(57)【要約】【課題】多数のアライメントヘッドのキャリブレーションを改良し、オーバレイ精度及び製品歩留まりを向上させる。【解決手段】物体のアライメントを測定するための装置を備えるリソグラフィ装置であって、アライメント検出領域にてアライメントマークの位置を測定するためのアライメント検出器を各々が備える複数のアライメントセンサと、レベリングセンサ検出領域において物体の高さ及び／または傾斜を測定するためのレベリングセンサと、レベリングセンサとアライメントセンサとの間のフィードフォワード接続部と、を備えるリソグラフィ装置が提供される。【選択図】図１８
2011023726.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体のアライメントを測定するための装置を備えるリソグラフィ装置であって、
アライメント検出領域にてアライメントマークの位置を測定するためのアライメント検出器を各々が備える複数のアライメントセンサと、
レベリングセンサ検出領域において物体の高さ及び／または傾斜を測定するためのレベリングセンサと、
レベリングセンサとアライメントセンサとの間のフィードフォワード接続部と、を備えるリソグラフィ装置。
【請求項２】
レベリングセンサ検出領域はアライメント検出領域から分離されている、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項３】
レベリングセンサ検出領域とアライメント検出領域とはオフセットされた平行な軸上にまたは軸に沿って設けられている、請求項２に記載のリソグラフィ装置。
【請求項４】
前記複数のアライメントセンサは、レベリングセンサからフィードフォワード接続部を通じて高さデータ及び／または傾斜データを受け取り、そのフィードフォワードされたデータに基づいて、各アライメントヘッドがフォーカス合わせされて位置決めされるよう位置調整をする、請求項１乃至３のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
【請求項５】
アライメントマークの測定された位置と物体の測定された高さ及び／または測定された傾斜とを受け取り、アライメントマークの測定された位置のための補正ファクタを決定するために前記物体の測定された高さ及び／または測定された傾斜を使用するデータ処理部を備える、請求項１乃至３のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
【請求項６】
走査動作において物体を横断して複数のアライメントセンサ及びレベリングセンサを移動させ、その走査動作中にまたはその走査動作の全体にわたって１つまたは複数のアライメントマークの位置を測定しかつ物体の１つまたは複数の点での高さ及び／または傾斜を測定する機構を備える、請求項１乃至５のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
【請求項７】
アライメントセンサの各々はアライメントヘッドに収容されているイメージセンサを備え、アライメントヘッドの各々は互いに独立に移動可能である、請求項１乃至６のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
【請求項８】
メトロロジフレームに固定されているアライメントヘッドをさらに備える、請求項７に記載のリソグラフィ装置。
【請求項９】
前記物体はウェーハを備え、前記アライメントマークはウェーハ表面にまたはウェーハステージ上または計測ステージ上に設けられている、請求項１乃至８のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
【請求項１０】
リソグラフィ装置内のまたはリソグラフィ装置に関連する物体のアライメントを測定する方法であって、
測定のそれぞれがアライメント検出領域にて行われるよう複数のアライメントマークの位置を測定することと、
レベリングセンサ検出領域において物体の高さ及び／または傾斜を測定することと、
測定された複数のアライメントマークの位置のための補正を提供するために、測定された高さ及び／または傾斜をフィードフォワードすることと、を備える方法。
【請求項１１】
レベリングセンサ検出領域はアライメント検出領域から分離されている、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
レベリングセンサ検出領域とアライメント検出領域とはオフセットされた平行な軸上にまたは軸に沿って設けられている、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
フィードフォワードされたデータに基づいて、各アライメントヘッドがフォーカス合わせされて位置決めされるよう１つまたは複数のアライメントセンサの位置を調整することを備える、請求項１０乃至１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
アライメントマークの測定された位置のための補正ファクタを決定するために前記物体の測定された高さ及び／または測定された傾斜を使用することを備える、請求項１０乃至１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
走査動作において物体を横断して複数のアライメントセンサ及びレベリングセンサを移動させることと、その走査動作中にまたはその走査動作の全体にわたって１つまたは複数のアライメントマークの位置を測定しかつ物体の１つまたは複数の点での高さ及び／または傾斜を測定することと、を備える、請求項１０乃至１４のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばリソグラフィ技術によるデバイス製造に使用可能である物体アライメント測定方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板、通常は基板の目標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）の製造に用いられる。この場合、例えばマスクまたはレチクルとも称されるパターニングデバイスが、ＩＣの個々の層に生成されるべき回路パターンを形成するために使用される。このパターンが基板（例えばシリコンウェーハ）の（例えばダイの一部、あるいは１つまたは複数のダイからなる）目標部分に転写されることになる。パターンの転写は典型的には、基板に塗布された放射感応性材料（レジスト）層への結像により行われる。一般に一枚の基板には網状に隣接する一群の目標部分が含まれ、これらは連続的にパターン形成される。公知のリソグラフィ装置にはいわゆるステッパとスキャナとがある。ステッパにおいては、目標部分にパターン全体が一度に露光されるようにして各目標部分は照射を受ける。スキャナにおいては、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走査するとともに基板をスキャン方向に平行または逆平行に走査するようにして各目標部分は照射を受ける。また、パターンを基板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。
【０００３】
リソグラフィプロセスをモニタするためには、パターン形成された基板のパラメタを計測する必要がある。パラメタは例えば、基板内または基板上に形成された連続層間のオーバレイ誤差である。リソグラフィプロセスで形成された微視的構造の計測に用いられる技術はいろいろある。走査電子顕微鏡を使用してもよいし、各種の専用のツールを使用してもよい。専用の検査ツールの１つはスキャトロメータである。スキャトロメータにおいては放射ビームが基板表面上の目標へと向けられ、散乱または反射されたビームの特性が測定される。基板による反射前後または散乱前後のビーム特性を比較することにより、基板の特性が判定される。これは例えば、反射されたビームを、既知の基板特性に関連する既知の測定結果のライブラリに記憶されているデータと比較することにより行える。主に２種類のスキャトロメータが知られている。分光スキャトロメータは広帯域の放射ビームを基板上に向け、特定の狭い角度範囲に散乱された放射のスペクトル（波長の関数としての強度）を測定する。角度分解スキャトロメータは、単色の放射ビームを使用し、角度の関数としての散乱された放射の強度を測定する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
リソグラフィ装置による露光に先立って、ウェーハは計測されアライメントされなければならない。これは表面にパターンを正確に配置するためであり、例えば、連続するパターン層の間の正確なオーバレイを保証するためである。多数のアライメントセンサを設けることが知られている。例えば米国特許出願公開第２００８／００８８８４３号に記載されており本明細書に援用する。多数のアライメントヘッドが使用されいくつかのアライメントマークが並行して測定されて、スループットが向上される。しかしながら、このアライメントヘッドシステムの多数のアライメントヘッドのキャリブレーションは難しくなっており、多数のアライメントヘッドのキャリブレーションを改良し、オーバレイ精度及び製品歩留まりを向上させるための改良が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の第１の態様によれば、物体のアライメントを測定するための装置を備えるリソグラフィ装置であって、アライメント検出領域にてアライメントマークの位置を測定するためのアライメント検出器を各々が備える複数のアライメントセンサと、レベリングセンサ検出領域において物体の高さ及び／または傾斜を測定するためのレベリングセンサと、レベリングセンサとアライメントセンサとの間のフィードフォワード接続部と、を備えるリソグラフィ装置が提供される。
【０００６】
本開示の第２の態様によれば、リソグラフィ装置内のまたはリソグラフィ装置に関連する物体のアライメントを測定する方法であって、測定のそれぞれがアライメント検出領域にて行われるよう複数のアライメントマークの位置を測定することと、レベリングセンサ検出領域において物体の高さ及び／または傾斜を測定することと、測定された複数のアライメントマークの位置のための補正を提供するために、測定された高さ及び／または傾斜をフィードフォワードすることと、を備える方法が提供される。
【０００７】
本開示の第３の態様によれば、ウェーハを露光する方法であって、ウェーハモデルを再構成することを含み、該ウェーハモデルの再構成はリソグラフィ装置内のまたはリソグラフィ装置に関連する物体のアライメントを測定することにより該ウェーハのアライメントを測定することを含み、該方法は、測定のそれぞれがアライメント検出領域にて行われるよう複数のアライメントマークの位置を測定することと、レベリングセンサ検出領域において物体の高さ及び／または傾斜を測定することと、測定された複数のアライメントマークの位置のための補正を提供するために、測定された高さ及び／または傾斜をフィードフォワードすることと、前記再構成されたウェーハモデルに基づいて露光を実行することと、を備える方法が提供される。
【０００８】
本開示の第４の態様によれば、物体のアライメントを測定するための装置を備えるリソグラフィ装置であって、物体を運ぶためのステージと、該ステージの位置を測定するための測定デバイスと、アライメント検出領域にてアライメントマークの位置を測定するためのアライメント検出器を各々が備える複数のアライメントセンサと、第１の方向に連続する１つまたは複数の位置に、第２の方向に移動させることなく、前記アライメントセンサを移動させるための機構と、前記連続する位置のうち複数における前記測定デバイスの出力を前記アライメントセンサの出力と比較し、それらの出力に基づいて前記ステージの形状についての不一致を演算する演算部と、を備えるリソグラフィ装置が提供される。
【０００９】
本開示の第５の態様によれば、物体のアライメントを測定するための装置を備えるリソグラフィ装置であって、アライメント検出領域にてアライメントマークの位置を測定するためのアライメント検出器を各々が備える複数のアライメントセンサと、レベリングセンサ検出領域において物体の高さ及び／または傾斜を測定するための複数のレベリングセンサと、を備え、各レベリングセンサは１つまたは複数のアライメントセンサに専用に使用される、リソグラフィ装置が提供される。
【００１０】
本発明の実施形態が付属の図面を参照して以下に説明されるがこれらは例示に過ぎない。この説明に用いられる参照符号は各図面において対応する部分を指し示す。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】リソグラフィ装置を示す図である。
【図２】リソグラフィセルまたはクラスタを示す図である。
【図３】第１のスキャトロメータを示す図である。
【図４】第２のスキャトロメータを示す図である。
【図５】ステージユニットの第１の例を示す図である。
【図６】ステージユニットの第２の例を示す図である。
【図７】回折格子がメトロロジフレームに設けられ、センサがウェーハステージに設けられるエンコーダシステムの第１の例を示す図である。
【図８】回折格子がウェーハステージに設けられ、センサがメトロロジフレームに設けられるエンコーダシステムの第２の例を示す図である。
【図９】多重アライメントヘッドシステムの概略平面図である。
【図１０】エンコーダシステムに取り付けられた図９の多重ヘッドアライメントシステムを示す図である。
【図１１】アライメント測定処理における初期位置を示す図である。
【図１２】アライメント測定処理における次の工程を示す図である。
【図１３】非平坦面に対するアライメントヘッドの焦点深度を示す図である。
【図１４】主アライメントシステムキャリブレーション処理の第１工程を示す図である。
【図１５】主アライメントシステムキャリブレーション処理の第２工程を示す図である。
【図１６】副アライメントシステムキャリブレーション処理の第１工程を示す図である。
【図１７】副アライメントシステムキャリブレーション処理の第２工程を示す図である。
【図１８】高さセンサデータのアライメントセンサへのフィードフォワード構成を示す平面図である。
【図１９】高さセンサデータのアライメントセンサへのフィードフォワード構成を示す側面図である。
【図２０】非平坦ミラー表面により生じる測定誤差を示す図である。
【図２１】非平坦ミラー表面により生じる測定誤差を示す図である。
【図２２】走査及び測定動作を示す図である。
【図２３】走査及び測定動作を示す図である。
【図２４】走査及び測定動作を示す図である。
【図２５】走査及び測定動作を示す図である。
【図２６】走査及び測定動作を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、リソグラフィ装置を模式的に示す図である。この装置は、下記の要素を含む。
【００１３】
−放射ビームＢ（例えばＵＶ放射またはＤＵＶ放射）を調整するよう構成されている照明系（イルミネータ）ＩＬ。
【００１４】
−パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを支持するよう構成され、いくつか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決めするよう構成されている第１の位置決め装置ＰＭに接続されている支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴ。
【００１５】
−基板（例えばレジストでコーティングされたウェーハ）Ｗを保持するよう構成され、各種センサを備える測定テーブルを含んでいてもよい少なくとも１つの基板テーブル（例えばウェーハテーブル）ＷＴを備えるステージユニット１００。ステージユニットは、基板テーブル及び／または測定テーブルを移動させ制御するための各種の構成要素も備える（図１は、基板テーブルＷＴに保持されている基板をいくつかのパラメータに従って正確に位置決めするよう構成されている第２の位置決め装置ＰＷを示す）。以下の説明では、「ステージ」及び「テーブル」なる用語は、特定の文脈がそれと異なることを要求しない限りは、概して交換可能に使用される。この装置はさらに下記の要素を含む。
【００１６】
−パターニングデバイスＭＡにより放射ビームＢに付与されたパターンを基板Ｗの（例えば１つまたは複数のダイからなる）目標部分Ｃに投影するよう構成されている投影系（例えば屈折投影レンズ系）ＰＬ。
【００１７】
照明系は、放射の方向や形状の調整またはその他の制御用に、各種の光学素子例えば屈折光学素子、反射光学素子、磁気的光学素子、電磁気的光学素子、静電的光学素子または他の各種光学部品を含んでもよく、あるいはこれらの任意の組み合わせを含んでもよい。
【００１８】
支持構造は、パターニングデバイスを支持する。すなわち支持構造は、パターニングデバイスの荷重を支える。支持構造は、パターニングデバイスの向きやリソグラフィ装置の構成、あるいはパターニングデバイスが真空環境下で保持されるか否かなどの他の条件に応じた方式でパターニングデバイスを保持する。支持構造においてはパターニングデバイスを保持するために、機械的固定、真空固定、静電固定、または他の固定用技術が用いられる。支持構造は例えばフレームまたはテーブルであってよく、必要に応じて固定されていてもよいし移動可能であってもよい。支持構造は、パターニングデバイスを例えば投影系に対して所望の位置に位置決めできるようにしてもよい。本明細書では「レチクル」または「マスク」という用語を用いた場合には、より一般的な用語である「パターニングデバイス」に同義であるとみなされるものとする。
【００１９】
本明細書では「パターニングデバイス」という用語は、例えば基板の目標部分にパターンを形成すべく放射ビームの断面にパターンを付与するために使用され得るいかなるデバイスをも指し示すよう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、基板の目標部分に所望されるパターンと厳密に対応していなくてもよい。このような場合には例えば、放射ビームのパターンが位相シフトフィーチャあるいはいわゆるアシストフィーチャを含む場合がある。一般には、放射ビームに付与されるパターンは、目標部分に形成される集積回路などのデバイスの特定の機能層に対応する。
【００２０】
パターニングデバイスは透過型であっても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、例えばマスクやプログラマブルミラーアレイ、プログラマブルＬＣＤパネルなどがある。マスクはリソグラフィの分野では周知であり、バイナリマスクやレベンソン型位相シフトマスク、ハーフトーン型位相シフトマスク、更に各種のハイブリッド型マスクが含まれる。プログラマブルミラーアレイの一例としては、小型のミラーがマトリックス状に配列され、各ミラーが入射してくる放射ビームを異なる方向に反射するように個別に傾斜されるというものがある。これらの傾斜ミラーにより、マトリックス状ミラーで反射された放射ビームにパターンが付与されることになる。
【００２１】
本明細書では「投影系」という用語は、使用される露光放射あるいは液浸や真空の利用などの他の要因に関して適切とされるいかなる投影系をも包含するよう広く解釈されるべきである。投影系には例えば屈折光学系、反射光学系、反射屈折光学系、磁気的光学系、電磁気的光学系、静電的光学系、またはこれらの任意の組み合わせなどが含まれる。以下では「投影レンズ」という用語は、より一般的な用語である「投影系」と同義に用いられ得る。
【００２２】
ここに説明されるのは、（例えば透過型マスクを用いる）透過型のリソグラフィ装置である。これに代えて、（例えば上述のようなプログラマブルミラーアレイや反射型マスクなどを用いる）反射型のリソグラフィ装置を用いることもできる。
【００２３】
リソグラフィ装置ＬＡの一部として設けられたステージユニット１００は、各種の異なる構成をもつことができる。１つの構成においては、リソグラフィ装置は１つの基板テーブルＷＴと１つの測定テーブルとを有する形式であってもよい。代替実施例においては、リソグラフィ装置は２つ以上（２つの場合にはデュアルステージと呼ばれる）の基板テーブル（及び／または２つ以上のマスクテーブル）を備えてもよい。このような多重ステージ型の装置においては追加されたテーブルは並行して使用されるか、あるいは１以上のテーブルで露光が行われている間に他の１以上のテーブルで準備工程を実行するようにしてもよい。
【００２４】
リソグラフィ装置は、基板の少なくとも一部が液体で覆われるものであってもよい。この液体は比較的高い屈折率を有する例えば水などの液体であり、投影系と基板との間の空隙を満たす。液浸露光用の液体は、例えばマスクと投影系との間などのリソグラフィ装置の他の空間に適用されるものであってもよい。液浸技術は投影系の開口数を増大させる技術として周知である。本明細書では「液浸」という用語は、基板等の構造体が液体に完全に浸されているということを意味するのではなく、露光の際に投影系と基板との間に液体が存在するということを意味するに過ぎない。
【００２５】
図１に示すようにイルミネータＩＬは放射源ＳＯから放射ビームを受け取る。例えば光源がエキシマレーザである場合には、光源とリソグラフィ装置とは別体であってもよい。この場合、光源はリソグラフィ装置の一部を構成しているとはみなされなく、放射ビームは光源ＳＯからイルミネータＩＬへとビーム搬送系ＢＤを介して受け渡される。ビーム搬送系ＢＤは例えば適当な方向変更用のミラー及び／またはビームエキスパンダを含んで構成される。あるいは光源が例えば水銀ランプである場合には、光源はリソグラフィ装置に一体に構成されていてもよい。光源ＳＯとイルミネータＩＬとは、またビーム搬送系ＢＤが必要とされる場合にはこれも合わせて、放射系と総称される。
【００２６】
イルミネータＩＬは放射ビームの角強度分布を調整するためのアジャスタＡＤを備えてもよい。一般には、イルミネータの瞳面における強度分布の少なくとも半径方向外径及び／または内径の大きさ（通常それぞれ「シグマ−アウタ（σ−ｏｕｔｅｒ）」、「シグマ−インナ（σ−ｉｎｎｅｒ）」と呼ばれる）が調整される。加えてイルミネータＩＬは、インテグレータＩＮ及びコンデンサＣＯなどの他の要素を備えてもよい。イルミネータはビーム断面における所望の均一性及び強度分布を得るべく放射ビームを調整するために用いられる。
【００２７】
放射ビームＢは、支持構造（例えばマスクテーブルＭＴ）に保持されるパターニングデバイス（例えばマスクＭＡ）に入射して、当該パターニングデバイスによりパターンが付与される。マスクＭＡを通過した放射ビームＢは投影系ＰＬに進入する。投影系ＰＬはビームを基板Ｗの目標部分Ｃに投影する。第２の位置決め装置ＰＷと位置センサＩＦ（例えば、干渉計、リニアエンコーダ、２−Ｄエンコーダ、静電容量センサなど）により基板テーブルＷＴを正確に移動させることができる。基板テーブルＷＴは例えば放射ビームＢの経路に異なる目標部分Ｃを順次位置決めするように移動される。同様に、第１の位置決め装置ＰＭと他の位置センサ（図１には明示せず）とにより放射ビームＢ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。この位置決めは例えばマスクライブラリからのマスクの機械的交換後や露光走査中に行われる。一般にマスクテーブルＭＴの移動は、第１の位置決め装置ＰＭの一部を構成するロングストロークモジュール（粗い位置決め用）及びショートストロークモジュール（精細な位置決め用）により実現される。同様に基板テーブルＷＴの移動は、第２の位置決め装置ＰＷの一部を構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により実現される。ステッパでは（スキャナとは逆に）、マスクテーブルＭＴはショートストロークのアクチュエータにのみ接続されているか、あるいは固定されていてもよい。マスクＭＡと基板Ｗとは、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を用いてアライメントされてもよい。図においては基板アライメントマークが専用の目標部分を占拠しているが、アライメントマークは目標部分間のスペースに配置されてもよい（これはスクライブライン・アライメントマークとして公知である）。同様に、マスクＭＡに複数のダイがある場合に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。
【００２８】
図示の装置は例えば次のうちの少なくとも１つのモードで使用され得る。
【００２９】
１．ステップモードにおいては、放射ビームに付与されたパターンの全体が１回の照射（すなわち単一静的露光）で目標部分Ｃに投影される間、マスクテーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴは実質的に静止状態とされる。そして基板テーブルがＸ方向及び／またはＹ方向に移動されて、異なる目標部分Ｃが露光される。ステップモードでは露光フィールドの最大サイズが単一静的露光で転写される目標部分Ｃのサイズを制限することになる。
【００３０】
２．スキャンモードにおいては、放射ビームに付与されたパターンが目標部分Ｃに投影される間（すなわち単一動的露光の間）、マスクテーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴは同期して走査される。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、投影系ＰＬの拡大（縮小）特性及び像反転特性により定められる。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での目標部分の（非走査方向の）幅を制限し、スキャン移動距離が目標部分の（走査方向の）長さを決定する。
【００３１】
３．別のモードにおいては、マスクテーブルＭＴがプログラム可能パターニングデバイスを保持して実質的に静止状態とされ、放射ビームＰＢに付与されたパターンが目標部分Ｃに投影される間、基板テーブルＷＴが移動または走査される。このモードではパルス放射源が通常用いられ、プログラム可能パターニングデバイスは、基板テーブルＷＴの毎回の移動後、または走査中の連続放射パルス間に必要に応じて更新される。この動作モードは、上述のプログラマブルミラーアレイ等のプログラム可能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。
【００３２】
上記で記載したモードを組み合わせて動作させてもよいし、各モードに変更を加えて動作させてもよいし、さらに全く別のモードでリソグラフィ装置を使用してもよい。
【００３３】
図２に示すとおり、リソグラフィ装置ＬＡは、リソグラフィセルＬＣの一部を形成する。リソグラフィセルＬＣはリソセルまたはクラスタと呼ばれることもあり、基板に対する露光前および露光後の処理を行う装置を含む。従来、これらの装置には、レジスト層を成膜するためのスピンコータＳＣ、露光されたレジストを現像するためのデベロッパＤＥ、チルプレートＣＨおよびベークプレートＢＫが含まれる。基板ハンドラまたはロボットＲＯは、入／出ポートＩ／Ｏ１、Ｉ／Ｏ２から基板を取り出し、上述のさまざまな処理装置の間でこれらを移動させ、リソグラフィ装置のローディングベイＬＢに送り届ける。これらのデバイスは、よくトラックと総称されるもので、トラック制御ユニットＴＣＵの制御下にある。このトラック制御ユニットＴＣＵ自体は監視制御システムＳＣＳによって制御されており、この監視制御システムＳＣＳはリソグラフィ制御ユニットＬＡＣＵを通じてリソグラフィ装置も制御している。そのため、上述のさまざまな装置をスループットおよび処理効率を最大化するよう動作させることができる。
【００３４】
リソグラフィ装置により露光される基板が正確にかつ一貫性をもって露光されるには、露光済基板を検査して、連続する層と層との間のオーバレイ誤差や、ライン厚さ、クリティカルディメンション（ＣＤ）などの特性を計測することが望ましい。誤差が検出された場合には、特に検査が十分に即時にかつ高速に実行可能であり同一バッチの他の基板がまだ露光されている場合には、以降の基板の露光に調整が施される。また、露光済基板は歩留まりを上げるために表面を剥がして再処理するか、あるいは廃棄されてもよい。そうすることにより、欠陥があると既知である露光を基板に行うのを避ける。１枚の基板のうちいくつかの目標部分にのみ欠陥がある場合には、良である目標部分にのみ更なる露光が実行されることができる。
【００３５】
検査装置が基板の特性を決定するために使用される。特に、異なる基板間での特性、または同一基板の異なる層と層とでどのように特性が異なるかを決定するために使用される。検査装置はリソグラフィ装置ＬＡまたはリソセルＬＣに一体化されていてもよいし、スタンドアローン型のデバイスであってもよい。最速の計測を可能とするには、露光されたレジスト層における特性を検査装置が露光直後に計測することが望ましい。しかし、レジストの潜像のコントラストは非常に低く、すなわち放射に露光されたレジスト部分と露光されていない部分との間の屈折率には非常に微小な違いがあるにすぎず、あらゆる検査装置が潜像から有用な計測結果を得るのに十分な感度をもつわけではない。よって、計測は露光後ベーク工程（ＰＥＢ）後に実行してもよい。この工程は通例、露光済基板に実行される最初の処理であり、レジストの露光部分と非露光部分とのコントラストを大きくする。この段階で、レジストにおける像は半潜像とも呼ばれる。現像されたレジスト像（このときレジストの露光部分または非露光部分は除去されている）の計測、またはエッチング等のパターン転写工程後の計測も可能である。後者は欠陥基板への再処理の可能性を制限しうるが、なお有用な情報を提供しうる。
【００３６】
図３は、本発明に使用しうるスキャトロメータを示す。スキャトロメータは、基板Ｗに放射を投影する広帯域（白色光）放射プロジェクタ２を備える。反射された放射は、正反射された放射のスペクトル１０（波長の関数としての強度）を測定するスペクトロメータディテクタ４に送られる。このデータから、検出されたスペクトルを生じた構造またはプロファイルが処理ユニットＰＵによって再構成されうる。例えば厳密結合波解析（Rigorous Coupled Wave Analysis）および非線形回帰によって、または、図３の下部に示すようなシミュレーションされたスペクトルのライブラリとの比較によって再構成することができる。再構成のためには一般に、構造のおおまかな形は既知であり、いくつかのパラメタはその構造が作られた工程の知識から仮定され、残されたその構造の２、３のパラメタのみがスキャトロメトリデータから決定される。この種のスキャトロメータは、垂直入射スキャトロメータまたは斜め入射スキャトロメータとして構成されていてもよい。
【００３７】
本発明に使用しうる他のスキャトロメータを図４に示す。このデバイスにおいては、放射源２から発せられた放射は、レンズ系１２を使用して干渉フィルタ１３及び偏光子１７を通して集束され、部分反射面１６により反射され、微小対物レンズ１５を介して基板Ｗ上に集束される。液浸スキャトロメータは、１を超える開口数をもつレンズを有し得る。反射された放射は部分反射面１６を通じて、散乱スペクトルを検出させるためにディテクタ１８に送られる。このディテクタは、レンズ系１５の焦点距離の位置にある、後面投影された瞳面１１に配置され得る。それに代えて、この瞳面は補助的な光学素子を使用して再結像されてもよい。瞳面は、放射の半径方向の位置が入射角を定義し、角度位置がアジマス角を定義する面である。ディテクタは好ましくは、基板目標３０の二次元角度散乱スペクトルを測定可能であるよう二次元のディテクタである。ディテクタ１８は例えば、ＣＣＤセンサまたはＣＭＯＳセンサのアレイであってもよく、１フレームにつき例えば４０ミリ秒の積分時間を用いてもよい。
【００３８】
しばしば基準ビームが例えば入射放射の強度を測定するために使用される。これを行うために、放射ビームがビームスプリッタ１６に入射するときにその放射ビームの一部がビームスプリッタを通じて基準ビームとして基準ミラー１４に向けて送られる。この基準ビームはその後、同じディテクタ１８の異なる部位に投影される。
【００３９】
複数の干渉フィルタ１３のセットは、興味ある波長を例えば４０５ｎｍ乃至７９０ｎｍまたはそれよりも低い２００ｎｍ乃至３００ｎｍといった範囲に選択するために使用することができる。干渉フィルタは、異なる複数フィルタからなるセットを備えるのではなく、調節可能なものとしてよい。干渉フィルタの代わりにグレーティングを使用することもできる。
【００４０】
ディテクタ１８は散乱光の強度を単一波長で（または比較的狭い波長域で）計測してもよい。強度は多数の波長で別個に計測されてもよいし、ある波長域で積分されてもよい。更に、ディテクタは、ＴＭ偏光の強度、ＴＥ偏光の強度、及び／またはＴＭ偏光とＴＥ偏光の間の位相差を別個に測定してもよい。
【００４１】
広帯域の光源（すなわち、広範囲の光周波数または波長を有するもの、よって複数の色を持つもの）の使用が可能であり、これにより大きな減衰がもたらされ、複数の波長の混合が可能となる。広帯域における複数の波長はそれぞれがΔλの帯域幅をもち、少なくとも２Δλ（すなわち、帯域幅の２倍）の間隔を有することが好ましい。放射のいくつかの「ソース」は、拡張された放射ソースの、ファイバー束を使用して分割されたそれぞれの箇所であってよい。このように、角度分解散乱スペクトルは複数の波長で並行して測定することができる。２−Ｄスペクトルよりも多い情報を含む３−Ｄスペクトル（波長および２つの異なる角度）を測定することも可能である。これにより、より多くの情報を測定することが可能となり、メトロロジー処理のロバスト性が増すことになる。これについてはＥＰ１，６２８，１６４Ａに詳細が記載されている。
【００４２】
基板Ｗの目標３０がグレーティングであってもよい。グレーティングは、現像後にバーがレジストの実線から形成されるようにプリントされている。あるいはバーをエッチングにより基板に形成してもよい。このパターンは、リソグラフィ投影装置特に投影系ＰＬにおける色収差、及び照明の対称性の影響を受けやすく、そのような収差の存在がプリントされたグレーティングの変化に表れる。したがって、プリントされたグレーティングのスキャトロメトリデータを使用してグレーティングが再構成される。プリント工程および／またはその他のスキャトロメトリ処理の知識から、ライン幅および形状といったグレーティングのパラメタを、処理ユニットＰＵによって実行される再構成処理に入力することができる。
【００４３】
上述のように、基板の露光前にはアライメント及び基板のその他の特性が決定される必要がある。よって、計測処理が露光処理の実行前に実行される必要がある。計測処理は、基板アライメントについての情報を取得し、かつ基板に形成されるパターンの連続する複数層での正確なオーバレイを保証するために不可欠である。典型的に半導体デバイスは１０層または１００層にもなるパターン層をもち、これらが高精度に重ね合わされていなければならない。さもなければデバイスは正常に機能し得ない。
【００４４】
図５は、ステージユニット１００の第１の例を示す。本図及びその他の図においてｘ方向及びｙ方向との表記はそれぞれ基板面または基板テーブル面すなわち水平面における直交軸を概して意味する。ｚ方向との表記はｘ軸及びｙ軸に垂直な軸の方向すなわち鉛直方向を意味する。ｚ方向は「高さ」と呼ぶこともある。しかしながらある１つの軸を「ｘ」「ｙ」「ｚ」と表すのは本質的に任意であると理解されたい。本図面は各々において特定の軸を「ｘ」「ｙ」「ｚ」と表すことにより読者に案内を与えるにすぎない。
【００４５】
ステージユニット１００は、第１基板テーブルＷＴ１と、第２基板テーブルＷＴ２と、を備える。双方の基板テーブルは、基板、典型的にはウェーハを受け取って支持するのに適する。使用時には一方の基板テーブルが投影系ＰＬの下方に位置決めされて露光が実行される。それと同時に他方の基板テーブルは各種のセンサ要素に対し位置決めされ、その基板テーブルに運ばれる基板の計測が実行される。
【００４６】
図５の実施例においては、基板テーブルＷＴ１、ＷＴ２を移動させ制御するための構成要素は、レール５０２に沿ってｙ軸にスライドするよう配設されているＹスライダ５００と、レール５０６に沿ってＸ軸にスライドするよう配設されているＸスライダ５０４と、を有するモータを備える。こうしてＸ軸及びＹ軸のウェーハテーブルの位置が変更可能である。このレール５０２、５０６の形状により、この種の構成をＨ型駆動モータまたはＨ型駆動機構と呼ぶ。このＨ型駆動機構の代替は、モータがウェーハテーブルを直接駆動する平面モータを使用することである。
【００４７】
図６は、別個のウェーハステージ６００と計測ステージ６０２とを備えるステージユニット１００の第２の例を示す。ステージユニット１００にはＹ軸固定子６０４、６０６が設けられており、ウェーハステージ６００はＹ軸可動子６０８、６１０によりＹ軸に沿って移動可能であり、計測ステージ６０２はＹ軸可動子６１２、６１４によりＹ軸に沿って移動可能である。Ｙ軸固定子６０４、６０６はＹ軸可動子６０８、６１０と組み合わせて、ウェーハステージ６００を移動させるためのＹ軸リニアモータを形成し、Ｙ軸固定子６０４、６０６はＹ軸可動子６１２、６１４と組み合わせて、計測ステージ６０２をＹ方向に駆動するためのＹ軸リニアモータを形成する。一実施例においては固定子６０４、６０６は、Ｙ軸方向に沿って交互に配置されるＮ極とＳ極とを含む複数の永久磁石を備える磁極ユニットから成っていてもよい。可動子６０８、６１０、６１２、６１４はそれぞれ、予め定められた間隔でＹ軸方向に沿って配置された複数のアーマチュアコイルを組み込んだアーマチュアユニットを備えてもよい。これは可動コイル型Ｙ軸リニアモータと呼ばれる。
【００４８】
ウェーハステージ６００及び計測ステージ６０２はそれぞれＸ軸固定子６１６、６１８上に位置決めされている。Ｘ軸固定子６１６、６１８は例えば、予め定められた間隔でＸ軸方向に沿って配置された複数のアーマチュアコイルを組み込んだアーマチュアユニットを備えてもよい。ウェーハステージ６００及び計測ステージ６０２における開口部は、Ｎ極及びＳ極の組を交互に並べて成る複数の永久磁石を備える磁極ユニットを備えてもよい。磁極ユニット及び固定子は、図示のＸ方向に沿ってウェーハステージ６００を駆動するために設けられた可動磁石型Ｘ軸リニアモータ、及び図示のＸ方向に沿って計測ステージ６０２を駆動するために設けられた同様の第２の可動磁石型Ｘ軸リニアモータを構成する。
【００４９】
したがって、Ｙ軸リニアモータ及びＸ軸リニアモータは、ウェーハステージ６００及び計測ステージ６０２を移動させ制御するための構成要素を形成する。ウェーハステージの位置を決定するための機構については後述するが、図６において干渉計６２０、６２２、６２４、６２６は各ステージのＸ位置及びＹ位置の測定のために設けられている。干渉計からのビーム（破線で図示する）は、各ステージ６００、６０２の研磨されたミラー面（これらの面は図示のＺ方向すなわち紙面から出る方向に延びている）で反射され、反射ビームの所要時間がＸ軸またはＹ軸のステージ位置の測定結果として使用される。
【００５０】
干渉計を使用するウェーハステージの制御精度は、干渉計ビームの比較的長い光路における空気変動によって制限される。干渉計の代替は、ウェーハステージ位置を決定するためのエンコーダを使用することである。
【００５１】
リソグラフィ装置が干渉計システムとともにエンコーダシステムを備えることはよく行われている。ここでのエンコーダシステムは一般にＸ軸及びＹ軸のステージ位置を測定するために使用される主システムであり、干渉計システムはエンコーダシステムの試験中または較正中に使用するために設けられているか、あるいはエンコーダシステムを使用し得ない状況が生じたときのバックアップの位置検出システムとして設けられている（例えば図６のシステムにおいてはウェーハ交換のためのアンローディング位置近傍またはローディング位置近傍でのウェーハステージ６００のＹ位置を測定するために、更にはローディング動作とアライメント動作との間の時点において及び／または露光動作とアンローディング動作との間の時点においての測定のために、Ｙ軸干渉計が使用される必要がある。）。
【００５２】
エンコーダシステムは例えば、センサ要素と回折格子とを備えてもよい。センサ要素は、回折格子から反射された放射または回折格子を通じて伝播した放射を検出するよう構成されている。また、センサ要素は、エンコードされた値により表される位置を演算するためのコンピュータに当該センサから送信される周期パターンを検出するよう構成されている。
【００５３】
図７は、回折格子７００がメトロロジフレーム７０２に設けられ、センサ７０４がウェーハＷを保持するウェーハステージＷＴ１に設けられている一実施例を示す。この実施例においてはメトロロジフレーム７０２は投影ユニットＰＬに固定されて取り付けられている。
【００５４】
図８は、ウェーハＷを保持するウェーハステージＷＴ１に回折格子が設けられ、センサ要素８０４がメトロロジフレーム８０２に設けられている代替実施例を示す。この実施例でもメトロロジフレーム８０２は投影ユニットＰＬに固定されて取り付けられている。
【００５５】
計測ステージにおける主要な作業の１つはウェーハのアライメント計測である。アライメントシステムの一例が図９に示されている。このアライメントシステムは多数のアライメントヘッドＡＬ１、ＡＬ２１、ＡＬ２２、ＡＬ２３、ＡＬ２４を含む。アライメントヘッドの数及び配置はこれと異なっていてもよい。図９に概要を示すアライメントヘッドは、ウェーハステージ９００の上に位置する。ウェーハステージ９００は例えば、既出の図面に示されるウェーハステージ６００、ＷＴ１、またはＷＴ２であってもよいし、例えばその他のウェーハステージであってもよい。
【００５６】
図示のウェーハステージ９００はウェーハ９０２を保持している。この例では５つのアライメントヘッドが設けられている。中央のアライメントヘッドＡＬ１は主アライメントシステムの一部を構成する。そこで「主アライメントヘッド」と呼ぶ。一方、外側の複数のアライメントヘッドＡＬ２１、ＡＬ２２、ＡＬ２３、ＡＬ２４は副アライメントシステムの一部を構成する。そこで「副アライメントヘッド」と呼ぶ。図９には、レベリングセンサ、放射源９０８、放射ディテクタ９１０も示されており、これらについては後述する。
【００５７】
各アライメントヘッドＡＬ１、ＡＬ２１、ＡＬ２２、ＡＬ２３、ＡＬ２４は、アライメントマークを検出するよう設計されているセンサ要素を備える。アライメントマークは、ウェーハ上またはウェーハステージ上、または適用可能な場合には計測ステージ上に設けられる。アライメントマークは例えば、ウェーハ上のある位置に特別にプリントされたフィーチャであってもよく、例えばアライメントマークは、ウェーハのダイ要素の連続する行及び／または列の間に延びるスクライブラインにプリントされていてもよい。また、ウェーハに形成されたパターンのフィーチャがアライメントマークとして使用されてもよいし、ウェーハのダイ要素内にプリントされた特定のアライメントマークが使用されてもよい。
【００５８】
アライメントヘッドＡＬ１、ＡＬ２１、ＡＬ２２、ＡＬ２３、ＡＬ２４は、図１０に示すように、エンコーダセンサを含むメトロロジフレームに取り付けられていてもよい。本図において主アライメントヘッドＡＬ１は第１Ｙエンコーダ１０００の下側の表面に固定されている。本装置はさらに、第２Ｙエンコーダ１００２、第１Ｘエンコーダ１００４、第２Ｘエンコーダ１００６を備える。第１Ｙエンコーダ及び第２Ｙエンコーダは単一の構成要素として設けられていてもよく、第１Ｘエンコーダ及び第２Ｘエンコーダもまた単一の構成要素として設けられていてもよい。
【００５９】
図１０に示されるエンコーダはいずれも投影ユニットＰＬに対し固定されて取り付けられている。これは図８に示す実施例に相当する。すなわち各エンコーダセンサはセンサ８０４に相当し、ウェーハテーブルに設けられている回折格子に関し位置を検出するよう位置決めされている。代替例としてセンサがウェーハテーブルに設けられ、メトロロジフレームに設けられた回折格子を見上げるようにしてもよい。
【００６０】
副アライメントヘッドＡＬ２１、ＡＬ２２、ＡＬ２３、ＡＬ２４はＸ方向に移動可能である。一実施例においては各副アライメントヘッドＡＬ２１、ＡＬ２２、ＡＬ２３、ＡＬ２４は、回転中心まわりに予め定められた角度範囲を時計回りまたは反時計回りに回動可能であるアームの回動端に固定されている（回転中心１００８、アーム１０１０）。副アライメントヘッドＡＬ２１、ＡＬ２２、ＡＬ２３、ＡＬ２４のＸ軸位置は、Ｘ方向について前後に副アライメントヘッドを駆動する駆動機構によって調整可能であってもよい。副アライメントヘッドはＹ方向に駆動されることが可能であってもよい。
【００６１】
副アライメントヘッドのアームが所与の位置まで移動されると、固定機構がアームを適所に保持するよう選択的に動作可能となる。固定機構は、差動型エアベアリングから成る真空パッドを備え、アームの回転調整完了後に吸引によりアーム１０１０をメインフレームに固定するよう駆動される。その他の固定機構が使用されてもよく、例えば、メインフレームアームの一部が磁性体として形成され電磁石が使用されてもよい。
【００６２】
アライメントヘッドに使用されるイメージセンサは例えば、フィールドイメージアライメントシステムまたはその他の適切なイメージセンサを備えてもよい。フィールドイメージアライメントシステムは、ウェーハ上のレジストを露光しない広帯域の検出ビームを対象のアライメントマークに照射し、対象マークからの反射光により受光面に形成された対象マーク像と指標となる像とを取得する。この指標は各アライメントヘッド内に設けられた指標プレート上の指標パターンであってもよい。一般には、コヒーレントな検出光を対象マークに照射して対象マークで生成された散乱光または回折光を検出するか、あるいは対象マークで生成された２つの回折光を干渉させて干渉光を検出するアライメントセンサであればいかなるアライメントセンサでも使用可能である。
【００６３】
図９及び図１０に示すアライメントシステムは５つのアライメントヘッドを備えるが、これとは異なる数のアライメントヘッドが使用されてもよく、偶数または奇数のいずれであってもよいことに留意すべきである。
【００６４】
図９及び図１０に示すアライメントヘッド及びエンコーダの実施例を使用するアライメント動作を説明する。他の既述の実施例を使用して同様のアライメント動作を行うことも可能であると理解されたい。アライメント処理においては、図１１に示されるように、ウェーハテーブルは初期位置に位置決めされる。この例ではアライメントヘッドのうち３つ、すなわち主アライメントヘッドＡＬ１及びそのすぐ隣の２つのＡＬ２２、ＡＬ２３がウェーハのアライメントマークを検出する。アライメントマークを検出しない範囲外のアライメントヘッドは好ましい一実施例ではスイッチオフとされる。しかし、これらは他の目的で必要とされる場合にはスイッチオンとされていてもよい。塗りつぶしにより示すのが、動作可能なアライメントヘッドである。
【００６５】
ウェーハステージはこの初期の検出位置から第２の検出位置へと移動される。第２の検出位置で、いくつかのアライメントヘッドがウェーハ上の対応するアライメントマークの計測を実行する。多数のアライメントヘッドが各々の位置で多数のアライメントマークを検出することで、いくつかの測定位置がＹ軸に沿って定義される。
【００６６】
図１２は、更なるアライメント検出位置を示す。この位置では５つのアライメントヘッドがいずれも機能している（すなわち、図１２ではすべてのアライメントヘッドが塗りつぶされている）。何箇所のアライメント検出位置が適切に選択されてもよいと理解されたい。検出位置を増やせばシステムの精度を向上することができるが、アライメント処理の所要時間は増える。例えば、ウェーハ上でＸ軸に連続的な列をなす１６のアライメントマークが定義されており、それは３つ、５つ、５つ、３つのアライメントマークを含み、それぞれが４つの異なるアライメント位置で３つ、５つ、５つ、３つのアライメントヘッドを使用して検出されてもよい。アライメントマークの列数は５つより少なくても多くてもよく、数百に達していてもよい。
【００６７】
多数のアライメントヘッドにより行われる計測は可能であれば同時に実行される。しかし、ウェーハ表面に沿って高さが異なる場合にはレベリング処理が通常行われる。これは、更なるエンコーダシステムによる制御のもとでウェーハステージをＺ軸に上下に動かして実行され得る。その代替手段を後述する。ｚレベリングセンサ９０６、９０８、９１０が設けられている。このセンサは、焦点検出技術を使用して、予め定められたレベリングセンサの焦点面にウェーハが一致するときを決定する。一実施例においてはウェーハステージのＸ軸位置が、ウェーハテーブルＷＴＢの中心線上に主アライメントシステムＡＬ１が配置されかつ主アライメントシステムＡＬ１がウェーハの子午線上にあるアライメントマークを検出するように設定される。
【００６８】
アライメントセンサＡＬ１、ＡＬ２１、ＡＬ２２、ＡＬ２３、ＡＬ２４からのデータはコンピュータによって、ある座標系におけるウェーハ上のすべてのアライメントマークの配列を計算するために使用される。この座標系は公知の手法による統計的演算を実行することによりｘエンコーダ及びｙエンコーダの測定軸及び高さ測定結果により設定される。統計的演算には、アライメントマークの検出結果、それに相当するエンコーダの測定値、更には主アライメントシステム及び副アライメントシステムのベースラインのキャリブレーションが使用される。これについては以下で詳しく述べる。
【００６９】
上記の実施例ではウェーハステージがＹ方向に移動され、Ｘ方向にウェーハを移動することなくマーク計測が行われる。しかし、図示のアライメントシステムはアライメントマーク配列の計算のために付加的な計測結果を収集するためにＸ方向に移動可能であってもよいものと理解されたい。その付加的な計測は例えば、計測されるべきウェーハが大きい場合や、使用するアライメントヘッドが少数の場合、あるいは短いＸ軸範囲にアライメントヘッドが密集している場合に行われてもよい。
【００７０】
ウェーハ表面は平面ではなく、いくらかの凹凸がある。例えば製造上の公差によるものもあるし、表面に形成されたパターンによりもたらされた凹凸もある。これは、少なくとも１つのアライメントヘッドが焦点外でアライメントマークを検出する相当の可能性があるということである。図１３はこの一例を誇張して示す。中央の３つのアライメントヘッドＡＬ２２、ＡＬ１、ＡＬ２３が非平坦ウェーハ９０２の表面に関して焦点が外れている。
【００７１】
ウェーハテーブルの相対Ｚ軸位置を変えることにより焦点が合った状態で各アライメントヘッドの計測を行うことが可能であるが、必要とされるＺ軸移動はそれぞれ追加の工程となりアライメントの所要時間も追加される。また、アライメントシステムの光軸は、ウェーハ表面の角度的な非平坦性と副アライメントシステムのアームの角度変位（アームが回転可能である実施例の場合）との組合せにより常にＺ軸に一致するわけではないが、前もってアライメントヘッドの光軸のＺ軸に対する傾斜を測定し、アライメントマークの位置検出結果をその測定結果に基づいて補正することは可能である。
【００７２】
ところでアライメント処理が行われる前に、アライメントシステムのベースラインのキャリブレーションが、正確にシステムが較正されていることを保証するために実行されなければならない。以下に主アライメントシステムのベースラインキャリブレーションを説明する。
【００７３】
まず、固定された主アライメントヘッドに対してウェーハが整列される。ウェーハステージは、ウェーハステージ位置の計測結果に基準点を与えるためのフィデューシャルマークを有する。フィデューシャルマークは好ましくは、そのフィデューシャルマークに入射する放射を検出する結像システムに対し固定された位置関係で設けられている。この主ベースラインキャリブレーション中に、固定された主アライメントヘッドＡＬ１に対してレチクルが整列される。
【００７４】
この主ベースラインキャリブレーションの第１段階においては、アライメントヘッドＡＬ１がウェーハステージのフィデューシャルマークの上方に位置決めされ、ＸＹ位置の測定結果が記録される。これを図１４に示す。
【００７５】
そして基板テーブルは（図示のＹ方向に沿って）第２位置へ移動される。図１５に示すように、第２位置においてはフィデューシャルマークは投影光学系ＰＬの直下に位置しており、レチクル上の既知の点（レチクルアライメントマークにより定義される）がフィデューシャルマークに投影されフィデューシャルマークと協働するイメージセンサにより検出される。この投影像の位置もまた記録され、２つの記録された位置の相対的な差が、固定されたアライメントヘッドＡＬ１のレチクルに対するアライメントを計算するために使用される。これは主ベースラインキャリブレーションとして知られている。
【００７６】
主ベースラインキャリブレーションに続いて副ベースラインキャリブレーションが、固定された主アライメントヘッドＡＬ１に対する副アライメントヘッドＡＬ２１、ＡＬ２２、ＡＬ２３、ＡＬ２４の相対位置を計算するために実行される。この副ベースラインキャリブレーションは、処理されるべきウェーハのロットごとにその開始時に実行される必要がある。
【００７７】
一例においては、ウェーハは５つのアライメントマークＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５をある特定の列に有する。これらアライメントマークの１つ、例えばＭ３が主アライメントヘッドＡＬ１で測定される。これを図１６に示す（機能しているアライメントヘッドを同様に塗りつぶしを用いて示す。この場合主アライメントヘッドＡＬ１のみである）。その後ウェーハステージがＸ方向に既知の量だけ移動され、同一のウェーハアライメントマークＭ３が副アライメントヘッドの１つで測定される。図１７は同一マークの副アライメントヘッドＡＬ２１での測定を示す。
【００７８】
測定されたＸＹ位置はメモリに記憶され、ウェーハステージの既知移動距離を加えたマークＭ３のＡＬ１でのＸＹ検出位置と比較される。こうして主アライメントヘッドＡＬ１に対する副アライメントヘッドＡＬ２１のベースライン位置が計算される。
【００７９】
ウェーハステージはＸ方向に移動され、同一のウェーハアライメントマークＭ３が隣の副アライメントヘッドＡＬ２２で測定される。同様にして副アライメントヘッドＡＬ２２のＸＹ位置が主アライメントヘッドＡＬ１に対して較正される。残りの副アライメントヘッドＡＬ３、ＡＬ４についてもこれが繰り返される。
【００８０】
アライメントシステム間の検出オフセットの違いは、以降のデータ処理において補正されることができる。
【００８１】
副ベースラインキャリブレーションは、ウェーハのアライメントマーク以外の基準点、例えばウェーハステージまたは計測ステージのアライメントマークに基づいて行うことも可能である。
【００８２】
アライメントヘッドＡＬ２１、ＡＬ２２、ＡＬ２３、ＡＬ２４と同一の位置関係で複数のデータムマークを設け、各副アライメントヘッドがそれぞれ専用のデータムポイントを並行して測定することも可能である。データムポイントはフィデューシャルマークに対し既知の位置関係を持つ。これにより、主アライメントヘッドに対する各副アライメントヘッドの位置情報のキャリブレーションは、取得された測定結果に基づいて演算可能である。
【００８３】
第１の方法の変形例においては、複数のアライメントマークが複数の副アライメントヘッドの各々により並行して測定されてもよい。ウェーハが（例えばＸ方向に）移動され、主アライメントヘッドが副アライメントヘッドの１つにより既に測定されたアライメントマークを測定するために使用される。副アライメントヘッドの測定ＸＹ位置、及びそれと同一マークの主アライメントヘッドの測定ＸＹ位置、更にはウェーハ移動によりもたらされた既知のオフセットを使用して、副アライメントヘッドのベースラインが算出される。この処理が各アライメントマークに繰り返されて、各副アライメントヘッドが主アライメントヘッドＡＬ１に対し較正される。
【００８４】
より良好なオーバレイの追求に際しては、より多くのアライメントマークがより精密に測定される必要がある。ところがこれには時間がかかるからアライメント処理が遅くなり、スループットが犠牲になる。
【００８５】
更に、上述の多重ヘッドアライメントシステムの形式は、（通常ｘ方向の）位置調整のために副アライメントヘッドを枢動させる必要がある。アライメントヘッドの枢動により望ましくない動的な影響が生じ、アライメント精度を悪くする。
【００８６】
これらの問題が新たなアライメント技術によって解決される。上述のように、測定システムは、アライメントマークを測定するアライメントセンサと、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の各種の位置成分を測定する各種のセンサと、を備える。これらの構成要素には、焦点測定のためのレベリングセンサ、位置のｚ方向成分を測定するｚ位置センサが含まれる。エンコーダシステム及び／または干渉計システムは、位置のｘ方向成分及びｙ方向成分を測定するために設けられている。レベリングセンサは、ウェーハの高さ及び傾斜を測定するために使用することもできる。
【００８７】
新たなアライメント技術においては、多数のアライメントセンサが採用され、レベリングセンサからの高さ及び／または傾斜の測定結果がアライメントセンサへと送られる。アライメントセンサはその高さ及び／または傾斜の測定結果を受け取り、アライメント測定結果のｚ方向オフセットを補正するためにそれを使用する。ある高さオフセットが与えられればステージまたはアライメントセンサのテレセントリック性（ｚの関数としてのｘ、ｙ変位）が既知となることでアライメント位置が補正可能である。
【００８８】
図１８は、このフィードフォワード技術の代表的システムを示し、この例では７つのアライメントセンサ１８００とレベリングセンサ１８０２とを示す。図１９は、図１８のシステムの側面図を示し、レベリングセンサ１８０２により照射されたビームを示す。
【００８９】
よって、この新たな技術においては測定が並列に実行されるのに対して先行技術の測定法ではあるパスでアライメントが測定され別のパスでレベリングデータが測定される。レベリングセンサからアライメントセンサにデータを転送することにより、アライメントシステムが補正をするからｚの補正を別個に行う必要がない。これは、アライメント測定をより安定かつロバストにする。
【００９０】
副アライメントシステムは互いに相対移動可能である一方、中央の（主）アライメントセンサは固定され他のアライメントセンサに基準を提供するデータムポイントとして使用される。
【００９１】
中央アライメントセンサに対する副アライメントシステムの距離は、レチクルからの投影像を基準としてなされる測定結果を使用することによって測定される。投影像はリソグラフィ装置のレンズ素子を通過する。この後、それぞれのアライメントセンサは、互いの既知の相対位置のもとで別々のスクライブレーンを測定する。例えば、アライメントセンサは光学案内レールを通じて移動され、磁気デバイスまたは機械デバイスにより固定される。副アライメントセンサに使用される検出器は中央アライメントセンサのそれと同一であってもよいし、完全に別個の光学デバイスであってもよい。ウェブカメラ的なセンサを副アライメントセンサまたは主アライメントセンサとして使用することが考慮されてもよい。
【００９２】
それで、高さデータ及び／または傾斜データがｘ／ｙ測定工程にフィードフォワードされ、そのｘ／ｙ測定工程で最適フォーカスの決定のために使用される。高さデータ及び／または傾斜データは、その次の露光工程が実行される前に、露光用のウェーハモデルを再構成する工程にフィードフォワードされてもよい。
【００９３】
この新たな技術によれば、アライメントと高さデータ及び／または傾斜データとの並列処理によりアライメントのスピードを増すことができる。測定時間の低減は安価な生産コストへと形を変える。また、標準的な処理よりも多くのデータを調べられるので精度も増す。
【００９４】
多数のアライメントセンサを使用することで、１つのマークについて毎回異なるセンサで多数回位置合わせをする機会が与えられる。この方法によれば、１つのマークがウェーハステージの多くの位置で測定されるので、位置決めシステムについての有意義な情報が得られる。
【００９５】
キャリブレーションが干渉計ミラーの何らかの非平坦性を保証するために実行される。このミラーはウェーハテーブル及び／または計測テーブルの側面にあり、干渉計位置決めシステムにおいて使用される。図２０は、起こり得る問題を示す。本図においてウェーハテーブル２００２のＹミラー２０００の変形が示されている（この変形は原寸ではなく、図示の容易のために極めて誇張されている）。ウェーハの連続するｘ位置（２０ａ、２０ｂ、２０ｃに示す位置）においては、変形したＹミラー２０００によって、干渉計２００４により与えられる計測値に変動が生じる。図２０に示す変形形状では測定ｙ位置はｘ位置とともに増加する。図２１は、Ｘミラー２１００が変形したときに同様の問題がいかに生じるかを示す。干渉計２１０２により与えられる測定値がウェーハテーブル２１０４のｙ位置（２１ａ、２１ｂ、２１ｃに示す位置）とともに変化する。
【００９６】
ｘミラー及び／またはｙミラーの非平坦性を考慮するキャリブレーション処理は、多数のアライメントヘッドを使用してスピードを早めるのに有利である。
【００９７】
そのキャリブレーション方法においては、ウェーハがｘ方向またはｙ方向の一方の複数位置を逐次移動され、このときｘ方向またはｙ方向の他方は調整されていない。この逐次位置の各々において、１つまたは複数のアライメントセンサは、干渉計要素に導かれて、ウェーハ上またはウェーハテーブル上のアライメントマークを測定するよう構成されている。以降の位置では、これらのアライメントセンサはウェーハ上またはウェーハテーブル上の別のアライメントマークを測定する。この例を図２２及び図２３に示す。これらの図はウェーハテーブル２２００のｙ方向の位置をいくつか示し、ウェーハテーブル２２００はアライメントヘッド２２０２及びレベリングセンサ２２０４により測定される。図２２においては、ウェーハテーブル２２００はｙ軸に沿う第１方向に、図２２ａに表される位置から、図２２ｂ、図２２ｃの位置へと移動する。図２３においては、ウェーハテーブル２２００はｙ軸に沿う反対方向に、図２３ａに表される位置から、図２３ｂ、図２３ｃの位置へと移動する。白丸のアライメントヘッド２２０２は非動作を示し、黒丸は測定実行中を示す。アライメントセンサデータはｘ及びｙの測定結果を与える。これにより、アライメントマークの相対位置は既知であるから、ウェーハテーブル２２００のｘ、ｙ、及びθｚそれぞれのオフセットを解くことができる（θｚはｚ軸に沿う所与の位置ｚにおけるｘｙ平面に対する面内回転である）。
【００９８】
図９及び図１０に示し既述のように、公知のリソグラフィ装置は、照射システム９０８と、ウェーハ幅と同程度の長さをもつ検出領域９０６を定義するアレイ状に配列された多数のセンサを有する検出システム９１０と、を備えるレベリングセンサを有する。照射システム９０８は、ｘｙ平面に対し斜めの角度で放射を発し、これが反射されて検出システム９１０により検出される。検出領域９０６は複数の検出点を備えるが、図示の容易のために検出領域として示していると理解されたい。
【００９９】
レベリングセンサシステムもまた、ウェーハテーブルのｚ軸位置を検出する複数のｚセンサを備える。フォーカスマッピング動作においては、そのウェーハにわたってｚ位置情報の検出が決定される。連続する階段状の複数のｙの値について、レベリングセンサシステム９０８、９１０はウェーハ表面のｚ位置を検出し、ｚセンサはウェーハテーブルの位置を検出する。階段状ｙ値は、ウェーハテーブルの連続的なｙ方向移動を与える。ウェーハテーブルのｚ軸位置は、レベリングシステムにより測定されるウェーハｚ高さのデータムポイントとして機能する。露光工程において、エンコーダアーム１００４、１００６に支えられた１組の副ｚセンサがウェーハテーブル位置を検出する。ウェーハテーブルのｚ位置及び（ｙ軸における）傾斜が測定される。レベリングセンサ及び主ｚセンサで既に得られているｚ位置情報が、ウェーハテーブルのｚ高さ調整のためのデータムポイントとして使用される。ウェーハテーブルの高さ調整は副ｚセンサからのフィードバックにより制御される。
【０１００】
上述のｚ位置情報は以前に決定されたものであるから、ウェーハ上面の表面位置制御は、ウェーハ表面の表面位置情報を実際に取得することなく実行されることになる。
【０１０１】
フォーカスキャリブレーション方法が実行される。フィデューシャルマークを備える測定プレート（上述のアライメントセンサのキャリブレーションについてのものと同一のプレート及びフィデューシャルマーク）を１つまたは複数のフォーカスセンサが照射する初期位置へと、ウェーハテーブルが移動される。ｚセンサは既述のようにウェーハテーブル位置を検出し、フォーカスセンサはフィデューシャルマーク位置を含む測定プレート位置を検出する。そうして、ウェーハテーブルとフィデューシャルマークとのｚ軸についての関係が測定される。それからウェーハテーブルは、予め定められた量だけ正のｙ方向に、レチクルからリソグラフィ装置のレンズ素子を通過した投影像にフィデューシャルマークが位置合わせされる位置へと移動される。ｚ位置が副ｚセンサで測定され、既に収集されているウェーハテーブルとフィデューシャルマークとのｚ軸についての関係と比較される。多点フォーカス検出システムの代表検出点のオフセット、すなわち投影光学系ＰＬのベストフォーカス位置と多点フォーカス検出システムの検出原点との偏差を得るために測定される。この測定オフセット値は多点フォーカス検出システムの検出原点を調整するために使用され、多点フォーカス検出システムの代表検出点のオフセットがゼロとされる。この調整は光学的方法または電気的方法のいずれかにより実行されてもよいし、あるいはオフセットは、位置演算を実行するコンピュータに記憶され、行われる演算の調整ファクタとして使用されてもよい。
【０１０２】
上記の方法はウェーハステージを移動させてアライメントマークをアライメントセンサの焦点に合わせることに依存している。しかし、ウェーハテーブルをｚ方向に何度も移動させることは、行われる測定に誤差を増大させ、ウェーハに機械応力をもたらす。
【０１０３】
アライメントマークを焦点に合わせる代替方法は、１つまたは複数のアライメントセンサとともに使用される専用のものであってそのまたは各々のアライメントセンサと同一軸に設けられているレベリングセンサを、フォーカス差を解消する機構とともに設けることである。
【０１０４】
フォーカス差を解消する機構は、アライメントマークの焦点合わせのためにレベリングセンサからの結果を基礎としてアライメントヘッドの各々を移動させる機構を備えてもよい。アライメントヘッドを移動させるためにいかなる適切な機構が使用されてもよく、例えば、アライメントヘッドを直線軸まわりにまたは直線軸に沿って移動させるアクチュエータとして使用される圧電デバイスを考えてもよい。
【０１０５】
あるいは、フォーカス差を解消する機構は、多数のアライメントセンサの焦点を、焦点距離を変えることにより調整するための機構を備えてもよい。これは、アライメントセンサをなす各種の光学素子間の距離を変えることによって行い得る。
【０１０６】
これらの機構の両方（すなわち、アライメントヘッドを移動させる機構、及び焦点を調整する機構）を同一のアライメントヘッドに設けることも可能である。この場合、与えられた状況に応じてそれぞれの機構が選択的に動作可能であってもよい。
【０１０７】
したがって、一連のアライメントマーク全体を、ウェーハテーブルをあるｚ位置に保持した状態で焦点に合わせることができる。ｚセンサは、副アライメントヘッドシステムの１つ、複数、またはすべてのアライメントヘッドに設けられてもよいし、固定された（主）アライメントヘッドのアライメントヘッドに設けられてもよい。ｚセンサはアライメントヘッドの構造物に一体化されていてもよい。
【０１０８】
一実施例においては、センサのフォーカス差のキャリブレーションは、アライメントヘッド移動機構及び焦点調整機構のいずれかを使用するのを粗いキャリブレーションとしてもよい。その次には、アライメントマークを走査しながらアライメントセンサの焦点距離を最大コントラストまたは最小位相コントラスト（すなわち正確な焦点）へと適応させることにより、精細なキャリブレーションを実行してもよい。多数のアライメントセンサを使用すると、ストリーミング走査またはスキャニング走査をウェーハにすることが可能となる。それにより、位置合わせ位置は常に最大コントラスト及び最小コントラストへと焦点を適応させることができる。ｚ方向へのセンサの更なる移動は必要ない。フォーカス調整がこれを解決できるからである。
【０１０９】
更なる一実施例においては、プリアライメントセンサが、最適焦点を予備的に決定するために各アライメントヘッドに設けられていてもよい。プリアライメントセンサは、焦点距離が可変であり最大コントラストまたは最小位相コントラスト（すなわち正確な焦点）に適応可能であるセンサを備える。プリアライメントは例えば、３６０度の走査を柔軟に可能とするアライメントセンサを囲むリング状センサである。プリアライメントセンサからの測定値に依存して、アライメントセンサはｚ方向に移動するか、その焦点距離を調整することができる。
【０１１０】
図９乃至図１７に関して述べたアライメント技術において、アライメント測定と同一の走査においてレベリング測定が実行されてもよい。しかし、加速または減速がチャック及び／またはウェーハをたわませる傾向がある。
【０１１１】
一代替技術においては、レベリングが滑らかな運動（すなわち運動の主要部分においてほぼ等速）で最初に実行され、アライメント測定が戻りの走査で実行される。
【０１１２】
図２２は、第１方向の走査を示す。この方向に、アライメントは測定されることなく、レベリングセンサによりフォーカス測定が実行される。アライメントヘッドは動作していないので、フォーカス測定は、アライメントセンサの手前に連続して位置していると考えられる。
【０１１３】
次に、第２方向の走査によってアライメントが測定される。これが図２３に示される。好ましい一実施例においては、上述のように多数のアライメントヘッドが使用されてもよい。任意的に、レベリングセンサを使用する更なるフォーカス測定が第２方向の操作時に実行されてもよい。
【０１１４】
好ましい一実施例においては、第１走査方向と第２走査方向とは反対方向であり、例えば、ｙ軸に沿う反対の移動方向であってもよいし、ｘ軸でもよい。
【０１１５】
図９乃至図１８に関して述べたアライメント技術においては、１回の走査中にアライメント測定が実行され、続いてレベリング測定が実行される。
【０１１６】
一代替技術においては、この順序が交換され、アライメント測定の前にレベリング測定が実行される。
【０１１７】
この技術の一実施例が図２４に示される。ここに模式的に示されるシステムは、レベリングセンサ２４００がアライメントセンサ２４０２の「前方」に配置されている。ウェーハテーブル２２００がｙ軸に第１方向に、図２４ａにより表される位置から、図２４ｂ、図２４ｃにより表される位置へと移動されるときに、レベリングセンサ２４００は、ウェーハ上の所与の検出領域から情報を、アライメントセンサ２４０２がそれと同一の検出領域から情報を検出する前に、検出する。
【０１１８】
この技術の一代替実施例においては、第２走査方向の第２走査が第２フォーカス測定を実行するために用いられる。これが図２５に示される。ウェーハテーブル２２００がｙ軸に第２方向に、図２５ａにより表される位置から、図２５ｂ、図２５ｃにより表される位置へと移動されるときに、すなわち図２４に示す方向とは反対方向に移動されるときに、アライメントセンサ２４０２は、ウェーハ上の所与の検出領域から情報を、レベリングセンサ２４００がそれと同一の検出領域から情報を検出する前に、検出する。
【０１１９】
第１方向の走査と第２方向の走査とでフォーカス測定結果にいくらかの不一致がある。フォーカスが第１走査方向及び第２走査方向の両方で測定される。２つの測定結果は平均化されるか、あるいは、第１走査方向の露光時に第１走査方向のフォーカス測定結果が使用される（更に、第２走査方向の露光時に第２走査方向のフォーカス測定結果が使用される）。
【０１２０】
更なる特徴においては、図２６に示すように、ｚセンサもアライメントセンサの前方に配置されていてもよい。
【０１２１】
本明細書ではＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用を例として説明しているが、リソグラフィ装置は他の用途にも適用することが可能であるものと理解されたい。他の用途としては、集積光学システム、磁区メモリ用案内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がある。当業者であればこれらの他の適用に際して、本明細書における「ウェーハ」あるいは「ダイ」という用語がそれぞれ「基板」あるいは「目標部分」という、より一般的な用語と同義であるとみなされると理解することができるであろう。基板は露光前または露光後においてトラック（典型的にはレジスト層を基板に塗布し、露光後のレジストを現像する装置）、メトロロジツール、及び／またはインスペクションツールにより処理されてもよい。適用可能であれば、本明細書の開示はこれらのまたは他の基板処理装置にも適用され得る。また、基板は例えば多層ＩＣを製造するために複数回処理されてもよく、その場合には本明細書における基板という用語は既に処理されている多数の処理層を含む基板をも意味する。
【０１２２】
ここでは特に光リソグラフィを本発明に係る実施形態に適用したものを例として説明しているが、本発明は例えばインプリントリソグラフィなど文脈が許す限り他にも適用可能であり、光リソグラフィに限られるものではない。インプリントリソグラフィでは、パターニングデバイスにおけるトポグラフィが基板上に生成されるパターンを定義する。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層に押しつけられ、その状態で電磁放射、熱、圧力またはそれらの組合せを与えることによりレジストが硬化される。レジストの硬化後にパターニングデバイスはレジストから取り外され、そこにパターンが残される。
【０１２３】
本明細書において「放射」及び「ビーム」という用語は、紫外（ＵＶ）放射（例えば約３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、または１２６ｎｍの波長を有する）、極紫外（ＥＵＶ）放射（例えば５乃至２０ｎｍの範囲の波長を有する）、及び、イオンビームまたは電子ビーム等の粒子ビームを含むあらゆる種類の電磁放射を示す。
【０１２４】
「レンズ」という用語は、文脈が許す限り、屈折光学素子、反射光学素子、磁気的光学素子、電磁的光学素子、及び静電的光学素子を含む１つまたは各種の光学素子の組み合わせを指し示すものであってもよい。
【０１２５】
本発明の具体的な実施形態が上述のように説明されたが、本発明は上述の形式以外の形式でも実施可能であると理解されたい。例えば本発明は、上述の方法が記述された機械で読み取り可能な１以上の一連の指示を含むコンピュータプログラムの形式、またはこのようなコンピュータプログラムが記録されたデータ記録媒体（例えば半導体メモリ、磁気ディスク、または光ディスク）の形式をとってもよい。
【０１２６】
上述の説明は例示であり、限定を意図しない。よって、この開示に基づく請求項の範囲から逸脱することなく既述の本発明に変更を加えることができるということは、関連技術の当業者には明らかなことである。
【０１２７】
要約すれば、本開示は以下の特徴の１つまたは複数を含み得る種々の特徴を提供する。
【０１２８】
１．物体のアライメントを測定するための装置を備えるリソグラフィ装置であって、
アライメント検出領域にてアライメントマークの位置を測定するためのアライメント検出器を各々が備える複数のアライメントセンサと、
レベリングセンサ検出領域において物体の高さ及び／または傾斜を測定するためのレベリングセンサと、
レベリングセンサとアライメントセンサとの間のフィードフォワード接続部と、を備えるリソグラフィ装置。
【０１２９】
２．レベリングセンサ検出領域はアライメント検出領域から分離されている、特徴１に記載のリソグラフィ装置。
【０１３０】
３．レベリングセンサ検出領域とアライメント検出領域とはオフセットされた平行な軸上にまたは軸に沿って設けられている、特徴２に記載のリソグラフィ装置。
【０１３１】
４．アライメントセンサは、レベリングセンサからフィードフォワード接続部を通じて高さデータ及び／または傾斜データを受け取り、そのフィードフォワードされたデータに基づいて、各アライメントヘッドがフォーカス合わせされて位置決めされるよう位置調整をする、特徴１乃至３のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
【０１３２】
５．アライメントマークの測定された位置と物体の測定された高さ及び／または測定された傾斜とを受け取り、アライメントマークの測定された位置のための補正ファクタを決定するために前記物体の測定された高さ及び／または測定された傾斜を使用するデータ処理部を備える、特徴１乃至３のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
【０１３３】
６．走査動作において物体を横断して複数のアライメントセンサ及びレベリングセンサを移動させ、その走査動作中にまたはその走査動作の全体にわたって１つまたは複数のアライメントマークの位置を測定しかつ物体の１つまたは複数の点での高さ及び／または傾斜を測定する機構を備える、特徴１乃至５のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
【０１３４】
７．前記走査動作は一方向に実行される、特徴６に記載のリソグラフィ装置。
【０１３５】
８．アライメントセンサの各々はアライメントヘッドに収容されているイメージセンサを備え、アライメントヘッドの各々は互いに独立に移動可能である、特徴１乃至７のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
【０１３６】
９．メトロロジフレームに固定されているアライメントヘッドをさらに備える、特徴８に記載のリソグラフィ装置。
【０１３７】
１０．前記物体はウェーハを備え、前記アライメントマークはウェーハ表面にまたはウェーハステージ上または計測ステージ上に設けられている、特徴１乃至９のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
【０１３８】
１１．リソグラフィ装置内のまたはリソグラフィ装置に関連する物体のアライメントを測定する方法であって、
測定のそれぞれがアライメント検出領域にて行われるよう複数のアライメントマークの位置を測定することと、
レベリングセンサ検出領域において物体の高さ及び／または傾斜を測定することと、
測定された複数のアライメントマークの位置のための補正を提供するために、測定された高さ及び／または傾斜をフィードフォワードすることと、を備える方法。
【０１３９】
１２．レベリングセンサ検出領域はアライメント検出領域から分離されている、特徴１１に記載の方法。
【０１４０】
１３．レベリングセンサ検出領域とアライメント検出領域とはオフセットされた平行な軸上にまたは軸に沿って設けられている、特徴１２に記載の方法。
【０１４１】
１４．フィードフォワードされたデータに基づいて、各アライメントヘッドがフォーカス合わせされて位置決めされるよう１つまたは複数のアライメントセンサの位置を調整することを備える、特徴１１乃至１３のいずれかに記載の方法。
【０１４２】
１５．アライメントマークの測定された位置のための補正ファクタを決定するために前記物体の測定された高さ及び／または測定された傾斜を使用することを備える、特徴１１乃至１４のいずれかに記載の方法。
【０１４３】
１６．走査動作において物体を横断して複数のアライメントセンサ及びレベリングセンサを移動させることと、その走査動作中にまたはその走査動作の全体にわたって１つまたは複数のアライメントマークの位置を測定しかつ物体の１つまたは複数の点での高さ及び／または傾斜を測定することと、を備える、特徴１５のいずれかに記載の方法。
【０１４４】
１７．前記走査動作は一方向に実行される、特徴１６に記載の方法。
【０１４５】
１８．１つまたは複数のアライメントセンサのアライメントヘッドは、フィードフォワードされたデータにより提供された前記補正に応じて移動される、特徴１５乃至１７のいずれかに記載の方法。
【０１４６】
１９．ウェーハを露光する方法であって、ウェーハモデルを再構成することを含み、該ウェーハモデルの再構成はリソグラフィ装置内のまたはリソグラフィ装置に関連する物体のアライメントを測定することにより該ウェーハのアライメントを測定することを含み、該方法は、測定のそれぞれがアライメント検出領域にて行われるよう複数のアライメントマークの位置を測定することと、レベリングセンサ検出領域において物体の高さ及び／または傾斜を測定することと、測定された複数のアライメントマークの位置のための補正を提供するために、測定された高さ及び／または傾斜をフィードフォワードすることと、前記再構成されたウェーハモデルに基づいて露光を実行することと、を備える方法。
【０１４７】
２０．物体のアライメントを測定するための装置を備えるリソグラフィ装置であって、
物体を運ぶためのステージと、
該ステージの位置を測定するための測定デバイスと、
アライメント検出領域にてアライメントマークの位置を測定するためのアライメント検出器を各々が備える複数のアライメントセンサと、
第１の方向に連続する１つまたは複数の位置に、第２の方向に移動させることなく、前記アライメントセンサを移動させるための機構と、
前記連続する位置のうち複数における前記測定デバイスの出力を前記アライメントセンサの出力と比較し、それらの出力に基づいて前記ステージの形状についての不一致を演算する演算部と、を備えるリソグラフィ装置。
【０１４８】
２１．前記ステージの位置を測定するための測定デバイスは干渉計を備える、特徴２０に記載のリソグラフィ装置。
【０１４９】
２２．アライメントセンサの各々はアライメントヘッドに収容されているイメージセンサを備え、アライメントヘッドの各々は互いに独立に移動可能である、特徴２１または２２に記載のリソグラフィ装置。
【０１５０】
２３．メトロロジフレームに固定されているアライメントヘッドをさらに備える、特徴２２に記載のリソグラフィ装置。
【０１５１】
２４．前記アライメントマークはウェーハ表面にまたはウェーハステージ上または計測ステージ上に設けられている、特徴２０乃至２３のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
【０１５２】
２５．物体のアライメントを測定するための装置を備えるリソグラフィ装置であって、
アライメント検出領域にてアライメントマークの位置を測定するためのアライメント検出器を各々が備える複数のアライメントセンサと、
レベリングセンサ検出領域において物体の高さ及び／または傾斜を測定するための複数のレベリングセンサと、を備え、各レベリングセンサは１つまたは複数のアライメントセンサに専用に使用される、リソグラフィ装置。
【０１５３】
２６．フォーカス差を解消するための機構をさらに備える、特徴２５に記載のリソグラフィ装置。
【０１５４】
２７．フォーカス差を解消するための機構は、アライメントマークの焦点合わせをするためにレベリングセンサからの結果を基礎としてアライメントヘッドの各々を移動させる機構を備える、特徴２５に記載のリソグラフィ装置。
【０１５５】
２８．フォーカス差を解消するための機構は、焦点距離を変えることによって多数のアライメントセンサのフォーカス調整をするための機構を備える、特徴２６に記載のリソグラフィ装置。
【０１５６】
２９．アライメントヘッドの移動のための機構、及びフォーカス調整のための機構は、同一のアライメントヘッドに設けられている、特徴２６乃至２８のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
【０１５７】
３０．各レベリングセンサは、専用に使用されるアライメントセンサと同一の軸に設けられている、特徴２５乃至２９のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
【０１５８】
３１．レベリングセンサ検出領域とアライメント検出領域とはオフセットされた平行な軸上にまたは軸に沿って設けられている、特徴２５乃至２９のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
【０１５９】
３２．物体のアライメントを測定するための対応する方法が適用される、特徴２５乃至３１のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
【図１】
2011023726.tif 000003
【図２】
2011023726.tif 000004
【図３】
2011023726.tif 000005
【図４】
2011023726.tif 000006
【図５】
2011023726.tif 000007
【図６】
2011023726.tif 000008
【図７】
2011023726.tif 000009
【図８】
2011023726.tif 000010
【図９】
2011023726.tif 000011
【図１０】
2011023726.tif 000012
【図１１】
2011023726.tif 000013
【図１２】
2011023726.tif 000014
【図１３】
2011023726.tif 000015
【図１４】
2011023726.tif 000016
【図１５】
2011023726.tif 000017
【図１６】
2011023726.tif 000018
【図１７】
2011023726.tif 000019
【図１８】
2011023726.tif 000020
【図１９】
2011023726.tif 000021
【図２０】
2011023726.tif 000022
【図２１】
2011023726.tif 000023
【図２２】
2011023726.tif 000024
【図２３】
2011023726.tif 000025
【図２４】
2011023726.tif 000026
【図２５】
2011023726.tif 000027
【図２６】
2011023726.tif 000028
【外国語明細書】
2011023726000001.pdf
2011023726000002.pdf
2011023726000003.pdf
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