(57)【要約】【課題】Ｚ位置の誤差／ばらつきの値、及び／又は基板テーブルの平坦度の値を決定するリソグラフィ装置の提供。【解決手段】リソグラフィ投影装置は、放射ビームを提供する照明系と、ビーム断面にパターンを与えるパターン形成装置を支持する支持体と、基板Ｗを保持する基板テーブルＷＴと、パターンが形成された放射を基板Ｗのターゲット部分に投影する投影システムと、基板テーブルＷＴ上の基板の水準を複数の異なる位置で検知する複数のレベル・センサＬＳと、基板テーブルＷＴの位置を決定するシステムとを含む。基板Ｗとレベル・センサの配列の間で、第１の測定値が得られる第１の位置から他の測定値が得られる複数の重複した点への相対移動を生じさせる制御装置と、重複した測定値を用いてＺ位置の誤差の値、及び／又は基板テーブルＷＴの非平坦性、及び／又はレベル・センサＬＳの位置／オフセットの値を算出する計算器も提供される。【選択図】図２
2006186380.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射ビームを提供するように構成された照明系と、
基板を保持するように構成された基板テーブルと、
前記基板テーブルに支持された基板の水準を複数の異なる位置で検知するための複数のレベル・センサと、
前記基板テーブルの少なくともＺ方向における位置を決定するためのシステムと、
前記基板と前記レベル・センサの配列との間に相対移動を生じさせて、前記複数のレベル・センサのそれぞれを前記基板上の第１の点における測定を行う位置へ移動可能にし、それにより重複した測定値の第１の組を提供し、且つ前記複数のレベル・センサのそれぞれを前記基板上の少なくとも１つの他の測定点へ移動可能にし、それにより重複した測定値の少なくとも１つの他の組を提供するように構成された制御装置と、
前記複数の重複した測定値を用いて、位置の誤差の値、基板テーブルの非平坦性の値、及びレベル・センサの位置／オフセットの値のうちの少なくとも１つを算出するための計算器とを含むリソグラフィ投影装置。
【請求項２】
前記Ｚ位置を決定するシステムがＺミラーを含む請求項１に記載されたリソグラフィ投影装置。
【請求項３】
前記Ｚ位置を決定するシステムがエンコーダを含む請求項１に記載されたリソグラフィ投影装置。
【請求項４】
前記制御装置が、実質的にセンサのピッチに相当する量の相対移動を生じさせるように構成されている請求項１に記載されたリソグラフィ投影装置。
【請求項５】
前記制御装置がＸ方向に相対移動を生じさせるように構成され、前記レベル・センサが、複数のＸ位置のそれぞれにおける測定値を得るように動作可能である請求項１に記載されたリソグラフィ投影装置。
【請求項６】
２つ以上の異なる基板の搭載方向で測定値が得られるようになっている請求項５に記載されたリソグラフィ投影装置。
【請求項７】
前記制御装置が、Ｘ方向及びＹ方向に相対移動を生じさせるように構成され、前記レベル・センサが、複数のＸ位置のそれぞれ、及び複数のＹ位置のそれぞれにおける測定値を得るように動作可能である請求項１に記載されたリソグラフィ投影装置。
【請求項８】
２つ以上の異なる基板の搭載方向で重複した測定値が得られるようになっている請求項７に記載されたリソグラフィ投影装置。
【請求項９】
前記基板テーブルの位置を決定するシステムが干渉計システムである請求項１に記載されたリソグラフィ投影装置。
【請求項１０】
放射源が体積線源である請求項１に記載されたリソグラフィ投影装置。
【請求項１１】
放射源がプラズマ放射源である請求項１に記載されたリソグラフィ投影装置。
【請求項１２】
前記位置の誤差が、Ｚ位置、Ｙ位置、Ｘ位置、Ｘ軸に対する回転位置、及びＹ軸に対する回転位置のうちの任意の１つ又は複数である請求項１に記載されたリソグラフィ投影装置。
【請求項１３】
ビームの断面にパターンを与えるように構成されたパターン形成装置を支持するように構成された支持体と、パターンの付与された放射を基板のターゲット部分に投影するように構成された投影システムとを含む請求項１に記載されたリソグラフィ投影装置。
【請求項１４】
放射ビームを提供するように構成された照明系と、基板を保持するように構成された基板テーブルと、前記基板テーブルに支持された基板の水準を複数の異なる位置で検知するための複数のレベル・センサと、前記基板テーブルの少なくともＺ方向における位置を決定するためのシステムとを有するリソグラフィ・システムにおける、ミラーの平坦度及び／又はチャックの平坦度を測定する方法において、
前記基板と前記レベル・センサの配列との間で相対移動を生じさせて、前記複数のレベル・センサのそれぞれを移動可能にして、それにより前記基板上の第１の点において測定を行うことによって重複した測定値の第１の組を提供し、且つ少なくとも１つの他の測定点に対する測定を行うことによって少なくとも１つの重複した測定値の他の組を提供する段階と、
前記複数の重複した測定値を用いて、位置の誤差の値、基板テーブルの非平坦性、及びレベル・センサの位置／オフセットの値のうちの少なくとも１つを決定する段階とを含む方法。
【請求項１５】
前記相対移動がセンサのピッチに相当する量であり、それによって測定値の重複を確保する請求項１４に記載された方法。
【請求項１６】
前記Ｚ位置を決定するシステムがＺミラーを含み、レベル・センサの各測定値が、Ｚミラーの高さ、基板の高さ、及びレベル・センサのスポットのオフセット誤差の関数である請求項１５に記載された方法。
【請求項１７】
前記Ｚ位置を決定するシステムがエンコーダを含み、レベル・センサの各測定値が、該エンコーダの少なくとも一部の高さ、基板の高さ、及びレベル・センサのスポットのオフセット誤差の関数である請求項１５に記載された方法。
【請求項１８】
位置の誤差、基板テーブルの非平坦性、及びレベル・センサの位置／オフセットのうちの少なくとも１つを算出する前記段階が、それらを行列の形に変換することによって連立方程式を解く段階を含む請求項１５に記載された方法。
【請求項１９】
前記位置の誤差が、Ｚ位置、Ｙ位置、Ｘ位置、Ｘ軸に対する回転位置、及びＹ軸に対する回転位置のうちの任意の１つ又は複数である請求項１４に記載された方法。
【請求項２０】
前記重複した測定値を複数の異なるウェハの搭載角度で得る請求項１４に記載された方法。
【請求項２１】
前記重複した測定値を複数の異なるＹ位置で得る請求項１４に記載された方法。
【請求項２２】
前記リソグラフィ・システムが、ビームの断面にパターンを与えるように構成されたパターン形成装置を支持するように構成された支持体と、パターンの形成された放射を基板のターゲット部分に投影するように構成された投影システムとを含む請求項１４に記載された方法。
【請求項２３】
データ媒体若しくはコンピュータ可読媒体上のコンピュータ・プログラム、又はコンピュータ・プログラム製品において、該コンピュータ・プログラムがミラー及び／又はチャックの平坦度を決定するためのコード又は命令を有し、該コード又は命令が、
前記基板と前記レベル・センサの配列との間で相対移動を生じさせて、複数のレベル・センサのそれぞれを基板上の第１の点における測定を行う位置へ移動可能にすることによって重複した測定値の第１の組を提供し、
前記基板と前記レベル・センサの配列との間の相対移動を生じさせて、複数のレベル・センサのそれぞれを基板上の少なくとも１つの他の測定点へ移動させることによって少なくとも１つの重複した測定値の他の組を提供し、
前記複数の重複した測定値を用いて、位置の誤差の値、基板テーブルの非平坦性、及びレベル・センサの位置／オフセットの値のうちの少なくとも１つを決定するように構成されているコンピュータ・プログラム又はコンピュータ・プログラム製品。
【請求項２４】
請求項１から請求項２３までのいずれか１項に記載された装置、方法又はコンピュータ・プログラムを用いて決定された位置の誤差の値、基板テーブルの非平坦性の値、及びレベル・センサの位置／オフセットの値のうちの少なくとも１つを用いる段階を含む、リソグラフィ装置の較正方法。
【請求項２５】
レベル・センサの重複した測定値の組を用いる段階を含む、リソグラフィ装置における位置の誤差の値、基板テーブルの非平坦性の値、及びレベル・センサの位置／オフセットの値のうちの少なくとも１つを決定する方法において、各組が実質的に同じ位置で複数のセンサによって得られた測定値を含み、異なる組が異なる位置で得られた測定値を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｚ位置の誤差／ばらつきの値、及び／又は基板テーブル（又は「チャック」）の平坦度の値を決定するためのリソグラフィ装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板のターゲット部分に付与する機械である。リソグラフィ装置は、例えば集積回路（ＩＣ）の製造に用いることができる。この場合、マスク又はレチクルとも呼ばれるパターン形成装置を用いて、ＩＣの個々の層に対応する回路パターンを形成できる。これは、レチクルと基板の間にあって、レチクルの照射された部分を基板のターゲット部分に結像させるように設けられた投影システムを用いて行われる。この投影システムは、放射ビームの方向付け、成形及び／又は制御を行うための構成要素を含んでいる。パターンは、例えばレジストなど放射感応材料の層を有するシリコン・ウェハなどの基板の（例えば１つ又は複数のダイの一部を含む）ターゲット部分に結像させることができる。一般に、単一の基板は、連続的に露光される隣接するターゲット部分のネットワークを含む。周知のリソグラフィ装置には、パターン全体をターゲット部分に一度に露光することによって各ターゲット部分を照射する、いわゆるステッパと、投影ビームによって通常は「走査」方向と呼ばれる所与の方向にパターンを走査し、それと同時にこの方向に対して平行又は逆平行に基板を同期して走査することによって各ターゲット部分を照射する、いわゆるスキャナとが含まれる。
【０００３】
こうしたリソグラフィ装置では、干渉計を用いると高い精度で変位を測定することができる。米国特許第４７８４４９０号（その内容を参照によって本明細書に援用する）は、典型的な高安定性の平面ミラー干渉計を開示している。（干渉計システムと呼ばれることもある）この干渉計は、ビームを測定ビームと参照ビームに分割するための偏光ビーム分割器（スプリッタ）、参照ビーム及び測定ビームをそれぞれ反射するための参照ミラー及び測定ミラー、並びに測定ビームと参照ビームの間の干渉から生じるビームを検出するための位相検出器を有している。測定ミラーの変位によって測定ビームの伝わる測定経路の全長が変化し、その結果、位相検出器で位相シフトが生じる。検出された位相シフトを用いると、ミラーの変位を決定することができる。
【０００４】
干渉計システムは高精度の測定を実現できるが、測定ミラーが平坦ではないために測定誤差が生じるという問題がある。測定ミラーを測定ビームに対して垂直な方向に移動させると、測定ビームはミラーの様々な領域でミラーに当たるようになる。したがって、ミラーの非平坦性により、干渉計による距離の測定に誤差が生じる。
【０００５】
ミラーの非平坦性は、基板テーブルのｘ位置及びｚ位置とその上にあるウェハの高さの両方を決定するために、干渉計システムをレベル・センサの配列と組み合わせて用いるときに特に問題となる。この場合、ｘ位置及びｚ位置の測定は、一般に適切に配置されたＸミラー及びＺミラーを用いて行われる。ウェハ表面のレベル（水準）の測定は、レベル・センサを用いて行われる。ウェハの高さは、ウェハ表面の垂直方向の位置と基板テーブルの垂直方向の位置との差、すなわち、ウェハの高さ＝（ウェハ表面の垂直方向の位置−基板の垂直方向の位置）として表されるという仮定のもとに、Ｚミラーの位置及びウェハのレベルを用いて、ウェハの高さの絶対的な値を決めることができる。このタイプの構成は、米国特許第６６７４５１０号にさらに詳しく記載されており、その内容全体を参照によって本明細書に援用する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
異なるｘ位置に配置された２つのレベル・センサ（光学的なレベル・センサ、気圧計など）を用いてただ１つのウェハの点を測定する際には、ウェハの点を第１のセンサによって測定される位置から第２のセンサによって測定される位置まで移動させるようにウェハ・テーブルを移動させなければならないため、この構成に伴う問題が生じる可能性がある。これは、基板テーブルの様々なｘ位置が利用されることを意味している。したがって、２つの測定値に対して様々な位置決めの誤差が生じることになる。ウェハ自体が平坦ではない場合があるため、ｘ位置が異なると、第２のレベル・センサによる測定が、前の測定のレベルとは異なるレベルを有するｘ位置で行われる可能性がある。その結果、測定用放射が、異なる位置でＺミラーに入射するようになる。またＺミラーが完全に平坦ではない場合があるため、（Ｚミラーの垂直方向の位置に依存する）ウェハの高さが誤って計算される可能性がある。したがって、測定結果を比較するためには、ミラーの誤差を補正するために、測定側での絶対的なＺミラーのマップ（地図）が必要である。
【０００７】
本発明の観点は、以上に論じた問題を、少なくとも部分的に軽減することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の観点によれば、
放射ビームを提供するように構成された照明系と、
基板を保持するように構成された基板テーブルと、
基板テーブルのＺ方向における位置を決定するためのシステムと、
基板テーブルに支持された基板のレベル（水準）を複数の異なる位置で検知するための複数のレベル・センサと、
基板テーブルとレベル・センサの配列との間に相対移動を生じさせて、複数のレベル・センサのそれぞれを基板上の第１の点における測定を行う位置へ移動可能にすることによって１組の重複した測定値を提供し、且つ複数のレベル・センサを基板上の少なくとも１つの他の測定点へ移動可能にすることによって重複した測定値の他の組を提供するように構成された制御装置と、
レベル・センサの重複した測定値の組を用いて、位置の誤差／ばらつきの値、基板テーブルの非平坦性の値、及びレベル・センサの位置／オフセットの値のうちの少なくとも１つを算出するための計算器とを含むリソグラフィ投影装置が提供される。
【０００９】
レベル・センサの一連の重複した測定値を用いることにより、位置の誤差、特にＺ位置の誤差、基板テーブルの平坦度、及びレベル・センサの位置／オフセットを推定することが可能になる。これを高い精度及び信頼性をもって実施することができる。これらはすべて、レベル・センサの重複した測定値から決定できる。
【００１０】
位置の誤差は、Ｚ位置、Ｙ位置、Ｘ位置、Ｘ軸に対する回転位置、及びＹ軸に対する回転位置のうちの任意の１つ又は複数とすることができる。
【００１１】
基板テーブルの位置を決定するシステムは、Ｚ位置の決定時に用いるためのＺミラーを含むことができる。レベル・センサによって測定された各レベルは、Ｚミラーの高さ、基板の高さ、及びレベル・センサのスポットのオフセット誤差の関数であると考えることができる。計算器は、各式がレベル・センサの測定値を、Ｚミラーの高さ、基板の高さ、及びレベル・センサのスポットのオフセット誤差の関数に等式化したものである一連の連立方程式を解くことにより、Ｚ位置の誤差の値、基板テーブルの非平坦性の値、及びレベル・センサの位置／オフセットの値のうちの少なくとも１つを算出するように構成することができる。
【００１２】
Ｚ位置を決定するシステムは、エンコーダを含むことができる。レベル・センサによって測定された各レベルを、エンコーダの少なくとも一部の高さ、基板の高さ、及びレベル・センサのスポットのオフセット誤差の関数とすることができる。
【００１３】
レベル・センサの配列は、レベル・センサの直線状の配列とすることができる。配列の各センサを、一定のピッチだけ離すことができる。制御装置は、センサのピッチに相当する量の相対移動を生じさせ、それによって測定値の重複を確保するように構成することができる。
【００１４】
レベル・センサの配列は、複数の異なるレベル・センサを含むことができる。
【００１５】
基板テーブルの位置を決定するシステムは、任意選択で少なくとも１つの干渉計を含むことができる。追加として或いは別法として、基板テーブルの位置を決定するシステムは、少なくとも１つの干渉計からの放射をＺミラーに向けるための、少なくとも１つのミラーを含むことができる。
【００１６】
照明系は放射源を含むことができる。放射源を体積線源とすることができる。放射源にはプラズマ放射源が含まれる。プラズマ放射源は、放電源又はレーザー発生プラズマ源とすることができる。放射源は、ＥＵＶ範囲の放射を放出するように動作可能なものでもよい。プラズマ源は、少なくとも任意選択で放射パルス間は透過性を有している。
【００１７】
この装置はさらに、パターン形成装置を支持するように構成された支持体を含むことが可能であり、このパターン形成装置は、ビームの断面にパターンを与えるように構成されている。
【００１８】
この装置はさらに、パターンの形成された放射を基板のターゲット部分に投影するように構成された投影システムを含むことができる。
【００１９】
本発明の他の観点によれば、放射ビームを提供するように構成された照明系と、基板を保持するように構成された基板テーブルと、基板テーブルのＺ方向における位置を決定するためのシステムと、基板テーブルに支持された基板のレベル（水準）を複数の異なる位置で検知するための複数のレベル・センサとを有するリソグラフィ・システムにおける方法であって、
基板とレベル・センサの配列との間で相対移動を生じさせて、複数のレベル・センサのそれぞれを基板上の第１の点における測定を行う位置へ移動可能にし、それにより重複した測定値の第１の組を提供する段階と、
基板とレベル・センサの配列との間で相対移動を生じさせて、複数のレベル・センサを基板上の少なくとも１つの他の測定点へ移動させ、それによって少なくとも１つの重複した測定値の他の組を提供する段階と、
重複した測定値の組を用いて、Ｚ位置の誤差の値、及び／又は基板テーブルの非平坦性、及び／又はレベル・センサの位置／オフセットの値を算出する段階とを含む方法が提供される。
【００２０】
位置の誤差は、Ｚ位置、Ｙ位置、Ｘ位置、Ｘ軸に対する回転位置、及びＹ軸に対する回転位置のうちの任意の１つ又は複数とすることができる。
【００２１】
レベル・センサの配列は、レベル・センサの直線状の配列とすることができる。配列の各センサを、一定のピッチだけ離すことができる。相対移動をセンサのピッチに相当する量とし、それによって測定値の重複を確保することができる。
【００２２】
照明系は放射源を含むことができる。放射源を体積線源とすることができる。放射源にはプラズマ放射源が含まれる。プラズマ放射源は、放電プラズマ源又はレーザー励起プラズマ源とすることができる。放射源は、ＥＵＶ範囲の放射を放出するように動作可能なものでもよい。
【００２３】
本発明の他の観点によれば、データ媒体若しくはコンピュータ可読媒体上のコンピュータ・プログラム、又はコンピュータ・プログラム製品であって、
基板とレベル・センサの配列との間で相対移動を生じさせて、複数のレベル・センサのそれぞれを基板上の第１の点における測定を行う位置へ移動可能にし、それによって重複した測定値の第１の組を提供し、
基板とレベル・センサの配列との間の相対移動を生じさせて、複数のレベル・センサを基板上の少なくとも１つの他の測定点へ移動させ、それによって少なくとも１つの重複した測定値の他の組を提供し、
重複した測定値の組を用いて、位置の誤差の値、及び／又は基板テーブルの非平坦性、及び／又はレベル・センサの位置／オフセットの値を算出するように構成されたコード又は命令を有するコンピュータ・プログラム又はコンピュータ・プログラム製品が提供される。
【００２４】
位置の誤差は、Ｚ位置、Ｙ位置、Ｘ位置、Ｘ軸に対する回転位置、及びＹ軸に対する回転位置のうちの任意の１つ又は複数とすることができる。
【００２５】
本発明の他の観点によれば、本発明の前記観点のいずれかによるリソグラフィ・システム、及び／又はデバイス製造方法、及び／又はコンピュータ・プログラムを直接的又は間接的に用いて製造されるデバイスが提供される。
【００２６】
本発明の他の観点によれば、本発明のその他の観点のいずれかによる装置、方法又はコンピュータ・プログラムを用いて決定された位置の誤差の値、基板テーブルの非平坦性の値、及びレベル・センサの位置／オフセットの値の少なくとも１つを用いる段階を含む、リソグラフィ装置の較正方法が提供される。
【００２７】
本明細書で使用する「放射」及び「ビーム」という用語は、（例えば３６５、２４８、１９３、１５７又は１２６ｎｍの波長を有する）紫外（ＵＶ）放射、及び（例えば５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）極紫外（ＥＵＶ）放射を含むあらゆるタイプの電磁放射、並びにイオン・ビームや電子ビームなどの粒子ビームを包含している。
【００２８】
本明細書で使用する「パターン形成装置」という用語は、基板のターゲット部分にパターンを形成するためなど、放射ビームの断面全体にパターンを与えるために用いることのできる装置を指すものとして広く解釈すべきである。投影ビームに与えられるパターンが、基板のターゲット部分における所望のパターンと厳密に一致しない可能性があることに留意すべきである。一般に、投影ビームに与えられるパターンは、集積回路などターゲット部分に作製されるデバイスの特定の機能層に対応している。
【００２９】
パターン形成装置は、透過式でも反射式でもよい。パターン形成装置には、マスク、プログラム可能ミラー配列及びプログラム可能ＬＣＤパネルの任意のものが含まれる。マスクはリソグラフィの分野では周知であり、それにはバイナリ・マスク、交互位相シフト・マスク（ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ  ＰＳＭ）及び減衰位相シフト・マスク（ａｔｔｅｎｕａｔｅｄ  ＰＳＭ）などのマスク・タイプ、並びに様々なハイブリッド型のマスク・タイプが含まれる。プログラム可能ミラー配列の一例は、小さいミラーのマトリクス（行列）状の配列を使用するものであり、入射する放射ビームを異なる方向に反射するように、それぞれのミラーを別々に傾斜させることができる。このようにして、反射ビームにパターンが形成される。
【００３０】
支持体とは、例えばパターン形成装置の重量を支えるものである。それは、パターン形成装置の向き、リソグラフィ装置の設計、並びに例えばパターン形成装置が真空環境に保持されているかどうか等の他の条件に応じた方法でパターン形成装置を保持する。支持体は、機械式クランプ、真空、又は例えば真空条件下での静電式クランプなど他の取付技術を用いることが可能である。支持体を、例えば枠台（フレーム）又はテーブルとすることが可能であり、これらは必要に応じて固定することも移動させることもでき、またパターン形成装置が、例えば投影システムに対してなど所望される位置にあることを保証することができる。本明細書中の「レチクル」又は「マスク」という用語の使用はいずれも、「パターン形成装置」というより一般的な用語と同義であると考えられる。
【００３１】
本明細書で使用する「投影システム」という用語は、適宜、例えば使用される露光放射向け、又は浸漬液の使用や真空の使用など他の要素向けの屈折光学系、反射光学系及び反射屈折光学系を含めて様々なタイプの投影システムを包含するものとして広く解釈すべきである。本明細書中の「レンズ」という用語の使用はいずれも、「投影システム」というより一般的な用語と同義であると考えられる。
【００３２】
照明系も、放射ビームの方向付け、成形及び／又は制御のための屈折式、反射式及び反射屈折式の光学要素を含めて様々なタイプの光学要素を包含することが可能であり、こうした構成要素も以下では一括して、又は単独で「レンズ」と呼ぶことがある。
【００３３】
リソグラフィ装置は、２（デュアル・ステージ）又は３以上の基板テーブル（及び／又は２以上のマスク・テーブル）を有するタイプのものでもよい。こうした「マルチ・ステージ」装置では、追加のテーブルを並行して用いてもよく、或いは１つ又は複数のテーブル上で予備工程を実施し、それと同時に１つ又は複数の他のテーブルを露光に用いてもよい。
【００３４】
リソグラフィ装置は、投影システムの最終要素と基板の間の空間を満たすように、例えば水など比較的大きい屈折率を有する液体に基板を浸すタイプのものでもよい。浸漬液を、例えばマスクと投影システムの第１の要素の間など、リソグラフィ装置の他の空間に適用することもできる。投影システムの開口数を高めるための浸漬技術は、当技術分野では周知である。
【００３５】
次に本発明の実施例を、添付の概略図を参照して例示のみの目的で説明するが、図中において同じ参照記号は同じ部品を指すものであることに留意されたい。
【実施例】
【００３６】
図１は、放射ビームＰＢ（例えばＵＶ又はＥＵＶ放射）を提供するように構成された照明系（照明器）ＩＬを含む装置を示している。第１の支持体（例えばマスク・テーブル）ＭＴは、パターン形成装置（例えばマスク）ＭＡを支持するように構成され、投影システム（「レンズ」）ＰＬに対してパターン形成装置を正確に位置決めする第１の位置決め装置ＰＭに接続されている。基板テーブル（例えばウェハ・テーブル）ＷＴは、基板（例えばレジスト塗布ウェハ）を保持するように構成され、投影システムＰＬに対して基板を正確に位置決めする第２の位置決め装置に接続されている。投影システム（例えば反射投影レンズ系）ＰＬは、パターン形成装置ＭＡによってビームＰＢに与えられたパターンを、基板Ｗの（例えば１つ又は複数のダイを含む）ターゲット部分Ｃに結像するように構成されている。図１の装置は、例えば反射性マスク又は前記で言及したタイプのプログラム可能ミラー配列を使用した反射式のものである。ただし、装置は、例えば透過性マスクを使用する透過式のものでもよいことが理解されよう。
【００３７】
照明器ＩＬは放射源ＳＯから放射を受け取る。例えば放射源がプラズマ放電源である場合、放射源とリソグラフィ装置を別々の構成要素にすることができる。そうした場合には、放射源がリソグラフィ装置の一部を形成するとは考えられず、放射は一般に、例えば適切な集光ミラー及び／又はスペクトル純度フィルタを含む放射収集器（コレクタ）を用いて、放射源ＳＯから照明器ＩＬへ送られる。他の場合、例えば放射源が水銀ランプである場合には、放射源を装置の一部とすることができる。
【００３８】
照明器ＩＬは、ビームの角強度分布を調整するように構成された調整装置を含むことができる。一般に、照明器の瞳面内における強度分布の少なくとも外側及び／又は内側の半径方向範囲（それぞれ一般にσ外側（σ−ｏｕｔｅｒ）、σ内側（σ−ｉｎｎｅｒ）と呼ばれる）を調整することができる。照明器は、所望される均一性及び強度分布をその断面内に有する、調節された放射ビームＰＢを提供する。このビームＰＢは、マスク・テーブルＭＴ上に保持されているマスクＭＡに入射する。マスクＭＡによって反射されたビームＰＢは投影システムＰＬを通過し、この投影システムＰＬはビームを基板Ｗのターゲット部分Ｃに集束させる。第２の位置決め装置ＰＷ及び位置センサＩＦ２（例えば干渉測定装置）を用いて、基板テーブルＷＴを、例えば異なるターゲット部分ＣをビームＰＢの経路内に位置決めするように、正確に移動させることができる。同様に、第１の位置決め装置ＰＭ及び位置センサＩＦ１（例えば干渉測定装置）を用いて、例えばマスク・ライブラリから機械的に取り出した後、又は走査中に、マスクＭＡをビームＰＢの経路に対して正確に位置決めすることができる。一般に、対象物テーブルＭＴ及びＷＴの移動は、位置決め装置ＰＭ及びＰＷの一部を形成する長ストローク・モジュール（粗い位置決め）及び短ストローク・モジュール（細かい位置決め）を用いて実現される。ただし、（スキャナではなく）ステッパの場合には、マスク・テーブルＭＴを短ストローク・アクチュエータに接続するだけでもよいし、又は固定してもよい。マスクＭＡ及び基板Ｗは、マスク位置調整用マークＭ１、Ｍ２、及び基板位置調整用マークＰ１、Ｐ２を用いて位置を調整することができる。
【００３９】
図示した装置は、様々なモードで使用することができる。例えばステップ・モードでは、投影ビームに与えられたパターン全体を１回でターゲット部分Ｃに投影する間、マスク・テーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴを本質的に静止した状態に保つ（すなわち、ただ１回の静止露光）。次いで、異なるターゲット部分Ｃを露光できるように、基板テーブルＷＴをＸ及び／又はＹ方向に移動させる。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１回の静止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。
【００４０】
走査モードでは、投影ビームに与えられたパターンをターゲット部分Ｃに投影する間、マスク・テーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴを同期して走査する（すなわち、ただ１回の動的露光）。マスク・テーブルＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度及び方向は、投影システムＰＬの拡大（縮小）率、及び像の反転特性によって決まる。走査モードでは、露光フィールドの最大サイズによって１回の動的露光におけるターゲット部分の（非走査方向の）幅が制限され、走査移動の長さによってターゲット部分の（走査方向の）高さが決定される。
【００４１】
他のモードでは、ビームに与えられたパターンをターゲット部分Ｃに投影する間、プログラム可能なパターン形成装置を保持しながらマスク・テーブルＭＴを本質的に静止した状態に保ち、基板テーブルＷＴを移動又は走査させる。このモードでは、一般にパルス式の放射源が使用され、基板テーブルＷＴが移動するたびに、又は走査中の連続する放射パルスの合間に、プログラム可能なパターン形成装置が必要に応じて更新される。この動作モードは、前記で言及したタイプのプログラム可能ミラー配列など、プログラム可能なパターン形成装置を利用するマスクレス・リソグラフィに簡単に適用することができる。
【００４２】
前記の様々なモードの組み合わせ及び／又は変形形態、或いは全く異なる使用モードを採用することもできる。
【００４３】
図２は、当技術分野では「チャック」と呼ばれることもあるウェハ／基板テーブルＷＴ上で、ウェハの位置を決定するためのシステムを示している。これは、それぞれが基板テーブルＷＴの反対側にある２つの干渉計ＩＦを含んでいる。各干渉計ＩＦは、測定放射を、テーブルの反対側の側壁に設けられた第１のミラー対Ｍ１の一方に向けるように配置され、これらのミラーＭ１は、関連付けられた干渉計ＩＦから放出される放射に対して実質的に垂直になっている。これらをＸミラーＭ１と呼ぶ。さらに、各干渉計ＩＦは、測定放射を、干渉計ＩＦからの放射の伝播方向に対して４５度傾いた第２のミラー対Ｍ２の一方に向けるように配置されている。これらのミラーＭ２は、テーブルＷＴの反対側の側壁に設けられている。これらを傾斜ミラーＭ２と呼ぶ。
【００４４】
ＸミラーＭ１及び傾斜ミラーＭ２はウェハ・テーブルＷＴに支持されており、したがって、テーブルＷＴを移動させると移動する。ＸミラーＭ１のそれぞれから反射された放射は、それが関連付けられている干渉計ＩＦに戻るように方向付けされ、それを用いてウェハ・テーブルＷＴのｘ位置を決めることができる。傾斜ミラーＭ２から反射された放射は、ウェハ・テーブルＷＴのレベルより上に配置された１対のＺミラーＺＭの一方に向けられ、その後反射されて干渉計ＩＦへ戻る。図２のＺミラーＺＭ上に示した点は、測定中に干渉計ＩＦのビームが与えられる位置を示している。ＺミラーＺＭのそれぞれから反射された放射を、ＸミラーＭ１を用いて決められたｘ位置の値と組み合わせて用いることにより、ＺミラーＺＭ、したがってウェハ・テーブルＷＴの高さの間接的な値を得ることができる。
【００４５】
ウェハ・テーブルＷＴの真上には、レベル・センサＬＳの配列がある。これは、光学的なレベル・センサや気圧計など、いくつかの異なるセンサのタイプを含むことができる。ウェハ上に示した点は、レベル・センサＬＳが高さを測定する位置を表している。図２に示した特定の実施例では、レベル・センサＬＳの配列は直線状で５個のセンサを含み、測定点の数Ｎは１１である。もちろん、様々な数のセンサ及び／又は配列の構成、並びに様々な数の測定点を用いることが可能であることが理解されよう。
【００４６】
図３は、ウェハのレベル、同様にウェハ・テーブルの高さを測定するための別の配置を示している。この場合、ＺミラーＺＭはウェハ・テーブルＷＴの後ろに直接取り付けられており、したがって、ウェハ・テーブルの高さの直接的な値を与えることができる。しかし実際には、一般にウェハ・テーブルＷＴの移動機構がテーブルの裏側に設けられているため、これを実施することが難しい場合がある。
【００４７】
絶対的なミラーのマップを決定するために、干渉計ＩＦを用いてウェハ・テーブルＷＴのｘ位置をモニターし、ウェハを横切る様々な異なるｘ位置で複数のレベル・センサＬＳによる測定を実施する。任意選択で、レベル・センサによる各測定を静的なものにすることができる。この場合には通常、各レベル・センサは、各測定点においていくつかの測定値を得て平均値を与え、それによってノイズの影響を低減する。典型的な実施例では、各レベル・センサが単一の点で６００個の測定値を得るようにすることができるが、異なるセンサが異なる数の測定値を得るように構成することも、さらに基板テーブルの異なる位置で異なる数の測定値が得られるようにすることも可能である。理解されるように、測定値の数が増加するとノイズの影響が低減されると同時に、測定時間も増加する。したがって、較正時間と測定精度との間の兼ね合いがある。静的測定に代わる別法として、レベル・センサの配列ＬＳが測定を行っている間、ウェハ・テーブルＷＴをレベル・センサの配列ＬＳの方向に沿って移動させることができる。適切な時間にセンサの出力をサンプリングすることにより、ウェハの特定点に関連する測定値を得ることができる。この場合、各点で得られる測定値の数は、一般に静的測定の場合より少なく、たった１つである可能性もある。
【００４８】
図２に示した実施例では、ウェハ・テーブルＷＴを、制御装置（図示せず）を用いて移動させることができる。特に、ウェハ・テーブルＷＴを、各ステップにおいて一番左の位置から一番右の位置までＸ軸に対して平行に移動させる。各ステップの後、ターゲットのウェハの点をカバーするすべてのレベル・センサが測定値を得る。結果として、ウェハの各点は、各レベル・センサによって１回測定される。Ｎ個のウェハの点とＭ個のレベル・センサが与えられたとすると、これによってＮＭ個の測定値が生じる。Ｎ＞Ｍの場合、Ｎ＋Ｍ−１個のウェハ・テーブルの位置が存在する。ウェハ・テーブルの一番左の位置にあるセンサの配列から始めると、一番右のレベル・センサのみがウェハの点をカバーする。次のステップでは、レベル・センサの２つのスポットがウェハの点などをカバーする。こうして、１≦ｎ≦Ｍの位置ではｎ個のレベル・センサがウェハの点をカバーし、Ｍ≦ｎ≦Ｎの位置ではＭ個のレベル・センサがウェハの点をカバーし、Ｎ≦ｎ≦Ｎ＋Ｍの位置では（Ｍ＋Ｎ−ｎ）個のレベル・センサがウェハの点をカバーする。こうして測定値は合計ＮＭ個になる。このように、ウェハＷに対してセンサの配列ＬＳを移動させることにより、一連の重複したＬＳの測定値が得られる。原則としてＹ＝０ｍにおける測定値は、Ｚミラー・マップとして十分に正確なものであるが、図４に示すように、この一連の測定値又は測定値の数列を、任意選択でウェハ上の３つの異なるＹ位置（例えば−１００、０及び１００ｍｍ）に対して繰り返してもよい。測定位置の完全な重複は本質的なことではないことに留意すべきである。つなぎ合わせるには、ピッチが、
０＜ピッチ・測定値＜ピッチ・ＬＳスポット
でなければならない。測定値の重複が完全ではない場合には、測定値の線形補間、又はマップ及びウェハを記述するパラメータの数学的な調整によって、これを処理することができる。
【００４９】
ミラーの非平坦性、ウェハの非平坦性、チャック・テーブルの非平坦性、及びレベル・センサのスポットのオフセット誤差を含む様々な成分が、任意のＸ、Ｙ位置におけるレベル・センサの測定値に寄与する。したがって、所与のウェハの搭載（ローディング）方向について、ウェハ基板ＷＳ上の点に対するレベル・センサＬＳの測定値の一般式は次のようになる。
ｖｍｅａｓ（ｘＷＳ，ｙＷＳ）＝ｄＺ（Ｘ，Ｙ）−ｘＬＳｄＲｙ（Ｘ，Ｙ）＋ｃｔｒｕｅ（ｘＷＳ，ｙＷＳ）＋ｗｔｒｕｅ（ｘｗａｆ，ｙｗａｆ）＋ｄｚＬＳ（ｘＬＳ）
上式で、ｖｍｅａｓは測定されたウェハの厚さ／高さ、ｄＺ並びにＲｙおよびｄＲｙはそれぞれ、ミラーの非平坦性によるステージのＺ位置並びにＲｙ位置の誤差（ここで、Ｒｙはｙ軸に対するウェハの回転位置）、ｃｔｒｕｅ及びｗｔｒｕｅはそれぞれ、ウェハのｘ位置及びｙ位置に応じたチャック及びウェハの真の高さ／非平坦性、ｘＬＳはＬＳスポットのｘ位置、ｄｚＬＳはスポットの高さのｚ誤差である。
【００５０】
図２及び図３のようなステージの位置測定システムでは、ｄＺ（Ｘ，Ｙ）及びｄＲｙ（Ｘ，Ｙ）を、独立した１次元マップ、すなわち、ｄＺ（Ｘ，Ｙ）＝ｄＺｘ（Ｘ）＋ｄＺｙ（Ｙ）、及びｄＲｙ（Ｘ，Ｙ）＝ｄＲｙｘ（Ｘ）＋ｄＲｙｙ（Ｙ）によって表すことができる。ｄＺｘ及びｄＲｙｘは、いわゆるｚミラーの非平坦性の関数であることに留意すべきである。また、ｄＲｙｘ、ｄＲｙｙ、ｄＺｙ及びｄＲｙｙは、いわゆる４５度ミラーの非平坦性の関数である。したがって、前記の式は以下のようになる。
ｖｍｅａｓ（ｘＷＳ，ｙＷＳ）＝ｄＺｘ（Ｘ）＋ｄＺｙ（Ｙ）−ｘＬＳｄＲｙｘ（Ｘ）−ｘＬＳｄＲｙｙ（Ｙ）＋ｃｔｒｕｅ（ｘＷＳ，ｙＷＳ）＋ｗｔｒｕｅ（ｘｗａｆ，ｙｗａｆ）＋ｄｚＬＳ（ｘＬＳ）
【００５１】
ステージの位置、ウェハ・ステージ上の位置、及びレベル・センサのスポットの位置は、互いに以下のように関連付けられる。
【００５２】
【数１】
2006186380.tif 000003
【００５３】
すべてのスポット、ウェハ上でｘ方向の１ラインの測定、及びウェハの１回転に対してｙＬＳ＝０と仮定すると、前記の式は以下のように変換される。
ｖｍｅａｓ（ｘＷＳ）＝ｄＺｘ（Ｘ）−ｘＬＳｄＲｙ（Ｘ）＋ｖｔｒｕｅ（ｘＷＳ）＋ｄｚＬＳ（ｘＬＳ）
上式で、ｖｔｒｕｅはｃｔｒｕｅとｗｔｒｕｅ、すなわちチャックとウェハを組み合わせた効果を表している。あるウェハ搭載角度では、ＷＳの座標における位置とウェハの座標における位置との間には決まった関係がある。さらに、ｘ方向の１ラインを測定する場合、ｙ方向は役割を持たない、すなわち一定の寄与をもたらすだけである。
【００５４】
９スポットのレベル・センサを用い、測定のピッチをレベル・センサのスポットのピッチと等しくした場合、ｘ方向の測定によるラインでは、以下のようになる。
【００５５】
【数２】
2006186380.tif 000004
上式で、ｖ１〜ｖ９などは単一の測定点における９個のレベル・センサそれぞれによって得られた測定値の組であり、全部で（２Ｎ＋１）×９個の測定点がある。これらの式はすべてのレベル・センサによって測定されたウェハ上の点のみを考慮したものであることに留意すべきである。したがって、ウェハ上で１つのスポット又はスポットの一部しか測定することのできないｘの末端位置に対する測定値は使用されない。
【００５６】
マップｄＺｘ及びｄＲｙｘに対する添字は、−ＮからＮまで変化することに留意されたい。ｃｗ（チャック＋ウェハ）に対する添字は、−Ｎ−４からＮ＋４まで変化する、すなわち、９スポットのレベル・センサであるため、両端に４つ追加される以外はマップの場合と同じである。最後に、ＬＳスポットに対する添字は、−４から４まで変化する（９スポット）。ｘＬＳ，−４は、番号−４のＬＳスポットのｘ座標であることに留意されたい。
【００５７】
前記の方程式の組を解くために、それらを行列−ベクトルの形で書くことができる。
【００５８】
【数３】
2006186380.tif 000005
【００５９】
上式で、例えば、
【数４】
2006186380.tif 000006
であり、行列Ｍはそれに応じたものである。
【００６０】
行列Ｍの階数を合わせるために、２つの制約条件を加える。階数を合わせるということは、未知数の数以上になるように階数を変えることを意味している。例えば、平均的なマップの更新をゼロにするという制約条件を与えるように行列に行を追加するなど、いくつかの方法によって階数を合わせることができる。制約条件を与える他の方法は、パラメータの数を減らすことである。この方法では、実際に列が減少する結果になる。或いは、行列の列及びベクトルの成分を組み合わせて制約条件を決めることもできる。
【００６１】
図５は、ウェハの方向が０°（すなわち通常のウェハ搭載方向）でのＹ＝０における測定値について前記方程式を解いた場合に得られるミラー・マップを示している。これによってｚ位置の誤差の値が与えられる。各値について正確な解析が行われた場合、図６に示す標準偏差が得られる。これから、これらの値が数オームストロング程度であることが分かる。これは、３σ値が約１ｎｍであることを意味している。これはきわめて正確である。図７に示すように、ウェハの高さマップを得ることもできる。この場合の３σ値もミラー・マップと同程度である。
【００６２】
図５のミラー・マップは、ウェハの方向が０°の場合に得られた測定値に対するものである。再現性及び精度の値を得るために、他の３つのウェハの方向についてもミラー・マップ及びウェハの高さマップを計算した。その方向を９０°、１８０°及び２７０°としたが、同様に他の方向を用いることもできる。理解されるように、１８０°の方向は、ウェハの高さが反対方向に測定されることを除いて、０°の測定値と同じである。これを計算に含めるために、ウェハ高さの寄与を記述した行列Ｍの列を、制約条件を表す最後の２行を除いて上下反転させる。これを９０°に対応する２７０°の方向についても実施した。異なる方向について得られたミラー・マップの結果を図８に示す。これから、４つのウェハの方向で見られるミラーの位置ごとのばらつきは３〜６ｎｍであることが分かる。これは、ウェハの方向、したがってウェハの寄与が、ミラーの寄与から適切に除かれている／分離されていることを意味している。また、絶対的なミラー・マップを３〜６ｎｍの範囲内で決定するには、１つのウェハの方向しか必要としないことも示している。計算には含まれていないゼロ調整の誤差によって生じる傾きを除いて、０°と１８０°、並びに９０°と２７０°の方向が同じ形を有することを示す図９から明らかであるように、ウェハの高さマップも一致した図を示す。Ｙ＝０ｍｍにおける解析から、ミラー・マップが数ｎｍの高い再現性で得られることが明らかである。原則として、正確なミラー・マップを得るには、１つのウェハの方向しか必要としない。
【００６３】
前記の絶対的なミラー・マップ解析の数学的処理に基づいて、ウェハ・テーブルＷＴ又はチャックの平坦度の値を決めることができる。ミラー・マップの解析は、ＬＳ測定値を用いてミラー及びウェハの寄与（並びにＬＳスポットのオフセット残差）を解くことも可能であることを示している。この場合、２つの方向における測定値を以下のように表すことができる。
【００６４】
０°の場合：
【数５】
2006186380.tif 000007
【００６５】
１８０°の場合：
【数６】
2006186380.tif 000008
上式で、Ｐ＝（２Ｎ＋１）×９である。１８０°の場合、ウェハの添字は、０°の場合に対して反対になっている。測定値の両組からなる行列−ベクトル方程式を作成すると、ｘ方向の１つのラインについてチャックとウェハの寄与を区別することができるようになる。
【００６６】
さらに、前記２組の方程式を解くために、それらを行列−ベクトルの形で書くことができる。
【００６７】
【数７】
2006186380.tif 000009
【００６８】
上式で、例えば、
【数８】
2006186380.tif 000010
であり、やはり行列Ｍはそれに応じたものである。
【００６９】
別の手法として、前記の０°と１８０°に対する２組の方程式を別々に解くこともできる。その結果、解は以下のようになる。
【００７０】
【数９】
2006186380.tif 000011
【００７１】
２つの前記パラメータのベクトル同士を減算すると、以下のようになる。
【００７２】
【数１０】
2006186380.tif 000012
これから、ウェハの平坦度ｗ−Ｎ−４，・・・，ｗＮ＋４を簡単に得ることが可能であり、したがって、チャックの平坦度ｃ−Ｎ−４，・・・，ｃＮ＋４を決めることができる。
【００７３】
ウェハの寄与を除く前に、図９において明らかなゼロ調整の誤差を補正しなければならない。そのために、ベクトルのウェハ高さの寄与から線形回帰（リニアフィット）分を引く。線形回帰分を引いた後の結果を図１０に示すが、これは明らかに、Ｙ＝０ｍｍにおいて０°と１８０°、並びに９０°と２７０°が、同一のウェハの全体形状を与えることを示している。先のデータから得られた（チャックの同じ位置をカバーする）０°と１８０°、並びに９０°と２７０°の相対的なチャックの差分の結果を図１１に示す。図１１はもちろん、Ｙの符号を除いてＸ＝０の周りで対称である。（Ｙ＝０ｍｍにおける）０−１８０と９０−２７０との間の相対的なチャックのマップの差は、最大４〜５ｎｍ程度である。これは精度に関する適切な目安であり、それを用いてウェハの高さの寄与を決めることができる。この技術は相対的なチャックのマップのみを与えるものであり、絶対的なチャックのマップを与えるものではないことが理解されよう。それでも、これによって有用なチャック平坦度の値が与えられる。
【００７４】
図２の配置におけるＲｙの誤差を補正することができるが、別の配置を用いて第１の位置で生じる誤差を防止することも可能である。図１２はそうした配置を示している。前記のように、これは、互いにウェハ・テーブルＷＴの反対側にある２つの干渉計ＩＦを有している。この場合、干渉計ＩＦの一方は、測定放射の２つのビームをテーブルの側壁に設けられたＸミラーＭ１へ向けるように配置されている。ミラーＭ１は、干渉計ＩＦから放出される放射に対して実質的に垂直になっている。ウェハ・テーブルＷＴのもう一方の側には、放射をＺミラーへ向けるように配置された傾斜ミラーＭ２がある。この配置では、Ｍ１へ向けられた２つの測定ビームが伝わる経路長をモニターすることによって、Ｒｙの変化を決めることができる。これらの経路長を平均することによって、Ｘ位置を求めることができる。これらの間の差を算出することによって、Ｒｙの値を求めることができる。Ｚミラーに向けられる測定放射の経路長を用いて、Ｚ位置の変化を決めることができる。この場合には、Ｚの測定値のみがミラーの非平坦性の影響を受けるため、前記のレベル・センサの重複した測定値を用いてＲｙを較正する必要はない。
【００７５】
本発明は、リソグラフィ装置におけるＺ位置の誤差及び／又はチャックの非平坦性などの値を決めるための、正確で再現性のある技術を提供するものである。これは、複数の重複したレベルの測定値を用いることによって実施される。本発明を具体化する装置及び方法では、通常、本発明を実行するためのコンピュータ・プログラム又はコンピュータ・プログラム製品を用いるが、ハードウェアの実施形態も可能であることが理解されよう。使用時には、Ｚ位置の誤差及び／又はチャックの非平坦性などを用いて装置を較正し、それによって性能を改善することができる。やはりこれも、通常はある形のコンピュータ・ソフトウェアを用いて実行される。
【００７６】
前記の実施例から逸脱してもなお、本発明の範囲内に含まれ得ることが理解されよう。例えば、一連の異なるｙ位置、並びに０、９０、１８０及び２７０など４つ以上の異なるウェハ搭載角度における測定値を得ることなどにより、この技術をその他の情報を提供するように拡張することができる。そうすると、ｄＺｙ、ｄＲｙｙ、並びにウェハとチャックの高さを区別することが可能になる。前記のように、そのそれぞれを算出するための基礎として、以下の方程式を用いることができる。
ｖｍｅａｓ（ｘＷＳ，ｙＷＳ）＝ｄＺｘ（Ｘ）＋ｄＺｙ（Ｙ）−ｘＬＳｄＲｙｘ（Ｘ）−ｘＬＳｄＲｙｙ（Ｙ）＋ｃｔｒｕｅ（ｘＷＳ，ｙＷＳ）＋ｗｔｒｕｅ（ｘｗａｆ，ｙｗａｆ）＋ｄｚＬＳ（ｘＬＳ）
【００７７】
さらに、これにより、２次元マップを提供するように、実質的にウェハとチャックの表面全体にわたるウェハとチャックの高さを決めることが可能になる。この場合、様々な測定値を１組の方程式として表すことができる。きわめて多数の測定値及び多数のパラメータがあることから、分かりやすくするためにこれを割愛する。
【００７８】
さらに、基板テーブルの位置測定システムが干渉計を基本として、Ｚミラーを含む装置を参照して本発明を説明してきたが、本発明を、基板テーブルの移動が測定されるＺ位置に影響を及ぼす他の任意の位置測定システムに適用することも可能である。一実施例として、本発明を、同時係属の米国特許出願第１０／７６９９９２号及び第１０／８９９２９５号に記載された、エンコーダによる位置決めシステムに適用することが可能であり、それらの内容全体を参照によって本明細書に援用する。
【００７９】
図１３は、本発明を用いることが可能なエンコーダ・ベースのシステムの実施例を示している。ここでは、ウェハ・テーブル上の定位置に格子板が取り付けられている。センサはウェハ・テーブルに取り付けられている。この場合、「エンコーダ」という用語は、格子板及びセンサ対を指す。各センサは、１つの格子板に対するその位置の１つ又は複数の成分を決定する。本質的に、センサはウェハ・テーブルに取り付けられた干渉計であり、格子板は前記のミラーと同等のものである。それらの回折特性のために、格子板に入射する光は位相変化を受ける。検出される位相変化は、光の経路長だけではなく、検出／干渉計ビームが格子板に当たるＸＹ位置にも依存する。結果として、検出される位相はＸＹ及びＺに依存することになる。検出放射の入射角度は格子板に対して垂直でもよいが、これは本質的なことではない。
【００８０】
前記のように、ウェハの上方にレベル・センサの配列が取り付けられている。各センサによって測定される成分が適切に選択されれば、個々のセンサによる結果、固定系に対する格子板の位置及び傾斜、並びにウェハ・テーブルに対するセンサの位置及び傾斜を組み合わせることにより、固定系（ｆｉｘｅｄ  ｗｏｒｌｄ）に対するウェハ・テーブルの位置及び傾斜を決めることができる。したがって、レベル・センサの配列とウェハ・テーブルの間で相対移動を生じさせることにより、また通常はウェハ・テーブルをＸ軸に沿って移動させることにより、前記と同じ測定原理を用いてＺを決めることが可能であり、Ｒｙが必要である場合には、ｘ位置ごとにウェハ・テーブルの位置のずれを決めることも可能である。実際には、固定系に対するウェハ・テーブルの位置を正確に知る必要はないことに留意すべきである。さらに緩やかな要件は、ウェハ・テーブルを３次元の直交格子に位置付けることができるようにすることである。しかし、これを実施するには、格子板の相対位置及び傾斜が既知でなければならない。
【００８１】
図２、図３、図１２及び図１３に示したレベル・センサの配列は１次元であるが、前記配置の他の変形形態では、２次元の配列／配置を用いることも可能であることが理解されよう。しかし、これによってコンピュータ計算の複雑さが増すことになる。また、リソグラフィ装置をＩＣの製造に用いることについて特に言及しているが、このリソグラフィ装置は、一体型光学システム、磁気ドメイン・メモリ用の誘導及び検出パターン、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドその他の製造など、他の用途にも使用可能であることを理解すべきである。こうした別の用途についての文脈では、本明細書中の「ウェハ」という用語の使用はいずれも、「基板」というより一般的な用語と同義であると考えられることを理解すべきである。さらに本明細書で言及する基板は、露光前又は露光後に、例えばトラック（一般に基板にレジスト層を施し、露光されたレジストを現像するツール）や計測又は検査ツールで処理することができる。さらに、例えば多層ＩＣを作製するために、基板を２回以上処理することも可能であり、したがって、本明細書で使用する基板という用語は、処理が施された複数の層を既に含む基板を指すこともある。また、記載したリソグラフィ装置は、反射性レチクル、及び反射性要素を含む投影システムを含むものであるが、投影システムに透過性レチクル及び／又は要素を用いることもできる。さらに、装置をＥＵＶ放射と共に使用するものとして述べてきたが、他の波長の放射を用いることも可能であることが理解されよう。したがって、ここまで本発明の特定の実施例について説明してきたが、本発明は記載したものとは別の方法で実施することが可能であることが理解されよう。上記説明は本発明を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明によるリソグラフィ装置の概略図。
【図２】図１の装置の各部のより詳細な図。
【図３】図２の装置を他の形で表現した図。
【図４】チャック上のウェハのレベルを３つの異なるＹ位置で検知するレベル・センサの概略図。
【図５】図２及び３の測定ミラーに対するＺ位置のばらつきとＸ位置のプロット、すなわちミラー・マップを示す図。
【図６】標準偏差のミラー高さとｘ位置のプロットを示す図。
【図７】ウェハの高さとｘ位置のプロットを示す図。
【図８】ウェハの異なる方向に対する４つのミラー・マップを示す図。
【図９】ウェハの異なる方向に対する４つのウェハ・マップを示す図。
【図１０】線形回帰後の図９のウェハ・マップを示す図。
【図１１】ウェハの２方向に対する、ｘ位置に応じた相対的な基板テーブルの差分のプロットを示す図。
【図１２】図２とは別の測定システムを示す図。
【図１３】ウェハ・テーブルの位置及び傾斜を測定するためのエンコーダ・システムの実施例を示す図。
【符号の説明】
【００８３】
Ｃ  ターゲット部分
ＩＦ  位置センサ、干渉計
ＩＬ  照明器
ＬＳ  レベル・センサ
Ｍ１  Ｘミラー
Ｍ２  傾斜ミラー
ＭＡ  パターン形成装置、マスク
ＭＴ  支持体、マスク・テーブル、対象物テーブル
ＰＢ  放射ビーム
ＰＬ  投影システム
ＰＭ、ＰＷ  位置決め装置
ＳＯ  放射源
Ｗ  基板
ＷＴ  基板テーブル、対象物テーブル、ウェハ・テーブル
ＺＭ  Ｚミラー
【図１】
2006186380.tif 000013
【図２】
2006186380.tif 000014
【図３】
2006186380.tif 000015
【図４】
2006186380.tif 000016
【図５】
2006186380.tif 000017
【図６】
2006186380.tif 000018
【図７】
2006186380.tif 000019
【図８】
2006186380.tif 000020
【図９】
2006186380.tif 000021
【図１０】
2006186380.tif 000022
【図１１】
2006186380.tif 000023
【図１２】
2006186380.tif 000024
【図１３】
2006186380.tif 000025
【外国語明細書】
2006186380.tif 000026
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