(57)【要約】      （修正有）【課題】温度変化や圧力変化に関するレーザ干渉測定値の補償方法を提供する。【解決手段】位置測定装置ＩＦＭは、媒体の圧力を測定し、それによって圧力信号を提供する圧力計を有する。位置測定装置ＩＦＭは、基準距離を測定し、それによって基準距離信号を提供する距離測定デバイスを有する。位置測定装置ＩＦＭは、基準距離信号を圧力変化信号に変換し、圧力信号と同様の方法で圧力変化信号を処理して、それによって処理済み圧力変化信号を提供し、処理済み圧力変化信号と圧力信号との差を求め、それによってドリフト信号を提供し、圧力変化信号とドリフト信号との差を求め、それによって絶対圧力信号を提供し、絶対圧力信号に基づいて位置測定値を補正するプロセッサを有する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線ビームを調整するように構成された照明システムと、
前記放射線ビームの断面にパターンを付与してパターン形成された放射線ビームを形成することができるパターニングデバイスを支持するように構成されたパターニング支持体と、
基板を保持するように構成された基板支持体と、
前記パターン形成した放射線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、
媒体中の前記支持体の１つの位置を測定するように構成された位置測定装置と、を含み、
前記位置測定装置が、
（ａ）圧力信号を提供するために、前記媒体の圧力を測定するように構成された圧力計と、
（ｂ）基準距離信号を提供するために、基準距離を測定するように構成された距離測定デバイスと、
（ｃ）（ｃ１）前記基準距離信号を圧力変化信号に変換し、
（ｃ２）処理済み圧力変化信号を提供するために、前記圧力信号と同様の方法で前記圧力変化信号を処理し、
（ｃ３）ドリフト信号を提供するために、前記処理済み圧力変化信号と前記圧力信号との差を求め、
（ｃ４）絶対圧力信号を提供するために、前記圧力変化信号と前記ドリフト信号との差を求め、
（ｃ５）前記絶対圧力信号に基づいて位置測定値を補正する
ように構成されたプロセッサと、
を含む、リソグラフィ装置。
【請求項２】
前記距離測定デバイスがレーザ干渉システムである、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項３】
前記プロセッサがさらに、前記圧力変化信号から高い周波数をフィルタで除去するように構成される、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項４】
ステップ（ｃ１）で、前記変換が
【数１】
2007221104.tif 000011
を適用することを含み、
ここで、
ΔＰ（ｔ）は圧力変化信号、
ｎo，ｃ1は定数、
ΔＦｃ（ｔ）はレーザ干渉計システムのフリンジカウントの変化、
Ｌ０0は基準距離、
λ0は波長
である、請求項２に記載のリソグラフィ装置。
【請求項５】
前記圧力信号が遅延を含み、ステップ（ｃ２）で前記遅延が前記圧力変化信号に導入されて、前記処理済み圧力変化信号を提供する、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項６】
前記圧力計がサンプリングされ、ステップ（ｃ２）で前記圧力変化信号が等しくサンプリングされて、前記処理済み圧力変化信号を提供する、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項７】
前記圧力計が１０Ｈｚより小さいサンプリング周波数でサンプリングされる、請求項６に記載のリソグラフィ装置。
【請求項８】
媒体中のオブジェクトの位置を測定する装置であって、
（ａ）前記媒体の圧力を測定して圧力信号を提供するように構成された圧力計と、
（ｂ）基準距離を測定して基準距離信号を提供する距離測定デバイスと、
（ｃ）（ｃ１）前記基準距離信号を圧力変化信号に変換し、
（ｃ２）前記圧力信号と同様の方法で前記圧力変化信号を処理して処理済み圧力変化信号を提供し、
（ｃ３）ドリフト信号を提供するために、前記処理済み圧力変化信号と前記圧力信号との差を求め、
（ｃ４）絶対圧力信号を提供するために、前記圧力変化信号と前記ドリフト信号との差を求め、
（ｃ５）前記絶対圧力信号に基づいて位置測定値を補正する
ように構成されたプロセッサと
を有する装置。
【請求項９】
媒体中のオブジェクトの位置を測定する方法であって、
（ａ）圧力信号を提供するために、前記媒体の圧力を測定すること、
（ｂ）基準距離信号を提供するために、基準距離を測定すること、
（ｃ）前記基準距離信号を圧力変化信号に変換すること、
（ｄ）処理済み圧力変化信号を提供するために、前記圧力信号と同様の方法で前記圧力変化信号を処理すること、
（ｅ）ドリフト信号を提供するために、前記処理済み圧力変化信号と前記圧力信号との差を求めること、
（ｆ）絶対圧力信号を提供するために、前記圧力変化信号と前記ドリフト信号の差を求めること、および、
（ｇ）前記絶対圧力信号に基づいて位置測定値を補正すること、
を含む方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法を使用して製造されたデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はリソグラフィ装置に、および媒体内のオブジェクト位置を測定する装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板に、通常は基板のターゲット部分に適用する機械である。リソグラフィ装置は例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に使用可能である。このような場合、代替的に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使用して、ＩＣの個々の層上に形成すべき回路パターンを生成することができる。このパターンを、基板（例えばシリコンウェハ）上のターゲット部分（例えば１つまたは幾つかのダイの一部を含む）に転写することができる。パターンの転写は通常、基板に設けた放射線感光材料（レジスト）の層への結像により行われる。一般的に、１枚の基板は、順次パターン化される網の目状の互いに隣接したターゲット部分を含んでいる。従来のリソグラフィ装置は、パターン全体をターゲット部分に１回で露光することによって各ターゲット部分が照射される、いわゆるステッパと、所定の方向（「スキャン」方向）に放射線ビームでパターンをスキャンし、これと同時に基板をこの方向と平行に、あるいは反平行にスキャンすることにより、各ターゲット部分が照射される、いわゆるスキャナとを具備している。パターンを基板にインプリントすることによって、パターニングデバイスから基板へとパターンを転写することも可能である。
【０００３】
パターニングデバイスを可動パターニング支持体（レチクルステージとも呼ばれる）上に保持し、基板を可動基板支持体（ウェハステージとも呼ばれる）上に保持することができる。パターニング支持体および基板支持体はそれぞれ、位置決めシステムによって正確に制御された１つまたは複数のモータによって動作する。通常は、数ナノメートル程度の高い精度でパターニング支持体と基板支持体との制御を可能にするために、位置決めシステムはレーザ干渉計システムを含み、オブジェクトの位置を非常に正確に測定する。
【０００４】
使用されるレーザ光の波長が測定ユニットを構成するインクリメンタルシステムであるレーザ干渉計システムでは、オブジェクトの反射表面に対するレーザビームの反射を測定し、内部基準経路と比較する。オブジェクトの位置がレーザビームに準じて変化する場合、基準と測定レーザビームとの比較により、変位に比例する幾つかの干渉遷移（測定経路と参照経路との間の強め合う／弱め合う干渉で構成される）が明らかとなる。干渉遷移の数は変位ばかりでなくレーザ光の波長にも比例する。特に、干渉遷移の総量は、変位の終了時における（その光路の）波長で割った光路長の合計から、変位の開始時における波長で割った光路長の合計を引いた値に等しい。変位の終了時における光路長合計を、一定の光路長（＝変位開始時における光路長合計）と変位光路長との合計とみなすと、干渉遷移の総量は、最終波長で割った変位光路長と、変化した波長で割った一定の光路長（変位の終了時における波長で割った一定の光路長から変位の開始時における波長で割った一定の光路長を引いた値（以下の式［４］も参照））を含む。
【０００５】
空気中の光の波長は、真空中の公称波長を光が通る媒体の屈折率で割った値に依存する。空気中の屈折率ｎairは、いわゆるエドレン式（B. Edlen、The Refractive Index of Air、Metrologia、Vol.2、No.2、pp.71-80（１９６６））で記述することができる。
【０００６】
パラメータの基本的な相互依存が変化しないエドレン式の別のバージョンが、K.P. Birch、M.J. Downsの１９９４年のCorrection of the updated Edlen equation for the refractive index of air（Metrologia 31、pp.315-316）（本言及により本明細書に含まれる）に記載されている。
【数１】
2007221104.tif 000002
【０００７】
これはλ＝６３３ｎｍおよびＣＯ2濃度＝４５０ｐｐｍで有効であり、
Ｄ＝２．７６５３・１０−４
Ｔ＝絶対温度［Ｋ］
Ｐ＝圧力［Ｐａ］
ｆ＝湿度［Ｐａ］
である。
【０００８】
式［１］により、ｎairは、他のパラメータだけでなく空気の圧力にも依存することが分かる。以上を鑑みて、レーザ干渉計システムで位置を測定する場合は、少なくとも空気の圧力を考慮に入れることが望ましい。圧力が正確に分かっていると、屈折率を正確に求めることができる。さらに、干渉遷移の数（「フリンジカウント」とも呼ばれる）を、レーザ干渉計システムで正確に測定することができる。圧力決定とフリンジカウントとの結果を組み合わせると、求める位置を正確にかつ繰り返し割り出すことができる。
【０００９】
一般に、以上の説明から、レーザ干渉計システムまたは幾つかの波長の決定に基づく他の測定システムを使用して、空気などの媒体中のオブジェクトの変位を正確に測定するためには、媒体の圧力を正確に求めることが望ましいと言える。
【００１０】
圧力は、圧力計、好ましくは絶対圧力計で測定される。一方で、圧力計は連続的圧力測定を行えるものであってもよいが、他方で、圧力計は、要求される精度に必要な平均化時間を考慮して、数十Ｈｚ程度の限られた更新率を有する電子圧力計であってもよい。様々な種類の圧力計について、電子圧力計では平均化時間の半分を含むことがある一定の測定遅延、および測定システムによって導入されるオーバヘッドを考慮に入れなければならない。これにより、圧力変化の測定値に誤差が取り込まれ、その結果、レーザ干渉計の位置情報に基づく位置測定値に誤差が生じる（位置測定値自体が圧力変化に影響されやすい）。
【００１１】
比較的急速で、場合によっては周期的な圧力変化につながる外乱は、圧力計では追えない誤差を引き起こすことがある。
【００１２】
人によっては、光学部品（例えばレンズ）の位置の測定値のような基準測定値を使用して（パターニングまたは基板）支持体の位置測定値を補償することによって、この問題を解決したいと思うかもしれない。この補償プロセスでは、両方の光路の屈折率間に良好な相関関係があると仮定して、基準距離を支持体位置に対応する実際の距離と比較する。しかし、実際の距離が基準距離と大幅に異なることがあるので、実際の距離と基準距離との差が増加すると、補償プロセスの性能が低下する。
【００１３】
さらに、レーザ干渉計システムの部品を支持する機械的部品（例えば計測フレーム、レンズ）が共振を示し、温度が変化すると寸法ドリフトを示すことに留意されたい。このような効果も、補償が行われないと支持体の位置または変位の測定精度を低下させることがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
レーザ干渉計測定値の補正方法、温度変化および機械的変化に依存せず、圧力変化に関するこれらの測定値を明確にかつ効果的に補償する補正方法を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の実施形態では、リソグラフィ装置が提供され、これは、放射線ビームを調整するように構成された照明システムと、パターニングデバイスを支持するように構築されたパターニング支持体とを含み、パターニングデバイスは、放射線ビームの断面にパターンを与えて、パターン形成した放射線ビームを形成することができ、さらに、基板を保持するように構築された基板支持体と、パターン形成した放射線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、媒体中で支持体の１つの位置を測定するように構成された位置測定装置とを含み、位置測定装置は、媒体の圧力を測定し、それによって圧力信号を提供するように構成された圧力計と、基準距離を測定し、それによって基準距離信号を提供する距離測定デバイスと、（ｃ１）基準距離信号を圧力変化信号に変換し、（ｃ２）圧力信号と同様の方法で圧力変化信号を処理し、それによって処理済みの圧力変化信号を提供し、（ｃ３）処理済み圧力変化信号と圧力信号との差を求め、それによってドリフト信号を提供し、（ｃ４）圧力変化信号とドリフト信号との差を求め、それによって絶対圧力信号を提供し、（ｃ５）絶対圧力信号に基づいて位置測定値を補正するように構成されたプロセッサとを含む。
【００１６】
本発明の実施形態では、媒体中のオブジェクトの位置を測定する装置が提供され、装置は、媒体の圧力を測定し、それによって圧力信号を提供するように構成された圧力計と、基準距離を測定し、それによって基準距離信号を提供する距離測定デバイスと、（ｃ１）基準距離信号を圧力変化信号に変換し、（ｃ２）圧力信号と同様の方法で圧力変化信号を処理し、それによって処理済みの圧力変化信号を提供し、（ｃ３）処理済み圧力変化信号と圧力信号との差を求め、それによってドリフト信号を提供し、（ｃ４）圧力変化信号とドリフト信号との差を求め、それによって絶対圧力信号を提供し、（ｃ５）絶対圧力信号に基づいて位置測定を補正するように構成されたプロセッサとを含む。
【００１７】
本発明の実施形態では、媒体中のオブジェクトの位置を測定する方法が提供され、方法は、媒体の圧力を測定し、それによって圧力信号を提供すること、基準距離を測定し、それによって基準距離信号を提供することと、基準距離信号を圧力変化信号に変換すること、圧力信号と同様の方法で圧力変化信号を処理し、それによって処理済みの圧力変化信号を提供すること、処理済み圧力変化信号と圧力信号との差を求め、それによってドリフト信号を提供すること、圧力変化信号とドリフト信号との差を求め、それによって絶対圧力信号を提供すること、および、絶対圧力信号に基づいて位置測定値を補正することを含む。
【００１８】
次に、本発明の実施形態を添付の略図を参照しながら、ほんの一例として説明する。図面では対応する参照記号は対応する部分を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、本発明の１つの実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示したものである。この装置は、放射線ビームＢ（例えばＵＶ放射線または任意の他の適切な放射線）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、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位置決めデバイスＰＭに接続されたマスク支持構造体（例えばマスクテーブル）ＭＴとを含む。装置は、基板（例えばレジスト塗布したウェハ）Ｗを保持するように構成され、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位置決めデバイスＰＷに接続された基板テーブル（例えばウェハテーブル）ＷＴまたは「基板支持体」も含む。装置はさらに、パターニングデバイスＭＡによって放射線ビームＢに与えられたパターンを基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば、１つまたは複数のダイを含む）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を含む。
【００２０】
照明システムは、放射線の誘導、成形、または制御を行うための、屈折、反射、磁気、電磁気、静電気型等の光学部品、またはその任意の組合わせなどの様々なタイプの光学部品を含んでいてもよい。
【００２１】
マスク支持構造体は、パターニングデバイスを支持、つまりその重量を負担している。該マスク支持構造体は、パターニングデバイスの方向、リソグラフィ装置の設計等の条件、例えばパターニングデバイス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を保持する。このマスク支持構造体は、パターニングデバイスを保持するために、機械的、真空、静電気、または他のクランプ技術を使用することができる。マスク支持構造体は、例えばフレームまたはテーブルでよく、必要に応じて固定式または可動式でよい。マスク支持構造体は、パターニングデバイスが、例えば投影システムなどに対して確実に所望の位置にくるようにできる。本明細書において「レチクル」または「マスク」という用語を使用した場合、その用語は、より一般的な用語である「パターニングデバイス」と同義とみなすことができる。
【００２２】
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、基板のターゲット部分にパターンを生成するように、放射線ビームの断面にパターンを与え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、放射線ビームに与えられるパターンは、例えばパターンが位相シフト特徴またはいわゆるアシスト特徴を含む場合、基板のターゲット部分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、放射線ビームに与えられるパターンは、集積回路などのターゲット部分に生成されるデバイスの特別な機能層に相当する。
【００２３】
パターニングデバイスは透過性または反射性でよい。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、およびプログラマブル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、レベンソンマスク、減衰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、小さなミラーのマトリクス配列を使用し、そのミラーは各々、入射する放射線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線ビームにパターンを与える。
【００２４】
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線、または浸漬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および静電気光学システム、またはその任意の組合せを含む任意の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。本明細書において「投影レンズ」という用語を使用した場合、これはさらに一般的な「投影システム」という用語と同義とみなされる。
【００２５】
ここで示しているように、本装置は透過タイプである（例えば透過マスクを使用する）。あるいは、装置は反射タイプでもよい（例えば上記で言及したようなタイプのプログラマブルミラーアレイを使用する、または反射マスクを使用する）。
【００２６】
リソグラフィ装置は２つ（デュアルステージ）またはそれ以上の基板テーブルまたは「基板支持体」（および／または２つ以上のマスクテーブルまたは「マスク支持体」）を有するタイプでよい。このような「マルチステージ」機械においては、追加のテーブルまたは支持体を並行して使用するか、１つまたは複数の他のテーブルまたは支持体を露光に使用している間に１つまたは複数のテーブルまたは支持体で予備工程を実行することができる。
【００２７】
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。浸漬液は、例えばマスクと投影システムの間など、リソグラフィ装置の他の空間に使用してもよい。浸漬技術は、投影システムの開口数を増加させるために使用可能である。本明細書で使用する「浸漬」という用語は、基板などの構造体を液体に浸さ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と基板の間に液体が存在するというほどの意味である。
【００２８】
図１を参照すると、イルミネータＩＬは放射線ＳＯから放射ビームを受け取る。放射源とリソグラフィ装置とは、例えば放射源がエキシマレーザである場合に、それぞれ別々の構成要素であってもよい。このような場合、放射源はリソグラフィ装置の一部を形成するとみなされず、放射線ビームは、例えば適切な配向ミラーおよび／またはビーム拡大器などを含むビーム送出システムＢＤを用いて、放射源ＳＯからイルミネータＩＬへと渡される。他の事例では、例えば放射源が水銀ランプの場合は、放射源がリソグラフィ装置の一体部品であってもよい。放射源ＳＯおよびイルミネータＩＬは、必要に応じてビーム送出システムＢＤとともに放射線システムと呼ぶことができる。
【００２９】
イルミネータＩＬは、放射線ビームの角度強度分布を調節するように構成されたアジャスタＡＤを含んでいてもよい。通常、イルミネータの瞳面における強度分布の外側および／または内側放射範囲（一般にそれぞれ、シグマアウター（σ-outer）およびシグマインナー（σ-inner）と呼ばれる）を調節することができる。また、イルミネータＩＬは、積分器ＩＮおよびコンデンサＣＯなどの他の種々の構成部品を含んでいてもよい。また、イルミネータを用いて放射線ビームを調整し、その断面にわたって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。
【００３０】
放射線ビームＢは、マスク支持構造体（例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（例えばマスクＭＡ）に入射し、パターニングデバイスによってパターン形成される。放射線ビームＢはマスクＭＡを通過して、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームを集束する投影システムＰＳを通過する。第２位置決めデバイスＰＷおよび位置センサＩＦ（例えば干渉計デバイス、リニアエンコーダまたは容量性センサ）を使用して、基板テーブルＷＴを、例えば放射線ビームＢの経路において様々なターゲット部分Ｃに位置決めするように正確に移動できる。同様に、第１位置決めデバイスＰＭおよび別の位置センサ（図１には明示されていない）を使用して、例えばマスクライブラリから機械的に検索した後に、またはスキャン中に、放射線ビームＢの経路に対してマスクＭＡを正確に位置決めすることができる。一般的に、マスクテーブルＭＴの移動は、第１位置決めデバイスＰＭの部分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）を用いて実現できる。同様に、基板テーブルＷＴまたは「基板支持体」の移動は、第２位置決め装置ＰＷの部分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を使用して実現できる。ステッパの場合（スキャナとは対照的に）、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、固定してもよい。マスクＭＡおよび基板Ｗは、マスクアラインメントマークＭ１、Ｍ２および基板アラインメントマークＰ１、Ｐ２を使用して位置合わせすることができる。図示のような基板アラインメントマークは、専用のターゲット位置を占有するが、ターゲット部分の間の空間に配置してもよい（スクライブレーンアラインメントマークと呼ばれる）。同様に、マスクＭＡ上に複数のダイを設ける状況では、マスクアラインメントマークをダイ間に配置してもよい。
【００３１】
図示の装置は以下のモードのうち少なくとも１つにて使用可能である。
【００３２】
ステップモードにおいては、マスクテーブルＭＴまたは「マスク支持体」および基板テーブルＷＴまたは「基板支持体」を、基本的に静止状態に維持する一方、放射線ビームに与えたパターン全体が１回でターゲット部分Ｃに投影される（すなわち単一静止露光）。次に、別のターゲット部分Ｃを露光できるように、基板テーブルＷＴまたは「基板支持体」がＸ方向および／またはＹ方向にシフトされる。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、単一静止露光で像が形成されるターゲット部分Ｃのサイズが制限される。
【００３３】
スキャンモードにおいては、マスクテーブルＭＴまたは「マスク支持体」および基板テーブルＷＴまたは「基板支持体」を同期スキャンする一方、放射線ビームに与えられたパターンをターゲット部分Ｃに投影する（つまり単一動的露光）。マスクテーブルＭＴまたは「マスク支持体」に対する基板テーブルＷＴまたは「基板支持体」の速度および方向は、投影システムＰＳの拡大（縮小）および像反転特性によって求めることができる。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、単一動的露光におけるターゲット部分の（非スキャン方向における）幅が制限され、スキャン動作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）高さが決まる。
【００３４】
別のモードでは、マスクテーブルＭＴまたは「マスク支持体」を基本的に静止状態に維持して、プログラマブルパターニングデバイスを保持し、基板テーブルＷＴまたは「基板支持体」を移動またはスキャンさせながら、放射線ビームに与えられたパターンをターゲット部分Ｃに投影する。このモードでは、一般にパルス状放射線を使用して、基板テーブルＷＴまたは「基板支持体」を移動させる毎に、またはスキャン中に連続する放射線パルスの間で、プログラマブルパターニングデバイスを必要に応じて更新する。この動作モードは、以上で言及した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を使用するマスクなしリソグラフィに容易に利用できる。
【００３５】
上述した使用モードの組合せおよび／または変形、または全く異なる使用モードも利用できる。
【００３６】
図１に関して説明したようなリソグラフィ装置は、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴの位置を測定するレーザ干渉計システムを含んでいてもよい。また、基準測定が行われる。一例として、基準測定では干渉計システムに対する投影システムＰＳのレンズの変位を測定する。レンズは安定した計測フレームを介して干渉計システムに機械的に接続されるので、実際の変位は非常に小さい。
【００３７】
図２は、基準測定値を求めるための構成部品の配置構成を示している。リソグラフィ装置の計測フレームＭＦが、レーザ干渉計システムＩＦＭおよび投影システムＰＳを支持している。投影システムＰＳのレンズＬＥの位置は、レンズＬＥに接続したレンズミラーＬＭで反射するレーザ干渉計システムＩＦＭのレーザビームＬＢを通して測定される。レーザ干渉計システムＩＦＭは、例えば基板テーブルＷＴの位置などを測定するための他のレーザビームＬＢＳも生成する。基準測定値ＬＢの名目光路長（機械的距離）は、Ｌ０と示される。
【００３８】
図２では、レーザ干渉計システムの基準測定値は主に、レーザ干渉計システムに対するレンズミラーＬＭの位置変化、およびレーザ干渉計システムのレーザビームの経路に存在する媒体の圧力変化からも影響を受ける。計測フレームＭＦ、レンズＬＥおよびレンズミラーＬＭのようにレーザ干渉計システムを支持する機械的構成部品は共振を示し、共振は９０〜１００Ｈｚ以上になることがある。これは圧力変化に予想される変化率よりはるかに高く、このような共振は、低域またはノッチフィルタを使用して測定値から除去することができる。周波数スペクトルの低い側でレーザ干渉計システムの測定値に影響を及ぼす機械的構成部品の変化は、温度効果（例えば２Ｈｚ以下の周波数を有するドリフト）の結果と予想される。
【００３９】
ある一定の瞬間ｔで、干渉計の出力Ｆｃは下式のように表すことができる。
【数２】
2007221104.tif 000003
【００４０】
ここで、
Ｆｃ：  フリンジカウント、つまり測定された距離に適合するフリンジ長（単位）の数、
Ｌ０ｔ：  測定された「機械的」距離、
λt：  フリンジ長、つまり空気中のレーザ光の波長によって決まる干渉計システムの測定単位、
ｏｆｆｓｅｔ：  初期化後、実際には干渉計システムが相対的変化しか測定できないので、Ｆｃは０と等しくなる。しかし、波長（屈折率）の変化を扱うために、初期化中にその時のマイナスＬ０／λに等しいオフセットを導入する。
【００４１】
瞬間ｔ＝ｔにおける出力Ｆｃを「基準」瞬間ｔ＝０における出力Ｆｃと比較すると、下式のようになる。
【数３】
2007221104.tif 000004
【００４２】
または、
【数４】
2007221104.tif 000005
【００４３】
ここで、
ΔＬ０（ｔ）はｔ＝ｔにおけるＬ０0に対する（機械的）距離の変化、
Δλ（ｔ）はｔ＝ｔにおけるλ0に対する波長の変化である。
【００４４】
エルデン式［１］を式［４］の波長変化に書き換え、圧力および温度の効果のみを考慮に入れると、下式のようになる。
【数５】
2007221104.tif 000006
【００４５】
または、
【数６】
2007221104.tif 000007
【００４６】
式［６］では、
ｄλ／ｄｎを−λ0／ｎ0と書いてもよく、
δｎ／δＰ｜T=T0はｃ1≒２．６７・１０−９｜T=22degCと書いてもよく、
δｎ／δＴ｜T=T0,P=P0はｃ2≒−９・１０−７｜T=22degC,P=105Paと書いてもよい。
【００４７】
したがって、式［６］は下式のように書くことができる。
【数７】
2007221104.tif 000008
【００４８】
ΔＰ（ｔ）を分離すると、下式のようになる。
【数８】
2007221104.tif 000009
【００４９】
レーザ干渉計システムＩＭＦを支持する機械的部品および温度が安定していると仮定すると、ΔＬ０（ｔ）およびΔＴ（ｔ）はゼロであり、式［８］は下式のように換算できる。
【数９】
2007221104.tif 000010
【００５０】
５分以内に予想される絶対圧力変化は、８０Ｐａ未満と予想され、ｔ＝０における定数（ｎ0、ｃ1、Ｌ０0およびλ0）は全て、≪１ｐｐｍ以内まで正確に分かっているので、この圧力微分の精度は≪０．１Ｐａである。
【００５１】
式［８］に示すように、計算したΔＰ（ｔ）は、実際の測定距離ΔＬ０（ｔ）および温度の影響の変化によって乱される。レーザ干渉計システムＩＦＭを支持する機械的部品の動的挙動が、フリンジカウントに関する低域またはノッチフィルタを介して除去されると（機械的周波数が圧力変化の周波数よりはるかに高いと仮定される場合）、干渉計システム測定値の低周波外乱のみが残る。
【００５２】
低周波外乱（ドリフト）を補正するために、絶対圧力センサまたは圧力計ＢＡ（図２）を使用して、圧力計算を「校正」する。絶対圧力センサＢＡは、低周波ドリフトを補正するだけでよいので、絶対圧力センサＢＡの更新率を低いレベル（例えば１０Ｈｚ未満）に設定して、低いノイズレベルを達成できる。
【００５３】
ドリフト補正値を計算するために、計算したΔＰ（ｔ）を圧力センサを使用した場合と同様に処理することができる。つまり、計算したΔＰ（ｔ）を、圧力センサの使用時と同じサンプリング時間、遅延、および可能なフィルタリングで処理する。次に、絶対圧力センサの新しいサンプルが使用可能になるので、（相対的）ドリフトを確定し、事実上即座に補正することができる。これについては、図４Ａから図４Ｄを参照しながら、以下にさらに詳細に説明する。
【００５４】
その結果、レーザ干渉計システム内の媒体の圧力変化を、最大で低域またはノッチフィルタによって確定された周波数まで測定することができる。遅延を非常に低く抑えることができると同時に、低域またはノッチフィルタによって確定される。フィルタは、例えば遮断周波数を上げ、ノッチフィルタを使用して第１周波数を扱うなど、当業者の理解の範囲内の方法で遅延を減少させるように最適化することができる。
【００５５】
このソリューションの利点は、要求されるハードウェアが全て既に市販されており、ソフトウェアの改造しか必要としない点にある。
【００５６】
図３は、幾つかの測定軸ＩＦＭ軸＃１、ＩＦＭ軸＃２、・・・、および図２を参照しながら説明する基準軸のような基準軸を有するレーザ干渉計システムを概略的に示している。様々な軸によって生成される光学信号は、プログラムされた干渉計システムＩＦＳに入力されて、そこで処理され、生フリンジカウントが生成される。生フリンジカウントは、フリンジカウントから位置または距離を計算する干渉計システム（ＩＦＳ）のモデルに入力される。フリンジ長は、基本的に上述した低域またはノッチフィルタの遮断周波数に近い比較的高い周波数（例えば約４０Ｈｚ以上）のフリンジ長計算／補正モジュールから干渉計モデルシステムに入力される。フリンジ長計算モジュールは、入力として比較的低い周波数（例えば１０Ｈｚ未満）の絶対圧力センサ、絶対温度センサ、および基準軸から信号を受信する。
【００５７】
図４Ａから図４Ｄはさらに、本発明の実施形態による測定方法を示している。図示されたグラフの縦軸は圧力Ｐｒを表し、横軸は時間ｔを表す。
【００５８】
図４Ａは、時間に対する測定信号の様々な曲線を示している。曲線Ｐは例示により、所定の期間（例えば１分）にわたる圧力変化を表し、曲線Ｐｓｅｎｓｏｒは、絶対圧力センサの（例えば２０Ｈｚの更新率の）出力信号を表している。新しい各更新の開始時において、遅延は、サンプリング時間（例えば２５ｍｓ）の二分の一に、測定システムの様々なオーバヘッドによる追加の遅延（例えば約１０ｍｓ）を加えた値となる。曲線Ｐｓｅｎｓｏｒ−Ｐは、圧力センサの出力信号Ｐｓｅｎｓｏｒと圧力Ｐとの差（測定誤差）を表している。
【００５９】
図４Ｂ（縦の目盛りが若干異なる）に、図４Ａによる曲線Ｐ、Ｐｓｅｎｓｏｒ、およびＰｓｅｎｓｏｒ−Ｐが示されている。また、式［９］により干渉計軸から導出された圧力信号Ｐｌａｓｅｒを表す曲線が追加されている。ただし、高い周波数のノイズは全てフィルタで除去されている。図４Ｂで見られるように、曲線Ｐｌａｓｅｒは（絶対圧力センサの出力信号、つまり曲線Ｐｓｅｎｓｏｒとは対照的に）遅延誤差を示さず、（計測フレームなどの）干渉計軸の長さを画定する機械的部品に影響を及ぼす熱効果によって引き起こされるような比較的遅いドリフトを示している。
【００６０】
図４Ｃは、圧力信号Ｐｌａｓｅｒが実際の圧力Ｐと同様に処理される状況を示しており、ここではドリフトが見えるように表示されている。図では、曲線Ｐｌａｓｅｒ＿ｓｅｎｓｏｒは、干渉計軸から導出され、かつ絶対圧力センサと同様の方法で処理された圧力Ｐｌａｓｅｒを表している。ここで、センサ出力信号Ｐｓｅｎｓｏｒとシミュレーションしたセンサ出力Ｐｌａｓｅｒ＿ｓｅｎｓｏｒとの差が、圧力信号Ｐｌａｓｅｒのドリフトの尺度である。これは、曲線Ｐｌａｓｅｒ＿ｓｅｎｓｏｒ−Ｐｓｅｎｓｏｒで表される。
【００６１】
図４Ｄは、Ｐｌａｓｅｒ＿ｃｏｒｒｅｃｔｅｄで示した曲線ＰｓｅｎｓｏｒとＰｌａｓｅｒ＿ｓｅｎｓｏｒとの間のオフセットによって圧力Ｐｌａｓｅｒを補正した結果を示している。圧力Ｐｌａｓｅｒ＿ｃｏｒｒｅｃｔｅｄは実際の圧力Ｐに非常に近接していることが分かる。また、曲線Ｐｌａｓｅｒ＿ｃｏｒｒｅｃｔｅｄ−Ｐにわずかな残差が見られる。
【００６２】
概して、圧力センサ内のデータ遅延の影響は、重要である高周波数の変化から重要でない低周波数の変化（ドリフト）へと移行する。
【００６３】
以上の開示から判断し、本発明は、レーザ干渉計システムと、特には安定せず、大きいドリフトを示す基準軸とを組込んだ低コストの波長追跡装置の圧力変化の補償を行う場合も適用対象となる。ただし、圧力以外のパラメータは補償されず、このようなパラメータは既知の値か定数とする。
【００６４】
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は言うまでもない。例えば、これは、集積光学装置、磁気ドメインメモリ用誘導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「ウェハ」または「ダイ」という用語を使用している場合、それぞれ、「基板」または「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は、当業者に明らかである。本明細書に述べている基板は、露光前または露光後に、例えばトラック（通常はレジストの層を基板に塗布し、露光したレジストを現像するツール）、メトロロジツールおよび／またはインスペクションツールで処理することができる。適宜、本明細書の開示は、以上およびその他の基板処理ツールに適用することができる。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、既に複数の処理済み層を含む基板も指すことができる。
【００６５】
以上では光学リソグラフィとの関連で本発明の実施形態の使用に特に言及しているが、本発明は、刻印リソグラフィなどの他の用途においても使用可能であり、状況が許せば、光学リソグラフィに制限されないことが理解される。刻印リソグラフィでは、パターニングデバイスの微細構成によって、基板上に生成されるパターンが画定される。パターニングデバイスの微細構成を基板に供給されたレジストの層に押しつけ、その後に電磁放射線、熱、圧力またはその組合わせにより、レジストを硬化する。パターニングデバイスをレジストから離し、レジストを硬化した後にパターンを残す。
【００６６】
本明細書で使用する「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または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。
【００６７】
「レンズ」という用語は、状況が許せば、屈折、反射、磁気、電磁気および静電気光学部品を含む様々なタイプの光学部品のいずれか、またはその組合わせを指す。
【００６８】
必要に応じて、本発明の詳細な説明を本明細書で開示したが、開示された実施形態は本発明の例示にすぎず、これは様々な形態で実現できることを理解されたい。したがって、本明細書で開示した特定の構造および機能は、制限的とみなされず、単に請求の範囲の根拠、および事実上全ての適切な詳細構造で本発明を様々に使用するよう当業者に教示するための代表的根拠にすぎない。さらに、本明細書で使用した用語および文言は制限的とみなされず、本発明の理解可能な説明を提供するものである。
【００６９】
本明細書で使用するような「１つの」という用語は、１つまたは１つより大きいと定義される。本明細書で使用するような複数という用語は、２つまたは２つより大きいと定義される。本明細書で使用するような別のという用語は、少なくとも第２またはそれ以上と定義される。本明細書で使用するような、含むおよび／または有するという用語は、具備すると定義される（つまりオープン言語）。本明細書で使用するような結合するという用語は、必ずしも直接的ではなく、必ずしも機械的ではないが、接続すると定義される。
【００７０】
以上、本発明の特定の実施形態を説明したが、説明とは異なる方法でも本発明を実践できることが理解される。例えば、本発明は、上記で開示したような方法を述べる機械読み取り式命令の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、またはその内部に記憶されたこのようなコンピュータプログラムを有するデータ記憶媒体（例えば半導体メモリ、磁気または光ディスク）の形態をとることができる。
【００７１】
上記の説明は例示的であり、制限的ではない。したがって、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。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示した図である。
【図２】リソグラフィ装置の一部、つまり基準距離測定および別の距離測定を実行するレーザ干渉計システムを概略的に示した図である。
【図３】本発明の実施形態による位置測定装置の一部を示すブロック図である。
【図４Ａ−Ｄ】図４Ａから図４Ｄは、測定信号およびそこから導出した信号のグラフを示した図である。
【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４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【外国語明細書】
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