(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学コンポーネントと、
受け取り面、第１の媒体、及び第２の媒体を有する封入デバイスと、
を備えるエンコーダであって、
前記受け取り面は、第１の放射ビーム及び第２の放射ビームを周囲環境から受け取るように配置構成され、
前記光学コンポーネントは、前記第１の放射ビーム及び前記第２の放射ビームを複合するように配置構成され、
前記封入デバイスは、第１の経路に沿って前記第１の放射ビームを、及び第２の経路に沿って前記第２の放射ビームを、伝搬するように配置構成され、
前記第１の経路及び前記第２の経路は、前記受け取り面から前記光学コンポーネントまでであり、
前記封入デバイスは、前記第１の経路及び前記第２の経路を前記周囲環境から隔離するように配置構成され、
前記第１の経路は、少なくとも部分的に前記第１の媒体を介し、
前記第２の経路は、前記第１の媒体および前記第２の媒体を介し、
前記第１の放射ビームの総光路長及び前記第２の放射ビームの総光路長を互いに等しくするように、前記第２の媒体を介する前記第１の経路の経路長は、前記第２の媒体を介する前記第２の経路の経路長とは異なる、
前記第１の媒体はガスにより形成され、前記第２の媒体は固形体により形成される、エンコーダ。
【請求項２】
前記第１の媒体の屈折率は、前記第２の媒体の屈折率よりも小さい、請求項１に記載のエンコーダ。
【請求項３】
前記第１の経路は、第１の経路長を有し、前記第２の経路は、第２の経路長を有し、前記第１の経路長は、前記第２の経路長よりも長く、前記第２の媒体を介する前記第１の経路の前記経路長は、前記第２の媒体を介する前記第２の経路の前記経路長よりも短い、請求項１又は２に記載のエンコーダ。
【請求項４】
前記封入デバイスは、ガスを有するために配置構成された空間を封入するように配置構成され、前記ガスは、前記第１の媒体を形成する、請求項１から３のいずれか一項に記載のエンコーダ。
【請求項５】
前記封入デバイスは、前記空間を前記周囲環境に接続するコンジットを備え、前記コンジットは、前記空間と前記周囲環境との間のガスの流れを制限するための制約を有する、請求項４に記載のエンコーダ。
【請求項６】
前記制約は、多孔質材料を備える、請求項５に記載のエンコーダ。
【請求項７】
前記封入デバイスは、熱伝導デバイスを備え、前記熱伝導デバイスは、少なくとも部分的に前記第１の経路及び前記第２の経路を封入する、請求項１から６のいずれか一項に記載のエンコーダ。
【請求項８】
前記光学コンポーネントは、前記第１の放射ビーム及び前記第２の放射ビームのうちの少なくとも１つを回析するための格子を備える、請求項１から７のいずれか一項に記載のエンコーダ。
【請求項９】
前記封入デバイスは、前記周囲環境の屈折率の変化から前記第１の経路及び前記第２の経路を隔離するように配置構成される、請求項１から８のいずれか一項に記載のエンコーダ。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に記載のエンコーダ及び格子面を備える位置測定システムであって、
前記格子面は、前記第１の放射ビーム及び前記第２の放射ビームを作成するために放射ビームを回析するように配置構成される、位置測定システム。
【請求項１１】
前記受け取り面は、第１の角度で前記第１の放射ビームを受け取るように配置構成され、前記受け取り面は、第２の角度で前記第２の放射ビームを受け取るように配置構成され、前記第１の角度は、前記第２の角度とは異なる、請求項１０に記載の位置測定システム。
【請求項１２】
前記光学コンポーネントは、前記第１の放射ビーム及び前記第２の放射ビームを反射させて前記格子面に戻すように配置構成された反射素子を備え、前記格子面は、前記反射素子によって反射された前記第１の放射ビーム及び前記第２の放射ビームを単一放射ビームに回析するように配置構成される、請求項１０又は１１に記載の位置測定システム。
【請求項１３】
請求項１０から１２のいずれか一項に記載の前記位置測定システムを備える、リソグラフィ装置。
【請求項１４】
パターン付与された放射ビームを基板上に投影するための投影システムと、
前記パターン付与された放射ビーム内にパターンを作成するように配置構成されたパターニングデバイスを保持するための第１のステージシステムと、
前記基板を保持するための第２のステージシステムと、
前記第１のステージシステム及び前記第２のステージシステムのうちの少なくとも１つの位置を制御するための制御システムと、
を備えるリソグラフィ装置であって、
前記位置測定システムは、前記第１のステージシステム及び前記第２のステージシステムのうちの前記少なくとも１つの位置を表す信号を、前記制御システムに提供するように配置構成される、請求項１３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]  本願は、２０１４年１１月２８日出願の欧州特許出願第１４１９５４６６．９号及び２０１５年２月１７日出願の第１５１５５３８７．２号の優先権を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
[002]  本発明は、エンコーダ、位置測定システム、及び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）の製造で使用可能な装置である。その場合、代替としてマスク又はレチクルと呼ばれるパターニングデバイスが、ＩＣの個々の層上に形成されることになる回路パターンを生成するために使用可能である。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、シリコンウェーハなどの基板上のターゲット部分に転写することができる。パターンの転写は、典型的には、基板上に提供された放射感応性材料の層上への結像を介して実行される。放射ビームがターゲット部分に入射するロケーションは、露光ロケーションと呼ばれる。
【０００４】
[004]  放射ビームの断面は、典型的には基板の表面よりもかなり小さい。したがって、基板の表面上のすべてのターゲット部分を露光するために、基板は投影システムに対して移動される。リソグラフィ装置は、投影システムに対して基板を移動するためのステージシステムを有する。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して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各々のターゲット部分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提供される。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エンコーダ及びスケールを備える。スケールは格子表面を有する。エンコーダは、スケールの格子表面から放射ビームを受け取るように配置構成される。エンコーダは、エンコーダに対して格子表面が移動するときに、放射ビームの位相変化を検出することができる。位相に応じて、エンコーダは、エンコーダに対する格子表面の位置を表す位置信号を生成することができる。
【０００６】
[006]  スケールに対してエンコーダが移動できるようにするために、エンコーダとスケールとの間には距離がある。放射ビームはこの距離を横切り、周囲環境、例えば周囲空気を介して進行する。しかしながら周囲空気は、特に、エンコーダ及びスケールが互いに対して高速で移動する場合に発生し得る、温度変化及び／又は圧力変化によって妨害される可能性がある。温度変化及び／又は圧力変化は、放射ビームが進行する際に介する媒体の屈折率に影響を与える可能性がある。屈折率の変化はエンコーダによって提供される位置信号に変化を生じさせ、結果として測定誤差を生み出す。周囲環境内で一方の放射ビームが他方の放射ビームよりも長い距離進行する場合、測定誤差はさらにいっそう大きくなる。この場合、温度及び圧力の変化は、一方の放射ビームに他方の放射ビームよりも大きな影響を与えることになる。
【発明の概要】
【０００７】
[007]  エンコーダの精度を向上させることが、本発明の目的である。
【０００８】
[008]  本書において、「経路長」という用語は、２つのロケーション間の放射ビームの空間的長さを示すために使用される。例えば２つのロケーションが１０ｃｍ離れている場合、２つのロケーション間の放射ビームは１０ｃｍの経路長を有する。「光路長」という用語は、放射ビームの光学的長さ、すなわち、放射ビームが伝搬する際に介する媒体の屈折率を掛けた長さを示すために使用される。例えば、２つのロケーションが１０ｃｍ離れており、２つのロケーション間の空間が１．５の屈折率を有するガラスによって完全に満たされている場合、２つのロケーション間の放射ビームの光路長は１０ｃｍ×１．５である。したがって、この例における光路長は１５ｃｍである。
【０００９】
[009]  本発明の実施形態によれば、光学コンポーネントと、受け取り面、第１の媒体、及び第２の媒体を有する封入デバイスと、を備えるエンコーダが提供される。受け取り面は、第１の放射ビーム及び第２の放射ビームを周囲環境から受け取るように配置構成される。光学コンポーネントは、第１の放射ビーム及び第２の放射ビームを複合するように配置構成される。封入デバイスは、第１の経路に沿って第１の放射ビームを、及び第２の経路に沿って第２の放射ビームを、伝搬するように配置構成される。第１の経路及び第２の経路は、受け取り面から光学コンポーネントまでである。封入デバイスは、第１の経路及び第２の経路を周囲環境から隔離するように配置構成される。第１の経路は、少なくとも部分的に第１の媒体を介する。第２の経路は、少なくとも部分的に第２の媒体を介する。第２の媒体を介する第１の経路の経路長は、第２の媒体を介する第２の経路の経路長とは異なる。
【００１０】
[010]  本発明の別の実施形態によれば、前述のエンコーダを備える位置測定システムが提供される。
【００１１】
[011]  本発明の別の実施形態によれば、前述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。
【００１２】
[012]  次に、対応する参照記号が対応する部分を示す添付の概略図を参照しながら、本発明の実施形態を単なる例として説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に従ったリソグラフィ装置を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に従ったエンコーダを示す図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に従ったエンコーダを示す図である。
【図４】本発明のさらなる実施形態に従ったリソグラフィ装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
[013]  図１は、本発明に従った位置測定システムを備えるリソグラフィ装置を概略的に示す。装置は、照明システムＩＬ、支持構造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。
【００１５】
[014]  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る。照明システムＩＬは、放射を誘導、形成、又は制御するための、屈折、反射、磁気、電磁、静電、又は他のタイプの光学コンポーネントなどの様々なタイプの光学コンポーネント、或いはそれらの任意の組み合わせを含むことができる。
【００１６】
[015]  照明システムＩＬは、放射源ＳＯから放射ビームを受光する。放射源ＳＯ及びリソグラフィ装置は、例えば放射源ＳＯがエキシマレーザ装置の場合、別個の要素であってもよい。その場合、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、放射ビームＢは、放射源ＳＯから、例えば、好適な誘導ミラー又はビームエキスパンダを備えるビームデリバリシステムＢＤを用いて、照明システムＩＬへと渡される。その他の場合、例えば、放射源ＳＯが水銀灯の場合、放射源ＳＯは、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。
【００１７】
[016]  照明システムＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調節するためのアジャスタＡＤを備えることができる。加えて照明システムＩＬは、積分器ＩＮ及びコンデンサＣＯなどの様々な他のコンポーネントを備えることができる。照明システムＩＬは、その断面内に所望の均一性及び強度分布を有するように放射ビームＢを調整するために使用可能である。
【００１８】
[017]  本明細書で使用する「放射ビームＢ」という用語は、イオンビーム又は電子ビームなどの粒子ビームのみならず、紫外線（ＵＶ）放射（例えば、３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ若しくは１２６ｎｍ、又はこれら辺りの波長を有する）及び極端紫外光（ＥＵＶ）放射（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を網羅する。
【００１９】
[018]  支持構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴは、パターニングデバイス（例えば、マスク又はレチクル）ＭＡを支持するためのものである。支持構造ＭＴは、ある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のステージシステムＰＭに接続される。
【００２０】
[019]  マスク支持構造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。マスク支持構造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。このマスク支持構造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。マスク支持構造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。マスク支持構造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。
【００２１】
[020]  本明細書において使用する「パターニングデバイスＭＡ」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。
【００２２】
[021]  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よく知られているものであり、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与える。本明細書に示すように、装置は透過型であり、透過型マスクを使用する。
【００２３】
[022]  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、ある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のステージシステムＰＷに接続される。
【００２４】
[023]  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に与えら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。
【００２５】
[024]  本明細書において使用する「投影システムＰＳ」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。
【００２６】
[025]  放射ビームＢは、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によってパターニングされる。パターニングデバイスＭＡを横断した放射ビームＢは、投影システムＰＳを通過し、投影システムＰＳは、ビームを基板Ｗのターゲット部分Ｃ上に合焦させる。放射ビームＢが合焦される基板Ｗ上の位置は、露光位置と呼ばれる。第２の位置決めシステムＰＷ及び（例えば干渉計デバイス、エンコーダ又は容量センサを含む）位置測定システムＩＦ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のステージシステムＰＭ及び（図１には示されていない）別の位置測定システムＩＦ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、支持構造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の助けにより実現することができる。ロングストロークモジュールは、ロングレンジにわたる投影システムＰＳに対するショートストロークモジュールの粗い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の精密な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のステージシステム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、支持構造ＭＴをショートストロークアクチュエータにのみ接続するか、又は固定してもよい。
【００２７】
[026]  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と、基板アライメントマークＰ１、Ｐ２と、を用いて整列することができる。図示の基板アライメントマークは専用の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Ｃとの間の空間内に置くこともできる。同様に、複数のダイがマスクＭＡ上に提供されている場合、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。
【００２８】
[027]  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つ以上の支持構造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Ｗを保持するように配置されていない測定テーブルを備えてもよい。
【００２９】
[028]  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Ｗの少なくとも一部が相対的に高い屈折率を有する液体、例えば水によって覆えるタイプでもよい。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との間に液浸液を印加することもできる。液浸技法は、投影システムの開口数を増やすための分野ではよく知られているものである。本明細書で使用する「液浸」という用語は、基板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との間に液体が存在するというほどの意味である。
【００３０】
[029]  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。
【００３１】
[030]  第１のモードはステップモードである。ステップモードでは、放射ビームＢに付与されたパターン全体が１回でターゲット部分Ｃに投影される間、支持構造ＭＴ及び基板テーブルＷＴは本質的に定常に維持される。次いで基板テーブルＷＴが第２の位置決めシステムＰＷによりＸ及び／又はＹ方向にシフトされるため、異なるターゲット部分Ｃを露光することができる。
【００３２】
[031]  第２のモードはスキャンモードである。スキャンモードでは、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、支持構造ＭＴ及び基板テーブルＷＴは同期的にスキャンされる。支持構造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の拡大（縮小）及び像反転特徴によって決定され得る。
【００３３】
[032]  第３のモードでは、支持構造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る。基板テーブルＷＴは、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、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。
【００３４】
[033]  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。
【００３５】
[034]  位置測定システムＩＦはエンコーダを備えることができる。エンコーダは、例えば、参照により組み込まれた２００６年９月７日出願の米国特許出願第ＵＳ２００７／００５８１７３Ａ１号から知られている。一般に、こうした既知のエンコーダは以下の特徴を有する。既知のエンコーダは、１次放射ビーム及び２次放射ビームを受け取ることができる。１次放射ビーム並びに２次放射ビームはどちらも、同じ放射ビーム、すなわちオリジナル放射ビームから生起する。１次放射ビーム及び２次放射ビームのうちの少なくとも１つは、格子を用いてオリジナル放射ビームを回析することによって作成される。１次放射ビーム及び２次放射ビームの両方がオリジナル放射ビームの回析によって作成される場合、１次放射ビームは２次放射ビームと異なる回析次数を有する必要がある。異なる回析次数は、例えば、＋１次、−１次、＋２次、及び−２次である。既知のエンコーダは、１次放射ビーム及び２次放射ビームを複合放射ビームに複合する。センサは、複合放射ビームの位相又は位相差を決定する。センサは、この位相又は位相差に基づいて信号を生成する。信号は、格子に対するエンコーダの位置を表す。
【００３６】
[035]  図２は、本発明の第１の実施形態に従ったエンコーダを示す。位置測定システムＩＦはエンコーダ２００を有する。エンコーダ２００は、基準格子２０２及び封入デバイス２０４を有する。封入デバイス２０４は、第１の放射ビーム２０８及び第２の放射ビーム２１０を受け取るための受け取り面２０６を有する。受け取り面２０６は、第１の放射ビーム２０８を受け取るための第１の表面部分を有する。受け取り面２０６は、第２の放射ビーム２１０を受け取るための第２の表面部分を有する。第１の放射ビーム２０８及び第２の放射ビーム２１０は、それぞれ前述の１次放射ビーム及び２次放射ビームとすることができる。第１の表面部分及び第２の表面部分は、第１の放射ビーム２０８及び第２の放射ビーム２１０に対して少なくとも部分的に透過である。受け取り面２０６を介して、第１の放射ビーム２０８及び第２の放射ビーム２１０は封入デバイス２０４に入ることができる。封入デバイス２０４は、第１の表面部分から基準格子２０２への第１の経路２１２に沿って第１の放射ビーム２０８を伝搬するように配置構成される。封入デバイス２０４は、第２の表面部分から基準格子２０２への第２の経路２１４に沿って第２の放射ビーム２１０を伝搬するように配置構成される。第１の経路２１２は第２の経路２１４とは異なる。封入デバイス２０４は、第１の経路２１２に沿った第１の経路長２１６を有する。封入デバイス２０４は、第２の経路２１４に沿った第２の経路長２１８を有する。第１の経路長２１６は第２の経路長２１８とは異なる。図２の例において、第１の経路長２１６は第２の経路長２１８よりも長い。
【００３７】
[036]  第１の経路２１２は第１の光路長を有することができる。第２の経路２１８は、第１の光路長とは異なる第２の光路長を有することができる。例えば、第２の光路長は第１の光路長よりも長い。第１の光路長と第２の光路長との間に差異を作ることによって、第１の放射ビーム及び第２の放射ビームを提供する放射源の変動のいかなる悪影響をも最小限にするために、第１の放射ビームの総光路長及び第２の放射ビームの総光路長を互いに等しくすることができる。第１の放射ビームの総光路長及び第２の放射ビームの総光路長は、放射源と、複合された第１の放射ビーム及び第２の放射ビームを受け取るセンサとの間の、任意の部分を含むことができる。
【００３８】
[037]  第１の放射ビーム２０８及び第２の放射ビーム２１０は、スケール２２０の格子面２２２から生起する。格子面２２２は、第１の放射ビーム２０８及び第２の放射ビーム２１０を作成するように、少なくとも１つの放射ビームを回析するためのパターンを有する。第１の放射ビーム２０８及び第２の放射ビーム２１０は、格子面２２２から封入デバイス２０４を介して基準格子２０２まで伝搬する。基準格子２０２は、第１の放射ビーム２０８及び第２の放射ビーム２１０の少なくとも一部に基づいて複合放射ビームを作成するために、第１の放射ビーム２０８及び第２の放射ビーム２１０を回析、透過、及び／又は反射するように配置構成される。エンコーダ２００は、複合放射ビームの位相又は位相変化を決定することができる。この位相又は位相変化に基づいて、エンコーダ２００は、エンコーダ２００に対する格子面２２２の位置を表す位置信号を提供することができる。
【００３９】
[038]  基準格子２０２の代わりに、第１の放射ビーム２０８及び第２の放射ビーム２１０を複合するように配置構成された任意のタイプの光学コンポーネントを使用することができる。こうした光学コンポーネントは、回析格子及び／又は反射素子を備えることができる。反射素子は、ミラー又はコーナーキューブ又は任意の他のタイプの反射素子を備えることができる。光学コンポーネントは、第１の放射ビーム２０８及び第２の放射ビーム２１０を単独で複合するように配置構成可能であるか、又は、光学コンポーネントは、第１の放射ビーム２０８及び第２の放射ビーム２１０を、第１の放射ビーム２０８及び第２の放射ビーム２１０を複合できる別のコンポーネントに向かって誘導するように配置構成可能である。スケール２２０はこうしたコンポーネントとすることができる。
【００４０】
[039]  第１の放射ビーム２０８と格子面２２２との間に、第１の角度２２８が存在する。第２の放射ビーム２１０と格子面２２２との間に、第２の角度２３０が存在する。図２に示されるように、第１の角度２２８と第２の角度２３０との間には差異が存在する。この差異は、第１の角度２２８及び第２の角度２３０の方向における差異、第１の角度２２８と第２の角度２３０との間の大きさの差異、又は、方向及び大きさの組み合わせとすることができる。こうした差異は、第１の放射ビーム２０８及び第２の放射ビーム２１０が回析される放射ビームが、格子面２２２に垂直に入射しない場合に発生する可能性がある。第１の角度２２８と第２の角度２３０との間の差異に起因して、格子面２２２から基準格子２０２までの第１の放射ビーム２０８の長さは、格子面２２２から基準格子２０２までの第２の放射ビーム２１０の長さよりも長い。第１の放射ビーム２０８の光路長を第２の放射ビーム２１０の光路長と等しくするために、封入デバイス２０４は固形体２２６を備える。固形体２２６は第１の放射ビーム２０８及び第２の放射ビーム２１０に対して透過である。固形体２２６は第２の経路２１４に沿っている。固形体２２６について、ある屈折率及びサイズを伴う材料を選択することによって、固形体２２６は第２の光路長２１８を調節するように配置構成される。こうした材料は、任意のタイプの好適な光学ガラス又は光学セラミックとすることができる。
【００４１】
[040]  第１の経路２１２は少なくとも部分的に第１の媒体を介する。第２の経路２１４は少なくとも部分的に第２の媒体、この場合は固形体２２６を介する。第１の媒体の屈折率は第２の媒体の屈折率とは異なるものとすることができる。例えば、第１の媒体の屈折率は第２の媒体の屈折率よりも小さいものとすることができる。
【００４２】
[041]  第１の経路長２１６は第２の経路長２１８よりも長い。しかしながら、第２の媒体を介する第１の経路２１２の部分は、第２の媒体を介する第２の経路２１４の部分よりも短いものとすることができる。例えば、第１の経路２１２のいずれの部分も第２の媒体を介さない。
【００４３】
[042]  実施形態において、第２の媒体は第１の媒体よりも大きな屈折率を有する。第２の媒体を介する第１の経路２１２の部分は、第２の媒体を介する第２の経路２１４の部分よりも短い。結果として、第２の経路２１４の光路長は増加し、第１の経路２１２の光路長は増加しないか又は同じように増加しない。第１の経路２１２の光路長に対して第２の経路２１４の光路長が増加する場合、エンコーダ２００の光学設計は向上し得る。
【００４４】
[043]  受け取り面２０６はある屈折率を伴う本体上にあり得、第１の放射ビーム２０８及び第２の放射ビーム２１０の光路に影響を与える可能性があることに留意されたい。図２に示されるように、第１の角度２２８が第２の角度２３０よりも大きいため、第１の放射ビーム２０８は、第２の放射ビーム２１０よりも長い距離にわたって本体を介して伝搬する。本体は、典型的にはガス又は周囲空気よりも大きな屈折率を有するため、本体は、第２の放射ビーム２１０の光路長よりも第１の放射ビーム２０８の光路長を大きく増加させる。これは、第１の角度２２８と第２の角度２３０との間の差異に起因して、第１の放射ビーム２０８の光路長の方が第２の放射ビーム２１０の光路長よりもすでに長いため、不利な場合がある。しかしながらこの欠点は、固形体２２６などの第２の媒体を追加することによって、少なくとも部分的に除去することができる。
【００４５】
[044]  図２の実施形態において、封入デバイス２０４は、基準格子２０２、第１の経路２１２、及び第２の経路２１４を封入する空間２３２を形成する。空間２３２は任意のタイプのガスで充たすか、又はガスを有さないことができる。空間２３２は周囲空気で充たすことができる。封入デバイス２０４は第１の経路２１２及び第２の経路２１４を封入するため、エンコーダ２００外部の圧力変動は第１の経路２１２及び第２の経路２１４内に伝搬され得ない。空間２３２は基準格子２０２によって部分的に画定することができる。基準格子２０２は空間２３２内にあり得るか、又は空間２３２によって囲まれ得る。
【００４６】
[045]  エンコーダ２００には、空間２３２を周囲環境と接続するように配置構成されたコンジット２２４を提供することができる。コンジット２２４は、空間２３２と周囲環境との間のガスの流れを制限するための制約を有する。
【００４７】
[046]  図２は、固形体２２６が基準格子２０２と接触しているように示している。代替として、固形体２２６は基準格子２０２に接していない。固形体２２６は、受け取り面２０６を有する本体に接続することができる。固形体２２６と基準格子２０２との間には、保護層などの中間コンポーネントが存在し得る。
【００４８】
[047]  図３は、第２の実施形態に従ったエンコーダ２００を示す。第２の実施形態は、以下で示す点を除き、前の実施形態で開示された特徴と同じ特徴を有することができる。
【００４９】
[048]  エンコーダ２００は封入デバイス２０４を備える。封入デバイス２０４は第１の固形体３００及び第２の固形体３０２を備える。第１の経路２１２は第１の固形体３００を通過している。第２の経路２１４は第２の固形体３０２を通過している。第１の固形体３００及び第２の固形体３０２は、基準格子２０２を覆うように配置構成される。第１の固形体３００の表面及び第２の固形体３０２の表面は、共に受け取り面２０６を形成する。
【００５０】
[049]  第１の固形体３００が作られる材料は、第２の固形体３０２が作られる材料とは異なる屈折率を有する。屈折率の差異によって、第１の光路長及び第２の光路長における差異が発生する。
【００５１】
[050]  第１の固形体３００及び第２の固形体３０２に加えて、封入デバイス２０４はより多くの固形体を備えることができる。固形体は異なる形状及びサイズを有するか、又は異なるタイプの材料で作ることができる。
【００５２】
[051]  図２の実施形態及び図３の実施形態の組み合わせを作ることができる。例えば、第１の固形体３００及び第２の固形体３０２のうちの１つ又は両方を空間２３２内に入れることができる。
【００５３】
[052]  固形体２２６、固形体３００、及び固形体３０２のうちの少なくとも１つは、熱的に安定な材料を含むことができる。熱的に安定な材料は、ゼロデュアなどの、材料の温度が変化したときに形状を実質的に維持する材料とすることができる。熱的に安定な材料は、材料の温度変化に対して実質的に不感受性の屈折率を有することができるため、材料を介する光路長に温度変化が影響を与えることはない。
【００５４】
[053]  受け取り面２０６は、空間２３２を覆う光学部分の表面とすることができる。受け取り面２０６は格子面２２２に平行とすることができる。光学部分は熱的に安定な材料を備えることができる。受け取り面２０６は、第１の放射ビーム２０８及び第２の放射ビーム２１０に対して透過でない非透過部分を備えることができる。非透過部分は１つ以上の開口を有する支持フレームとすることができる。開口は、第１の表面部分及び第２の表面部分を形成する透明材料で充たすことができる。第１の表面部分及び第２の表面部分は、同じ平面内にあるか又は同じ平面内にないことが可能である。
【００５５】
[054]  エンコーダ２００は熱伝導デバイスを有することができる。熱伝導デバイスは、第１の経路２１２及び第２の経路２１４を少なくとも部分的に封入することができる。熱伝導デバイスは、エンコーダ２００の外側面に配置構成することができる。熱伝導デバイスは、少なくとも部分的に空間２３２内に配置構成することができる。熱伝導デバイスは、エンコーダ２００の外側からエンコーダ２００に印加された熱負荷を伝導するように配置構成することができる。こうした熱負荷は、エンコーダ２００の近くに配置されたモータ又はセンサによって引き起こされる可能性がある。熱負荷を伝導することにより、熱負荷が第１の経路２１２及び第２の経路２１４に達するのが防止される。熱伝導デバイスは、第１の経路２１２及び第２の経路２１４を熱負荷から遮へいするように配置構成することができる。熱負荷は、熱伝導デバイスによってヒートシンクに、又は、熱負荷がエンコーダ２００の性能に悪影響を与えないエンコーダ２００の別の部分に伝導することができる。熱伝導デバイスは、良好な熱伝導特性を備える材料を含むことができる。こうした材料は、銅又はアルミニウムなどの金属とするか、或いは酸化アルミニウム又は炭化ケイ素などのセラミックとすることができる。材料はコージライトとすることができる。こうした材料の熱伝導性は、光学ガラス又は光学コンポーネントのそれよりも高いものとすることができる。
【００５６】
[055]  図４は、さらなる実施形態に従ったリソグラフィ装置を示す。基板Ｗは、ステージシステムＰＷによって投影システムＰＳに対して移動される。エンコーダフレーム４００は複数のエンコーダ２００を保持する。１つ以上のエンコーダ２００に封入デバイス２０４を提供することができる。ステージシステムＰＷに、エンコーダ２００と協働するための複数のスケール２２０が提供される。エンコーダ２００の各々が、第１の放射ビーム２０８及び第２の放射ビーム２１０を受け取る。
【００５７】
[056]  リソグラフィ装置に、エンコーダ支持体４０２をさらに提供することができる。エンコーダ支持体４０２はエンコーダフレーム４００に接続され、少なくとも１つのエンコーダ２００をステージシステムＰＷの下で保持する。エンコーダ支持体４０２は、投影システムＰＳの光軸に沿ってエンコーダ２００を保持することができる。エンコーダフレーム４００は、位置決めシステムＰＷの上方とすることができる。
【００５８】
[057]  前述のエンコーダ２００は、スケール２２０の位置を単一方向に決定する１Ｄエンコーダとすることができる。前述のエンコーダ２００は、スケール２２０の位置を２方向、例えば格子面２２２に平行な２方向、又は、例えば格子面２２２に平行な１方向及び格子面２２２に垂直な１方向に決定する、２Ｄエンコーダとすることができる。前述のエンコーダ２００は、スケール２２０の位置を３方向、例えば、格子面２２２に平行な２方向及び格子面２２２に垂直な１方向に決定する、３Ｄエンコーダとすることができる。
【００５９】
[058]  格子面２２２は、１Ｄパターン、例えば１方向に延在する平行線のパターンを有することができる。格子面２２２は、２Ｄパターン、１方向に延在する平行線の第１のセット及び別の方向に延在する平行線の第２のセットのパターンを有することができる。２つの線のセットは互いに重なり合い、例えばいわゆる碁盤パターンを作ることができる。
【００６０】
[059]  エンコーダ２００は、前述のように異なる適用例で使用可能である。例えばエンコーダ２００は、投影システムＰＳに対してパターニングデバイスＭＡの位置を決定するために使用可能である。エンコーダ２００は、投影システムＰＳに対してエンコーダフレーム４００の位置を決定するために使用可能である。エンコーダ２００は、エンコーダフレーム４００に対してエンコーダ支持体４０２の位置を決定するために使用可能である。さらに、エンコーダ２００は、任意の他の好適なタイプのステージシステム、例えば、フライス盤内、基板Ｗを取り扱うためのロボット内の、工作物の位置決めに使用されるステージシステム、又は、基板Ｗを検査するための検査ツール内のステージシステムで使用可能である。
【００６１】
[060]  以下の段落で、いくつかの追加の実施形態を説明する。第１の実施形態では、光学コンポーネントを備えるエンコーダ２００、並びに第１の表面部分及び第２の表面部分を有する封入デバイス２０４が提供される。第１の表面部分は、周囲環境から第１の放射ビーム２０８を受け取るように配置構成される。第２の表面部分は、周囲環境から第２の放射ビーム２１０を受け取るように配置構成される。光学コンポーネントは、第１の放射ビーム及び第２の放射ビームを複合するように配置構成される。封入デバイス２０４は、第１の経路２１２に沿って第１の放射ビームを伝搬するように配置構成される。第１の経路２１２は、第１の表面部分と光学コンポーネントとの間である。封入デバイス２０４は、第２の経路２１４に沿って第２の放射ビームを伝搬するように配置構成される。第２の経路２１４は、第２の表面部分と光学コンポーネントとの間である。封入デバイス２０４は、第１の経路２１２及び第２の経路２１４を周囲環境から隔離するように、スペース２３２を封入するために配置構成される。
【００６２】
[061]  第１の実施形態によれば、周囲環境を介する第１の放射ビーム２０８及び第２の放射ビーム２１０の進行長さを最小限にすることができる。第１の放射ビーム２０８及び第２の放射ビーム２１０は部分的に封入デバイス２０４の内部にあるため、周囲環境における妨害が第１の放射ビーム２０８及び第２の放射ビーム２１０に与える影響はより小さい。
【００６３】
[062]  第２の実施形態において、空間２３２はガスを有するように配置構成される。第１の経路はガスを介する第１の経路長を有する。第２の経路はガスを介する第２の経路長を有する。第１の経路長は第２の経路長とは異なる。
【００６４】
[063]  第２の実施形態によれば、第１の経路長は第２の経路長とは異なる。第１の経路長と第２の経路長との間の差異は、第１の放射ビームに対する望ましい光路長及び第２の放射ビームに対する望ましい光路長を達成するために使用可能である。第１の経路及び第２の経路が封入デバイスによって封入されるため、周囲環境内に妨害が存在する場合、第１の経路長と第２の経路長との間の差異は結果として大きな測定誤差を生じさせることがない。
【００６５】
[064]  第３の実施形態において、封入デバイス２０４は、空間を周囲環境に接続するコンジット２２４を備える。コンジット２２４は、空間２３２と周囲環境との間のガスの流れを制限するための制約を有する。
【００６６】
[065]  第３の実施形態によれば、空間２３２と周囲環境との間に制限された流れが可能である。流れは、高エネルギー圧力波が空間内に入るのを防ぐように制限される。高エネルギー圧力波は、高振幅及び／又は高周波数を有することができる。高振幅は１０Ｐａ又はそれ以上とすることができる。高周波数は、１〜１０Ｈｚ又はそれ以上の範囲内とすることができる。こうした高エネルギー圧力波は、制約によって制限されない場合、第１の放射ビーム及び第２の放射ビームの光学特性を妨害する可能性がある。制限された流れによって、周囲環境と空間との間の圧力を等しくすることができる。気候の変化又は航空機によるエンコーダの移送などのいくつかの状況において、周囲環境と空間２３２との間に圧力の差異が生じる可能性がある。圧力の差異が大きくなり過ぎると、封入デバイス２０４が損傷を受ける場合がある。しかしながら、コンジットは周囲環境と空間との間の圧力を等しくすることが可能であるため、こうした損傷を防ぐことができる。空間と周囲環境との間の等化が発生する時間スケールが長いため、既知の技法を使用することで周囲環境の変化を補償することができる。時間スケールは０．２５Ｈｚ未満とすることができる。
【００６７】
[066]  第４の実施形態において、制約は多孔質材料を備える。
【００６８】
[067]  第４の実施形態によれば、多孔質材料の使用によって単純かつ堅固な制約を作ることができる。
【００６９】
[068]  第５の実施形態において、第１の経路は少なくとも部分的に第１の媒体を介する。第２の経路は少なくとも部分的に第２の媒体を介する。第１の媒体の屈折率は第２の媒体の屈折とは異なる。
【００７０】
[069]  第５の実施形態によれば、第１の媒体及び第２の媒体を使用することによって、各々が異なる屈折率を有し、第１の放射ビームの光路長及び第２の放射ビームの光路長の各々を所望に応じて設定することができる。
【００７１】
[070]  第６の実施形態において、第１の媒体及び第２の媒体のうちの１つが固形体を備える。
【００７２】
[071]  第６の実施形態によれば、固形体は望ましい光路長を達成するために単純かつ堅固な方法を提供することができる。
【００７３】
[072]  第７の実施形態において、封入デバイスは熱伝導デバイスを備える。熱伝導デバイスは、少なくとも部分的に第１の経路及び第２の経路を封入する。
【００７４】
[073]  第７の実施形態によれば、熱伝導デバイスは、第１の経路及び第２の経路周辺の温度勾配を除去することができる可能性がある。温度勾配を除去することにより、エンコーダは熱負荷に対して、例えばモータなどのエンコーダ近くの放熱体によって発生する熱負荷に対して、それほど感受性が高くなくなる。
【００７５】
[074]  第８の実施形態において、光学コンポーネントは、第１の放射ビーム及び第２の放射ビームのうちの少なくとも１つを回析するための格子２０２を備える。
【００７６】
[075]  第８の実施形態によれば、第１の放射ビーム及び第２の放射ビームのうちの少なくとも１つを回析することによって、第１の放射ビーム及び第２の放射ビームを単一の放射ビームに複合できるように、第１の放射ビーム及び第２の放射ビームを誘導することができる。単一放射ビームの位相情報を使用して、格子面に対するエンコーダの位置を決定することができる。
【００７７】
[076]  第９の実施形態において、封入デバイスは、周囲環境の屈折率の変化から第１の経路及び第２の経路を隔離するように配置構成される。
【００７８】
[077]  第９の実施形態によれば、第１の放射ビーム及び第２の放射ビームは、それぞれ第１の経路及び第２の経路に沿った周囲環境の屈折率の変化によって実質的に影響を受けない可能性がある。結果として、周囲環境における温度の変化又は圧力の変化がエンコーダの測定誤差に与える影響はより少なくなる。
【００７９】
[078]  第１０の実施形態において、以前の実施形態に従ったエンコーダ及び格子面２２２を備える位置測定システムが提供される。格子面２２２は、第１の放射ビーム及び第２の放射ビームを作成するために放射ビームを回析するように配置構成される。
【００８０】
[079]  第１０の実施形態によれば、位置測定システムは、格子面に対してエンコーダの位置をより精密に決定できる可能性がある。
【００８１】
[080]  第１１の実施形態において、第１の表面部分は、格子面に対して第１の角度で第１の放射ビームを受け取るように配置構成される。第２の表面部分は、格子面に対して第２の角度で第２の放射ビームを受け取るように配置構成される。第１の角度は第２の角度とは異なる。
【００８２】
[081]  第１１の実施形態によれば、第１の角度が第２の角度と異なるため、周囲環境を介する第１の放射ビームの経路長は周囲環境を介する第２の放射ビームの経路長とは異なる。こうした状況において、前述の実施形態に従ったエンコーダは、第１の放射ビーム及び第２の放射ビーム各々の妨害に対する感受性がより等しくなるため、周囲環境において妨害によって発生する測定誤差を減少させるのに適している。
【００８３】
[082]  第１２の実施形態において、光学コンポーネントは、第１の放射ビーム及び第２の放射ビームを反射させて格子面に戻すように配置構成された反射素子を備える。格子面は、反射素子によって反射された第１の放射ビーム及び第２の放射ビームを単一放射ビームに回析するように配置構成される。
【００８４】
[083]  第１２の実施形態によれば、位置測定システムは、格子面に対してエンコーダの位置をより精密に決定できる可能性がある。
【００８５】
[084]  第１３の実施形態において、前述の実施形態のうちの１つ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。
【００８６】
[085]  第１３の実施形態によれば、リソグラフィ装置は、基板上にパターンをより精密に露光できる可能性がある。
【００８７】
[086]  第１４の実施形態において、リソグラフィ装置は、投影システム、第１のステージシステム、第２のステージシステム、及び制御システムを備える。投影システムは、パターン付与された放射ビームを基板上に投影するためのものである。第１のステージシステムは、パターン付与された放射ビーム内にパターンを作成するように配置構成されたパターニングデバイスを保持するためのものである。第２のステージシステムは基板を保持するためのものである。制御システムは、第１のステージシステム及び第２のステージシステムのうちの少なくとも１つの位置を制御するためのものである。位置測定システムは、第１のステージシステム及び第２のステージシステムのうちの少なくとも１つの位置を表す信号を、制御システムに提供するように配置構成される。
【００８８】
[087]  第１４の実施形態によれば、リソグラフィ装置は、第１のステージシステム及び第２のステージシステムのうちの少なくとも１つの位置をより精密に決定できる可能性がある。結果として、パターンを基板上により精密に投影することができる。
【００８９】
[088]  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誘導及び検出パターン、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。基板Ｗは、例えばトラック、計測ツール及び／又は検査ツールにおいて基板Ｗ上にパターンを転写する前又は後に処理することができる。トラックは、典型的にはレジストの層を基板Ｗに塗布し、放射ビームＢに露光されたレジストを現像するツールである。さらに基板は、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という用語は、すでに複数の処理済み層を含む基板も指すことができる。
【００９０】
[089]  以上、本発明の特定の実施形態を説明したが、本発明は、説明したものとは別の方法で実施することができることが理解されよう。
【００９１】
[090]  上記の説明は例示的であり、限定的ではない。それ故、下記に示す特許請求の範囲から逸脱することなく、記載されたような本発明を変更できることが当業者には明白である。
【図１】
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【図２】
0006798987.tif 000003
【図３】
0006798987.tif 000004
【図４】
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