(57)【要約】      （修正有）【課題】可動オブジェクトの測定方向の位置量を測定するように構成された位置測定システムを提供する。【解決手段】位置測定システム１は、放射源４と、放射ビームＬＢを分割して測定ビームＭＢと参照ビームＲＢにするためのビーム分割デバイス５と、測定ビームＭＢを受け取るように可動オブジェクト２上に取り付けられた第１の反射面８と、参照ビームＲＢを受け取るように参照オブジェクト上に取り付けられた第２の反射面９と、第１の反射面８によって反射された第１の反射ビーム、および第２の反射面９によって反射された第２の反射ビームを受け取るように配置され、第１および第２のビームに基づいて、可動オブジェクト２の位置量を表す信号をもたらすように構成されたディテクタ６とを含み、放射源４およびディテクタ６が、可動オブジェクト２および参照オブジェクト３とは異なるオブジェクト上に取り付けられる。【選択図】図２
2011086936.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動オブジェクトの測定方向の位置量を測定する位置測定システムであって、
放射ビームを放出する放射源と、
前記放射ビームを分割して測定ビームと参照ビームにするビーム分割デバイスと、
前記可動オブジェクト上に取り付けられ、前記測定ビームを受け取る第１の反射面と、
参照オブジェクト上に取り付けられ、前記参照ビームを受け取る第２の反射面と、
前記第１の反射面によって反射された第１の反射ビーム、および前記第２の反射面によって反射された第２の反射ビームを受け取るように配置され、前記第１および前記第２の反射ビームに基づいて、前記可動オブジェクトの前記位置量を表す信号を提供するディテクタとを備え、
前記放射源および前記ディテクタが、前記可動オブジェクトおよび前記参照オブジェクトとは異なる別のオブジェクト上に取り付けられる位置測定システム。
【請求項２】
前記ビーム分割デバイスが、前記放射源および前記ディテクタから離隔され、前記放射源および前記ディテクタよりも前記可動オブジェクトおよび／または参照オブジェクトの近くに配置される、請求項１に記載の位置測定システム。
【請求項３】
前記第１の反射ビームが前記ディテクタで受け取られる前に、前記第１の反射面によって反射された前記第１の反射ビームを受け取って、前記第１の反射ビームを前記第１の反射面に反射し戻すように配置された逆反射体、および／または前記第２の反射ビームが前記ディテクタで受け取られる前に、前記第２の反射面によって反射された前記第２の反射ビームを受け取って、前記第２の反射ビームを前記第２の反射面に反射し戻すように配置された逆反射体を備える、請求項１に記載の位置測定システム。
【請求項４】
前記ビーム分割デバイスが、前記可動オブジェクトと前記参照オブジェクトの間に配置された中間オブジェクト上に配置される、請求項１に記載の位置測定システム。
【請求項５】
前記可動オブジェクトと前記参照オブジェクトの間に中間オブジェクトが配置され、前記中間オブジェクト上に、第１および第２の中間反射面が配置され、各中間反射面が、前記測定方向に対して約４５度の角度をなして配置され、前記第１の中間反射面が、前記測定ビームを前記可動オブジェクトに誘導するように配置され、前記第２の中間反射面が、前記参照ビームを前記参照オブジェクトに誘導するように配置される、請求項１に記載の位置測定システム。
【請求項６】
前記参照オブジェクトに対する前記可動オブジェクトの前記位置量が、第１の反射ビームと第２の反射ビームが結合したビームの強度変化に基づいて求められる、請求項１に記載の位置測定システム。
【請求項７】
前記参照オブジェクトに対する、または第２の可動もしくは固定オブジェクトに対する前記可動オブジェクトの位置量を求めるように構成される、請求項１に記載の位置測定システム。
【請求項８】
前記第１および前記第２の反射面の少なくとも一方が湾曲しており、前記ディテクタがＣＣＤアレイを備え、前記参照オブジェクトに対する前記可動オブジェクトの前記位置量が、前記ＣＣＤアレイによって取り込まれた画像のフリンジ解析に基づいて求められる、請求項１に記載の位置測定システム。
【請求項９】
前記第１および第２の反射面の少なくとも一方が湾曲しており、前記ディテクタがＣＣＤアレイを備え、前記ＣＣＤアレイによって取り込まれた明暗パターンが、前記可動オブジェクトの多自由度位置情報として使用される、請求項１に記載の位置測定システム。
【請求項１０】
表面および／または形状の凹凸を検出するように構成される、請求項８または９に記載の位置測定システム。
【請求項１１】
放射ビームの断面内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の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、
可動オブジェクトの測定方向の位置量を測定する位置測定システムであって、
放射ビームを放出する放射源、
前記放射ビームを分割して測定ビームと参照ビームにするビーム分割デバイス、
前記可動オブジェクト上に取り付けられ、前記測定ビームを受け取る第１の反射面、
参照オブジェクト上に取り付けられ、前記参照ビームを受け取る第２の反射面、ならびに
前記第１の反射面によって反射された第１の反射ビーム、および前記第２の反射面によって反射された第２の反射ビームを受け取るように配置され、前記第１および前記第２のビームに基づいて、前記可動オブジェクトの前記位置量を表す信号を提供するディテクタを備え、
前記放射源および前記ディテクタが、前記可動オブジェクトおよび前記参照オブジェクトとは異なるオブジェクト上に取り付けられる位置測定システムとを備えるリソグラフィ装置。
【請求項１２】
前記可動オブジェクトが前記サポートまたは前記基板テーブルであり、前記参照オブジェクトが前記投影システムである、請求項１１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１３】
前記放射源および前記ディテクタが、前記サポートまたは基板テーブルのステージシステムのバランスマス上に配置される、請求項１１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１４】
前記可動オブジェクトと前記参照オブジェクトの間に中間オブジェクトが配置され、前記中間オブジェクト上に、第１および第２の中間反射面が配置され、各中間反射面が、前記測定方向に対して約４５度の角度をなして配置され、前記第１の中間反射面が、前記測定ビームを前記可動オブジェクトに誘導するように配置され、前記第２の中間反射面が、前記参照ビームを前記参照オブジェクトに誘導するように配置され、前記中間オブジェクトが、前記サポートまたは前記基板テーブルである、請求項１１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１５】
前記位置測定システムが、前記参照オブジェクトに対する、または第２の可動もしくは固定オブジェクトに対する前記可動オブジェクトの位置量を求めるように構成される、請求項１１に記載のリソグラフィ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]  本発明は、位置測定システムおよびリソグラフィ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]  リソグラフィ装置は、基板上に、通常、基板のターゲット部分上に所望のパターンを付ける機械である。リソグラフィ装置は、例えば集積回路（IC）の製造で使用することができる。そのような場合、パターニングデバイス、あるいはマスクまたはレチクルと呼ばれるものを使用してＩＣの個々の層上に形成される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、１つのダイ、またはいくつかのダイを含む）上に転写することができる。パターンの転写は、一般に、基板上に与えられた放射感応性材料（レジスト）の層上への結像を介してなされる。一般に、単一の基板は、連続的にパターニングされる網状の隣接するターゲット部分を含むことになる。従来のリソグラフィ装置は、ターゲット部分上にパターン全体を同時に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、所与の方向（「スキャン」方向）に放射ビームによりパターンをスキャンすると同時に、同期して、この方向と平行または反平行に基板をスキャン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キャナとを含む。基板上にパターンをインプリントすることによって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。
【０００３】
[0003]  位置測定システムは、既知のリソグラフィ装置の様々な部分の位置測定に使用される。具体的には、スキャンタイプのリソグラフィ装置のパターニングデバイスサポートや基板サポートなどの、高精度で位置決めしなければならないオブジェクトの場合、位置を高精度で求めることが望ましい。
【０００４】
[0004]  レーザ干渉計タイプの位置測定システムとエンコーダタイプの位置測定システムがどちらも、既知のリソグラフィ装置の位置測定システムに適用されている。従来技術の干渉計システムは、環境の影響をより受けやすいことがあるため、第１のオブジェクト上に１つまたは複数のエンコーダヘッドを含み、別のオブジェクト上にグリッドまたは回折格子を含む、エンコーダタイプの測定システムが一般に選択されている。
【０００５】
[0005]  パターニングデバイスステージシステムの位置測定の一適用例では、エンコーダヘッドが参照オブジェクト上に配置され、グリッドまたは回折格子が、その位置を求めるべき可動オブジェクト上に配置される。その結果、移動範囲全体をカバーするために、可動オブジェクト上で比較的長いグリッドプレートが使用される。このことが、直接的なパターニングデバイスの位置測定、すなわち、パターニングデバイス自体の上に設けられたグリッドまたは回折格子を用いて、パターニングデバイスの位置を直接的に求めることの妨げになっている。比較的長いグリッドプレートが存在する結果、パターニングデバイスサポートの移動質量および動的性能に悪影響が及ぶ恐れがある。また、信頼性の高い測定値を得るために、移動するグリッドプレートの熱膨張を制御すべきである。
【０００６】
[0006]  これに代わる別のエンコーダタイプの位置測定システムは、基板サポートステージシステム上に取り付けられるエンコーダヘッドを含み、グリッドプレートが固定フレーム上に取り付けられる。その結果、エンコーダヘッドに至るデータ伝送ケーブルおよび電力ケーブルが、移動する基板サポート上に配置される。この構成では、ファイバが高速および高加速度で移動して、ステージのダイナミクスおよび調整、ならびに信頼性を、特にターゲットとする高加速度の場合に悪化させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
[0007]  可動オブジェクトの位置量を高精度で測定するための代替位置測定システムを提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
[0008]  本発明の一実施形態によれば、可動オブジェクトの測定方向の位置量を測定するように構成された位置測定システムが提供される。この位置測定システムは、放射ビームを放出するための放射源と、放射ビームを分割して測定ビームと参照ビームにするためのビーム分割デバイスと、測定ビームを受け取るように可動オブジェクト上に取り付けられた第１の反射面と、参照ビームを受け取るように参照オブジェクト上に取り付けられた第２の反射面と、第１の反射面によって反射された第１の反射ビーム、および第２の反射面によって反射された第２の反射ビームを受け取るように配置され、第１および第２のビームに基づいて、可動オブジェクトの位置量を表す信号をもたらすように構成されたディテクタとを含み、放射源およびディテクタが、可動オブジェクトおよび参照オブジェクトとは別のオブジェクト上に取り付けられる。
【０００９】
[0009]  本発明の一実施形態によれば、放射ビームの断面内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のできるパターニングデバイスを支持するように構築されたサポートと、基板を保持するように構築された基板テーブルと、パターン付き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を含むリソグラフィ装置であって、可動オブジェクトの測定方向の位置量を測定するように構成された位置測定システムであって、放射ビームを放出するための放射源、放射ビームを分割して測定ビームと参照ビームにするためのビーム分割デバイス、測定ビームを受け取るように可動オブジェクト上に取り付けられた第１の反射面、参照ビームを受け取るように参照オブジェクト上に取り付けられた第２の反射面、ならびに第１の反射面によって反射された第１の反射ビーム、および第２の反射面によって反射された第２の反射ビームを受け取るように配置され、第１および第２のビームに基づいて、可動オブジェクトの位置量を表す信号をもたらすように構成されたディテクタを含み、放射源およびディテクタが、可動オブジェクトおよび参照オブジェクトとは別のオブジェクト上に取り付けられる位置測定システムを含む、リソグラフィ装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
[0010]  次に、対応する参照記号が対応する部分を示す添付の概略図を参照しながら、本発明の実施形態が例としてのみ説明される。
【００１１】
【図１】[0011]本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を示す図である。
【図２】[0012]本発明による位置測定システムの一実施形態を示す図である。
【図３】[0013]本発明による位置測定システムの一実施形態を示す図である。
【図４】[0014]本発明による位置測定システムの一実施形態を示す図である。
【図５】[0015]本発明による位置測定システムの一実施形態を示す図である。
【図６】[0016]本発明による位置測定システムの別の実施形態を示す図である。
【図７】[0016]本発明による位置測定システムの別の実施形態を示す図である。
【図８】[0016]本発明による位置測定システムの別の実施形態を示す図である。
【図９】[0016]本発明による位置測定システムの別の実施形態を示す図である。
【図１０】[0016]本発明による位置測定システムの別の実施形態を示す図である。
【図１１】[0017]本発明による位置測定システムに適用される測定原理の一実施形態を示す図である。
【図１２】[0017]本発明による位置測定システムに適用される測定原理の一実施形態を示す図である。
【図１３】[0018]本発明の一実施形態による位置測定システムをパターニングデバイスサポートステージシステムに適用した様子を、上面図として示す図である。
【図１４】[0018]本発明の一実施形態による位置測定システムをパターニングデバイスサポートステージシステムに適用した様子を、側面図として示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
[0019]  図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示す。この装置は、放射ビームＢ（例えばUV放射または何らかの他の適当な放射）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、ある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決めするように構成された第１の位置決めデバイスＰＭに接続されたパターニングデバイスサポートまたはマスクサポート構造（例えばマスクテーブル）ＭＴとを含む。この装置は、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、あるパラメータに従って基板を正確に位置決め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または「基板サポート」も含む。この装置は、基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば１つまた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に与えら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をさらに含む。
【００１３】
[0020]  この照明システムは、放射を導くか、形作るか、あるいは制御するために、屈折、反射、磁気、電磁気、静電気など様々なタイプの光学コンポーネント、または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合せを含んでよい。
【００１４】
[0021]  パターニングデバイスサポートは、パターニングデバイスの向き、リソグラフィ装置の設計、また、例えばパターニングデバイスが真空環境内で保持されるか否かなど他の条件によって決まる仕方でパターニングデバイスを保持する。パターニングデバイスサポートは、機械式、真空、静電気、または他のクランプ技法を使用し、パターニングデバイスを保持することができる。パターニングデバイスサポートは、例えば必要に応じて固定または可動とすることができるフレームまたはテーブルであってもよい。パターニングデバイスサポートは、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あるようにすることができる。本明細書において「レチクル」または「マスク」という用語を使用することがあればそれは、「パターニングデバイス」という、より一般的な用語と同義と見なすことができる。
【００１５】
[0022]  本明細書において使用される「パターニングデバイス」という語は、基板のターゲット部分にパターンを生成するためにパターンを放射ビームの断面に与えるように使用することができる任意のデバイスを意味するものとして、広く解釈されるべきである。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すなわちいわゆるアシストフィーチャを含む場合には、基板のターゲット部分の所望のパターンと正確には一致しないことがある点に留意すべきである。一般的には、放射ビームに与えられるパターンは、集積回路などの、ターゲット部分中に生成されるデバイスにおける特定の機能層に一致する。
【００１６】
[0023]  パターニングデバイスは、透過型または反射型とすることができる。パターニングデバイスの諸例には、マスク、プログラマブルミラーアレイ、プログラマブルＬＣＤパネルが含まれる。マスクはリソグラフィで周知であり、バイナリ、レベンソン型（alternating）位相シフト、ハーフトーン型（attenuated）位相シフトなどのマスクタイプ、ならびに様々なハイブリッドマスクタイプを含む。プログラマブルミラーアレイの一例は、小さな鏡の行列構成を使用し、鏡のそれぞれは、入射放射ビームを様々な方向で反射するように個別に傾けることができる。傾斜式鏡は、鏡行列によって反射される放射ビーム内にパターンを与える。
【００１７】
[0024]  本明細書において使用されている「投影システム」という用語は、使用する露光放射に適した、もしくは液浸液の使用または真空の使用などの他の要因に適した、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、および静電光学システム、またはそれらの任意の組合せを始めとする、任意のタイプの投影システムが包含されているものとして広義に解釈されたい。本明細書における用語「投影レンズ」のいかなる使用も、より一般的な用語「投影システム」と同義と見なされてよい。
【００１８】
[0025]  本明細書で記述されるように、装置は透過タイプ（例えば透過性マスクを使用するタイプ）である。あるいは、装置は反射タイプ（例えば上記で言及されたプログラマブルミラーアレイを使用するタイプまたは反射性マスクを使用するタイプ）でよい。
【００１９】
[0026]  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とすることができる。そのような「マルチステージ」機では、追加のテーブルまたはサポートを同時に使用することができ、あるいは、１つまたは複数の他のテーブルまたはサポートが露光用に使用されている間に、１つまたは複数のテーブルまたはサポート上で準備ステップを実施することができる。
【００２０】
[0027]  また、リソグラフィ装置は、投影システムと基板との間のスペースを満たすように、基板の少なくとも一部分を比較的高い屈折率を有する液体、例えば水によって覆うことができるタイプのものであってよい。また、液浸液を、例えばパターニングデバイス（例えばマスク）と投影システムとの間などの、リソグラフィ装置内の他のスペースに使用することができる。液浸技術は、投影システムの開口数を増加させるために使用することが可能である。本明細書において使用される「液浸」という語は、基板などの構造体が液体中に浸漬されなければならないことを意味するのではなく、液体が露光の際に投影システムと基板との間に配置されることを意味するにすぎない。
【００２１】
[0028]  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取る。例えばこの放射源がエキシマレーザであるとき、放射源とリソグラフィ装置は別個の実体でよい。そのような例では、放射源がリソグラフィ装置の一部を形成するとは見なされず、放射ビームは、放射源ＳＯからイルミネータＩＬまで、例えば適当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を用いて通される。他の例では、例えば放射源が水銀灯であるとき、放射源はリソグラフィ装置の一体型部品でよい。放射源ＳＯおよびイルミネータＩＬは、必要に応じてビームデリバリシステムＢＤも一緒に、放射システムと呼ばれてよい。
【００２２】
[0029]  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を含んでよい。一般に、少なくともイルミネータの瞳面内強度分布の外側および／または内側半径範囲（一般にそれぞれσ-outerおよびσ-innerと呼ばれる）は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など様々な他のコンポーネントを含んでよい。イルミネータは、放射ビームがその横断面において所望の均一性および強度分布を有するように調節するのに使用されてよい。
【００２３】
[0030]  放射ビームＢは、パターニングデバイスサポート（例えばマスクテーブル）ＭＴ上に保持されるパターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡ上に入射し、パターニングデバイスによってパターニングされる。放射ビームＢは、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを経由して投影システムＰＳを通過し、投影システムＰＳが、ビームを基板Ｗのターゲット部分Ｃ上に合焦させる。基板テーブルＷＴは、第２の位置決めデバイスＰＷおよび位置センサＩＦ（例えば干渉計デバイス、リニアエンコーダまたは容量センサ）を用いて、例えば放射ビームＢの経路内へ個別のターゲット部分Ｃを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の位置決めデバイスＰＭおよび別の位置センサ（図１には明示されていない）は、例えばマスクライブラリから機械的に取り出した後、またはスキャン中に、放射ビームＢの経路に対してパターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを正確に位置決めするのに使用することができる。一般に、パターニングデバイスサポート（例えばマスクテーブル）ＭＴの移動は、第１の位置決めデバイス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）を用いて実現することができる。同様に、基板テーブルＷＴまたは「基板サポート」の移動は、第２のポジショナ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用して実現することができる。ステッパの場合には（スキャナとは対照的に）、パターニングデバイスサポート（例えばマスクテーブル）ＭＴがショートストロークアクチュエータのみに接続されてよく、あるいは固定されてよい。パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡおよび基板Ｗは、パターニングデバイスのアライメントマークＭ１、Ｍ２および基板の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。図示された基板アライメントマークは専用ターゲット部分を占めるが、ターゲット部分の間のスペースに配置されてもよい（スクライブラインアライメントマークとして既知である）。同様に、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡ上に複数のダイが与えられる状況では、パターニングデバイスのアライメントマークはダイ間に配置されてよい。
【００２４】
[0031]  図示された装置は、以下のモードのうち少なくとも１つで使用され得る。
【００２５】
[0032]  １．  ステップモードでは、パターニングデバイスサポート（例えばマスクテーブル）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」を本質的に静止したままにしながら、放射ビームに付与されたパターン全体がターゲット部分Ｃ上に一度に投影される（すなわち単一静的露光）。次に基板テーブルＷＴまたは「基板サポート」は、異なるターゲット部分Ｃを露光することができるようにＸおよび／または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は、単一静的露光で結像されたターゲット部分Ｃのサイズを制限する。
【００２６】
[0033]  ２．  スキャンモードでは、パターニングデバイスサポート（例えばマスクテーブル）ＭＴまたは「マスクサポート」と基板テーブルＷＴまたは「基板サポート」とが同期してスキャンされるとともに、放射ビームに付与されたパターンがターゲット部分Ｃ上に投影される（すなわち単一動的露光）。パターニングデバイスサポート（例えばマスクテーブル）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の拡大（縮小）および画像反転特性によって決定することができる。スキャンモードでは、露光フィールドの最大サイズが単一動的露光におけるターゲット部分の幅（非スキャン方向に）を制限するが、スキャン動作の長さがターゲット部分の高さ（スキャン方向に）を決定する。
【００２７】
[0034]  ３．  別のモードでは、パターニングデバイスサポート（例えばマスクテーブル）ＭＴまたは「マスクサポート」が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保たれ、基板テーブルＷＴまたは「基板サポート」が移動またはスキャンされ、その一方で放射ビームに与えられたパターンがターゲット部分Ｃ上に投影される。このモードでは、一般にパルス放射源が使用され、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」の各動作後に、またはスキャン中の連続した放射パルスの間に必要に応じて更新される。この動作モードは、上記で言及された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。
【００２８】
[0035]  上述の使用モードの組合せおよび／または変形、あるいは全く異なる使用モードを使用することもできる。
【００２９】
[0036]  図２は、全体が参照番号１で示される本発明の位置測定システムの一実施形態を示す。位置測定システム１は、可動オブジェクト２、例えばパターニングデバイスの、参照オブジェクト３、例えば投影システムに対する測定方向の位置量を測定するように構成される。
【００３０】
[0037]  位置測定システム１によって求められる位置量は、位置または位置変化とすることができるが、速度、加速度、または可動オブジェクトの位置に関係する他の任意の関連量とすることもできる。図２に示す位置測定システムは、可動オブジェクト２のｚ軸に平行な一測定方向の位置量を測定するように構成される。可動オブジェクト２のこの検出可能な移動が、両矢印で示してある。別の測定システムを設けて、他の方向の位置量を測定して位置を得る、または所望の数の自由度、好ましくは６自由度における他の関連量を測定することもできる。こうした別の測定システムは、図２に示す位置測定システムに統合して、単一の統合システムを得ても、別々の位置測定システムとして設けてもよい。
【００３１】
[0038]  位置測定システム１は、光源または放射源４、ビームスプリッタまたはビーム分割デバイス５、およびディテクタ６を含む。放射源４は、光ビームまたは放射ビームＬＢ、例えばレーザビームを放出するように構成される。放射源４およびディテクタ６は、単一の放射源およびディテクタユニット７内に収容されるが、別々のユニット内に設けることもできる。
【００３２】
[0039]  ビームスプリッタ５は、放射ビームＬＢを直接、あるいは１つまたは複数の反射面および／または屈折面を経由して受け取るように配置され、かつそのビームを分割して測定ビームＭＢと参照ビームＲＢの２つのビームにするように構成される。ビームスプリッタ５は通常、それぞれの放射ビームが得られるように、部分的に反射し部分的に透過する表面を含む。図２の実施形態では、ビームスプリッタ５が、ｘ軸およびｚ軸に対して約４５度の角度をなして配置された半反射面である。
【００３３】
[0040]  放射源４によって放出された放射ビームＬＢは、測定方向に実質的に垂直な平面内で進み、または伝播すると、ビームスプリッタ５に遭遇する。放射ビームＬＢの一部がビームスプリッタ５によって反射されて、測定ビームＭＢとなり、放射ビームＬＢの残りがビームスプリッタを通過して、参照ビームＲＢになる。放射ビームは平行に進んでもよく、その場合、放射ビームＬＢの反射部分が参照ビームＲＢになり、放射ビームＬＢの屈折部分が測定ビームＭＢになる。
【００３４】
[0041]  測定ビームＭＢは、可動オブジェクト２上の反射面８に誘導され、反射面８が、ビームを同じ経路を経由してビームスプリッタ５に反射し戻し、ビームはそこで、放射源およびディテクタユニット７に反射し戻される。それに対応して、参照ビームＲＢは、参照オブジェクト３上に配置された第２の反射面９によって、放射源およびディテクタユニット７に反射し戻される。第１の反射面８および第２の反射面９は、信号強調に鑑みて、偏光反射面とすることができる。
【００３５】
[0042]  放射源およびディテクタユニット７内には、測定ビームＭＢおよび参照ビームＲＢをディテクタ６に誘導するために、小型ミラー１０または類似のデバイスが設けられる。
【００３６】
[0043]  ビームスプリッタ５では、測定ビームＭＢと参照ビームＲＢが干渉し、同一経路を経由して放射源およびディテクタユニット７に向かって進む。測定ビームＭＢと参照ビームＲＢの経路が異なる結果として、これらのビーム間に位相差があればそれが、結合した放射ビーム、すなわち測定ビームＭＢと参照ビームＲＢが結合したビームの強度差を生じさせる。ディテクタ６は、ディテクタ６に当たる結合した放射ビームの強度差を測定するように構成される。測定強度のこうした変化が、可動オブジェクト２の位置量、具体的には、オブジェクト３に対する可動オブジェクト２の位置の変化の大きさである。
【００３７】
[0044]  放射源４および／またはディテクタ６は、それぞれに対応する放射ビーム（複数可）を他の任意の適切な位置から、またはその位置に誘導する、ファイバまたはそのようなものを含んでもよいことに留意されたい。
【００３８】
[0045]  図２の実施形態では、放射源およびディテクタユニット７は、参照オブジェクト３上に配置されたビームスプリッタ５とは別のオブジェクト１２上に配置されている。また、放射源およびディテクタユニット７は、可動オブジェクト２とは別のオブジェクト上に配置されている。
【００３９】
[0046]  これには、放射源４およびディテクタ６に必要な電力ケーブルまたはデータ伝送ケーブルを、参照オブジェクト３および／または可動オブジェクト２に誘導し、またその上に配置する必要がないという利点がある。
【００４０】
[0047]  例えば、可動オブジェクト２がリソグラフィ装置のステージであり、参照オブジェクトが投影システムの一部である場合、放射源およびディテクタユニット７を、ベースフレーム（base frame）もしくはメトロフレーム（metroframe）上、または他の任意の適切な位置上に配置することができる。また、放射源およびディテクタユニット７を、可動オブジェクト２および参照オブジェクト３の近くに設ける必要がないため、放射源およびディテクタユニット７の取付けに適した位置を選択する自由度がより大きい。
【００４１】
[0048]  さらに、ビームスプリッタ５が、可動オブジェクト２および参照オブジェクト３の比較的近くに配置されることが有利である。その結果、信号構築スペース１１、すなわち、放射ビームが分割されて測定ビームＭＢと参照ビームＲＢになるビームスプリッタ５の位置から、反射面８および９に至り、両ビームが再度同一経路をたどるビームスプリッタ５へと戻る、ビームの経路によって占められるスペースが、比較的狭くなる。信号構築領域１１が狭いため、環境変動による測定結果の劣化に対するリスクが減少する。
【００４２】
[0049]  放射源およびディテクタユニット７が、上記で論じた理由により、同一オブジェクトにではあるが、ビームスプリッタ５、可動オブジェクト２、および／または参照オブジェクト３からかなりの距離に配置される場合、放射源およびディテクタユニット７の位置は、本発明の上では、可動オブジェクト２および／または参照オブジェクト３および／またはビームスプリッタ５とは異なるオブジェクト上に配置されているものと見なすべきであることに留意されたい。
【００４３】
[0050]  図２の位置測定システム１では、可動オブジェクト２と参照オブジェクト３の間で直接測定が達成され、可動オブジェクト２および参照オブジェクト３は、放射源およびディテクタユニット７から比較的大きな距離に配置することができる。それにより、留意されたいのは、ビームスプリッタ５が参照オブジェクト３に取り付けられる構成のため、可動オブジェクト２および／またはディテクタユニット７に対する参照オブジェクト３のＺ軸に平行な移動を求めることもできるということである。例えば、参照オブジェクト３が垂直変位すると、ビームスプリッタ５と反射面９の間の参照ビームＲＢのビーム経路がより長くなるが、ビームスプリッタ５と反射面８の間の測定ビームＭＢのビーム経路の長さは同じままである。その結果、参照オブジェクト３のそのような垂直変位を求めることができる。
【００４４】
[0051]  また、単なるＺ方向の移動も測定される。ビームスプリッタ５が反射面と置き換えられる従来のレーザ干渉法では、参照オブジェクト３のＸ方向の移動と、参照オブジェクト３および／または可動オブジェクト２のＺ方向の移動を区別するために、第２の測定が必要である。この第２の測定が、図２の構成では不要である。というのも、ビームスプリッタ５と反射面９の間の参照ビームＲＢのビーム経路の長さが、参照オブジェクト３のＸおよび／またはＹ方向への移動により変化しないためである。
【００４５】
[0052]  ここで図１を再度参照すると、位置測定システムＩＦが、本発明の一実施形態による位置測定システムである。放射源およびディテクタユニット７が、リソグラフィ装置のフレームＦ上に取り付けられ、ビームスプリッタ５が、位置測定システムの参照オブジェクトでもある投影システムＰＳ上に配置されている。可動オブジェクトが、スキャン移動を実施するために可動な基板サポートＷＳ上に支持されている基板Ｗである。基板Ｗは、測定ビームＭＢを反射するための反射面を含む。
【００４６】
[0053]  この位置測定システムを設けることによって、実際の参照オブジェクト、すなわち投影システムと、従来技術の干渉計位置測定システムではビームスプリッタおよび参照反射面も含んでいる放射源およびディテクタユニット７の位置との間の、熱効果または圧力変動などの環境効果による影響を受けることなく、基板Ｗと投影システムＰＳの間で直接測定が達成される。
【００４７】
[0054]  図３〜１０は、本発明による位置測定システムの代替実施形態を示す。位置測定システムの同じ部分、または実質的に同じ機能を有する部分は、同じ参照番号で示してある。
【００４８】
[0055]  図３の実施形態では、位置測定システム１が、可動オブジェクト２と参照オブジェクト３の間の、ｘ方向に実質的に平行な測定方向の位置量を測定するように設けられている。ビームスプリッタ５が、参照オブジェクト３上に測定方向に対して約９０度の角度をなして配置されている半透過ミラーである。放射源およびディテクタユニット７から直接、あるいは１つまたは複数の反射面および／または屈折面を経由して出てくる放射ビームＬＢが、ビームスプリッタ５において分割されて、可動オブジェクト２上の反射面８によって反射される測定ビームＭＢと、ビームスプリッタによって放射源およびディテクタユニット７に反射し戻される参照ビームになる。この実施形態では、ビームスプリッタ５および図２の第２の反射面９が、単一デバイス、すなわちビームスプリッタ５に統合されている。そのような実施形態では、参照ビームＲＢが放射ビームから分割されるのと同時に、第２の反射面が参照ビームＲＢをビームスプリッタから受け取ることがあり得る。
【００４９】
[0056]  測定ビームＭＢおよび参照ビームＲＢは、放射源およびディテクタユニット７に誘導し戻され、そこでディテクタ６が、参照オブジェクト３に対する可動オブジェクト２の移動を表す信号を受け取る。
【００５０】
[0057]  図３に示す実施形態は、特に、オブジェクトを高精度で位置決めするためのショートストローク部と、ショートストローク部を支持する、ショートストローク部を比較的広い範囲にわたって移動させるためのロングストローク部とを有するステージシステムの、ロングストローク部とショートストローク部の間のギャップ測定を実施するのに有用となり得る。
【００５１】
[0058]  図４は、本発明による位置測定システム１の別の代替実施形態を示す。図４の位置測定システムでは、可動オブジェクト２と参照オブジェクト３の間に中間オブジェクト３０が設けられ、４分の１ラムダ板３５が、中間オブジェクト３０の近くの、測定ビームＭＢおよび参照ビームＲＢの光路内に配置されている。そのような中間オブジェクト３０は、例えば、パターニングデバイス（可動オブジェクト）と投影システム（参照オブジェクト）の間にあるパターニングデバイスサポートの一部とすることができる。
【００５２】
[0059]  そのような中間オブジェクト３０の使用は、参照オブジェクト３および／または可動オブジェクト２に、放射源およびディテクタユニット７から、測定方向に実質的に垂直な放射ビームが到達できない場合、例えば、放射源およびディテクタユニット７の好都合な位置と参照オブジェクト３の間に別のオブジェクトが存在する場合に、有利となり得る。中間オブジェクト３０を設ける他の利点には、例えば、可動オブジェクト２および／または参照オブジェクト３の質量および／または体積が減少する可能性、可動オブジェクト２および／または参照オブジェクト３上の反射面８、９の面積がより適切に、またはより小さくなること、ならびに可動オブジェクト２および参照オブジェクト３に至る光路間の光路差が最適化される可能性があり得る。
【００５３】
[0060]  図４の実施形態では、放射源４によって放出された放射ビームＬＢが、ビームスプリッタ５で受け取られる。中間オブジェクト３０上に配置されたビームスプリッタ５は、放射ビームＬＢを分割して、反射面３１および３２を経由して可動オブジェクト２上の反射面８に誘導される測定ビームＭＢと、反射面３３を経由して参照オブジェクト３上の反射面９に誘導される参照ビームＲＢにする。
【００５４】
[0061]  反射面８の反射ビームが反射面３１、３２を経由して、また反射面９の反射ビームが反射面３３を経由して、ビームスプリッタ５に誘導し戻される。ビームスプリッタ５では、反射ビーム同士が結合されて単一ビームになり、それが反射面３４を経由してディテクタ６に誘導される。可動オブジェクト２と参照オブジェクト３の間の測定方向Ｚの距離の変化があればそれが、ディテクタ６で受け取られる単一ビームの強度変化を生じさせる。こうした強度変化に基づいて、参照オブジェクト３に対する可動オブジェクト２の位置量を求めることができる。反射面３４は、図２、３、または５に関連して説明した光源およびディテクタユニット７が使用される場合には、必ずしも必要とは限らないことに留意されたい。その場合、４分の１ラムダ板も使われなくなる可能性がある。
【００５５】
[0062]  また、この実施形態では、放射源およびディテクタユニット７が、参照オブジェクト３および可動オブジェクト２とは別のオブジェクトに配置される。さらに、ビームスプリッタ５が、放射源およびディテクタユニット７に比べて、反射面８、９の比較的近くに配置される。その結果、信号構築用のスペースが比較的狭くなる。
【００５６】
[0063]  本願では、可動オブジェクトおよび参照オブジェクトという用語が使用されていることに留意されたい。実際には、特に図４の実施形態では、参照オブジェクト３と可動オブジェクト２はどちらも、位置測定システム１の範囲外にオブジェクトを移動させずに測定方向に移動してもよい。
【００５７】
[0064]  図５は、参照オブジェクト４０が可動オブジェクト２と第２の可動または固定オブジェクト４５の間に配置される一実施形態を示す。測定ビームＭＢが、可動オブジェクト２の反射面８上および第２の可動オブジェクト４５上の反射面４６上で反射される。この測定ビームＭＢを用いると、可動オブジェクト２と第２の可動または固定オブジェクト４５との間の任意の距離の変化を求めることができる。
【００５８】
[0065]  参照オブジェクト４０上の水平面内に４分の１ラムダ板４２が設けられて、４分の１ラムダ板４２を通過するビーム内に位相シフトが形成される。この位相シフトは、測定ビームを、可動オブジェクト２と第２の可動オブジェクト３の間で進ませるために使用される。他の任意の適切な位相シフタを適用することもできる。
【００５９】
[0066]  ビームスプリッタ５が、測定方向、すなわちｚ軸に対して約４５度の角度をなして配置される。ビームスプリッタ５は、測定ビームＭＢおよび参照ビームＲＢを形成する。ビームスプリッタ５は偏光ビームスプリッタであり、その結果、測定ビームＭＢおよび参照ビームＲＢは偏光放射ビームとなる。他の任意の適切な偏光子または偏光放射源を使用することもできる。
【００６０】
[0067]  放射ビームのビームスプリッタ５によって反射された部分が、測定ビームＭＢを形成し、測定ビームＭＢは、４分の１ラムダ板４２を経由して可動オブジェクト２に向かって進む。測定ビームＭＢは、反射面８によって反射された後、４分の１ラムダ板４２を再度通過し、ビームスプリッタ５を通り抜けて、第２の可動または固定オブジェクト４５上の反射面４６に至る。測定ビームは、この反射面４６上で反射し戻されて、ビームスプリッタ５を経由して可動オブジェクト２上の反射面８に至り、次いでビームスプリッタ５に再度反射し戻され、それにより４分の１ラムダ板４２を２回通過する。４分の１ラムダ板４２内での位相シフトの結果、測定ビームＭＢは、今回はビームスプリッタ５上で放射源およびディテクタユニット７に反射し戻される。参照ビームＲＢは、参照オブジェクト４０上の反射面４１によって、光源およびディテクタユニット７に反射し戻される。一代替構成では、固定オブジェクト４５の角度ずれによる非感知性の改善のために、反射面４１をコーナーキューブと置き換えることができる。
【００６１】
[0068]  図６は、図２の実施形態の一代替実施形態を示す。この実施形態では、参照オブジェクトが、測定ビームＭＢの経路内に第１の４分の１ラムダ板５０を含み、参照ビームＲＢの経路内に第２の４分の１ラムダ板５１を含む。さらに、参照オブジェクト３にコーナーキューブ５２が配置される。別の代替実施形態では、第２の４分の１ラムダ板５１および反射面９を、コーナーキューブと置き換えることができる。
【００６２】
[0069]  放射源およびディテクタユニット７からくる放射ビームＬＢが、ビームスプリッタ５において分割されて、測定ビームＭＢと参照ビームＲＢになる。測定ビームＭＢは、第１の反射面８に誘導されて、第１の反射面８によってビームスプリッタ５に反射し戻される。測定ビームＭＢが第１の４分の１ラムダ板５０を２回通過するため、測定ビームＭＢがビームスプリッタ５を通り抜けてコーナーキューブ５２に至るように、測定ビームの位相がシフトされる。測定ビームＭＢは、コーナーキューブ５２内で反射し戻されて、ビームスプリッタ５および第１の４分の１ラムダ板５０を通過して第１の反射面８に至る。測定ビームＭＢは、第１の反射面８によって反射された後、第１の４分の１ラムダ板５０を再度通過し、ビームスプリッタ５によって、放射源およびディテクタユニット７に向かって反射される。
【００６３】
[0070]  同様に、参照ビームＲＢが、第２の反射面９上でビームスプリッタ５に反射し戻される。第２の４分の１ラムダ板５１を２回通過する位相シフトにより、参照ビームは、ビームスプリッタ５上で反射されてコーナーキューブ５２に向かって進み、そこで参照ビームＲＢは次に、ビームスプリッタ５を経由して第２の反射面９に反射し戻される。反射面９から、参照ビームＲＢは、ビームスプリッタ５を経由して放射源およびディテクタユニット７に反射し戻される。
【００６４】
[0071]  ビームスプリッタ５では、測定ビームＭＢと参照ビームＲＢが干渉し、対応する経路を経由して進む。測定ビームと参照ビームが結合したビームの強度差があればそれを使用して、可動オブジェクト２の測定方向の位置量の任意の変化を求めることができる。
【００６５】
[0072]  コーナーキューブ５２の利点は、測定ビームＭＢおよび参照ビームＲＢがそれぞれその入射経路を経由して反射し戻され、それにより、位置測定１が、ビームスプリッタ５および／または第１の反射面８および／または第２の反射面９のずれに、それほど影響を受けなくなることである。さらに、測定ビームＭＢは、可動オブジェクト２と参照オブジェクト３の間を２回進む。その結果、その２つのオブジェクト間の任意の距離の変化に対する位置測定システム１の感度が高まる。
【００６６】
[0073]  図７は、本発明の位置測定システム１の別の実施形態を示す。この位置測定システム１は、図４の位置測定システムと類似している。図４の位置測定システム１に対する主な相違は、図７の位置測定システムでは、図４の反射面３４の位置にコーナーキューブ６０が配置されていることである。
【００６７】
[0074]  さらに、図７の実施形態では、４分の１ラムダ板６２が、中間オブジェクト３０のところの、測定ビームＭＢおよび参照ビームＲＢの光路内に配置されている。さらに、放射源およびディテクタユニット７からのビームとそこに向かうビームが、同一経路をたどる。図２の放射源およびディテクタユニット７と同様に、入射放射ビームをディテクタ６に反射させるために、反射体１０が設けられている。
【００６８】
[0075]  コーナーキューブ６０および４分の１ラムダ板６２が存在する結果、測定ビームＭＢおよび参照ビームＲＢがそれぞれ、測定ビームＭＢおよび参照ビームＲＢがコーナーキューブ６０に到達した経路と同じ経路を経由して、反射し戻される。したがって、ビームスプリッタ５を経由し、その後、反射面３１、３２、８、３２、３１を経由してコーナーキューブ６０に到達した測定ビームＭＢが、同じ経路を逆順でたどって、放射源および検出ユニット７に戻る。同様に、ビームスプリッタ５を経由し、その後、反射面３３、９、３３、およびビームスプリッタ５を経由してコーナーキューブ６０に到達した参照ビームＲＢが、同じ経路をたどって、ビームスプリッタ５ならびに放射源および検出ユニット７に戻る。
【００６９】
[0076]  これには、中間オブジェクト３０と可動オブジェクト２の間、および中間オブジェクト３０と参照オブジェクト３の間の関連のある距離が２回通過され、それにより、位置測定システムの感度が高まるという利点がある。さらに、この位置測定システムは、反射面８、９、３１、３２、３３、および／またはビームスプリッタ５のいずれかのずれにそれほど影響を受けない。というのも、コーナーキューブ６０の入射ビームと反射ビームが平行になるためである。その結果、コーナーキューブに向かう経路内にずれがあればそれが、戻り経路内の反対方向のずれによって補償される。
【００７０】
[0077]  図８、９、および１０は、位置測定システム１のそれぞれの光学エレメントのいずれかにおけるずれを補償するために１つまたは複数のコーナーキューブ７０が使用される、本発明による位置測定システム１の別の代替実施形態を示す。
【００７１】
[0078]  図８の実施形態では、放射源および検出ユニット７の放射ビームＬＢが、反射面７１において反射され、ビームスプリッタ５において分割されて、測定ビームＭＢと参照ビームＲＢになる。測定ビームＭＢは、可動オブジェクト上の第１の反射面８を経由して進み、反射面７２および９を経由してコーナーキューブ７０に至り、コーナーキューブ７０が測定ビームＭＢを、同じ経路を経由して放射源および検出ユニット７に向かって反射し戻す。参照ビームＲＢは、コーナーキューブ７０に向かって進み、コーナーキューブ７０が測定ビームＲＢを、同じ経路を経由して放射源および検出ユニット７に向かって反射し戻す。一方の放射経路またはそれぞれの放射経路の光学コンポーネントにおけるずれがあればそれが、コーナーキューブ７０内での反射によって補償される。
【００７２】
[0079]  これらのコーナーキューブ７０は、任意の適切なオブジェクト上、例えばそれぞれ可動オブジェクトおよび参照オブジェクト上に配置することができる。
【００７３】
[0080]  図９の実施形態では、測定ビームＭＢが、可動オブジェクト上の第１の反射面８、および別のオブジェクト上の別の反射面７５を経由して、別のオブジェクト上に取り付けられたコーナーキューブ７０に向かって進み、そこから逆の経路を経由してビームスプリッタ５に戻る。この位置測定システム１は、第１の反射面８と別の反射面７５の間の位置量の任意の変化を測定するように構成される。
【００７４】
[0081]  参照ビームＲＢが、参照オブジェクト７６上にあるコーナーキューブ７０上で反射される。この実施形態では、参照オブジェクト７６上の第２の反射面が、コーナーキューブ７０によって形成される。この位置測定１は、可動オブジェクト上の第１の反射面８と、別のオブジェクト上の別の反射面７５の間の位置量を測定するように構成される。
【００７５】
[0082]  図１０の実施形態では、測定ビームが、ビームスプリッタ５から第１の反射面８に向かって進み、４分の１ラムダ板８１を経由してコーナーキューブ７０に至り、そこで同じ経路を経由してビームスプリッタ５に反射される。参照ビームＲＢが、ビームスプリッタ５から進み、その結果、ビームスプリッタ５上で参照オブジェクト上の反射面８２に向かって反射され、そこで、別の４分の１ラムダ板８１を経由してコーナーキューブ７０に反射される。コーナーキューブ７０から、参照ビームは、同じ経路に沿って放射源および検出ユニット７に向かって反射し戻される。その結果、測定ビームＭＢは、ビームスプリッタ５により屈折を受けて、参照オブジェクト上の反射面８２に向かい、そこで、別の４分の１ラムダ板８１を経由してコーナーキューブ７０に反射される。コーナーキューブ７０から、測定ビームＭＢは、同じ経路に沿って放射源および検出ユニット７に向かって反射し戻される。ビームスプリッタでは、放射源および検出ユニット７に向かう測定ビームＭＢの経路と参照ビームＲＢの経路が互いに合わさって、第１の反射面８と反射面８２の間の位置量の変化について表す信号が得られる。一代替実施形態では、反射面８０をコーナーキューブと置き換えることができる。
【００７６】
[0083]  この場合も、コーナーキューブ７０を使用して、位置測定システム１に使用される反射面のいずれかのずれがあればそれを補償することができる。図２〜１０に従って説明した実施形態の前記参照面およびターゲット面を、同じ可動本体の部分とし、したがって、前記本体の直接傾斜計測（direct tilt metrology）を達成できることが、当業者なら理解できよう。
【００７７】
[0084]  図１１は、参照オブジェクトおよび可動オブジェクト上に配置された２つの反射面１００と１０１の間の位置変化を求める別の方法を示す。
【００７８】
[0085]  平坦な波面を有する放射波をビームスプリッタ１０２に放出するために、放射源（図示せず）が設けられる。放射ビームの反射部分が、両矢印で示す方向に可動の可動オブジェクト上に設けられた平坦な反射面１００に向かって反射される。
【００７９】
[0086]  ビームの非反射部分が、凸反射面１０１に誘導される。この凸反射面１０１は、参照オブジェクト１０５上に配置されている。反射面１０１の形状により、反射面１０１によって反射された反射ビームの波面が、湾曲した凸形状を有する。ビームスプリッタ１０２上に平行反射ビームを生成するために、反射面１０１とビームスプリッタ１０２の間に正のレンズエレメント１０４が設けられる。
【００８０】
[0087]  反射面１０１、ビームスプリッタ１０２、および正のレンズエレメント１０４は、参照オブジェクト１０５上に、この３つの部分間の距離が固定となるように設けられる。一代替実施形態では、ビームスプリッタ１０２を、可動オブジェクト上、または参照オブジェクトもしくはターゲットオブジェクトとは別のオブジェクトである第３のオブジェクト上に固定することができる。
【００８１】
[0088]  図１１に示す反射測定ビームＭＢと参照ビームＲＢは、ビームスプリッタ１０２において結合されて、ＣＣＤエレメントアレイ１０３に誘導される。結合した反射ビームは、凸反射面１０１の形状のため明暗パターンを示し、このパターンをＣＣＤエレメントアレイ１０３で測定することができる。こうした明暗パターンの解析、例えばフリンジ解析に基づいて、反射面１０１、したがって可動オブジェクトの移動について表す信号を得ることができる。ＣＣＤエレメントアレイ１０３によって取り込まれた明暗パターンにより、単一位置での３Ｄ位置決め情報（Ｘ、ＹおよびＺ）が得られる。
【００８２】
[0089]  一代替実施形態では、凸反射面１０１および正のレンズエレメント１０４を可動オブジェクト上に設け、平坦な反射面を参照オブジェクト上に設けることができる。
【００８３】
[0090]  図１２は、図１１の位置測定システムの一代替実施形態を示す。この実施形態では、参照オブジェクトの反射面が、ビームスプリッタ１０２自体の反射面によって形成され、図３の実施形態に対応している。したがって、ビームスプリッタ５が、参照オブジェクト上に取り付けられ、凸反射面１０１および正のレンズエレメント１０４が、可動オブジェクト１０５上に取り付けられる。
【００８４】
[0091]  放射ビームが分割されて、凸反射面１０１によって反射される部分と、直接反射される部分になる。
【００８５】
[0092]  反射面１０１によって反射された放射光ビームと直接反射された放射とが結合したビームが、ＣＣＤエレメントアレイ上に明暗パターンをもたらし、それに基づいて、可動オブジェクトの位置量について表す信号を得ることができる。ＣＣＤエレメントアレイ１０３によって取り込まれた明暗パターンは、単一位置での例えば６自由度までの多自由度測定を可能にする。
【００８６】
[0093]  図１１および１２の実施形態では、反射面の一方が平坦面を有し、他方の反射面が湾曲面、すなわち非平坦面を有する。諸代替実施形態では、一方の反射面が、凸形、凹形、球形、放物線状、円柱形、または他の任意の非平坦形状などの湾曲面を有するとともに、他方の反射面が平坦面または湾曲面を有してよく、それにより、２つの反射面の形状の組合せが明暗パターンをもたらし、それに基づいて、一方または両方の反射面の移動について表す信号を得ることができる。
【００８７】
[0094]  図１１および１２に示す、１つまたは複数の非平坦反射面とＣＣＤエレメントアレイとの組合せは、図１〜１０の測定構成のいずれか、またはその任意の代替手段に適用できることに留意されたい。そのようなタイプのフリンジ生成を使用して、静的、準静的、および／または動的に与えられる表面および／または形状の凹凸を検出できることが、当業者なら理解できよう。これは、一例として、オーバーセンシング（over-sensing）に鑑みて、非剛体の制御戦略を容易にする。
【００８８】
[0095]  図１３および１４は、本発明の位置測定システムをリソグラフィ装置に適用する様子を示す。
【００８９】
[0096]  パターニングデバイス２００が、パターニングデバイスサポートシステムによって支持されており、パターニングデバイスサポートシステムは、パターニングデバイス２００を直接支持するショートストローク部２０１を含む。ショートストローク部２０１の方は、ロングストローク部２０２によって支持され、ロングストローク部２０２は、ロングストローク案内フレーム２０３上に取り付けられる。
【００９０】
[0097]  パターニングデバイスサポートシステムをリソグラフィ装置内にそのように構築することは、一般に知られている。ショートストローク部２０１は、狭い範囲内でのわずかな移動を非常に高い精度で行うために設けられ、ロングストローク部２０２は、投影システム２０５に対するショートストローク部２０１の所望の位置をショートストローク部２０１の狭い移動範囲内に維持するようにショートストローク部２０１を移動させるために設けられる。ショートストローク部は、別々に作動させることができる複数の本体を含むことができる。
【００９１】
[0098]  ロングストロークアクチュエータによってかけられる作動力の反力を打ち消すために、バランスマス２０４が、リソグラフィ装置の残りの部分内に反力が振動を招くことのないように設けられている。
【００９２】
[0099]  本願では、位置測定は、パターニングデバイス２００の位置を、投影システム２０５に対して、パターニングデバイス２００の４つの隅部の４つの測定位置２００ａで直接測定するために使用される。位置測定システムは、４つの測定位置２００ａ、すなわち位置測定に利用できるパターニングデバイス２００の４つの反射部分それぞれについて、放射源および検出ユニット２１７ならびにビームスプリッタ２１５を含む。それに加えてまたはその代わりとして、測定位置を、パターニングデバイス２００上の他の位置上、またはパターニングデバイス２００を支持するショートストローク部２０１上、または他の任意の適切な位置に設けることもできる。
【００９３】
[00100]  本発明の一態様によれば、位置測定システムの放射源および検出ユニット２１７は、そのようなユニットの設置に比較的大きな体積が利用できるバランスマス２０４上に設けられる。
【００９４】
[00101]  さらに、ビームスプリッタ２１５は、ロングストローク部２０２上に、測定位置２００ａと投影システム２０５の反射面との間で取り付けられる。ビームスプリッタ２１５は、ロングストローク部２０２に取り付けられるため、両矢印で示すパターニングデバイス２００の任意の移動中に、パターニングデバイス２００と共に移動する。その結果、ビームスプリッタ２１５は、パターニングデバイス２００上の測定位置２００ａと位置合わせされた状態のままである。パターニングデバイス２００の位置を移動範囲全体にわたって測定するために、投影システム２０５の反射面は、パターニングデバイスのその移動範囲全体にわたって延在すべきである。
【００９５】
[00102]  図１３および１４の実施形態は、図５に示す実施形態に非常に類似した位置測定システムの適用例を示しており、それにより、中間オブジェクトがロングストローク部２０２であり、参照オブジェクトが投影システム２０５であり、可動オブジェクトがパターニングデバイス２００となっている。一代替実施形態では、中間オブジェクトをショートストローク部２０１とすることができ、すなわち、ビームスプリッタ２１５を、ショートストローク部２０１上に取り付けることができる。
【００９６】
[00103]  放射源および検出ユニット２１７のバランスマス上での位置は、本願で説明した干渉計システム用だけでなく、他の干渉計位置測定システム用、ならびに回折位置測定システム用の、従来技術の位置測定デバイスの問題を克服するのに非常に適している。さらに、この構成にすると、パターニングデバイス２００、ショートストローク部２０１、およびロングストローク部２０２の位置合せについて恩恵を受けることができる。
【００９７】
[00104]  上記では、反射面の使用は、光／放射ビームを反射させるためであると説明した。そうした反射面は、信号強調に鑑みて、偏光反射面とすることができることに留意されたい。反射面は、メトロロジー用にそのゼロ次の反射光が利用される回折格子または他の屈折面を含むこともできる。
【００９８】
[00105]  さらに、４分の１ラムダ板の使用は、光ビーム内に位相シフトを得るためであると説明し、コーナーキューブの使用は、逆反射体としてであると説明した。一代替手段として、光／放射ビーム内に適切な位相シフトを得るために、任意の位相シフタを利用することができ、光／放射ビームを入射光／放射ビームに平行に反射させるために、キャッツアイプリズムまたはルーフトッププリズムなど、任意の逆反射体を使用することができる。
【００９９】
[00106]  本文中では、ＩＣ製造時におけるリソグラフィ装置の使用に具体的に言及することがあるが、本明細書に説明された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誘導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）、薄膜磁気ヘッドなどの製造など、他の用途を有し得ることを理解されたい。当業者なら、そのような代替用途の文脈では、本明細書における用語「ウェーハ」または「ダイ」のいかなる使用も、それぞれ、より一般的な用語「基板」または「ターゲット部分」と同義なものと見なしてよいことを理解するであろう。本明細書で言及する基板は、露光前または露光後に、例えばトラック（一般に基板にレジストの層を与え、露光後の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内で処理されてよい。適用可能であれば、本開示は、そのようなものおよび他の基板処理ツールに適用されてよい。その上、基板は、例えば多層ＩＣを作成するために複数回処理されてよく、そのため、本明細書に用いられる用語の基板は、既に複数の処理層を含む基板も意味してよい。
【０１００】
[00107]  上記では、光リソグラフィの文脈における本発明の諸実施形態の使用に具体的に言及している可能性があるが、本発明を、他の適用分野、例えばインプリントリソグラフィで使用することができ、文脈が許容する場合は、光リソグラフィに限定されないことが理解されよう。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、基板上に作成される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、基板に与えられたレジストの層へ押しつけられてよく、その後、レジストは、電磁放射、熱、圧力またはそれらの組合せを与えることによって硬化される。パターニングデバイスは、レジストが硬化された後、レジスト中にパターンを残してレジストから離される。
【０１０１】
[00108]  本明細書に使用される用語「放射」および「ビーム」は、紫外線（UV）放射（例えば３６５、２４８、１９３、１５７もしくは１２６ｎｍの、またはその近辺の波長を有する）および極端紫外線（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または電子ビームなどの粒子線を含む、あらゆるタイプの電磁放射を包含する。
【０１０２】
[00109]  文脈が許容する場合、「レンズ」という用語は、屈折光学コンポーネント、反射光学コンポーネント、磁気光学コンポーネント、電磁光学コンポーネントおよび静電光学コンポーネントを始めとする様々なタイプの光学コンポーネントのうちの任意の１つまたは組合せを意味している。
【０１０３】
[00110]  上記では、本発明の特定の実施形態について述べたが、本発明は、述べられているものとは別の方法で実施することができることが理解されるであろう。例えば、本発明は、上で開示した方法について説明する機械読取可能命令の１つまたは複数のシーケンスを含むコンピュータプログラム、あるいは、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）の形態をとることができる。
【０１０４】
[00111]  上記の説明は、制限するものでなく、例示的なものであるものとする。したがって、以下で述べられている特許請求の範囲から逸脱することなしに、述べられている本発明に修正を加えることができることが、当業者には明らかであろう。
【図１】
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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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【外国語明細書】
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