JP7038666B2 - 測定システム、較正方法、リソグラフィ装置及びポジショナ - Google Patents

測定システム、較正方法、リソグラフィ装置及びポジショナ Download PDF

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Description

関連出願の相互参照
本願は、２０１６年４月２６日出願の欧州出願第１６１６７０５５．９号の優先権を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本発明は測定システム、こうした測定システムのための較正方法、こうした測定システムを備えるリソグラフィ装置、リソグラフィ装置の基板テーブルを位置決めするためのポジショナ、及びこうしたポジショナを備えるリソグラフィ装置に関する。
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、順次パターンが付与される隣接したターゲット部分のネットワークを含んでいる。従来のリソグラフィ装置は、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。
パターンを基板のターゲット部分に正確に転写するために、リソグラフィ装置は、パターンの転写に関連付けられた異なるパラメータを測定するための測定システムを備え、測定システムの出力を使用して、リソグラフィ装置の確度を向上させるために誤差及び偏差を補償することが可能である。
測定されるパラメータの例は、リソグラフィ装置の投影システムの収差、及び基板に対するパターン付き放射ビームの位置決めである。測定システムのうちのいくつかは、投影システムに対して基板を位置決めするように構成されたポジショナ上に提供される。ポジショナが、基板テーブルの粗動位置決めのためのロングストロークモジュール及び基板テーブルの微動位置決めのためのショートストロークモジュールを備える場合、測定システムは通常、ショートストロークモジュール上に提供される。
それらの欠点は、基板近くの容易に冷却できない場所で、測定システムが熱を発生させることである。その結果、熱ドリフト、安定性不良、及び／又は、低い信号対雑音レベルを生じさせる可能性があり、また、ショートストロークモジュールの位置確度に影響を与える可能性、及び、電力損失が増加したときに、例えば、より多くのチャネルへの拡張及びデジタル信号処理の結果として、基板を望ましくなく加熱する可能性さえもある。
加熱問題が低減された改良測定システムを提供することが望ましい。
本発明の一態様に従い、リソグラフィ装置の投影システムのための測定システムが提供され、投影システムはパターン付き放射ビームを投影するように構成され、測定システムは、
センサプレートと、
ディテクタエリアのアレイを備えるディテクタと、
ランダムに順序付けされた光ファイババンドルと、
投影システムによって投影されるパターン付き放射ビームにおいてセンサプレートを位置決めするためのポジショナと、
センサプレートの位置決めを制御するため及びディテクタの出力から測定データを取得するための制御ユニットと、を備え、
光ファイババンドルの第１の自由端が、センサプレートから光を受け取るように配置され、
光ファイババンドルの第１の自由端の反対側にある光ファイババンドルの第２の自由端が、第２の自由端にある光ファイババンドルのファイバから発する光がディテクタを照明するように配置され、
各ファイバは、ディテクタの異なるディテクタエリアを照明し、
制御ユニットは、投影システムに対するセンサプレートの異なる位置に対応する測定データを収集することによって、各ディテクタエリアを投影システムの瞳面内の対応するロケーションと一致させるように構成される。
本発明の一実施形態に従い、
ａ）請求項１に従った投影システム及び測定システムを備える、リソグラフィ装置を提供するステップと、
ｂ）投影システムに対する異なる位置内にセンサプレートを位置決めするステップと、
ｃ）異なる位置に対応する測定データを収集するステップと、
ｄ）収集された測定データを使用して、ディテクタの各ディテクタエリアを、投影システムの瞳面内の対応するロケーションと一致させるステップと、
を含む、較正方法が提供される。
本発明の更なる実施形態に従い、
放射ビームを調整するように構成された照明システムと、
パターニングデバイスを支持するように構築されたサポートであって、パターニングデバイスは、パターン付き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付与することが可能である、サポートと、
複数のターゲット部分が軸に平行な１つ以上のコラム内に配置された基板を保持するように構築された、基板テーブルと、
パターン付き放射ビームを基板のターゲット部分上に投影するように構成された投影システムと、
本発明に従った測定システムと、
を備える、リソグラフィ装置が提供される。
本発明の別の態様に従い、
基準に対して基板テーブルを粗動位置決めするためのロングストロークモジュールと、
基準に対して基板テーブルを微動位置決めするための、ロングストロークモジュールによって支持されるショートストロークモジュールと、
ショートストロークモジュール上に配置されるセンサプレートと、
ロングストロークモジュール上に配置されるディテクタと、
ロングストロークモジュール上に配置される光ファイババンドルであって、光ファイババンドル内のファイバの断面が外径を有する、光ファイババンドルと、
基準に対して基板テーブルを位置決めするために、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制御するように構成された、制御ユニットと、を備え、
光ファイババンドルの第１の自由端が、センサプレートから光を受け取るように配置され、
光ファイババンドルの第１の自由端の反対側にある光ファイババンドルの第２の自由端が、第２の自由端にある光ファイババンドルのファイバから発する光がディテクタを照明するように配置され、
制御ユニットは、ロングストロークモジュールに対するショートストロークモジュールの移動範囲を、少なくとも所定の測定期間の間、光ファイバの断面の外径の多くとも半分内に維持するように構成される、
リソグラフィ装置の基板テーブルのためのポジショナが提供される。
本発明の別の実施形態に従い、
放射ビームを調整するように構成された照明システムと、
パターニングデバイスを支持するように構築されたサポートであって、パターニングデバイスは、パターン付き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付与することが可能である、サポートと、
複数のターゲット部分が軸に平行な１つ以上のコラム内に配置された基板を保持するように構築された、基板テーブルと、
パターン付き放射ビームを基板のターゲット部分上に投影するように構成された投影システムと、
基板テーブルを位置決めするための、本発明に従ったポジショナと、
を備える、リソグラフィ装置が提供される。
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。
本発明の一実施形態に従ったリソグラフィ装置を示す図である。 図１のリソグラフィ装置の第２のポジショナをより詳細に示す図である。
図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示したものである。この装置は、
放射ビームＢ（例えばＵＶ放射又はＥＵＶ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位置決めするように構成された第１のポジショナＰＭに接続された支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴと、
基板（例えばレジストコートウェーハ）Ｗを保持するように構成され、特定のパラメータに従って基板を正確に位置決めするように構成された第２のポジショナＰＷに接続された基板テーブル（例えばウェーハテーブル）ＷＴａ又はＷＴｂと、
パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢに付与されたパターンを基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば１つ以上のダイを含む）に投影するように構成された投影システム（例えば屈折投影レンズシステム）ＰＳと、
を備える。
照明システムは、放射を誘導し、整形し、又は制御するための、屈折型、反射型、磁気型、電磁型、静電型、又はその他のタイプの光学コンポーネント、あるいはそれらの任意の組み合わせなどの様々なタイプの光学コンポーネントを含むことができる。
支持構造ＭＴは、パターニングデバイスＭＡを支持、すなわちその重量を支えている。支持構造ＭＴは、パターニングデバイスＭＡ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ＭＡ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ＭＡを保持する。支持構造ＭＴは、パターニングデバイスＭＡを保持するために、機械的、真空、静電等のクランプ技術を使用することができる。支持構造ＭＴ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。支持構造ＭＴは、パターニングデバイスＭＡが例えば投影システムＰＳなど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。
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Ｗ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付与す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、放射ビームに付与されるパターンは、例えばパターンが位相シフトフィーチャ又はいわゆるアシストフィーチャを含む場合、基板Ｗ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、放射ビームに付与されるパターンは、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。
パターニングデバイスＭＡ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、更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、小型ミラーのマトリクス配列を使用し、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付与する。
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光学システム、又はその任意の組み合わ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、これは更に一般的な「投影システム」という用語と同義と見なすことができる。
本明細書で示すように、本装置は、（例えば透過マスクを使用する）透過タイプである。あるいは、装置は、（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）反射タイプでもよい。
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テーブル（及び／又は２つ以上のマスクテーブル）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、追加のテーブルを並行して使用するか、１つ以上の他のテーブルを露光に使用している間に１つ以上のテーブルで予備工程を実行することができる。図１の例における２つの基板テーブルＷＴａ及びＷＴｂがこれを例示している。本明細書で開示される発明は、スタンドアロン型で使用可能であるが、特に、シングルステージ又はマルチステージのいずれかの装置の露光前測定ステージにおいて、追加の機能を提供することができる。
リソグラフィ装置は、投影システムＰＳと基板Ｗとの間の空間を充填するように、基板Ｗの少なくとも一部が相対的に高い屈折率を有する液体、例えば水によって覆えるタイプでもよい。液浸液は、例えばパターニングデバイスＭＡと投影システムＰＳとの間など、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やすための分野では周知である。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ＰＳと基板Ｗとの間に液体が存在するというほどの意味である。
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ＳＯとリソグラフィ装置とは、例えば放射源ＳＯ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ＳＯ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。
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ためのアジャスタＡＤを備えていてもよい。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。
放射ビームＢは、支持構造ＭＴ（例えば、マスクテーブル）上に保持されたパターニングデバイスＭＡ（例えば、マスク）に入射し、パターニングデバイスＭＡ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のポジショナ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ＷＴａ／ＷＴｂ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のポジショナ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、支持構造ＭＴの移動は、第１のポジショナ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、基板テーブルＷＴａ／ＷＴｂ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）、支持構造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、マスク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（スクライブライ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、マスクアライメントマークＭ１、Ｍ２をダイ間に配置してもよい。
図示された装置は、少なくともスキャンモードで使用できる。スキャンモードにおいては、支持構造ＭＴ及び基板テーブルＷＴａ／ＷＴｂを同期的にスキャンする一方で、放射ビームに付与されたパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する（すなわち、単一動的露光）。支持構造ＭＴに対する基板テーブルＷＴａ／ＷＴｂの速度及び方向は、投影システムＰＳの（縮小）拡大率及び像反転特性によって決めることができる。スキャンモードにおいては、露光フィールドの最大サイズによって、単一動的露光時のターゲット部分の幅（非スキャン方向）が限定される一方、スキャン動作の長さによって、ターゲット部分の高さ（スキャン方向）が決まる。
スキャンモードに加えて、図示された装置は以下のモードのうちの少なくとも１つで使用することができる。
１．ステップモードでは、マスクテーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴａ／ＷＴｂは、基本的に静止状態に維持される一方、放射ビームに付与されたパターン全体が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、基板テーブルＷＴａ／ＷＴｂ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、単一静的露光で結像されるターゲット部分Ｃのサイズが制限される。
２．別のモードでは、支持構造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、基板テーブルＷＴａ／ＷＴｂ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、基板テーブルＷＴａ／ＷＴｂ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。
上述した使用モードの組み合わせ及び／又は変形、又は全く異なる使用モードも利用できる。
リソグラフィ装置ＬＡは、２つの基板テーブルＷＴａ及びＷＴｂと、それらの間で基板テーブルを交換することが可能な２つのステーション、露光ステーション及び測定ステーションと、を有するいわゆるデュアルステージタイプである。１つの基板テーブル上の１つの基板が露光ステーションで露光されている間、測定ステーションで別の基板を他方の基板テーブル上に装填することが可能であり、したがって様々な予備工程が実施され得る。予備工程は、レベルセンサＬＳを使用して基板の表面をマッピングすること、及び、アライメントセンサＡＳを使用して基板上のアライメントマーカの位置を測定することを含み得る。これにより、装置のスループットを著しく増加させることができる。基板テーブルが測定ステーション並びに露光ステーションにある間、位置センサＩＦは基板テーブルの位置を測定できない場合、基板テーブルの位置を両方のステーションで追跡できるようにするために、第２の位置センサを提供し得る。
装置は、説明する様々なアクチュエータ及びセンサのすべての動き及び測定を制御する、リソグラフィ装置制御ユニットＬＡＣＵを更に含む。制御ユニットＬＡＣＵは、装置の動作に関して所望の計算を実施するための、信号処理及びデータ処理能力も含む。実際には、制御ユニットＬＡＣＵは、各々が、装置内のサブシステム又はコンポーネントのリアルタイムのデータ獲得、処理、及び制御を取り扱う、多くのサブユニットのシステムとして実現されることになる。例えば、１つの処理サブシステムは、基板ポジショナＰＷのサーボ制御に専念し得る。別個のユニットは、粗動アクチュエータ及び微動アクチュエータ、又は異なる軸をも取り扱うことができる。別のユニットは位置センサＩＦの読み出しに専念し得る。装置の全体制御は、これらのサブシステム処理ユニットと、オペレータと、及びリソグラフィ製造プロセスに関与する他の装置と通信する、中央処理ユニットによって制御され得る。
図２は、基準、例えば、投影システムＰＳ又はメトロロジフレームに対して、基板テーブルＷＴ（図２には示されていないが、図１で見ることができる）を粗動位置決めするためのロングストロークモジュールＬＳＭと、基準に対して基板テーブルＷＴを微動位置決めするための、ロングストロークモジュールＬＳＭによって支持されるショートストロークモジュールＳＳＭと、を含む第２のポジショナＰＷをより詳細に示す。
簡単にするという理由で、図２における投影システムＰＳは、単一の投影レンズによって単純に示されているが、当業者であれば、実際には、投影システムＰＳはレンズ及びミラーを含む複数の光学要素を備え得るということが明らかとなろう。
ポジショナＰＷは、例えば、投影システムＰＳを介して投影されるパターン付き放射ビームに対するショートストロークモジュールＳＳＭの位置を測定すること、及び／又は、投影システムＰＳの収差を測定することを可能にする測定システムを更に備える。
測定システムは、第１のセンサプレートＦＳＰ及び第２のセンサプレートＳＳＰを備え、そのどちらもショートストロークモジュールＳＳＭ上に配置される。第１及び第２のセンサプレートＦＳＰ、ＳＳＰは、ディテクタＤＥ上に伝えることができる検出可能な光信号が取得されるように、例えば１つ以上の格子ＧＲ、ＧＲ’、ＧＲ’’を使用して、投影システムＰＳからの光を操作する。センサプレートＦＳＰ、ＳＳＰは、１つ以上のピンホール、スリット、又は他の光学操作オブジェクトも備え得る。光は、センサプレートによって、例えば透過格子を使用して透過され得るか、又は、センサプレートによって、例えば反射格子を使用して反射され得る。
第１のセンサプレートＦＳＰから来る光、この場合は、センサプレートによって透過される光は、その第１の自由端ＦＦＥ１における第１の光ファイババンドルＯＦＢ１、この場合は、ランダムに順序付けられた光ファイババンドルによって、受信される。第１の光ファイババンドルＯＦＢ１は、ロングストロークモジュールＬＳＭ上に配置される。第１のセンサプレートＦＳＰはショートストロークモジュール上に配置され、第１の光ファイババンドルＯＦＢ１はロングストロークモジュールＬＳＭ上に配置されるという事実に起因して、光は、ショートストロークモジュールＳＳＭからロングストロークモジュールＬＳＭへと伝わり、ショートストロークモジュールＳＳＭとロングストロークモジュールＬＳＭとの間にはギャップが存在し得る。
第１の光ファイババンドルＯＦＢ１の第２の自由端ＳＦＥ１はディテクタＤＥと位置合わせされ、すなわち、第１の光ファイババンドルＯＦＢ１の第２の自由端ＳＦＥ１は、第２の自由端ＳＦＥ１において第１の光ファイババンドルＯＦＢ１のファイバから発する光がディテクタＤＥを照明するように配置される。ディテクタＤＥは、ディテクタエリアのアレイ、例えばフォトダイオードのアレイを備える。ディテクタエリアは代替としてピクセルとも呼ばれ得、ディテクタは代替としてカメラとも呼ばれ得る。
第１の光ファイババンドルＯＦＢ１のファイバはディテクタエリアと位置合わせされ、位置合わせは、必ずしも各ディテクタエリアが１本の関連付けられたファイバのみを有するものである必要はない。代替として、各ディテクタエリアは複数の関連付けられたファイバを有し得るか、又は、各ファイバは複数の関連付けられたディテクタエリアを有し得る。しかしながら、第１の光ファイババンドルは、少なくとも２本、好ましくは少なくとも１０本、また、より好ましくは少なくとも２５本のファイバを備え、ディテクタは、少なくとも２つ、好ましくは少なくとも１０、また、より好ましくは少なくとも２５の、第１の光ファイババンドルのファイバに関連付けられたディテクタエリアを備える。
レンズＬＥなどの光学要素を使用して、ディテクタＤＥ上の第１の光ファイババンドルＯＦＢ１から発する光を投影することができる。
ディテクタＤＥは、ショートストロークモジュールＳＳＭから離れてロングストロークモジュールＬＳＭ上に配置される。ディテクタＤＥをロングストロークモジュールＬＳＭ上に配置すること、及び、第１の光ファイババンドルＯＦＢ１を介してディテクタＤＥをセンサプレートに接続することは、ディテクタ及びディテクタＤＥに関連付けられたエレクトロニクスがショートストロークモジュールから離れているという利点を有するため、加熱問題が生じる可能性が少なくなるか、又は、冷却機器に使用可能な空間が存在するため、加熱問題を容易に補うことが可能である。
制御ユニット、ここでは制御ユニットＬＡＣＵは、ショートストロークモジュール及びロングストロークモジュールを駆動させることによってセンサプレートの位置決めを制御するように、及び、ディテクタＤＥの出力から測定データを取得するように、構成される。図２において、制御ユニットは、投影システムＰＳの下に第１のセンサプレートＦＳＰを位置決めしている。
ほとんどの測定に関しては、ディテクタＤＥのいずれのディテクタエリアが、投影システムの瞳面のいずれの部分から光を受け取るかを知ることが望ましいことがあるが、ランダムに順序付けされた第１の光ファイババンドルＯＦＢ１が使用される場合、制御ユニットは各ディテクタエリアを、投影システムの瞳面内、例えば投影システムの射出瞳面内の、対応するロケーションと一致させるように構成される。これは、投影システムに対して第１のセンサプレートの異なる位置に属する測定データを収集することによって、実行可能である。
一実施形態において、こうした較正は、投影システムに対して異なる位置にセンサプレートを位置決めすること、異なる位置に対応する測定データを収集すること、及び、収集された測定データを使用して、ディテクタの各ディテクタエリアを投影システムの瞳面内の対応するロケーションと一致させること、によって実施される。
一実施形態において、センサプレートを異なる位置内に位置決めすることは、互いに関連して光軸に沿って変位された面でセンサプレートを位置決めすることを含む。
一実施形態において、測定データを収集することは、リソグラフィ装置においてテストパターンを投影することを含み、投影することは、互いに関連して光軸に沿って変位された面に対応する複数のイメージを取得するために複数回実行される。
一実施形態において、ディテクタの各ディテクタエリアを、投影システムの瞳面内の対応するロケーションと一致させることは、複数のイメージについて、光軸に沿った変位に関してテストパターンの一部の変位の変化率を計算すること、及び、計算された変化率を使用して、テストパターンの特定部分について放射が横切る投影システムの瞳面内のロケーションを計算すること、を含む。
ランダムに順序付けされた光ファイババンドルを使用することは、順序付けされた光ファイババンドルを使用するよりも、設置及び保守がかなり安価であり容易である。
所定の測定期間の間、瞳面の同じ部分を観察することが更に望ましい場合があるため、制御ユニットは、少なくとも所定の測定期間の間、ロングストロークモジュールに対するショートストロークモジュールの移動範囲を光ファイバの断面の外径の多くとも半分内で維持するように、更に構成され得る。これには、測定システムの結果として、ショートストロークモジュールとロングストロークモジュールとの間に機械的結合が存在しないという利点があり、それによってポジショナの確度が向上する。
一実施形態において、移動範囲は光ファイバの光学コアの直径の多くとも半分に限定され、好ましくは多くとも１０マイクロメートル、より好ましくは多くとも５マイクロメートルに限定される。
本実施形態において、第２のセンサプレートＳＳＰから来る光は、その第１の自由端ＦＦＥ２において第２の光ファイババンドルＯＦＢ２によって、この場合はランダムに順序付けされた光ファイババンドルによって受け取られる。第２の光ファイババンドルＯＦＢ２はロングストロークモジュールＬＳＭ上にも配置されるため、ショートストロークモジュール上の第２のセンサプレートＳＳＰから第２の光ファイババンドルＯＦＢ２への同様の遷移は、第１のセンサプレートＦＳＰ及び第１の光ファイババンドルＯＦＢ１の場合と同様に取得される。
第２の光ファイババンドルＯＦＢ２の第２の自由端ＳＦＥ２は、第１の光ファイババンドルの第２の自由端ＳＦＥ２と同じディテクタＤＥと位置合わせされる。しかしながら、必ずしもこの限りではなく、多くの構成が可能である。
第１の実施形態において、第１の光ファイババンドルの光ファイバは、第２の光ファイババンドルの光ファイバと同じディテクタエリアのセットと位置合わせされるため、各ディテクタエリアは、第１の光ファイババンドルの１本以上の光ファイバと位置合わせされると同時に、第２の光ファイババンドルの１本以上の光ファイバとも位置合わせされることになり、すなわち、第１のセンサプレートから来る光と第２のセンサプレートから来る光とを区別することができるように、投影システムによってセンサプレートのうちの１つのみを同時に照明することが可能である。
第２の実施形態において、第１の光ファイババンドルの光ファイバは第１のディテクタエリアのセットと位置合わせされ、第２の光ファイババンドルの光ファイバは、第１のディテクタエリアのセットとは異なる第２のディテクタエリアのセットと位置合わせされるため、第１及び第２のセンサプレートを同時に使用することが可能である。
第３の実施形態において、第１及び第２の光ファイババンドルは第２の実施形態の場合と同様に位置合わせされるが、第１のディテクタエリアのセットは第１のディテクタに属し、第２のディテクタエリアのセットは第１のディテクタとは異なる第２のディテクタに属するという点が異なり、前述の第２の実施形態では、ディテクタエリアの第１及び第２のセットは同じディテクタに属する。
第４の実施形態において、少なくとも２つの別々のディテクタが使用され、各ディテクタは第１及び第２の光ファイババンドルの一部と位置合わせされ、この位置合わせは、第１及び第２の光ファイババンドルの光ファイバがディテクタエリアを共有する第１の実施形態と同様とすることができるか、あるいは、第１及び第２の光ファイババンドルの光ファイバによってディテクタエリアが共有されない第２又は第３の実施形態と同様とすることができる。光ファイババンドルを複数のサブバンドルに分割することによって複数のディテクタが使用される、第４の実施形態は、複数の小さなディテクタの並列読み出し及び並列信号処理を使用して、測定期間が短縮されるにつれてリソグラフィ装置のスループットを向上させることが可能である、という利点を有する。
第１のセンサプレートＦＳＰは単一の格子ＧＲのみの存在を示し、第２のセンサプレートＳＳＰは第１の格子ＧＲ’及び第２の格子ＧＲ’’を備える。第２の光ファイババンドルは、それぞれ第１及び第２の格子ＧＲ’及びＧＲ’’について、ある部分ＯＦＢ２’及び別の部分ＯＦＢ２’’を備える。これらの部分ＯＦＢ２’及びＯＦＢ２’’は代替として、別々の光ファイババンドルであると見なし得、必ずしも同じディテクタＤＥと位置合わせされる必要はない。
第１の格子ＧＲ’は、例えば第１の方向、例えばＸ方向のラインを伴う格子であり得、第２の格子ＧＲ’’は、例えば第１の方向に垂直な第２の方向、例えばＹ方向のラインを伴う格子であり得るため、２つの異なる方向にスキャン又はステッピングすることによって、第１及び第２の両方の格子からのイメージを見分けることができる。更に、一度に一方の格子のみを照明することによって、格子を見分けることも可能であり得る。
一実施形態において、第１及び／又は第２のセンサプレートが波面測定に使用される。測定システムは、例えば格子ＦＧＲを含む更なるセンサプレートを更に備え得、更なるセンサプレートは、パターニングデバイスＭＡ（図１を参照のこと）又はパターニングデバイスサポートＭＴ（これも図１を参照のこと）上に配置され得る。
図２において、第１及び第２の光ファイババンドルの第１の自由端ＦＦＥ１、ＦＦＥ２は、それぞれ対応する波長変換プレートＷＣＰに結合され、それぞれのセンサプレートから来る光を、第１及び第２の光ファイババンドルの光ファイバによる透過、並びにディテクタのディテクタエリアによる検出の、両方が可能な、好適な波長範囲を伴う光に変換することが可能である。それぞれのセンサプレートから来る光が好適な特性を備える場合、こうした波長変換プレートは省くことができる。
図２において、波長変換プレートＷＣＰはロングストロークモジュール上に配置されるが、代替として、ショートストロークモジュール上に配置することも可能である。しかしながら、後者の場合、波長変換プレートは、光の結合に最適なレンズを用いて、好ましくは第１又は第２の光ファイババンドルのファイバ端上に結像される。このレンズはショートストロークモジュール上に配置され得るが、ロングストロークモジュール上に配置することも可能である。
波長変換プレートがロングストロークモジュール上に配置されるとき、レンズを使用して波長変換プレートをファイバ端上に結像することができる。代替として、波長変換プレートは、図２に示されるように、例えば接着剤によってファイバに直接取り付けられる。
本コンテキストにおける「連続的な」又は「連続的に」という用語は、それぞれのステップ間でターゲット部分の他の露光又は照射が実施されないことを意味することに留意されたい。しかしながら、測定ステップ、較正ステップ、位置決めステップなど、それぞれのステップ間で他の動作が実行されることを除外するものではない。
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ガイダンス及び検出パターン、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プロセスツールに適用することができる。更に基板は、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。
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み合わせを適用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。
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もしくは１２６ｎｍ、又はこれら辺りの波長を有する）及び極端紫外線（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。
「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、又はその組み合わせを指すことができる。
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つ以上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。
上記の説明は例示的であり、限定的ではない。したがって、請求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。

Claims (11)

  1. リソグラフィ装置の投影システムのための測定システムであって、前記投影システムはパターン付き放射ビームを投影するように構成され、前記測定システムは、
    基準に対して基板テーブルを粗動位置決めするためのロングストロークモジュールと、
    前記基準に対して前記基板テーブルを微動位置決めするための、前記ロングストロークモジュールによって支持されるショートストロークモジュールと、
    前記ショートストロークモジュール上に配置されるセンサプレートと、
    ディテクタエリアのアレイを備え、前記ロングストロークモジュール上に配置されるディテクタと、
    複数のファイバを有する光ファイババンドルと、
    前記センサプレートの前記位置決めを制御するため及び前記ディテクタの出力から測定データを取得するための制御ユニットと、を備え、
    前記ロングストロークモジュール及び前記ショートストロークモジュールは、前記投影システムによって投影される前記パターン付き放射ビームにおいて前記センサプレートを位置決めするためのポジショナの部分を形成し、
    前記光ファイババンドルの第１の自由端における前記ファイバの配列と、前記第１の自由端の反対側にある前記光ファイババンドルの第２の自由端における前記ファイバの配列と、の対応関係が事前に定められておらず、
    前記第１の自由端が、前記センサプレートから光を受け取るように配置され、
    前記第２の自由端が、前記第２の自由端にある前記光ファイババンドルの前記ファイバから発する光が前記ディテクタを照明するように配置され、
    前記ファイバの各々は、前記ディテクタの異なるディテクタエリアを照明し、
    前記ディテクタは、前記光ファイババンドルを介して前記センサプレートに接続されることにより、前記ディテクタが前記ショートストロークモジュールから離れて配置されており、
    前記制御ユニットは、前記光ファイババンドルについて、前記ディテクタエリアの各々を前記投影システムの瞳面内の対応するロケーションと一致させるように構成される、測定システム。
  2. 前記センサプレートからの光の波長範囲を、前記光ファイババンドル及び前記ディテクタの両方によって取り扱うことが可能な異なる波長範囲に変換するために、前記センサプレートと前記光ファイババンドルの前記第１の自由端との間に配置された波長変換プレートを更に備える、請求項１に記載の測定システム。
  3. 前記投影システムによって前記センサプレート上に結像するために、前記投影システムの反対側に配置される更なるセンサプレートを更に備える、請求項１に記載の測定システム。
  4. 第２のセンサプレートと、複数のファイバを有する第２の光ファイババンドルと、を更に備え、
    前記第２の光ファイババンドルの第１の自由端における前記ファイバの配列と、前記第１の自由端の反対側にある前記第２の光ファイババンドルの第２の自由端における前記ファイバの配列と、の対応関係が事前に定められておらず、
    前記第１の自由端が、前記第２のセンサプレートからの光を受け取るように配置され、
    前記第２の自由端が、前記第２の自由端にある前記第２の光ファイババンドルの前記ファイバから発する光が前記ディテクタを照明するように配置され、
    前記第２の光ファイババンドルの前記ファイバの各々は、前記ディテクタの異なるディテクタエリアを照明し、
    前記制御ユニットは、前記第２の光ファイババンドルについて、前記ディテクタエリアの各々を前記投影システムの瞳面内の対応するロケーションと一致させるように構成される、請求項１に記載の測定システム。
  5. 前記センサプレートは、１つ以上の格子を備える、請求項１に記載の測定システム。
  6. 放射ビームを調整するように構成された照明システムと、
    パターニングデバイスを支持するように構築されたサポートであって、前記パターニングデバイスは、パターン付き放射ビームを形成するために前記放射ビームの断面にパターンを付与することが可能である、サポートと、
    複数のターゲット部分が軸に平行な１つ以上のコラム内に配置された基板を保持するように構築された、基板テーブルと、
    前記パターン付き放射ビームを前記基板のターゲット部分上に投影するように構成された投影システムと、
    請求項１に記載の測定システムと、
    を備える、リソグラフィ装置。
  7. 前記測定システムは、パターニングデバイス上に配置された更なるセンサプレート、又は、前記パターニングデバイスを支持するように構築されたサポートを備える、請求項６に記載のリソグラフィ装置。
  8. リソグラフィ装置の基板テーブルのためのポジショナであって、
    基準に対して基板テーブルを粗動位置決めするためのロングストロークモジュールと、
    前記基準に対して前記基板テーブルを微動位置決めするための、前記ロングストロークモジュールによって支持されるショートストロークモジュールと、
    前記ショートストロークモジュール上に配置されるセンサプレートと、
    前記ロングストロークモジュール上に配置されるディテクタと、
    前記ロングストロークモジュール上に配置され複数のファイバを有する光ファイババンドルであって、前記光ファイババンドル内の前記ファイバの断面が外径を有する、光ファイババンドルと、
    前記基準に対して前記基板テーブルを位置決めするために、前記ロングストロークモジュール及び前記ショートストロークモジュールを制御するように構成された制御ユニットと、を備え、
    前記光ファイババンドルの第１の自由端における前記ファイバの配列と、前記第１の自由端の反対側にある前記光ファイババンドルの第２の自由端における前記ファイバの配列と、の対応関係が事前に定められておらず、
    前記第１の自由端が、前記センサプレートから光を受け取るように配置され、
    前記第２の自由端が、前記第２の自由端にある前記光ファイババンドルの前記ファイバから発する光が前記ディテクタを照明するように配置され、
    前記ファイバの各々は、前記ディテクタの異なるディテクタエリアを照明し、
    前記ディテクタは、前記光ファイババンドルを介して前記センサプレートに接続されることにより、前記ディテクタが前記ショートストロークモジュールから離れて配置されており、
    前記制御ユニットは、前記光ファイババンドルについて、前記ディテクタエリアの各々を前記投影システムの瞳面内の対応するロケーションと一致させるように構成されるとともに、前記ロングストロークモジュールに対する前記ショートストロークモジュールの移動範囲を、少なくとも所定の測定期間の間、前記ファイバの前記断面の前記外径の多くとも半分内に維持するように構成される、ポジショナ。
  9. 前記センサプレートからの光の波長範囲を、前記光ファイババンドル及び前記ディテクタの両方によって取り扱うことが可能な異なる波長範囲に変換するために、前記センサプレートと前記光ファイババンドルの前記第１の自由端との間に配置された波長変換プレートを更に備える、請求項８に記載のポジショナ。
  10. 放射ビームを調整するように構成された照明システムと、
    パターニングデバイスを支持するように構築されたサポートであって、前記パターニングデバイスは、パターン付き放射ビームを形成するために前記放射ビームの断面にパターンを付与することが可能である、サポートと、
    複数のターゲット部分が軸に平行な１つ以上のコラム内に配置された基板を保持するように構築された基板テーブルと、
    前記パターン付き放射ビームを前記基板のターゲット部分上に投影するように構成された投影システムと、
    前記基板テーブルを位置決めするための請求項８に記載のポジショナと、
    を備える、リソグラフィ装置。
  11. パターニングデバイス上に配置された更なるセンサプレート、又は、前記パターニングデバイスを支持するように構築された前記サポートを更に備える、請求項１０に記載のリソグラフィ装置。
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