(57)【要約】【課題】振動及び外乱に対する感度がより低い投影システムを提供すること。【解決手段】本発明は、第１物体ＭＡから来る投影ビームＰＢを受け取り、かつその投影ビームを第２物体Ｗに投影するように構成された少なくとも１つの投影装置１０を備える投影システムに関する。この投影システムＰＬは、少なくとも１つの投影装置１０の空間配向を測定するためのセンサ１１をさらに備える。投影システムＰＬは、少なくとも１つのセンサ１１と接続するように配置されている処理ユニット４０を備える。この処理ユニット４０は、少なくとも１つの投影装置１０の測定された空間配向に基づいて第１物体ＭＡ及び第２物体Ｗの少なくとも一方の位置を調整するように配置された位置決め装置ＰＷ、ＰＭと接続するようにさらに配置されている。【選択図】図３ａ
2006114927.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１物体（ＭＡ）から来る投影ビーム（ＰＢ）を受け取り、かつその投影ビームを第２物体（Ｗ）に投影するように配置された少なくとも１つの投影装置（１０）を備え、前記少なくとも１つの投影装置（１０）の空間配向を測定するための少なくとも１つのセンサ（１１）をさらに備える投影システム（ＰＬ）において、
前記投影システム（ＰＬ）が、前記少なくとも１つのセンサ（１１）と接続するように配置されている少なくとも１つの処理ユニット（４０）を備え、
前記少なくとも１つの処理ユニット（４０）が、前記少なくとも１つの投影装置（１０）の測定された空間配向に基づいて前記第１物体（ＭＡ）及び第２物体（Ｗ）の少なくとも一方の位置を調整するように配置された位置決め装置（ＰＷ、ＰＭ）と接続するようにさらに配置されており、
前記処理ユニット（４０）が、前記少なくとも１つの投影装置（１０）の測定された空間配向に基づいて前記少なくとも１つの投影装置（１０）の空間配向を調整するように配置された別の位置決め装置（１２）と接続するように配置されており、
前記処理ユニット（４０）が、前記少なくとも１つの投影装置（１０）の空間配向を調整した後の残差誤差に基づいて、前記第１物体（ＭＡ）及び第２物体（Ｗ）の少なくとも一方の位置を調整するように配置されていることを特徴とする、投影システム。
【請求項２】
前記処理ユニット（４０）が、第１の振動数範囲内にある前記少なくとも１つの投影装置（１０）の測定された空間配向に基づいて前記第１物体（ＭＡ）及び第２物体（Ｗ）の少なくとも一方の位置を調整し、かつ第２振動数範囲内にある前記少なくとも１つの投影装置（１０）の測定された空間配向に基づいて前記少なくとも１つの投影装置（１０）の空間配向を調整するように配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の投影システム。
【請求項３】
前記少なくとも１つの投影装置（１０）が、ミラー及びレンズの少なくとも一方を備えることを特徴とする、請求項１又は２に記載の投影システム。
【請求項４】
前記少なくとも１つの投影装置（１０）が、前記少なくとも１つの投影装置を少なくとも１から６までの自由度で駆動するように配置された取付け装置（１２）上に装着されていることを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の投影システム。
【請求項５】
前記投影ビーム（ＰＢ）が、極紫外線放射ビームであることを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の投影システム。
【請求項６】
前記少なくとも１つの処理ユニット（４０）が、前記第１物体（ＭＡ）及び第２物体（Ｗ）の少なくとも一方の位置を決定するために少なくとも１つの別のセンサ（４７、４８）と接続するようにさらに配置されていることを特徴とする、請求項１から５のいずれかに記載の投影システム。
【請求項７】
前記少なくとも１つの処理ユニット（４０）が、入力／出力装置（４１）、マイクロ・プロセッサ（４２）、及びメモリ装置（４３）を備えることを特徴とする、請求項１から６のいずれかに記載の投影システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１の物体から来る投影ビームを受け取り、かつその投影ビームを第２の物体に投影するように配置された少なくとも１つの投影装置を備え、この少なくとも１つの投影装置の空間配向を測定するための少なくとも１つのセンサをさらに備える投影システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
本明細書で使用する「パターン形成装置」という用語は、基板の標的部分の中に作成すべきパターンに対応して、入射する放射ビームにパターン化断面を与えるために使用可能な装置を指すものと広義に解釈すべきであり、「ライトバルブ」という用語もこのような文脈で使用することができる。一般に、前記パターンは、集積回路又は他のデバイス（下記参照）など、標的部分中に作成されるデバイス中の特定の機能層に対応することになる。このようなパターン形成装置の実施例には次のものが含まれる。
マスク。マスクの概念はリソグラフィではよく知られており、それにはバイナリ・マスク、交番位相シフト・マスク、及び減衰位相シフト・マスクなどのマスクの種類ばかりでなく、様々なハイブリッド・マスクの種類が含まれる。このようなマスクを放射ビーム中に配置すると、マスク上のパターンにしたがって、マスク上に当たる放射を選択的に透過（透過マスクの場合）又は反射（反射マスクの場合）する。極紫外線放射を使用する場合は、当業者にはよく知られている理由のために、反射マスクのみが使用可能である。マスクの場合は、その支持構造が一般にマスク・テーブルであり、それによって入射する放射ビーム中の望ましい位置に確実にマスクを保持でき、またそう望まれる場合にはビームに対して確実にマスクを移動することができる。
プログラマブル・ミラー・アレイ。このような装置の一実施例は、粘弾性制御層及び反射表面を有するマトリックス駆動表面である。このような装置の背後にある基本原理は、（例えば、）反射表面のアドレス指定領域が、入射光を回折光として反射するのに対して、非アドレス指定領域は入射光を非回折光として反射するというものである。適切なフィルタを使用すると、前記の非回折光を反射ビームから取り除き、回折光のみを残すことが可能であり、このような方式で、ビームがマトリックス駆動表面のアドレス指定パターンにしたがってパターン化される。プログラマブル・ミラー・アレイの別法による一実施例は微小ミラーのマトリックス配置を用いるものであり、それぞれの微小ミラーを、適切な局在電界の印加によって又は圧電駆動手段の使用によって、軸周りに個々に傾斜させることができる。この場合も、アドレス指定ミラーが入射する放射ビームを非アドレス指定ミラーとは異なる方向に反射するように、ミラーをマトリックス駆動可能であり、このような方式で、反射ビームをマトリックス駆動ミラーのアドレス指定パターンにしたがってパターン化する。必要なマトリックス駆動は適切な電子手段を使用して実行可能である。以上に説明した２つの状況では、パターン化手段は、１つ又は複数のプログラマブル・ミラー・アレイを備えることができる。本明細書に言及するミラー・アレイに関するさらなる情報は、例えば、参照により本明細書に援用する、米国特許第５，２９６，８９１号明細書及び第５，５２３，１９３号明細書、ならびにＰＣＴ特許出願国際公開第９８／３８５９７号パンフレット及び第９８／３３０９６号パンフレットから収集可能である。プログラマブル・ミラー・アレイの場合では、前記支持構造を、例えば、必要に応じて固定式又は可動式でもよいフレーム又はテーブルとして実施することができる。
プログラマブルＬＣＤアレイ。このような構造の一実施例が、参照により本明細書に援用される米国特許第５，２２９，８７２号明細書に見られる。上記と同様に、この場合も支持構造を、例えば、必要に応じて固定式又は可動式でもよいフレーム又はテーブルとして実施することができる。
【０００３】
簡略化のために、本明細書の他の部分が、幾つかの箇所でマスク及びマスク・テーブルを含む実施例に具体的に関する場合があるが、そのような場合に論じる一般的な原理は、上述のパターン化手段のより広義の文脈において理解されるべきである。
【０００４】
リソグラフィ投影装置を、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造で用いることができる。このような場合に、パターン化装置によって、ＩＣの個別層に対応する回路パターンが作成可能であり、さらにこのようなパターンを放射感応性材料（レジスト）の層を被覆した基板（シリコン・ウェーハ）上の標的部分（例えば、１つ又は複数のダイを含む）上に結像することができる。一般には、単一のウェーハが、投影装置によって１回に１つずつ連続的に照射される隣接標的部分の回路網全体を含む。現在の装置では、マスク・テーブル上のマスクによるパターン化を用いるが、２つの異なる種類の機械を区別することができる。リソグラフィ投影装置の一方の種類は、マスク・パターン全体を１回の試みで標的部分上に露光することによって、それぞれの標的部分を照射する。このような装置を一般にウェーハ・ステッパ又はステップ・アンド・リピート装置と呼ぶ。一般にステップ・アンド・スキャン装置と呼ばれる別法の装置は、投影ビーム下のマスク・パターンを所与の基準方向（「走査方向」）に漸進的に走査することによって各標的部分を照射しながら、同期してこの走査方向に対して平行又は逆平行に基板テーブルを走査する。一般に、投影システムは倍率Ｍ（一般には１よりも小さい）を有するので、基板テーブルを走査する速度Ｖは、マスク・テーブルを走査する速度の倍率Ｍ倍になる。本明細書に説明するリソグラフィ装置に関するさらなる情報は、例えば、参照により本明細書に援用される米国特許第６，０４６，７９２号明細書から収集可能である。
【０００５】
リソグラフィ投影装置を使用する製造工程では、放射感応性材料（レジスト）の層によって少なくとも一部が被覆されている基板上に（例えば、マスク中の）パターンを結像する。この結像工程の前に、基板に下塗り、レジスト塗布、及びソフトベークなどの様々な処理を施すことができる。露光後に、基板に露光後ベーク（ＰＥＢ）、現像、ハードベーク、及び結像特徴の測定／検査などの他の処理を施すことができる。このような数多くの処理を基本として行い、デバイス、例えば、ＩＣ（集積回路）の個々の層をパターン化する。次いで、このようなパターン化された層は、エッチング、イオン注入（ドーピング）、金属被覆、酸化、化学機械的研磨など、すべて個々の層を仕上げるための様々な処理を施すことができる。幾つかの層が必要であれば、それぞれの新たな層毎に、このような処理全体又は別の処理を反復しなければならない。最終的に、デバイスの配列が基板（ウェーハ）上に作成される。次いで、これらのデバイスをダイシング又はソーイングなどの技法によって相互に分離し、個々の層をキャリヤ上に装着してピンなどに接続することができる。このような工程に関するさらなる情報は、Ｐｅｔｅｒ  ｖａｎ  Ｚａｎｔ著「Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ  Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ：  Ａ  Ｐｒａｃｔｉｃａｌ  Ｇｕｉｄｅ  ｔｏ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ」、第３版、ＭｃＧｒａｗ  Ｈｉｌｌ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ  Ｃｏ．、１９９７年、ＩＳＢＮ  ０−０７−０６７２５０−４、から入手可能である。
【０００６】
簡略化のために、以降では投影システムを「レンズ」と呼ぶが、この用語は、例えば、屈折光学素子、反射光学素子、及び反射屈折系を含めて、様々な種類の投影システムを包含するものと広義に解釈されるべきである。放射システムも、放射の投影ビームを誘導、成形、又は制御するために、このような設計上の任意の種類にしたがって動作する構成要素を含むことが可能であり、以下では、このような構成要素も集合的に又は単独に「レンズ」と呼ぶことができる。さらには、リソグラフィ装置は、２つ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）を有する種類があり得る。このような「多ステージ式」装置では、追加的なテーブルを並行して使用可能であり、１つ又は複数のテーブル上で予備工程を実行しながら、他方で１つ又は複数の他のテーブルを露光に使用することができる。例えば、２ステージ式リソグラフィ装置が、共に参照により本明細書に援用される、米国特許第５，９６９，４４１号明細書及び国際公開第９８／４０７９１号パンフレットに説明されている。
【０００７】
上に説明した投影システムは、一般に１つ又は複数の、例えば、６つの、レンズ及び／又はミラーなどの投影装置を備える。この投影装置は、投影システムを介して投影ビームを伝送し、それを標的部分上に誘導する。投影ビームがＥＵＶ放射の場合は、レンズはＥＵＶに対して透光性ではないので、投影ビームを投影するためにレンズの代わりにミラーを使用しなければならない。
【０００８】
極紫外線の投影ビームを使用して相対的に小さいパターンを投影するとき、投影システムに対する精度要求はかなり高い。例えば、１ナノラジアンの傾斜誤差で位置決めされているミラーでは、１メートルの光路長を想定すると、ウェーハ上では約４ナノメートルの投影誤差が生じ得る。
【０００９】
極紫外線の投影ビームを投影するための投影システムは、例えば、６つのミラーを備える。通常は、これらのミラーの１つが固定された空間配向を有し、他方で他の５つのミラーは能動型取付け台を使って装着されている。この能動型取付け台におけるアクチュエータは、ローレンツ・モータ、圧電式アクチュエータ、空圧式アクチュエータ、又は他の種類のアクチュエータであり得る。これらの取付け台は、ミラー毎に６自由度のローレンツ・エンジンを使用して６自由度でミラー配向の調整が可能である（６ＤＯＦ取付け台）ことが好ましい。この投影システムは、例えば、投影システムに対する投影装置の位置を測定することによって、投影装置の空間配向を測定するための位置センサをさらに備える。
【００１０】
投影システムは、１０と１００Ｈｚの間の懸架振動数を有する、中間軟式取付け装置を使用して（典型的には３０Ｈｚの取付け装置を使用する）固定世界に、例えば、メトロフレームに装着されている。これは、投影ビームを安定させ、かつメトロフレームの環境から生じる振動及び外乱、ならびに隣接システムからの外乱から投影ビームを切り離すために行われる。このように取り付けた結果として３０Ｈｚを超える望ましくない高い振動数の外乱をほとんど完全に取り除く。しかし、約３０Ｈｚの振動数を有する外乱は、この取付け装置によって防止できず、増幅する場合すらある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の１つの目的は、振動及び外乱に対する感度がより低い投影システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この目的及び他の目的は、投影システムが、少なくとも１つのセンサ・ユニットと接続するように配置されている少なくとも１つの処理ユニットを備え、この少なくとも１つの処理ユニットが、少なくとも１つの投影装置の測定された空間配向に基づいて第１及び第２物体の少なくとも一方の位置を調整するように配置された位置決め装置と接続するようにさらに配置されていることを特徴とする、投影システムにおいて本発明にしたがって実現される。このような投影システムは、投影装置の位置決め誤差を補償するように配置されている。空間配向は、投影システムなどの光学基準フレームに対して測定されることが好ましい。第１及び第２物体の位置もこの投影システムに対して測定されることが好ましい。したがって、振動などの望ましくない外乱は、投影装置からの信号を第１及び／又は第２物体の位置を制御するサーボ・モータに適用することによって補償可能である。
【００１３】
処理ユニットが、少なくとも１つの投影装置の測定された空間配向に基づいて、この少なくとも１つの投影装置の空間配向を調整するように配置された別の位置決め装置と接続するようにさらに配置されている。これによって測定誤差を補償するためのさらにより正確でかつ完全なシステムが確保される。
【００１４】
投影システムが、少なくとも１つの投影装置の空間配向を調整した後の残差誤差に基づいて第１及び第２物体の少なくとも一方の位置を調整するように配置されている。このような装置はさらにより効果的に誤差を補償する。
【００１５】
処理ユニットが、第１の振動数範囲内にある少なくとも１つの投影装置の測定された空間配向に基づいて第１及び第２物体の少なくとも一方の位置を調整し、かつ第２の振動数範囲内にある少なくとも１つの投影装置の測定された空間配向に基づいて少なくとも１つの投影装置の空間配向を調整するように配置されている。これは、投影装置のアクチュエータと第１及び第２物体とが異なる動作振動数範囲を有する場合に特に有用である。
【００１６】
少なくとも１つの投影装置が、ミラー及びレンズの少なくとも一方を備える。このような投影装置を一般に使用する。特に極紫外線放射を使用する場合は、ミラーを使用してビームを投影する。
【００１７】
少なくとも１つの投影装置が、少なくとも１から６までの自由度で少なくとも１つの投影装置を駆動するように配置された取付け装置上に装着されている。これによって投影装置に最適な動きの自由が備わる。
【００１８】
投影ビームが極紫外線放射ビームである。極紫外線放射は、非常に微細なパターンを投影する必要がある場合に特に用いられる。このような場合では、画像の正確な投影に対する要求が同様に非常に高い。
【００１９】
少なくとも１つの処理ユニットが、好ましくは投影システムに対して第１及び第２物体の少なくとも一方の位置を決定するために、少なくとも１つの別のセンサと接続するようにさらに配置されている。このような情報は、第１及び第２物体をさらにより正確に位置決めするのに必要である。
【００２０】
少なくとも１つの処理ユニットが、入力／出力装置、マイクロ・プロセッサ、及びメモリ装置を備える。このような処理ユニットは、データを処理しかつ位置決め装置を駆動する、容易で経済的な方法を提供する、例えば、コンピュータであり得る。
【００２１】
透過画像センサ（ＴＩＳ）の使用は、第１物体と第２物体の間の正確な位置合わせを実現する際に有利である。
【００２２】
本明細書では、ＩＣ製造において本発明による装置を使用することに特定して言及する場合があるが、このような装置には他に数多くの可能な応用例があることを明確に理解されたい。この装置は、例えば、集積光学システム、磁気ドメイン・メモリ用の誘導及び検出パターン、液晶表示板、薄膜磁気ヘッドなどの製造に使用可能である。このような別法の応用例の文脈では、本明細書における「レチクル」、「ウェーハ」、又は「ダイ」という用語の使用はいずれも、より一般的な用語「マスク」、「基板」、及び「標的部分」にそれぞれ置き置き換えられるものと見なすべきであることは当業者なら理解しよう。
【００２３】
本明細書では、「放射」及び「ビーム」という用語を使用して、紫外線（ＵＶ）放射（例えば、３６５、２４８、１９３、１５７、又は１２６ナノメートルの波長を有する）及び極紫外線（ＥＵＶ）放射（例えば、５から２０ナノメートルまでの範囲内の波長を有する）ばかりでなく、イオン・ビーム又は電子ビームなどの粒子ビームも含めてすべての種類の電磁放射を包含する。
【００２４】
ここで、対応する参照符号が対応する部分を示す添付の概略的な図面を参照して、単に例示として本発明の実施例を説明する。
【実施例】
【００２５】
図１は、リソグラフィ投影装置の特定の一実施例によるリソグラフィ投影装置１を模式的に示す。本装置は、
放射（例えば、ＥＵＶ放射）の投影ビームＰＢを供給し、この特定の場合では、放射源ＬＡも含む放射システムＥｘ、ＩＬと
マスクＭＡ（例えば、レチクル）を保持するためのマスク保持器が設けられていて、かつ要素ＰＬに対してマスクを正確に位置決めする第１位置決め装置ＰＭに連結されている第１物体テーブル（マスク・テーブル）ＭＴと
基板Ｗ（例えば、レジストが塗布されているシリコン・ウェーハ）を保持するための基板保持器が設けられていて、かつ要素ＰＬに対して基板を正確に位置決めする第２位置決め装置ＰＷに連結されている第２物体テーブル（基板テーブル）ＷＴと
マスクＭＡの照射された部分を基板Ｗの標的部分Ｃ（例えば、１つ又は複数のダイを含む）の上に結像するための投影システム（「レンズ」）ＰＬ（例えば、ＥＵＶ放射用のミラー）と、を備える。
【００２６】
この図に示すように、この装置は透過型である（すなわち、透過マスクを有する）。しかし、一般には、例えば、それが反射型であってもよい（反射マスクを有する）。別法として、この装置は、上に言及した種類のプログラマブル・ミラー・アレイなどの、別の種類のパターン化装置を用いることもできる。
【００２７】
放射源ＬＡ（例えば、ＥＵＶ源）は放射のビームを発生する。このビームは、直接又は、例えば、ビーム拡大器Ｅｘなどの調節装置を横切った後で、照射システム（照射器）ＩＬに送出される。照射器ＩＬは、ビーム中の強度分布の外半径範囲及び／又は内半径範囲（通常、それぞれσ−アウター及びσ−インナーと呼ぶ）を設定するための調整装置ＡＭを備えることができる。この照射器は、積分器ＩＮ及び集光器ＣＯなどの他の様々な構成要素をさらに備えるのが一般的である。このように、マスクＭＡの上に当たるビームＰＢは、その断面中に望ましい均一性と強度分布を有する。
【００２８】
図１に関して、放射源ＬＡは、リソグラフィ投影装置のハウジング内部にあってもよいが（例えば、放射源ＬＡが水銀ランプである場合にしばしばそうであるように）、リソグラフィ投影装置から遠隔にあってもよく、それが発生する放射ビームを装置の中に導入する（例えば、適切な誘導ミラーの助けによって）ことに留意されたい。後者のシナリオは、放射源ＬＡがエキシマ・レーザの場合にしばしばそうである。
【００２９】
次いで、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と交差する。マスクＭＡを横切ってから、ビームＰＢは、基板Ｗの標的部分Ｃ上にビームＰＢを合焦するレンズＰＬを通過する。第２位置決め装置ＰＷ（及び、例えば、干渉型測定装置ＩＦ）の助けによって、例えば、異なる標的部分ＣをビームＰＢの経路中に位置決めするために、基板テーブルＷＴを正確に移動することができる。同様に、第１位置決め装置ＰＭを使用して、例えば、マスクＭＡをマスク・ライブラリーから機械的に取り出した後に又は走査時に、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ことができる。一般に、物体テーブルＭＴ、ＷＴの移動は、長行程モジュール（粗い位置決め）及び短行程モジュール（微細な位置決め）の助けによって実現するが、これらは図１に明示されていない。しかし、ウェーハ・ステッパ（ステップ・アンド・スキャン装置とは異なり）の場合は、マスク・テーブルＭＴを短行程アクチュエータに単に連結するか、又は固定することができる。マスク位置合わせ標識Ｍ１、Ｍ２及び基板位置合わせ標識Ｐ１、Ｐ２を使用してマスクＭＡ及び基板Ｗを位置合わせすることができる。
【００３０】
図示の装置は２つの異なる方式で使用することができる。すなわち、
１．ステップ方式では、マスク・テーブルＭＴを基本的に静止状態に維持し、マスク像全体を１回の試み（すなわち、単一「閃光」）で標的部分Ｃ上に投影する。次いでビームＰＢが異なる標的部分Ｃを照射できるように、基板テーブルＷＴをｘ及び／又はｙ方向に移動する。
２．スキャン方式では、所与の標的部分Ｃを単一「閃光」で露光しないこと以外は、基本的に同じシナリオが該当する。ただし、投影ビームＰＢにマスク像全体にわたって走査させるように、マスク・テーブルＭＴが所与の方向（いわゆる「走査方向」であり、例えば、ｙ方向）に速度Ｖで移動可能であり、並行して、基板テーブルＷＴを速度Ｖ＝Ｍｖで同方向又は逆方向に同期移動する。前式でＭはレンズＰＬの倍率（典型的にはＭ＝１／４又は１／５）である。このようにして、分解能を損なわずに済むように、相対的に大きな標的部分Ｃを露光することができる。
【００３１】
図２は、既に上で論じたように、知られた投影システムＰＬの一実施例を示す。この投影システムＰＬは、１つ又は複数の、典型的には６つの投影装置１０を備えるが、この図ではミラーとして示してある。これらの投影装置１０の１つを投影システムＰＬのフレームに固定式に装着し、その他の５つの投影装置１０は、好ましくは６自由度で投影装置１０の空間配向を調整できる６ＤＯＦ駆動式取付け台１２を使用して装着してある。この駆動式取付け台は、受動型ＤＯＦ取付け台と能動型ＤＯＦ取付け台の組合せによる構成も可能である。投影システムＰＬは、全体として固定世界に、例えば、１０Ｈｚと５０Ｈｚの間の懸架振動数を有する、中間軟式取付け装置２１によってメトロフレーム２０に取り付けられ、典型的には３０Ｈｚの取付け装置２１が、投影システムＰＬをメトロフレーム２０に連結する。さらに投影システムＰＬは、この投影システムＰＬのフレームに対して投影装置１０の相対位置を測定するためのセンサ１１を備える。投影装置１０の配向は、投影システムＰＬに対して測定されることが好ましい。
【００３２】
本発明による投影システムＰＬを図３ａに示すが、この図では同じ参照符号が図２と同じ要素を示す。図３ａは、マスク・テーブルＭＴ上のマスクＭＡを示す。投影ビームＰＢは、図１を参照して論じた装置と同様であり得る投影装置３０によって生成される。
【００３３】
投影システムＰＬは、センサ１１及び６ＤＯＦ取付け台１２と接続するように配置してある処理ユニット４０をさらに備える。センサ１１は、例えば、投影システムＰＬに対する投影装置の空間配向を測定し、その測定値を処理ユニット４０に送信することができる。
【００３４】
処理ユニット４０は、当業者には明らかな方法で、また１つの実施例を図４に示すような方法で、１つ又は複数のプロセッサ素子を備えるコンピュータとして配置可能である。この処理ユニット４０は、メモリ装置４３及び入力／出力装置４１と接続するように配置されているマイクロ・プロセッサ４２を備えることができる。この入力／出力装置４１は、信号を受信しかつ送信するように配置されている。
【００３５】
図３ａに示すように、処理装置４０は、光学要素のセンサ１１からの位置入力信号ならびにマスク（ＭＴ）及びウェーハ・テーブル（ＷＴ）の入力信号４７及び４８を受け取る。位置センサは投影システムＰＬに対する光学要素の位置を測定する、即ち、光学基準フレームは、走査力、床振動、又は他の外乱の結果としてのメトロフレーム２０の振動によって外乱を受ける。
【００３６】
メモリ４３は、それぞれの光学要素の望ましい理想位置（設定点位置）に関する情報を有する。望ましい位置と実際の又はセンサ位置との偏差（＝位置誤差）はいずれも、光学要素のアクチュエータ１２に対する補正信号（＝制御信号）をもたらす。これらの補正信号は、光学要素１０と投影システムＰＬの間の相対位置誤差を可能な限り小さく保つように光学要素１０のアクチュエータ１２を制御する処理装置４０の出力を形成する。このような制御は、位置誤差、速度誤差、加速度誤差、及び／又は位置誤差の時間積分の結果としての、フィードバック及びフィードフォワード制御出力を適用する１つ又は複数の位置制御ループによって実現可能である。これらの制御ループに適用されるアルゴリズムは、サーボ制御の当業者にはよく知られている。光学要素１０のアクチュエータ１２はローレンツ型が好ましいが、電磁式、圧電式、空圧式又は別のモータ型式でもよい。
【００３７】
光学要素１０の位置制御ループが高い位置帯域幅を有すれば、制御は、投影システムＰＬに対するそれぞれの個別光学要素１０の相対位置を極小化するには十分に強力であり得る。光学要素１０が正確な望ましい位置を有すれば、かつすべての位置誤差が十分に小さければ、すべての光学要素１０の組合せによってウェーハＷにマスク・パターンＭＡが正確に結像されることになる。
【００３８】
しかし、外乱が大きすぎれば、及び／又は位置帯域幅が十分に高くなければ、光学要素１０の残差位置誤差が、適切に結像するには大きすぎる恐れがある。位置決め装置ＰＭ（マスク・テーブル）及び／又はＰＷ（ウェーハ・テーブル）の一方に光学要素１０の残差誤差を供給することによって、ウェーハＷ上に投影されるマスクＭＡの結像の質を高めることが可能である。本明細書ではこのような方法を光学要素からの誤差フィードスルーと呼ぶ。
【００３９】
この方法を実施するためには、ウェーハＷ上の結像に対する、各光学要素１０のそれぞれに関する位置誤差の寄与率を知らねばならない。このような情報、すなわち、位置誤差の関数である結像誤差のいわゆる感度は、較正工程によって事前に入手することができる。光学システムが、６ＤＯＦで制御される５つの能動型ミラーを有する場合は、処理装置４０に格納された３０の個別入力と６つの出力を有する感度マトリックスが得られる。入力は光学要素１０の個別の位置誤差である。出力はウェーハ・テーブルＷＴ及び／又はマスク・テーブルＭＴに関する補正である。その場合に感度マトリックスは、ウェーハＷ上の結像誤差に対する位置誤差の感度を形成する、５×６×６＝１８０の利得を含む。３０の入力と６つの出力は、入力／出力データを濾過する場合もあるが、濾過しない場合もある。次いで重み付けされかつ濾過された出力は、ウェーハ・テーブルＷＴ及び／又はマスク・テーブルＭＴの位置センサ信号に加算される。
【００４０】
ウェーハ・テーブルＷＴ又はマスク・テーブルＭＴのそれぞれの位置センサ４８、４７は、図３ａに示す、センサ４８、４７及びミラー４９、４５を備える干渉型測定装置ＩＦであり得る。これらの干渉型測定装置ＩＦは、投影システムＰＬに対して、ウェーハＷ又はマスクＭＡのそれぞれの位置を測定する。
【００４１】
光学エンコーダーを位置センサとして使用することもできる。ウェーハＷとマスクＭＡの位置決め装置、すなわち、アクチュエータは、ローレンツ型が好ましいが、電磁式、圧電式、空圧式、又は別のモータ型式でもよい。
【００４２】
光学要素１０の重み付け位置誤差をウェーハ・テーブルＷＴ又はマスク・テーブルＭＴの位置センサに加算することによって、ウェーハＷに対するマスク・パターンの最終的な結像誤差がさらに小さくなる。光学要素１０の位置誤差は、メトロフレーム２０に対する光学フレームの縣架振動数によって決まるのが典型である。典型的には、３０Ｈｚの振動数を有する位置誤差が予測可能である。
【００４３】
ウェーハ・テーブルＷＴの１５０Ｈｚのサーボ帯域幅であれば、約１／０．３＊（３０／１５０）＾２＝０．１３［−］の低減が得られることは、位置制御の当業者なら容易に計算することができる。したがって、このような誤差フィードスルーを適用するとき、ウェーハ水準における１０ナノメートルの非補償位置誤差はたった１．３ナノメータになる。
【００４４】
別法の１つの構成では、光学要素１０の重み付け位置誤差が、制御センサ入力を形成するセンサ４８及び／又は４７に加算されないが、制御出力としてウェーハ及びマスク（それぞれＰＷ及びＰＭ）を駆動するためのアクチュエータに加算される。
【００４５】
別の１つの改善は、光学要素１０の位置誤差信号の２次導関数をウェーハＷ及び／又はマスクＭＡの位置ループに対する加速度フィードフォワード信号として利用することである。
【００４６】
図３ｂに示すように、ウェーハ・テーブルに対するマスク・テーブルＭＴの位置決めをＴＩＳ装置５０（ＴＩＳ＝透過画像センサ）によって監視しかつ較正することもできる。当業者はこのようなＴＩＳ装置５０を容易に理解しよう。
【００４７】
ＴＩＳ装置５０は、マスク・テーブルＭＴ上のテスト標識５１及びウェーハ・テーブルＷＴに装着された光学受信器５２によって形成されている。投影装置３０からの光線が光学要素１０を介して標識画像を光学受信器５２に投影する。この投影画像は、３Ｄパラボラ様の光強度分布である。このような強度分布の最大値を使用してウェーハ・テーブルＷＴに対するマスク・テーブルＭＴの最適６ＤＯＦ位置合わせを見出すことができる。ＴＩＳ装置５０を介してマスク・テーブルＭＴをウェーハ・テーブルＷＴに対して位置合わせする精度は、感度マトリックス（上で説明）を用いてセンサ１１が測定する位置誤差を重み付けすれば、さらにその結果が較正位置信号４８に加算され、及び／又はそれが、センサ４７及び４８に対する座標におけるウェーハ・テーブルＷＴ位置に対して、最適のマスク・テーブルＭＴに関する基準を形成すれば、大幅に改善可能である。
【００４８】
当然のことであるが、投影装置１０の測定誤差、すなわち、投影装置１０の理想的な空間配向と実際の空間配向の間における偏差を使用して投影装置１０の位置を調整することもできる。上で説明したように、処理ユニット４０によって算出された誤差全体を使用して、アクチュエータ１２を制御することによって投影装置１０の位置を調整することもできる。このような調整後に残る誤差（残差誤差）は、既に上で説明したように、ウェーハ・テーブルＷＴ及び／又はマスク・テーブルＭＴの位置を調整することによって補償可能である。このような残差誤差は測定可能であるが、それは、元の測定誤差とアクチュエータ１２に送信された補償信号に関する情報に基づいて求めることも可能である。
【００４９】
測定誤差を表す時間信号を構成し、このような時間信号をその振動数成分に変換することも可能である。投影装置１０の空間配向を調整することによって幾つかの振動数範囲を補償し、ウェーハ・テーブルＷＴ及び／又はマスク・テーブルＭＴの位置を調整することによって他の振動数範囲を補償することができる。
【００５０】
最適な結果を得るために、知られた濾過技法を用いて測定誤差を表す測定信号を濾過することができる。これは、ある一定の振動数範囲の信号を有する、マスク・テーブルＰＭ、ウェーハ・テーブルＰＷ、及び／又は投影装置１２の位置決め装置を制御するために実行可能である。
【００５１】
本明細書に説明した本発明は、一般には第１物体から来る投影ビームＰＢを第２物体に投影することに応用可能なことが理解されよう。これらの物体はすべての種類の物体であり得るが、例えば、第１物体がリソグラフィ技術で使用するマスクＭＡであり、第２物体がリソグラフィ技術で使用するウェーハＷであり得る。投影ビームＰＢは、リソグラフィ技術で使用するパターン形成された投影ビームであり得る。
【００５２】
本発明の特定の実施例を以上に説明してきたが、本発明は説明とは別様に実施可能であることが理解されよう。説明は本発明を限定しようとするものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の投影システムの組込みが可能なリソグラフィ投影装置を示す図である。
【図２】従来技術による投影システムを示す図である。
【図３ａ】本発明の異なる実施例による投影システムを示す図である。
【図３ｂ】本発明の異なる実施例による投影システムを示す図である。
【図４】本発明による投影システムに使用可能な処理ユニットを示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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