(57)【要約】アライメント計測中のシステムの熱的変動に実質的に反応しないように構成されたアライメントシステムである。アライメントシステムは、センサシステムと、支持構造と、センシング要素と、位置測定システムと、センシング要素と支持構造の間の断熱インターフェイスと、を備える。センサシステムは、基板上のアライメントマークの位置を決定するように構成され、支持構造は、センサシステムを支持するように構成される。センシング要素は、支持構造の意図しない変位を検出するように構成され、位置測定システムは、検出された意図しない変位に基づいて基準要素に対する意図しない変位を測定するように構成される。断熱インターフェイスは、センシング要素による温度によって誘発された支持構造の変位の検出を妨げるように構成される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上のアライメントマークの位置を決定するように構成されたセンサシステムと、
前記センサシステムを支持するように構成された支持構造と、
前記支持構造の意図しない変位を検出するように構成されたセンシング要素と、
前記検出された意図しない変位に基づいて、基準要素に対する意図しない変位を測定するように構成された位置測定システムと、
前記センシング要素と前記支持構造の間に位置し、前記センシング要素による温度によって誘発された前記支持構造の変位の検出を妨げるように構成された断熱インターフェイスと、
を備える、アライメントシステム。
【請求項２】
前記センサシステムが、測定軸を有し、
前記断熱インターフェイスが、前記測定軸に関して対称である、請求項１に記載のアライメントシステム。
【請求項３】
前記断熱インターフェイスが、
前記センサシステムの周りに位置する測定フレームと、
前記測定フレームを前記支持構造に取り付けるように構成された２つ以上の可撓性マウントと、
を備える、請求項１に記載のアライメントシステム。
【請求項４】
前記センサシステムが、測定軸を有し、
前記断熱インターフェイスが、前記測定軸に対して放射状に配置された２つ以上の可撓性マウントを備える、請求項１に記載のアライメントシステム。
【請求項５】
前記センサシステムが、測定軸を有し、
前記断熱インターフェイスが、それぞれが前記測定軸から等しい距離を置いて配置されている２つ以上の可撓性マウントを備える、請求項１に記載のアライメントシステム。
【請求項６】
前記センサシステムが、測定軸を有し、
前記断熱インターフェイスが、２つ以上の可撓性マウントを備え、
前記２つ以上の可撓性マウントのそれぞれが、前記２つ以上の可撓性マウントの隣接する可撓性マウントから等しい角距離を置いて配置されている、請求項１に記載のアライメントシステム。
【請求項７】
前記センサシステムが、測定軸を有し、
前記断熱インターフェイスが、前記測定軸と一致する対称軸を有する測定フレームを備える、請求項１に記載のアライメントシステム。
【請求項８】
前記断熱インターフェイスが、それぞれが板バネを備えた２つ以上の可撓性マウントを備える、請求項１に記載のアライメントシステム。
【請求項９】
前記断熱インターフェイスが、
第１の剛性を有する測定フレームと、
前記測定フレームを前記支持構造に取り付けるように構成され、それぞれが前記第１の剛性より小さい第２の剛性を有する２つ以上の可撓性マウントと、
を備える、請求項１に記載のアライメントシステム。
【請求項１０】
前記断熱インターフェイスが、
第１の熱膨張係数を有する測定フレームと、
前記第１の熱膨張係数より高い第２の熱膨張係数を有する支持構造と、
を備える、請求項１に記載のアライメントシステム。
【請求項１１】
前記第２の熱膨張係数の前記第１の熱膨張係数に対する比が、約５倍、約１０倍、約１００倍、約４００倍、又は約１０００倍より大きい、請求項１０に記載のアライメントシステム。
【請求項１２】
前記第１の熱膨張係数が、約５ｐｐｍ／Ｋより小さい、請求項１０に記載のアライメントシステム。
【請求項１３】
前記断熱インターフェイスが、熱膨張係数が約５ｐｐｍ／Ｋより小さい材料を含む測定フレームを備える、請求項１に記載のアライメントシステム。
【請求項１４】
前記断熱インターフェイスが、非磁性体を含む測定フレームを備える、請求項１に記載のアライメントシステム。
【請求項１５】
前記断熱インターフェイスが、前記測定フレームを前記支持構造に取り付けるように構成された２つ以上の可撓性マウントを備え、
前記２つ以上の可撓性マウントのそれぞれが、前記支持構造及び前記センシング要素にそれぞれ剛結合されている第１及び第２の端を備える、請求項１に記載のアライメントシステム。
【請求項１６】
前記センサシステムが、
測定軸と、
前記測定軸と一致する光軸と、
を有する、請求項１に記載のアライメントシステム。
【請求項１７】
前記位置測定システムがさらに、前記支持構造の測定された意図しない変位に基づいて前記アライメントマークの位置を補正するように構成される、請求項１に記載のアライメントシステム。
【請求項１８】
パターニングデバイスのパターンを照明するように構成された照明システムと、
前記パターンの像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、
アライメントシステムと、を備え、
前記アライメントシステムは、
前記基板上のアライメントマークの位置を決定するように構成されたセンサシステムと、
前記センサシステムを支持するように構成された支持構造と、
前記支持構造の意図しない変位を検出するように構成されたセンシング要素と、
前記支持構造の前記検出された意図しない変位に基づいて、前記アライメントマークの前記決定された位置を補正するように構成された位置測定システムと、
前記センシング要素と前記支持構造の間に位置し、前記センシング要素による温度によって誘発された前記支持構造の変位の検出を妨げるように構成された断熱インターフェイスと、を有する、
リソグラフィ装置。
【請求項１９】
放射ビームの焦点を基板上のアライメントマークに合わせるように構成された光学系と、
前記アライメントマークの位置を決定するように構成された検出器と、
前記光学系を支持するように構成された支持構造と、
前記支持構造の意図しない変位を検出するように構成されたセンシング要素と、
前記支持構造の前記検出された意図しない変位に基づいて、前記アライメントマークの前記決定された位置を補正するように構成された位置測定システムと、
前記センシング要素と前記支持構造の間に位置し、前記センシング要素による温度によって誘発された前記支持構造の変位の検出を妨げるように構成された断熱インターフェイスと、
を備える、アライメントシステム。
【請求項２０】
前記断熱インターフェイスが、
前記光学系の周りに位置する測定フレームと、
前記測定フレームを前記支持構造に取り付けるように構成された２つ以上の可撓性マウントと、
を備える、請求項１９に記載のアライメントシステム。
【請求項２１】
前記センサシステムが、測定軸を有し、
前記断熱インターフェイスが、前記測定軸に対して放射状に配置された２つ以上の可撓性マウントを備える、請求項１９に記載のアライメントシステム。
【請求項２２】
前記センサシステムが、測定軸を有し、
前記断熱インターフェイスが、２つ以上の可撓性マウントを備え、
前記２つ以上の可撓性マウントのそれぞれが、前記測定軸から等しい距離を置いて、かつ前記２つ以上の可撓性マウントの隣接する可撓性マウントから等しい角距離を置いて配置されている、請求項１９に記載のアライメントシステム。
【請求項２３】
前記センサシステムが、測定軸を有し、
前記断熱インターフェイスが、それぞれが前記断熱インターフェイス又は前記支持構造の熱的中心が前記測定軸と一致するように前記支持構造に配置されている２つ以上の可撓性マウントを備える、請求項１９に記載のアライメントシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
[0001]  この出願は、２０１６年１０月４日に出願された米国仮特許出願第６２／４０３，９５９号の優先権を主張し、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
[0002]  本開示は、例えばリソグラフィ装置で使用可能なアライメントシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
[0003]  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の個々の層上に対応する回路パターンを生成することができる。このパターンを、放射感応性材料（レジスト）の層を有する基板（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）に結像することができる。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。別のリソグラフィシステムは、干渉リソグラフィシステムである。干渉リソグラフィシステムでは、パターニングデバイスは存在せず、光ビームが２つのビームに分けられ、反射システムを用いて２つのビームが基板のターゲット部分で干渉する。干渉は、基板のターゲット部分にラインを形成させる。
【０００４】
[0004]  リソグラフィ工程の間に、異なる処理ステップが異なる層を基板上に連続して形成することを要求する場合がある。したがって、基板に形成された前のパターンに対して高い精度で基板を位置決めする必要がある場合がある。一般的に、アライメントマークが位置合わせされるべき基板上に設置され、第２のオブジェクトを基準にして配置される。リソグラフィ装置は、アライメントマークの位置を検出し、マスクからの正確な露光を確保するようにアライメントマークを用いて基板を位置合わせするためのアライメントシステムを用いることができる。    
【０００５】
[0005]  アライメントシステムが、センサシステムの測定軸（例えば光軸）に対するアライメントマークの位置を検出するためのセンサシステムと、測定軸の基準要素に対する意図しない変位を検出するための位置測定システムとを有する場合がある。センサシステムの意図しない変位の１つのタイプは、例えばアライメントシステム又はリソグラフィ装置の動作中のセンサシステムの機械的振動に起因する可能性がある。基板ステージの位置と相関がある検出されたアライメントマークの位置は、検出された測定軸の意図しない変位に対して補正される。    
【０００６】
[0006]  現在の位置測定システムの欠点の１つは、センサシステムのどんなタイプの意図しない変位も測定軸の変位として感知し、このような変位に対して、検出されたアライメントマークの位置を補正することである。しかしながら、センサシステムの全てのタイプの変位が測定軸の変位をもたらすわけではない。例えば、センサシステムの１つ以上の部分の熱膨張に起因するセンサシステムの変位は必ずしも測定軸の変位をもたらさない。例えばアライメントシステム又はリソグラフィ装置の動作からの熱的効果に起因し得る熱膨張は、測定軸に関して対称に起こる可能性がある。このような対称的熱膨張は、センサシステムの１つ以上の部分の熱的中心が測定軸と一致する場合に起こる可能性がある。物体の熱的中心は、物体の熱膨張に反応しない物体に関する空間の点位置と定義することができる。したがって、そのようなセンサシステムの対称的熱変位に基づく、検出されたアライメントマークの位置の補正は基板のミスアライメントをもたらす可能性がある。
【発明の概要】
【０００７】
[0007]  したがって、アライメント計測の精度を高めるために、アライメントシステムにその動作中に生じた熱的変動に対するアライメントシステムにおける計測の感度を低下させる又は実質的になくす必要がある。
【０００８】
[0008]  ある実施形態によると、アライメントシステムは、センサシステムと、支持構造と、センシング要素と、位置測定システムと、センシング要素と支持構造の間の断熱インターフェイスとを備える。センサシステムは、基板上のアライメントマークの位置を決定するように構成され、支持構造は、センサシステムを支持するように構成される。センシング要素は、支持構造の意図しない変位を検出するように構成され、位置測定システムは、検出された意図しない変位に基づいて基準要素に対する意図しない変位を測定するように構成される。断熱インターフェイスは、センシング要素による温度によって誘発された支持構造の変位の検出を妨げるように構成される。
【０００９】
[0009]  別の実施形態において、リソグラフィ装置は、パターニングデバイスのパターンを照明するように構成された照明光学系と、パターンの像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備える。装置はさらにアライメントシステムを備える。アライメントシステムは、センサシステムと、支持構造と、センシング要素と、位置測定システムと、センシング要素と支持構造の間の断熱インターフェイスとを備える。センサシステムは、基板上のアライメントマークの位置を決定するように構成され、支持構造は、センサシステムを支持するように構成される。センシング要素は、支持構造の意図しない変位を検出するように構成され、位置測定システムは、支持構造の検出された意図しない変位に基づいて、アライメントマークの決定された位置を補正するように構成される。断熱インターフェイスは、センシング要素による温度によって誘発された支持構造の変位の検出を妨げるように構成される。
【００１０】
[0010]  さらに別の実施形態において、アライメントシステムは、光学系と、検出器と、支持構造と、センシング要素と、位置測定システムと、センシング要素と支持構造の間の断熱インターフェイスとを備える。光学系は、放射ビームの焦点を基板上のアライメントマークに合わせるように構成され、検出器は、アライメントマークの位置を決定するように構成され、支持構造は、光学系を支持するように構成される。センシング要素は、支持構造の意図しない変位を検出するように構成され、位置測定システムは、支持構造の検出された意図しない変位に基づいて、アライメントマークの決定された位置を補正するように構成される。断熱インターフェイスは、センシング要素による温度によって誘発された支持構造の変位の検出を妨げるように構成される。
【００１１】
[0011]  本発明の別の特徴及び利点並びに本発明の様々な実施形態の構造及び作用は、添付の図面を参照して以下に詳細に説明する。本発明は、本明細書に記載する特定の実施形態に限定されないことに留意されたい。このような実施形態は、例示のみを目的として本明細書に記載されている。本明細書に含まれる教示に基づいて当業者はさらなる実施形態を容易に思いつくであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
[0012]  本明細書に組み込まれ、その一部を形成する添付の図面は本発明を図示し、説明とともに、さらに本発明の原理を説明し、当業者が本発明を作成して使用できるようにする働きをする。
【００１３】
【図１Ａ】[0013]  本発明のある実施形態に係る反射型リソグラフィ装置の概略図である。
【図１Ｂ】[0014]  本発明のある実施形態に係る透過型リソグラフィ装置の概略図である。
【図２】[0015]  本発明のある実施形態に係る反射型リソグラフィ装置のより詳細な概略図である。
【図３】[0016]  本発明のある実施形態に係るリソグラフィセルの概略図である。
【図４】[0017]  本発明のある実施形態に係るアライメントシステムの概略図である。
【図５】[0018]  本発明のある実施形態に係る測定フレームを有するアライメントシステムの概略図である。
【図６】[0019]  本発明のある実施形態に係るアライメントシステムの測定フレームの概略図である。
【図７】[0020]  本発明の種々の実施形態に係るアライメントシステムの測定フレームの種々の取付配向である。
【図８】[0020]  本発明の種々の実施形態に係るアライメントシステムの測定フレームの種々の取付配向である。
【図９】[0020]  本発明の種々の実施形態に係るアライメントシステムの測定フレームの種々の取付配向である。
【図１０】[0020]  本発明の種々の実施形態に係るアライメントシステムの測定フレームの種々の取付配向である。
【図１１】[0021]  本発明のある実施形態に係る測定システムを有するアライメントシステムの概略図である。
【００１４】
[0022]  本発明の特徴及び利点は、同様の参照符号は全体を通して対応する要素を識別する図面を参照しながら以下の詳細な説明を読むことでさらに明白になろう。図面では、一般に、同様の参照番号が同一の、機能が類似した、及び／又は構造が類似する要素を示す。ある要素が最初に出現する図面は、対応する参照番号の左端の１つ又は複数の数字によって示される。他に示されない限り、本開示を通じて提供される図面は縮尺通りの図面として解釈されるべきではない。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
[0023]  本明細書は、本発明の特徴を組み込んだ１つ以上の実施形態を開示する。開示される１つ又は複数の実施形態は本発明を例示するにすぎない。本発明の範囲は開示される１つ又は複数の実施形態に限定されない。本発明は、本明細書に添付される特許請求の範囲によって定義される。
【００１６】
[0024]  記載された実施形態、及び本明細書で「一実施形態」、「ある実施形態」、「例示的実施形態」などに言及した場合、それは記載された実施形態が特定の特徴、構造、又は特性を含むことができるが、それぞれの実施形態が必ずしも特定の特徴、構造、又は特性を含まないことがあることを示す。さらに、このようなフレーズは、必ずしも同じ実施形態に言及するものではない。さらに、ある実施形態に関連して特定の特徴、構造、又は特性について記載している場合、明示的に記載されているか、記載されていないかにかかわらず、このような特徴、構造、又は特性を他の実施形態との関連で実行することが当業者の知識の範囲内にあることが理解される。
【００１７】
[0025]  このような実施形態を詳述する前に、本発明の実施形態を実施することができる例示の環境を提示することが有用であろう。
【００１８】
[0026]  例示的な反射型及び透過型リソグラフィシステム
[0027]  図１Ａ及び図１Ｂは、それぞれ、本発明の実施形態を実施することができるリソグラフィ装置１００及びリソグラフィ装置１００’の概略図である。リソグラフィ装置１００及びリソグラフィ装置１００’はそれぞれ、以下のものを含む。放射ビームＢ（例えば、深紫外又は極端紫外放射）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、レチクル、又は動的パターニングデバイス）ＭＡを支持するように構成され、パターニングデバイスＭＡ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に接続される支持構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴと、基板Ｗ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（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た基板テーブル（例えば、ウェーハテーブル）ＷＴと、を含む。リソグラフィ装置１００，１００’はまた、パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢに与えられたパターンを基板Ｗのターゲット部分（例えば、１つ以上のダイを含む）Ｃ上に投影するように構成された投影システムＰＳを有する。リソグラフィ装置１００において、パターニングデバイスＭＡ及び投影システムＰＳは反射性である。リソグラフィ装置１００’において、パターニングデバイスＭＡ及び投影システムＰＳは透過性である。
【００１９】
[0028]  照明システムＩＬは、放射ビームＢを誘導し、整形し、又は制御するための、屈折型、反射型、反射屈折型、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。
【００２０】
[0029]  支持構造ＭＴは、基準フレームに対するパターニングデバイスＭＡの向き、リソグラフィ装置１００及び１００’の少なくとも１つの設計、及び、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といった他の条件に応じた方法で、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、機械式、真空式、静電式、又は他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。センサを用いることで、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に対して所望の位置にあることを保証することができる。
【００２１】
[0030]  本明細書において使用する「パターニングデバイス」ＭＡという用語は、基板Ｗのターゲット部分Ｃにパターンを生成するように、放射ビームＢ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。放射ビームＢ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Ｃに生成されるデバイスの特定の機能層に相当する。
【００２２】
[0031]  パターニングデバイスＭＡは（図１Ｂのリソグラフィ装置１００’のように）透過性でもよく（図１Ａのリソグラフィ装置１００のように）反射性でもよい。パターニングデバイスＭＡの例は、レチクル、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パネルを含む。マスクはリソグラフィ分野では周知であり、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、小型ミラーのマトリクス配列を使用し、各小型ミラーを個別に傾斜させて入射する放射ビームを様々な方向に反射させることができる。傾斜したミラーは、ミラーマトリクスによって反射される放射ビームＢにパターンを付与する。
【００２３】
[0032]  「投影システム」ＰＳという用語は、例えば使用する露光放射、又は基板Ｗ上での液浸液の使用や真空の使用といった他の要因に合わせて適宜、屈折光学系、反射光学系、反射屈折光学系、磁気光学系、電磁気光学系及び静電光学系、又はそれら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包含することができる。その他のガスは放射又は電子を吸収し過ぎる可能性があるので、ＥＵＶ又は電子ビーム放射には真空環境が使用されることがある。したがって、真空壁及び真空ポンプの助けにより、ビーム経路全体に真空環境が提供され得る。
【００２４】
[0033]  リソグラフィ装置１００及び／又はリソグラフィ装置１００’は、２つ（デュアルステージ）又はそれ以上の基板テーブルＷＴ（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、追加の基板テーブルＷＴを並行して使用するか、１つ以上の他の基板テーブルＷＴ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。場合によっては、追加のテーブルは基板テーブルＷＴでなくてもよい。
【００２５】
[0034]  図１Ａ及び図１Ｂ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１００、１００’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１００又は１００’の一部を形成するとみなされず、放射ビームＢ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（図１Ｂ内）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ＳＯが水銀ランプの場合は、放射源ＳＯがリソグラフィ装置１００、１００’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。
【００２６】
[0035]  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（図１Ｂ内）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（図１Ｂ内）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Ｂ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。
【００２７】
[0036]  図１Ａを参照すると、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によってパターンが付与される。リソグラフィ装置１００において、放射ビームＢはパターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡから反射される。パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡから反射された後、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は放射ビームＢ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ＩＦ２（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）を用いて、基板テーブルＷＴを正確に移動させることができる（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）。同様に、第１のポジショナＰＭ及び別の位置センサＩＦ１を使用して、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを放射ビームＢの経路に対して正確に位置決めすることができる。パターニングデバイス（例えば、マスク）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。
【００２８】
[0037]  図１Ｂを参照すると、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によってパターン形成される。マスク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。投影システムは、照明システム瞳ＩＰＵと共役な瞳ＰＰＵを有する。放射の部分は、照明システム瞳ＩＰＵにおける強度分布から発し、マスクパターンでの回折によって影響されることなくマスクパターンを横断し、照明システム瞳ＩＰＵにおける強度分布の像を生成する。
【００２９】
[0038]  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）を用いて、基板テーブルＷＴを正確に移動させることができる（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）。同様に、第１のポジショナＰＭ及び別の位置センサ（図１Ｂには図示せず）を使用して、マスクＭＡを放射ビームＢの経路に対して正確に位置決めすることができる（例えば、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）。
【００３０】
[0039]  一般に、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）、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。マスク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、マスク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をダイ間に配置してもよい。
【００３１】
[0040]  マスクテーブルＭＴ及びパターニングデバイスＭＡは真空チャンバ内に配されることがあり、この場合、真空内ロボットＩＶＲを用いて、マスクなどのパターニングデバイスを真空チャンバ内外に移動させることができる。代替的には、マスクテーブルＭＴ及びパターニングデバイスＭＡが真空チャンバ外にある場合、真空内ロボットＩＶＲと同様の真空外ロボットを様々な搬送動作に用いることができる。真空内ロボットと真空外ロボットはともに、任意のペイロード（例えばマスク）を移送ステーションの固定キネマティックマウントに円滑に移送するために較正する必要がある。
【００３２】
[0041]  リソグラフィ装置１００及び１００’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。
【００３３】
[0042]  １．ステップモードでは、支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴ及び基板テーブルＷＴ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がＸ方向及び／又はＹ方向に移動される。
【００３４】
[0043]  ２．スキャンモードでは、支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴ及び基板テーブルＷＴは同期的にスキャンされる一方、放射ビームに付与さ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。
【００３５】
[0044]  ３．別のモードでは、支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴはプログラマブルパターニングデバイスを保持して概ね静止状態に維持され、基板テーブルＷＴを移動又はスキャンさせながら、放射ビームＢに与えられたパターンをターゲット部分Ｃに投影する。パルス状放射源ＳＯを使用し、基板テーブルＷＴ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、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。
【００３６】
[0045]  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。
【００３７】
[0046]  別の実施形態において、リソグラフィ装置１００は、極端紫外線（ＥＵＶ）リソグラフィのためのＥＵＶ放射ビームを生成するように構成されたＥＵＶ源を含む。一般に、ＥＵＶ源は放射システムにおいて構成され、対応する照明システムはＥＵＶ源のＥＵＶ放射ビームを調節するように構成される。
【００３８】
[0047]  図２は、ソースコレクタ装置ＳＯ、照明システムＩＬ、及び投影システムＰＳを含むリソグラフィ装置１００をより詳細に示している。ソースコレクタ装置ＳＯは、このソースコレクタ装置ＳＯの閉鎖構造２２０内に真空環境を維持できるように構築及び配置されている。放電生成プラズマ源によって、ＥＵＶ放射放出プラズマ２１０を形成することができる。ＥＵＶ放射を生成するには、例えばＸｅガス、Ｌｉ蒸気又はＳｎ蒸気のようなガス又は蒸気によって、極めて高温のプラズマ２１０を生成して、電磁スペクトルのＥＵＶ範囲内の放射を放出させればよい。極めて高温のプラズマ２１０は、例えば放電によって少なくとも部分的に電離したプラズマを生じることにより生成される。効率的な放射発生のため、例えば分圧が１０ＰａのＸｅ、Ｌｉ、Ｓｎの蒸気又は他のいずれかの適切なガスもしくは蒸気が必要となり得る。ある実施形態では、励起したスズ（Ｓｎ）のプラズマを供給してＥＵＶ放射を生成する。
【００３９】
[0048]  高温プラズマ２１０が発した放射は、放射源チャンバ２１１からコレクタチャンバ２１２内へ、放射源チャンバ２１１の開口内又は開口の後ろに位置決めされた任意選択のガスバリア又は汚染トラップ２３０（場合によっては汚染バリア又はフォイルトラップとも呼ばれる）を介して送出される。汚染トラップ２３０はチャネル構造を含むことができる。汚染トラップ２３０は、ガスバリア又はガスバリアとチャネル構造との組み合わせを含んでもよい。本明細書でさらに示す汚染トラップ又は汚染バリア２３０は、少なくとも、当技術分野において既知のチャネル構造を含む。
【００４０】
[0049]  コレクタチャンバ２１２は、いわゆるかすめ入射コレクタの場合もある放射コレクタＣＯを含み得る。放射コレクタＣＯは、上流放射コレクタ側２５１及び下流放射コレクタ側２５２を有する。コレクタＣＯを横断した放射は、格子スペクトルフィルタ２４０で反射して、仮想光源点ＩＦに集束させることができる。仮想光源点ＩＦは一般に中間焦点と呼ばれ、ソースコレクタ装置は、中間焦点ＩＦが閉鎖構造２２０の開口２１９に又はその近傍に位置するように構成されている。仮想光源点ＩＦは、放射放出プラズマ２１０の像である。格子スペクトルフィルタ２４０は、特に赤外線（ＩＲ）放射を抑制するために用いられる。
【００４１】
[0050]  この後、放射は照明システムＩＬを横断する。照明システムＩＬは、パターニングデバイスＭＡにおいて放射ビーム２２１の所望の角度分布を与えるとともにパターニングデバイスＭＡにおいて所望の放射強度均一性を与えるように配置されたファセットフィールドミラーデバイス２２２及びファセット瞳ミラーデバイス２２４を含むことができる。支持構造ＭＴによって保持されたパターニングデバイスＭＡで放射ビーム２２１が反射されると、パターン付きビーム２２６が形成され、このパターン付きビーム２２６は、投影システムＰＳにより、反射要素２２８、２３０を介して、ウェーハステージ又は基板テーブルＷＴにより保持された基板Ｗ上に結像される。
【００４２】
[0051]  一般に、照明光学ユニットＩＬ及び投影システムＰＳには、図示するよりも多くの要素が存在し得る。格子スペクトルフィルタ２４０は、リソグラフィ装置のタイプに応じて任意に存在し得る。さらに、図示するよりも多くのミラーが存在する場合があり、例えば投影システムＰＳには、図２に示すものに比べて１つから６つの追加の反射要素が存在することがある。
【００４３】
[0052]  図２に示すようなコレクタ光学部品ＣＯは、コレクタ（又はコレクタミラー）の単なる一例として、かすめ入射リフレクタ２５３、２５４及び２５５を有する入れ子状のコレクタとして示されている。かすめ入射リフレクタ２５３、２５４及び２５５は、光軸Ｏを中心として軸方向に対称配置され、このタイプのコレクタ光学部品ＣＯは、ＤＰＰ源と呼ばれることが多い放電生成プラズマ源と組み合わせて好適に用いられる。
【００４４】
[0053]  例示的なリソグラフィセル
[0054]  図３は、リソセル又はクラスタと呼ばれることもあるリソグラフィセル３００を示している。リソグラフィ装置１００又は１００’はリソグラフィセル３００の一部を形成し得る。また、リソグラフィセル３００は、基板に露光前プロセス及び露光後プロセスを実行する装置も含み得る。従来、これらには、レジスト層を堆積させるためのスピンコータＳＣ、露光したレジストを現像するためのデベロッパＤＥ、冷却プレートＣＨ及びベークプレートＢＫが含まれる。基板ハンドラ、すなわちロボットＲＯは、入出力ポートＩ／Ｏ１、Ｉ／Ｏ２から基板を取り出し、それらを様々なプロセス装置間で移動させた後、リソグラフィ装置のローディングベイＬＢに引き渡す。これらのデバイスは、まとめてトラックと呼ばれることも多く、トラック制御ユニットＴＣＵの制御下にある。ＴＣＵ自体は監視制御システムＳＣＳによって制御され、ＳＣＳはリソグラフィ制御ユニットＬＡＣＵを介してリソグラフィ装置も制御する。したがって、これら様々な装置はスループット及び処理効率を最大化するように動作させることができる。
【００４５】
[0055]  ある実施形態に係るアライメントシステム
[0056]  図４は、ある実施形態に係る、リソグラフィ装置１００又は１００’の一部として実装可能なアライメントシステム４００の断面図を概略的に示している。ある実施例では、アライメントシステム４００は、パターニングデバイス（例えばパターニングデバイスＭＡ）に対して基板（例えば基板Ｗ）を位置合わせするように構成されてよい。アライメントシステム４００はさらに、基板上のアライメントマークの位置を検出し、アライメントマークの検出位置を用いてリソグラフィ装置１００又は１００’のパターニングデバイス又は他のコンポーネントに対して基板を位置合わせするように構成されてよい。そのような基板のアライメントにより、確実に基板上に１つ以上のパターンの露光を正確に行うことができる。
【００４６】
[0057]  アライメントシステム４００は、照明システム４１２と、センサシステム４１４と、位置測定システム４１８と、センシング要素４３８とを備えてよい。照明システム４１２は、１つ以上の離散的な狭通過帯域を有する電磁狭帯域放射ビーム４２０を提供するように構成された波長可変放射源４１３を備えてよい。１つ以上の離散的な狭通過帯域のそれぞれは、ある実施形態によると、所望の一定の中心波長（ＣＷＬ）値と数ナノメートル幅（例えば約１ｎｍから約１２ｎｍの間）の帯域幅とを有してよい。波長可変放射源４１３は、約５００ｎｍから約９００ｎｍに及ぶ連続かつ広域波長スペクトル上で１つ以上の離散的な狭通過帯域を調整するように構成されてよい。波長可変放射源４１３の調整能力は、照明システムにおいて現在利用可能な離散的な通過帯域どうしの中間又はそれらの通過帯域の外側のスペクトルギャップに合う波長の選択を可能とし得る。
【００４７】
[0058]  センサシステム４１４は、放射ビーム４２０を受光し、方向４２８に沿って（例えばＸ軸に沿って）移動可能なステージ４２６上に置かれた基板４２４上に放射ビーム４２０の一部である放射サブビーム４２２を方向付けるように構成されてよい。放射サブビーム４２２は、センサシステム４１４の測定軸４３１に沿って基板４２４上に形成されたアライメントマーク（アライメントターゲットと呼ばれることもある）４３０を照明するように構成されてよい。測定軸４３１はセンサシステム４１４の光軸と一致してよい。アライメントマーク４３０は、ある実施例においては放射感応性フィルムで被覆されてよい。別の実施例においては、アライメントマーク４３０は、１８０度の対称性を有してよい。すなわち、アライメントマーク４３０がアライメントマーク４３０の平面に垂直な対称軸まわりに１８０度回転した場合、回転したアライメントマーク４３０は回転していないアライメントマーク４３０と実質的に同一であってよい。ある実施例では、アライメントマーク４３０の対称軸は測定軸４３１と一致する。
【００４８】
[0059]  センサシステム４１４はさらに、回折放射ビーム４３２を受光するように構成されてよい。ある実施例においては、回折放射ビーム４３２は、アライメントマーク４３０の対称軸が測定軸４３１と一致する場合にアライメントマーク４３０から反射され得る放射サブビーム４２２の少なくとも一部分であってよい。回折放射ビーム４３２に基づいて、センサシステム４１４は、アライメントマーク４３０の位置（例えばアライメントマーク４３０の対称中心の位置）を決定し、結果として第１の基準要素（図示せず）に対する基板４２４の位置を検出するように構成されてよい。第１の基準要素は、アライメントシステム４００、リソグラフィ装置１００及び１００’の任意のコンポーネント、又は独立した構造であってよい。
【００４９】
[0060]  位置測定システム４１８は、信号４３４及び４３６を受信するように構成されてよい。信号４３４は、アライメントマーク４３０の検出位置の情報を含んでよく、信号４３６は、ステージ４２６の位置の情報を含んでよい。ステージ４２６の位置は、ステージ４２６に結合されたステージ位置測定システム４４０により検出されてよい。信号４３４及び４３６からの情報に基づいて、位置測定システム４１８は、ステージ４２６の位置をアライメントマーク４３０及び基板４２４の位置と相関させるように構成されてよい。したがって、アライメントマーク４３０の位置及び基板４２４の位置は、ステージ４２６を基準にして決定されてよく、これらの位置は、位置測定システム４１８又は位置測定システム４１８に結合された処理ユニット（図示せず）に含まれるストレージデバイス（図示せず）に記憶されてよい。
【００５０】
[0061]  位置測定システム４１８はさらに、アライメントマーク４３０の位置を決定する際の誤差を検出及び補正し、その結果、基板４２４のミスアライメントを防ぐように構成されてよい。誤差は、アライメントシステム４００の動作における測定軸４３１の所望の場所からの意図しない変位に起因する可能性がある。位置測定システム４１８は、第２の基準要素に対する測定軸４３１の所望の場所からの意図しない変位を測定するように構成されてよい。第２の基準要素は、アライメントシステム４００、リソグラフィ装置１００及び１００’の任意のコンポーネント、又は独立した構造であってよい。ある実施例において、第１及び第２の基準要素は２つの異なる要素であっても、同じ要素であってもよい。
【００５１】
[0062]  測定軸４３１の意図しない変位に起因するこれらの誤差を検出するために、センシング要素４３８などの１つ以上のセンシング要素を、位置測定システム４１８及びセンサシステム４１４の支持構造４１６に結合してよい。支持構造４１６は、センサシステム４１４を保持し、アライメントシステム４００及び／又はリソグラフィ装置１００及び１００’の他のコンポーネントに結合するように構成されてよい。センシング要素４３８は、これらに限定されないが、エンコーダ、干渉計、静電容量センサ、又はこれらの任意の組み合わせなどの任意のタイプの位置センサを含んでよい。センシング要素４３８は、支持構造４１６の第２の基準要素に対する（例えばＸ軸及び／又はＹ軸に沿った）意図しない横変位を検出するように構成されてよい。一部の実施例では、付加的又は代替的に、センシング要素４３８などのセンシング要素はセンサシステム４１４の他のコンポーネントに結合されてよく、これらのコンポーネントの第２の基準要素に対する（例えばＸ軸及び／又はＹ軸に沿った）意図しない横変位を検出するように構成されてよい。
【００５２】
[0063]  センシング要素４３８により検出された意図しない横変位に基づいて、位置測定システム４１８は、変位を測定し、ストレージデバイスに記憶されているアライメントマーク４３０の決定された位置を補正し、その結果、ステージ４２６の位置とアライメントマーク４３０及び基板４２４の位置の相関関係を補正するように構成されてよい。
【００５３】
[0064]  意図しない変位は、例えばアライメントシステム４００又はリソグラフィ装置１００もしくは１００’の動作中のセンサシステムの機械的振動に起因する可能性がある。意図しない変位は、例えばその動作中にアライメントシステム４００又はリソグラフィ装置１００もしくは１００’に及ぼされる熱的効果による支持構造４１６の熱膨張に起因する可能性もある。しかしながら、支持構造４１６及び／又はセンサシステム４１４の他のコンポーネントの熱膨張に起因する変位は、必ずしも測定軸４３１の変位をもたらすわけではない。熱膨張は、所望の場所から測定軸４３１を変位させることなく、測定軸４３１に関して対称に生じる可能性がある。センシング要素４３８と支持構造４１６との間のインターフェイスが測定軸４３１に関して対称でないため、センシング要素４３８は、そのような対称的な膨張を測定軸４３１の非対称な横変位として感知する。したがって、そのような支持構造４１６の対称的な熱的変位に基づいて位置測定システム４１８により行われるアライメントマーク４３０の決定位置の補正は、基板４２４のミスアライメントをもたらす可能性がある。
【００５４】
[0065]  このようなセンシング要素４３８による変位検出の誤差、ひいては位置測定システム４１８による変位測定の誤差は、センシング要素４３８と支持構造４１６との間に対称断熱インターフェイスを導入することによって防ぐことができる。そのような対称断熱インターフェイスを備えることでアライメントシステムによる横変位検出及び測定の精度を高めるためのアライメントシステムの様々な実施形態が以下に説明される。
【００５５】
[0066]  第１の実施形態に係る測定フレームを有するアライメントシステム
[0067]  図５は、ある実施形態に係るリソグラフィ装置１００又は１００’の一部として実装可能なアライメントシステム５００の断面図を概略的に示している。アライメントシステム５００は、構造及び機能がアライメントシステム４００と同様であってよい。アライメントシステム４００と５００の違いは以下に説明される。
【００５６】
[0068]  上記の照明システム４１２、センサシステム４１４、位置測定システム４１８、及びセンシング要素４３８に加えて、アライメントシステム５００は、測定フレーム５４０と可撓性マウント５４２とを有する対称断熱インターフェイスをセンシング要素４３８と支持構造４１６の間に備えてよい。センシング要素４３８と支持構造４１６の間のインターフェイスとして測定フレーム５４０及び可撓性マウント５４２を導入することは、アライメントシステム４００に関連して以上で説明した誤差を防ぐのに役立ち得る。つまり、このようなインターフェイスは、支持構造４１６の熱的変動に起因する測定軸４３１の横変位の検出誤差を防ぐのに役立ち得る。ある実施例において、測定フレーム５４０は、その対称軸が測定軸４３１と一致するようにセンサシステム４１４の周りに配置されてよい。測定フレーム５４０は、センサシステム４１４の周りに配置された場合にセンサシステム４１４の外周が測定フレーム５４０の内周と接触しないような寸法を有するように構築されてよい。測定フレーム５４０は、約５ｐｐｍ／Ｋ未満の熱膨張係数（ＣＴＥ）を有する非磁性体を含んでよい。一部の実施例において、測定フレーム５４０は約０．０２ｐｐｍ／ＫのＣＴＥを有する非磁性体（例えばゼロデュア、コージュライト）を含んでよい。他の実施例において、測定フレーム５４０は、支持構造４１６に含まれる磁性体又は非磁性体のＣＴＥより少なくとも約５倍、約１０倍、約５０倍、約１００倍、約２００倍、約４００倍、又は約１０００倍小さいＣＴＥを有する非磁性体を含んでよい。
【００５７】
[0069]  可撓性マウント５４２は、測定フレーム５４０を支持構造４１６に取り付けるための３つの可撓性マウントを含んでよい。可撓性マウント５４２は測定軸４３１に対して放射状に配置されてよい。可撓性マウント５４２のそれぞれは、測定軸４３１から等しい距離、かつ隣接する可撓性マウントから等しい角距離を置いて配置されてよい。一部の実施形態において、可撓性マウント５４２のそれぞれは、測定フレーム５４０及び／又は支持構造４１６の熱的中心が測定軸４３１と一致するように、測定フレーム５４０に取り付けられ、支持構造４１６に配置されてよい。可撓性マウント５４２のそれぞれの第１の端５４２ａは支持構造４１６に剛結合され、可撓性マウント５４２のそれぞれの、第１の端５４２ａと反対の第２の端５４ｂは測定フレーム５４０に剛結合されてよい。可撓性マウント５４２は、可撓性マウント５４２のそれぞれの横引張剛性がその曲げ剛性より高くなるように構築されてよい。ある実施例では、可撓性マウント５４２のそれぞれの横引張剛性の曲げ剛性に対する比は約１：１０００である。別の実施例では、可撓性マウント５４２は、可撓性マウント５４２のそれぞれが測定フレーム５４０の剛性又はヤング率より高い剛性又はヤング率を有するように構築されてよい。可撓性マウント５４２のそれぞれの剛性の測定フレーム５４０の剛性に対する比は、ある実施例によると１０００以上であってよい。ある実施例では、可撓性マウント５４２は板バネを含んでよい。一部の実施形態では、可撓性マウント５４２の材料、形状、及び／又は互いに対するもしくは測定軸４３１に対する配向は、測定フレーム５４０及び／又は支持構造４１６の熱的中心が測定軸４３１と一致するように選択される。
【００５８】
[0070]  図６には、ある実施形態に係るアライメントシステム５００の測定フレーム５４０及び可撓性マウント５４２の等角図が示されている。可撓性マウント５４２は測定軸４３１に対して放射状に配置される。測定フレーム５４０は開口６４４を有する円形形状を有してよい。（図５に示すような）センサシステム４１４は開口６４４内に配置されてよい。測定フレーム５４０は、図６に示すような円形形状に限定されなくてもよく、本発明の範囲から逸脱しないいずれの幾何学的形状（例えば、矩形、三角形、楕円形）を有してよい。
【００５９】
[0071]  可撓性マウント５４２の互いに対する及び測定軸４３１に対する配向が図７にさらに示されている。図７の黒丸は、可撓性マウント５４２の支持構造４１６（図７に図示せず）上の位置を表し、白丸は測定軸４３１の位置を表す。図７は、測定軸４３１から等しい距離、かつ隣接する可撓性マウントから１２０°の等しい角距離を置いて配置された３つの可撓性マウント５４２のそれぞれを示している。可撓性マウント５４２は、任意のｍ個（ｍ＞２）の可撓性マウントを含んでよく、上記の３つの可撓性マウントに限定されない。図７と同様に、図８から図１０は、図５に示したような測定フレーム５４０を支持構造４１６に取り付けるのに使用可能な、可撓性マウント５４２と同様の、２つ、５つ、及び８つの可撓性マウントの場合の例示的な配向を示している。図８から図１０に示す配向では、可撓性マウントのそれぞれは、測定軸４３１から等しい距離、かつ隣接する可撓性マウントから等しい角距離を置いて配置されている。
【００６０】
[0072]  再び図５を参照すると、測定フレーム５４０及び可撓性マウント５４２は、測定軸４３１に沿って対称的に配向されてよい。したがって、支持構造４１６が測定軸４３１に関して対称的に熱膨張している間に可撓性マウント５４２の第１の端５４２ａに作用する力を、結果的に測定フレーム５４０の横変位を生じさせることなく支持構造４１６に均等に分散することができる。この力は、破線５４２*で示されるように可撓性マウント５４２の外方への曲げを引き起こす可能性がある。このような可撓性マウント５４２の曲げは、測定フレーム５４０の剛性が可撓性マウント５４２の剛性と比較して高いために測定フレーム５４０の横変位を生じさせない可能性がある。また、支持構造４１６が熱膨張している間に可撓性マウント５４２の第２の端５４２ｂに作用する曲げ力は、測定フレーム５４０のＣＴＥが支持構造４１６のＣＴＥと比較して低いことに起因して測定フレーム５４０が熱膨張しない可能性があるために無視してよい可能性がある。したがって、支持構造４１６が熱膨張している間の測定フレーム５４０の横変位を無視してよい可能性がある。その結果、センシング要素４３８は、支持構造４１６の熱膨張を支持構造４１６及び測定軸４３１の意図しない横変位として誤って感知しない可能性がある。したがって、測定フレーム５４０及び可撓性マウント５４２は、センシング要素４３８が温度によって誘発された支持構造４１６の横変位を検出するのを妨げ、その結果、アライメントシステム４００と比較してアライメントシステム５００における位置測定システム４１８の変位測定精度を高めるのに役立つ。
【００６１】
[0073]  第２の実施形態に係る測定フレームを有するアライメントシステム
[0074]  図１１は、ある実施形態に係るリソグラフィ装置１００又は１００’の一部として実装可能なアライメントシステム１１００の断面図を概略的に示している。アライメントシステム１１００は、構造及び機能がアライメントシステム４００及び５００と同様であってよい。アライメントシステム４００、５００と１１００の違いは以下に説明される。
【００６２】
[0075]  アライメントシステム１１００は、照明システム４１２と、センサシステム４１４と、位置測定システム１１１８と、センシング要素１１３８と、測定フレーム１１４０と、可撓性マウント１１４２とを備えてよい。センサシステム４１４は、光学系１１４６と、光学系支持構造１１４８と、像回転干渉計１１５０と、検出器１１５２とを備えてよい。光学系１１４６は、ビームスプリッタ１１５４と、対物レンズ１１５６とを備えてよい。ビームスプリッタ１１５４は、放射ビーム４２０を受光し、放射ビーム４２０の一部である放射サブビーム１１２２を対物レンズ１１５４に向けるように構成されてよい。対物レンズ１１５６は、方向４２８に沿って（例えばＸ軸に沿って）移動可能なステージ４２６上に置かれた基板４２４に放射サブビーム１１２２の焦点を合わせるように構成されてよい。放射サブビーム１１２２は、センサシステム４１４の測定軸４３１に沿って、基板４２４上に形成されたアライメントマーク４３０（アライメントターゲットと呼ばれることもある）を照明するように構成されてよい。測定軸４３１は、光学系１１４６及び像回転干渉計１１５０の光軸と一致してよい。対物レンズ１１５４はさらに、回折放射ビーム１１３２を集光し、これを像回転干渉計１１５０に送るように構成されてよい。ある実施例では、回折放射ビーム１１３２は、アライメントマーク４３０の対称軸が測定軸４３１と一致する場合にアライメントマーク４３０から反射可能な放射サブビーム１１２２の少なくとも一部分であってよい。
【００６３】
[0076]  像回転干渉計１１５０は、回折放射ビーム１１３２を受光するように構成されてよい。ある実施例において、像回転干渉計１１５０は、任意の適切な光学素子のセット、例えば受光した回折放射ビーム１１３２に基づいてアライメントマーク４３０の２つの像を形成するように構成可能なプリズムの組み合わせを含む。良質な像が形成される必要はないが、アライメントマーク４３０のフィーチャは解像されるはずであることを理解されたい。像回転デバイス１１５０はさらに、２つの像の一方を他方に対して１８０度回転させ、回転させた像と未回転の像を干渉法によって再結合するように構成されてよい。
【００６４】
[0077]  検出器１１５２は、像回転干渉計１１５０から再結合像を受け、測定軸４３１がアライメントマーク４３０の対称中心（図示せず）を通る場合の再結合像の結果としての干渉を検出するように構成されてよい。このような干渉は、アライメントマーク４３０が１８０度の対称性を有し、再結合像が強め合う干渉又は弱め合う干渉を行うことに起因する可能性がある。検出された干渉に基づいて、検出器１１５０はさらに、アライメントマーク４３０の位置（例えばアライメントマーク４３０の対称中心の位置）を決定し、その結果、第１の基準要素（図示せず）に対する基板４２４の位置を検出するように構成されてよい。第１の基準要素は、アライメントシステム１１００、リソグラフィ装置１００及び１００’の任意のコンポーネント、又は独立した構造であってよい。
【００６５】
[0078]  位置測定システム１１１８は、信号１１５８及び４３６を受信するように構成されてよい。信号１１５８は、アライメントマーク４３０及び基板４２４の検出位置の情報を含んでよく、信号４３６は、ステージ４２６の位置の情報を含んでよい。ステージ４２６の位置は、ステージ４２６に結合されたステージ位置測定システム４４０により検出されてよい。信号１１５８及び４３６からの情報に基づいて、位置測定システム１１１８は、ステージ４２６の位置をアライメントマーク４３０及び基板４２４の位置と相関させるように構成されてよい。したがって、アライメントマーク４３０の位置及び基板４２４の位置は、ステージ４２６を基準にして決定されてよく、これらの位置は、位置測定システム１１１８又は位置測定システム１１１８に結合された処理ユニット（図示せず）に含まれるストレージデバイス（図示せず）に記憶されてよい。
【００６６】
[0079]  位置測定システム１１１８はさらに、アライメントマーク４３０の位置を決定する際の誤差を検出及び補正し、その結果、基板４２４のミスアライメントを防ぐように構成されてよい。誤差は、アライメントシステム１１００の動作中の測定軸４３１の所望の場所からの意図しない変位に起因する可能性がある。位置測定システム１１１８は、第２の基準要素に対する測定軸４３１の所望の場所からの意図しない変位を測定するように構成されてよい。第２の基準要素は、アライメントシステム１１００、リソグラフィ装置１００及び１００’の任意のコンポーネント、又は独立した構造であってよい。ある実施例において、第１及び第２の基準要素は２つの異なる要素であっても、同じ要素であってもよい。
【００６７】
[0080]  測定軸４３１の意図しない変位に起因するこれらの誤差を検出するために、センシング要素１１３８を、位置測定システム１１１８及び支持構造１１４８に結合してよい。支持構造１１４８は、光学系１１４６を保持し、アライメントシステム１１００及び／又はリソグラフィ装置１００及び１００’の他のコンポーネントに結合するように構成されてよい。センシング要素１１３８は、構造及び機能が上記のセンシング要素４３８と同様であってよい。センシング要素１１３８により検出された意図しない横変位に基づいて、位置測定システム１１１８は、変位を測定し、ストレージデバイスに記憶されているアライメントマーク４３０の決定された位置を補正し、その結果、ステージ４２６の位置とアライメントマーク４３０及び基板４２４の位置の相関関係を補正するように構成されてよい。
【００６８】
[0081]  アライメントシステム５００の測定フレーム５４０及び可撓性マウント５４２と同様に、アライメントシステム１１００の測定フレーム１１４０及び可撓性マウント１１４２は、センシング要素１１３８と支持構造１１４８の間に対称断熱インターフェイスを提供するように構成されてよい。このようなインターフェイスは、アライメントシステム４００を参照して説明した、支持構造１１４８の熱的変動に起因する測定軸４３１の横変位の検出誤差を防ぐのに役立ち得る。このようなインターフェイスの存在により、センシング要素１１３８は、支持構造１１４８の熱膨張を支持構造１１４８及び測定軸４３１の意図しない横変位として誤って感知しない可能性がある。その結果、センシング要素１１３８は、温度によって誘発された支持構造１１４８の横変位に実質的に反応せず、ひいてはアライメントシステム１１００における位置測定システム１１１８の変位測定精度を高めるように構成されてよい。
【００６９】
[0082]  測定フレーム１１４０及び可撓性マウント１１４２は、測定フレーム５４０及び可撓性マウント５４２と構造、組成、及び機能が同様であってよい。また、測定フレーム１１４０及び可撓性マウント１１４２は、測定軸４３１に対して、図５から図１０を参照して説明した測定フレーム５４０及び可撓性マウント５４２と同様の方法で配置されてよい。
【００７０】
[0083]  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み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。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。
【００７１】
[0084]  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。
【００７２】
[0085]  本明細書における表現又は専門用語は、説明のためのものであり、限定を目的としたものではなく、本明細書の専門用語又は表現は、本明細書における教示を考慮して当業者によって解釈されるべきであることを理解すべきである。
【００７３】
[0086]  本明細書中に記載される実施形態において、用語「レンズ」及び「レンズ素子」は、文脈が許す場合、屈折型、反射型、磁気型、電磁型、及び静電型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うちの任意の１つ又はそれらの組み合わせを指すことができる。
【００７４】
[0087]  さらに、本明細書で使用する「放射」及び「ビーム」という用語は、紫外（ＵＶ）放射線（例えば、３６５、２４８、１９３、１５７又は１２６ｎｍの波長λを有する）、極端紫外（ＥＵＶ又は軟Ｘ線）放射線（例えば、５〜２０ｎｍの範囲内の波長、例えば、１３．５ｎｍの波長を有する）、又は５ｎｍ未満で動作する硬Ｘ線、さらに、イオンビーム又は、電子ビームなどの微粒子ビームを含むあらゆるタイプの電磁放射線を含む。一般に、約４００〜約７００ｎｍの間の波長を有する放射線は可視放射線と考えられる。約７８０〜約３０００ｎｍ（またはそれ以上）の間の波長を有する放射線はＩＲ放射線とみなされる。ＵＶは、約１００〜４００ｎｍの波長を有する放射線を指す。リソグラフィにおいては、用語「ＵＶ」は、普通、水銀放電灯によって生成可能な波長、すなわち、４３６ｎｍのＧ線、４０５ｎｍのＨ線、及び／又は３６５ｎｍのＩ線にも適用される。真空ＵＶ、又はＶＵＶ（すなわち、ガスによって吸収されるＵＶ）は、約１００〜２００ｎｍの波長を有する放射線を指す。深ＵＶ（ＤＵＶ）は、一般に、１２６ｎｍ〜４２８ｎｍの範囲内の波長を有する放射線を指し、ある実施形態では、エキシマレーザ装置はリソグラフィ装置内で使用されるＤＵＶを生成することができる。例えば、５〜２０ｎｍの範囲内の波長を有する放射線は、少なくともその一部が５〜２０ｎｍの範囲内の一定の波長帯域を有する放射線に関連することを認識されたい。
【００７５】
[0088]  本明細書で用いる「センサシステムの変位」なる用語は概して、センサシステムの測定軸（例えば光軸）の横の動きをもたらすセンサシステムの動きを説明する。
【００７６】
[0089]  本明細書で用いる「光学系の変位」なる用語は概して、光学系の測定軸（例えば光軸）の横の動きをもたらす光学系の動きを説明する。
【００７７】
[0090]  本明細書で用いる「基板」なる用語は、後続の材料層がその上に付加される材料を説明する。実施形態において、基板自体がパターン付与されてもよいし、その上部に付加される材料がパターン付与されてもよいし、基板自体がパターニングされることなく残ってもよい。
【００７８】
[0091]  本明細書で用いる「実質的に接触する」なる用語は概して、ミスアライメント許容度から典型的に生じる互いからの僅かな分離があるだけの、要素や構造が互いに物理的に接触することを説明する。本明細書で用いる１つ以上の具体的な特徴、構造又は特性間の相対的な空間的記述（例えば「縦に並んでいる」「実質的な接触」など）は例示のみを目的とし、本開示の趣旨及び範囲を逸脱しない限りにおいて、本明細書で記載される構造の実際の実装形態がミスアライメント許容度を含んでもよいことを理解されたい。
【００７９】
[0092]  本明細書で用いられる「光学的に結合される」なる用語は概して、一方の結合素子が光をもう一方の結合素子に直接的又は間接的に与えるように構成されていることを指す。
【００８０】
[0093]  本明細書で用いられる「光学材料」なる用語は概して、光又は光エネルギーがその中で又はそれを通って伝搬することを可能とする材料を指す。
【００８１】
[0094]  本明細書で用いられる「中心波長」なる用語は概して、通過帯域の半値全幅（ＦＷＨＭ）の波長帯の中点の値を指す。
【００８２】
[0095]  本明細書で用いられる「通過帯域のＦＷＨＭ」なる用語は概して、その通過帯域のピーク波長での光透過の５０％の光透過となる波長帯を指す。
【００８３】
[0096]  本明細書で言及される「通過帯域」なる用語は、あるフィルタを通過する波長帯として定義され得る。
【００８４】
[0097]  本明細書で用いられる「約」なる用語は、特に断りのない限り、ある量の値がその値の±１０％だけ異なることを示す。
【００８５】
[0098]  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。上記の説明は例示的であり、限定的ではない。
【００８６】
[0099]  特許請求の範囲を解釈するには、「発明の概要」及び「要約書」の項ではなく、「発明を実施するための形態」の項を使用するよう意図されていることを理解されたい。「発明の概要」及び「要約書」の項は、本発明者が想定するような本発明の１つ以上の例示的実施形態について述べることができるが、全部の例示的実施形態を述べることはできず、したがって本発明及び添付の特許請求の範囲をいかなる意味でも限定しないものとする。
【００８７】
[0100]  以上では、特定の機能の実施態様を例示する機能的構成要素及びその関係を用いて本発明について説明してきた。これらの機能的構成要素の境界は、本明細書では説明の便宜を図って任意に画定されている。特定の機能及びその関係が適切に実行される限り、代替的境界を画定することができる。
【００８８】
[0101]  特定の実施形態の前述の説明は、本発明の全体的性質を十分に明らかにしているので、当技術分野の知識を適用することにより、過度の実験をせず、本発明の全体的な概念から逸脱することなく、このような特定の実施形態を容易に変更及び／又はこれを様々な用途に適応させることができる。したがって、このような適応及び変更は、本明細書に提示された教示及び案内に基づき、開示された実施形態の同等物の意味及び範囲に入るものとする。
【００８９】
[0102]  本発明の幅及び範囲は、上述した例示的実施形態のいずれによっても限定されず、特許請求の範囲及びその同等物によってのみ規定されるものである。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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