(57)【要約】      （修正有）【課題】リソグラフィ装置内でパターン付けされた基板のパラメータを測定する高速メトロロジーツールを提供する。【解決手段】メトロロジーツールは、リソグラフィ装置内でパターン付けされた基板９のパラメータを測定するように構成されている。メトロロジーツールは、ベースフレーム５と、基板を保持するように構成された基板テーブル６と、基板のパラメータを測定するように構成された少なくとも１つのセンサと、基板テーブルおよびセンサのどちらか一方を他方に対して、少なくとも第１方向において変位させるための変位システム２５と、第１バランスマスと、基板テーブルおよびセンサのどちらか一方の第１方向における変位を相殺するため、第１方向の反対方向へ実質的に自由に移動するように第１バランスマス２０を移動可能に支持する第１ベアリング２１と、を備える。【選択図】図４
2011029652.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リソグラフィ装置内でパターン付けされた基板のパラメータを測定するように構成され
たメトロロジーツールであって、
ベースフレームと、
前記基板を保持する基板テーブルと、
前記基板のパラメータを測定する少なくとも１つのセンサと、
前記基板テーブルおよび前記センサのどちらか一方を他方に対して、少なくとも第１方
向において変位させるための変位システムと、
第１バランスマスと、
前記基板テーブルおよび前記センサのどちらか一方の前記第１方向における変位を相殺
するため、前記第１方向の反対方向へ実質的に自由に移動するように前記第１バランスマ
スを移動可能に支持する第１ベアリングと、
を備える、メトロロジーツール。
【請求項２】
前記バランスマスは、前記基板テーブルおよび前記センサのどちらか一方に連結されて
いる、請求項１に記載のメトロロジーツール。
【請求項３】
位置決めアクチュエータによって、前記バランスマスと、前記基板テーブルおよび前記
センサのどちらか一方とが連結される、請求項２に記載のメトロロジーツール。
【請求項４】
前記基板テーブルおよび前記センサのどちらか一方は、前記変位システムによって前記
第１方向に実質的に自由に変位されるように、第２ベアリング上に移動可能に支持されて
いる、請求項１に記載のメトロロジーツール。
【請求項５】
前記第２ベアリングは、前記バランスマスと、前記基板テーブルおよび前記センサのど
ちらか一方との間に設けられる、請求項４に記載のメトロロジーツール。
【請求項６】
前記バランスマスは、弾性カップリングを介して前記ベースフレームに連結されている
、請求項１に記載のメトロロジーツール。
【請求項７】
前記弾性カップリングがばねである、請求項６に記載のメトロロジーツール。
【請求項８】
前記バランスマスは、ダンパを介して前記ベースフレームに連結されている、請求項１
に記載のメトロロジーツール。
【請求項９】
前記バランスマスは、ばね−ダンパシステムを介して前記ベースフレームに連結されて
おり、前記ばね−ダンパシステムにおいて、ばねの特徴を有する少なくとも１つのエレメ
ントが、ダンパの特徴を有する少なくとも１つのエレメントと直列に連結されている、請
求項１に記載のメトロロジーツール。
【請求項１０】
前記バランスマスは、弾性カップリングと、前記弾性カップリングと平行に位置付けら
れたダンパとを介して、前記ベースフレームに連結されている、請求項１に記載のメトロ
ロジーツール。
【請求項１１】
前記バランスマスおよび／または前記ベースフレームに対する前記基板テーブルおよび
前記センサのどちらか一方の位置を測定するフィードフォワードコントローラをさらに備
える、請求項１に記載のメトロロジーツール。
【請求項１２】
前記ベースフレームに対する前記バランスマスの位置を測定するフィードフォワードコ
ントローラをさらに備える、請求項１に記載のメトロロジーツール。
【請求項１３】
前記バランスマスの位置を制御するバランスマス位置決めアクチュエータをさらに備え
る、請求項１に記載のメトロロジーツール。
【請求項１４】
前記バランスマスが、前記バランスマスアクチュエータを介して前記ベースフレームに
連結されている、請求項１３に記載のメトロロジーツール。
【請求項１５】
前記基板テーブルおよび前記センサのどちらか一方は、位置決めアクチュエータおよびフ
ィードフォワードコントローラを介して前記ベースフレームに連結され、前記バランスマ
スは、バランスマスアクチュエータおよびフィードフォワードコントローラを介して前記
ベースフレームに連結されている、請求項１に記載のメトロロジーツール。
【請求項１６】
前記第１ベアリングが、前記バランスマスと前記ベースフレームとの間に設けられてい
る、請求項１に記載のメトロロジーツール。
【請求項１７】
前記バランスマスが、前記基板テーブルおよび前記センサのどちらか一方と一直線上に
設けられている、請求項１に記載のメトロロジーツール。
【請求項１８】
前記変位システムはさらに、前記基板テーブルおよび前記センサのどちらか一方を、他
方に対して、前記第１方向に垂直な第２方向において変位させるようになっており、第２
バランスマスが設けられ、第３ベアリングが設けられ、前記第３ベアリングは、前記基板
テーブルおよび前記センサのどちらか一方の前記第２方向における変位を相殺するために
、前記第２方向の反対方向へ実質的に自由に移動するように第２バランスマスを移動可能
に支持する、請求項１に記載のメトロロジーツール。
【請求項１９】
前記変位システムはさらに、前記基板テーブルおよび前記センサのどちらか一方を、他
方に対して、回転方向である第３方向に変位させるようになっており、第３バランスマス
が設けられ、第４ベアリングが設けられ、前記第４ベアリングは、前記基板テーブルおよ
び前記センサのどちらか一方の前記第３方向における変位を相殺するために、前記第３方
向の反対方向へ実質的に自由に移動するように第３バランスマスを移動可能に支持する、
請求項１に記載のメトロロジーツール。
【請求項２０】
前記基板テーブルおよび前記センサのどちらか一方、および、前記バランスマスは、統
合リニアモータを形成する、請求項１に記載のメトロロジーツール。
【請求項２１】
放射ビームを調整する照明システムと、
前記放射ビームの断面にパターンを付与してパターン付き放射ビームを形成することが
できるパターニングデバイスを支持するサポートと、
基板を保持する基板テーブルと、 
前記パターン付き放射ビームを前記基板のターゲット部分上に投影する投影システムと
、
請求項１に記載のメトロロジーツールと、
前記リソグラフィ装置から前記メトロロジーツールへ基板を移送するための移送手段と
、
を備えるリソグラフィ装置を備えるシステム。
【請求項２２】
前記メトロロジーツールは、前記リソグラフィ装置内に組み込まれているかまたはそこ
に連結されている、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２３】
基板のパラメータを測定する方法であって、
リソグラフィ装置内で基板にパターンを提供するステップと、
前記リソグラフィ装置からメトロロジーツールの基板テーブルへ前記基板を移送するス
テップと、
前記メトロロジーツール内で前記基板のパラメータをセンサで測定するステップであっ
て、測定中、前記基板テーブルおよび前記センサのどちらか一方は、他方に対して、少な
くとも第１方向において変位され、この変位は、バランスマスが反対方向へ移動すること
によって相殺される、
方法。
【請求項２４】
前記基板テーブルおよび前記センサのどちらか一方が他方に対して変位する際、前記ベ
ースフレームに対する前記バランスマスおよび前記基板テーブルまたは前記センサの複合
重心の位置が実質的に固定状態となる、請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
前記基板テーブルおよび前記センサのどちらか一方を駆動する印加力の作用点は、前記
バランスマスと前記基板テーブルまたは前記センサとの複合重心と一致する、請求項２２
に記載の方法。
【請求項２６】
使用中、前記バランスマスと前記ベースフレームとの間の弾性カップリングによる前記
バランスマスの振動は、バランスマスアクチュエータによって積極的に減衰される、請求
項２２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]  本発明は、リソグラフィ装置内でパターン付けされた基板のパラメータを測定
するためのメトロロジーツールに関し、当該パラメータとは、例えば、オーバーレイ（Ｏ
ｖｌ）、および／または、クリティカルディメンション（ＣＤ）、および／または、膜厚
（ＦＴ）、および／または、層の屈折率（ＲＩ）、および／または、マクロ欠陥、および
／または、ミクロ欠陥である。本発明はさらに、リソグラフィ装置とメトロロジーツール
とを備えるシステム、および、リソグラフィ装置から移動してきた基板のパラメータを決
定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]  トラックは、１つ以上の感光膜を基板上に塗布する機械である（ゼロまたはそ
れ以上の膜に反射防止コーティングをして、リソグラフィ装置の結像性能を高めてもよい
）。各膜の厚さおよび屈折率は非常に重要であるため、例えばＦＴおよび／またはＲＩ測
定結果を使用して、それらを制御する必要がある。
【０００３】
[0003]  コーティングされた基板はメトロロジーツールによって測定され、データが処
理されて、上流および下流処理ステップのフィードバックまたはフィードフォワード制御
に使用され得る。
【０００４】
[0004]  コーティングされた基板は、その後、リソグラフィ装置へ移送され、露光され
る。
【０００５】
[0005]  リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板上、通常、基板のターゲット部分
上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。その場合、ＩＣの個々の層上に形成される回路パターンを生成するため
に、マスクまたはレチクルとも呼ばれるパターニングデバイスを用いることができる。こ
のパターンは、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、ダイの
一部、または１つ以上のダイを含む）に転写することができる。パターンの転写は通常、
基板上に設けられた放射感応性材料（レジスト）層上での結像を介してなされる。一般に
は、単一の基板が、連続的にパターニング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としては、ターゲット部分上にパターン全体を一
度に露光することにより各ターゲット部分を照射する、いわゆるステッパ、および、ある
特定の方向（「スキャン」方向）の放射ビームによってパターンをスキャンすると同時に
この方向に平行または逆平行に基板をスキャンすることにより各ターゲット部分を照射す
る、いわゆるスキャナが含まれる。パターンを基板上にインプリントすることにより、パ
ターニングデバイスから基板にパターンを転写することも可能である。
【０００６】
[0006]  リソグラフィ装置では、様々な層を相互に正しく位置付けるため、基板の位置
を正確に設定することが重要である。この処理はアライニングとして知られている。通常
、正確なアライニングは、基板テーブルに対する基板の位置を正確に決定し、マスクおよ
び投影ビームに対する基板テーブルの位置を正確に決定することによって実現される。こ
のとき、様々なアライメントストラテジを使用することができる。最適なオーバーレイを
実現するためには最適なアライメントストラテジを選択することが重要である。アライメ
ントストラテジを選択する様々な手順が様々な用途に合わせて開発されてきた。この目的
のため、オーバーレイインジケータが使用されている。想定されうるアライメントストラ
テジの詳細については、例えば、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第７，０４
２，５５２号を参照されたい。
【０００７】
[0007]  オーバーレイ以外では、露光された構造（ラインおよび／またはコンタクトホ
ール等）の形状「クリティカルディメンション」”Critical Dimensions”も制御を要す
る重要なパラメータである。
【０００８】
[0008]  基板は露光後に現像され、（ポジ型レジストなのかネガ型レジストなのかによ
って）露光済みまたは未露光レジストが除去される。形成されたレジスト構造の形状は、
ＯＶＬ、ＣＤ、マクロ欠陥、ミクロ欠陥等において正しいものでなければならず、これを
、現像プロセス後にメトロロジーツールを使用してチェックする。
【０００９】
[0009]  オーバーレイインジケータの値は、例えば、オーバーレイメトロロジーツール
上で基板の単一バッチを測定することにより、計算できる。この計算のためにオフライン
オーバーレイメトロロジーツールを使用すれば、信頼性の高い値を得ることができる。オ
ーバーレイメトロロジーツールは、ステージが低速で整定時間が長いために比較的低速で
動作するため、オフラインオーバーレイメトロロジーツール上での基板測定には過剰な手
間と時間がかかる。
【００１０】
[0010]  競合するメトロロジーツールは、遅い動作がスループットに大きく影響しない
ように、取込み時間を比較的短くしている。取込み時間が短いメトロロジーツールの場合
、動作時間がスループットの主な限定要素となる。高速ステージで（システム）整定時間
が短い高速ステージが重要である。
【００１１】
[0011]  測定（移動−取得−測定）”Move-Acquire-Measure”は、
ウェーハ上の測定場所への移動−この測定場所は、調査対象となる効果（Ｏｖｌ、ＣＤ
、ＦＴ、ＲＩ、マクロ欠陥、ミクロ欠陥等）に対する感度を備えるため、特別な構造を有
する（ＦＴ用の構造または多重処理層内の構造を全く含まない）。
取得−上記測定場所を、特定の波長（および特定の帯域幅）、特定の偏光モード、およ
び、開口設定を有する光で測定場所を照射する。反射した光はセンサ上に投影される。
測定−特定のアルゴリズムを使用してセンサデータを処理し、報告すべき効果（ＯＶＬ
、ＣＤ、ＦＴ、ＲＩ、マクロ欠陥、ミクロ欠陥）に関する情報を生成する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
[0012]  リソグラフィ装置内でパターン付けされた基板のパラメータを測定するための
高速メトロロジーツールを提供するのが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
[0013]  本発明の一実施形態によると、リソグラフィ装置内でパターン付けされた基板
のパラメータを測定するように構成されたメトロロジーツールであって、ベースフレーム
と、前記基板を保持するように構成された基板テーブルと、前記基板のパラメータを測定
するように構成された少なくとも１つのセンサと、前記基板テーブルおよび前記センサの
どちらか一方を他方に対して、少なくとも第１方向において変位させるための変位システ
ムと、第１バランスマスと、前記基板テーブルおよび前記センサのどちらか一方の前記第
１方向における変位を相殺するため、前記第１方向の反対方向へ実質的に自由に移動する
ように前記第１バランスマスを移動可能に支持する第１ベアリングと、を備える、メトロ
ロジーツールが提供される。
【００１４】
[0014]  本発明の別の実施形態では、放射ビームを調整するように構成された照明シス
テムと、前記放射ビームの断面にパターンを付与してパターン付き放射ビームを形成する
ことができるパターニングデバイスを支持するように構成されたサポートと、基板を保持
するように構成された基板テーブルと、前記パターン付き放射ビームを前記基板のターゲ
ット部分上に投影するように構成された投影システムと、請求項１に記載のメトロロジー
ツールと、前記リソグラフィ装置から前記メトロロジーツールへ基板を移送するための移
送手段と、を備えるリソグラフィ装置を備えるシステムが提供される。
【００１５】
[0015]  本発明のさらに別の実施形態によると、基板のパラメータを測定する方法であ
って、リソグラフィ装置内で基板にパターンを提供するステップと、前記リソグラフィ装
置からメトロロジーツールの基板テーブルへ前記基板を移送するステップと、前記メトロ
ロジーツール内で前記基板のパラメータをセンサで測定するステップであって、測定中、
前記基板テーブルおよび前記センサのどちらか一方は、他方に対して、少なくとも第１方
向において変位され、この変位は、バランスマスが反対方向へ移動することによって相殺
される、方法が提供される。
【００１６】
[0016]  以下、添付の概略図面を参照しながら、単なる例として、本発明の実施形態を
説明する。図面において、同じ参照符号は同じ部分を示す。 
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
[0025]  図１は、リソグラフィ装置を概略的に示している。このリソグラフィ装置は、
放射ビームＢ（例えば、ＵＶ放射またはその他適切な放射）を調整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
支持するように構成され、かつ、特定のパラメータに従ってパターニングデバイスを正確
に位置付けるように構成された第１位置決めデバイスＰＭに連結された、マスクサポート
構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴとを備える。リソグラフィ装置はまた、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成され、かつ、特定のパラメータに
従って基板を正確に位置付けるように構成された第２位置決めデバイスＰＷに連結された
、基板テーブル（例えば、ウェーハテーブル）ＷＴまたは「基板サポート」を備える。リ
ソグラフィ装置はさらに、パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢに付けられた
パターンを基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば、１つ以上のダイを含む）上に投影するよ
うに構成された投影システム（例えば、屈折投影レンズシステム）ＰＳを備える。 
【００１８】
[0026]  照明システムとしては、放射を誘導し、整形し、あるいは制御するために、屈
折型、反射型、磁気型、電磁型、静電型、またはその他のタイプの光学コンポーネント、
あるいはそれらのあらゆる組合せ等の様々なタイプの光学コンポーネントを含み得る。
【００１９】
[0027]  マスクサポート構造は、パターニングデバイスを支持する、即ち、パターニン
グデバイスの重みを支えるものである。マスクサポート構造は、パターニングデバイスの
配向、リソグラフィ装置の設計、および、例えば、パターニングデバイスが真空環境内で
保持されているか否かなどといった他の条件に応じた態様でパターニングデバイスを保持
する。マスクサポート構造は、機械式、真空式、静電式またはその他のクランプ技術を使
って、パターニングデバイスを保持することができる。マスクサポート構造は、例えば、
必要に応じて固定または可動式にすることができる架台またはテーブルであってもよい。
マスクサポート構造は、パターニングデバイスを、例えば、投影システムに対して所望の
位置に確実に配置することができる。本明細書で使用される「レチクル」または「マスク
」という用語はすべて、より一般的な「パターニングデバイス」という用語と同義である
と考えてよい。
【００２０】
[0028]  本明細書で使用される「パターニングデバイス」という用語は、基板のターゲ
ット部分内にパターンを創出するべく放射ビームの断面にパターンを付ける際に使用でき
るあらゆるデバイスを指していると広く解釈されるべきである。なお、放射ビームに付け
たパターンは、例えば、そのパターンが位相シフトフィーチャまた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内の所望のパターンに正確に一致しない場合
もある。通常、放射ビームに付けたパターンは、集積回路などの、ターゲット部分内に作
り出されるデバイス内の特定機能層に対応することになる。
【００２１】
[0029]  パターニングデバイスは、透過型または反射型であってもよい。パターニング
デバイスの例としては、マスク、プログラマブルミラーアレイ、およびプログラマブルＬ
ＣＤパネルが含まれる。マスクは、リソグラフィでは公知であり、バイナリ、Alternatin
g位相シフト、およびAttenuated位相シフトなどのマスク型、ならびに種々のハイブリッ
ドマスク型を含む。プログラマブルミラーアレイの一例では、小型ミラーのマトリックス
配列が用いられており、各小型ミラーは、入射する放射ビームを様々な方向へ反射させる
ように、個別に傾斜させることができる。傾斜されたミラーは、ミラーマトリックスによ
って反射される放射ビームにパターンを付ける。
【００２２】
[0030]  本明細書で使用される「投影システム」という用語は、使用されている露光放
射にとって、あるいは浸液の使用または真空の使用といった他の要因にとって適切な、屈
折型、反射型、反射屈折型、磁気型、電磁型、および静電型光電システム、またはそれら
のあらゆる組合せを含むあらゆるタイプの投影システムを包含していると広く解釈される
べきである。本明細書で使用される「投影レンズ」という用語はすべて、より一般的な「
投影システム」という用語と同義であると考えてよい。 
【００２３】
[0031]  本明細書に示されているとおり、リソグラフィ装置は、透過型のもの（例えば
、透過型マスクを採用しているもの）である。また、リソグラフィ装置は、反射型のもの
（例えば、上述のタイプのプログラマブルミラーアレイまたは反射型マスクを採用してい
るもの）であってもよい。
【００２４】
[0032]  リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）以上の基板テーブルまたは「
基板サポート」（および／または２つ以上のマスクテーブルまたは「マスクサポート」）
を有するタイプのものであってもよい。そのような「マルチステージ」機構においては、
追加のテーブルまたはサポートを並行して使うことができ、あるいは、予備工程を１つ以
上のテーブルまたはサポートで実行しつつ、別の１つ以上のテーブルまたはサポートを露
光用に使うこともできる。
【００２５】
[0033]  また、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満たすように
、比較的高い屈折率を有する液体、例えば、水によって基板の少なくとも一部を覆うこと
ができるタイプのものであってもよい。さらに、リソグラフィ装置内の別の空間、例えば
、マスクと投影システムとの間、に浸液を加えてもよい。液浸技術は、投影システムの開
口数を増加させるために使用することができる。本明細書で使用される「液浸」という用
語は、基板のような構造物を液体中に沈めなければならないという意味ではなく、単に、
露光中、投影システムと基板との間に液体があるということを意味するものである。 
【００２６】
[0034]  図１を参照すると、イルミネータＩＬは、放射源ＳＯから放射ビームを受ける
。例えば、放射源がエキシマレーザである場合、放射源とリソグラフィ装置は、別々の構
成要素であってよい。そのような場合には、放射源は、リソグラフィ装置の一部を形成し
ているとはみなされず、また、放射ビームは、放射源ＳＯからイルミネータＩＬへ、例え
ば、適切な誘導ミラーおよび／またはビームエキスパンダを含むビームデリバリシステム
ＢＤを使って送られる。その他の場合においては、例えば、放射源が水銀灯である場合、
放射源は、リソグラフィ装置の一体部分とすることもできる。放射源ＳＯおよびイルミネ
ータＩＬは、必要であれば、ビームデリバリシステムＢＤとともに、放射システムと呼ん
でもよい。
【００２７】
[0035]  イルミネータＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調節するように構成された
アジャスタＡＤを含むことができる。一般に、イルミネータの瞳面内の強度分布の少なく
とも外側および／または内側半径範囲（通常、それぞれσ-outerおよびσ-innerと呼ばれ
る）を調節することができる。さらに、イルミネータＩＬは、インテグレータＩＮおよび
コンデンサＣＯといった様々な他のコンポーネントを含むことができる。イルミネータを
使って放射ビームを調整すれば、放射ビームの断面に所望の均一性および強度分布をもた
せることができる。
【００２８】
[0036]  放射ビームＢは、マスクサポート構造（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）上に入射して、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を通り抜けた後、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、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームの焦点
をあわせる。第２位置決めデバイスＰＷおよび位置センサＩＦ（例えば、干渉装置、リニ
アエンコーダ、または容量センサ）を使って、例えば、様々なターゲット部分Ｃを放射ビ
ームＢの経路内に位置付けるように、基板テーブルＷＴを正確に動かすことができる。同
様に、第１位置決めデバイスＰＭおよび別の位置センサ（図１には明示されない）を使っ
て、例えば、マスクライブラリからマスクを機械的に取り出した後またはスキャン中に、
マスクＭＡを放射ビームＢの経路に対して正確に位置付けることもできる。通常、マスク
テーブルＭＴの移動は、第１位置決めデバイスＰＭの一部を形成するロングストロークモ
ジュール（粗動位置決め）およびショートストロークモジュール（微動位置決め）を使っ
て達成することができる。同様に、基板テーブルＷＴまたは「基板サポート」の移動も、
第２ポジショナＰＷの一部を形成するロングストロークモジュールおよびショートストロ
ークモジュールを使って達成することができる。ステッパの場合は（スキャナとは対照的
に）、マスクテーブルＭＴは、ショートストロークアクチュエータのみに連結されてよく
、あるいは、固定されていてもよい。マスクＭＡおよび基板Ｗは、マスクアライメントマ
ークＭ１、Ｍ２、および基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を使って、位置合わせされて
もよい。例示では基板アライメントマークがそれ専用のターゲット部分に置かれているが
、基板アライメントマークをターゲット部分とターゲット部分との間の空間内に置くこと
もできる（これらは、けがき線アライメントマーク（scribe-lane alignment mark）とし
て公知である）。同様に、１つ以上のダイがマスクＭＡ上に設けられている場合、マスク
アライメントマークは、ダイとダイとの間に置かれてもよい。
【００２９】
[0037]  例示の装置は、以下のモードの少なくとも１つで使用できると考えられる。
【００３０】
[0038]  １．  ステップモードにおいては、マスクテーブルＭＴまたは「マスクサポー
ト」および基板テーブルＷＴまたは「基板サポート」を基本的に静止状態に保ちつつ、放
射ビームに付けられたパターン全体を一度に（すなわち、単一静止露光）ターゲット部分
Ｃ上に投影する。基板テーブルＷＴまたは「基板サポート」は、その後、Ｘおよび／また
はＹ方向に移動され、それによって別のターゲット部分Ｃを露光することができる。ステ
ップモードにおいては、露光フィールドの最大サイズよって、単一静止露光時に結像され
るターゲット部分Ｃのサイズが限定される。
。
【００３１】
[0039]  ２．  スキャンモードにおいては、マスクテーブルＭＴまたは「マスクサポー
ト」および基板テーブルＷＴまたは「基板サポート」を同期的にスキャンする一方で、放
射ビームに付けられたパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する（すなわち、単一動的露
光）。マスクテーブルＭＴまたは「マスクサポート」に対する基板テーブルＷＴまたは「
基板サポート」の速度および方向は、投影システムＰＳの（縮小）拡大率および画像反転
特性によって決めることができる。スキャンモードにおいては、露光フィールドの最大サ
イズよって、単一動的露光時のターゲット部分の幅（非スキャン方向）が限定される一方
、スキャン動作の長さによって、ターゲット部分の高さ（スキャン方向）が決定される。
【００３２】
[0040]  ３．  別のモードにおいては、プログラマブルパターニングデバイスを保持し
ながらマスクテーブルＭＴまたは「マスクサポート」を基本的に静止状態に保ち、また基
板テーブルＷＴまたは「基板サポート」を動かすまたはスキャンする一方で、放射ビーム
に付けられているパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する。このモードにおいては、通
常、パルス放射源が採用されており、さらにプログラマブルパターニングデバイスは、基
板テーブルＷＴまたは「基板サポート」の移動後ごとに、またはスキャン中の連続する放
射パルスと放射パルスとの間に、必要に応じて更新される。この動作モードは、前述のタ
イプのプログラマブルミラーアレイといったプログラマブルパターニングデバイスを利用
するマスクレスリソグラフィに容易に適用することができる。
【００３３】
[0041]  上述の使用モードの組合せおよび／またはバリエーション、あるいは完全に異
なる使用モードもまた採用可能である。
【００３４】
[0042]  図２は、リソグラフィ装置１と、メトロロジーツール２と、プロセッサ３とを
備えるシステムの一例を示している。リソグラフィ装置１は、例えば、図１に示す実施形
態に従って構成することができる。メトロロジーツール２は、リソグラフィ装置１から移
動してきた基板のパラメータ、例えば、リソグラフィ装置内で基板上に提供されたパター
ンのオーバーレイ、を測定するように構成されている。その他の基板に関係するパラメー
タとしては、層、マクロ欠陥、および／またはミクロ欠陥がある。
【００３５】
[0043]  プロセッサ３は、メトロロジーツール２からパラメータデータを受け取り、リ
ソグラフィ装置１からアライメントデータを受け取るように構成されている。プロセッサ
３はリソグラフィ装置の一部であってもよいし、その他の構成であってもよい。プロセッ
サ３はパラメータデータをメトロロジーツール２から直接受け取ってもよいし、別のプロ
セッサ（図示されない）または当該プロセッサ３に搭載された付属ソフトウェアアプリケ
ーションから受け取ってもよい。当該システムは、他の装置および／またはアプリケーシ
ョンと通信できるように、コンピュータネットワーク内に設けられるのが好ましい。
【００３６】
[0044]  リソグラフィ装置１による製造プロセス中、基板はボックス内でグループ化さ
れ、特定のバッチが形成される。そのようなバッチ内の基板は、製造プロセス全体を通じ
て、まとまって離れることがない。バッチは、いくつかの製造動作を通過する。本発明に
関する主要な製造動作とは、リソグラフィ装置１内のリソグラフィ露光動作、およびメト
ロロジーツール２内のインスペクション動作、例えば、オーバーレイインスペクション動
作、およびエッチングである（がこれらに限定されない）。
【００３７】
[0045]  オーバーレイデータは、例えば、選択された各基板上に存在する複数のオーバ
ーレイターゲットの位置エラーを測定することにより、決定できる。これにより、いわゆ
る測定済みオーバーレイデータが得られる。その後、このオーバーレイデータを処理する
。
【００３８】
[0046]  図３は、最新のメトロロジーツール２の一実施形態を示している。メトロロジ
ーツール２はベースフレーム５を備える。このベースフレーム５に対して、ウェーハステ
ージ６は、第１変位システムによってベースフレーム５に対してｙ方向に移動可能に、連
結されている。ウェーハステージ６上にはセンサ７が設けられている。このセンサ７はセ
ンサステージ８の一部を形成し、当該センサステージ８は、第２変位システムによってベ
ースフレーム５に対してｘ方向に移動可能に、連結されている。ウェーハステージ６は基
板９を保持するように構成されている。そのために、ウェーハステージ６はウェーハテー
ブル１０を備えている。ウェーハステージ６には第３変位システムが設けられており、こ
の第３変位システムは、ウェーハステージ６に対してｚ軸を中心にウェーハテーブル１０
を回転させるためのものである。
【００３９】
[0047]  このようにウェーハ９とセンサ７とは互いに対して複数の方向で移動可能であ
り、それによって、例えば、ウェーハ９がウェーハステージ６のウェーハテーブル１０上
に保持されている際に、ウェーハ９上のパターンのオーバーレイ全体を測定することがで
きる。
【００４０】
[0048]  また、メトロロジーツール２は、図３ｂに示すウェーハ交換グリッパ１５の形
をした移送手段を備える。
【００４１】
[0049]  メトロロジーツール２において振動の主な原因となるのは、ベースフレーム５
上の反力、および、ウェーハテーブル１０およびセンサ７をサブマイクロメータ精度で位
置決めするのに用いる加速力である。振動によってメトロロジーツール２の精度は低下し
てしまう。振動の影響を最小限にするため、最先端の技術では、ステージ６、８および／
またはテーブル１０の加速力ができるだけ低く維持され、さらに／または、メトロロジー
ツール２のベースフレーム５をリソグラフィ装置１から隔離しておく。そうしなければ、
メトロロジーツール２から伝わる振動によってリソグラフィ装置１内のリソグラフィプロ
セスの精度が低下してしまう。
【００４２】
[0050]  ウェーハ９を有するウェーハステージ６および／またはウェーハテーブル１０
、ならびに、センサ７を有するセンサステージ８を互いに対して高速に移動させるため、
本発明は、メトロロジーツール内のバランスマス（図３には示されない）を使用する。そ
のために、センサ７を有するセンサステージ８のベースフレーム５に対するｘ方向の変位
を相殺するように、第１バランスマスを構成することができる。さらに／または、ウェー
ハテーブル１０およびウェーハ９を有するウェーハステージ６のベースフレーム５に対す
るｙ方向の変位を相殺するように、上記とは別の第２バランスマスを構成することができ
る。さらに／または、ウェーハテーブル１０およびウェーハ９のウェーハステージ６およ
びベースフレーム５に対するｚ方向を中心とする変位を相殺するように、さらに別の第３
バランスマスを構成することができる。
【００４３】
[0051]  非制限的な例として、図４〜図７は、ウェーハテーブル１０およびウェーハ９
を備えるウェーハステージ６のｙ方向の可動性のためのバランスマスシステムを提供する
実施形態を示している。また、類似のシステムを、センサ７を有するセンサステージ８お
よび／またはウェーハ９を有するウェーハテーブル１０の変位を相殺するためにも設ける
ことができる。
【００４４】
[0052]  図４ではバランスマス２０が設けられており、当該バランスマス２０はベアリ
ング２１（例えば、ころベアリングまたは空気ベアリング）上に配置されている。このベ
アリング２１はベースフレーム５に対してバランスマス２０を移動可能に支持するため、
バランスマス２０は、ウェーハテーブル１０およびウェーハ９を備えるウェーハステージ
６のｙ方向の変位と反対の方向に実質的に自由に移動することができる。バランスマス２
０は、ウェーハステージ位置決めアクチュエータ２５、例えばステッピングモータまたは
その他の操縦可能ドライブによって、ウェーハステージ６に連結されている。ウェーハス
テージ６はベアリング２７上に配置されている。ベアリング２７はバランスマス２０に対
してウェーハステージ６を移動可能に支持するため、ウェーハステージ６は、アクチュエ
ータ２５によってｙ方向(に実質的に自由に変位することができる。
【００４５】
[0053]  バランスマス２０は、ばね３０を備える弾性カップリングを介して、ベースフ
レーム５に連結されている。また、バランスマス２０は、ダンパ３１を介してもベースフ
レーム５に連結されている。ダンパ３１はばね３０と平行に配置されている。
【００４６】
[0054]  バランスマス２０とベースフレーム５との間には、フィードフォワードコント
ローラ３３が設けられており、このフィードフォワードコントローラ３３によって、ベー
スフレーム５に対するバランスマス２０の位置が測定される。このようなフィードフォワ
ードコントローラは、ウェーハステージ６とバランスマス２０との間にも設けられており
、符号３５で示されている。
【００４７】
[0055]  基板９のオーバーレイを測定する間、ウェーハステージ６がアクチュエータ２
５によって駆動されてｙ方向に変位するとすぐに、反力がバランスマス２０に働いて、バ
ランスマス２０が反対方向へ移動する。バランスマスの反対方向への変位量は、バランス
マス２０のウェーハステージ６（ウェーハテーブル１０、ウェーハ９等を含む）に対する
マス比に依存する。このため、ばね３０およびダンパ３１は、バランスマスの移動を減衰
させてワインドアップを避けるため、つまりバランスマスの共振を避けるために使用され
る。バランスマスシステムを設けることにより、ウェーハステージ６の速度および加速力
を実質的に高めることができる。高速かつ高加速力でも、メトロロジーツール２のベース
フレーム５内の振動および／またはその他摂動力が生じなくなる。言い換えれば、メトロ
ロジーツールをリソグラフィ装置に対して所望の場所に配置することが可能になる。例え
ば、本発明に係るバランスマスシステムを備えるメトロロジーツールを既存のリソグラフ
ィ装置上に配置したり、または少なくともそれに連結させて配置することができる。
【００４８】
[0056]  図５は図４の実施形態の変形実施形態を示しており、同図において、バランス
マス２０とベースフレーム５との間のばね−ダンパシステムの代わりに、バランスマス位
置決めアクチュエータ５０、例えばステッピングモータまたはその他操縦可能ドライブ、
が用いられている。同実施形態において、ウェーハステージ位置決めアクチュエータ２５
を適切に操縦することによりウェーハステージ６がｙ方向に変位すると、フィードフォワ
ードコントローラ３５が即その変位を検出し、バランスマス位置決めアクチュエータ５０
に信号を送出して、バランスマス２０を、反対方向に対応する分だけ変位させる。ウェー
ハステージ位置決めアクチュエータ２５およびバランスマス位置決めアクチュエータ５０
を適切に操縦するために、フィードフォワードコントローラ３３が使用される。また、バ
ランスマスアクチュエータ５０は、正しい位置からずれる傾向を持つバランスマス２０の
位置を正すために使用することもできる。正しい位置からのずれは、例えば、ベースフレ
ーム５とバランスマス２０との間の摩擦によって生じる。
【００４９】
[0057]  ある実施形態では、ウェーハステージ６およびバランスマス２０は統合リニア
モータ(integrated linear motor)を形成してもよく、当該統合リニアモータにおいて、
例えば、ウェーハステージに、コイルを担持しかつロータとして動作するステージを設け
、バランスマス２０をステータとして動作するプレートとして形成してもよい。ロータお
よびステータは両方とも、ベースフレームに対して誘導される。動作中、ロータが左に加
速されると、反力によってステータは右へ移動する。したがって、ロータおよびステータ
の重心を同じ場所に保つことができる。
【００５０】
[0058]  図６は、図５の実施形態の変形実施形態を示しており、同図において、ウェー
ハステージ６はベアリング２７によって直接ベースフレーム５上に支持されている。バラ
ンスマス２０もまた、ベアリング２１によって、直接ベースフレーム５上に支持されてい
る。ウェーハステージ６は、専用のウェーハステージ位置決めアクチュエータ２５および
フィードフォワードコントローラ３５によってベースフレーム５に直接連結されている。
バランスマス２０もまた、専用のバランスマス位置決めアクチュエータ５０およびフィー
ドフォワードコントローラ３３によってベースフレーム５に直接連結されている。例えば
ウェーハ９のオーバーレイを測定する間、位置決めアクチュエータ２５によるウェーハス
テージ６の変位はフィードフォワードコントローラ３５によって検出され、同フィードフ
ォワードコントローラ３５はバランスマス位置決めアクチュエータ５０へ信号を送出して
、バランスマス２０を適切な分だけ反対方向に変位させる。
【００５１】
[0059]  図７は、図４の実施形態の変形実施形態を示しており、同図において、ウェー
ハステージ６は、ベアリング２７によって、直接ベースフレーム５上に支持されている。
バランスマス２０もまた、ベアリング２１によって、直接ベースフレーム５上に支持され
ている。ウェーハステージ６およびバランスマス２０は互いに同一線上に位置付けられて
いる。ウェーハステージ６は、専用のウェーハステージ位置決めアクチュエータ２５によ
ってバランスマス２０に直接連結され、また専用のフィードフォワードコントローラ３５
によってベースフレーム５に直接連結されている。バランスマス２０は、専用のばね３０
およびダンパ３１によってベースフレーム５に直接連結されている。
【００５２】
[0060]  上記の実施形態の他にも多数のバリエーションが可能である。ウェーハの代わ
りに他のタイプの基板を使用することもできる。例えば、メトロロジーツール内に１つ以
上のセンサを設けることができる。メトロロジーツールのセンサステージおよびウェーハ
ステージのどちらか一方を、ｘ方向およびｙ方向において、ベースフレームに移動可能に
連結し、他方をベースフレームに固定連結してもよい。重要なのは、メトロロジーツール
において、基板および１つ以上のセンサが互いに対して移動可能であり、この移動がバラ
ンスマスの反対方向への移動によって相殺される点である。このようにすれば、ウェーハ
の各点を、効率的にかつ振動（を生じさせること）なく測定できる。バランスマスシステ
ムを含むメトロロジーツールの別の例では、少なくとも１つのステージが、静磁石を備え
たプレート（ステータ）上を移動する変動磁場を形成するためのステージ担持コイル（ロ
ータ）として形成される。当該ロータは誘導され、ステータに対して移動することができ
る。ステータは、ガイダンスに対して移動できる。ロータが左へ加速すると、反力によっ
てステータが右へ移動する。このため、ロータとステータの重心は（摩擦力等に関わらず
）同一の場所に保たれる。様々な移動によってステージがずれると、ある変形実施形態で
は、ベースフレームに対するステータの（変位方向における）両側に取り付けられた２つ
の弱いばねを、バランスマス補正装置として使用できる。アクティブバランスマス補正装
置の別の実施形態としては、十分なストロークを備えた被制御アクチュエータがある。バ
ランスマスは、通常、必ずではないが、変位の補正を要する基板ステージまたはセンサス
テージ（有効搭載量を含む）よりも重い。メトロロジーツールは、リソグラフィシステム
（トラック、スキャナまたはエッチャ等）に組み込んでもよい。また、メトロロジーツー
ルは、リソグラフィシステム上に別個に取り付けても良く、または、独立型ユニットとし
て構成してもよい。多くの場合、メトロロジーツールはリソグラフィ装置と「同一線上」
”in-line”に配される。さらに、メトロロジーツールをエッチャ内に組み込んでもよい
。このプロセスによって、（残存する）レジスト膜で保護されない材料が除去される。こ
のプロセスによって、レジスト膜下の材料の層に、露光されたフィーチャが「コピー」”
copy”される。
【００５３】
[0061]  本明細書では、ＩＣ製造におけるリソグラフィ装置の使用について具体的に言
及しているが、本明細書記載のリソグラフィ装置が、集積光学システム、磁気ドメインメ
モリ用のガイダンスパターンおよび検出パターン、フラットパネルディスプレイ、液晶デ
ィスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドの製造といった他の用途を有することが理解され
るべきである。当業者には当然のことであるが、そのような別の用途においては、本明細
書で使用される「ウェーハ」または「ダイ」という用語がすべて、それぞれより一般的な
「基板」または「ターゲット部分」という用語と同義であると考えればよい。本明細書に
記載した基板は、露光の前後に、例えば、トラック（通常、基板にレジスト層を塗布し、
露光されたレジストを現像するツール）、メトロロジーツール、および／または、インス
ペクションツールで処理されてもよい。適用可能な場合には、本明細書中の開示物を上記
のような基板処理ツールおよびその他の基板処理ツールに適用してもよい。さらに、基板
は、例えば、積層ＩＣを作るために、複数回処理されてもよいので、本明細書で使用され
る基板という用語が、既に多重処理層を包含している基板を表すものとしてもよい。 
【００５４】
[0062]  光リソグラフィの関連での本発明の実施形態の使用について上述のとおり具体
的な言及がなされたが、本発明は、他の用途、例えば、インプリントリソグラフィに使用
してもよく、さらに状況が許すのであれば、光リソグラフィに限定されることはない。イ
ンプリントリソグラフィにおいては、パターニングデバイス内のトポグラフィによって、
基板上に創出されるパターンが定義される。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の中にプレス加工され、基板上では、電磁放射、熱、圧力、ま
たはそれらの組合せを適用することによってレジストを硬化させる。パターニングデバイ
スは、レジストが硬化した後、レジスト内にパターンを残してレジストの外へ移動される
。
【００５５】
[0063]  本明細書で使用される「放射」および「ビーム」という用語は、紫外線（ＵＶ
）放射（例えば、約３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、または１２６ｎ
ｍの波長を有する）、および極紫外線（ＥＵＶ）放射（例えば、５〜２０ｎｍの範囲の波
長を有する）、ならびにイオンビームや電子ビームなどの微粒子ビームを含むあらゆる種
類の電磁放射を包含している。
【００５６】
[0064]  「レンズ」という用語は、文脈によっては、屈折、反射、磁気、電磁気、およ
び静電型光学コンポーネントを含む様々な種類の光学コンポーネントのどれか１つまたは
組合せを指すことができる。
【００５７】
[0065]  以上、本発明の具体的な実施形態を説明してきたが、本発明は、上述以外の態
様で実行することも可能である。例えば、本発明は、上記に開示した方法を表す１つ以上
の機械読取り可能な指示のシーケンスを含むコンピュータプログラム、または、そのよう
なコンピュータプログラムが記憶されたデータ記憶媒体（例えば、半導体メモリ、磁気デ
ィスクまたは光ディスク）の形態であってもよい。
【００５８】
[0066]  上記の説明は、制限ではなく例示を意図したものである。したがって、当業者
には明らかなように、添付の特許請求の範囲を逸脱することなく本記載の発明に変更を加
えることもできる。 
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】[0017]  図１は、最新のリソグラフィ装置を示している。
【図２】[0018]  図２は、本発明の一態様に係るシステムを示している。
【図３ａ】[0019]  図３ａは最新のメトロロジーツールを示している。
【図３ｂ】[0020]  図３ｂは図３ａのメトロロジーツールをベースフレーム無しの状態で示している。
【図４】[0021]  図４は、図３のメトロロジーツールの一部を示しており、本発明に係るパッシブバランスマスシステムを備える基板テーブルの一実施形態を示している。
【図５】[0022]  図５は、本発明に係るアクティブバランスマスシステムを備える、図４に対応する一実施形態を示す。
【図６】[0023]  図６は、基板テーブルに間接的に連結されたバランスマスシステムを備える、図５に対応する一実施形態を示している。
【図７】[0024]  図７は、基板テーブルと同一線上にあるバランスマスシステムを備える、図４に対応する一実施形態を示している。
【図１】
2011029652.tif 000003
【図２】
2011029652.tif 000004
【図３ａ】
2011029652.tif 000005
【図３ｂ】
2011029652.tif 000006
【図４】
2011029652.tif 000007
【図５】
2011029652.tif 000008
【図６】
2011029652.tif 000009
【図７】
2011029652.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成22年9月22日(2010.9.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リソグラフィ装置内でパターン付けされた基板のパラメータを測定するように構成されたメトロロジーツールであって、
ベースフレームと、
前記基板を保持する基板テーブルと、
前記基板のパラメータを測定する少なくとも１つのセンサと、
前記基板テーブルおよび前記センサのどちらか一方を他方に対して、少なくとも第１方向において変位させるための変位システムと、
バランスマスと、
前記バランスマスに連結され、前記基板テーブルおよび前記センサのどちらか一方の第１方向における変位を相殺する、バランスマス位置決めアクチュエータと、を備え、
前記ベースフレームに対する前記バランスマスおよび前記基板テーブルまたは前記センサどちらか一方の複合重心の位置が実質的に固定状態となる、
メトロロジーツール。
【請求項２】
前記バランスマスは、前記基板テーブルおよび前記センサのどちらか一方に連結されている、請求項１に記載のメトロロジーツール。
【請求項３】
位置決めアクチュエータによって、前記バランスマスと、前記基板テーブルおよび前記センサのどちらか一方とが連結される、請求項２に記載のメトロロジーツール。
【請求項４】
さらに、ベアリングを備え、
前記基板テーブルおよび前記センサのどちらか一方は、前記変位システムによって前記第１方向に実質的に自由に変位されるように、前記ベアリング上で移動可能に支持されている、請求項１に記載のメトロロジーツール。
【外国語明細書】
2011029652000001.pdf