(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射面を有するオブジェクトと、
前記オブジェクトの位置を決定するための干渉計と、
を含み、
前記反射面が第１の領域、第２の領域、及び第３の領域を有し、
前記干渉計が、前記第１の領域を照射することにより前記位置を表す第１の信号を生成し、
前記干渉計が、前記第２の領域を照射することにより前記位置を表す第２の信号を生成し、
前記干渉計が、前記第３の領域を照射することにより前記位置を表す第３の信号を生成し、
前記第１の領域と前記第２の領域が線に沿って互いに対して第１の距離にあり、
前記第２の領域と前記第３の領域が前記線に沿って互いに対して第２の距離にあり、
前記第１の領域と前記第３の領域が前記線に沿って互いに対して第３の距離にあり、
前記第１の距離、前記第２の距離、及び前記第３の距離が互いに異なるものであり、
前記干渉計が、前記第１の信号、前記第２の信号、及び前記第３の信号に基づいて、軸に沿った前記オブジェクトの回転を表す回転信号を提供し、
前記軸が前記反射面に対して平行で、前記線に対して垂直であり、
前記反射面が第４の領域及び第５の領域を有し、
前記第４の領域が前記線に対する第１のオフセットにあり、
前記第５の領域が前記線に対する第２のオフセットにあり、
前記干渉計が、前記第４の領域を照射することにより前記位置を表す第４の信号を生成し、
前記干渉計が、前記第５の領域を照射することにより前記位置を表す第５の信号を生成し、
前記第１のオフセットが前記第２のオフセットとは長さが異なるものである、位置測定システム。
【請求項２】
前記第１の信号、前記第２の信号、及び前記第３の信号に基づいて、前記反射面の形状をさらに決定する、請求項１に記載の位置測定システム。
【請求項３】
前記第１のオフセットが前記第２のオフセットの反対方向にある、請求項１又は２に記載の位置測定システム。
【請求項４】
前記オブジェクトがさらなる軸の周りで回転可能であり、
前記位置測定システムが、前記第１の信号、前記第２の信号、及び前記第３の信号のうちの少なくとも１つに基づき、かつ、前記第４の信号及び前記第５の信号のうちの少なくとも１つに基づいて、前記さらなる軸の周りの前記オブジェクトのさらなる回転を決定する、請求項１から３のいずれかに記載の位置測定システム。
【請求項５】
前記さらなる軸が前記線に対して平行である、請求項４に記載の位置測定システム。
【請求項６】
前記オブジェクトが、第１の反射面と、前記第１の反射面から分離した第２の反射面とを含み、
前記反射面が前記第１の反射面及び前記第２の反射面によって形成され、
前記第１の領域、前記第２の領域、及び前記第３の領域が前記第１の反射面上にあり、
前記第４の領域及び前記第５の領域が前記第２の反射面上にある、請求項１から５のいずれかに記載の位置測定システム。
【請求項７】
前記反射面が第６の領域を有し、
前記干渉計が、前記第６の領域を照射することにより前記位置を表す第６の信号を生成し、
前記第６の領域が前記線に対する第３のオフセットにあり、
前記第４の領域と前記第５の領域が前記線に沿って互いに対して第４の距離にあり、
前記第５の領域と前記第６の領域が前記線に沿って互いに対して第５の距離にあり、
前記第４の領域と前記第６の領域が前記線に沿って互いに対して第６の距離にあり、
前記第４の距離、前記第５の距離、及び前記第６の距離が互いに異なるものである、請求項１から６のいずれかに記載の位置測定システム。
【請求項８】
前記オブジェクトの前記回転に基づいて回転初期化信号を提供する回転ゼロ化システムを含み、
前記位置測定システムが、前記回転信号及び前記回転初期化信号に基づいて前記オブジェクトの絶対回転を決定する、請求項１から７のいずれかに記載の位置測定システム。
【請求項９】
前記オブジェクトの前記位置に基づいて位置初期化信号を提供する位置ゼロ化システムを含み、
前記位置測定システムが、前記第１の信号、前記第２の信号、及び前記第３の信号と、前記位置初期化信号とに基づいて、前記オブジェクトの絶対位置を決定する、請求項１から８のいずれかに記載の位置測定システム。
【請求項１０】
前記干渉計がダブルパス干渉計を含む、請求項１から９のいずれかに記載の位置測定システム。
【請求項１１】
前記干渉計が、第１の測定ビーム、第２の測定ビーム、及び第３の測定ビームを伝搬する光学コンポーネントを含み、
前記第１の測定ビームが前記第１の領域を照射し、
前記第２の測定ビームが前記第２の領域を照射し、
前記第３の測定ビームが前記第３の領域を照射する、請求項１から１０のいずれかに記載の位置測定システム。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれかに記載の前記位置測定システムで使用するための干渉計。
【請求項１３】
請求項１から１１のいずれかに記載の前記位置測定システムと、
パターンを有するパターニングデバイスを保持するためのパターニングデバイス支持体と、
基板上に前記パターンを投影するための投影システムと、
前記基板を保持するための基板テーブルと、
を含み、
前記パターニングデバイス支持体及び前記基板テーブルのうちの１つが前記オブジェクトを含む、リソグラフィ装置。
【請求項１４】
さらなる測定システムを含み、
前記位置測定システムが、第１の軸に沿った前記オブジェクトの前記位置を決定し、
前記さらなる測定システムが、前記第１の軸とは異なる第２の軸に沿った前記オブジェクトの前記位置を決定する、請求項１３に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１５】
前記オブジェクトの前記位置を表すエンコーダ信号を提供するエンコーダシステムを含む、請求項１３又は１４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】
関連出願の相互参照
[001]  本出願は、２０１５年８月４日に出願された欧州特許出願第１５１７９６０７．５号の優先権を主張するものであり、参照により全体が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
[002]  本発明は、位置測定システム、位置測定システムで使用するための干渉計、及び位置測定システムを含むリソグラフィ装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
[003]  リソグラフィ装置は、集積回路（ＩＣ）の製造に使用することができる装置である。この場合、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の個々の層上に形成される回路パターンを生成することができる。このパターンは、放射ビームによって、投影システムを介して、シリコンウェーハなどの基板上のターゲット部分上に転写することができる。パターンの転写は、典型的には、基板上に設けた放射感受性材料の層上への結像により行われる。一般に、１枚の基板は、順次パターンが付与される隣接するターゲット部分のネットワークを含む。従来のリソグラフィ装置は、一度にパターン全体をターゲット部分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、いわゆるステッパを含む。従来のリソグラフィ装置はまた、放射ビームによって所与の方向にパターンをスキャンしながら、この方向に平行あるいは逆平行に基板を同期的に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、いわゆるスキャナを含む。
【０００４】
[004]  放射ビームの断面は典型的に基板の表面よりかなり小さい。したがって、基板の表面上のターゲット部分をすべて露光するために、投影システムに対して基板を移動させる。リソグラフィ装置は、投影システムに対して基板を移動させるためのステージシステム（ｓｔａｇｅ  ｓｙｓｔｅｍ）を有する。ステージシステムは、ターゲット部分が放射ビームの経路内に連続的に配置されるように基板を移動させることができる。
【０００５】
[005]  放射ビームの経路内にターゲット部分のそれぞれを正しく配置するために、リソグラフィ装置には位置測定システムが設けられる。位置測定システムはステージシステムの位置を測定する。位置測定システムは干渉計と反射面とを含む。典型的に、干渉計は静止しており、反射面はステージシステムに取り付けられる。干渉計は、反射面に照射するように配置される。反射面が反射して干渉計に戻す放射は、反射面の位置を表す信号を生成するために干渉計によって使用される。反射面はステージシステムに取り付けられるので、その信号はステージシステムの位置を表す。
【発明の概要】
【０００６】
[006]  反射面の変形及びミスアライメント（ｍｉｓａｌｉｇｎｍｅｎｔ）のために、その信号はステージシステムの位置を適正に表さない可能性がある。その結果、信号が投影システムに対して基板を位置決めするために使用される場合、位置誤差が発生する。この位置誤差により、ターゲット部分にパターンが適正に照射されない可能性がある。
【０００７】
[007]  反射面が平らで、ステージシステム上で適正に位置合わせされることを保証するために多大な注意が払われるが、通常、反射面の形状を測定し、その結果得られるミラーマップを使用して、その信号に適用すべき訂正を決定することが必要である。２０１３年２月２８日に公開され、参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願第２０１３／００５０６７５Ａ１号では、反射面を測定し、ミラーマップを作成するための較正方法を開示している。
【０００８】
[008]  しかしながら、既知の較正方法は、ステージシステムの種々の向き及び位置で測定を実行するために干渉計システムを必要とするので、この較正方法は時間のかかるものである。既知の較正方法に必要な時間は、リソグラフィ装置のスループットに著しく影響を及ぼす可能性がある。ステージシステムの周りの大気条件がしばしば変化する場合、スループットは特に影響を受ける。例えば、ステージシステムの周りの湿度がしばしば変化する場合、反射面をステージシステムに接続する接着剤が流動する可能性がある。接着剤は湿度の変化に敏感である場合が多い。湿度は、大気条件が大気から真空に変化する時に変化する場合もあれば、乾燥空気が湿り空気と混合された時に変化する場合もある。変化する大気条件のために、反射面はしばしば較正する必要がある。
【０００９】
[009]  本発明の一目的は、正確かつ迅速に較正することができる位置測定システムを提供することである。
【００１０】
[010]  本発明の第１の態様により、反射面を有するオブジェクトと、オブジェクトの位置を決定するための干渉計とを含む位置測定システムが提供される。反射面は第１の領域、第２の領域、及び第３の領域を有する。干渉計は、第１の領域を照射することによりその位置を表す第１の信号を生成するように配置される。干渉計は、第２の領域を照射することによりその位置を表す第２の信号を生成するように配置される。干渉計は、第３の領域を照射することによりその位置を表す第３の信号を生成するように配置される。第１の領域と第２の領域は線に沿って互いに対して第１の距離にある。第２の領域と第３の領域はその線に沿って互いに対して第２の距離にある。第１の領域と第３の領域はその線に沿って互いに対して第３の距離にある。第１の距離、第２の距離、及び第３の距離は互いに異なるものである。干渉計は、第１の信号、第２の信号、及び第３の信号に基づいて、軸に沿ったオブジェクトの回転を表す回転信号を提供するように配置される。この軸は反射面に対して平行で、線に対して垂直である。
【００１１】
[011]  本発明の第２の態様により、上述の位置測定システムと、パターンを有するパターニングデバイスを保持するためのパターニングデバイス支持体と、基板上にパターンを投影するための投影システムと、基板を保持するための基板テーブルとを含むリソグラフィ装置が提供される。パターニングデバイス支持体及び基板テーブルのうちの１つはオブジェクトを含む。
【００１２】
[012]  対応する参照符号が対応する部分を示す添付の概略図を参照しながら以下に本発明の実施形態について説明するが、これは単に例示としてのものに過ぎない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明によるリソグラフィ装置を図示している。
【図２】本発明の一実施形態による位置測定システムを図示している。
【図３】本発明のさらなる実施形態による位置測定システムを図示している。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
[013]  本発明の諸実施形態を説明するために、デカルト座標系を使用する。この座標系はｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸を有し、それぞれが他の軸に対して垂直である。この座標系は、例示目的のみのものであり、本発明の範囲を制限するために使用してはならない。
【００１５】
[014]  図１は、本発明による位置測定システムを有するリソグラフィ装置を概略的に示す。リソグラフィ装置は、照明システムＩＬ、パターニングデバイス支持体ＭＴ、基板テーブルＷＴ及び投影システムＰＳを備えることができる。
【００１６】
[015]  照明システムＩＬは、放射ビームＢを調整するように構成されている。照明システムＩＬは、放射を誘導し、整形し、又は制御するための、屈折型、反射型、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。
【００１７】
[016]  図１を参照すると、照明システムＩＬは放射源ＳＯから放射ビームを受ける。放射源ＳＯ及びリソグラフィ装置は、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の助けにより、放射源ＳＯから照明システム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の一体部分であってもよい。放射源ＳＯ及び照明システム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。
【００１８】
[017]  照明システム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を備えることができる。さらに、照明システムＩＬは、インテグレータＩＮ及びコンデンサＣＯなどの他の様々なコンポーネントを含むことができる。照明システムＩＬを用いて放射ビームＢを調節し、その断面に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。
【００１９】
[018]  本明細書において使用する「放射ビーム」という用語は、紫外線（例えば３６５，３５５，２４８，１９３，１５７又は１２６ｎｍの波長を有する）、極紫外線（ＥＵＶ）放射を含むすべてのタイプの電磁放射を包含し、（例えば、５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）放射線、ならびにイオンビーム又は電子ビームなどの粒子ビームを含む。
【００２０】
[019]  パターニングデバイス支持体ＭＴ（例えば、マスクテーブル）は、パターニングデバイスＭＡ（例えば、マスク又はレチクル）を支持するためのものである。パターニングデバイス支持体ＭＴは、特定のパラメータに従って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の位置決めシステムＰＭに接続される。
【００２１】
[020]  パターニングデバイス支持体ＭＴは、パターニングデバイスＭＡを支持、すなわちその重量を支えている。パターニングデバイス支持体ＭＴは、パターニングデバイスＭＡの方向、リソグラフィ装置の設計等の条件、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に応じた方法で、パターニングデバイスＭＡを保持する。パターニングデバイス支持体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、静電式等のクランプ技術を使用することができる。パターニングデバイス支持体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。パターニングデバイス支持体ＭＴは、パターニングデバイスＭＡが例えば投影システムＰＳなどに対して確実に所望の位置に来るようにできる。
【００２２】
[021]  本明細書において使用する「パターニングデバイス」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。ここで、放射ビームＢに付与されるパターンは、例えばパターンが位相シフトフィーチャ又はいわゆるアシストフィーチャを含む場合、基板Ｗのターゲット部分Ｃにおける所望のパターンに正確には対応しないことがある点に留意されたい。一般的に、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。
【００２３】
[022]  パターニングデバイスＭＡは透過性又は反射性でよい。パターニングデバイスＭＡの例には、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パネルがある。マスクはリソグラフィにおいて周知のものであり、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、ミラーは各々、入射する放射ビームを異なる方向に反射するよう個々に傾斜することができる。傾斜したミラーは、ミラーマトリクスによって反射する放射ビームにパターンを付与する。本明細書に示すように、リソグラフィ装置は透過型であり、透過型マスクを使用する。
【００２４】
[023]  基板テーブルＷＴ（例えばウェーハテーブル）は、基板Ｗ（例えばレジストコートウェーハ）を保持するためのものである。基板テーブルＷＴは、特定のパラメータに従って基板Ｗを正確に位置決めするように構成された第２の位置決めシステムＰＷに接続される。
【００２５】
[024]  投影システムＰＳは、パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢに付与されたパターンを基板Ｗのターゲット部分Ｃ上に投影するように構成される。
【００２６】
[025]  本明細書において使用する「投影システム」という用語は、例えば使用する露光放射、又は液浸液の使用や真空の使用などの他の要因に合わせて適宜、例えば屈折光学システム、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、電磁気光学システム及び静電気光学システム、又はそ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ＰＳを網羅するものとして広義に解釈されるべきである。
【００２７】
[026]  放射ビームＢは、パターニングデバイス支持体ＭＴ上に保持されたパターニングデバイスＭＡに入射し、パターニングデバイスＭＡによってパターン形成される。パターニングデバイスＭＡを横断した後、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の位置決めシステムＰＷ及び位置センサＩＦ（例えば、干渉計、リニアエンコーダ、又は容量センサ）の助けにより、基板テーブルＷＴを、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正確に移動できる。同様に、第１の位置決めシステムＰＭ及び別の位置センサ（図１には示されていない）を使用して、パターニングデバイス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。一般に、パターニングデバイス支持体ＭＴの移動は、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することができる。ロングストロークモジュールは、長距離にわたって投影システムＰＳに対するショートストロークモジュールの粗動位置決めを提供する。ショートストロークモジュールは、狭い範囲にわたってロングストロークモジュールに対するパターニングデバイスＭＡの微動位置決めを提供する。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第２の位置決めシステムＰＷの一部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使用して実現することができる。（スキャナとは対照的に）ステッパの場合、パターニングデバイス支持体ＭＴは、ショートストロークアクチュエータにのみ接続されてもよいし、固定されてもよい。第１の位置決めシステムＰＭ及び第２の位置決めシステムＰＷはそれぞれ、ステージシステムの一部とみなされてもよい。
【００２８】
[027]  パターニングデバイス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。図示の基板アライメントマークＰ１、Ｐ２は、専用のターゲット部分を占めるが、ターゲット部分Ｃの間の空間に配置されていてもよい。同様に、パターニングデバイスＭＡ上に複数のダイが設けられている状況では、マスクアライメントマークＭ１、Ｍ２はダイ間に配置することができる。
【００２９】
[028]  リソグラフィ装置は、２つ以上の基板テーブルＷＴ及び／又は２つ以上のパターニングデバイス支持体ＭＴを有するタイプであってもよい。少なくとも１つの基板テーブルＷＴに加えて、リソグラフィ装置は、測定を実行するように構成されているが、基板を保持するように構成されていない測定テーブルを備えることができる。測定テーブルは、例えば、放射ビームＢの特性を測定するように構成することができる。
【００３０】
[029]  リソグラフィ装置は、投影システムＰＳと基板Ｗとの間の空間を充填するように、基板の少なくとも一部を水などの比較的高い屈折率を有する液体で覆えるタイプでもよい。液浸液は、リソグラフィ装置内の他の空間、例えばパターニングデバイスＭＡと投影システムＰＳとの間にも適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当該技術分野において周知である。本明細書で使用する「液浸」という用語は、基板Ｗなどの構造を液体に沈めなければならないという意味ではなく、露光中に投影システムＰＳと基板Ｗの間に液体が存在するというほどの意味である。
【００３１】
[030]  図示された装置は、以下の３つのモードのうちの少なくとも１つで使用可能である。
【００３２】
[031]  第１のモード、いわゆるステップモードでは、パターニングデバイス支持体ＭＴ及び基板テーブルＷＴは、基本的に静止状態に保たれ、放射ビームに与えられたパターン全体が一度にターゲット部分Ｃに投影される。次いで、基板テーブルＷＴは、第２の位置決めシステムＰＷによってＸ方向及び／又はＹ方向にシフトされ、異なるターゲット部分Ｃを露光することができる。
【００３３】
[032]  第２のモード、いわゆるスキャンモードでは、パターニングデバイス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。パターニングデバイス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（縮小）倍率及び像反転特性によって決定することができる。
【００３４】
[033]  第３のモードでは、パターニングデバイス支持体ＭＴはプログラマブルパターニングデバイスＭＡを保持しながら本質的に定常に維持され、放射ビームＢに付与されたパターンがターゲット部分Ｃに投影される間、基板テーブルＷＴは移動又はスキャンされる。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の各動きの後、又はスキャン中の連続する放射パルス間に、必要に応じて更新される。この動作モードは、前述のような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ＭＡを利用するマスクレスリソグラフィに容易に適用可能である。
【００３５】
[034]  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。
【００３６】
[035]  図２は、本発明の一実施形態による位置測定システム２００を図示している。位置測定システム２００は、反射面２０４を有するオブジェクト２０２を含み、オブジェクト２０２の位置を決定するための干渉計２０６を含む。反射面２０４は、第１の領域２１０ａ、第２の領域２１０ｂ、及び第３の領域２１０ｃを有する。干渉計２０６は、第１の領域２１０ａを照射することによりオブジェクト２０２の位置を表す第１の信号を生成するように配置される。干渉計２０６は、第２の領域２１０ｂを照射することによりオブジェクト２０２の位置を表す第２の信号を生成するように配置される。干渉計２０６は、第３の領域２１０ｃを照射することによりオブジェクト２０２の位置を表す第３の信号を生成するように配置される。第１の領域２１０ａと第２の領域２１０ｂは１本の線２１２に沿って互いに対して第１の距離２１４ａにある。第２の領域２１０ｂと第３の領域２１０ｃはその線２１２に沿って互いに対して第２の距離２１４ｂにある。第１の領域２１０ａと第３の領域２１０ｃはその線２１２に沿って互いに対して第３の距離２１４ｃにある。第１の距離２１４ａ、第２の距離２１４ｂ、及び第３の距離２１４ｃは互いに異なるものである。
【００３７】
[036]  第１の領域２１０ａは、測定ビーム２０８ａが入射する反射面２０４の領域である。第２の領域２１０ｂは、測定ビーム２０８ｂが入射する反射面２０４の領域である。第３の領域２１０ｃは、測定ビーム２０８ｃが入射する反射面２０４の領域である。
【００３８】
[037]  位置測定システム２００は位置センサＩＦを含むことができる。オブジェクト２０２は、パターニングデバイス支持体ＭＴ、基板テーブルＷＴ、第１の位置決めシステムＰＭ、又は第２の位置決めシステムＰＷによって構成することができる。
【００３９】
[038]  線２１２は、ｘ軸に対して平行で、反射面２０４の平面内にある線として示される。代替的に、線２１２は、ｘ軸に対して平行とは異なる方向、例えば、ｚ軸に対して平行又はｘｚ平面内の任意の他の方向を有することができる。線２１２の方向は、反射面２０４上の第１の領域２１０ａ及び第２の領域２１０ｂの位置によって決定することができる。代替的に、線２１２の方向は、反射面２０４上の第３の領域２１０ｃの位置と、第１の領域２１０ａ及び第２の領域２１０ｂのうちの一方の位置によって決定することができる。第１の距離２１４ａ、第２の距離２１４ｂ、及び第３の距離２１４ｃは線２１２の方向に沿って決定することができる。
【００４０】
[039]  干渉計２０６は、測定ビーム２０８ａで第１の領域２１０ａを照射することにより第１の信号を生成する。測定ビーム２０８ａは、第１の領域２１０ａによって反射されて干渉計２０６に戻る。干渉計２０６は、第１の領域２１０ａから反射された測定ビーム２０８ａと参照ビーム（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  ｂｅａｍ）を結合して干渉する。第１の領域２１０ａから反射された測定ビーム２０８ａと参照ビームとの干渉に基づいて、干渉計２０６は第１の信号を提供することができる。第１の信号は、オブジェクト２０２と干渉計２０６との間のｙ方向の距離を表すことができる。
【００４１】
[040]  干渉計２０６は、測定ビーム２０８ｂで第２の領域２１０ｂを照射することにより第２の信号を生成する。測定ビーム２０８ｂは、第２の領域２１０ｂによって反射されて干渉計２０６に戻る。干渉計２０６は、第２の領域２１０ｂから反射された測定ビーム２０８ｂと参照ビームを結合して干渉する。第１の領域２１０ａから反射された測定ビーム２０８ｂと参照ビームとの干渉に基づいて、干渉計２０６は第２の信号を提供することができる。第２の信号は、オブジェクト２０２と干渉計２０６との間のｙ方向の距離を表すことができる。
【００４２】
[041]  干渉計２０６は、測定ビーム２０８ｃで第３の領域２１０ｃを照射することにより第３の信号を生成する。測定ビーム２０８ｃは、第３の領域２１０ｃによって反射されて干渉計２０６に戻る。干渉計２０６は、第３の領域２１０ｃから反射された測定ビーム２０８ｃと参照ビームを結合して干渉する。第３の領域２１０ｃから反射された測定ビーム２０８ｃと参照ビームとの干渉に基づいて、干渉計２０６は第３の信号を提供することができる。第３の信号は、オブジェクト２０２と干渉計２０６との間のｙ方向の距離を表すことができる。
【００４３】
[042]  第１の信号、第２の信号、及び第３の信号がそれぞれオブジェクト２０２の位置、例えば、ｙ位置を表す場合、第１の信号、第２の信号、及び第３の信号は共同で冗長位置情報を形成する。この冗長情報に基づいて、反射面２０４の形状を決定することができる。
【００４４】
[043]  実際には、反射面２０４は図２に示されているものよりｘ方向により大きいものである可能性があり、したがって、オブジェクト２０２の移動後、第１の領域２１０ａは、移動前に第２の領域２１０ｂであった反射面２０４上の位置にある。同様に、オブジェクト２０２の移動後、第２の領域２１０ｂは、移動前に第３の領域２１０ｃであった反射面２０４上の位置にある。一実施形態では、第３の距離２１４ｃはｘ方向の反射面２０４の長さよりかなり小さい。
【００４５】
[044]  第１の距離２１４ａは第２の距離２１４ｂとは異なるので、第１の信号、第２の信号、及び第３の信号を介して、第１の距離２１４ａが第２の距離２１４ｂと同じである場合に観察可能であると思われない反射面２０４の形状における空間周波数を観察することが可能である。一実施形態では、第１距離２１４ａは第２の距離２１４ｂの整数倍と等しくなく、逆の場合も同様である。その実施形態では、第１の距離２１４ａと第２の距離２１４ｂとの差は、第１の距離２１４ａに適合するより高次の空間周波数が第２の距離２１４ｂに適合しないようになっている。例えば、第１の距離２１４ａと第２の距離２１４ｂはそれぞれ、４ｍｍと５ｍｍ、又は９ｍｍと１０ｍｍ、又は１３ｍｍと１５ｍｍ、又は２５ｍｍと２６ｍｍにすることができる。第１の距離２１４ａと第２の距離２１４ｂとの差は０．５ｍｍ又は１ｍｍ又は２ｍｍにすることができる。
【００４６】
[045]  一実施形態では、位置測定システム２００は、第１の信号、第２の信号、及び第３の信号に基づいて１本の軸に沿ったオブジェクト２０２の回転を表す回転信号を提供するように配置され、この軸は反射面２０４に対して平行で、線２１２に対して垂直である。例えば、位置測定システム２００は、ｚ軸に沿ったオブジェクト２０２の回転を表すための回転信号を提供するように配置される。回転の中心次第で、この回転により、第１の領域２１０ａ、第２の領域２１０ｂ、及び第３の領域２１０ｃのｙ位置が互いに異なるように変位することになる。例えば、ｚ軸に沿った回転の中心が第２の領域２１０ｂにある場合、第１の領域２１０ａは正のｙ方向に移動することができ、第３の領域２１０ｃは負のｙ方向に移動することができ、第２の領域２１０ｂは実質的に同じｙ位置に残存することができる。
【００４７】
[046]  第１の距離２１４ａは第２の距離２１４ｂとは異なるので、回転信号は絶対信号であり、即ち、第１の信号、第２の信号、及び第３の信号のそれぞれより大きい範囲について固有の値を有する。第１の信号、第２の信号、及び第３の信号がインクリメンタル信号（ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌ  ｓｉｇｎａｌ）である場合でも、第１の距離２１４ａは第２の距離２１４ｂとは異なるので、第１の信号、第２の信号、及び第３の信号の組み合わせはｚ軸の周りの回転の大きい範囲について固有のものになる可能性がある。第１の距離２１４ａと第２の距離２１４ｂとの間について小さい差を選択することにより、例えば、第１の距離２１４ａが第２の距離２１４ｂの７０％、８０％、９０％、又は９５％である場合、範囲を大きいものにすることができる。
【００４８】
[047]  図３は、本発明のさらなる実施形態による位置測定システム２００を図示している。図３は、図２に図示されている実施形態と同じ参照番号のうちのいくつかを図示している。加えて、図３は、反射面２０４上に第４の領域３１０ａ及び第５の領域３１０ｂを示している。第４の領域３１０ａは線２１２に対する第１のオフセット３０２ａにある。第５の領域３１０ｂは線２１２に対する第２のオフセット３０２ｂにある。干渉計２０６は、第４の領域３１０ａを照射することによりオブジェクト２０２の位置を表す第４の信号を生成するように配置される。干渉計２０６は、第５の領域３１０ｂを照射することによりオブジェクト２０２の位置を表す第５の信号を生成するように配置される。第１のオフセット３０２ａは第２のオフセット３０２ｂとは異なるものである。
【００４９】
[048]  オブジェクト２０２は、さらなる軸、例えば、ｘ軸の周りで回転可能にすることができる。位置測定システム２００は、第１の信号、第２の信号、及び第３の信号のうちの少なくとも１つと、第４の信号及び第５の信号のうちの少なくとも１つとに基づいて、ｘ軸の周りのオブジェクト２０２の回転を決定するように配置することができる。例えば、位置測定システム２００は、第１の信号で示された第１のｙ位置、第４の信号によって示された第２のｙ位置、及びｚ軸に沿った第１の領域２１０ａと第４の領域３１０ａとの距離について、ｘ軸の周りの回転を決定するように配置される。一実施形態では、ｘ軸は線２１２に対して平行である。「回転可能」という用語は「傾斜可能」という用語と同じ意味を有することができる。
【００５０】
[049]  位置測定システム２００は、オブジェクト２０２の回転に基づいて回転初期化信号（ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ  ｉｎｉｔｉａｌｉｚａｔｉｏｎ  ｓｉｇｎａｌ）を提供するように配置された回転ゼロ化システム（ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ  ｚｅｒｏｉｎｇ  ｓｙｓｔｅｍ）を含むことができる。回転ゼロ化システムは、オブジェクト２０２の回転位置を決定できる任意のタイプのセンサにすることができる。干渉計２０６は、特定の測定期間を備えたインクリメンタル干渉計（ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌ  ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ）にすることができる。干渉計２０６は、測定期間内に絶対位置を正確に決定することができるが、その測定期間を単独で決定することはできない。したがって、干渉計２０６は、オブジェクト２０２の絶対位置を決定するために回転初期化信号を必要とする可能性がある。回転ゼロ化システムは干渉計２０６より正確ではない可能性がある。しかしながら、回転ゼロ化システムは、干渉計２０６が正しい測定期間を決定できるように十分に正確である必要がある。必要な回転ゼロ化システムの正確さは位相キャプチャレンジ（ｐｈａｓｅ  ｃａｐｔｕｒｅ  ｒａｎｇｅ）という。
【００５１】
[050]  第１のオフセット３０２ａは第２のオフセット３０２ｂとは異なるので、位相キャプチャレンジは著しく増加することができ、あまり正確ではない回転ゼロ化システムの使用を可能にし、回転ゼロ化システムが正しい初期化信号を提供できない可能性を低減する。
【００５２】
[051]  以下の例では、第１の信号、第４の信号、及び第５の信号を使用することにより、ｘ軸に沿ったオブジェクト２０２の回転が決定される。代替的に、他の信号を使用することもできるであろう。第１のオフセット３０２ａは第２のオフセット３０２ｂとは異なるので、第１のオフセット３０２ａが第２のオフセット３０２ｂと同じである場合にそうなるように、ｘ軸に沿ったかなり大きい回転の後に、第１の信号、第４の信号、及び第５の信号の組み合わせが繰り返して現れる。本発明者は、第１のオフセット３０２ａと第２のオフセット３０２ｂとの差で第１のオフセット３０２ａを割ることによって計算できる倍数だけ位相キャプチャレンジが増加することを発見した。したがって、差が小さい場合、結果的に位相キャプチャレンジが大きく増加することになるであろう。
【００５３】
[052]  図３では、第１のオフセット３０２ａ及び第２のオフセット３０２ｂはそれぞれ線２１２より下にある。一実施形態では、第１のオフセット３０２ａ及び第２のオフセット３０２ｂの一方は線２１２より下にあり、第１のオフセット３０２ａ及び第２のオフセット３０２ｂのもう一方は反対方向、即ち、線２１２より上にある。第１の領域２１０ａ、第２の領域２１０ｂ、及び第３の領域２１０ｃのうちの１つは線２１２に対するオフセットを有することができる。図３では、第３の領域２１０ｃは線２１２に対する第３のオフセット３０４を有する。第１のオフセット３０２ａ及び第２のオフセット３０２ｂの一方の代わりに又はそれと組み合わせて第３のオフセット３０４を使用して、位相キャプチャを増加することができる。第１のオフセット３０２ａ、第２のオフセット３０２ｂ、及び第３のオフセット３０４はいずれも位相キャプチャを増加するために使用することができる。
【００５４】
[053]  図３では、反射面２０４は第６の領域３１０ｃを有する。干渉計２０６は、第６の領域３１０ｃを照射することによりオブジェクト２０２の位置を表す第６の信号を生成するように配置される。第６の領域３１０ｃは線２１２に対するオフセットにある。第４の領域３１０ａと第５の領域３１０ｂは線２１２に沿って互いに対して第４の距離３１４ａにある。第５の領域３１０ｂと第６の領域３１０ｃは線２１２に沿って互いに対して第５の距離３１４ｂにある。第４の領域３１０ａと第６の領域３１０ｃは線２１２に沿って互いに対して第６の距離３１４ｃにある。第４の距離３１４ａ、第５の距離３１４ｂ、及び第６の距離３１４ｃは互いに異なるものである。上記の記載内容と同様に、第４の信号、第５の信号、及び第６の信号を使用して、反射面２０４の形状を決定することができる。反射面２０４が単一ミラーによって形成される場合、第１の信号、第２の信号、第３の信号、第４の信号、第５の信号、及び第６の信号を使用すると、反射面２０４の形状を迅速に決定することができる。
【００５５】
[054]  一実施形態では、反射面は第１の反射面及び第２の反射面によって形成される。第１の領域、第２の領域、及び第３の領域は第１の反射面上にある。第４の領域及び第５の領域は第２の反射面上にある。第１の信号、第２の信号、第３の信号を使用して、第１の反射面の形状を決定することができる。第４の信号及び第５の信号を使用して、第２の反射面の形状を決定することができる。さらに、第６の信号を使用して、第２の反射面の形状を決定することもできる。第１の反射面と第２の反射面は互いに分離することができる。第１の反射面は第１のミラーによって形成することができ、第２の反射面は第２のミラーによって形成することができる。
【００５６】
[055]  図２では単一の測定ビーム２０８ａのみが第１の領域２１０ａを照射していることを示していたが、干渉計２０６はダブルパス干渉計（ｄｏｕｂｌｅ−ｐａｓｓ  ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ）を含むことができる。ダブルパス干渉計は測定ビーム２０８ａを提供し、第１の領域２１０ａを照射することができる。測定ビーム２０８ａが第１の領域２１０ａから反射して干渉計２０６に戻ると、干渉計２０６は測定ビーム２０８ａを反射して第１の領域２１０ａに戻すことができる。その場合、測定ビーム２０８ａは２つの測定ビームを含む。ダブルパス干渉計は、オブジェクト２０２が回転される場合でも第１の信号を依然として生成できるという利点を有する。干渉計２０６は、測定ビーム２０８ａ、２０８ｂ、及び２０８ｃのうちの１つ以上についてダブルパス干渉計にすることができる。
【００５７】
[056]  干渉計は、第１の測定ビーム２０８ａ、第２の測定ビーム２０８ｂ、及び第３の測定ビーム２０８ｃを伝搬するように配置された光学コンポーネントを含むことができる。この光学コンポーネントは単一のコンポーネントにすることができる。代替的に、この光学コンポーネントは２つ以上の部分に分割することができる。１つの部分は、第１の測定ビーム２０８ａ、第２の測定ビーム２０８ｂ、及び第３の測定ビーム２０８ｃのうちの１つのみを伝搬することができる。
【００５８】
[057]  一実施形態では、位置測定システム２００には、オブジェクト２０２の位置に基づいて位置初期化信号（ｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｉｎｉｔｉａｌｉｚａｔｉｏｎ  ｓｉｇｎａｌ）を提供するように配置された位置ゼロ化システム（ｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｚｅｒｏｉｎｇ  ｓｙｓｔｅｍ）が設けられる。位置測定システム２００は、第１の信号、第２の信号、及び第３の信号と、位置初期化信号とに基づいて、オブジェクト２０２の絶対位置を決定するように配置することができる。
【００５９】
[058]  干渉計２０６が特定の測定期間を備えたインクリメンタル干渉計を含む場合、干渉計２０６はオブジェクト２０２の絶対位置を決定するために位置初期化信号を必要とする可能性がある。位置ゼロ化システムは干渉計２０６より正確ではない可能性がある。しかしながら、位置ゼロ化システムは、干渉計２０６が正しい測定期間を決定できるように十分に正確である必要がある。必要な位置ゼロ化システムの正確さも位相キャプチャレンジという。
【００６０】
[059]  第１の距離２１４ａは第２の距離２１４ｂとは異なるので、位相キャプチャレンジは著しく増加することができ、あまり正確ではない位置ゼロ化システムの使用を可能にし、位置ゼロ化システムが正しい位置初期化信号を提供できない可能性を低減する。第１の距離２１４ａは第２の距離２１４ｂとは異なるので、第１の距離２１４ａが第２の距離２１４ｂと同じである場合にそうなるように、ｘ軸に沿ったかなり大きい並進の後に、第１の信号、第２の信号、及び第３の信号の組み合わせが繰り返して現れる。本発明者は、第１の距離２１４ａと第２の距離２１４ｂとの差で第１の距離２１４ａを割ることによって計算できる倍数だけ位相キャプチャレンジが増加することを発見した。したがって、差が小さい場合、結果的に位相キャプチャレンジが大きく増加することになるであろう。
【００６１】
[060]  位置測定システム２００は、パターニングデバイス支持体ＭＴ及び基板テーブルＷＴのうちの少なくとも１つの位置を決定するためにリソグラフィ装置で使用することができる。
【００６２】
[061]  リソグラフィ装置にはさらなる位置測定システムを設けることができる。位置測定システム２００は、第１の軸、例えば、ｙ軸に沿ったオブジェクト２０２の位置を決定するように配置することができる。さらなる測定システムは、第１の軸とは異なる第２の軸、例えば、ｘ軸に沿ったオブジェクト２０２の位置を決定するように配置することができる。
【００６３】
[062]  位置測定システム２００は、オブジェクト２０２の位置を表すエンコーダ信号を提供するように配置されたエンコーダシステムと組み合わせて使用することができる。エンコーダ信号は、位置測定システム２００によって提供された信号と同じオブジェクト２０２の位置、例えば、ｙ位置を表すことができる。代替的に、エンコーダ信号は、位置測定システム２００の信号とは異なる軸におけるオブジェクト２０２の位置を表すことができる。位置測定システム２００を使用してエンコーダシステムを較正することができる。
【００６４】
[063]  上述のオブジェクト２０２の位置は、ｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸のうちの１つ以上に沿った位置にすることができる。オブジェクト２０２の位置は、ｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸のうちの１つ以上の周りの回転にすることができる。
【００６５】
[064]  反射面２０４はｘｚ平面に対して平行な表面として示されているが、反射面２０４は異なる向きにすることもできる。反射面２０４は測定ビーム２０８ａの方向に対して垂直である場合もあれば、測定ビーム２０８ａに対して他の角度である場合もある。この角度は、３０度又は４５度又は６０度にするか、あるいは第１の信号、第２の信号、及び第３の信号を提供するために干渉計２０６に適した任意のその他の角度にすることができる。追加の反射面を使用して、測定ビーム２０８ａ、２０８ｂ、２０８ｃを方向付けることができる。追加の反射面は静止している場合もあれば、オブジェクト２０２に接続されるか又は干渉計に接続される場合もある。
【００６６】
[065]  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Ｗ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。さらに基板Ｗ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Ｗという用語は、既に複数の処理済み層を含む基板Ｗも指すことができる。
【００６７】
[066]  以上、本発明の特定の実施形態について説明したが、本発明は、記載された以外の方法で実施されてもよいことが理解されよう。
【００６８】
[067]  上記の説明は例示的なものであり、限定するものではない。したがって、以下に示す特許請求の範囲から逸脱することなく、記載された本発明に対して変更を加えることができることは、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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