク・テーブル設定値にマスク・テー
ブルに作用する力として加える。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、放射光の投影ビー
ムを形成する放射光系と、所望のパターンに従って投影
ビームをパターン化するように作用するパターン形成手
段を支持するための支持構造と、基板を保持する基板テ
ーブルと、基板のターゲット部分にパターン化したビー
ムを投影する投影系とを含むリトグラフ投影装置に関す
る。
ムを形成する放射光系と、所望のパターンに従って投影
ビームをパターン化するように作用するパターン形成手
段を支持するための支持構造と、基板を保持する基板テ
ーブルと、基板のターゲット部分にパターン化したビー
ムを投影する投影系とを含むリトグラフ投影装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】本明細書で使用する「パターン形成手
段」の用語は、基板のターゲット部分に形成されるべき
パターンに対応するパターン化した横断面を有する入射
放射光ビームを形成するのに使用することのできる手段
を表すものと広く解釈しなければならない。「光バル
ブ」の用語もこれに関係して使用できる。一般に、前記
パターンは、集積回路や他のデバイス（以下を参照）の
ようなターゲット部分に形成されるデバイスにおける特
定の機能層に一致される。そのようなパターン形成手段
の例には、以下のものが含まれる。すなわち、 マスク。マスクの概念はリトグラフにおいて周知であ
り、２進数、交互位相変位および減衰位相変位のような
マスク形式、ならびに各種のハイブリッド・マス形式を
含む。そのようなマスクを放射光ビーム内に配置する
と、マスク上のパターンに従って、マスクに当たる放射
光の選択的な透過（透過マスクの場合）または反射（反
射マスクの場合）が生じる。マスクの場合、その支持構
造は一般には入射放射光ビーム内の所望位置にマスクを
保持できること、および望まれるならばビームに対して
移動させることができることを保証できるマスク・テー
ブルとされる。 プログラム可能ミラー・アレー。そのようなデバイスの
１例は、粘弾性制御層および反射面を有するマトリック
ス−アドレス指定可能面である。そのような装置の基に
なる基本原理は、（例えば）反射面のアドレス指定され
た面積部分が入射光を回折光として反射するのに対し、
アドレス指定されない面積部分は入射光を非回折光とし
て反射するということである。適当なフィルタを使用す
ることで前記非回折光を反射ビームから除去し、回折光
だけを残すことができる。このようにして、ビームはマ
トリックス−アドレス指定可能面のアドレス指定パター
ンに従ってパターン化される。必要とされるマトリック
ス−アドレス指定は適当な電気手段を使用して遂行でき
る。そのようなミラー・アレーに関するさらなる情報
は、米国特許第５２９６８９１号および同第５５２３１
９３号、から得ることができる。それらの特許に記載の
内容全体が本明細書に援用される。プログラム可能ミラ
ー・アレーの場合には、前記支持構造は例えばフレーム
またはテーブルとして具現され、それらは望まれるまま
に固定されるか、可動とされることができる。 プログラム可能ＬＣＤアレー。その構造の１例が米国特
許第５２２９８７２号に与えられている。その記載内容
全体が本明細書に援用される。上述したように、この場
合の支持構造は例えばフレームまたはテーブルとして具
現され、それらは要求に応じて固定されるか、可動とさ
れる。 簡略化のために、明細書の以下の説明では、ある箇所に
おいて、マスクおよびマスク・テーブルを備えた例に特
に関連されるが、それらの例で説明される一般的な原理
は前述したようにパターン形成手段の広い意味において
理解されねばならない。
段」の用語は、基板のターゲット部分に形成されるべき
パターンに対応するパターン化した横断面を有する入射
放射光ビームを形成するのに使用することのできる手段
を表すものと広く解釈しなければならない。「光バル
ブ」の用語もこれに関係して使用できる。一般に、前記
パターンは、集積回路や他のデバイス（以下を参照）の
ようなターゲット部分に形成されるデバイスにおける特
定の機能層に一致される。そのようなパターン形成手段
の例には、以下のものが含まれる。すなわち、 マスク。マスクの概念はリトグラフにおいて周知であ
り、２進数、交互位相変位および減衰位相変位のような
マスク形式、ならびに各種のハイブリッド・マス形式を
含む。そのようなマスクを放射光ビーム内に配置する
と、マスク上のパターンに従って、マスクに当たる放射
光の選択的な透過（透過マスクの場合）または反射（反
射マスクの場合）が生じる。マスクの場合、その支持構
造は一般には入射放射光ビーム内の所望位置にマスクを
保持できること、および望まれるならばビームに対して
移動させることができることを保証できるマスク・テー
ブルとされる。 プログラム可能ミラー・アレー。そのようなデバイスの
１例は、粘弾性制御層および反射面を有するマトリック
ス−アドレス指定可能面である。そのような装置の基に
なる基本原理は、（例えば）反射面のアドレス指定され
た面積部分が入射光を回折光として反射するのに対し、
アドレス指定されない面積部分は入射光を非回折光とし
て反射するということである。適当なフィルタを使用す
ることで前記非回折光を反射ビームから除去し、回折光
だけを残すことができる。このようにして、ビームはマ
トリックス−アドレス指定可能面のアドレス指定パター
ンに従ってパターン化される。必要とされるマトリック
ス−アドレス指定は適当な電気手段を使用して遂行でき
る。そのようなミラー・アレーに関するさらなる情報
は、米国特許第５２９６８９１号および同第５５２３１
９３号、から得ることができる。それらの特許に記載の
内容全体が本明細書に援用される。プログラム可能ミラ
ー・アレーの場合には、前記支持構造は例えばフレーム
またはテーブルとして具現され、それらは望まれるまま
に固定されるか、可動とされることができる。 プログラム可能ＬＣＤアレー。その構造の１例が米国特
許第５２２９８７２号に与えられている。その記載内容
全体が本明細書に援用される。上述したように、この場
合の支持構造は例えばフレームまたはテーブルとして具
現され、それらは要求に応じて固定されるか、可動とさ
れる。 簡略化のために、明細書の以下の説明では、ある箇所に
おいて、マスクおよびマスク・テーブルを備えた例に特
に関連されるが、それらの例で説明される一般的な原理
は前述したようにパターン形成手段の広い意味において
理解されねばならない。
【０００３】リトグラフ投影装置は、例えば集積回路
（ＩＣ）の製造に使用できる。その場合、パターン形成
手段はＩＣの個々の層に一致した回路パターンを形成
し、このパターンが放射光感応物質（レジスト）の層を
被覆した基板（シリコン・ウェーハ）上のターゲット部
分（例えば１以上のダイを含む）に像として形成でき
る。一般に、１つのウェーハは１度に１つずつ投影系を
経て次々に照射される隣接ターゲット部分の全ネットワ
ークを包含する。マスク・テーブル上のマスクによるパ
ターン化を採用した現在の装置では、２つの異なる形式
の機械の間で差異が生じ得る。１つの形式のリトグラフ
投影装置では、１回の作動でターゲット部分にマスク・
パターン全体を露光して各ターゲット部分が照射され
る。このような装置は一般にウェーハ・ステッパと称さ
れる。これに代わる装置、すなわち一般にステップ・ア
ンド・スキャン装置と称される装置では、投影ビームの
下、与えられた基準方向（「走査」方向）にマスク・パ
ターンを逐次走査して各ターゲット部分が照射され、同
時に同期してその方向と平行または非平行に基板テーブ
ルが走査される。一般に投影系は倍率Ｍ（一般に＜１）
を有するので、基板テーブルが走査される速度Ｖはマス
ク・テーブルが走査される速度のＭ倍となる。本明細書
に記載するリトグラフ装置に関するこれ以上の情報は、
例えば米国特許第６０４６７９２号から入手でき、その
記載内容全体が本明細書で援用される。
（ＩＣ）の製造に使用できる。その場合、パターン形成
手段はＩＣの個々の層に一致した回路パターンを形成
し、このパターンが放射光感応物質（レジスト）の層を
被覆した基板（シリコン・ウェーハ）上のターゲット部
分（例えば１以上のダイを含む）に像として形成でき
る。一般に、１つのウェーハは１度に１つずつ投影系を
経て次々に照射される隣接ターゲット部分の全ネットワ
ークを包含する。マスク・テーブル上のマスクによるパ
ターン化を採用した現在の装置では、２つの異なる形式
の機械の間で差異が生じ得る。１つの形式のリトグラフ
投影装置では、１回の作動でターゲット部分にマスク・
パターン全体を露光して各ターゲット部分が照射され
る。このような装置は一般にウェーハ・ステッパと称さ
れる。これに代わる装置、すなわち一般にステップ・ア
ンド・スキャン装置と称される装置では、投影ビームの
下、与えられた基準方向（「走査」方向）にマスク・パ
ターンを逐次走査して各ターゲット部分が照射され、同
時に同期してその方向と平行または非平行に基板テーブ
ルが走査される。一般に投影系は倍率Ｍ（一般に＜１）
を有するので、基板テーブルが走査される速度Ｖはマス
ク・テーブルが走査される速度のＭ倍となる。本明細書
に記載するリトグラフ装置に関するこれ以上の情報は、
例えば米国特許第６０４６７９２号から入手でき、その
記載内容全体が本明細書で援用される。
【０００４】リトグラフ投影装置を使用する製造工程で
は、パターン（例えばマスクに与えられる）は少なくと
も部分的に放射光感応物質（レジスト）の層を被覆した
基板上に像を形成される。この像形成段階の前に、基板
は下処理（プライミング）、レジスト被覆および軽焼成
（ソフト・ベイク）のような各種の処理を行われる。露
光後、基板は露光後焼成（ＰＥＢ）、現像、重焼成およ
び形成した像の測定／検査のような他の処理を行われ
る。これらの処理のこの配列は、例えばＩＣのようなデ
バイスの個々の層をパターン形成するための基本として
使用される。このようなパターン化された層は、その後
にエッチング、イオン・インプランテーション（ドーピ
ング）、金属化、酸化、化学−機械研磨その他のような
各種の処理を受けることになり、それらの全ては個々の
層を完成させることを意図する。幾つかの層が必要とさ
れるならば、工程全体またはその変種工程がそれぞれの
新たな層に関して繰り返さなければならない。最終的
に、デバイスのアレーが基板（ウェーハ）上に与えられ
る。それらのデバイスはその後にダイシングや鋸引きの
ような技術によって分離され、そこから個々のデバイス
がピンその他に連結されているキャリヤに取り付けるこ
とができる。このような処理に関するこれ以上の情報
は、例えば書物「マイクロチップの製造：半導体の処理
に関する実用的な手引き」、第３版、ピーター・ファン
・ツァント著、マグロウ・ヒル出版カンパニ、１９９７
年、ＩＳＢＮ ０−０７−０６７２５０−４から得るこ
とができ、その記載内容全体は本明細書に援用される。
は、パターン（例えばマスクに与えられる）は少なくと
も部分的に放射光感応物質（レジスト）の層を被覆した
基板上に像を形成される。この像形成段階の前に、基板
は下処理（プライミング）、レジスト被覆および軽焼成
（ソフト・ベイク）のような各種の処理を行われる。露
光後、基板は露光後焼成（ＰＥＢ）、現像、重焼成およ
び形成した像の測定／検査のような他の処理を行われ
る。これらの処理のこの配列は、例えばＩＣのようなデ
バイスの個々の層をパターン形成するための基本として
使用される。このようなパターン化された層は、その後
にエッチング、イオン・インプランテーション（ドーピ
ング）、金属化、酸化、化学−機械研磨その他のような
各種の処理を受けることになり、それらの全ては個々の
層を完成させることを意図する。幾つかの層が必要とさ
れるならば、工程全体またはその変種工程がそれぞれの
新たな層に関して繰り返さなければならない。最終的
に、デバイスのアレーが基板（ウェーハ）上に与えられ
る。それらのデバイスはその後にダイシングや鋸引きの
ような技術によって分離され、そこから個々のデバイス
がピンその他に連結されているキャリヤに取り付けるこ
とができる。このような処理に関するこれ以上の情報
は、例えば書物「マイクロチップの製造：半導体の処理
に関する実用的な手引き」、第３版、ピーター・ファン
・ツァント著、マグロウ・ヒル出版カンパニ、１９９７
年、ＩＳＢＮ ０−０７−０６７２５０−４から得るこ
とができ、その記載内容全体は本明細書に援用される。
【０００５】簡略化のために、この投影系は以下に「レ
ンズ」と称するが、この用語は各種形式の投影系を包含
するものと広く解釈されねばならず、例えば屈折光学
系、反射光学系および反射屈折光学系が含まれる。放射
光系も、放射光の投影ビームの方向決め、形状決めまた
は制御のために、それらの何れかの設計形式に従って作
動する要素を含み、それらの要素も以下に集合的に、ま
たは一例として「レンズ」と称される。さらに、リトグ
ラフ装置は２以上の基板テーブル（および（または）２
以上のマスク・テーブル）を有する形式のものとするこ
とができる。そのような「複数ステージ」の装置では、
追加テーブルは並列で使用されるか、または１以上のテ
ーブルが露光に使用されている間に他の１以上のテーブ
ルには準備段階を行うようにすることができる。例え
ば、米国特許第５９６９４４１号およびＷＯ９８／４０
７９１には２段ステージのリトグラフ装置が記載されて
おり、その記載内容全体は本明細書に援用される。
ンズ」と称するが、この用語は各種形式の投影系を包含
するものと広く解釈されねばならず、例えば屈折光学
系、反射光学系および反射屈折光学系が含まれる。放射
光系も、放射光の投影ビームの方向決め、形状決めまた
は制御のために、それらの何れかの設計形式に従って作
動する要素を含み、それらの要素も以下に集合的に、ま
たは一例として「レンズ」と称される。さらに、リトグ
ラフ装置は２以上の基板テーブル（および（または）２
以上のマスク・テーブル）を有する形式のものとするこ
とができる。そのような「複数ステージ」の装置では、
追加テーブルは並列で使用されるか、または１以上のテ
ーブルが露光に使用されている間に他の１以上のテーブ
ルには準備段階を行うようにすることができる。例え
ば、米国特許第５９６９４４１号およびＷＯ９８／４０
７９１には２段ステージのリトグラフ装置が記載されて
おり、その記載内容全体は本明細書に援用される。
【０００６】前述したような装置によるＩＣおよび他の
デバイスの製造は、格段に高い位置精度で一般に極めて
微細なミクロン未満のパターンの複製を必要とする。そ
のために、装置の様々な重大な部分（例えば基板テーブ
ルおよびマスク・テーブルのような部分）を偽動作、振
動、機械的衝撃その他を受けないように適当に隔絶する
ことが基本である。一般に、これは細心の注意をはらっ
て設計された計測フレーム、エアー・マウント、運動に
おける釣合錘およびダンパーのような測定装置を使用し
て達成できる。これらの装置は、その重大な部分を最も
望ましくない機械環境から隔絶するように作用する。し
かしながら、この測定装置は、例えば以下に挙げる望ま
しくない多くの影響を解消するには完全に有効であると
はいえない。すなわち、 １．露光時のレベリング作動による基板テーブルの振動 ２．焦点板マスキング・ブレードの動作によって生じる
振動 ３．空気シャワーの存在により生じる共鳴作用 ４．マスク・テーブルの動きにより生じる基板テーブル
の、またはこの半体の振動、および ５．基板テーブル上のシャワーの流れの影響。
デバイスの製造は、格段に高い位置精度で一般に極めて
微細なミクロン未満のパターンの複製を必要とする。そ
のために、装置の様々な重大な部分（例えば基板テーブ
ルおよびマスク・テーブルのような部分）を偽動作、振
動、機械的衝撃その他を受けないように適当に隔絶する
ことが基本である。一般に、これは細心の注意をはらっ
て設計された計測フレーム、エアー・マウント、運動に
おける釣合錘およびダンパーのような測定装置を使用し
て達成できる。これらの装置は、その重大な部分を最も
望ましくない機械環境から隔絶するように作用する。し
かしながら、この測定装置は、例えば以下に挙げる望ま
しくない多くの影響を解消するには完全に有効であると
はいえない。すなわち、 １．露光時のレベリング作動による基板テーブルの振動 ２．焦点板マスキング・ブレードの動作によって生じる
振動 ３．空気シャワーの存在により生じる共鳴作用 ４．マスク・テーブルの動きにより生じる基板テーブル
の、またはこの半体の振動、および ５．基板テーブル上のシャワーの流れの影響。
【０００７】これらの作用は比較的小さいが、ますます
高い装置解像度を生む必要性が高まるにつれて、ますま
す重要となってくる。また、それらは０．１５μｍ以下
の規模の限界寸法を有する大面積ＩＣの実現に対する実
質的な障害となる。
高い装置解像度を生む必要性が高まるにつれて、ますま
す重要となってくる。また、それらは０．１５μｍ以下
の規模の限界寸法を有する大面積ＩＣの実現に対する実
質的な障害となる。
【０００８】したがってＥＰ−０９６７５２５−Ａに
は、マスク・テーブル制御ループにフィードフォワード
制御として含めることで基板テーブルの位置誤差が補償
されるリトグラフ装置の基板テーブルおよびマスク・テ
ーブルの制御システムを備えることが提案されている。
特に、基板テーブルの誤差はローパス・フィルタ処理さ
れ、そのフィルタの出力がその後にマスク・テーブルの
設定値に加えられる。また２回微分され、マスク・テー
ブル質量を掛け算され、得られた力がマスク・テーブル
に与えられる。この提案は、マスク・テーブルおよび基
板テーブルの絶対位置が相対位置ほど重要でないという
事実に基づき、また基板テーブル誤差の修正がマスク・
テーブルのバンド幅を超えることを可能にする。しかし
ながら、この制御システムは性能に限界があり、その一
部は基板テーブル誤差の処理における不可避的な時間遅
延によって生じる。
は、マスク・テーブル制御ループにフィードフォワード
制御として含めることで基板テーブルの位置誤差が補償
されるリトグラフ装置の基板テーブルおよびマスク・テ
ーブルの制御システムを備えることが提案されている。
特に、基板テーブルの誤差はローパス・フィルタ処理さ
れ、そのフィルタの出力がその後にマスク・テーブルの
設定値に加えられる。また２回微分され、マスク・テー
ブル質量を掛け算され、得られた力がマスク・テーブル
に与えられる。この提案は、マスク・テーブルおよび基
板テーブルの絶対位置が相対位置ほど重要でないという
事実に基づき、また基板テーブル誤差の修正がマスク・
テーブルのバンド幅を超えることを可能にする。しかし
ながら、この制御システムは性能に限界があり、その一
部は基板テーブル誤差の処理における不可避的な時間遅
延によって生じる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題および課題を解決するた
めの手段】本発明の目的は、リトグラフ投影装置の例え
ばマスクであるパターン形成手段、および基板テーブル
である支持構造の改良された制御システムを提供するこ
とである。
めの手段】本発明の目的は、リトグラフ投影装置の例え
ばマスクであるパターン形成手段、および基板テーブル
である支持構造の改良された制御システムを提供するこ
とである。
【００１０】この目的および他の目的は、放射光の投影
ビームを形成する放射光系と、所望のパターンに従って
投影ビームをパターン化するように作用するパターン形
成手段を支持するための支持構造と、基板を保持する基
板テーブルと、基板のターゲット部分にパターン化した
ビームを投影する投影系と、パターン形成手段の平面に
実質的に平行な与えられた基準方向に支持構造を移動さ
せる第１の駆動手段と、支持構造の動きと同期するよう
に基準方向に平行に基板テーブルを移動させる第２の駆
動手段と、固定の基準点に対してパターン形成手段の瞬
間位置を決定する第１の測定手段と、固定の基準点に対
して基板テーブルの瞬間位置を決定する第２の測定手段
と、前記２つの位置の間の差に従って位置誤差信号を発
生するために、基板テーブルの測定瞬間位置と基板テー
ブルの所望の瞬間位置とを比較する手段とを含むリトグ
ラフ投影装置において、１以上のそれまでの位置誤差信
号に基づいて今後の位置誤差信号を発生し、また前記今
後の位置誤差信号を修正手段へ送る予測手段をさらに含
み、修正手段はそのような差を補償するようにパターン
形成手段の瞬間位置を調整するように作用することを特
徴とするリトグラフ投影装置によって達成される。
ビームを形成する放射光系と、所望のパターンに従って
投影ビームをパターン化するように作用するパターン形
成手段を支持するための支持構造と、基板を保持する基
板テーブルと、基板のターゲット部分にパターン化した
ビームを投影する投影系と、パターン形成手段の平面に
実質的に平行な与えられた基準方向に支持構造を移動さ
せる第１の駆動手段と、支持構造の動きと同期するよう
に基準方向に平行に基板テーブルを移動させる第２の駆
動手段と、固定の基準点に対してパターン形成手段の瞬
間位置を決定する第１の測定手段と、固定の基準点に対
して基板テーブルの瞬間位置を決定する第２の測定手段
と、前記２つの位置の間の差に従って位置誤差信号を発
生するために、基板テーブルの測定瞬間位置と基板テー
ブルの所望の瞬間位置とを比較する手段とを含むリトグ
ラフ投影装置において、１以上のそれまでの位置誤差信
号に基づいて今後の位置誤差信号を発生し、また前記今
後の位置誤差信号を修正手段へ送る予測手段をさらに含
み、修正手段はそのような差を補償するようにパターン
形成手段の瞬間位置を調整するように作用することを特
徴とするリトグラフ投影装置によって達成される。
【００１１】本発明によれば、従来技術の欠点を回避
し、基板テーブルおよびマスク・テーブルの間の高周波
同期誤差の３０〜５０％の向上が達成できる。予測は正
弦値に基づく予測であることが好ましく、この予測は位
置誤差信号の二次導関数を予測するようにすることが容
易にでき、これにより直接に加速誤差信号の基礎を与え
る。このような正弦値に基づく予測は、１以上の有限イ
ンパルス応答（ＦＩＲ）フィルタを使用して有利に実行
できる。
し、基板テーブルおよびマスク・テーブルの間の高周波
同期誤差の３０〜５０％の向上が達成できる。予測は正
弦値に基づく予測であることが好ましく、この予測は位
置誤差信号の二次導関数を予測するようにすることが容
易にでき、これにより直接に加速誤差信号の基礎を与え
る。このような正弦値に基づく予測は、１以上の有限イ
ンパルス応答（ＦＩＲ）フィルタを使用して有利に実行
できる。
【００１２】本発明の他の概念によれば、放射光感応物
質の層で少なくとも部分的に被覆された基板を形成する
段階と、放射光系を使用して放射光の投影ビームを形成
する段階と、横断面にパターンを有する投影ビームを与
えるためにパターン形成手段を使用する段階と、放射光
感応物質の層のターゲット部分にパターン化した放射光
ビームを投影する段階とを含み、前記投影段階が、パタ
ーン形成手段の平面に実質的に平行な与えられた基準方
向に、前記パターン形成手段を支持する支持構造を移動
させる副段階と、支持構造の動きと同期するように基板
テーブルを基準方向と平行に移動させる副段階と、固定
の基準点に対してマスク・テーブルの瞬間位置を決定す
る副段階と、固定の基準点に対して基板テーブルの瞬間
位置を決定する副段階と、前記２つの位置の間の差に従
って位置誤差信号を発生するように、基板テーブルの測
定瞬間位置と基板テーブルの所望の所定位置とを比較す
る副段階とを含むデバイス製造方法において、それまで
の１以上の位置誤差信号に基づいて今後の位置誤差を予
測し、そのような差を補償するようにマスク・テーブル
の瞬間位置を調整するさらなる段階を特徴とするデバイ
ス製造方法が提供される。
質の層で少なくとも部分的に被覆された基板を形成する
段階と、放射光系を使用して放射光の投影ビームを形成
する段階と、横断面にパターンを有する投影ビームを与
えるためにパターン形成手段を使用する段階と、放射光
感応物質の層のターゲット部分にパターン化した放射光
ビームを投影する段階とを含み、前記投影段階が、パタ
ーン形成手段の平面に実質的に平行な与えられた基準方
向に、前記パターン形成手段を支持する支持構造を移動
させる副段階と、支持構造の動きと同期するように基板
テーブルを基準方向と平行に移動させる副段階と、固定
の基準点に対してマスク・テーブルの瞬間位置を決定す
る副段階と、固定の基準点に対して基板テーブルの瞬間
位置を決定する副段階と、前記２つの位置の間の差に従
って位置誤差信号を発生するように、基板テーブルの測
定瞬間位置と基板テーブルの所望の所定位置とを比較す
る副段階とを含むデバイス製造方法において、それまで
の１以上の位置誤差信号に基づいて今後の位置誤差を予
測し、そのような差を補償するようにマスク・テーブル
の瞬間位置を調整するさらなる段階を特徴とするデバイ
ス製造方法が提供される。
【００１３】本明細書ではＩＣの製造における本発明の
装置の使用について特に記載するが、この装置は他に多
くの可能とされる適用例があることを十分に理解しなけ
ればならない。例えば、一体光学システム、磁気領域メ
モリの指示および検出パターン、液晶表示パネル、薄膜
磁気ヘッドなどの製造に使用できる。当業者はこのよう
な代替応用例に関して本明細書中の「焦点板」、「ウェ
ーハ」または「ダイ」の用語のいずれの使用も、より一
般的な「マスク」、「基板」および「ターゲット部分」
の用語でそれぞれ置き換えられることを認識するであろ
う。
装置の使用について特に記載するが、この装置は他に多
くの可能とされる適用例があることを十分に理解しなけ
ればならない。例えば、一体光学システム、磁気領域メ
モリの指示および検出パターン、液晶表示パネル、薄膜
磁気ヘッドなどの製造に使用できる。当業者はこのよう
な代替応用例に関して本明細書中の「焦点板」、「ウェ
ーハ」または「ダイ」の用語のいずれの使用も、より一
般的な「マスク」、「基板」および「ターゲット部分」
の用語でそれぞれ置き換えられることを認識するであろ
う。
【００１４】本明細書では、「放射光」および「ビー
ム」の用語は、紫外放射線（例えば３６５，２４８，１
９３，１５７または１２６ｎｍの波長）、および極紫外
線（ＥＵＶ）（例えば５〜２０ｎｍ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粒子ビーム
を含めて、あらゆる種類の電磁放射線を包含するものと
して使用されている。
ム」の用語は、紫外放射線（例えば３６５，２４８，１
９３，１５７または１２６ｎｍの波長）、および極紫外
線（ＥＵＶ）（例えば５〜２０ｎｍ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粒子ビーム
を含めて、あらゆる種類の電磁放射線を包含するものと
して使用されている。
【００１５】本発明の実施例が例を挙げて、添付の概略
図を参照して以下に説明される。
図を参照して以下に説明される。
【００１６】図面において、同じ符号は同じ部分を示
す。
す。
【００１７】
【実施例１】図１は本発明の特定の実施例によるリトグ
ラフ投影装置を模式的に示す。この装置は以下の要素を
含む。すなわち、放射光（例えば紫外線）の投影ビーム
ＰＢを供給する放射光系Ｅx ，ＩＬ。この特定の例で
は、放射光系は放射光源ＬＡも含む；マスクＭＡ（例え
ば焦点板）を保持するマスク・ホルダを備え、物品ＰＬ
に対してマスクを正確に位置決めするために第１の位置
決め手段に連結された第１の物体テーブル（マスク・テ
ーブル）ＭＴ；基板Ｗ（例えばレジストを被覆したシリ
コン・ウェーハ）を保持する基板ホルダを備え、物品Ｐ
Ｌに対して基板を正確に位置決めするために第２の位置
決め手段に連結された第２の物体テーブル（基板テーブ
ル）ＷＴ；基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば１以上の
ダイを含む）にマスクＭＡの照射部分の像を形成するた
めの投影系（「レンズ」）ＰＬ（例えば屈折レンズ
系）。ここに説明するように、この装置は透過形式（す
なわち、透過マスクを有する）による装置である。しか
しながら、一般に、例えば反射形式（反射マスクを備え
ている）による装置とすることもできる。これに代え
て、この装置は他の形式のパターン形成手段、例えば既
述の形式のプログラム可能ミラー・アレーを使用するこ
とができる。
ラフ投影装置を模式的に示す。この装置は以下の要素を
含む。すなわち、放射光（例えば紫外線）の投影ビーム
ＰＢを供給する放射光系Ｅx ，ＩＬ。この特定の例で
は、放射光系は放射光源ＬＡも含む；マスクＭＡ（例え
ば焦点板）を保持するマスク・ホルダを備え、物品ＰＬ
に対してマスクを正確に位置決めするために第１の位置
決め手段に連結された第１の物体テーブル（マスク・テ
ーブル）ＭＴ；基板Ｗ（例えばレジストを被覆したシリ
コン・ウェーハ）を保持する基板ホルダを備え、物品Ｐ
Ｌに対して基板を正確に位置決めするために第２の位置
決め手段に連結された第２の物体テーブル（基板テーブ
ル）ＷＴ；基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば１以上の
ダイを含む）にマスクＭＡの照射部分の像を形成するた
めの投影系（「レンズ」）ＰＬ（例えば屈折レンズ
系）。ここに説明するように、この装置は透過形式（す
なわち、透過マスクを有する）による装置である。しか
しながら、一般に、例えば反射形式（反射マスクを備え
ている）による装置とすることもできる。これに代え
て、この装置は他の形式のパターン形成手段、例えば既
述の形式のプログラム可能ミラー・アレーを使用するこ
とができる。
【００１８】放射光源ＬＡ（例えば水銀ランプまたは励
起レーザー）が放射光ビームを発生する。このビームは
直接に、または例えばビーム拡大器Ｅx のような調整手
段を通した後に照射系（照射装置）ＩＬに送られる。照
射装置ＩＬはビームの強度分布の外側および（または）
内側の半径方向範囲（一般にそれぞれσ外側およびσ内
側と称される）を設定する手段ＡＭを含む。さらに、一
般に他の各種の要素、例えば積分器ＩＮおよびコンデン
サＣＯを含む。このようにしてマスクＭＡに当たる投影
ビームＰＢがその横断面に望ましい強度分布を有するよ
うにする。
起レーザー）が放射光ビームを発生する。このビームは
直接に、または例えばビーム拡大器Ｅx のような調整手
段を通した後に照射系（照射装置）ＩＬに送られる。照
射装置ＩＬはビームの強度分布の外側および（または）
内側の半径方向範囲（一般にそれぞれσ外側およびσ内
側と称される）を設定する手段ＡＭを含む。さらに、一
般に他の各種の要素、例えば積分器ＩＮおよびコンデン
サＣＯを含む。このようにしてマスクＭＡに当たる投影
ビームＰＢがその横断面に望ましい強度分布を有するよ
うにする。
【００１９】図１において、放射光源ＬＡはリトグラフ
投影装置のハウジング内に位置しているが（放射光源Ｌ
Ａが例えば水銀ランプの場合にしばしば見られる）、リ
トグラフ投影装置から離して位置されることもでき、そ
れが発生する放射光ビームは装置へ導かれ（例えば適当
な方向決めミラーにより）、後者のシナリオは放射光源
ＬＡが励起レーザーの場合にしばしば見られるのであっ
て、本発明および特許請求の範囲はこれらの両方のシナ
リオを包含するということに留意しなければならない。
投影装置のハウジング内に位置しているが（放射光源Ｌ
Ａが例えば水銀ランプの場合にしばしば見られる）、リ
トグラフ投影装置から離して位置されることもでき、そ
れが発生する放射光ビームは装置へ導かれ（例えば適当
な方向決めミラーにより）、後者のシナリオは放射光源
ＬＡが励起レーザーの場合にしばしば見られるのであっ
て、本発明および特許請求の範囲はこれらの両方のシナ
リオを包含するということに留意しなければならない。
【００２０】投影ビームＰＢはその後に、マスク・テー
ブルＭＴに保持されたマスクＭＡで遮断される。マスク
ＭＡを横断すると、投影ビームＰＢはレンズＰＬを通過
し、このレンズが投影ビームＰＢの像を基板Ｗのターゲ
ット部分Ｃに形成する。第２の位置決め手段（および干
渉測定手段ＩＦ）により、基板テーブルＷＴは正確に移
動でき、例えば投影ビームＰＢの経路内に異なるターゲ
ット部分Ｃを位置決めすることができる。同様に、第１
の位置決め手段は、例えばマスク保管庫からマスクＭＡ
を機械的に取り出した後、またはスキャン時に、投影ビ
ームＰＢの経路に対してマスクＭＡを正確に位置決めす
るために使用できる。一般に、物体テーブルＭＴ，ＷＴ
の移動は長ストローク・モジュール（粗い位置決め）お
よび短ストローク・モジュール（微細な位置決め）によ
り実現され、これらのモジュールは図１に明確に示され
てはいない。しかしながらウェーハ・ステッパの場合
（ステップ−アンド−スキャン装置とは逆に）、マスク
・テーブルＭＴは短ストローク・アクチュエータに連結
するか、固定される。
ブルＭＴに保持されたマスクＭＡで遮断される。マスク
ＭＡを横断すると、投影ビームＰＢはレンズＰＬを通過
し、このレンズが投影ビームＰＢの像を基板Ｗのターゲ
ット部分Ｃに形成する。第２の位置決め手段（および干
渉測定手段ＩＦ）により、基板テーブルＷＴは正確に移
動でき、例えば投影ビームＰＢの経路内に異なるターゲ
ット部分Ｃを位置決めすることができる。同様に、第１
の位置決め手段は、例えばマスク保管庫からマスクＭＡ
を機械的に取り出した後、またはスキャン時に、投影ビ
ームＰＢの経路に対してマスクＭＡを正確に位置決めす
るために使用できる。一般に、物体テーブルＭＴ，ＷＴ
の移動は長ストローク・モジュール（粗い位置決め）お
よび短ストローク・モジュール（微細な位置決め）によ
り実現され、これらのモジュールは図１に明確に示され
てはいない。しかしながらウェーハ・ステッパの場合
（ステップ−アンド−スキャン装置とは逆に）、マスク
・テーブルＭＴは短ストローク・アクチュエータに連結
するか、固定される。
【００２１】図示装置は２つの異なるモードで使用でき
る。すなわち、 １．ステップ・モードでは、マスク・テーブルＭＴは基
本的に静止状態に保持され、マスク像全体が１回の動作
（すなわち１回の「フラッシュ」）でターゲット部分Ｃ
に投影される。その後基板テーブルＷＴがｘおよび（ま
たは）ｙ方向へ変位されて、別のターゲット部分Ｃが投
影ビームＰＢで照射できるようにされる。 ２．スキャン・モードでは、与えられたターゲット部分
Ｃが１回の「フラッシュ」で露光されるのではないこと
を除いて、基本的に同じシナリオが適用される。この代
わりに、マスク・テーブルＭＴは与えられた方向（いわ
ゆる「スキャン方向」、例えばｙ方向）へ速度ｖで移動
可能とされ、投影ビームＰＢがマスク像をスキャンし、
同時に基板テーブルＷＴは同方向または反対方向へ速度
Ｖ＝Ｍｖで移動される。ここで、ＭはレンズＰＬの倍率
（典型的にＭ＝１／４または１／５）である。このよう
に解像度で妥協することなく比較的大きなターゲット部
分Ｃを露光することができる。
る。すなわち、 １．ステップ・モードでは、マスク・テーブルＭＴは基
本的に静止状態に保持され、マスク像全体が１回の動作
（すなわち１回の「フラッシュ」）でターゲット部分Ｃ
に投影される。その後基板テーブルＷＴがｘおよび（ま
たは）ｙ方向へ変位されて、別のターゲット部分Ｃが投
影ビームＰＢで照射できるようにされる。 ２．スキャン・モードでは、与えられたターゲット部分
Ｃが１回の「フラッシュ」で露光されるのではないこと
を除いて、基本的に同じシナリオが適用される。この代
わりに、マスク・テーブルＭＴは与えられた方向（いわ
ゆる「スキャン方向」、例えばｙ方向）へ速度ｖで移動
可能とされ、投影ビームＰＢがマスク像をスキャンし、
同時に基板テーブルＷＴは同方向または反対方向へ速度
Ｖ＝Ｍｖで移動される。ここで、ＭはレンズＰＬの倍率
（典型的にＭ＝１／４または１／５）である。このよう
に解像度で妥協することなく比較的大きなターゲット部
分Ｃを露光することができる。
【００２２】図２は、本発明の第１の実施例による装置
に使用される制御システムの制御理論図を示す。上部の
ループはマスク・テーブル（または焦点板ステージ：Ｒ
Ｓ）を示しており、このループは機械的送り装置ＨRSお
よびコントローラＧRSで構成される。下部のループは基
板テーブル（またはウェーハ・ステージ：ＷＳ）であ
り、機械的送り装置ＨWSおよびコントローラＧWSで構成
される。マスク・テーブルは基板テーブルの設定値ＳＰ
Ｗの４倍の設定値ＳＰＲを受けるのに対し、その出力は
関連するＷＳ／ＲＳ誤差の単に１／４となり、パターン
像が倍率Ｍ＝１／４の投影系ＰＬで投影されたという事
実、およびマスク・テーブルが基板の速度の４倍の速度
でスキャンされるという事実を反映する。
に使用される制御システムの制御理論図を示す。上部の
ループはマスク・テーブル（または焦点板ステージ：Ｒ
Ｓ）を示しており、このループは機械的送り装置ＨRSお
よびコントローラＧRSで構成される。下部のループは基
板テーブル（またはウェーハ・ステージ：ＷＳ）であ
り、機械的送り装置ＨWSおよびコントローラＧWSで構成
される。マスク・テーブルは基板テーブルの設定値ＳＰ
Ｗの４倍の設定値ＳＰＲを受けるのに対し、その出力は
関連するＷＳ／ＲＳ誤差の単に１／４となり、パターン
像が倍率Ｍ＝１／４の投影系ＰＬで投影されたという事
実、およびマスク・テーブルが基板の速度の４倍の速度
でスキャンされるという事実を反映する。
【００２３】さらに以下に説明される予測装置１０によ
り、基板テーブルの誤差ｅWSがマスク・テーブルの設定
値ＳＰＲに加えられ、ＷＳ加速誤差が生じる。この誤差
はマスク・テーブル・コントローラＧRSの出力と組み合
わされて特別な力が発生し、この力はマスク・ステージ
に与えられるとＷＳの４倍の加速を与える。それ自体に
与えられた場合には、マスク・テーブル・コントローラ
ＧRSはこの力を外乱とみなし、フィードフォワードの作
用を減じるように作用または試みる。マスク・テーブル
の設定値へ予測基板テーブル誤差を付加的に送ることに
より、この問題は解決される。ここで、マスク・テーブ
ルが送りｌ／ｍｓ2として特別なフィードフォワード力
に反応するならば、マスク・ステージ誤差ｅRSはゼロを
保ち、したがってマスク・ステージ・コントローラは特
別な力の注入に「気づかない」ままとされる。
り、基板テーブルの誤差ｅWSがマスク・テーブルの設定
値ＳＰＲに加えられ、ＷＳ加速誤差が生じる。この誤差
はマスク・テーブル・コントローラＧRSの出力と組み合
わされて特別な力が発生し、この力はマスク・ステージ
に与えられるとＷＳの４倍の加速を与える。それ自体に
与えられた場合には、マスク・テーブル・コントローラ
ＧRSはこの力を外乱とみなし、フィードフォワードの作
用を減じるように作用または試みる。マスク・テーブル
の設定値へ予測基板テーブル誤差を付加的に送ることに
より、この問題は解決される。ここで、マスク・テーブ
ルが送りｌ／ｍｓ2として特別なフィードフォワード力
に反応するならば、マスク・ステージ誤差ｅRSはゼロを
保ち、したがってマスク・ステージ・コントローラは特
別な力の注入に「気づかない」ままとされる。
【００２４】予測装置１０の詳細は図５〜図７を参照し
て以下に説明する。予測装置１０は予測すべき信号にお
ける限られた数の主周波数を仮定する正弦値適用方法に
よる予測を使用する。基板テーブルの位置誤差ｅWSはｍ
個の正弦値で構成され、振幅および位相は未知数である
が、周波数は以下のように既知であると仮定する。
て以下に説明する。予測装置１０は予測すべき信号にお
ける限られた数の主周波数を仮定する正弦値適用方法に
よる予測を使用する。基板テーブルの位置誤差ｅWSはｍ
個の正弦値で構成され、振幅および位相は未知数である
が、周波数は以下のように既知であると仮定する。
【数１】
【００２５】さらに、データを当てはめるために過去の
ｎ個のサンプルが使用されると仮定する。２つの主周波
数ｆ1およびｆ2により、以下の式が得られる。
ｎ個のサンプルが使用されると仮定する。２つの主周波
数ｆ1およびｆ2により、以下の式が得られる。
【数２】
【数３】
【００２６】したがって、ｎ＞４に関しては未知数より
も式の数が多い過重決定（over-determined）システム
が生じる。最小自乗法を使用して、ａ1，ａ2，ｂ1，ｂ2
は解ける。ｎ＝４に関しては、４つの未知数を有する４
つの式が生じ、これらは上記行列式を逆転（invertin
g） することで解析的に解ける。したがって、オンライ
ン予測の状態では、各サンプルで上記４×４の行列式を
作り、逆転し、予測すべきデータの最後の４つのサンプ
ルを含むｙベクトルを掛け算しなければならない。得ら
れた係数ａ，ｂはその後に次のサンプルｔ0におけるｙ
値を予測することに使用できる。すなわち、
も式の数が多い過重決定（over-determined）システム
が生じる。最小自乗法を使用して、ａ1，ａ2，ｂ1，ｂ2
は解ける。ｎ＝４に関しては、４つの未知数を有する４
つの式が生じ、これらは上記行列式を逆転（invertin
g） することで解析的に解ける。したがって、オンライ
ン予測の状態では、各サンプルで上記４×４の行列式を
作り、逆転し、予測すべきデータの最後の４つのサンプ
ルを含むｙベクトルを掛け算しなければならない。得ら
れた係数ａ，ｂはその後に次のサンプルｔ0におけるｙ
値を予測することに使用できる。すなわち、
【数４】
【００２７】行列が平方（ｎ＝２ｍ）である場合の計算
的に一層効率的なやり方は、時間目盛の良好な選択にあ
る。時間目盛は予測目標時間の瞬時においてｔが０と定
められるようにシフトされる。したがって時間目盛は各
サンプルをシフトさせる。このサンプルｙ（ｔ1）は、
それがｔ＝−Ｔsの時間目盛の点に属し、ｙ（ｔ2）がｔ
＝−２Ｔsに属し、以下同様に属するするならば、ｙ
（ｔ1）がこのアルゴリズムに代入される。時間目盛を
絶対値に保つ理由は全くなく、またこの場合には各サン
プルでシフトして、予測値の瞬時が目盛のｔ＝０と一致
させるようにすることが有利である。この場合、 １．Ａ行列は一定となり、オフラインで構成され、逆転
されることができる。 ２．予測値を求めるには、単にｂ1，ｂ2を加えることだ
けを必要とする。何故ならその後の１つのサンプルの瞬
時はｔ＝０だからである。
的に一層効率的なやり方は、時間目盛の良好な選択にあ
る。時間目盛は予測目標時間の瞬時においてｔが０と定
められるようにシフトされる。したがって時間目盛は各
サンプルをシフトさせる。このサンプルｙ（ｔ1）は、
それがｔ＝−Ｔsの時間目盛の点に属し、ｙ（ｔ2）がｔ
＝−２Ｔsに属し、以下同様に属するするならば、ｙ
（ｔ1）がこのアルゴリズムに代入される。時間目盛を
絶対値に保つ理由は全くなく、またこの場合には各サン
プルでシフトして、予測値の瞬時が目盛のｔ＝０と一致
させるようにすることが有利である。この場合、 １．Ａ行列は一定となり、オフラインで構成され、逆転
されることができる。 ２．予測値を求めるには、単にｂ1，ｂ2を加えることだ
けを必要とする。何故ならその後の１つのサンプルの瞬
時はｔ＝０だからである。
【００２８】１つのサンプルの予測値を求めることは、
その後、実際に３次の有限インパルス応答（ＦＩＲ）フ
ィルタを計算することに集約される。すなわち、
その後、実際に３次の有限インパルス応答（ＦＩＲ）フ
ィルタを計算することに集約される。すなわち、
【数５】
ｃijはＡ-1の（ｉ，ｊ）次の係数である。
【００２９】図３Ａおよび図３Ｂはｎの各々の値に関す
るこの予測装置の周波数応答におけるそれぞれ強さおよ
び位相を示す。１０７Ｈｚおよび１８５Ｈｚでは、選ん
だ予測周波数ｆ1，ｆ2、振幅、および位相は常に正確で
ある（予測は正確である）。他の周波数では、結果を定
義できないが、ｎ＝４（最少）に関しては結果は良好で
ある。
るこの予測装置の周波数応答におけるそれぞれ強さおよ
び位相を示す。１０７Ｈｚおよび１８５Ｈｚでは、選ん
だ予測周波数ｆ1，ｆ2、振幅、および位相は常に正確で
ある（予測は正確である）。他の周波数では、結果を定
義できないが、ｎ＝４（最少）に関しては結果は良好で
ある。
【００３０】行列Ａの右側に１’を含むコラム・ベクト
ルを加えることにより、また係数ａ，ｂを含むベクトル
に１つのオフセット係数ｃを加えることにより、ＤＣゲ
インは１に強制できることが認識されるであろう。信号
ｙはその後ＤＣ要素を含むと仮定される。すなわち、
ルを加えることにより、また係数ａ，ｂを含むベクトル
に１つのオフセット係数ｃを加えることにより、ＤＣゲ
インは１に強制できることが認識されるであろう。信号
ｙはその後ＤＣ要素を含むと仮定される。すなわち、
【数６】
ｎはその後２ｍ＋１の最小値となされねばならない。
【００３１】また、これ以上の基礎正弦値の選定は大き
なｎを必要とし、これは一般に好ましいと言えない振幅
／位相の挙動をもたらす。さらに、予測範囲は任意の値
を有すことができ、サンプルの全数に制限されることは
ない。これは時間目盛をシフトすることで達成される。
なｎを必要とし、これは一般に好ましいと言えない振幅
／位相の挙動をもたらす。さらに、予測範囲は任意の値
を有すことができ、サンプルの全数に制限されることは
ない。これは時間目盛をシフトすることで達成される。
【００３２】この実行は図２に示されている。予測装置
は基板テーブル位置誤差を受け取り、選ばれた予測周波
数に基づいて今後の１つのサンプルの値を予測する。予
測装置は４次の有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタ
（２つの予測周波数＋１つのＤＣ要素）として実現され
る。予測装置の出力は、ブロック「ＨFilter」で示され
る１以上の通常フィルタによって周波数領域で浄化され
る。ＨFilterの出力は、−４のゲインを有するローパス
・フィルタ１４で濾波され、マスク・テーブルの設定値
ＳＰＲに加えられる。また、ＨFilterの出力は２回微分
され、マスク・テーブル質量ｍを掛け算され、ローパス
・フィルタ１４と同じ特性を有すローパス・フィルタ１
６で濾波され、そしてマスク・テーブル・コントローラ
の出力に加えられる。
は基板テーブル位置誤差を受け取り、選ばれた予測周波
数に基づいて今後の１つのサンプルの値を予測する。予
測装置は４次の有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタ
（２つの予測周波数＋１つのＤＣ要素）として実現され
る。予測装置の出力は、ブロック「ＨFilter」で示され
る１以上の通常フィルタによって周波数領域で浄化され
る。ＨFilterの出力は、−４のゲインを有するローパス
・フィルタ１４で濾波され、マスク・テーブルの設定値
ＳＰＲに加えられる。また、ＨFilterの出力は２回微分
され、マスク・テーブル質量ｍを掛け算され、ローパス
・フィルタ１４と同じ特性を有すローパス・フィルタ１
６で濾波され、そしてマスク・テーブル・コントローラ
の出力に加えられる。
【００３３】
【実施例２】図４に示され、それ以外は第１の実施例と
同じである本発明の第２の実施例によれば、予測装置は
次式によって二次導関数を予測するのに使用される。す
なわち、
同じである本発明の第２の実施例によれば、予測装置は
次式によって二次導関数を予測するのに使用される。す
なわち、
【数７】
したがって、唯一の差は有限インパルス応答（ＦＩＲ）
フィルタの決定にある。
フィルタの決定にある。
【００３４】低い周波数には特別な注意を払わねばなら
ない。図７Ａおよび図７Ｂは、第１の実施例と同じ周波
数、すなわち１０７Ｈｚおよび１８５Ｈｚを使用したと
きの二次導関数の予測値の応答を示す。１０７Ｈｚ以下
では、強さは平坦となる一方、ａ＋２の勾配を要求され
ることが見られる。この挙動を改修するために、１ラジ
アン／秒の非常に低い周波数が基礎周波数に含められ、
図７Ａおよび図７Ｂに示されるように低い周波数に対し
て適正に応答するように矯正する。０のＤＣゲインの導
入はここでは助けにならない。何故なら、これは＋１の
勾配でも達成できるからである。したがって、低いが０
でない正確な基礎周波数が要求される。費用は、再び述
べるが大きな高周波ゲインにかかる。
ない。図７Ａおよび図７Ｂは、第１の実施例と同じ周波
数、すなわち１０７Ｈｚおよび１８５Ｈｚを使用したと
きの二次導関数の予測値の応答を示す。１０７Ｈｚ以下
では、強さは平坦となる一方、ａ＋２の勾配を要求され
ることが見られる。この挙動を改修するために、１ラジ
アン／秒の非常に低い周波数が基礎周波数に含められ、
図７Ａおよび図７Ｂに示されるように低い周波数に対し
て適正に応答するように矯正する。０のＤＣゲインの導
入はここでは助けにならない。何故なら、これは＋１の
勾配でも達成できるからである。したがって、低いが０
でない正確な基礎周波数が要求される。費用は、再び述
べるが大きな高周波ゲインにかかる。
【００３５】図８は、この設計技術によって得られた有
限インパルス応答フィルタの個々の極およびゼロ位置を
示す。簡単な２回微分値はｚ≠１の位置に２つの０位置
を有し、また２つの極をｚ＝０の位置に有する。正弦値
適用の予測装置は、３組の極／０位置を戦略的な位置に
形成する。このフィルタは時間の継続する対向部分を有
さないことに留意すべきである。
限インパルス応答フィルタの個々の極およびゼロ位置を
示す。簡単な２回微分値はｚ≠１の位置に２つの０位置
を有し、また２つの極をｚ＝０の位置に有する。正弦値
適用の予測装置は、３組の極／０位置を戦略的な位置に
形成する。このフィルタは時間の継続する対向部分を有
さないことに留意すべきである。
【００３６】この実行は図４に示されている。基板テー
ブル位置誤差はブロックＨFilterを通して送られ、この
フィルタが基板テーブル位置誤差に存在する特別な周波
数で位相を浄化する。ＨFilterの出力は−４のゲインを
有するローパス・フィルタ１４で濾波され、マスク・テ
ーブルの設定値ＳＰＲに加えられる。また、ＨFilterの
出力は加速誤差予測装置へ送られ、その装置が今後の基
板テーブルの加速誤差を予測する。予測装置は５次の有
限インパルス応答フィルタとして実行される（３つの予
測周波数があり、正しい低周波の挙動を強制するために
１つの周波数は非常に低く保持される）。予測装置の出
力はマスク・テーブル質量ｍで掛け算され、ローパス・
フィルタ１４と同じ特性を有するローパス・フィルタ１
６で濾波され、マスク・テーブル・コントローラの出力
に加えられる。
ブル位置誤差はブロックＨFilterを通して送られ、この
フィルタが基板テーブル位置誤差に存在する特別な周波
数で位相を浄化する。ＨFilterの出力は−４のゲインを
有するローパス・フィルタ１４で濾波され、マスク・テ
ーブルの設定値ＳＰＲに加えられる。また、ＨFilterの
出力は加速誤差予測装置へ送られ、その装置が今後の基
板テーブルの加速誤差を予測する。予測装置は５次の有
限インパルス応答フィルタとして実行される（３つの予
測周波数があり、正しい低周波の挙動を強制するために
１つの周波数は非常に低く保持される）。予測装置の出
力はマスク・テーブル質量ｍで掛け算され、ローパス・
フィルタ１４と同じ特性を有するローパス・フィルタ１
６で濾波され、マスク・テーブル・コントローラの出力
に加えられる。
【００３７】図５Ａおよび図５Ｂは本発明の予測装置で
得られる改良を示す。図５Ａおよび図５Ｂは、ａ）最適
な通常フィルタを備えない従来構造（実線）、ｂ）最適
な通常フィルタを備えた従来技術（長い点線）、および
ｃ）本発明の実施例（短い点線）、に関する送り関数ｙ
rs／ｅwsの強さおよび位相を示している。予測装置を使
用した本発明の送り関数は、関連する３００Ｈｚ以下の
周波数全体に関して、図５Ａの強さ＝１、および図５Ｂ
の位相遅れが０の理想値に最も近いことが見られるであ
ろう。フィードスルー（feedthrough）係数ｅWR／ｅWS
は図６に示されている。同図で、０が理想値であり、１
未満の値は改良を示し、１を超える値は悪化を示す。本
発明の予測の導入は、それ程重要でない高周波数におい
て費用が幾分増大するが、従来技術に比べて３５０Ｈｚ
までの周波数にてフィードスルー係数を改善することが
分かるであろう。
得られる改良を示す。図５Ａおよび図５Ｂは、ａ）最適
な通常フィルタを備えない従来構造（実線）、ｂ）最適
な通常フィルタを備えた従来技術（長い点線）、および
ｃ）本発明の実施例（短い点線）、に関する送り関数ｙ
rs／ｅwsの強さおよび位相を示している。予測装置を使
用した本発明の送り関数は、関連する３００Ｈｚ以下の
周波数全体に関して、図５Ａの強さ＝１、および図５Ｂ
の位相遅れが０の理想値に最も近いことが見られるであ
ろう。フィードスルー（feedthrough）係数ｅWR／ｅWS
は図６に示されている。同図で、０が理想値であり、１
未満の値は改良を示し、１を超える値は悪化を示す。本
発明の予測の導入は、それ程重要でない高周波数におい
て費用が幾分増大するが、従来技術に比べて３５０Ｈｚ
までの周波数にてフィードスルー係数を改善することが
分かるであろう。
【００３８】上述したようにフィードスルー機構の効果
が図５Ａ、図５Ｂ、図６に示されている。ｅWSの主周波
数において、大きな高周波ゲインの費用はかかるが、フ
ィードスルー係数は非常に改良された。
が図５Ａ、図５Ｂ、図６に示されている。ｅWSの主周波
数において、大きな高周波ゲインの費用はかかるが、フ
ィードスルー係数は非常に改良された。
【００３９】移動平均（ＭＡ）および移動標準偏差（Ｍ
ＳＤ）の結果がテーブルに示されており、この表はリー
ド−ラグ・フィルタのみを使用した最良の結果も含む。
ＳＤ）の結果がテーブルに示されており、この表はリー
ド−ラグ・フィルタのみを使用した最良の結果も含む。
【表１】
【００４０】
【実施例３】本発明の第３の実施例では、それ以外は第
１の実施例と同じであるが、正弦的予測装置はそれまで
のデータ点の多項式外挿法（polynomial extrapolatio
n）に基づく予測装置で置き換えられている。
１の実施例と同じであるが、正弦的予測装置はそれまで
のデータ点の多項式外挿法（polynomial extrapolatio
n）に基づく予測装置で置き換えられている。
【００４１】細心のｎ個のサンプルに基づいて、多項式
が適合でき（最大次数は（ｎ−１）である）、これが次
のサンプルに対する外挿に使用できる。基本例は図９に
示される。ここで、細心の４個のサンプルが実線を当て
はめるために使用され、この実線が次のサンプルの予測
に使用される。
が適合でき（最大次数は（ｎ−１）である）、これが次
のサンプルに対する外挿に使用できる。基本例は図９に
示される。ここで、細心の４個のサンプルが実線を当て
はめるために使用され、この実線が次のサンプルの予測
に使用される。
【００４２】経験によれば、過去のデータ位置の最少要
求数よりも多くを使用することが有効でないと示されて
いる。より多くの位置は望ましくない位相の遅れをもた
らす。したがって、過去においてｎ個の位置を使用した
ならば、（ｎ−１）次の多項式の使用が最善である。図
１０Ａおよび図１０Ｂはｎの各値に関する周波数応答を
示す。３次多項式は約３００Ｈｚまで平坦であり、それ
以上では大きなゲインが生じることが見られる。多項式
の字数を多くすればするほど、位相の利益が良くなる
が、高周波ゲインも大きくなる。これは一般的に正し
く、大きな位相の利点は望ましくない高周波ゲインと組
み合っている。
求数よりも多くを使用することが有効でないと示されて
いる。より多くの位置は望ましくない位相の遅れをもた
らす。したがって、過去においてｎ個の位置を使用した
ならば、（ｎ−１）次の多項式の使用が最善である。図
１０Ａおよび図１０Ｂはｎの各値に関する周波数応答を
示す。３次多項式は約３００Ｈｚまで平坦であり、それ
以上では大きなゲインが生じることが見られる。多項式
の字数を多くすればするほど、位相の利益が良くなる
が、高周波ゲインも大きくなる。これは一般的に正し
く、大きな位相の利点は望ましくない高周波ゲインと組
み合っている。
【００４３】本発明の特定の実施例が上述で説明された
が、本発明は記載した以外の方法で実現できることが認
識されるであろう。例えば、本発明は逆に適用すること
ができる、すなわちパターン形成手段（例えばマスク・
テーブル）の位置誤差が予測されて基板テーブルのコン
トローラに送られることができる。この記載は本発明を
制限することを意図するものではない。
が、本発明は記載した以外の方法で実現できることが認
識されるであろう。例えば、本発明は逆に適用すること
ができる、すなわちパターン形成手段（例えばマスク・
テーブル）の位置誤差が予測されて基板テーブルのコン
トローラに送られることができる。この記載は本発明を
制限することを意図するものではない。
【図１】本発明の実施例によるリトグラフ投影装置を示
す。
す。
【図２】本発明の第１の実施例での実行に適した制御理
論回路を示す。
論回路を示す。
【図３】図３Ａおよび図３Ｂは本発明の第１の実施例に
使用された正弦的外挿予測装置の送り関数の強さおよび
位相のグラフである。
使用された正弦的外挿予測装置の送り関数の強さおよび
位相のグラフである。
【図４】本発明の第２の実施例での実行に適した制御理
論回路である。
論回路である。
【図５】図５Ａおよび図５Ｂは本発明による制御システ
ム、および２つの従来技術の制御システムの送り関数の
強さおよび位相のグラフである。
ム、および２つの従来技術の制御システムの送り関数の
強さおよび位相のグラフである。
【図６】本発明による制御システムおよび２つの従来技
術の制御システムのフィードスルー係数のグラフであ
る。
術の制御システムのフィードスルー係数のグラフであ
る。
【図７】本発明の第２の実施例に使用された正弦値に基
づく二次導関数の予測装置の送り関数の強さおよび位相
のグラフである。
づく二次導関数の予測装置の送り関数の強さおよび位相
のグラフである。
【図８】本発明の第２の実施例に使用された二次導関数
の予測装置の極ゼロ・マップである。
の予測装置の極ゼロ・マップである。
【図９】多項式外挿法を示すために使用されたグラフで
ある。
ある。
【図１０】図１０Ａおよび図１０Ｂは本発明の第３の実
施例に使用された多項式外挿法の予測装置の送り関数の
強さおよび位相のグラフである。
施例に使用された多項式外挿法の予測装置の送り関数の
強さおよび位相のグラフである。
ＩＬ 放射光系すなわち照射装置
ＬＡ 放射光源
ＰＢ 投影ビーム
ＭＴ マスク・テーブル
ＭＡ マスク
ＰＬ 投影系
ＷＴ 基板テーブル
Ｗ 基板
Ｃ ターゲット部分
ＣＯ コンデンサ
ＡＭ 手段
ＩＮ 積分器
ＨRS，ＨWS 機械的送り装置
ＧRS，ＧWS コントローラ
ＷＳウェーハ・ステージ
１０ 予測装置
１４，１６ ローパス・フィルタ
Claims (11)
- 【請求項１】 放射光の投影ビームを形成する放射光系
と、 所望のパターンに従って投影ビームをパターン化するよ
うに作用するパターン形成手段を支持するための支持構
造と、 基板を保持する基板テーブルと、 基板のターゲット部分にパターン化したビームを投影す
る投影系と、 パターン形成手段の平面に実質的に平行な与えられた基
準方向に支持構造を移動させる第１の駆動手段と、 支持構造の動きと同期するように基準方向に平行に基板
テーブルを移動させる第２の駆動手段と、 固定の基準点に対してパターン形成手段の瞬間位置を決
定する第１の測定手段と、 固定の基準点に対して基板テーブルの瞬間位置を決定す
る第２の測定手段と、 前記２つの位置の間の差に従って位置誤差信号を発生す
るために、基板テーブルの測定瞬間位置と基板テーブル
の所望の瞬間位置とを比較する手段と、を含むリトグラ
フ投影装置において、 １以上のそれまでの位置誤差信号に基づいて今後の位置
誤差信号を発生し、また前記今後の位置誤差信号を修正
手段へ送る予測手段をさらに含み、修正手段はそのよう
な差を補償するようにパターン形成手段の瞬間位置を調
整するように作用することを特徴とするリトグラフ投影
装置。 - 【請求項２】 前記予測手段が前記位置誤差信号の第１
の、または高次の導関数を予測するようになっている請
求項１に記載された装置。 - 【請求項３】 前記予測手段が位置誤差信号のそれまで
のｎ個のサンプルを基に作用する正弦的予測器を含む請
求項１または請求項２に記載された器装置。 - 【請求項４】 前記予測手段が位置誤差信号のそれまで
のｎ個のサンプルを基に多項式の予測を行うようになっ
ている請求項１または請求項２に記載された装置。 - 【請求項５】 前記予測手段が有限インパルス応答フィ
ルタを含む請求項３または請求項４に記載された装置。 - 【請求項６】 ｎが完全かつ十分な設定を得るために必
要な最小値である請求項３または請求項４に記載された
装置。 - 【請求項７】 支持構造がマスクを保持するマスク・テ
ーブルを含む請求項１から請求項６までのいずれか一項
に記載された装置。 - 【請求項８】 放射光系が放射光源を含む請求項１から
請求項７までのいずれか一項に記載された装置。 - 【請求項９】 放射光の投影ビームを形成する放射光系
と、 所望のパターンに従って投影ビームをパターン化するよ
うに作用するパターン形成手段を支持するための支持構
造と、 基板を保持する基板テーブルと、 基板のターゲット部分にパターン化したビームを投影す
る投影系と、 パターン形成手段の平面に実質的に平行な与えられた基
準方向に支持構造を移動させる第１の駆動手段と、 支持構造の動きと同期するように基準方向に平行に基板
テーブルを移動させる第２の駆動手段と、 固定の基準点に対してパターン形成手段の瞬間位置を決
定する第１の測定手段と、 固定の基準点に対して基板テーブルの瞬間位置を決定す
る第２の測定手段と、 前記２つの位置の間の差に従って位置誤差信号を発生す
るために、パターン形成手段の測定瞬間位置とパターン
形成手段の所望の瞬間位置とを比較する手段と、を含む
リトグラフ投影装置において、 １以上のそれまでの位置誤差信号に基づいて今後の位置
誤差信号を発生し、また前記今後の位置誤差信号を修正
手段へ送る予測手段をさらに含み、修正手段はそのよう
な差を補償するように基板テーブルの瞬間位置を調整す
るように作用することを特徴とするリトグラフ投影装
置。 - 【請求項１０】 放射光感応物質の層で少なくとも部分
的に被覆された基板を形成する段階と、 放射光系を使用して放射光の投影ビームを形成する段階
と、 横断面にパターンを有する投影ビームを与えるためにパ
ターン形成手段を使用する段階と、 放射光感応物質の層のターゲット部分にパターン化した
放射光ビームを投影する段階とを含み、前記投影段階
が、 パターン形成手段の平面に実質的に平行な与えられた基
準方向に、前記パターン形成手段を支持する支持構造を
移動させる副段階と、 支持構造の動きと同期するように基板テーブルを基準方
向と平行に移動させる副段階と、 固定の基準点に対してマスク・テーブルの瞬間位置を決
定する副段階と、 固定の基準点に対して基板テーブルの瞬間位置を決定す
る副段階と、 前記２つの位置の間の差に従って位置誤差信号を発生す
るように、基板テーブルの測定瞬間位置と基板テーブル
の所望の所定位置とを比較する副段階と、を含むデバイ
ス製造方法において、それまでの１以上の位置誤差信号
に基づいて今後の位置誤差を予測し、そのような差を補
償するようにマスク・テーブルの瞬間位置を調整するさ
らなる段階を特徴とするデバイス製造方法。 - 【請求項１１】 請求項１０の方法に従って製造された
デバイス。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP01304950A EP1265104A1 (en) | 2001-06-06 | 2001-06-06 | Lithographic apparatus, device manufacturing method, and device manufactured thereby |
| EP01304950.7 | 2001-06-06 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003115450A true JP2003115450A (ja) | 2003-04-18 |
| JP3944425B2 JP3944425B2 (ja) | 2007-07-11 |
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ID=8182011
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002201958A Expired - Fee Related JP3944425B2 (ja) | 2001-06-06 | 2002-06-06 | リトグラフ装置及びデバイス製造方法 |
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| EP (1) | EP1265104A1 (ja) |
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| KR (1) | KR100563833B1 (ja) |
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| JP2006179927A (ja) * | 2004-12-23 | 2006-07-06 | Asml Netherlands Bv | リソグラフィ装置及びデバイス製造方法 |
| JP2007173808A (ja) * | 2005-12-22 | 2007-07-05 | Asml Netherlands Bv | リソグラフィ装置およびデバイス製造方法 |
| JP2008199020A (ja) * | 2007-02-15 | 2008-08-28 | Asml Netherlands Bv | リソグラフィ装置およびデバイス製造方法 |
| JP2009152604A (ja) * | 2007-12-19 | 2009-07-09 | Asml Netherlands Bv | 位置決めデバイスのためのコントローラ、位置決めデバイスを制御する方法、位置決めデバイスおよび位置決めデバイスを備えるリソグラフィ装置 |
| JP2010278416A (ja) * | 2009-01-22 | 2010-12-09 | Asml Netherlands Bv | 可動オブジェクトの制御位置の位置量を制御する制御システム、リソグラフィ装置および方法 |
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| TWI243291B (en) * | 2003-05-13 | 2005-11-11 | Asml Netherlands Bv | Control system, lithographic apparatus, device manufacturing method, and device manufactured thereby |
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| US7403265B2 (en) * | 2005-03-30 | 2008-07-22 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus and device manufacturing method utilizing data filtering |
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| US8049865B2 (en) * | 2006-09-18 | 2011-11-01 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic system, device manufacturing method, and mask optimization method |
| US7847919B2 (en) * | 2007-03-29 | 2010-12-07 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus having feedthrough control system |
| US7804579B2 (en) | 2007-06-21 | 2010-09-28 | Asml Netherlands B.V. | Control system, lithographic projection apparatus, method of controlling a support structure, and a computer program product |
| JP5235707B2 (ja) * | 2009-02-03 | 2013-07-10 | キヤノン株式会社 | 制御装置 |
| NL2007633A (en) | 2010-11-22 | 2012-05-23 | Asml Netherlands Bv | A positioning system, a lithographic apparatus and a method for positional control. |
| KR101885749B1 (ko) * | 2013-12-20 | 2018-08-06 | 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. | 리소그래피 장치 및 디바이스 제조 방법 |
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| JPH08293459A (ja) * | 1995-04-21 | 1996-11-05 | Nikon Corp | ステージ駆動制御方法及びその装置 |
| JP3352286B2 (ja) * | 1995-07-13 | 2002-12-03 | キヤノン株式会社 | 位置制御方法及び装置並びにそれを使用した半導体製造装置 |
| US5907392A (en) * | 1995-07-20 | 1999-05-25 | Nikon Corporation | Exposure apparatus |
| US5940789A (en) * | 1996-05-17 | 1999-08-17 | Nikon Corporation | Stage control method and apparatus with varying stage controller parameter |
| TW394862B (en) * | 1998-06-23 | 2000-06-21 | Asm Lithography Bv | Lithographic projection apparatus |
| EP0967525B1 (en) * | 1998-06-23 | 2005-11-16 | ASML Netherlands B.V. | Lithographic projection apparatus |
-
2001
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-
2002
- 2002-06-05 KR KR1020020031674A patent/KR100563833B1/ko not_active IP Right Cessation
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- 2002-06-06 US US10/163,161 patent/US6727977B2/en not_active Expired - Fee Related
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