(57)【要約】【課題】本発明は、リソグラフィ投影装置で基板の表面の傾斜および高さのうち少なくとも１つを決定するセンサを備えるアセンブリを提供する。【解決手段】基板（Ｗ；１１）は、センサに対して基板の表面にほぼ平行な少なくとも１つの路に沿って移動可能である。リソグラフィ投影装置（１）は露光走査方向（ｙ）を有し、アセンブリは、上記少なくとも１つの路に沿って上記センサに対して基板を連続的に移動させ、上記少なくとも１つの路に沿って傾斜および高さのうち上記少なくとも１つに関する測定データを提供するよう構成される。アセンブリは、上記基板をその後に露光する間に上記リソグラフィ投影装置が使用するため、上記測定データを記憶するメモリ（１０）を備える。基板の上記少なくとも１つの路は、少なくとも部分的に露光走査方向に対して角度を有する。【選択図】図４
2008016860.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リソグラフィ投影装置（１）で基板（Ｗ；１１）の表面の傾斜および高さのうち少なくとも１つを決定するセンサを備えるアセンブリで、基板（Ｗ；１１）が、センサに対して基板の表面にほぼ平行な少なくとも１つの路に沿って移動可能であり、リソグラフィ投影装置が露光走査方向（ｙ）を有し、アセンブリが、上記少なくとも１つの路に沿って上記センサに対して基板を連続的に移動させ、上記少なくとも１つの路に沿って傾斜および高さのうち上記少なくとも１つに関する測定データを提供するよう構成され、アセンブリが、上記基板をその後に露光する間に上記リソグラフィ投影装置が使用するため、上記測定データを記憶するメモリ（１０）を備えるアセンブリであって、基板の上記少なくとも１つの路が、少なくとも部分的に露光走査方向に対して角度を有することを特徴とするアセンブリ。
【請求項２】
基板が縁の輪郭（１７）を有し、センサが基板（Ｗ；１１）の縁の輪郭（１７）の少なくとも一部にほぼ沿って測定することを特徴とする、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項３】
センサが基板（Ｗ；１１）の縁の輪郭（１７）に沿って１回で測定することを特徴とする、請求項２に記載のアセンブリ。
【請求項４】
センサが測定中に、以下の方法のうち少なくとも１つで測定する、つまり
− ともに縁の輪郭（１７）を辿る複数の直線に沿って、
− 縁の輪郭（１７）に沿って段階的な路に沿って、および
− 形状が縁の輪郭とほぼ等しい輪郭（１７）に沿って
測定することにより、縁輪郭（１７）の幾何学的形状を近似するよう構成されることを特徴とする、請求項２または３いずれか１項に記載のアセンブリ。
【請求項５】
自身間に測定が実行されないギャップを有する後続の複数の路に沿って上記センサで測定するようアセンブリが構成されることを特徴とする、請求項１から４いずれか１項に記載のアセンブリ。
【請求項６】
上記センサが、高さを測定できる少なくとも１つの感知スポットを有し、オン状態とオフ状態で切り換え可能なセンサを備え、切り換え上記センサの位置の関数として実行されることを特徴とする、請求項１から５いずれか１項に記載のアセンブリ。
【請求項７】
センサが複数の感知スポットを有し、センサが、上記少なくとも１つの路の少なくとも一部に沿って感知スポットのサブセットのみで測定するよう構成されることを特徴とする、請求項１から６いずれか１項に記載のアセンブリ。
【請求項８】
サブセットが縁の輪郭（１７）付近に目標部分を備え、上記目標部分のその後の露光中に、複数の路から得た上記記憶済み測定データを使用することを特徴とする、請求項１から７いずれか１項に記載のアセンブリ。
【請求項９】
リソグラフィ投影装置（１）で、
− 放射線源（ＬＡ）から放射された放射線から、放射線の投影ビーム（ＰＢ）を形成する放射線システム（Ｅｘ、ＩＬ）と、
− 上記投影ビームにパターンを形成するため、投影ビームによって照射されるパターニング手段を保持するよう構築された支持構造（ＭＴ）と、
− 基板（Ｗ）を保持するよう構築された基板テーブル（ＷＴ）と、
− パターニング手段の照射部分を基板の目標部分に描像するよう構築され、構成された投影システム（ＰＬ）とを備え、
上記リソグラフィ投影装置が請求項１から８いずれか１項に記載のアセンブリを備えることを特徴とするリソグラフィ投影装置。
【請求項１０】
リソグラフィ投影装置（１）が、上記放射線ビーム（ＰＢ）を焦点面に投影し、メモリ（１０）から測定データを読み取って、測定データを使用し、基板の位置を調節して、放射線ビームで照射されたら、基板上に配置された目標部分を上記放射線ビーム（ＰＢ）の焦点面に最適に入れるよう構成されることを特徴とする、請求項９に記載のリソグラフィ投影装置（１）。
【請求項１１】
上記センサが、測定中に上記基板を少なくとも１つのスポットで照射し、少なくとも１つのスポットと上記縁の輪郭との間の最大距離が、０．５ｍｍと４ｍｍの間の範囲、より好ましくは１．５ｍｍと２．５ｍｍの間の範囲であることを特徴とする、請求項９または１０に記載のリソグラフィ投影装置（１）。
【請求項１２】
リソグラフィ投影装置（１）で基板（Ｗ；１１）の表面の傾斜および高さのうち少なくとも一方を決定する方法で、
− 基板（Ｗ；１１）を保持するよう構築された基板テーブル（ＷＴ）を設けることと、
− センサを設けることと、
− メモリ（１０）を設けることとを含み、
基板テーブル（ＷＴ）およびセンサが、相互に対して基板（Ｗ；１１）の表面にほぼ平行な少なくとも１つの路に沿って移動可能であり、リソグラフィ投影装置（１）が露光走査方向（ｙ）を有し、方法がさらに、
− 上記少なくとも１つの路に沿った傾斜および高さのうち上記少なくとも一方に関する測定データを提供しながら、上記少なくとも一方の路に沿って上記センサに対して基板を連続的に移動させることと、
− その後に上記リソグラフィ投影装置（１）で上記基板を露光する間に使用するため、上記メモリ（１０）に上記測定データを保存することとを含み、基板の上記少なくとも１つの路が少なくとも部分的に、露光走査方向に対して角度を有することを特徴とする方法。
【請求項１３】
さらに、
− 放射線源（６）から放射された放射線から、放射線の投影ビーム（６）を形成する放射線システム（３、４）を設けることと、
− 上記投影ビームにパターンを形成するため、投影ビームによって照射されるパターニング手段を保持するよう構築された支持構造（MＴ）を設けることと
− 基板（Ｗ）を露光走査方向で走査することと、
− 上記基板の露光中に上記測定データを使用することとを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
基板（Ｗ；１１）の縁輪郭（１７）の少なくとも一部にほぼ沿って測定することを特徴とする、請求項１２または１３いずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
以下の方法のうち少なくとも１つで測定する、つまり
− ともに上記縁の輪郭（１７）を辿る複数の直線（３１）に沿って、
− 上記縁の輪郭（１７）に沿って段階的な路（３７）に沿って、および
− 形状が上記縁の輪郭（１７）とほぼ等しい輪郭に沿って
測定することを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
− 上記源によって上記放射線ビーム（ＰＢ）を生成し、上記放射線ビーム（ＰＢ）を上記基板（Ｗ）上の焦点面に投影することと、
− メモリ（１０）から傾斜および高さのデータのうち上記少なくとも１つを読み取ることと、
− 傾斜および高さのデータのうち上記少なくとも１つを使用して、基板の位置を調節し、放射線ビームによって照射されたら、基板上に配置された目標部分を上記放射線ビーム（ＰＢ）の焦点面に最適に入れることとを特徴とする、請求項１３から１５いずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
基板のバッチにある少なくとも１つの基板（Ｗ）の傾斜および高さのうち上記少なくとも一方を決定し、上記少なくとも１つの基板の傾斜および高さのうち上記少なくとも一方を、上記バッチの全基板に使用することとを特徴とする、請求項１２から１５いずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
リソグラフィ投影装置（１）の基板（Ｗ；１１）の傾斜および高さのうち少なくとも一方を決定するセンサを備えたアセンブリで、基板（Ｗ；１１）が、センサに対して上記基板の表面にほぼ平行な少なくとも１つの路に沿って移動可能であり、センサが複数の感知スポットを有し、リソグラフィ投影装置が露光走査方向（ｙ）を有し、アセンブリが、上記センサで上記少なくとも１つの路に沿って測定し、上記少なくとも１つの路に沿って傾斜および高さのうち上記少なくとも一方に沿って測定データを提供するよう構成され、アセンブリは、その後に上記リソグラフィ投影装置で上記基板を露光する間に使用するため、上記測定データを記憶するメモリ（１０）を備え、基板が縁の輪郭（１７）を有するアセンブリであって、アセンブリは、１つまたは複数の感知スポットが、基板（Ｗ；１１）の上記縁輪郭（１７）に向かうか、その外側にあるために、この１つまたは複数の感知スポットが無効データを提供した場合、所定のサブセットの感知スポットで測定するよう構成されることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リソグラフィ投影装置内にある基板の表面の傾斜および高さの少なくとも一方を決定するセンサを備えるアセンブリに関し、該基板がセンサに相対的に基板の表面にほぼ平行な少なくとも１つの路に沿って移動可能であり、リソグラフィ投影装置は露光走査方向を有し、上記センサに対して上記少なくとも１つの路に沿って基板を連続的に移動させアセンブリは、上記少なくとも１つの路に沿った傾斜および高さの上記少なくとも一方に関する測定データを提供するよう構成され、その後に上記リソグラフィ投影装置で上記基板を露光する間に使用するため、上記測定データを記憶するメモリを備えている。本発明はさらにリソグラフィ投影装置、および一体化した構造を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板の縁の輪郭は、高さおよび傾斜の測定を実行できる基板上の区域と、このような測定を実行することが不可能な基板上の区域、特に基板の外部境界付近との境界を形成する。リソグラフィ投影装置では、円盤形のオブジェクト（基板）を使用して、そこにリソグラフィのパターンを投影する。収差を防止するため、パターンを、基板に投影する際、基板に対して垂直の方向が投影ビームの方向と角度をなしてならない（傾斜）。基板の傾斜に関する情報を獲得するため、センサを使用して、位置の関数として基板の傾斜をマッピングする測定走査を実行する。しかし、リソグラフィ投影装置内にある基板の縁付近では、センサが以下でスポットと呼ぶ有限の感知区域を有するのでセンサは、目標部分の傾斜を測定するために適切に使用することができない。センサの幾つかの測定スポットが、焦点縁クリアランス（ＦＥＣ）とも呼ばれる縁除外ゾーンすなわち輪郭縁の外側ゾーンにまで延在しているからである。基板の以前に測定した隣接区域の傾斜を、このような場合に利用している。このような基板の既に測定した隣接区域は、隣接する目標部分であってもよいが、同じ目標部分内にある隣接区域でもよく、ここで確実な傾斜測定値をなお獲得することができる。しかし、その結果、傾斜を測定する区域とこの傾斜が適用される区域との間の距離が比較的大きいので、特に縁に向かって上方向または下方向に傾斜する基板の場合（縁ロールオフ）、露光される目標部分、または目標部分の一部について傾斜に大きい誤差が生じることがある。その時、基板およびその支持構造の位置を、センサの測定スポットがもはやＦＥＣ内にない位置へとシフトさせることができる。センサの感知区域が被露光目標部分ともはや接合していないことになる。シフトしていない目標部分で適用するための傾斜を測定するこのようなシフト動作が、リソグラフィのステッパに関する米国特許第５，４１２，２１４号に記載されている。この文書によると、レベルセンサの感知スポットの一部がＦＥＣ内に入って、傾斜がもはや決定できないか、十分な正確さで決定できない場合は、基板およびセンサを相互に対してシフトする。その結果、（信頼性が高い）センサの感知スポットがより多く測定値を獲得できる基板の区域に投影される。この文書では、傾斜測定走査の測定軌跡の寸法が有限であるので、測定走査の開始（または終了ポイント）は、最初に（または最後に）ＦＥＣが接触する間、最後（または最初）にはＦＥＣから数ミリメートルにあることがある。これでは、実際的経験が示すように大きく湾曲することがある基板の縁付近の傾斜に関して、必要となる正確な情報が生じない。
【０００３】
本出願人名義の、欧州特許出願第１０３７１１７Ａ２号は、測定前走査の傾斜の決定方法を開示している。これは、全体的レベル傾斜の測定方法について記載している。この全体的傾斜は、基板の露光中に直接使用するものではなく、水平化動作の「開始ポイント」としてのみ使用する。全体的レベル傾斜を獲得するため、最初にレベルセンサの測定スポットの線形範囲または線形化した範囲内に基板を入れるよう基板を垂直に移動させる。次に、中心の測定スポットが全露光区域の周辺の内側付近で路を横断するよう、基板を移動させる。この１つのスポットからの情報のみを捕捉する。この全体的レベル輪郭路は、露光区域の縁を非常に厳密に辿る曲がりくねった路であるが、縁の輪郭の内側を辿る円形路になることもある。センサは、この全体レベル輪郭路に沿って特定のポイントのみで高さの測定値を獲得し、その結果、いわゆる全体レベル輪郭を得る。
【０００４】
これらの特定ポイントで獲得した全体レベル輪郭を使用して、基板全体の高さおよび傾斜に関するおおよその印象を取得する。その後の傾斜測定走査中、この情報を使用して、基板ステージ上の基板表面を全体的に、センサが操作の線形（化）モードを有する範囲に入れる。しかし、この手順は、基板に関する全体的情報を提供するのみであるが、この情報は、露光中に使用するほど十分正確ではない。正確に露光するため、高さおよび傾斜に関する正確な局所的情報が必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
誤差を生じやすい外挿の必要量が少なくなるよう、基板の縁により近い位置で基板の傾斜を測定できる装置、およびそれを可能にする方法を提供することが、本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的を達成するため、本発明は、冒頭で定義したようなアセンブリで、基板の上記少なくとも１つの路が少なくとも部分的に露光走査方向に対して角度を有することを特徴とするアセンブリを提供する。
【０００７】
したがって、基板の高さおよび／あるいは傾斜のより正確な決定が可能になる。本発明により、露光方向に対して少なくとも部分的に角度がある（角度は０°または１８０°ではない）路に沿って、基板の高さおよび／あるいは傾斜をマッピングする測定走査が可能である。
【０００８】
測定データは、センサの読み取り値または基板支持構造の位置情報、あるいはこの２つの組合せでよいことが、当業者には理解される。
【０００９】
縁の輪郭を有する基板のさらなる実施形態では、本発明は、センサが基板の縁輪郭の少なくとも一部にほぼ沿って測定することを特徴とする。この場合、特に基板は大幅に湾曲してもよい。つまりここでは適切な曲率の評価が重要である。
【００１０】
さらなる実施形態では、本発明は、センサが基板の縁の輪郭に沿って１回で測定することを特徴とする。その結果、基板の縁付近の高さおよび／あるいは高さの決定がさらに迅速になる。
【００１１】
さらなる実施形態では、本発明は、センサが測定中に、以下の方法のうち少なくとも１つで測定することにより、縁輪郭の幾何学的形状を近似するよう構成されることを特徴とする。つまり、
− ともに縁の輪郭を辿る複数の直線に沿って、
− 縁の輪郭に沿って段階的な路に沿って、および
− 形状が縁の輪郭とほぼ等しい輪郭に沿って測定する。
【００１２】
したがって、基板の縁輪郭にさらに近い位置での傾斜および／あるいは高さの優れた近似と、高速な測定との間で、最適条件が獲得される。
【００１３】
さらなる実施形態では、本発明は、間に測定が実行されないギャップを有する連続する複数の路に沿って上記センサで測定するようアセンブリが構成されることを特徴とする。基板テーブルの運動方向を変化すると、正確な測定を妨害する望ましくない振動が誘発される。この効果を解消するために、第１路が終了し、基板テーブルの運動方向を調節する時に、測定を一時的に中断してよい。適度に安定した運動に落ち着いた時のみ、測定を継続する。その結果、隣接する路間にギャップが生じる。
【００１４】
さらなる実施形態では、本発明は、上記センサが、高さを測定できる少なくとも１つの感知スポットを有し、オン状態とオフ状態で切り換え可能なセンサを備え、切り換えが、センサの位置の関数として実行されることを特徴とする。基板区域上におけるセンサのスポットの位置に応じて、センサは、測定された目標区域からの傾斜を導き出すため、どのスポットを使用するか選択する。
【００１５】
さらなる実施形態では、本発明は、センサが複数の感知スポットを有し、センサが、上記少なくとも１つの路の少なくとも一部に沿って感知スポットのサブセットのみで測定するよう構成されることを特徴とする。例えば、特定の感知スポットのサブセットが、より正確な測定値を提供することが知られている場合、より正確なデータを得るために、この特定のサブセットを使用することができ、これによってさらに正確な傾斜を決定することができる。
【００１６】
さらなる実施形態では、本発明は、基板が縁の輪郭付近で目標部分を備え、上記目標部分のその後の露光中に、複数の路から得た上記記憶済み測定データを使用する。これは、走査長さを随意に調節でき、走査数を可能な限り少なくすること（消費時間が最短になる）と、その露光位置における傾斜の正確な測定のために必要な、基板の縁に可能な限り近い位置での操作との間でバランスをとるため、走査長さを最適に選択できるという利点を有する。つまり、必ずしも全ての露光位置で傾斜情報を獲得する必要がなく、個々の別個の走査（１対１の関係）が必要となる。例えば、各露光位置が比較的制限された区域に延在する場合は、１回走査したデータを３つの露光領域に使用することが可能なこともある。これに対して、露光位置が比較的大きい場合、複数回の露光で獲得した情報を使用して、特定の露光領域の傾斜を決定することができる。
【００１７】
本発明はさらに、リソグラフィ投影装置で、
− 放射線源から放射された放射線から、放射線の投影ビームを形成する放射線システムと、
− 投影ビームにパターンを形成するため、投影ビームによって照射されるパターニング手段を保持するよう構築された支持構造と、
− 基板を保持するよう構築された基板テーブルと、
− パターニング手段の照射部分を基板の目標部分に描像するよう構築され、構成された投影システムとを備え、
リソグラフィ投影装置が上述したようなアセンブリを備えることを特徴とするリソグラフィ投影装置に関する。
【００１８】
さらなる実施形態では、本発明は、リソグラフィ投影装置が、放射線ビームを焦点面に投影し、メモリから測定データを読み取って、測定データを使用し、基板の位置を調節して、放射線ビームで照射されたら、基板上に配置された目標部分を放射線ビームの焦点面に最適に入れるよう構成されることを特徴とする。
【００１９】
基板の傾斜および／あるいは高さと基板上にあるダイとの位置関係が、リソグラフィ投影装置のメモリに記憶されているので、ダイの走査および投影中にこれを検索することができる。つまり、スキャナの露光運転中に、例えば追加の測定走査によって余分な傾斜および／あるいは高さの情報を収集する必要がなく、これはリソグラフィのプロセスを加速する。
【００２０】
さらなる実施形態では、上記によるリソグラフィ投影装置は、上記センサが、測定中に上記基板を少なくとも１つのスポットで照射し、少なくとも１つのスポットと上記縁の輪郭との間の最大距離が、０．５ｍｍと４ｍｍの間の範囲、より好ましくは１．５ｍｍと２．５ｍｍの間の範囲であることを特徴とする。
【００２１】
さらなる態様によると、本発明はリソグラフィ投影装置で基板の表面の傾斜および高さのうち少なくとも一方を決定する方法で、
− 基板を保持するよう構築された基板テーブルを設けることと、
− センサを設けることと、
− メモリを設けることとを含み、
基板テーブルおよびセンサが、相互に対して基板の表面にほぼ平行な少なくとも１つの路に沿って移動可能であり、リソグラフィ投影装置が露光走査方向を有し、該方法がさらに、
− 上記少なくとも１つの路に沿った傾斜および高さのうち上記少なくとも一方に関する測定データを提供しながら、上記少なくとも一方の路に沿って上記センサに対して基板を連続的に移動させることと、
− その後に上記リソグラフィ投影装置で上記基板を露光する間に使用するため、上記メモリに上記測定データを保存することとを含み、基板の上記少なくとも１つの路が少なくとも部分的に、露光走査方向に対して角度を有することを特徴とする方法に関する。
【００２２】
実施形態によると、方法はさらに、
− 放射線源から放射された放射線から、放射線の投影ビームを形成する放射線システムを設けることと、
− 投影ビームにパターンを形成するため、投影ビームによって照射されるパターニング手段を保持するよう構築された支持構造を設けることと
− 基板を露光走査方向で走査することと、
− 上記基板の露光中に上記測定データを使用することとを含む。
【００２３】
実施形態によると、方法は、
− 上記源によって上記放射線ビームを生成し、上記放射線ビームを上記基板上の焦点面に投影することと、
− メモリから傾斜および高さのデータのうちの少なくとも一方を読み出すこと
− 基板の位置を調節して、放射線ビームによって照射されたら、基板上に配置された目標部分を上記放射線ビームの焦点面に最適に入れるため、傾斜および高さのデータのうち上記少なくとも一方を使用することとを特徴とする。
【００２４】
実施形態によると、方法は、
基板のバッチにある少なくとも１つの基板の傾斜および高さのうち上記少なくとも一方を決定し、上記少なくとも１つの基板の傾斜および高さのうち上記少なくとも一方を、上記バッチの全基板に使用することとを特徴とする。１つのバッチからの基板は、通常、縁に向かって同様の形状を有する。これで、１つの基板で決定された傾斜および高さを、さらなる基板に使用することができる。このような方法は、消費する時間がはるかに少なくなる。
【００２５】
さらなる態様によると、本発明は、リソグラフィ投影装置の基板の傾斜および高さのうち少なくとも一方を決定するセンサを備えたアセンブリに関し、基板は、センサに対して上記基板の表面にほぼ平行な少なくとも１つの路に沿って移動可能であり、センサは複数の感知スポットを有し、リソグラフィ投影装置は露光走査方向を有し、アセンブリは、上記センサで上記少なくとも１つの路に沿って測定し、上記少なくとも１つの路に沿って傾斜および高さのうち上記少なくとも一方についての測定データを提供するよう構成され、アセンブリは、その後に上記リソグラフィ投影装置で上記基板を露光する間に使用するため、上記測定データを記憶するメモリを備え、基板は縁の輪郭を有し、上記アセンブリは、基板の縁輪郭の少なくとも一部の内側にほぼ沿って、所定サブセットの感知スポットで測定するよう構成されることを特徴とする。
【００２６】
所定サブセットの感知スポットは、最も正確な測定値を提供することが知られている感知スポットでよい。レベルセンサを８つの感知スポット（４つの感知スポットがある２つの列）で使用する場合、内側の４つ（つまり各列の内側の２つ）は、所定サブセットの感知スポットとすることができる。縁の輪郭の付近にてこの４つの感知スポットで測定し、したがって縁の輪郭の外側で２つの感知スポットを投影することにより、縁の輪郭付近で最も正確な測定データが獲得される。これによって、縁の輪郭付近の区域で正確な傾斜を決定することができる。
【００２７】
本明細書において使用する「パターニング手段」なる用語は、入射する放射線ビームに、基板の目標部分に作り出されるべきパターンと一致するパターン化断面を与えるために使用し得る手段に当たるものとして広義に解釈されるべきである。また、「ライトバルブ」なる用語もこうした状況において使用される。一般的に、上記のパターンは、集積回路や他のデバイス（上記を参照）であるような、デバイスにおいて目標部分に作り出される特別な機能層に相当する。そのようなパターニング手段には以下が含まれる。すなわち、
− マスク。マスクの概念はリソグラフィにおいて周知のものであり、これには、様々なハイブリッドマスクタイプのみならず、バイナリマスク、レベンソンマスク、減衰位相シフトマスクといったようなマスクタイプも含まれる。放射線ビームにこのようなマスクを配置することにより、マスクに照射する放射線の、マスクパターンに従う選択的透過（透過性マスクの場合）や選択的反射（反射性マスクの場合）を可能にする。マスクの場合、その支持構造は一般的に、入射する放射線ビームの所望する位置にマスクを保持しておくことが可能であり、かつ、必要な場合、ビームに対して運動させることの可能なマスクテーブルである。
− プログラマブルミラーアレイ。このようなデバイスの一例として、粘弾性制御層および反射面を有するマトリクスアドレス可能面があげられる。こうした装置の基本的原理は、（例えば）反射面のアドレスされた領域は入射光を回折光として反射するが、アドレスされていない領域は入射光を非回折光として反射するといったことである。適切なフィルタを使用することにより、回折光のみを残して上記非回折光を反射ビームからフィルタすることが可能である。この方法において、ビームはマトリクスアドレス可能面のアドレスパターンに従ってパターン形成される。プログラマブルミラーアレイのまた別の実施形態では小さな複数のミラーのマトリクス配列を用いる。そのミラーの各々は、適した局部電界を適用することによって、もしくは圧電作動手段を用いることによって、軸を中心に個々に傾けられている。もう一度言うと、ミラーはマトリクスアドレス可能であり、それによりアドレスされたミラーはアドレスされていないミラーとは異なる方向に入射の放射線ビームを反射する。このようにして、反射されたビームはマトリクスアドレス可能ミラーのアドレスパターンに従いパターン形成される。必要とされるマトリクスアドレッシングは適切な電子手段を用いて実行される。前述の両方の状況において、パターニング手段は１つ以上のプログラマブルミラーアレイから構成可能である。ここに参照を行ったミラーアレイに関するより多くの情報は、例えば、米国特許第ＵＳ５，２９６，８９１号および同第ＵＳ５，５２３，１９３号、並びに、ＰＣＴ特許種出願第ＷＯ９８／３８５９７および同ＷＯ９８／３３０９６に開示されている。詳細は、これら文献を参照されたい。プログラマブルミラーアレイの場合、上記支持構造は、例えばフレームもしくはテーブルとして具体化され、これは必要に応じて、固定式となるか、もしくは可動式となる。
− プログラマブルＬＣＤアレイ。このような構成の例が米国特許第ＵＳ５，２２９，８７２号に開示されており、詳細は、これら文献を参照されたい。上記同様、この場合における支持構造も、例えばフレームもしくはテーブルとして具体化され、これも必要に応じて、固定式となるか、もしくは可動式となる。
【００２８】
簡潔化の目的で、本文の残りを、特定の箇所において、マスクおよびマスクテーブルを必要とする例に限定して説明することとする。しかし、こうした例において論じられる一般的な原理は、既に述べたようなパターニング手段のより広範な状況において理解されるべきである。
【００２９】
リソグラフィ投影装置は例えば、集積回路（ＩＣ）の製造において使用可能である。この場合、パターニング手段はＩＣの個々の層に対応する回路パターンを生成する。そして、放射線感光原料（レジスト）の層が塗布された基板（シリコンウェハ）上の目標部分（例えば１つあるいはそれ以上のダイから成る）にこのパターンを描像することができる。一般的に、シングルウェハは、投影システムを介して１つずつ順次照射される近接目標部分の全体ネットワークを含んでいる。マスクテーブル上のマスクによるパターン形成を用いる現在の装置は、異なる２つのタイプのマシンに区分される。リソグラフィ投影装置の一タイプでは、全体マスクパターンを目標部分に１回の作動にて露光することによって各目標部分が照射される。こうした装置は一般的にウェハステッパと称されている。走査ステップ式装置と称される別の装置では、所定の基準方向（「走査」方向）にマスクパターンを投影ビームで徐々に走査し、これと同時に基板テーブルをこの方向と平行に、あるいは反平行に走査することにより、各目標部分が照射される。一般的に、投影装置は倍率係数Ｍ（一般的に、＜１）を有することから、基板テーブルが走査される速度Ｖは、マスクテーブルが走査される速度の係数Ｍ倍となる。ここに記載を行ったリソグラフィデバイスに関するさらなる情報は、例えば、米国特許第ＵＳ６，０４６，７９２号から得ることが出来、詳細は、当該文献を参照されたい。
【００３０】
リソグラフィ投影装置を使用する製造プロセスにおいて、パターン（例えばマスクにおける）は少なくとも部分的に放射線感光材（レジスト）の層で覆われた基板上に描像される。この描像ステップに先立ち、基板は、プライミング、レジスト塗布、およびソフトベークといったような各種のプロセスを経る。露光後、基板は、露光後ベーク（ＰＥＢ）、現像、ハードベーク、および描像フィーチャの測定／検査といったような他の工程を通る。この一連のプロセスは、例えばＩＣといったような素子の個々の層をパターン化するための基準として使用される。このようなパターン形成された層は、それから、全て個々の層を仕上げる目的である、エッチング、イオン注入（ドーピング）、メタライゼーション、酸化、化学機械的研磨等といった種々のプロセスを経る。数枚の層が必要とされる場合には、全体プロセス、もしくはその変形をそれぞれの新しい層に繰り返す必要がある。最終的に、素子のアレイが基板（ウェハ）上に形成される。次に、これらの素子はダイシングやソーイングといったような技法で相互より分離される。それから個々の素子は、キャリアに装着されたり、ピンに接続されたりし得る。こうしたプロセスに関するさらなる情報は、１９９７年にマグローヒル出版会社より刊行された、Ｐｅｔｅｒｖａｎ Ｚａｎｔ著、「マイクロチップ製造：半導体処理に対する実用ガイド」という名称の書籍（“Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ：Ａ Ｐｒａｔｉｃａｌ Ｇｕｉｄｅｔｏ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ”）の第３版、ＩＳＢＮ０−０７−０６７２５０−４に記載されており、詳細は、この文献を参照されたい。
【００３１】
簡潔化の目的で、これより投影システムを「レンズ」と称するものとする。しかし、この用語は、例えば屈折光学システム、反射光学システム、および反射屈折光学システムを含むさまざまなタイプの投影システムを網羅するものとして広義に解釈されるべきである。放射線システムはまた、放射線の投影ビームの誘導、成形、あるいは制御を行う、こうした設計タイプのいずれかに応じて稼動する構成要素も備えることが出来る。こうした構成要素もまた以降において集約的に、あるいは単独的に「レンズ」と称する。さらに、リソグラフィ装置は２つあるいはそれ以上の基板テーブル（および、あるいは２つもしくはそれ以上のマスクテーブル）を有するタイプのものである。このような「多段」デバイスにおいては、追加のテーブルが並列して使用される。もしくは、１つ以上の他のテーブルが露光に使用されている間に予備工程が１つ以上のテーブルにて実行される。例えば、デュアルステージリソグラフィ装置について、米国特許第ＵＳ５，９６９，４４１号および国際特許出願第ＷＯ９８／４０７９１号に記載されているので、詳細はこれは文献を参照されたい。
【００３２】
本発明による装置の使用法に関して、本文ではＩＣの製造において詳細なる参照説明を行うものであるが、こうした装置が他の多くの用途においても使用可能であることは明確に理解されるべきである。例えば、本発明による装置は、集積光学装置、磁気ドメインメモリ用ガイダンスおよび検出パターン、液晶ディスプレイパネル、薄膜磁気ヘッド等の製造に使用され得る。こうした代替的な用途においては、本文にて使用した「レチクル」、「ウェハ」、「ダイ」といった用語は、それぞれ「マスク」、「基板」、「目標部分」といった、より一般的な用語に置き換えて使用され得ることは当業者にとって明らかである。ウェハは、基板のタイプの一例にすぎない。
【００３３】
本明細書では、「放射線」および「ビーム」という用語は、イオンビームあるいは電子ビームといったような粒子ビームのみならず、紫外線（ＵＶ）放射線（例えば、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、あるいは１２６ｎｍの波長を有する）および超紫外線（ＥＵＶ）放射線（例えば、５ｎｍ〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）を含むあらゆるタイプの電磁放射線を網羅するものとして使用される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
図１は、本発明の特定の実施形態によるリソグラフィ投影装置１を概略的に示したものである。
【００３５】
この装置は、
− この特別なケースでは放射線源ＬＡも備えた、放射線の投影ビームＰＢ（例えばＥＵＶ放射線）を供給する放射線システムＥｘ、ＩＬと、
− マスクＭＡ（例えばレクチル）を保持するマスクホルダを備え、かつ、品目ＰＬに対して正確にマスクの位置決めを行う第一位置決め手段ＰＭに接続された第一オブジェクトテーブル（マスクテーブル）ＭＴと、
− 基板Ｗ（例えば、レジスト塗布シリコンウェハ）を保持する基板ホルダを備え、かつ、品目ＰＬに対して正確に基板の位置決めを行う第二位置決め手段ＰＷに接続された第二オブジェクトテーブル（基板テーブル）ＷＴと、
− マスクＭＡの照射部分を、基板Ｗの目標部分Ｃ（例えば、１つあるいはそれ以上のダイから成る）に描像する投影システム（「レンズ」）ＰＬとにより構成されている。
【００３６】
ここで示しているように、本装置は透過タイプ（すなわち透過性マスクを有する）である。しかし、一般的には、例えば（反射性マスクを有する）反射タイプのものも可能である。あるいは、本装置は、上記に関連するタイプであるプログラマブルミラーアレイといったような、他の種類のパターニング手段も使用可能である。
【００３７】
ソースＬＡ（例えばレーザ発光プラズマソース又は放電プラズマＥＵＶ放射線源）は放射線のビームを作り出す。このビームは、直接的に、あるいは、例えばビームエキスパンダＥｘといったようなコンディショニング手段を横断した後に、照明システム（照明装置）ＩＬに供給される。照明装置ＩＬは、ビームにおける強度分布の外部かつ／あるいは内部放射範囲（一般的にそれぞれ、σ−ｏｕｔｅｒおよびσ−ｉｎｎｅｒと呼ばれる）を設定する調整手段ＡＭから成る。さらに、照明装置ＩＬは一般的に積分器ＩＮおよびコンデンサＣＯといったような、他のさまざまな構成要素を備える。このようにして、マスクＭＡに照射するビームＰＢは、その断面に亘り所望する均一性と強度分布とを有する。
【００３８】
図１に関して、ソースＬＡはリソグラフィ装置のハウジング内にある（これは例えばソースＬＡが水銀ランプである場合に多い）が、リソグラフィ投影装置から離して配置することも可能であることを注記する。この場合、ソースＬＡが作り出す放射線ビームは（例えば適した誘導ミラーにより）装置内に導かれる。この後者のシナリオでは、ソースＬＡがエキシマレーザである場合が多い。本発明および請求の範囲はこれら両方のシナリオを網羅するものである。
【００３９】
続いてビームＰＢはマスクテーブルＭＴ上に保持されているマスクＭＡに入射する。ビームＰＢはマスクＭＡを横断して、基板Ｗの目標部分Ｃ上にビームＰＢの焦点を合わせるレンズＰＬを通過する。第二位置決め手段ＰＷ（および干渉計測手段ＩＦ）の助けにより、基板テーブルＷＴは、例えばビームＰＢの経路における異なる目標部分Ｃに位置を合わせるために正確に運動可能である。同様に、第一位置決め手段ＰＭは、例えばマスクライブラリからマスクＭＡを機械的に検索した後に、あるいは走査運動の間に、ビームＰＢの経路に対してマスクＭＡを正確に位置決めするように使用可能である。一般的に、オブジェクトテーブルＭＴおよびオブジェクトテーブルＷＴの運動は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）にて行われる。これについては図１に明示を行っていない。しかし、ウェハステッパの場合（走査ステップ式装置とは対照的に）、マスクテーブルＭＴはショートストロークアクチュエータに連結されるだけであるか、あるいは固定される。マスクＭＡおよび基板Ｗは、マスクアライメントマークＭ１、Ｍ２および基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を使用して位置を合わせることができる。
【００４０】
ここに表した装置は２つの異なるモードにて使用可能である。
１．ステップモードにおいては、マスクテーブルＭＴは基本的に静止状態に保たれている。そして、マスクの像全体が１回の作動（すなわち１回の「フラッシュ」）で目標部分Ｃに投影される。次に基板テーブルＷＴがｘ方向および／あるいはｙ方向にシフトされ、異なる目標部分ＣがビームＰＢにより照射され得る。
２．走査モードにおいては、基本的に同一シナリオが適用されるが、但し、ここでは、所定の目標部分Ｃは１回の「フラッシュ」では露光されない。代わって、マスクテーブルＭＴが、速度ｖにて所定方向（いわゆる「走査方向」、例えばｙ方向）に運動可能であり、それによってビームＰＢがマスクの像を走査する。これと同時に、基板テーブルＷＴが速度Ｖ＝Ｍｖで、同一方向あるいは反対方向に運動する。ここで、ＭはレンズＰＬの倍率（一般的にＭ＝１／４あるいは１／５）である。このように、解像度を妥協することなく、比較的大きな目標部分Ｃを露光することが可能となる。
【００４１】
図２には、リソグラフィ投影装置１のマスクＭＡと基板テーブルＷＴ間の区間が図示されている。区間１４には、図１のいわゆる投影システムＰＬが存在する。投影システムＰＬは幾つかの要素を含み、当業者に知られるように放射線の投影ビームＰＢを案内し、調整する。放射線の投影ビームＰＢは、投影システムＰＬを通過した後、基板テーブルＷＴ上の基板Ｗの表面に衝突する。基板テーブルＷＴはアクチュエータ１２に接続される。これらのアクチュエータ１２は、中央処理ユニット（ＣＰＵ）８およびメモリ１０を有する制御装置６に接続される。中央処理ユニット８はさらに、センサ２５から情報を受信し、電子的手段（容量性、誘導性）または光学的手段、例えば干渉計（図１に図示）によって基板テーブルＷＴまたは基板テーブルホルダの実際の位置を測定する。ＣＰＵ８は、基板上の投影ビームＰＢが基板表面に衝突する目標区域から高さおよび／あるいは傾斜の情報を測定するセンサからの入力も受信する。このセンサ１５はレベルセンサの一部であり、これは以下で説明するように、センサ１５および光源２を備える。このアセンブリを、これ以降レベルセンサ２、１５と呼ぶ。
【００４２】
レベルセンサは、例えば光学センサを備えるか、あるいは（例えば）空気圧センサまたは容量性センサが考えられる。現在好ましいセンサの形態は、基板表面が反射した投影格子の像と、米国特許第ＵＳ５，１９１，２００号に記載されたような固定検出格子との間で形成されるモアレパターンを使用する光学センサである。レベルセンサ２、１５は、複数の位置の高さを同時に測定することが好ましく、位置ごとに小さい区域の平均高さを測定することができ、したがって高い空間周波数の非平面度を平均する。この構成は光源２と、投影光学系（図示せず）と、検出光学系（図示せず）および検出手段を備え、これをここではセンサ１５と呼ぶ。センサ１５は、高さに依存し、ＣＰＵ８に供給される信号を生成する。
【００４３】
レベル感知方法は、少なくとも１つの感知区域を使用し、スポットと呼ばれる小さい区域の平均高さを測定する。基板区域上のスポットの位置に応じて、選択機構が１つまたは複数のスポットを選択し、これは測定された目標区域から高さおよび／あるいは傾斜の情報を導き出すのに適用可能である。
【００４４】
図３では、目標区域が参照番号１３で図示されている。この特定のケースでは、レベルセンサ２、１５は、目標区域１３の照明部分の局所的高さおよび傾斜を決定し、目標区域の照明部分を十分に平均できるようにするため、基板１１上で測定すべき８つのスポットを有する。言うまでもなく、代わりに他のスポット数を有するレベルセンサを適用してもよい。
【００４５】
図３にはさらにスリット形の区域も図示され、これは簡単にスリット３９と呼ぶ。スリット３９は、走査中に連続する目標区域１３内で描像する間に照明される区域である。走査プロセスでは、スリット３９は、当業者に知られているように基板表面全体がレチクルの像で覆われるまで、ｙ方向にて基板表面上を並んだ列を数回移動する。スリット３９は長方形として成形される。図３によると、ｘ方向のスリット３９の長さ寸法は、目標区域１３のｘ方向の長さに等しい。しかし、当業者には、スリット３９の長さ寸法が、目標区域１３のｘ方向の長さに対して、これより小さいか、大きくてもよいことが理解される。スリット３９の（ｙ方向に沿った）幅は、その長さよりはるかに小さい。
【００４６】
図３は、基板１１の縁で高さおよび傾斜のデータを導き出すため、先行技術でレベルセンサ２、１５が使用するレベル走査区域２１を示す。レベルセンサのスポット区域２７を、参照番号２７で概略的に示してある。レベルセンサのスポット区域２７は、矢印で示すような露光方向ｙで、所定の路に沿って基板表面上を走査される。
【００４７】
露光しながら焦点面に対して基板１１を移動させる走査動作中、基板テーブルＷＴは、ＣＰＵ８によって駆動するアクチュエータ１２で制御される。
【００４８】
制御装置６によって制御されたアクチュエータ１２を使用して、高さおよび傾斜について基板テーブルＷＴの位置を、したがって基板１１の位置を調節し、描像中に基板が焦点面にあることを確実にして、焦点外れを防止する。位置調節の必要量を決定する一つの方法が、米国特許第ＵＳ５，１９１，２００号に記載されている。
【００４９】
焦点外れとは、基板１１がどのように放射線の投影ビームＰＢの焦点面から逸脱するかを意味する。通常の運転時には、レベルセンサ２、１５は、複数の感知区域（スポット）によって複数のポイントで基板表面の高さ、つまり垂直位置を測定する。スポットの高さの読み取り値はＣＰＵ８に供給され、これはこれらの高さの値を使用して、位置決めされる照明目標区域の平均高さを導き出す。例えば照明目標区域の様々なｘおよびｙ位置にある複数の高さ読み取り値などから、これが可能であれば、基板１１を位置決めすべき所望の高さおよび傾斜を導き出すことができる。次に、基板１１のこのような所望の高さおよび傾斜は、アクチュエータ１２を起動して基板テーブルＷＴの高さおよび傾斜を制御することにより、ＣＰＵ８から提供される。このように、目標区域の実際の照明部分を焦点面にて位置決めする閉ループ制御機構が達成される。露光走査中、目標区域の照明部分は、スリット形露光区域を覆うレベルセンサのスポットによって供給される高さの読み取り値によって、焦点面にて連続的に位置決めされる。
【００５０】
例えばレベルセンサの読み取り値および／あるいはセンサ２５で測定した基板テーブルの位置（ｘ、ｙおよびｚ方向、さらにｘおよびｙ軸線の周囲の傾斜）など、焦点面からの局所的逸脱に関する測定データは、場合によってはその後に別の目標区域の露光または測定中に構成が使用するため、目標区域の露光または測定中にメモリ１０に記憶される。基板の縁の輪郭付近に位置する目標区域は、レベルセンサ２、１５のスポット（感知区域）が縁輪郭の外側にある、つまりレベルセンサの測定値を適用できない基板の区域にある場合は、もはや正確に測定することができない。これらのスポットは、ＦＥＣ内にあるか、基板の表面の完全に外側にあることもある。このような場合、レベルセンサ２、１５はもはや、高さおよび／あるいは傾斜を正確に決定できる測定データを提供することができず、基板１１上にレチクルを描像する間、高さおよび／あるいは傾斜に関して基板１１を位置決めするために、レベルセンサ２、１５による測定データに関する閉ループ制御を維持することが不可能になる。これで、焦点外れを最小にするために焦点面に基板１１を位置決めするには、基板１１上のいずれかの位置で測定したデータが必要になる。したがって、以前に基板の区域を測定中に記憶したメモリ１０内の記憶データを検索し、例えば外挿などによって、基板高さの制御に使用する高さおよび傾斜の値の計算に使用する。
【００５１】
スリット３９の幾何学的形状のため、目標区域１３のｙ方向における基板１１の局所的傾斜（つまりｘ軸を中心とした局所的回転）は、目標区域１３のｘ方向の局所的傾斜（つまりｙ軸を中心とした局所的回転）ほど重要ではない。この後者のケースでは、傾斜の調節は、可能な限り精確に実行しなければならない。従って、ｘ方向における傾斜を知ることが必要である。
【００５２】
信頼性が高い傾斜を決定するために、有効スポットの組合せに対する最小限の要件がある。特定の位置で最小限の要件を満たさないと、その位置で傾斜を測定することは不可能である。この場合は、付近の基準区域で測定した傾斜を使用する。この基準区域は、同じ露光領域の一部であるか、異なる露光領域でよい。
【００５３】
基準領域の使用について、図３ａに関連して説明する。図３ａでは、縁の輪郭１７をさらに詳細に示す。図３ａは、基板１１の縁に配置された複数の縁領域４１、および縁領域４１に隣接して配置された基準領域４２を示す。基板は、縁の輪郭１７に向かってロールオフを有することができる。このような基板の湾曲の結果、縁領域４１の傾斜は、基準領域４２の傾斜とは非常に異なることがある。先行技術では、基準領域４２で測定したような傾斜を、縁領域４１にも使用することがある。しかし、実際の傾斜にはこのような潜在的違いがあるので、この結果、縁領域４１で焦点外れが生じることがある。
【００５４】
同じ露光領域にある基準区域を使用することについて、図３ｂに関連して説明する。図３ｂは、縁の輪郭１７に隣接する縁領域４３を示す。４３ａで指示され、斜線で示された領域の下部分は、レベルセンサ２、１５で連続的かつ完全に測定することができる。この下部分４３ａでは、レベルセンサ２、１５の感知スポットは全て、縁の輪郭１７内に投影される。しかし、４３ｂで指示された領域の上部分では、レベルセンサ２、１５の全ての感知スポットが縁の輪郭内にあるわけではない。この傾斜では、隣接する基準領域４２からの傾斜情報を使用するのではなく、下部分４３ａからの情報を使用して、上部分４３ｂの傾斜に関する推定値を取得する。
【００５５】
基板が湾曲している場合は、上部分４３ｂの傾斜が、下部分４３ｂの傾斜とは非常に異なることがある。
【００５６】
両方のアプローチは、傾斜を十分な正確さで決定できない区域について、基板上の同じ領域および／あるいは他の領域の少なくとも一部によって形成された隣接基準区域からの傾斜情報を使用することで可能となる。両方のアプローチの問題は、基準区域の傾斜が、傾斜を測定できない区域での傾斜とは非常に異なることがあり、焦点外れを生じることがあることである。
【００５７】
この問題は、以下で説明するように、主に基板の左側および右側にある（これらの位置は、基板１１の「３時」および「９時」位置とも呼ぶ）。前述したように、ｘ方向に適用した傾斜が、局所的な基板の傾斜に正確に一致することが、最も重要である。基板のロールオフは、大抵の場合、回転対称であるので、基板１１の上区域および下区域（「６時」および「１２時」とも呼ぶ）には、主にｙ方向での（つまりｘ軸を中心とする）傾斜の逸脱がある。また、走査をｙ方向で実行し、ｙ方向でのＬＳスポットのサイズが比較的小さいので、なお傾斜を測定できる基準区域までの距離が、ここでは比較的小さい。したがって、外挿距離と（大抵の場合）ｘ方向での傾斜の変化率とが両方とも小さいので、外挿が比較的正確である。しかし、基板の左側および右側では、ｘ方向の傾斜が、縁に向かって比較的大きい逸脱を示し、特定の縁の領域では、なお傾斜を測定する最近接区域が、隣接領域でよい。したがって、基板の湾曲の結果生じる焦点外れは、基板の左側および右側にある縁領域で最も優勢である。
【００５８】
次に図３ａに戻ると、傾斜誤差を減少させるため、外挿距離（縁領域４１と傾斜を測定する区域との間の距離）を減少させねばならない。現在は、図３に示すように、これは図３に示すような基準区域として使用できる追加走査２１(中心)を実行することによって実行することができる。このような測定走査中には露光を実行しないので、この走査は、元の基準領域４２に対してシフトすることができる。外挿距離を減少させるため、この走査は、傾斜を測定する必要があるスポットが有効であることを確認しながら、縁の輪郭に可能な限り近い位置までシフトし、したがって全走査中に走査を測定することがなお可能である。このような測定走査を実行することにより、焦点外れを減少させることができる。
【００５９】
上述した測定走査は、通常の走査方向（ｙ方向）で実行する。図３のレベル走査区域２１(中心)のように、基板の中心線（ｙ＝０）付近に位置する測定走査は、基板の縁に多少平行に実行される。その結果、縁までの距離は、全走査中に十分に一定になる。レベル走査区域２１(頂部)およびレベル走査区域２１(底部)のように、基板の中心線の上または下におけるレベル測定走査では、走査の一方端のみで、レベルセンサ２、１５のスポットが縁除外ゾーン１９に接触する。そのため、レベル走査区域２１(頂部)および２１(底部)から基板１１の縁までの距離は、走査の開始時には、この区域の走査の終了時と比較して非常に異なる。図３から明白になるように、基板１の影部分２３は、傾斜の決定の際に考慮されない。したがって、平均外挿距離は最適ではなく、この区域は最適にレベリングされない。
【００６０】
次に、本発明の実施形態を図４に関連して説明する。基板１１の縁に近い傾斜は、それぞれ区域３５をカバーする連続的な直線路３１の輪郭に沿って走査する傾斜測定によって決定される。図４に示すような輪郭は、複数の接続された路３１によって形成され、これは露光方向ｙに対して角度があってもよい。しかし、第１路３１の終了ポイントが第２路の開始ポイントと一致せず、終了ポイントとその後の開始ポイントとの間にギャップが存在することも可能である。その理由は、基板テーブルの運動方向の変化が、正確な測定を妨害する望ましくない振動を誘発するからである。この効果を解消するために、第１路３１の終了時に測定を一時的に中断し、基板テーブルの運動方向を調節する。適度に安定した運動に落ち着いた時のみ、測定を継続する。その結果、隣接する路３１間にギャップが生じる。レベルセンサのスポット区域を、再度、参照番号２７で示す。このレベルセンサのスポット区域は、路３１に沿って連続的に走査される。図４は、このようなレベルセンサのスポット区域のうち５つを概略的に示す。しかし、これは５つの異なる測定値として意図されたものではなく、走査中の別個の瞬間における１つのレベルセンサのスポット区域の「像」として意図されたものである。線１７と区域３５の間に影の区域３３が位置する。
【００６１】
直線３１の方向は、縁の輪郭１７にある局所的接線の方向とほぼ平行であり、したがって露光方向ｙに対して角度を有するので、測定区域３５は、縁除外ゾーン１９にはるかに近くなる。角度は、基板の周囲に沿って変化してよい。３時および９時の位置で、この角度は０°（または１８０°）でよい。
【００６２】
その結果、走査の中心はここで、縁に近くなり、傾斜測定値を使用する縁除外ゾーン１９にも近くなる。したがって、外挿距離が小さくなり、縁領域４１に適用される傾斜は、図３の先行技術の構成より正確になる（注：図３ａの縁領域４１および基準領域４２は、図４では繰り返されていないが、ここにも存在する）。
【００６３】
レベルセンサ２、１５を、例えば４つのスポットが平行な２列に配置された８つの感知スポットで使用し、そのうち内側の４つが最も正確な測定値を提供することが知られている場合、内側の４つの感知スポットが、可能な限り縁の輪郭に近くなるよう、レベルセンサのスポット区域をシフトすることも可能である。傾斜の測定には、内側のスポットのみを使用する。この方法で、傾斜の測定に使用するスポットの平均位置を、基板の縁、および傾斜を測定できない領域に近づける。この方法は、特定の状況では、さらに正確に傾斜を決定することができる。
【００６４】
このようにシフトした測定走査は、図３ａおよび図３ｂによる目標部分（の一部）に使用することができるが、このようにシフトしたレベルセンサのスポット測定から取得した情報は、シフトしていないレベルセンサのスポット測定を使用して既に決定することができる基板の区域に使用することもできる。幾つかのセンサのスポットがＦＥＣ内にある場合、特定の状況に応じて、シフトした測定で取得したデータを使用して、より正確な傾斜を決定することができる。これは、シフトした測定では、傾斜の決定に使用するスポットが、可能な限りＦＥＣの近傍へとシフトされるが、シフトしない測定では、ＦＥＣと使用できる最も外側のスポットとの間に重大な距離が存在し得るからである。
【００６５】
路３１の終了ポイントは、基板ステージシステムが両方の走査を「１回で」実行できるような方法で、その後の路３１の開始ポイント付近に位置することが好ましい。しかし、以上で既に述べたように、隣接する路３１間にギャップが存在してもよい。さらなる実施形態によると、路３１は相互に部分的に重なってもよい。
【００６６】
レベル測定は、１つの円形方向のみ（例えば基板１１上を時計回りまたは反時計回り）で実行することができる。この方法で、基板テーブルの運動を停止したり、逆転したりする必要がなく、その結果、測定がさらに迅速になる。
【００６７】
デフォルト走査方向とは異なる方向で走査できるようにするには、基板テーブルが必要な動作を実行できねばならない。通常の露光走査はｙ方向でしか実行することができない。基板テーブルＷＴの動作がマスクテーブルＭＴの動作と一致しなければならず、これはｙ方向でしか走査できないからである。レベル測定走査中には、露光が実行されず、マスクテーブルはこのレベル測定走査に参加する必要がない。そのため、走査方向はｙ方向である必要がない。また、ｙ方向とは異なる方向を走査できるようにするため、基板テーブルは、任意の方向で制御された走査運動を実行できねばならない。
【００６８】
あるいは、図４の線３７で示すように、縁除外ゾーン１９の縁輪郭１７を辿る段階的な輪郭に沿ったレベル測定走査にて、傾斜を測定することが可能である。さらなる代替方法は、可能な限り厳密に縁の輪郭１７を辿る円形路３８に沿ったレベル測定走査である。
【００６９】
上記では、傾斜の決定について説明してきたが、高さの決定にも走査を適用することができる。
【００７０】
図５では、測定走査を自動的に実行し、使用する流れ図を説明する。ステップ１０１では、基板のどの区域で傾斜を直接測定できないかを決定する。この区域は、完全な目標部分でもよいが、目標部分の一部でもよい。この区域には基準区域が必要である。基準区域とは、直接的に傾斜を測定することが可能な基板上の区域であり、ここではシフトした測定走査が必要でない。傾斜を直接測定できない区域の位置に基づいて、ステップ１０２では、シフトしたレベル測定走査でカバーすべき範囲を決定する。ステップ１０１で選択した区域ごとに、区域の始点のｙ位置から区域の終点まで、必要な測定走査範囲が延在する。基板の各側にある合計走査ｙ範囲は、全てのこのように必要な走査範囲の集合である。ステップ１０３では、必要な範囲全体をカバーするため、測定走査を配置すべき位置を決定する。スループットの影響を最小にするため、走査数を最少にするが、各測定走査の長さは、特定の最大値を超えることができない。これは、レベルセンサのスポットと、測定走査の半ばにある縁除外ゾーンとの間の距離を制限するために実行する。走査を開始および終了するｙ位置は、これが必要な合計範囲の開始および終了と一致するような方法で配置される。しかし、測定走査数は、ステップ１０１で選択した領域数と等しくなくてもよい。例えば、傾斜を直接決定できない３つの区域で使用できる情報を取得するため、１つの測定路を使用することが可能である。例えば、傾斜を直接決定できない１つの区域に関する情報のために、幾つかの測定路（の一部）を使用することも可能である。これは全て、センサおよび区域の特定の寸法によって決定される。
【００７１】
図６には、その結果として、測定走査６２で収集したデータを、傾斜が直接決定できない幾つかの区域６１に使用することが可能であることが示されている。このような区域６１の必要なサンプルデータを、２つの異なる測定走査６２で収集することも可能である。測定走査を開始および終了するｙ位置を、ステップ１０４で計算すると、図５に関連して説明するようにｘ位置が決定される。これらのポイントのｘ位置は、走査時にこれらのポイントで、必要なレベルセンサのスポットがちょうど縁除外ゾーンに接触するよう選択される。ステップ１０４の後、各測定走査を開始および終了するｘおよびｙ位置が分かる。走査は、これらの２ポイント間の直線で実行される。走査を実行する順序および走査方向を、ステップ１０５で実行する。これを実行するため、基板テーブルシステムが可能な各順序で走査と走査との間に移動するために必要な時間を計算する。必要とする時間が最も短い構成を選択する。
【００７２】
これで、基板のバッチの処理を開始することができる。ステップ１０６では、基板を基板ステージにロードする。次にステップ１０７で、測定走査をステップ１０５で決定した順序で実行する。この走査中、基板の傾斜は、密集したサンプル格子で測定し、このサンプルをメモリ１０に記憶する。全ての測定を実行したら、必要な区域に使用する傾斜の値を、ステップ１０８で決定する。傾斜を直接決定できない区域ごとに、縁領域の開始と終了の間でｙ範囲にある測定走査からサンプルを選択する。可能な１つの実施例では、縁領域の露光中に一定の傾斜値を適用できるよう、これらの傾斜値を平均する。別の可能な例は、傾斜値に対する線適合を実行し、線形輪郭に従って傾斜を縁領域に適用することである。例えば測定した信号の曲線適合、平均化技術、より高次の多項適合、フィルタリング（例えば最高次数の削除）を使用するなど、他の輪郭を使用することもできる。いずれの形態の処理も適用せずに、測定したままの信号を使用することも可能である。本明細書で説明するシーケンスで、特定の区域に使用するサンプル範囲は、その領域のｙ境界にちょうど一致する。このサンプル範囲が、傾斜を直接決定できない区域の一部をカバーするのみ、または傾斜を直接決定できない区域の境界より大きい範囲をカバーすることも可能である。
【００７３】
ステップ１０９では、基板を露光する。傾斜を直接測定できない区域では、ステップ１０８で決定した輪郭を使用する。基板がバッチの最終基板ではない場合、ステップ１０６にて次の基板で作業流れを継続する。
【００７４】
図５で説明するシーケンスでは、全ての測定走査を第１露光の開始前に実行する。１つまたは複数のシフトした測定走査からの傾斜情報を必要とする区域を、上記区域の傾斜輪郭を導き出すために使用する傾斜データを収集した測定走査、つまり基準区域の測定走査の後に露光する限り、他のシーケンスも可能である。
【００７５】
場合によっては、プロセス基板の曲率は、同じバッチまたは同じプロセスの全基板で同じである。第２実施形態では、これらのケースに異なるシーケンスを設定する。このシーケンスでは、スループットの不利益を減少させるため、基板のバッチにある最初の基板のみで測定走査を実行する。このシーケンスについては、図７に関連して説明する。ステップ２０１からステップ２０６は、それぞれ図５のステップ１０１からステップ１０６と同じである。ステップ２０７で、露光すべき基板がバッチの第１基板かをチェックする。そうである場合は、ステップ２０８およびステップ２０９を実行する。ステップ２０８では、ステップ１０７と同じ方法で測定走査を実行する。ステップ２０９では、傾斜を測定できない区域ごとに、ステップ１０８と同じ方法で測定走査に基づき傾斜を計算する。隣接する区域に基づき、シフトした測定走査を実行していなかった場合に使用する傾斜も計算する。これらの２つの値の差を、傾斜のオフセットとしてメモリ１０に保存する。ステップ２１０では、これらのオフセットを、傾斜が直接決定できない上記区域に適用する。これを、バッチの各基板１１で実行する。この方法で、基板１１の曲率の影響を１回しか測定せずにすむが、基板の全体くさびの差をなおバッチの各基板で、および傾斜を直接決定できない上記区域でも補正する。
【００７６】
既に以上で述べたように、シフトした測定走査は、シフトしていない測定に基づいてレベルセンサ２、１５にて取得した測定値に基づき傾斜を決定できる区域にも適用することができる。場合によっては、正確な状況に応じて、シフトした測定に基づき計算した傾斜が、より正確な傾斜を導くことがある。これは例えば、レベルセンサ２、１５の８つの感知スポットのうち３つがＦＥＣにあって、第４の感知スポットが縁の輪郭付近にあり、したがって非常に確実な測定スポットを形成しない場合である。このような場合でも、５つの感知スポットに基づいて傾斜値を計算することは十分に可能であるが、６つの感知スポットを有するシフトされた測定か、縁の輪郭内にある合計８つのスポットのうち少なくとも４つの中央スポットに基づいて、より確実な傾斜を決定することができる。
【００７７】
さらなる実施形態によると、シフトした測定は、レベルセンサの感知スポットのサブセットのみを使用するような方法で実行することができる。レベルセンサ２、１５の内側のスポット（８つの感知スポットのうち内側の４つ）を、可能な限り縁の輪郭付近に配置することができる。これは、８つの感知スポットのうち２つを使用できないことを示唆する。しかし、内側のスポットは通常、より確実なデータを提供するので、場合によっては、これでさらに正確な傾斜を決定することができる。
【００７８】
上述した実施形態では、測定走査を傾斜の測定に使用する。しかし、本発明はこれに制限されるものではない。高さを制御する場合、このような測定方式を使用して、領域自体で高さを測定できない領域への外挿距離を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】リソグラフィ投影装置の概略一般図である。
【図２】図１のリソグラフィ投影装置のさらに詳細な図である。
【図３】最新技術により傾斜を決定する基板上の位置を示したものである。
【図３ａ】基板の縁の輪郭をさらに詳細に示したものである。
【図３ｂ】図３に示した基板の一部を拡大して示したものである。
【図４】本発明の実施形態により傾斜を決定する方法を示したものである。
【図５】本発明の実施形態の測定走査を自動的に実行し、使用するシーケンスを示したものである。
【図６】図５を明らかにするために使用するものである。
【図７】図５の測定走査の代替方法を示したものである。
【図１】
2008016860.tif 000003
【図２】
2008016860.tif 000004
【図３】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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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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【手続補正書】
【提出日】平成19年9月7日(2007.9.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リソグラフィ投影装置（１）の基板（Ｗ；１１）の表面の傾斜および高さのうち少なくとも一方を決定するセンサを備えたアセンブリで、基板（Ｗ；１１）が、センサに対して前記基板の表面にほぼ平行な少なくとも１つの路に沿って移動可能であり、センサが複数の感知スポットを有し、リソグラフィ投影装置が露光走査方向（ｙ）を有し、アセンブリが、前記センサで前記少なくとも１つの路に沿って測定し、前記少なくとも１つの路に沿って前記傾斜および高さのうち少なくとも一方に関する測定データを提供するように構成され、アセンブリは、その後に前記リソグラフィ投影装置で前記基板を露光する間に使用するため、前記測定データを記憶するメモリ（１０）を備え、基板が縁の輪郭（１７）を有するアセンブリであって、アセンブリは、１つまたは複数の感知スポットが、基板（Ｗ；１１）の前記縁輪郭（１７）上またはその外側に向いているために、この１つまたは複数の感知スポットが無効データを提供した場合、所定のサブセットの感知スポットで測定するように構成されることを特徴とするアセンブリ。
【請求項２】
アセンブリが、前記少なくとも１つの路に沿って前記センサに対して基板を連続的に移動させるように構成され、基板の前記少なくとも１つの路が、少なくとも部分的に露光走査方向に対して角度を有する、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項３】
センサが基板（Ｗ；１１）の縁の輪郭（１７）の少なくとも一部にほぼ沿って測定することを特徴とする、請求項１または２に記載のアセンブリ。
【請求項４】
センサが基板（Ｗ；１１）の縁の輪郭（１７）に沿って１回で測定することを特徴とする、請求項３に記載のアセンブリ。
【請求項５】
センサが測定中に、以下の方法のうち少なくとも１つで測定する、つまり
−  ともに縁の輪郭（１７）を辿る複数の直線（３１）に沿って、
−  縁の輪郭（１７）に沿って段階的な路（３７）に沿って、および
−  形状が前記縁の輪郭（１７）とほぼ等しい輪郭に沿って
測定することにより、縁輪郭（１７）の形状の近似値を求めるように構成されることを特徴とする、請求項３または４に記載のアセンブリ。
【請求項６】
自身間に測定が実行されないギャップを有する後続の複数の路に沿って前記センサで測定するようにアセンブリが構成されることを特徴とする、請求項１〜５いずれか１項に記載のアセンブリ。
【請求項７】
前記センサが、高さを測定できる少なくとも１つの感知スポットを有し、オン状態とオフ状態で切り換え可能なセンサを備え、切り換えが、前記センサの位置の関数として実行されることを特徴とする、請求項１〜６いずれか１項に記載のアセンブリ。
【請求項８】
アセンブリが、前記少なくとも１つの路の少なくとも一部に沿って感知スポットのサブセットのみで測定するように構成されることを特徴とする、請求項１〜７いずれか１項に記載のアセンブリ。
【請求項９】
基板が縁の輪郭（１７）付近に目標部分を備えており、前記目標部分のその後の露光中に、複数の路から得た前記記憶済み測定データを使用することを特徴とする、請求項１〜８いずれか１項に記載のアセンブリ。
【請求項１０】
リソグラフィ投影装置（１）で、
−  放射線源（ＬＡ）から放射された放射線から、放射線の投影ビーム（ＰＢ）を形成する放射線システム（Ｅｘ、ＩＬ）と、
−  前記投影ビームにパターンを形成するため、投影ビームによって照射されるパターニング手段を保持するように構成された支持構造（ＭＴ）と、
−  基板（Ｗ）を保持するように構成された基板テーブル（ＷＴ）と、
−  パターニング手段の照射部分を基板の目標部分に描像するように構成された投影システム（ＰＬ）とを備え、
前記リソグラフィ投影装置が請求項１〜９いずれか１項に記載のアセンブリを備えることを特徴とするリソグラフィ投影装置。
【請求項１１】
リソグラフィ投影装置（１）が、前記放射線ビーム（ＰＢ）を焦点面に投影し、メモリ（１０）から測定データを読み取り、測定データを使用して、基板の位置を調節し、放射線ビームで照射されたら、基板上に位置する目標部分を前記放射線ビーム（ＰＢ）の焦点面に入れるように構成されることを特徴とする、請求項１０に記載のリソグラフィ投影装置（１）。
【請求項１２】
前記センサが、測定中に前記基板を複数のスポットのうちの少なくとも１つのスポットで照射し、複数のスポットのうちの少なくとも１つのスポットと前記縁の輪郭との間の最大距離が、０．５ｍｍと４ｍｍの間の範囲、より好ましくは１．５ｍｍと２．５ｍｍの間の範囲であることを特徴とする、請求項１０または１１に記載のリソグラフィ投影装置（１）。
【請求項１３】
リソグラフィ投影装置（１）で基板（Ｗ；１１）の表面の傾斜および高さのうち少なくとも一方を決定する方法で、
−  基板（Ｗ；１１）を保持するように構成された基板テーブル（ＷＴ）を設けることと、
−  複数の感知スポットを有するセンサを設けることと、
−  メモリ（１０）を設けることとを含み、
基板テーブル（ＷＴ）およびセンサが、相互に対して基板（Ｗ；１１）の表面にほぼ平行な少なくとも１つの路に沿って移動可能であり、リソグラフィ投影装置（１）が露光走査方向（ｙ）を有し、方法がさらに、
−  前記少なくとも１つの路に沿って前記センサで測定して、前記少なくとも１つの路に沿った前記傾斜および高さのうち少なくとも一方に関する測定データを提供するようにアセンブリが構成されることと、
−  その後に前記リソグラフィ投影装置（１）で前記基板を露光する間に使用するため、前記メモリ（１０）に前記測定データを保存することとを含み、前記アセンブリは、１つまたは複数の感知スポットが、基板（Ｗ；１１）の前記縁輪郭（１７）上またはその外側に向いているために、この１つまたは複数の感知スポットが無効データを提供した場合、所定のサブセットの感知スポットで測定するように構成されることを特徴とする方法。
【請求項１４】
−  放射線源（６）から放射された放射線から、放射線の投影ビーム（６）を形成する放射線システム（３、４）を設けることと、
−  前記投影ビームにパターンを形成するため、投影ビームによって照射されるパターニング手段を保持するように構成された支持構造（ＭＴ）を設けることと、
−  基板（Ｗ）を露光走査方向で走査することと、
−  前記基板の露光中に前記測定データを使用することと、をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
基板（Ｗ；１１）の縁輪郭（１７）の少なくとも一部にほぼ沿って測定することを特徴とする、請求項１３または１４に記載の方法。
【請求項１６】
以下の方法のうち少なくとも１つで測定する、つまり
−  ともに前記縁の輪郭（１７）を辿る複数の直線（３１）に沿って、
−  前記縁の輪郭（１７）に沿って段階的な路（３７）に沿って、および
−  形状が前記縁の輪郭（１７）とほぼ等しい輪郭に沿って
測定することを特徴とする、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
−  前記源によって前記放射線ビーム（ＰＢ）を生成し、前記放射線ビーム（ＰＢ）を前記基板（Ｗ）上の焦点面に投影することと、
−  メモリ（１０）から前記傾斜および高さのデータのうち少なくとも一方を読み取ることと、
−  前記傾斜および高さのうち少なくとも一方のデータを使用して、基板の位置を調節し、放射線ビームによって照射されたら、基板上に位置する目標部分を前記放射線ビーム（ＰＢ）の焦点面に最適に入れることと、を特徴とする、請求項１４〜１６いずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
前記少なくとも１つの路に沿って前記センサに対して基板を連続的に移動させ、基板の前記少なくとも１つの路が、少なくとも部分的に露光走査方向（ｙ）に対して角度を有することを特徴とする、請求項１３〜１６いずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
基板のバッチにある少なくとも１つの基板（Ｗ）の前記傾斜および高さのうち少なくとも一方を決定し、前記少なくとも１つの基板の前記傾斜および高さのうち少なくとも一方を、前記バッチの全基板に使用することを特徴とする、請求項１３〜１８いずれか１項に記載の方法。
【外国語明細書】
2008016860000001.pdf