(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準に対する物体の位置を測定するための位置測定システムであって、前記位置測定システムは２つの干渉計を備え、
各干渉計は、入力放射から基準ビーム及び測定ビームを形成し、かつ前記基準ビームと前記測定ビームとを組み合わせて検出器へと送られる出力放射を提供するように構成され、
各干渉計は、前記基準ビームが反射要素からの入力放射の反射によって形成され、かつ前記測定ビームが前記物体上の格子からの入射放射の回折によって形成されるように構成され、
前記反射要素は、前記入力放射の一部を反射して、前記測定ビームの方向に平行な方向の前記基準ビームを形成するように配置され、
前記反射要素は、前記干渉計の前記測定ビームを形成する方向の真正面にある、
位置測定システム。
【請求項２】
前記反射要素は、前記入力放射の別の部分を伝搬させて前記測定ビームを形成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３】
前記２つの干渉計の前記入力放射は、異なる位置において前記物体上の前記格子に入射し、それによって、一方の干渉計の前記入力放射の前記反射は、他方の干渉計の動作を妨げない、請求項１または請求項２に記載の位置測定システム。
【請求項４】
基準に対する物体の位置を測定するための位置測定システムであって、前記位置測定システムは２つの干渉計を備え、
各干渉計は、入力放射から基準ビーム及び測定ビームを形成し、かつ前記基準ビームと前記測定ビームとを組み合わせて検出器へと送られる出力放射を提供するように構成され、
各干渉計は、前記基準ビームが反射要素からの入力放射の反射によって形成され、かつ前記測定ビームが前記物体上の格子からの入射放射の回折によって形成されるように構成され、
前記反射要素は、前記入力放射の一部を反射して、前記測定ビームの方向に平行な方向の前記基準ビームを形成するように配置され、
前記２つの干渉計の前記入力放射は、実質的に同じ場所にて前記物体上の前記格子に入射し、前記物体は、前記反射要素を含み、それによって、前記反射要素からの一方の干渉計の前記入力放射の前記反射は、他方の干渉計に対する基準ビームである、
位置測定システム。
【請求項５】
基準に対する物体の位置を測定するための位置測定システムであって、前記位置測定システムは２つの干渉計を備え、
各干渉計は、入力放射から基準ビーム及び測定ビームを形成し、かつ前記基準ビームと前記測定ビームとを組み合わせて検出器へと送られる出力放射を提供するように構成され、
各干渉計は、前記基準ビームが反射要素からの入力放射の反射によって形成され、かつ前記測定ビームが前記物体上の格子からの入射放射の回折によって形成されるように構成され、
前記反射要素は、前記入力放射の一部を反射して、前記測定ビームの方向に平行な方向の前記基準ビームを形成するように配置され、
第３干渉計をさらに備え、前記第３干渉計は、前記入力放射から第１基準ビーム及び第２基準ビームを形成し、かつ前記１基準ビームと前記２基準ビームとを組み合わせて対応する検出器へと送られる出力放射を提供するように構成され、
前記第１基準ビームは、第１リフレクタからの入力放射の反射によって形成され、
前記第２基準ビームは、第２リフレクタからの入力放射の反射によって形成され、
前記第１リフレクタ及び前記第２リフレクタは、互いから一定の距離にて固定される、
位置測定システム。
【請求項６】
前記干渉計は、対応する入力放射がリトロー角で前記格子に入射するように構成される、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の位置測定システム。
【請求項７】
前記測定ビームは、前記干渉計に向かって誘導される前に、前記物体上の前記格子において複数回回折することによって形成される、請求項１〜請求項６のいずれかに記載の位置測定システム。
【請求項８】
回折されたビームを前記物体上の前記格子に戻るように反射させるために少なくとも１つのリフレクタを備える、請求項７に記載の位置測定システム。
【請求項９】
複数の導波路をさらに備え、各導波路は、前記入力放射を対応する干渉計に送り、及び／又は、前記出力放射を前記対応する干渉計から対応する検出器に送るように構成される、請求項１〜請求項８のいずれかに記載の位置測定システム。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９のいずれかに記載の位置測定システムを備える、リソグラフィ装置。
【請求項１１】
パターンを有するパターニングデバイスを支持するように配置されたサポート構造と、
基板を支持するように配置された基板テーブルと、
前記パターンを前記基板上に投影するように配置された投影システムとを備え、
前記物体は、前記サポート構造と前記基板テーブルとのうちの１つを含む、請求項１０に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１２】
請求項１〜請求項９のいずれかに記載の位置測定システムに使用される、干渉計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願への相互参照
本願は、２０１５年６月３０日に出願した欧州特許出願第１５１７４５９４．０号の優先権を主張し、その全体を本願に参考として組み込む。
【０００２】
本発明は、位置測定システム及び上記のシステムを含むリソグラフィ装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
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、マスク又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、又は１つ以上のダイを含む）に転写することができる。通常、パターンの転写は、基板上に設けられた放射感応性材料（レジスト）層上への結像によって行われる。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。公知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、及び放射ビームによってある特定の方向（「スキャン」方向）にパターンをスキャンすると同時に、この方向に平行又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。
【０００４】
リソグラフィ装置は、通常、正確に位置決めされる必要がある、パターニングデバイスサポート、基板サポート、光学コンポーネントなどの多数の可動物体を含む。干渉計を含む位置測定システムは、物体を所望の位置に移動させるためにアクチュエータを動作させる得ることに基づいて、基準に対する物体の位置を決定するために使用することができる。
【０００５】
フィゾー型の干渉計の場合、ファイバ導波路を用いて、放射を物体及び反射要素に向かって放出し、かつ物体及び反射要素からの反射を受けて対応する検出器へと送られるように組み合わせることができる。その後、物体の位置は、物体から反射した放射と反射要素から反射した放射との間の光路長の差に基づいて決定される。
【０００６】
光路長の差に基づく位置測定の欠点は、物体のいくつかの位置に対しては、光路長は比較的長い場合があり、結果的に、湿度、温度、波長変動及び周囲の空気の屈折率変動に対して高い感度を有することになり得ることである。
【発明の概要】
【０００７】
所要の光路長を小さく保つことができる位置測定システムを提供することが望ましい。
【０００８】
本発明のある実施形態によると、基準に対する物体の位置を測定するための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２つの干渉計を備え、各干渉計は、入力放射から基準ビーム及び測定ビームを形成し、かつ基準ビームと測定ビームとを組み合わせて検出器へと送られる出力放射を提供するように構成され、各干渉計は、基準ビームが反射要素からの入力放射の反射によって形成され、かつ測定ビームが物体上の格子からの入射放射の回折によって形成されるように構成され、基準ビーム及び測定ビームは、互いに平行である。
【０００９】
本発明の別の実施形態によると、本発明に記載の位置測定システムを備えるリソグラフィ装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明のいくつかの実施形態を、単なる例として、添付の概略図を参照して以下に説明する。これらの図面において同じ参照符号は対応する部分を示す。
【図１】図１は、本発明のある実施形態によるリソグラフィ装置を示す。
【図２】図２は、本発明のある実施形態による位置測定システムを示す。
【図３】図３は、本発明の別の実施形態による位置測定システムを示す。
【図４】図４は、本発明のさらなる別の実施形態による位置測定システムを示す。
【図５】図５は、本発明のある実施形態による位置測定システムと用いるさらなる干渉計を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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放射又はＥＵＶ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築され、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決めするように構成された第１ポジショナＰＭに連結されたサポート構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴと、
‐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、かつ特定の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ポジショナＰＷに連結された基板テーブル（例えば、ウェーハテーブル）ＷＴａ又はＷＴｂと、
‐パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢに付与されるパターンを基板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とを備える。
【００１２】
照明システムＩＬとしては、放射を誘導し、整形し、及び／又は制御するために、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コンポーネント、あるいはそれらのあらゆる組合せなどのさまざまなタイプの光コンポーネントを含むことができる。
【００１３】
本明細書で使用される「放射ビーム」という用語は、紫外線（ＵＶ）（例えば、３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、又は１２６ｎｍの波長）、及び極端紫外線（ＥＵＶ）（例えば、５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）、並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。
【００１４】
サポート構造ＭＴは、パターニングデバイスＭＡの重量を支えるなどしてパターニングデバイスＭＡを支持する。サポート構造ＭＴ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、及び、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の他の条件に応じた態様で、パターニングデバイスＭＡを保持する。サポート構造は、機械式、真空式、静電式又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ＭＡを保持することができる。サポート構造ＭＴは、例えば、必要に応じて固定又は可動式にすることができるフレーム又はテーブルであってもよい。サポート構造ＭＴは、パターニングデバイスＭＡを、例えば、投影システムに対して所望の位置に確実に置くことができる。本明細書において使用される「レチクル」又は「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るとよい。
【００１５】
本明細書において使用される「パターニングデバイス」という用語は、基板のターゲット部分内にパターンを作り出すように、放射ビームの断面にパターンを与えるため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、留意すべき点として、放射ビームに付与されたパターンは、例えば、そのパターンが位相シフトフィーチャ又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の機能層に対応することになる。
【００１６】
パターニングデバイスＭＡ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、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、レべンソン型(alternating)位相シフト、及びハーフトーン型(attenuated)位相シフトなどのマスク型、並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に反射させるように、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。
【００１７】
本明細書において使用される「投影システム」という用語は、使われている露光放射にとって、あるいは液浸液の使用又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、及び静電型光学系、又はそれらのあらゆる組合せを含むあらゆる型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。本明細書において使用される「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るとよい。
【００１８】
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、上述のプログラマブルミラーアレイを採用しているもの、又は反射型マスクを採用しているもの）であってもよい。
【００１９】
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（及び／又は２つ以上のマスクテーブル）を有する型のものであってもよい。そのような「マルチステージ」機械においては、追加のテーブルは並行して使うことができ、又は予備工程を１つ以上のテーブル上で実行しつつ、別の１つ以上のテーブルを露光用に使うこともできる。図１の例における２つの基板テーブルＷＴａ及びＷＴｂがこれを示している。本明細書中に開示された発明を独立型として使用することができるが、特に、単一ステージ装置又はマルチステージ装置のいずれかのプレ露光測定ステージにおけるさらなる機能を提供することができる。
【００２０】
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。また、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）に液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ことで当技術分野において周知である。本明細書において使用される「液浸」という用語は、基板のような構造物を液体内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。
【００２１】
図１を参照すると、イルミネータＩＬは、放射源ＳＯから放射を受ける。例えば、放射源ＳＯ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、別個の構成要素であってもよい。そのような場合には、放射源ＳＯ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、適切な誘導ミラー及び／又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、放射源が水銀ランプである場合、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及びイルミネータＩＬは、必要なら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。
【００２２】
イルミネータＩＬは、放射ビームの角強度分布を調節するアジャスタ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及び／又は内側半径範囲（通常、それぞれσ-outer及びσ-innerと呼ばれる）を調節することができる。さらに、イルミネータＩＬは、インテグレータＩＮ及びコンデンサＣＯといったさまざま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ＩＬ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及び強度分布をもたせることができる。
【００２３】
放射ビームＢは、サポート構造ＭＴ上に保持されているパターニングデバイスＭＡ上に入射して、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ポジショナＰＷ及び位置センサＩＦ（例えば、干渉計デバイス、リニアエンコーダ、又は静電容量センサ）を使って、例えば、さまざまなターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路内に位置決めするように、基板テーブルＷＴａ／ＷＴｂを正確に動かすことができる。同様に、第１ポジショナＰＭ及び別の位置センサ（図１ａには明示的に示されていない）を使い、例えば、マスクライブラリから機械的に取り出した後又はスキャン中に、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もできる。通常、サポート構造ＭＴの移動は、第１ポジショナ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）及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ＷＴａ／ＷＴｂ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及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）、サポート構造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もよく、又は固定されてもよい。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及びＭ２と、基板アライメントマークＰ１及びＰ２とを使って、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Ｐ１，Ｐ２が専用ターゲット部分を占めているが、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、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、複数のダイがマスクＭＡ上に設けられている場合、マスクアライメントマークＭ１，Ｍ２は、ダイとダイの間に置かれてもよい。
【００２４】
例示の装置は、以下に説明するモードのうち少なくとも１つのモードで使用できる。
【００２５】
１．ステップモードにおいては、マスクテーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴａ／ＷＴｂ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ターゲット部分Ｃ上に投影する（すなわち、単一静的露光）。その後、基板テーブルＷＴａ／ＷＴｂは、Ｘ及び／又は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によって、単一静的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。
【００２６】
２．スキャンモードにおいては、パターニングデバイスＭＴ及び基板テーブルＷＴａ／ＷＴｂ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）。パターニングデバイスＭＴに対する基板テーブルＷＴａ／ＷＴｂの速度及び方向は、投影システムＰＳの（縮小）拡大率及び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によって、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）が決まる。
【００２７】
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た状態で、パターニングデバイスＭＴを基本的に静止状態に保ち、また基板テーブルＷＴａ／ＷＴｂを動かす、又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ＷＴａ／ＷＴｂの移動後ごとに、又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、前述の型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。
【００２８】
上述の使用モードの組合せ及び／又はバリエーション、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。
【００２９】
リソグラフィ装置ＬＡは、２つの基板テーブルＷＴａ及びＷＴｂ並びに露光ステーション及び測定ステーションの２つのステーションを有するいわゆるデュアルステージ型である。この２つのステーションの間で基板テーブルを交換することができる。一方の基板テーブル上の１つの基板を露光ステーションで露光している間、別の基板を測定ステーションにおけるもう一方の基板テーブル上にロードすることができることによって様々な準備工程を実行することができる。準備工程は、レベルセンサＬＳを用いて基板の表面をマッピングすることと、アライメントセンサＡＳを用いて基板上のアライメントマーカの位置を測定することとを含むことができる。これによって装置のスループットの大幅な増加を可能にする。基板テーブルが測定ステーション及び露光ステーションにあるときにその位置を位置センサＩＦによって測定することができない場合、基板テーブルの位置を両方のステーションで追跡できるように第２位置センサを設けてもよい。
【００３０】
装置は、記載する様々なアクチュエータ及びセンサの全ての動き及び測定を制御するリソグラフィ装置制御ユニットＬＡＣＵをさらに含む。ＬＡＣＵは、装置の動作に関する所望の計算を実施するために信号処理及びデータ処理能力も含む。実際には、制御ユニットＬＡＣＵは多数のサブユニットのシステムとして実現される。各サブユニットは、装置内のサブシステム又はコンポーネントのリアルタイムデータ取得、処理及び制御を扱う。例えば、１つの処理サブシステムは、基板ポジショナＰＷのサーボ制御専用のものであってもよい。個々のユニットは、粗動及び微動アクチュエータ又は異なる軸を扱うこともできる。別のユニットは位置センサＩＦの読み出し専用であることもできる。装置の全体的な制御を中央処理装置によって制御することができる。中央処理装置は、サブシステム処理ユニット、オペレータ及びリソグラフィ製造プロセスに関わる他の装置と通信することができる。
【００３１】
図２は、図１のリソグラフィ装置ＬＡに含まれた物体ＯＢの位置を測定するための位置測定システムを示している。物体ＯＢは、基板サポートＷＴａ，ＷＴｂ、パターニングデバイスＭＡのためのサポートＭＴ、投影システムＰＳの光学コンポーネント又は図１のリソグラフィ装置ＬＡのその他の可動物体であってよい。
【００３２】
図２には、２つの干渉計ＩＦ１，ＩＦ２及びユニットＳＤが示されている。ユニットＳＤは、光源及び１つ以上の検出器を含む。動作中、ユニットＳＤは、光源（例えば、レーザ又はＬＥＤ）からの光を、ファイバＦＩを通って干渉計ＩＦ１，ＩＦ２へと誘導する。ファイバＦＩは、光、すなわち、出力放射も、干渉計ＩＦ１，ＩＦ２のそれぞれからユニットＳＤ内の１つ以上の検出器へと送る。
【００３３】
ファイバＦＩによって提供された入力放射１０の一部は、各干渉計によって物体ＯＢ上の格子ＧＲに向かって誘導される。格子ＧＲは、例えば、振幅格子又は位相格子である。
【００３４】
入力放射１０は、干渉計ＩＦ１，ＩＦ２に対してそれぞれ角度β，β’で格子に入射する。角度β，β’は、入力放射１０が格子ＧＲから回折されて測定ビームとして一次回折ビーム２０又は高次回折ビームが干渉計ＩＦ１，ＩＦ２のそれぞれに戻るように選択される。したがって、この実施形態では、格子ＧＲからの入射放射の反射３０、すなわち、ゼロ次回折ビームは、位置測定システムによって使用されない。角度β，β’をリトロー角と呼ぶことができる。この実施形態では、干渉計ＩＦ１，ＩＦ２のそれぞれの入力放射１０が異なる場所にて格子ＧＲに入射することによって、一方の干渉計の入力放射の反射３０が他方の干渉計の動作を妨げないことにさらに留意されたい。
【００３５】
干渉計ＩＦ１，ＩＦ２と関連しているのは反射要素ＲＥ１，ＲＥ２である。この実施形態では、入力放射１０の一部は、反射要素ＲＥ１，ＲＥ２のそれぞれに入射し、この反射要素ＲＥ１，ＲＥ２は、入力放射１０が干渉計ＩＦ１，ＩＦ２のそれぞれに反射して基準ビーム４０を形成するような向きを有する。反射要素ＲＥ１，ＲＥ２は、測定ビーム２０と基準ビーム４０とが互いに平行（例えば、フィゾー型）となるように提供される。反射要素ＲＥ１，ＲＥ２のうちの一方又は両方は、入力放射１０の一部を反射させて基準ビーム４０を形成するように配置され、かつ入力放射１０の別の部分を伝搬させて測定ビーム２０を形成するように配置されてもよい。反射要素ＲＥ１，ＲＥ２のうちの一方又は両方は、入力放射１０の一部を反射させて測定ビーム２０の方向と平行な方向に基準ビーム４０を形成してもよい。
【００３６】
干渉計ＩＦ１，ＩＦ２は、それぞれの測定ビーム２０と基準ビーム４０とを組み合わせてファイバＦＩを介してユニットＳＤ内の検出器へと送られる出力放射を提供する。
【００３７】
この構成の結果、測定ビーム及び基準ビームの干渉は、Ｚ方向及びＸ方向の物体の動きに影響されやすい。なぜなら、両方の動きに対して、干渉計ＩＦ１，ＩＦ２からの入射放射１０が格子ＧＲに入射するスポットが変化することによって測定ビーム２０と基準ビーム４０との間の相対位相が変化する。
【００３８】
干渉計ＩＦ１，ＩＦ２のミラー構成により、測定ビームと基準ビームとの間の位相変化は、Ｘ方向又はＺ方向において異なるように変化し、それによって、干渉計ＩＦ１，ＩＦ２の信号を引き算することによってＺ方向の物体の動きを決定することができ、干渉計ＩＦ１，ＩＦ２の信号を追加することによってＸ方向の物体の動きを決定することができ、またその逆も可能である。
【００３９】
従来技術に比べて位置測定システムの利点は、Ｘ方向の移動範囲は測定ビーム２０及び基準ビーム４０の経路長に対して影響を与えないということであり、それによって、経路長は、Ｚ方向の移動範囲が比較的小さいときは比較的小さいまま保つことができる。同じ利点を、Ｚ方向及びＸ方向と垂直なＹ方向で得ることができる。したがって、本発明の利点を得るためには、１つの移動範囲だけが小さい必要がある。
【００４０】
図３は、本発明による位置測定システムの別の実施形態を示している。システムは、図２の位置測定システムに類似しており、物体ＯＢ上の格子ＧＲと協働するために２つの干渉計ＩＦ１，ＩＦ２、ユニットＳＤ及び複数のファイバＦＩを含む。動作中、ユニットＳＤは、光源（例えば、レーザ又はＬＥＤ）からの光を、ファイバＦＩを通って干渉計ＩＦ１，ＩＦ２へと誘導する。ファイバＦＩは、光、すなわち、出力放射も、干渉計ＩＦ１，ＩＦ２からユニットＳＤ内の１つ以上の検出器へと送る。
【００４１】
ファイバＦＩによって提供される入力放射１０は、各干渉計によって物体ＯＢ上の格子ＧＲに向かって誘導される。
【００４２】
入力放射１０は、干渉計ＩＦ１，ＩＦ２に対してそれぞれ角度β，β’で格子に入射する。角度β，β’は、入力放射１０が格子ＧＲから回折されて測定ビームとして一次回折ビーム２０又は高次回折ビームが干渉計ＩＦ１，ＩＦ２のそれぞれに戻るように選択される。角度β，β’をリトロー角と呼ぶことができる。
【００４３】
図３の実施形態は、物体ＯＢが反射要素としても使用されるという面で図２の実施形態とは異なる。それによって、ゼロ次回折ビーム、すなわち、一方の干渉計ＩＦ１／ＩＦ２の入力放射１０の反射は、他方の干渉計ＩＦ１／ＩＦ２のための基準ビーム４０を形成する。したがって、図２の実施形態のような反射要素ＲＥ１，ＲＥ２などの個別の反射要素は必要ではないが、両方の干渉計ＩＦ１，ＩＦ２からの入射放射１０は少なくとも部分的に一致して重なる。
【００４４】
図４は、本発明による位置測定システムのさらなる実施形態を示している。図４では、単純化のために１つの干渉計ＩＦ１しか示されていないが、位置測定システムは、各干渉計に対して反射要素を用いる図２の構成（図４には示さず）又は物体が干渉計のための反射要素であって一方の干渉計の入射入力放射の反射が他方の干渉計に対する基準ビームとして使用される図３の構成のように、ミラー干渉計ＩＦ２を含むことが想定される。
【００４５】
図４では、入力放射１０は、入力放射１０が回折ビーム１５及び反射３０に分けられるように角度αで物体ＯＢの格子ＧＲに入射する。回折ビーム１５は、猫眼、キューブコーナ、再帰反射器又は単純にレンズ及びミラーなどのリフレクタＲＲに向かって誘導される。回折ビーム１５は、二回目の回折がなされるように格子ＧＲに向かってリフレクタＲＲによって反射される。角度α及びγは、格子ＧＲからの二回目の回折中、回折ビーム１５が回折ビーム２５へと回折されるように設定される。回折ビーム２５は、干渉計ＩＦ１に向かって誘導されて測定ビームを形成する。格子ＧＲから複数回回折することの利点は、物体ＯＢの動きに対する位相シフトの感度が高まり、したがって、より小さい動きを検出して測定システムの精度を高めることができることである。
【００４６】
図５に示すように、測定は、干渉計ＩＦ３を提供することによってさらに改善することができる。干渉計ＩＦ３は、ファイバＦＩを介してユニットＳＤから入力放射１０を受ける。入力放射１０は、第１リフレクタＲ１及び第２リフレクタＲ２を有する物体ＯＢ又は基準ＲＮに向かって干渉計ＩＦ３によって誘導される。入力放射１０の一部は、第１リフレクタＲ１から反射して第１反射ビーム５０を形成する。入力放射１０の別の部分は、第２リフレクタＲ２から反射して第２反射ビーム６０を形成する。第１反射ビーム５０と第２反射ビーム６０とは、干渉計ＩＦ３によって組み合わされてユニットＳＤ内の検出器に誘導される。
【００４７】
第１リフレクタＲ１及び第２リフレクタＲ２を互いに一定の距離ｄ１で提供することにより、検出器にて得られる信号は、波長変動、周囲の空気の屈折率変動、温度及び湿度などの他の現象に対して敏感となる。この情報を用いて位置測定システム内の他の干渉計から得られる信号を補正又は補償することができる。一定の距離ｄ１は、第１リフレクタＲ１と第２リフレクタＲ２との間のゼロデュア（zerodur）スペーサを用いて提供することができる。
【００４８】
本発明は、２つの干渉計、すなわち、一対の干渉計を含む位置測定システムに関してのみ示したが、当業者にとって当然のことであるが、他の方向に対するさらなる多くの干渉計を追加してもよい。したがって、本発明は、６自由度の位置測定システムを提供するためにも使用することができる。
【００４９】
本明細書において、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な言及がなされているが、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）、薄膜磁気ヘッド等の製造といった他の用途を有し得ることが理解されるべきである。当業者にとって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」又は「ダイ」という用語はすべて、それぞれより一般的な「基板」又は「ターゲット部分」という用語と同義であるとみなしてよい。本明細書に記載した基板は、露光の前後を問わず、例えば、トラック（通常、基板にレジスト層を塗布し、かつ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、及び／又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、本明細書中の開示内容を上記のような基板プロセシングツール及びその他の基板プロセシングツールに適用してもよい。さらに基板は、例えば、多層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は、すで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。
【００５０】
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、当然のことながら、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われてもよく、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、又はそれらの組合せによってレジストは硬化される。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。
【００５１】
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施できることが明らかである。
【００５２】
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てもよい。
【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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