(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リソグラフィ装置の基板テーブル位置をキャリブレーションするキャリブレーション方法であって、
基板の表面にパターンの二次元配列が作成されるように前記基板の前記表面にパターンを繰り返し照射し、前記繰り返し照射は、前記基板の前記表面の別の場所に前記パターンを照射するために連続照射の合間に前記基板テーブルをずらすことを含むことと、
前記パターンを読み出し、パターン読み出し結果を取得することと、
前記二次元配列の２つの次元における前記基板テーブルの位置に応じて、隣接パターンの読み出し結果から増分位置偏差を導出することと、
前記増分位置偏差から、前記基板テーブルの二次元位置の関数として、前記基板テーブルの位置誤差を導出することと、
位置に依存する前記位置誤差を用いて前記基板テーブルの位置をキャリブレーションすることと、を含み、
前記基板に投影された前記パターンの少なくとも１つは、前記２つの次元の各々において、少なくとも２つの隣接パターンと重なり合い、
前記パターンは複数のマークを有しており、前記マークは、前記２つの次元において、前記パターンの中心部と、前記中心部に隣接する前記パターンの端部とにわたって分布し、前記端部内の前記マークが、２つの後続の重なり合いパターン間距離に相当する距離だけ前記中心部の方向（前記次元のうちの少なくとも一方）にずれたとすれば、前記パターンが前記中心部において完全なパターンを形成するように前記マークが配列される、
キャリブレーション方法。
【請求項２】
前記２つの次元のうちの第１の次元に沿って延びるマークは、前記第１の次元のずれと、前記第１および第２の次元と概ね垂直な第３の次元のずれと、を検出するマークを含む、
請求項１に記載のキャリブレーション方法。
【請求項３】
前記２つの次元のうちの前記第２の次元に沿って延びるマークは、前記第２および第３の次元のずれを検出するマークを含む、
請求項２に記載のキャリブレーション方法。
【請求項４】
第３の次元のずれを検出する前記マークは、焦点ぼけに敏感なマークを含む、
請求項２に記載のキャリブレーション方法。
【請求項５】
前記パターンは、第１、第２、および第３の次元のずれを検出するマークを有し、前記位置誤差は、前記３つの次元の位置誤差を含む、
請求項１に記載のキャリブレーション方法。
【請求項６】
前記パターンを読み出すことは、前記パターンを読み出す基板の表面全体にわたって蛇行スキャン運動を実施することを含む、
請求項１に記載のキャリブレーション方法。
【請求項７】
前記蛇行は、前記パターン配列の第１の方向に延びる線をたどり、続いて前記パターン配列の、第２の方向に延びる線をたどって蛇行する形で実施される、
請求項６に記載のキャリブレーション方法。
【請求項８】
（ａ）放射ビームの断面にパターンを与えて、パターン付けされた放射ビームを形成することが可能なパターニングデバイスを支持するように構築された支持物と、
（ｂ）基板を保持するように構築された基板テーブルと、
（ｃ）前記パターン化された放射ビームを前記基板のターゲット部分に投影するように構成された投影システムと、
（ｄ）前記基板テーブルの位置を制御する制御システムと、を備え、
前記制御システムは、
（ｉ）前記基板の表面にパターンの二次元配列が作成されるように前記基板の前記表面にパターンを繰り返し照射し、前記照射は、前記基板の前記表面の別の場所に前記パターンを照射するために連続照射の合間に前記基板テーブルをずらすことを含むことと、
（ｉｉ）前記パターンを読み出してパターン読み出し結果を取得することと、
（ｉｉｉ）前記二次元配列の２つの次元における前記基板テーブルの位置に応じて、隣接パターンの読み出し結果から増分位置偏差を導出することと、
（ｉｖ）前記増分位置偏差から、前記基板テーブルの二次元位置の関数として、前記基板テーブルの位置誤差を導出することと、
（ｖ）位置に依存する前記位置誤差を用いて前記基板テーブルの位置をキャリブレーションすることと、によって、前記基板テーブルの位置をキャリブレーションするように構成され、
前記制御システムは、前記基板に投影された前記パターンの少なくとも１つが、前記２つの次元の各々において、少なくとも２つの隣接パターンと重なり合うように、前記パターンを前記基板上に投影するように構成され、
前記パターンが複数のマークを有しており、前記マークは、前記２つの次元において、前記パターンの中心部と、前記中心部に隣接する前記パターンの端部とにわたって分布し、前記端部内の前記マークが、２つの後続の重なり合いパターン間距離に相当する距離だけ前記中心部の方向（前記次元のうちの少なくとも一方）にずれたとすれば、前記パターンが前記中心部において完全なパターンを形成するように前記マークが配列される、
リソグラフィ装置。
【請求項９】
前記２つの次元のうちの第１の次元に沿って延びるマークは、前記第１の次元のずれと、前記第１および第２の次元に概ね垂直な第３の次元のずれと、を検出するマークを含む、
請求項８に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１０】
前記２つの次元のうちの前記第２の次元に沿って延びるマークは、前記第２および第３の次元のずれを検出するマークを含む、
請求項９に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１１】
第３の次元のずれを検出する前記マークは、焦点ぼけに敏感なマークを含む、
請求項９に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１２】
前記パターンは、第１、第２、および第３の次元のずれを検出するマークを有し、前記位置誤差が、前記３つの次元の位置誤差を含む、
請求項８に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１３】
前記制御システムは、前記パターンの読み出しが、前記パターンを読み出す基板表面全体にわたって蛇行スキャン運動を実施することを含むように配列されている、
請求項８に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１４】
前記蛇行は、前記パターン配列の、第１の方向に延びる線をたどり、続いて、前記パターン配列の、第２の方向に延びる線をたどって蛇行する形で実施される、
請求項１３に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１５】
パターニングデバイスの表面に沿って第１および第２の次元に延びる複数のマークを含むパターンを有しており、前記２つの次元のうちの第１の次元に沿って延びるマークは、前記第１の次元のずれと、前記第１および第２の次元にほぼ垂直な第３の次元のずれと、を検出するマークを含み、前記第２の次元に延びるマークは、前記第２および第３の次元のずれを検出するマークを含み、
前記複数のマークは、前記２つの次元において、前記パターンの中心部と、前記パターンの端部とにわたって分布し、前記端部内の前記マークが、２つの後続の重なり合いパターンの間距離に相当する距離だけ前記中心部の方向（前記次元のうちの一方）にずれたとすれば、前記パターンが前記中心部において完全なパターンを形成し得るように前記複数のマークが配列される、
リソグラフィ装置用のパターニングデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]  本発明は、リソグラフィ装置における基板テーブル位置をキャリブレーションするキャリブレーション方法に関する。さらに本発明は、基板テーブルの位置を制御する制御システムを含むリソグラフィ装置に関し、その制御システムは、基板テーブルの位置をキャリブレーションするように構成される。さらに本発明は、リソグラフィ装置用のパターニングデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]  リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板の上に（通常は基板のターゲット部分の上に）形成する装置である。リソグラフィ装置は、たとえば、集積回路（ＩＣ）の製造に用いることが可能である。そのような場合は、マスクまたはレチクルとも呼ばれるパターニングデバイスを用いて、ＩＣの個々の層に形成されるべき回路パターンを生成することが可能である。このパターンを、基板（たとえば、シリコンウェーハ）上の（たとえば、１つまたは複数のダイの一部を含む）ターゲット部分の上に転写することが可能である。パターンの転写は、一般に、基板上に与えられた放射感応性材料（レジスト）の層の上への結像によって行われる。一般に、１つの基板は、連続してパターニングされた、近接する複数の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、いわゆるステッパと、いわゆるスキャナとを含み、ステッパにおいては、パターン全体を各ターゲット部分の上に一度にさらすことによって、各ターゲット部分を照らし、スキャナにおいては、パターンを所与の方向（「スキャン」方向）に放射ビームでスキャンしながら、これと同期して、その方向に平行または逆平行に基板をスキャンすることによって、各ターゲット部分を照らす。パターンを基板の上にインプリントすることによって、パターンをパターニングデバイスから基板に転写することも可能である。
【０００３】
[0003]  リソグラフィ装置においては、基板テーブルの位置の測定は、１つまたは複数の位置センサを含む基板テーブル位置測定システムによって行われる。位置センサは、たとえば、干渉計および／またはエンコーダを含んでよい。干渉計は、基準（一般には、鏡などの反射面）に対する距離を測定するタイプの光学測定デバイスである。エンコーダは、干渉計の光ビームと基準上の（たとえば、格子、回折格子、その他を含む）パターンとの相互作用を検出することによって基準の位置を測定するタイプの光学測定デバイスである。基準の位置に応じて、異なる反射、回折、その他（干渉計のタイプによる）が発生し、これを検出することによって、基準に関する位置情報が得られる。既存の設計のリソグラフィ装置では、複数の反射側面（reflecting side）を含む基板テーブルを利用することが可能である。これらの反射側面は、反射側面に測定ビームを向ける干渉計によって、鏡として用いられる。複数の干渉計を用いることが可能であり、それぞれの干渉計を、たとえば、基板テーブルの別々の側面に向けたり、２つ以上の干渉計を基板テーブルの同じ側面に向けたりして、干渉計と基板テーブルの反射側面との間の光学部分の長さについての情報を得ることが可能である。それによって、基板テーブルで支持されている基板の表面にほぼ平行な面内での基板テーブルの位置を測定することが可能である。この面は、一般にＸ−Ｙ平面で表され、基板テーブルで支持されている基板の表面に垂直な次元は、一般にＺ次元と称される。干渉計のそのような組み合わせにより、基板テーブルの位置を、Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ軸に対する回転で与えることが可能である。
【０００４】
[0004]  しかしながら、基準（すなわち、この例では基板テーブルの複数の反射側面）が不完全さ（具体的には、基準の表面の凸凹）を示す可能性がある。干渉計は光路長を測定するため、反射側面が少しでも平坦でないと、基板テーブルの位置の測定に誤差が発生する。たとえば、干渉計が基板テーブルの２つの側面に向けられていて、１つの側面がＸ方向とほぼ平行であり、もう１つの側面がＹ方向とほぼ平行であるとすると、基板テーブルの、Ｘ方向とほぼ平行である側面に向けられた干渉計は、基板テーブルのＹ方向の位置についての情報を与え、Ｙ方向とほぼ平行である側面に向けられた干渉計は、基板テーブルのＸ方向の位置についての情報を与える。さらに、基板テーブルの同じ側面に２つ以上の干渉計を向けると、Ｚ軸に対する基板テーブルの回転についての情報を得ることが可能である。Ｘ軸に平行な鏡（したがって、反射側面）の凸凹は、基板テーブルの位置のＹ方向の測定誤差に変換され、基板テーブルの、Ｙ軸に平行な側面の凸凹は、基板テーブルの位置のＸ方向の測定誤差に変換される。基板テーブルの、干渉計ビームが反射する側面の表面の偏差は、その性質上、その表面の、ビームが反射する場所によって異なる可能性がある。
【０００５】
[0005]  つまり、発生する誤差が位置によって異なるのは、反射面の偏差が、その面の部分ごとに異なる可能性があるためである。実用的な近似として、基板テーブルのＸ方向の位置を測定する干渉計の誤差は、基板テーブルのＹ方向の位置に依存し、基板テーブルのＹ方向の位置を測定する干渉計の誤差は、基板テーブルのＸ方向の位置に依存する。さらに、基板テーブルの、Ｚ軸に対する回転が、２つ以上の干渉計を、基板テーブルの、Ｙ方向に平行な側面に向けることによって測定されるとすれば、その測定誤差は、基板テーブルのＹ方向の位置に依存する。
【０００６】
[0006]  基板の表面にパターンを繰り返し照射することによってキャリブレーションを実施することが可能である。基板は連続照射の合間にずらされ、それによって、隣接する（あるいは、部分的に重なり合う）パターンが照射されて、基板の表面にパターンの単一次元配列が形成される。この配列は、Ｘ方向またはＹ方向に延びることが好ましい。これらのパターンが読み出され、隣接する（たとえば、部分的に重なり合う）パターンの読み出しから増分位置偏差が導出される。そこから位置誤差が導出され、その位置誤差を用いて、基板テーブルの、当該次元の位置をキャリブレーションすることが可能である。このキャリブレーションは、干渉計の単独のキャリブレーションを行うものではなく、当該の干渉計もその一部をなし、基板テーブルの位置測定に必要である測位システム全体のキャリブレーションを行うものであることに注意されたい。
【０００７】
[0007]   近年、リソグラフィ装置の設計において基板テーブルの位置測定の精度に対する要求が高まっている。基板テーブルの位置測定を十分な精度で行うことを可能にしなければならない構成では、前述の干渉計構成とは別のタイプの位置測定が利用されている。そうした構成で利用されるのは、基板テーブル全体に与えられる二次元格子である。基板テーブルに複数のセンサが設けられ、これらのセンサが、適切な測定ビームを格子または回折格子に向けることによって位置情報をもたらす。これらの測定センサは、その個々のセンサから得られるべき位置情報に応じて、たとえば、干渉計、エンコーダ、またはこれらの任意の組み合わせを含んでよい。これらの構成では、各センサが、基板テーブルのＸ方向の位置に依存する誤差、ならびにＹ方向の位置に依存する誤差を発生させやすい。個々のセンサより供給される信号から、基板テーブルの位置を最大自由度６で導出することが可能である。したがって、これらの自由度のそれぞれにおける基板テーブルの位置は、基板テーブルの、Ｘ方向の位置に依存する誤差、ならびにＹ方向の位置に依存する誤差を示す可能性がある。そのような構成において基板テーブルの位置をキャリブレーションすることを可能にするためには、前述のキャリブレーションは、そのような構成において顕著な、多次元の誤差発生ソースを考慮しないため、十分な結果をもたらさない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
[0008]  リソグラフィ装置のキャリブレーションを改良することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
[0009]  本発明の実施形態によれば、リソグラフィ装置の基板テーブル位置をキャリブレーションするキャリブレーション方法が提供され、この方法は、基板の表面にパターンを繰り返し照射し、連続照射の合間に基板テーブルをずらして、そのパターンを基板の表面の別の場所に照射して、基板の表面にパターンの二次元配列を作成することと、それらのパターンを読み出してパターン読み出し結果を取得することと、２つの次元における基板テーブルの位置に応じて隣接パターンの読み出し結果から増分位置偏差を導出することと、増分位置偏差から、基板テーブルの位置誤差を、基板テーブルの二次元位置の関数として導出することと、位置に依存する位置誤差を用いて基板テーブルの位置をキャリブレーションすることとを含む。
【００１０】
[0010]  本発明の別の実施形態では、リソグラフィ装置が提供され、この装置は、放射ビームの断面にパターンを与えて、パターン化された放射ビームを形成することが可能なパターニングデバイスを支持するように構築された支持物と、基板を保持するように構築された基板テーブルと、パターン化された放射ビームを基板のターゲット部分に投影するように構成された投影システムと、基板テーブルの位置を制御する制御システムとを含み、制御システムは、基板の表面にパターンを繰り返し照射し、連続照射の合間に基板テーブルをずらして、そのパターンを基板の表面の別の場所に照射して、基板の表面にパターンの二次元配列を作成することと、それらのパターンを読み出してパターン読み出し結果を取得することと、基板テーブルの二次元の位置に応じて隣接パターンの読み出し結果から増分位置偏差を導出することと、増分位置偏差から、基板テーブルの位置誤差を、基板テーブルの二次元位置の関数として導出することと、位置に依存する位置誤差を用いて基板テーブルの位置をキャリブレーションすることとによって基板テーブルの位置をキャリブレーションするように構成される。
【００１１】
[0011]  本発明のさらに別の実施形態によれば、リソグラフィ装置用のパターニングデバイスが提供され、このパターニングデバイスは、パターニングデバイスの表面に沿う第１および第２の次元に延びる複数のマークを含むパターンを含み、第１の次元に延びるマークは、第１の次元のずれと、第１および第２の次元に垂直な第３の次元のずれとを検出するマークを含み、第２の次元に延びるマークは、第２および第３の次元のずれを検出するマークを含む。
【００１２】
[0012]  以下、添付の概略図面を参照しながら、本発明の実施形態を、例示としてのみ説明する。添付図面において、対応する参照符号は、対応する要素を示している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
[0018]  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。本装置は、放射ビームＢ（たとえば、ＵＶ放射または他の任意の好適な放射）を調整するように構成された照射システム（照明装置）ＩＬと、パターニングデバイス（たとえば、マスク）ＭＡを支持するように構築され、第１の位置決めデバイスＰＭと接続されたマスク支持構造物（たとえば、マスクテーブル）ＭＴとを含む。第１の位置決めデバイスＰＭは、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る。本装置はさらに、基板（たとえば、レジストコートされたウェーハ）Ｗを保持するように構築され、第２の位置決めデバイスＰＷに接続された基板テーブル（たとえば、ウェーハテーブル）ＷＴまたは「基板支持物」を含む。第２の位置決めデバイスＰＷは、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る。本装置はさらに、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（たとえば、１つまたは複数のダイを含む）ターゲット部分Ｃに投影するように構成された投影システム（たとえば、屈折投影レンズシステム）ＰＳを含む。
【００１４】
[0019]  照射システムは、放射の方向づけ、整形、または制御を行うために、様々なタイプの光学部品を含むことが可能であり、たとえば、屈折型、反射型、磁気型、電磁型、静電型、または他のタイプの光学部品、あるいはこれらの任意の組み合わせを含むことが可能である。
【００１５】
[0020]  マスク支持構造物は、パターニングデバイスを支持する（すなわち、その重量に耐える）。マスク支持構造物は、パターニングデバイスの方向、リソグラフィ装置の設計、その他の条件（たとえば、パターニングデバイスが真空環境において保持されているかどうか、など）に応じた方法で、パターニングデバイスを保持する。マスク支持構造物は、機械的クランプ、真空クランプ、静電クランプ、または他のクランプ方法でパターニングデバイスを保持することが可能である。マスク支持構造物は、たとえば、必要に応じて固定したり移動したりできるフレームやテーブルであってよい。マスク支持構造物は、パターニングデバイスを（たとえば、投影システムに対して）所望の位置に確実に配置することが可能である。本明細書で用いる「レチクル」または「マスク」という用語は、より広義の用語である「パターニングデバイス」と同義であると見なしてよい。
【００１６】
[0021]  本明細書で用いる「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にパターンが作成されるように放射ビームの断面にパターン付け可能な任意のデバイスを意味するものとして広義に解釈されなければならない。放射ビームに与えられたパターンは、基板のターゲット部分の所望パターンに厳密には対応していない可能性があることに注意されたい（たとえば、パターンが位相シフトフィーチャまたはいわゆるアシストフィーチャを含む場合）。一般に、放射ビームに与えられるパターンは、ターゲット部分に作成されるデバイス（集積回路など）の特定機能層に対応する。
【００１７】
[0022]  パターニングデバイスは、透過型または反射型であってよい。パターニングデバイスの例として、マスク、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よく知られており、これには、バイナリ、Alternating位相シフト、減衰型位相シフトなどのマスクタイプや、様々なハイブリッドマスクタイプが含まれる。プログラマブルミラーアレイは、たとえば、小さなミラーのマトリクス配列を用い、各ミラーをそれぞれ傾斜させて、入射する放射ビームを様々な方向に反射させることが可能である。それらの傾斜した鏡が、鏡の行列に反射した放射ビームにパターンを与える。
【００１８】
[0023]  本明細書で用いる「投影システム」という用語は、用いる露光放射に応じて、あるいは、他の要因（たとえば、液浸液の使用や真空の使用など）に応じて、屈折型、反射型、反射屈折型、磁気型、電磁型、および静電型の光学システム、あるいはこれら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を包含するものとして広義に解釈されなければならない。本明細書で用いる「投影レンズ」という用語は、より広義の用語である「投影システム」と同義であると見なしてよい。
【００１９】
[0024]  図１に示すように、本装置は、（たとえば、透過型マスクを用いる）透過型である。代替として、本装置は、（たとえば、前述のタイプのプログラマブルミラーアレイを用いたり、反射型マスクを用いたりする）反射型であってもよい。
【００２０】
[0025]  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または「基板支持物」（および／または２つ以上のマスクテーブルまたは「マスク支持物」）を有するタイプであってよい。そのような「マルチステージ」の装置では、追加のテーブルまたは支持物を並行して使用することや、１つまたは複数のテーブルまたは支持物の上で準備ステップを実施し、同時に他の１つまたは複数のテーブルまたは支持物を露光に用いることが可能である。
【００２１】
[0026]  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べく、基板の少なくとも一部が、屈折率が比較的高い液体（たとえば、水）に覆われることが可能なタイプであってもよい。リソグラフィ装置の他の空間（たとえば、マスクと投影システムとの間の空間）に液浸液を適用してもよい。液浸手法を用いることにより、投影システムの開口率を上げることが可能である。本明細書で用いる「液浸」という用語は、基板のような構造物を液体中に浸漬しなければならないことを意味するものではなく、単に、露光中の投影システムと基板との間に液体があればよいを意味する。
【００２２】
[0027]  図１を参照すると、照明装置ＩＬは、放射源ＳＯから放射ビームを受ける。放射源およびリソグラフィ装置は、たとえば放射源がエキシマレーザである場合には、別体であってよい。そのようなケースでは、放射源はリソグラフィ装置の一部を形成するとは見なされず、放射ビームは、（たとえば、好適な方向づけミラーおよび／またはビームエクスパンダを含む）ビームデリバリシステムＢＤの支援を受けて、放射源ＳＯから照明装置ＩＬに渡される。別のケースで、放射源がたとえば水銀ランプである場合、リソグラフィ装置と一体であってよい。放射源ＳＯおよび照明装置ＩＬを、必要であればビームデリバリシステムＢＤも含めて、放射システムと称してもよい。
【００２３】
[0028]  照明装置ＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調節するように構成された調節器ＡＤを含んでもよい。一般に、照明装置の瞳面における強度分布の、少なくとも外側および／または内側半径範囲（一般にはそれぞれ、σ−outerおよびσ−innerと呼ばれる）を調節することが可能である。さらに、照明装置ＩＬは、他の様々な部品（たとえば、インテグレータＩＮやコンデンサＣＯなど）を含んでもよい。照明装置を用いることにより、放射ビームの断面が所望の均一性および強度分布を有するように放射ビームを調整することが可能である。
【００２４】
[0029]  放射ビームＢは、マスク支持構造物（たとえば、マスクテーブルＭＴ）上に保持されたパターニングデバイス（たとえば、マスクＭＡ）に入射し、パターニングデバイスによってパターン化される。マスク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、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームを集束させる。第２の位置決めデバイスＰＷおよび位置センサＩＦ（たとえば、干渉計デバイス、リニアエンコーダ、平面エンコーダ、または容量センサ）を用いることにより、基板テーブルＷＴを、たとえば放射ビームＢの経路内の様々なターゲット部分Ｃを位置決めするように、正確に移動させることが可能である。同様に、第１の位置決めデバイスＰＭおよび別の位置センサ（図１には明示的に示されていない）を用いることにより、マスクＭＡを、たとえば、マスクライブラリからの機械的回収の後、あるいはスキャン中に、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可能である。一般に、マスクテーブルＭＴの移動は、第１の位置決めデバイス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）およびショートストロークモジュール（微動位置決め）により実現可能である。同様に、基板テーブルＷＴまたは「基板支持物」の移動は、第２の位置決めデバイスＰＷの一部を形成するロングストロークモジュールおよびショートストロークモジュールにより実現可能である。（スキャナの場合と異なり）ステッパの場合は、マスクテーブルＭＴをショートストロークアクチュエータのみに接続するか、固定することが可能である。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により位置合わせ可能である。図では、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、ターゲット部分とターゲット部分の間の空間（スクライブレーン（けがき線）アライメントマークと呼ばれる）にも配置可能である。同様に、複数のダイがマスクＭＡ上に設けられている場合は、ダイとダイの間にマスクアライメントマークを配置することも可能である。
【００２５】
[0030]  図示した装置は、以下のモードのうちの少なくとも１つで使用可能である。
【００２６】
[0031]  １．ステップモードでは、マスクテーブルＭＴまたは「マスク支持物」と、基板テーブルＷＴまたは「基板支持物」とを本質的に固定し、放射ビームに与えるパターン全体を一度にターゲット部分Ｃに投影する（すなわち、１回の静的露光）。その後、基板テーブルＷＴまたは「基板支持物」を、Ｘおよび／またはＹ方向に移動させて、別のターゲット部分Ｃを露光することが可能である。ステップモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、１回の静的露光で結像されるターゲット部分Ｃのサイズが制限される。
【００２７】
[0032]  ２．スキャンモードでは、マスクテーブルＭＴまたは「マスク支持物」と、基板テーブルＷＴまたは「基板支持物」とを同期させてスキャンしながら、放射ビームに与えるパターンをターゲット部分Ｃに投影する（すなわち、１回の動的露光）。マスクテーブルＭＴまたは「マスク支持物」に対する基板テーブルＷＴまたは「基板支持物」の速度および方向は、投影システムＰＳの拡大（縮小）特性および像反転特性によって決定されることが可能である。スキャンモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、１回の動的露光でのターゲット部分の（非スキャン方向における）幅が制限され、スキャン運動の長さによって、ターゲット部分の（スキャン方向における）高さが決定される。
【００２８】
[0033]  ３．別のモードでは、マスクテーブルＭＴまたは「マスク支持物」を、プログラマブルパターニングデバイスを保持させた状態で本質的に固定し、放射ビームに与えるパターンをターゲット部分Ｃに投影する間、基板テーブルＷＴまたは「基板支持物」を移動させるか、スキャンする。このモードでは、一般に、パルス放射源を用い、基板テーブルＷＴまたは「基板支持物」を移動させるたびに、またはスキャン中の連続放射パルスの合間に、必要に応じてプログラマブルパターニングデバイスを更新する。このモードの動作は、前述のタイプのプログラマブルミラーアレイのような、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可能である。
【００２９】
[0034]  前述のモードの組み合わせおよび／または変形例を用いてもよく、まったく異なるモードを用いることも可能である。
【００３０】
[0035]  図２は、基板Ｗの表面のパターン配列を示している。このパターンは、Ｘ方向ならびにＹ方向に繰り返されている。これらに対して、パターンの連続照射の合間に基板テーブルをずらすことによって、パターンの二次元配列が作成される。個々のパターンの例を図４ａ〜ｂに示す。これらについては、後で詳述する。これらパターンは、二次元配列を形成するように、基板Ｗの表面に二次元に並べられている。基板Ｗの表面の、パターンが並べられる当該部分は、（この例では正方形を含む）二次元格子によって分割されているが、これは単に説明のためのものである。これらの正方形は、Ｘ軸に沿って、１、２、３、４、・・・、７で示され、Ｙ軸に沿って、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、・・・、Ｇで示されている。正方形を区切る格子および線は単なる説明用であって、パターンそのものの一部を形成するものではないこと、ならびにそれらは基板表面上に物理的に存在するものではないことを理解されたい。この例では、正方形Ａ１〜Ａ３からＣ１〜Ｃ３までを含む（したがって、９個の正方形を含む）領域に、パターンの１つが照射されている。パターンの、次の１つは、たとえば、Ａ２〜Ａ４からＣ２〜Ｃ４までを含む（したがって、やはり３×３個の正方形を含み、基板上で既に照射されているパターンと一部重なり合う）領域に照射されることが可能である。本例では、その後、パターンはＡ３〜Ａ５からＣ３〜Ｃ５等を含む領域へと照射される。同様に、Ｂ１〜Ｂ３からＤ１〜Ｄ３を含む領域にパターンが照射されることが可能であり、やはり、Ｂ２〜Ｂ４からＤ２〜Ｄ４を含む領域、その他にパターンが照射されることが可能である。したがって、図２に示した例では、２つの次元（すなわち、Ｘ方向ならびにＹ方向）において、パターンが互いに重なり合う。隣接するパターンは、互いに重なり合っても重なり合わなくてもよい。したがって、図２に示した例では、（パターンの配列の端部に投影されたパターンを除き）パターンが、２つの隣接パターンと、２つの次元のそれぞれにおいて重なり合っている。Ａ１〜Ｇ７を含む配列をＸ方向ならびにＹ方向に拡張することにより、基板の表面のさらに広い部分をカバーすることが可能であることが理解されよう。実際の実装では、基板テーブル位置を、個々のパターンの位置に対応する基板テーブル位置にキャリブレーションすることが可能であるように、基板の、使用可能な面の全体に、前述のようにパターンが照射されていてよい。様々な設計、すなわち、様々なレイアウトのパターンを用いることが可能であり、図２に示したパターンは一例に過ぎないことを理解されたい。パターンの各要素のレイアウトについて、後でより詳しく説明する。２つの次元で表される面内の位置の関数としてキャリブレーションを実施することが可能であるように、二次元配列は、２つの次元で表される二次元行列を含み、この行列は少なくとも２×２個のパターンを含む。図２に示した例では、より大きな行列が示されており、これによって、より多くのパターンがより多くの増分位置偏差を与えるので、基板テーブルの位置をより厳密にキャリブレーションすることが可能になる。これは、より多くの増分位置偏差が、位置により強く依存する位置誤差を与えるためである。
【００３１】
[0036]  本明細書では、（別の場合を示すものでない限り）位置に依存する誤差は、パターンの配列の面内の二次元位置に依存する誤差であるとして理解されるべきであることに注意されたい。しかしながら、位置誤差または位置キャリブレーション自体は、自由度を２まで含んでもよいので、ｘ、ｙ、ｚ、ならびにこれらの次元に対する回転を含んでもよい。
次に図５のステップ５００〜５４０を参照して、本発明の実施形態によるキャリブレーション方法を説明する。ステップ５００では、基板（たとえば、図１の基板Ｗ）の表面にパターンを繰り返し照射し、連続照射の合間に基板テーブルＷＴ（図１）をずらして、基板の表面の別の場所にパターンを照射する。それによって、基板Ｗの表面にパターンの二次元配列を作成する。この例を図２に示し、図２を参照して説明した。次に、ステップ５１０に示すように、パターンを読み出して、パターン読み出し結果を取得する。パターンの読み出しを実施するには、様々な方法がある。たとえば、測定ビームを利用してパターンをスキャンすることが可能である。測定ビームは、たとえば、ＸまたはＹ方向に延びるパターンの連続マークをスキャンする。連続パターンに属する連続マークをスキャンすることにより、増分位置偏差を容易に導出することが可能である。これは、そのような増分位置偏差を、連続マークの読み出し結果から容易に導出できるためである。他の任意の読み出しも適用可能であることを理解されたい。パターンの読み出しを実施した後、そこから位置偏差を導出することが可能である。位置偏差は、たとえば、増分位置偏差を含む可能性があり、したがって、たとえば、ステップ５２０に示すように、２つの次元のそれぞれにおいて連続するパターンとパターンの間に位置偏差を含む可能性がある。さらに、位置偏差は、たとえば対角方向の重なりを有するマークを利用する、両方向の増分位置偏差を含むことも可能である。次に、ステップ５３０で、増分位置偏差を適用して、そこから基板テーブルの位置誤差を、基板テーブルの二次元位置の関数として導出する。このようにして、５２０で得られた位置偏差から導出された位置誤差は、（たとえば（図２で定義された）Ｘ成分およびＹ成分を含む）二次元であってよいが、後で詳述するように、他の次元または回転をさらに含んでもよい。この誤差は、基板テーブルの二次元位置の関数である可能性があり、したがって、基板テーブルの位置に依存する可能性がある。基板（または、より厳密には基板テーブル）の位置誤差は、位置誤差が基板テーブルの位置に応じて今や既知であるという意味を含んでいる。したがって、発生の可能性があり、Ｘ軸およびＹ軸で定まる面内（したがって、基板テーブルが動く面内）の基板テーブルの位置に依存する可能性がある、位置に依存する誤差を考慮に入れて、基板テーブルの位置をキャリブレーションすることが可能である（ステップ５４０）。ここで説明したキャリブレーションでは、センサ自体（たとえば、エンコーダ、基板テーブルの位置を測定する干渉計など）はキャリブレーションされず、代わりに、センサ、コントロール、アクチュエータなどを含む基板テーブル全体の位置決めがキャリブレーションされることに注意されたい。
【００３２】
[0037]  図２を参照して既に説明したように、パターンは、Ｘ次元またはＹ次元に延びるマークを含んでよい。パターンを基板の上に繰り返し照射し、連続する各パターンがＸ次元またはＹ次元において互いにオフセットするように基板テーブルをずらすことによって、マークによって構成される線を含む配列がもたらされ、これらの線は、マークのサイズや連続するパターンとパターンの間のオフセット（距離）に応じて、実線または点線を形成する。これらの線により、そこから位置偏差を導出することが容易になる。これは、パターンの読み出しが、それらの線に沿ってパターンをスキャンすることによって可能であり、複数のマークを含む線の読み出しから、連続するパターンとパターンの間の（すなわち、連続するパターンのマークとマークの間の）増分位置偏差についての情報を導出することが可能であるためである。（たとえば、図２に示したように）隣接するパターン同士を重ね合わせて、２つの隣接パターン（パターン配列の外側にあるパターンを除く）が有する次元のそれぞれにおいて各パターンが重なり合うようにすると、隣接する２つのパターンのマークが互いに近接するようになり（あるいは、ボックスインボックス構造（box-in-box structure）の場合には重なり合う場合さえあり）、これによって、読み出しデバイスの望ましくない挙動（たとえば、読み出しデバイスの基板テーブル位置決め誤差）に対する読み出し結果の感度が下がる。
【００３３】
[0038]  パターンの読み出しは、実施形態では、蛇行スキャンによって実施可能であり、その例を図３に示す。ここでは、基板Ｗの、使用可能な表面のほぼ全体にわたってパターンが与えられており（そのようであるパターンを図３には示していない）、それらのパターンの読み出しは、Ｙ方向に延びる線に追従する蛇行読み出しＳＣＡＮ  １と、Ｘ方向に延びるパターンの線に追従する蛇行スキャンＳＣＡＮ  ２とをもたらす蛇行スキャン運動を実施することによって行われる。これらの蛇行運動により、基板の表面のパターン配列の高速スキャンが可能である。さらに、この蛇行スキャン運動により、前面に動作可能なものと容易にでき、そこから比較的簡単な方法で位置偏差を導出することが可能である、測定読み出し結果のデータ構造体（たとえば、読み出し行列）を得ることが可能になる。他の任意のスキャン運動も適用可能であることを理解されたい。そのようなスキャン運動としては、たとえば、（例では９個のセルにわたって広がる）１つのパターンのすべてのマークを測定したら、次に進み、次のパターンのすべてのマークを測定することを繰り返して、１つのセルのすべてのマークを測定したら、次に進み、次のセルのすべてのマークを測定することを繰り返す、運動がある。
【００３４】
[0039]  図２に示したパターンについて、図４ＡおよびＢを参照して、より詳しく説明する。図４Ａは、図２に示したパターン配列を形成する１つのパターンを示している。図４ａのパターンの上に配置され、正方形Ｃ３〜Ｃ５からＥ３〜Ｅ５を形成する格子は、説明のためだけに示したものであり、パターン自体の一部をなすものではないことを理解されたい。図４ａに示した格子（ならびに図２に示した格子）は、説明のみを目的としたものである。図４ａでは、パターンの１つだけが示されており、重なり合う隣接パターンは示されていない。この例では、パターンは、中心部ＣＰと、中心部ＣＰに隣接する端部とを含むものと見なしてよい。この実施形態では、パターンに含まれるマークは、中心部および端部にわたって分布している。パターンの端部に配置されているマークは、これらのマークが、後続の重なり合うパターンとパターンの間の距離（格子の線のピッチ）に相当する距離だけ中心部方向（Ｘ方向および／またはＹ方向）にずれた場合に、中心部ＣＰにおいて完全なパターンを形成するように配置されている。さらに、マークを対角線の端部に配置することが可能であり、これらのマークは、後続の重なり合うパターンとパターンの間の距離（格子の線のピッチ）に相当する距離だけ中心部の方向（Ｘ方向および／またはＹ方向）にずれたとすれば、パターンが中心部ＣＰにおいて完全なパターンを形成するように配置されることが可能である。この場合、完全なパターンとは、当該のパターンと周囲の重なり合うパターンとの組み合わせが基板に照射されたとしたら作成されるであろうマーク配列であると理解されたい。そのような完全なパターンの例を図４ｂに示す。ＦＰと記してあるのがそれである。完全なパターンＦＰは、たとえば、図２の正方形Ｃ３〜Ｃ５からＥ３〜Ｅ５のそれぞれに見られるパターンに相当する。マークを端部に設けることにより、パターンとパターンの重なりが可能になり、その効果は、既に説明したとおりである。さらに、それによってマーク間の距離が最大になり、このことは、Ｚマークのトップに小さなプリズムを配置してＺ感度を得ることによりＬＶＴ原理を利用するケースでは有利である。
【００３５】
[0040]  図４ａおよび４ｂに示すように、これらのマークは、Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向（すなわち、Ｘ軸とＹ軸とで定まる面に垂直な方向）のずれを検出するマークを含む。Ｘ軸に延びるマークは、Ｘ方向およびＺ方向のずれを検出するマークを含み、同様に、Ｙ軸に延びるマークは、Ｙ方向およびＺ方向のずれを検出するマークを含む。Ｚ方向のずれを検出するマークは、焦点ぼけに敏感なマークてあってよい。その例は、米国特許出願第２００２／０１０００１２号および第２００２／００１５１５８号に記載されている。一般に、焦点ぼけに敏感なマークは、検出されたビームのパラメータを、マークの垂直位置（すなわち、Ｚ次元の位置）の関数として変化させるマークである。マークのＸ方向の位置についての情報を提供するマークは、当該マークの方向にほぼ垂直に延びる細い線を含むことが可能な光学格子を含んでよい。したがって、Ｘマークを含むマークについては、これらのマークに、Ｙ方向に延びる細い線の格子を与えてもよく、Ｙ方向に延びるマークであって、そのマークの位置、またはＹ方向の（したがってマークの）位置を測定するために並べられたマークについては、これらのマークに、Ｘ方向に延びる複数の細い線を与えてもよい。それの例が、図４ａに示されており、Ｘマークについては格子ＧＸで、Ｙマークについては格子ＧＹで示されている。
【００３６】
[0041]  この実施形態では、Ｘ方向に延びるマークは、Ｘ方向のずれを検出するマークと、Ｚ方向のずれを検出するマークとを含み、Ｙ方向に延びるマークは、Ｙ方向のずれを検出するマークと、Ｚ方向のずれを検出するマークとを含む。この実施形態では、Ｚマークは、Ｘ方向に延びるマークとＹ方向に延びるマークの両方に与えられるが、これは、ｚＲｘＲｙ誤差をキャリブレーションするための十分な情報を得るためにセルごとに特定の数のＺマークが必要であるためである。同様に、ｘｙＲｚ誤差をキャリブレーションするための十分な情報を得るためには、セルごとに特定の数のＸ／Ｙマークが必要である。Ｘ方向とＹ方向の両方でＺマークを用いることにより、図４ｂの「織り（weaving）」パターンの作成が可能になり、したがって、図３に従う読み出し方式が可能になる。さらに、ここで示した実施形態では、マーク間の距離が最大化され、それによって、読み出し時の読み出しデバイスの内部での望ましくない干渉が最小になる。
【００３７】
[0042]  ステップ５２０で導出された増分位置偏差は、パターンがＸマーク、Ｙマーク、およびＺマークを含んでよいことから、Ｘ、Ｙ、Ｚの各次元の位置偏差を含んでよい。さらに、回転情報（すなわち、Ｒｘ、Ｒｙ、およびＲｚ）もパターン読み出し結果から導出されてよい。したがって、位置誤差を最大自由度６で決定することが可能であり、それによって、本発明による、基板テーブルの位置の、最大自由度６のキャリブレーションが可能である。Ｘ方向に延びるマークも、Ｙ方向のずれを検出するマークを含んでよいこと、ならびにＹ方向に延びるマークも、Ｘ方向のずれを検出するマークを含んでよいことを理解されたい。
【００３８】
[0043]  アライメントマークは、現行のリソグラフィ装置で一般的に用いられているアライメントマークを含んでよい。代替として、リソグラフィ装置のオーバレイ誤差の測定に一般的に用いられる（場合によっては、印刷装置の「位置合わせ誤差（registration error）」を測定する場合にも用いられる）ボックスインボックス構造なども考えられよう。
【００３９】
[0044]  リソグラフィ装置では、本明細書に記載のキャリブレーション方法を、基板テーブルの位置を制御する制御システムで制御することが可能である。制御システム（図１には示さず）は、基板テーブルの位置を測定するセンサからの信号を受ける１つまたは複数の入力と、基板テーブルを位置決めするアクチュエータを駆動する駆動出力とを含んでよい。さらに、パターニングデバイスを支持する支持物の位置決めを駆動し、基板へのパターンの放射を準備するように制御システムを適合させることが可能である。
【００４０】
[0045]  本明細書で説明されているキャリブレーションの一環として基板にパターンを照射することが、（半導体ウェーハなどの）キャリブレーション専用基板を利用して実施可能であることを理解されたい。さらに、本明細書で説明されているキャリブレーションの各ステップが、別のパターンが適用される基板に実施される場合もあり、たとえば、本明細書に記載のキャリブレーションのために用いられるパターンが、たとえば、そのような別のパターンとパターンの間のスクライブラインの形で配列される場合もある。それらの適用は、リソグラフィ装置の通常（製造）動作と並行して行われる、格子または格子ドリフトの検出／モニタリングの（リ）キャリブレーションを含んでよい。
【００４１】
[0046]  前述のマークは、リソグラフィ装置自体のアライメントシステムを用いて読み出される。前述のボックスインボックス構造は、「外部」メトロロジー装置を用いて読み出されることが可能である。
【００４２】
[0047]  「ある方向に延びるマーク」という表現は、特定方向に延びる線部分の形状を有するアライメントマークであると理解されてよい。その例を添付図面に示した。さらに、あるいはその代わりに、「ある方向に延びるマーク」という表現は、２つ以上のマークが互いにほぼ同一線上に位置し、それらの全体がその方向に延びているマークであると理解されてよい。
【００４３】
[0048]  本明細書で説明されているキャリブレーションが実施されると、リソグラフィ装置は、２つの次元におけるキャリブレーション結果を利用して、複数の基板（たとえば、半導体ウェーハ）を処理することが可能である。２つの次元においてパターンを読み出すことによって得られた位置偏差から、読み出された当該パターンの個々の位置についてのキャリブレーション情報を導出することが可能である。中間位置（すなわち、そのようなパターンとパターンの間の位置に対応する基板テーブル位置）についてのキャリブレーション情報は、任意に好適な補間を行うことによって取得可能である。したがって、中間位置における基板テーブル位置のキャリブレーションは、任意の好適な補間手法で可能であり、たとえば、当該位置を囲む各位置のキャリブレーション結果の間の線形補間または多項式補間によって可能である。実施形態では、基板上の隣接するパターンが約１ｍｍのピッチを有することが可能であり、それによって、当該のキャリブレーションが実施済みである各点の間の位置に対応する基板テーブル位置の十分な補間を実施することが可能なキャリブレーション点を十分確保することが可能である。
【００４４】
[0049]  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ながら本明細書で説明されているリソグラフィ装置を他の用途に用いることも可能であることを理解されたい。そのような用途として、たとえば、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用のガイダンス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を製造する用途がある。当業者であれば、そのような代替用途の文脈において、本明細書の「ウェーハ」または「ダイ」という用語の任意の使用が、より広義の用語である「基板」または「ターゲット部分」と、それぞれ同義であると見なしてよいことを理解されよう。本明細書で参照された基板は、露光の前または後に、たとえば、トラック（一般に、基板にレジスト層を塗布し、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、および／またはインスペクションツール内で処理されてよい。適用可能であれば、本明細書の開示を、そのような基板処理ツールや他の基板処理ツールに適用することが可能である。さらに、基板は、たとえば多層ＩＣの製造のために、複数回処理されてもよい。したがって、本明細書で使用している「基板」という用語は、複数の処理済み層を既に含む基板を意味することも可能である。
【００４５】
[0050]  ここまで、本発明の実施形態の、光学リソグラフィの文脈における利用を具体的に参照してきたが、本発明は、他の用途（たとえば、インプリントリソグラフィ）でも利用可能であり、文脈上可能であれば、光学リソグラフィに限定されないことを理解されたい。インプリントリソグラフィでは、パターニングデバイス内のトポグラフィによって、基板上に作成されるパターンが定まる。パターニングデバイスのトポグラフィを、基板に供給されたレジストの層に押しつけ、その上に電磁放射、熱、圧力、またはこれらの組み合わせを与えることによって、レジストが硬化する。レジストが硬化した後、パターニングデバイスをレジストの外に移動させると、レジスト内にパターンが残る。
【００４６】
[0051]  本明細書で使用している「放射」および「ビーム」という用語は、（たとえば、約３６５、２４８、１９３、１５７、または１２６ｎｍの波長を有する）紫外（ＵＶ）放射、（たとえば、５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）極端紫外（ＥＵＶ）放射、ならびに粒子ビーム（イオンビームや電子ビームなど）を含む、あらゆるタイプの電磁放射を包含する。
【００４７】
[0052]  「レンズ」という用語は、屈折型、反射型、磁気型、電磁型、静電型などの光学部品を含む様々なタイプの光学部品の任意のいずれかまたは組み合わせを意味してよい。
【００４８】
[0053]  ここまで本発明の特定の実施形態について説明してきたが、本発明は、説明した以外の態様でも実施可能であることを理解されたい。たとえば、本発明は、本明細書で開示した方法を示す機械読み取り可能命令の１つまたは複数のシーケンスを含むコンピュータプログラムの形をとることが可能であり、そのようなコンピュータプログラムを格納するデータ記憶媒体（たとえば、半導体メモリ、磁気ディスク、または光ディスク）の形をとることも可能である。
【００４９】
[0054]  先述の説明は、例示的なものであって、限定的なものではない。したがって、当業者であれば、説明されたとおりの本発明に対し、添付の特許請求項の範囲から逸脱しない修正を施すことが可能であることは明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】[0013]本発明の実施形態によるリソグラフィ装置を示す図である。
【図２】[0014]本発明の実施形態によるパターン配列の上面図である。
【図３】[0015]本発明の実施形態による基板およびスキャン運動の非常に概略的な上面図である。
【図４ａ】[0016]本発明の実施形態によるパターンを示す図である。
【図４ｂ】[0016]本発明の実施形態によるパターンを示す図である。
【図５】[0017]本発明の実施形態によるキャリブレーション方法のフロー図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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