リソグラフィ装置及びデバイス製造方法
【課題】リソグラフィ装置における改良型測定システムを提供する。
【解決手段】リソグラフィ装置は、放射ビームの断面にパターンを付与してパターン付放射ビームを形成できるパターニングデバイスを支持する支持体と、基板を支持する基板テーブルと、パターン付放射ビームを基板のターゲット部分上に投影する投影システムと、測定システムであって、測定放射ビームを提供する測定放射システムと、リフレクタ間で測定ビームの一部分を反射する少なくとも２つのリフレクタと、リフレクタの１つを通して伝送される測定ビームの少なくとも一部分の波長を検出するディテクタとを備える測定システムと、を含む。
【解決手段】リソグラフィ装置は、放射ビームの断面にパターンを付与してパターン付放射ビームを形成できるパターニングデバイスを支持する支持体と、基板を支持する基板テーブルと、パターン付放射ビームを基板のターゲット部分上に投影する投影システムと、測定システムであって、測定放射ビームを提供する測定放射システムと、リフレクタ間で測定ビームの一部分を反射する少なくとも２つのリフレクタと、リフレクタの１つを通して伝送される測定ビームの少なくとも一部分の波長を検出するディテクタとを備える測定システムと、を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001] 本発明は、リソグラフィ装置及びデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
[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。
【０００３】
[0003] 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。
【０００４】
[0004] 回路パターンのサイズは低減しつつあり、したがって、リソグラフィ装置の解像能力は増加しつつある。装置内の精度要件も増加しつつある。したがって、改良型測定システムが必要である。
【発明の概要】
【０００５】
[0005] リソグラフィ装置に改良型測定システムを提供することが望ましい。
【０００６】
[0006] 本発明のある実施形態によれば、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上に投影するように構成された投影システムと、測定システムであって、測定放射ビームを提供する測定放射システム及びリフレクタ間で測定放射ビームの大部分を反射させる少なくとも２つのリフレクタ及びリフレクタの１つを通して伝送される測定ビームの少なくとも一部分の波長を検出するディテクタとを備える測定システムと、を備えるリソグラフィ装置が提供される。
【０００７】
[0007] 本発明のある実施形態によれば、パターンをパターニングデバイスから基板上に転写するステップを含むデバイス製造方法であって、該方法は、測定放射ビームをリフレクタへ向けて放射することで２つのリフレクタ間の距離を測定するステップと、測定放射ビームの大部分をリフレクタ間で反射させるステップと、リフレクタの１つを通して伝送されるビームの波長を検出するステップとを含むデバイス製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
[0008] 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。
【図１】[0009]ある実施形態によるリソグラフィ装置を示す。
【図２】[00010]ある実施形態による図１の基板テーブルＷＴで使用する測定システムを示す。
【図３】[00011]図２のリフレクタ間の反射を示す。
【図４】[00012]ある実施形態によるディテクタの概略的部分的平面図を示す。
【図５】[00013]図４のディテクタの側面図を示す。
【図６】[00014]ある実施形態による図１の基板テーブルＷＴで使用する測定ブランチを示す。
【図７】[00015]ある実施形態による図１の基板テーブルＷＴで使用する測定ブランチを示す。
【図８】[00016]ある実施形態による図１の基板テーブルＷＴで使用する測定ブランチを示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
[00017] 図１は、本発明の一実施形態のリソグラフィ装置を概略的に示している。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に接続された支持構造又はパターニングデバイス支持体（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に接続された基板テーブル（例えば、ウェーハテーブル）ＷＴ又は「基板支持体」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。
【００１０】
[00018] 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。
【００１１】
[00019] 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、機械式、真空式、静電式等のクランプ技術を使用することができる。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。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。
【００１２】
[00020] 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。
【００１３】
[00021] 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。
【００１４】
[00022] 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、電磁光学システム及び静電型光学システム、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。
【００１５】
[00023] 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）。
【００１６】
[00024] 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又は「基板支持体」（及び／又は２つ以上のマスクテーブル又は「マスク支持体」）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、追加のテーブル又は支持体を並行して使用するか、又は１つ又は複数の他のテーブル又は支持体を露光に使用している間に１つ又は複数のテーブル又は支持体で予備工程を実行することができる。
【００１７】
[00025] 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。
【００１８】
[00026] 図１を参照すると、イルミネータＩＬは放射源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。
【００１９】
[00027] 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設定されたアジャスタ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。
【００２０】
[00028] 放射ビームＢは、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ＭＡによってパターニングされる。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と位置センサ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）の助けを借りて、基板テーブルＷＴは、例えば、様々なターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路に位置決めでき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（例えば、マスクテーブル）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）、支持構造（例えば、マスクテーブル）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Ｃ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知られている）。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。
【００２１】
[00029] 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。
【００２２】
[00030] １．ステップモードにおいては、支持構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴ又は「マスク支持体」及び基板テーブルＷＴ又は「基板支持体」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、基板テーブルＷＴ又は「基板支持体」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。
【００２３】
[00031] ２．スキャンモードにおいては、支持構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴ又は「マスク支持体」及び基板テーブルＷＴ又は「基板支持体」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）。支持構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴ又は「マスク支持体」に対する基板テーブルＷＴ又は「基板支持体」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。
【００２４】
[00032] ３．別のモードでは、支持構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴ又は「マスク支持体」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ＷＴ又は「基板支持体」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ＷＴ又は「基板支持体」を移動させるごとに、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適用できる。
【００２５】
[00033] 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。
【００２６】
[00034] 図２は、基板テーブルＷＴ内の変形を測定するように構築され配置された図１の基板テーブルＷＴで使用する測定システムＭＳを示す。測定システムＭＳは、測定放射ビーム３を提供するように構成された放射システム１を備える。放射は、０．１〜２００ｎｍ、ある実施形態では１〜５０ｎｍ、別の実施形態では２〜２０ｎｍの波長スペクトルに収まる幅を有してもよい。例えば、波長スペクトルは、４００〜４５０ｎｍであってもよい。測定放射システムは、上記波長スペクトル内の幅を有する測定放射ビームを提供できる高周波変調された発光ダイオード又はスーパールミネッセント発光ダイオードであってもよい。あるいは、測定放射ビームの波長範囲にわたってスキャンされるレーザを使用してもよい。第１及び第２のプリズム形状体５、１７を有する測定ブランチに測定放射ビーム３を提供してもよい。測定放射ビームは、第１のプリズムリフレクタ７によって第１のプリズム形状体５内で反射してもよい。第１のプリズムリフレクタ７は、少なくとも２つのリフレクタ１１、１３へ向けて測定放射ビームを反射する。２つのリフレクタ１１、１３は、第１及び第２のプリズム形状体５、１７上にコーティングされ、ある実施形態では、リフレクタ１１、１３の間で測定ビームの大部分（例えば、好ましくは９５〜９９％）を反射してもよい。リフレクタ１１、１３は、互いに１ｍｍ未満、例えば、０．０５〜１ｍｍ又はある実施形態では０．１〜０．２ｍｍの距離ｌに位置してもよい。あるいは、距離ｌは１ｍｍより大きくてもよく、例えば、１〜２００ｍｍであってもよい。
【００２７】
[00035] 図３は、測定ビームが２つのミラー１１、１３によって形成されたエタロンの間に測定ビームが進入するときにリフレクタ、例えば、ミラー１１、１３の間に発生する事象を示す。広帯域測定ビームは、ミラー１１、１３の間で反射し（Ｒ１，Ｒ２）、ミラー１３で同じ位相を有するビーム内の波長では、Ｔ１（反射しなかった）とＴ２（２回反射した）との間に強めあう干渉が発生し、これらの波長はミラー１３を通して伝送される。ミラー１３で干渉し、その結果伝送される波長は、ミラー１１と１３との間の距離と、ミラー間の媒体の角度θと屈折率の関数である。角度θを一定に保つことで、伝送される波長はミラー１１と１３との間の距離ｌの関数になる。伝送ビームＴの波長を測定することで、ミラー間の距離を決定できる。高い反射率を用い、３回以上反射したビームＴ３，Ｔ４，Ｔ５，．．．を組み込むことで、より小さい波長帯域幅を有する光Ｔを伝送することで選択性と解像度は増す。伝送ビームＴ、１５（図２）は、第２のプリズムリフレクタ１９によって第２のプリズム体１７内で反射できる。第２のプリズムリフレクタ１９は、ミラー１１、１３の一方を通して伝送される測定ビームの波長を検出するように構成されたディテクタ２１へ向けて測定放射ビームを反射することができる。
【００２８】
[00036] ディテクタ２１を用いてミラー１１、１３の間で干渉する波長を決定できる。ディテクタに第１の周期的構造、例えば、＋１、０及び−１次に伝送ビーム１５を回折させる第１の格子２３を提供することができる。角度λは伝送ビーム１５の波長の関数であり、この角度λを測定することで、伝送ビーム内の波長を決定できる。この測定のために、第２の周期的構造、例えば、第２の格子２５を使用できる。
【００２９】
[00037] 図４及び図５は、解像度を向上させたある実施形態によるディテクタ２１のそれぞれ上面図及び側面図を概略的に部分的に示す。この実施形態では、伝送ビーム１５の＋１次及び＋１次の反射次数の間の干渉法が使用される。
【００３０】
[00038] 第１の周期的構造、例えば、＋１、０及び−１次に伝送ビーム１５を回折させる第１の格子２３。角度λは伝送ビーム１５の波長の関数であり、この角度λを測定することで、伝送ビーム内の波長を決定できる。回折したビームは、格子２５によって再び回折し、＋１次及び−１次の回折次数を得る。＋１次及び−１次の回折次数は、各々レトロリフレクタ２７によりディテクタ要素２９、例えば、フォトダイオードへ案内される。検出要素２９の各々によって受光された光の強度の変化を測定することで、伝送ビーム１５の波長の機会を決定できる。波長が変化すると、ビームは第２の格子構造を横断し、ディテクタで正弦波信号が得られる。
【００３１】
[00039] 正弦波を検出するフォトダイオードの最新の補間率は５０００倍程度であって、これはＣＣＤアレイで１００倍の達成可能な補間よりも大幅に大きいため、解像度は約１０με（εはひずみの量の尺度）の測定範囲に対して１０ｐε程度にまで高めることができる。任意の好適な次数の組合せ、例えば、単一のブランチの１次又は２次、例えば、第１のブランチの＋２、＋１次、０次、１次及び２次を使用できる。コントローラ３１を用いて伝送ビーム１５からミラー１１、１３の間の距離ｌを計算することができる。この距離は、例えばピコメートルレベルで数ｎｍ未満の精度で測定できる。したがって、これは、剛性の基板テーブルＷＴ内の変形を測定するのに適している。
【００３２】
[00040] 測定システムＭＳを用いて基板テーブルＷＴ内の変形を制御でき、例えば、システムを用いて加速又は減速時の変形を抑制するだけでなく、基板テーブルの異なる部分の間の温度の差又は基板テーブルに作用する外的な力、例えば、リソグラフィ装置の液浸システムによって掛かる力などのその他の原因による変形を抑制することができる。ディテクタは、例えば、０．１〜２００ｎｍ、ある実施形態では、１〜５０ｎｍ、別の実施形態では、２〜５ｎｍの広波長範囲にわたって測定が可能であってもよい。例えば、ディテクタは、４００〜４５０ｎｍを測定してもよい。
【００３３】
[00041] あるいは、測定放射システムにスキャンレーザシステムを使用し、測定放射システムによって伝送される放射の波長が分っている場合、ディテクタは伝送ビームの強度だけを測定してもよい。ディテクタがエタロンを通過する測定ビームの伝送を測定する場合、リフレクタ間の距離を伝送される放射の波長を用いて計算できる。図２の実施形態の利点は、受動コンポーネントだけを基板テーブルに提供でき、能動コンポーネント（測定放射システム、センサ）を別のフレームに提供できるという点である。測定システムの受動コンポーネントと能動コンポーネントとを物理的に接続する必要はないので、基板テーブルへの機械的なショートカットは存在しない。能動コンポーネントの振動又は熱変動は必ずしも基板テーブルに影響を与えない。
【００３４】
[00042] 図６は、別の実施形態による図１の基板テーブルＷＴで使用する測定システムの測定ブランチを示す。測定ブランチは、図２の第１及び第２のプリズム形状体５、１７と、第１及び第２のプリズムリフレクタ７、１９と、ミラー１１、１３とに置き換わってもよい。測定ブランチは光ファイバＯＦを備え、測定放射ビームが光ファイバＯＦのファイバコアＦｃに提供される。ファイバコア内には、比較的高い反射率ｎ３と比較的低い反射率ｎ２とを有する、測定放射ビームに応答してファイバブラッグ格子として機能する部分がある。図４及び図５のディテクタを用いて、ブラッグ格子によって反射される測定放射ビームに応答して高精度にブラッグ格子間の距離ｌを測定することができる。屈折率変調機能、すなわち、ファイバブラッグ格子を有するファイバコアの利点は、ファイバによって組み込まれているため、リフレクタのアライメントが比較的容易であるということである。別の利点は、ファイバが比較的小型であるため、基板テーブル又はリソグラフィ装置の別のコンポーネント内に容易に組み込むことができるという点である。そのような別のコンポーネントは、例えば、支持構造ＭＴ、位置センサＩＦの少なくとも一部を支持するように構成された基準フレーム、投影システム又はそれらの任意の組合せであってもよい。ファイバの精度を高めるために、図７及び図８に示すように、比較的高い屈折率と比較的低い屈折率とを有する部分を複数回繰り返してもよい。
【００３５】
[00043] 図７は、比較的高い反射率ｎ３と比較的低い反射率ｎ２とを有する部分の間の距離ｌがブラッグ格子内で複数回繰り返されて測定システムの反射率を向上させ、精度を高めるある実施形態による図１の基板テーブルＷＴで使用する測定システムの測定ブランチを示す。
【００３６】
[00044] 図８は、ある実施形態による図１の基板テーブルＷＴで使用する測定システムの測定ブランチを示す。第１の反射領域ｋと第２の反射領域ｍは、互いに距離ｌ’だけ離れた比較的高い反射率ｎ３と比較的低い反射率ｎ２とを有する部分を提供され、両方の反射領域は互いに距離ｌだけ離れたリフレクタとして機能する。ファイバに測定放射ビームを提供することで、伝送されたか又は反射したビームから距離ｌ又は距離ｌの変化に関する情報が得られる。第１及び第２の反射領域の境界は離散的であってもよく、又はより段階的であってもよい。図示の距離ｌは、図ではｌ’より大きいが、ｌ’以下であってもよい。従来のファイバブラッグ格子に対する第４の実施形態の主要な利点は、伝送ピークがはるかに小さいことである。この構成における伝送ピークの幅は、通常のＦＢＧにおける伝送ピークの幅と比べて１／１００以上小さい場合がある。このようにピークが小さいことで波長変動の検出がはるかに容易になる。別の利点は、長さｌを増やすことが比較的容易で、チャック内のより長い範囲にわたるひずみを平均することが可能であるという点である。
【００３７】
[00045] 別の実施態様では、ディテクタは、各々が互いに実質的に垂直の平面にある第１の方向と第２の方向に分散した要素から得た回折を用いて、少なくとも１００倍、好ましくは１０００倍、波長決定の解像度を高めることができる。そのようなディテクタの詳細情報については、図４及び図５と、参照によりその全体を本明細書に組み込むものとする米国特許出願公開第６１／４６９，４１４号の関連する説明を参照されたい。
【００３８】
[00046] 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。
【００３９】
[00047] 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。
【００４０】
[00048] 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。
【００４１】
[00049] 「レンズ」という用語は、状況が許せば、屈折及び反射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。
【００４２】
[00050] 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。
【００４３】
[00051] 上記の説明は例示的であり、限定的ではない。それ故、特許請求の範囲から逸脱することなく、説明された本発明を変更できることが当業者には明白である。
【技術分野】
【０００１】
[0001] 本発明は、リソグラフィ装置及びデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
[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。
【０００３】
[0003] 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。
【０００４】
[0004] 回路パターンのサイズは低減しつつあり、したがって、リソグラフィ装置の解像能力は増加しつつある。装置内の精度要件も増加しつつある。したがって、改良型測定システムが必要である。
【発明の概要】
【０００５】
[0005] リソグラフィ装置に改良型測定システムを提供することが望ましい。
【０００６】
[0006] 本発明のある実施形態によれば、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上に投影するように構成された投影システムと、測定システムであって、測定放射ビームを提供する測定放射システム及びリフレクタ間で測定放射ビームの大部分を反射させる少なくとも２つのリフレクタ及びリフレクタの１つを通して伝送される測定ビームの少なくとも一部分の波長を検出するディテクタとを備える測定システムと、を備えるリソグラフィ装置が提供される。
【０００７】
[0007] 本発明のある実施形態によれば、パターンをパターニングデバイスから基板上に転写するステップを含むデバイス製造方法であって、該方法は、測定放射ビームをリフレクタへ向けて放射することで２つのリフレクタ間の距離を測定するステップと、測定放射ビームの大部分をリフレクタ間で反射させるステップと、リフレクタの１つを通して伝送されるビームの波長を検出するステップとを含むデバイス製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
[0008] 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。
【図１】[0009]ある実施形態によるリソグラフィ装置を示す。
【図２】[00010]ある実施形態による図１の基板テーブルＷＴで使用する測定システムを示す。
【図３】[00011]図２のリフレクタ間の反射を示す。
【図４】[00012]ある実施形態によるディテクタの概略的部分的平面図を示す。
【図５】[00013]図４のディテクタの側面図を示す。
【図６】[00014]ある実施形態による図１の基板テーブルＷＴで使用する測定ブランチを示す。
【図７】[00015]ある実施形態による図１の基板テーブルＷＴで使用する測定ブランチを示す。
【図８】[00016]ある実施形態による図１の基板テーブルＷＴで使用する測定ブランチを示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
[00017] 図１は、本発明の一実施形態のリソグラフィ装置を概略的に示している。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に接続された支持構造又はパターニングデバイス支持体（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に接続された基板テーブル（例えば、ウェーハテーブル）ＷＴ又は「基板支持体」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。
【００１０】
[00018] 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。
【００１１】
[00019] 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、機械式、真空式、静電式等のクランプ技術を使用することができる。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。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。
【００１２】
[00020] 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。
【００１３】
[00021] 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。
【００１４】
[00022] 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、電磁光学システム及び静電型光学システム、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。
【００１５】
[00023] 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）。
【００１６】
[00024] 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又は「基板支持体」（及び／又は２つ以上のマスクテーブル又は「マスク支持体」）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、追加のテーブル又は支持体を並行して使用するか、又は１つ又は複数の他のテーブル又は支持体を露光に使用している間に１つ又は複数のテーブル又は支持体で予備工程を実行することができる。
【００１７】
[00025] 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。
【００１８】
[00026] 図１を参照すると、イルミネータＩＬは放射源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。
【００１９】
[00027] 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設定されたアジャスタ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。
【００２０】
[00028] 放射ビームＢは、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ＭＡによってパターニングされる。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と位置センサ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）の助けを借りて、基板テーブルＷＴは、例えば、様々なターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路に位置決めでき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（例えば、マスクテーブル）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）、支持構造（例えば、マスクテーブル）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Ｃ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知られている）。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。
【００２１】
[00029] 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。
【００２２】
[00030] １．ステップモードにおいては、支持構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴ又は「マスク支持体」及び基板テーブルＷＴ又は「基板支持体」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、基板テーブルＷＴ又は「基板支持体」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。
【００２３】
[00031] ２．スキャンモードにおいては、支持構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴ又は「マスク支持体」及び基板テーブルＷＴ又は「基板支持体」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）。支持構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴ又は「マスク支持体」に対する基板テーブルＷＴ又は「基板支持体」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。
【００２４】
[00032] ３．別のモードでは、支持構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴ又は「マスク支持体」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ＷＴ又は「基板支持体」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ＷＴ又は「基板支持体」を移動させるごとに、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適用できる。
【００２５】
[00033] 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。
【００２６】
[00034] 図２は、基板テーブルＷＴ内の変形を測定するように構築され配置された図１の基板テーブルＷＴで使用する測定システムＭＳを示す。測定システムＭＳは、測定放射ビーム３を提供するように構成された放射システム１を備える。放射は、０．１〜２００ｎｍ、ある実施形態では１〜５０ｎｍ、別の実施形態では２〜２０ｎｍの波長スペクトルに収まる幅を有してもよい。例えば、波長スペクトルは、４００〜４５０ｎｍであってもよい。測定放射システムは、上記波長スペクトル内の幅を有する測定放射ビームを提供できる高周波変調された発光ダイオード又はスーパールミネッセント発光ダイオードであってもよい。あるいは、測定放射ビームの波長範囲にわたってスキャンされるレーザを使用してもよい。第１及び第２のプリズム形状体５、１７を有する測定ブランチに測定放射ビーム３を提供してもよい。測定放射ビームは、第１のプリズムリフレクタ７によって第１のプリズム形状体５内で反射してもよい。第１のプリズムリフレクタ７は、少なくとも２つのリフレクタ１１、１３へ向けて測定放射ビームを反射する。２つのリフレクタ１１、１３は、第１及び第２のプリズム形状体５、１７上にコーティングされ、ある実施形態では、リフレクタ１１、１３の間で測定ビームの大部分（例えば、好ましくは９５〜９９％）を反射してもよい。リフレクタ１１、１３は、互いに１ｍｍ未満、例えば、０．０５〜１ｍｍ又はある実施形態では０．１〜０．２ｍｍの距離ｌに位置してもよい。あるいは、距離ｌは１ｍｍより大きくてもよく、例えば、１〜２００ｍｍであってもよい。
【００２７】
[00035] 図３は、測定ビームが２つのミラー１１、１３によって形成されたエタロンの間に測定ビームが進入するときにリフレクタ、例えば、ミラー１１、１３の間に発生する事象を示す。広帯域測定ビームは、ミラー１１、１３の間で反射し（Ｒ１，Ｒ２）、ミラー１３で同じ位相を有するビーム内の波長では、Ｔ１（反射しなかった）とＴ２（２回反射した）との間に強めあう干渉が発生し、これらの波長はミラー１３を通して伝送される。ミラー１３で干渉し、その結果伝送される波長は、ミラー１１と１３との間の距離と、ミラー間の媒体の角度θと屈折率の関数である。角度θを一定に保つことで、伝送される波長はミラー１１と１３との間の距離ｌの関数になる。伝送ビームＴの波長を測定することで、ミラー間の距離を決定できる。高い反射率を用い、３回以上反射したビームＴ３，Ｔ４，Ｔ５，．．．を組み込むことで、より小さい波長帯域幅を有する光Ｔを伝送することで選択性と解像度は増す。伝送ビームＴ、１５（図２）は、第２のプリズムリフレクタ１９によって第２のプリズム体１７内で反射できる。第２のプリズムリフレクタ１９は、ミラー１１、１３の一方を通して伝送される測定ビームの波長を検出するように構成されたディテクタ２１へ向けて測定放射ビームを反射することができる。
【００２８】
[00036] ディテクタ２１を用いてミラー１１、１３の間で干渉する波長を決定できる。ディテクタに第１の周期的構造、例えば、＋１、０及び−１次に伝送ビーム１５を回折させる第１の格子２３を提供することができる。角度λは伝送ビーム１５の波長の関数であり、この角度λを測定することで、伝送ビーム内の波長を決定できる。この測定のために、第２の周期的構造、例えば、第２の格子２５を使用できる。
【００２９】
[00037] 図４及び図５は、解像度を向上させたある実施形態によるディテクタ２１のそれぞれ上面図及び側面図を概略的に部分的に示す。この実施形態では、伝送ビーム１５の＋１次及び＋１次の反射次数の間の干渉法が使用される。
【００３０】
[00038] 第１の周期的構造、例えば、＋１、０及び−１次に伝送ビーム１５を回折させる第１の格子２３。角度λは伝送ビーム１５の波長の関数であり、この角度λを測定することで、伝送ビーム内の波長を決定できる。回折したビームは、格子２５によって再び回折し、＋１次及び−１次の回折次数を得る。＋１次及び−１次の回折次数は、各々レトロリフレクタ２７によりディテクタ要素２９、例えば、フォトダイオードへ案内される。検出要素２９の各々によって受光された光の強度の変化を測定することで、伝送ビーム１５の波長の機会を決定できる。波長が変化すると、ビームは第２の格子構造を横断し、ディテクタで正弦波信号が得られる。
【００３１】
[00039] 正弦波を検出するフォトダイオードの最新の補間率は５０００倍程度であって、これはＣＣＤアレイで１００倍の達成可能な補間よりも大幅に大きいため、解像度は約１０με（εはひずみの量の尺度）の測定範囲に対して１０ｐε程度にまで高めることができる。任意の好適な次数の組合せ、例えば、単一のブランチの１次又は２次、例えば、第１のブランチの＋２、＋１次、０次、１次及び２次を使用できる。コントローラ３１を用いて伝送ビーム１５からミラー１１、１３の間の距離ｌを計算することができる。この距離は、例えばピコメートルレベルで数ｎｍ未満の精度で測定できる。したがって、これは、剛性の基板テーブルＷＴ内の変形を測定するのに適している。
【００３２】
[00040] 測定システムＭＳを用いて基板テーブルＷＴ内の変形を制御でき、例えば、システムを用いて加速又は減速時の変形を抑制するだけでなく、基板テーブルの異なる部分の間の温度の差又は基板テーブルに作用する外的な力、例えば、リソグラフィ装置の液浸システムによって掛かる力などのその他の原因による変形を抑制することができる。ディテクタは、例えば、０．１〜２００ｎｍ、ある実施形態では、１〜５０ｎｍ、別の実施形態では、２〜５ｎｍの広波長範囲にわたって測定が可能であってもよい。例えば、ディテクタは、４００〜４５０ｎｍを測定してもよい。
【００３３】
[00041] あるいは、測定放射システムにスキャンレーザシステムを使用し、測定放射システムによって伝送される放射の波長が分っている場合、ディテクタは伝送ビームの強度だけを測定してもよい。ディテクタがエタロンを通過する測定ビームの伝送を測定する場合、リフレクタ間の距離を伝送される放射の波長を用いて計算できる。図２の実施形態の利点は、受動コンポーネントだけを基板テーブルに提供でき、能動コンポーネント（測定放射システム、センサ）を別のフレームに提供できるという点である。測定システムの受動コンポーネントと能動コンポーネントとを物理的に接続する必要はないので、基板テーブルへの機械的なショートカットは存在しない。能動コンポーネントの振動又は熱変動は必ずしも基板テーブルに影響を与えない。
【００３４】
[00042] 図６は、別の実施形態による図１の基板テーブルＷＴで使用する測定システムの測定ブランチを示す。測定ブランチは、図２の第１及び第２のプリズム形状体５、１７と、第１及び第２のプリズムリフレクタ７、１９と、ミラー１１、１３とに置き換わってもよい。測定ブランチは光ファイバＯＦを備え、測定放射ビームが光ファイバＯＦのファイバコアＦｃに提供される。ファイバコア内には、比較的高い反射率ｎ３と比較的低い反射率ｎ２とを有する、測定放射ビームに応答してファイバブラッグ格子として機能する部分がある。図４及び図５のディテクタを用いて、ブラッグ格子によって反射される測定放射ビームに応答して高精度にブラッグ格子間の距離ｌを測定することができる。屈折率変調機能、すなわち、ファイバブラッグ格子を有するファイバコアの利点は、ファイバによって組み込まれているため、リフレクタのアライメントが比較的容易であるということである。別の利点は、ファイバが比較的小型であるため、基板テーブル又はリソグラフィ装置の別のコンポーネント内に容易に組み込むことができるという点である。そのような別のコンポーネントは、例えば、支持構造ＭＴ、位置センサＩＦの少なくとも一部を支持するように構成された基準フレーム、投影システム又はそれらの任意の組合せであってもよい。ファイバの精度を高めるために、図７及び図８に示すように、比較的高い屈折率と比較的低い屈折率とを有する部分を複数回繰り返してもよい。
【００３５】
[00043] 図７は、比較的高い反射率ｎ３と比較的低い反射率ｎ２とを有する部分の間の距離ｌがブラッグ格子内で複数回繰り返されて測定システムの反射率を向上させ、精度を高めるある実施形態による図１の基板テーブルＷＴで使用する測定システムの測定ブランチを示す。
【００３６】
[00044] 図８は、ある実施形態による図１の基板テーブルＷＴで使用する測定システムの測定ブランチを示す。第１の反射領域ｋと第２の反射領域ｍは、互いに距離ｌ’だけ離れた比較的高い反射率ｎ３と比較的低い反射率ｎ２とを有する部分を提供され、両方の反射領域は互いに距離ｌだけ離れたリフレクタとして機能する。ファイバに測定放射ビームを提供することで、伝送されたか又は反射したビームから距離ｌ又は距離ｌの変化に関する情報が得られる。第１及び第２の反射領域の境界は離散的であってもよく、又はより段階的であってもよい。図示の距離ｌは、図ではｌ’より大きいが、ｌ’以下であってもよい。従来のファイバブラッグ格子に対する第４の実施形態の主要な利点は、伝送ピークがはるかに小さいことである。この構成における伝送ピークの幅は、通常のＦＢＧにおける伝送ピークの幅と比べて１／１００以上小さい場合がある。このようにピークが小さいことで波長変動の検出がはるかに容易になる。別の利点は、長さｌを増やすことが比較的容易で、チャック内のより長い範囲にわたるひずみを平均することが可能であるという点である。
【００３７】
[00045] 別の実施態様では、ディテクタは、各々が互いに実質的に垂直の平面にある第１の方向と第２の方向に分散した要素から得た回折を用いて、少なくとも１００倍、好ましくは１０００倍、波長決定の解像度を高めることができる。そのようなディテクタの詳細情報については、図４及び図５と、参照によりその全体を本明細書に組み込むものとする米国特許出願公開第６１／４６９，４１４号の関連する説明を参照されたい。
【００３８】
[00046] 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。
【００３９】
[00047] 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。
【００４０】
[00048] 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。
【００４１】
[00049] 「レンズ」という用語は、状況が許せば、屈折及び反射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。
【００４２】
[00050] 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。
【００４３】
[00051] 上記の説明は例示的であり、限定的ではない。それ故、特許請求の範囲から逸脱することなく、説明された本発明を変更できることが当業者には明白である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を支持する基板テーブルと、
パターン付放射ビームを基板のターゲット部分上に投影する投影システムと、
測定システムであって、
測定放射ビームを提供する測定放射システムと、
リフレクタ間で測定ビームの一部分を反射する少なくとも２つのリフレクタと、
前記リフレクタの１つを通して伝送される測定ビームの少なくとも一部分の波長を検出するディテクタと
を備える測定システムと、
を備えるリソグラフィ装置。
【請求項２】
前記測定システムの前記少なくとも２つのリフレクタは、前記リソグラフィ装置のコンポーネント内に設けられて、該コンポーネントの変形を測定する、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項３】
前記コンポーネントは、前記基板テーブル、マスク支持構造、基準フレーム及び前記投影システムのうち少なくとも１つである、請求項２に記載のリソグラフィ装置。
【請求項４】
前記一部分は、前記測定ビームの放射の９５〜９９％である、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項５】
前記リフレクタは、ミラーを備える、請求項１から４のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
【請求項６】
前記リフレクタは、透過体のコーティングされた側を備える、請求項１から５のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
【請求項７】
前記リフレクタは、屈折率変調を有するファイバコアを備える、請求項１から５のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
【請求項８】
屈折率変調を有する前記ファイバコアは、第１の屈折率を有する前記コアの第１の部分と、第２の屈折率を有する前記コアの第２の部分とを備え、前記コアの第１の領域で前記第１の部分の間の距離は第１の定数値を有する、請求項７に記載のリソグラフィ装置。
【請求項９】
屈折率変調を有する前記ファイバコアは、第１の屈折率を有する前記コアの第１の部分と、第２の屈折率を有する前記コアの第２の部分とを備え、前記第１及び第２の反射領域内で第１の部分の間の距離は第２の定数値を有し、前記第１及び第２の反射領域の間の距離は第３の値に等しい、請求項７に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１０】
前記ディテクタは、広波長スペクトルにわたって測定を実行する、請求項１から９のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
【請求項１１】
前記放射システムは、測定ビームに広波長スペクトルを提供する、請求項１から１０のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
【請求項１２】
前記広波長スペクトルは、０．１〜２００ｎｍ、好ましくは１〜５０ｎｍ、最も好ましくは２〜２０ｎｍである、請求項８又は９に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１３】
前記放射システムは、高周波変調発光ダイオード、超蛍光発光ダイオード、及び可変波長レーザのうち１つを備える、請求項１から１２のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
【請求項１４】
前記２つのリフレクタは、互いに１ｍｍ未満、好ましくは０．０５〜１ｍｍ、さらに好ましくは０．１〜０．２ｍｍの距離で設けられる、請求項１から１３のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
【請求項１５】
パターニングデバイスから基板上にパターンを転写するステップと、
リフレクタへ向けて測定放射ビームを放射することで２つのリフレクタ間の距離を測定するステップと、
前記リフレクタ間で前記測定ビームの大部分を反射させるステップと、
前記リフレクタの１つを通して伝送されるビームの波長を検出するステップと
を含むデバイス製造方法。
【請求項１】
基板を支持する基板テーブルと、
パターン付放射ビームを基板のターゲット部分上に投影する投影システムと、
測定システムであって、
測定放射ビームを提供する測定放射システムと、
リフレクタ間で測定ビームの一部分を反射する少なくとも２つのリフレクタと、
前記リフレクタの１つを通して伝送される測定ビームの少なくとも一部分の波長を検出するディテクタと
を備える測定システムと、
を備えるリソグラフィ装置。
【請求項２】
前記測定システムの前記少なくとも２つのリフレクタは、前記リソグラフィ装置のコンポーネント内に設けられて、該コンポーネントの変形を測定する、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項３】
前記コンポーネントは、前記基板テーブル、マスク支持構造、基準フレーム及び前記投影システムのうち少なくとも１つである、請求項２に記載のリソグラフィ装置。
【請求項４】
前記一部分は、前記測定ビームの放射の９５〜９９％である、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項５】
前記リフレクタは、ミラーを備える、請求項１から４のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
【請求項６】
前記リフレクタは、透過体のコーティングされた側を備える、請求項１から５のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
【請求項７】
前記リフレクタは、屈折率変調を有するファイバコアを備える、請求項１から５のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
【請求項８】
屈折率変調を有する前記ファイバコアは、第１の屈折率を有する前記コアの第１の部分と、第２の屈折率を有する前記コアの第２の部分とを備え、前記コアの第１の領域で前記第１の部分の間の距離は第１の定数値を有する、請求項７に記載のリソグラフィ装置。
【請求項９】
屈折率変調を有する前記ファイバコアは、第１の屈折率を有する前記コアの第１の部分と、第２の屈折率を有する前記コアの第２の部分とを備え、前記第１及び第２の反射領域内で第１の部分の間の距離は第２の定数値を有し、前記第１及び第２の反射領域の間の距離は第３の値に等しい、請求項７に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１０】
前記ディテクタは、広波長スペクトルにわたって測定を実行する、請求項１から９のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
【請求項１１】
前記放射システムは、測定ビームに広波長スペクトルを提供する、請求項１から１０のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
【請求項１２】
前記広波長スペクトルは、０．１〜２００ｎｍ、好ましくは１〜５０ｎｍ、最も好ましくは２〜２０ｎｍである、請求項８又は９に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１３】
前記放射システムは、高周波変調発光ダイオード、超蛍光発光ダイオード、及び可変波長レーザのうち１つを備える、請求項１から１２のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
【請求項１４】
前記２つのリフレクタは、互いに１ｍｍ未満、好ましくは０．０５〜１ｍｍ、さらに好ましくは０．１〜０．２ｍｍの距離で設けられる、請求項１から１３のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
【請求項１５】
パターニングデバイスから基板上にパターンを転写するステップと、
リフレクタへ向けて測定放射ビームを放射することで２つのリフレクタ間の距離を測定するステップと、
前記リフレクタ間で前記測定ビームの大部分を反射させるステップと、
前記リフレクタの１つを通して伝送されるビームの波長を検出するステップと
を含むデバイス製造方法。
【図１】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１３−８４９３３（Ｐ２０１３−８４９３３Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１２−２０６５４９（Ｐ２０１２−２０６５４９）
【出願日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【出願人】（５０４１５１８０４）エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． (1,856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２０６５４９（Ｐ２０１２−２０６５４９）
【出願日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【出願人】（５０４１５１８０４）エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． (1,856)
【Ｆターム（参考）】
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