(57)【要約】物体の位置を測定するための方法は、基板上の第１の面に配置され、基板の一部によって物体に接続された検知マークをプロービングして物体の位置を決定することを含む。物体の端部は、基板の変形によって引き起こされる物体の位置の測定誤差を低減するべく検知マークの端部に十分に近接している。
2018526812.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体の位置を測定するための方法であって、
基板上の第１の面に配置され、前記基板の一部によって前記物体に接続された検知マークをプロービングして前記物体の位置を決定すること、
前記基板の変形によって引き起こされる前記物体の位置の測定誤差を低減するべく前記物体の端部が前記検知マークの端部に十分に近接している、方法。
【請求項２】
前記変形は、前記基板内における少なくともいくつかの位置で０．５ナノメートル（ｎｍ）以上のずれを生じさせる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記基板の変形によって引き起こされる前記物体の位置の測定誤差を１ｎｍ未満に低減するべく前記物体の端部が前記検知マークの端部に十分に近接している、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記物体は、前記検知マークの端部から１０ミリメートル（ｍｍ）未満にある、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記物体の端部は、前記検知マークの端部から５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲にある、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記物体の表面は、前記第１の面に配置されている、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記物体はマスクからなり、前記基板はマスク基板からなる、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記検知マークをプロービングすることは、非接触センサを用いて検知することを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記非接触センサは、前記検知マークから回折された光を検知する、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
第２のセンサを用いて第２の検知マークをプロービングすることをさらに備え、前記非接触センサおよび前記第２のセンサは、前記検知マークおよび前記第２の検知マークのうちの対応する一つを２以上の自由度でモニタする、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記検知マークのプロービングに基づいて、ウェハ上のあらかじめインプリントされたパターンの上方に前記マスクを位置決めすることをさらに備える請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記検知マークは、前記マスク基板の前記第１の面上に刻み込まれているかまたは前記マスク基板の前記第１の面に付着されており、前記第１の面は前記マスク基板の下面であり、前記マスクは前記マスク基板の下面に直接接触している、請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
第３のセンサを用いて第３の検知マークをプロービングすることをさらに備え、前記第３のセンサは、前記第３の検知マークを２以上の自由度でモニタする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記検知マークの特徴が、直交する測定方向に整列している、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記検知マークはパターン構造を含み、前記検知マークをプロービングすることは、前記検知マークから回折する第１の光ビームを第２の光ビームと結合して干渉信号を得ることを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記検知マークの特徴が、放射状に配向されている、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
１つの自由度が、前記マスクの平面内で前記マスクを中心とした円に対する接線方向を含み、前記検知マークは各々、パターン構造を含み、前記検知マークをプロービングすることは、前記検知マークから回折する第１の光ビームを第２の光ビームと結合して干渉信号を得ることを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記検知マークをプロービングすることは、触覚センサを用いて検知することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記物体と接触している前記基板の変形を測定することをさらに備える請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
前記基板の変形を測定することは、前記検知マークの多次元パターンから回折された光を検知することによって前記検知マークの追加の自由度をモニタすることを含む、
請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記変形を測定することは、前記基板の伸縮を決定することに寄与する、請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記第１の面内における前記物体の端部から前記検知マークの端部までの距離と、前記基板の直径との比は、３／５０未満である、請求項２に記載の方法。
【請求項２３】
前記比は、１／１００から３／５０の間である、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
物体の位置を測定するためのシステムであって、
基板上の第１の面に配置され、前記基板の一部により前記物体に接続された検知マークと、
前記検知マークをプロービングするように構成されたセンサと、を備え、
前記基板の変形によって引き起こされる前記物体の位置の測定誤差を低減するべく前記物体の端部が前記検知マークの端部に十分に近接している、システム。
【請求項２５】
前記変形は、前記基板内における少なくともいくつかの位置で０．５ｎｍ以上のずれを生じさせる、請求項２４に記載のシステム。
【請求項２６】
前記基板の変形によって引き起こされる前記物体の位置の測定誤差を１ｎｍ未満に低減するべく前記物体の端部が前記検知マークの端部に十分に近接している、請求項２４に記載のシステム。
【請求項２７】
前記物体は、前記検知マークの端部から１０ｍｍ未満にある、請求項２６に記載のシステム。
【請求項２８】
前記物体の端部は、前記検知マークの端部から５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲にある、請求項２７に記載のシステム。
【請求項２９】
前記物体はマスクからなり、前記基板はマスク基板からなる、請求項２４に記載のシステム。
【請求項３０】
前記検知マークは、前記マスク基板の前記第１の面上に刻み込まれているかまたは前記マスク基板の前記第１の面に付着されており、前記第１の面は前記マスク基板の下面であり、前記マスクは前記マスク基板の下面に直接接触している、請求項２９に記載のシステム。
【請求項３１】
前記センサは非接触センサからなる、請求項２４に記載のシステム。
【請求項３２】
前記センサは前記検知マークから回折された光を検知するように構成されており、前記検知マークはパターン構造を含む、請求項３１に記載のシステム。
【請求項３３】
前記センサは光学素子からなり、前記光学素子は、前記システムの使用中に、前記検知マークから回折する第１の光ビームが第２の光ビームと結合されて干渉信号を形成するように構成されている、請求項３１に記載のシステム。
【請求項３４】
第２の検知マークと、前記第２の検知マークをプロービングするように構成された第２のセンサとをさらに備え、前記非接触センサおよび前記第２のセンサは、前記検知マークおよび前記第２の検知マークのうちの対応する一つを２以上の自由度でモニタするように構成されている、請求項３０に記載のシステム。
【請求項３５】
第３のセンサを用いて第３の検知マークをプロービングすることをさらに備え、前記第３のセンサは、前記第３の検知マークを２以上の自由度でモニタする、請求項３４に記載のシステム。
【請求項３６】
前記検知マークの特徴が、直交する測定方向に整列している、請求項３４に記載のシステム。
【請求項３７】
前記検知マークの特徴が、放射状に配向されている、請求項３４に記載のシステム。
【請求項３８】
前記検知マークと前記第２の検知マークは多次元パターンからなり、前記センサは、前記多次元パターンから回折された光に基づいて前記検知マークの追加の自由度をモニタするように構成されている、請求項３４に記載のシステム。
【請求項３９】
前記マスク基板は中心領域と上面と底面とを含み、前記マスクは、前記中心領域の下方において前記マスク基板の前記底面から延びており、前記検知マークは、前記マスク基板の前記底面において前記中心領域の下方にある、請求項２４に記載のシステム。
【請求項４０】
前記中心領域が円領域である、請求項３９に記載のシステム。
【請求項４１】
前記検知マークから前記センサに光を導く光学素子をさらに備える請求項３８に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
変形体の変位測定に関する。
【背景技術】
【０００２】
物体の変位の決定は、様々な用途、例えば、予めインプリントされたパターンに対して様々なテンプレートやマスクを位置合わせするインプリントリソグラフィーにおいて重要である。そのようなテンプレートやマスクの変位を決定するために使用される計測システムはしばしば、テンプレート／マスクやそのテンプレート／マスクを保持する基板が剛性であることを暗黙のうちに仮定する。そのような剛体仮定は典型的には、関心点から離れた点で変位測定を行うことを可能にする。しかしながら、非特許文献１の書籍の「ソフトＵＶナノインプリントリソグラフィーとその応用」（”Soft UV Nanoimprint Lithography and Its Application”）で説明されているように、逐次マイクロコンタクトにて使用される軟質薄膜型モールドの変形と歪みおよび「剥離」分離法は、インプリントされたパターンの解像度、均一性、および再現性に影響を及ぼす可能性がある。また、非特許文献２にも同様に開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】”Updatas in Advanced Lithography”, Honbo Lan著、Sumio Hosaka編集
【非特許文献２】”Investigated Mold Deformation in Nanoimprint Lithography”, Lazzarino et al., Journal of Vacuum Science & Technology B, 2004
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
テンプレート／マスクやそのテンプレート／マスクを保持している基板が剛体であるという仮定は、マスクが受ける力（例えば、面内の力および面外の力）によって破綻する。例えば、アライメントプロセス中のマスクとウェハとの間の流体のせん断は、マスク基板および／またはマスクを変形させ得る。剛体仮定の破綻は、測定された変位に誤差を生じさせる。換言すれば、マスク基板の周辺部／端部（すなわち、マスクから遠位の端部）で行われた変位の測定は、忠実度の高いマスクの動き／変位を表していない。
【０００５】
本明細書に開示される方法およびシステムの利点は、以下の１つ以上を含む。計測が行われる点をマスク（または他の関心領域）の近くに移動させることによって測定点と関心領域との間の構造の変形の影響を最小限に抑えることができ、それによって測定の忠実度が向上する。これにより、関心領域／関心点（それぞれＲＯＩ／ＰＯＩ）の近傍またはその周囲における剛体の運動をより正確に決定することができる。またＰＯＩの周囲の領域における剛体の変形も決定することができる。ＲＯＩに十分近い検知点は、ＰＯＩと測定点との間のアッベ（Abbe）オフセットを最小化することができる。寸法が重要な物体についてその位置と向きを測定することで変形の影響を緩和することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一態様において、物体の位置を測定するための方法は、基板上の第１の面に配置され、前記基板の一部によって物体に接続された検知マークをプロービングして前記物体の位置を決定することを含む。前記物体の端部は、前記基板の変形によって引き起こされる前記物体の位置の測定誤差を低減するべく前記検知マークの端部に十分に近接している。
【０００７】
実施形態は、以下の特徴のうちの１つ以上を含み得る。前記変形は、前記基板内における少なくともいくつかの位置で０．５ｎｍ以上のずれを生じさせ得る。前記物体の端部は、前記基板の変形によって引き起こされる前記物体の位置の測定誤差を１ｎｍ未満に低減するべく前記検知マークの端部に十分に近接させ得る。前記物体は、前記検知マークの端部から１０ｍｍ未満とし得る。前記物体の端部は、前記検知マークの端部から５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲とし得る。前記物体の表面は、前記第１の面に配置され得る。前記物体はマスクから構成され得る。前記基板はマスク基板から構成され得る。前記検知マークをプロービングすることは、非接触センサを用いて検知することを含み得る。前記非接触センサは、前記検知マークから回折された光を検知し得る。前記方法は、第２のセンサを用いて第２の検知マークをプロービングすることをさらに含み得る。前記非接触センサおよび前記第２のセンサは、前記検知マークおよび前記第２の検知マークのうちの対応する一つを２以上の自由度でモニタする。前記方法は、前記検知マークのプロービングに基づいて、ウェハ上のあらかじめインプリントされたパターンの上方に前記マスクを位置決めすることをさらに含み得る。前記検知マークは、前記マスク基板の前記第１の面上に刻み込まれ得るか、または前記マスク基板の前記第１の面に付着され得る。前記第１の面は前記マスク基板の下面であり、前記マスクは前記マスク基板の下面に直接接触し得る。前記方法は、第３のセンサを用いて第３の検知マークをプロービングすることをさらに含み得る。前記第３のセンサは、前記第３の検知マークを２以上の自由度でモニタする。前記検知マークの特徴は、直交する測定方向に整列し得る。前記検知マークはパターン構造を含み得る。前記検知マークをプロービングすることは、前記検知マークから回折する第１の光ビームを第２の光ビームと結合して干渉信号を得ることを含み得る。前記検知マークの特徴は放射状に配向され得る。１つの自由度は、前記検知マーク、前記第２の検知マーク、および前記第３の検知マークに対する接線方向を含み得る。これらの検知マークは各々、周期的構造を含み得る。前記検知マークをプロービングすることは、前記検知マークから回折する第１の光ビームを第２の光ビームと結合して干渉信号を得ることを含み得る。前記検知マークをプロービングすることは、触覚センサを用いて検知することを含み得る。前記方法は、前記物体と接触している前記基板の変形を測定することをさらに含み得る。前記基板の変形を測定することは、前記検知マークの多次元パターンから回折された光を検知することによって前記検知マークの追加の自由度をモニタすることを含み得る。前記変形を測定することは、前記基板の伸縮を決定することに寄与し得る。前記第１の面内における前記物体の端部から前記検知マークの端部までの距離と、前記基板の直径との比は、３／５０未満とし得る。前記比は、１／１００から３／５０の間であり得る。
【０００８】
別の態様において、物体の位置を測定するためのシステムは、基板上の第１の面に配置され、前記基板の一部によって前記物体に接続された検知マークと、前記検知マークをプロービングするように構成されたセンサとを含む。前記物体の端部は、前記基板の変形によって引き起こされる前記物体の位置の測定誤差を低減するべく前記検知マークの端部に十分に近接している。
【０００９】
実施形態は、以下の特徴のうちの１つ以上を含み得る。前記変形は、前記基板内における少なくともいくつかの位置で０．５ｎｍ以上のずれを生じさせ得る。前記物体の端部は、前記基板の変形によって引き起こされる前記物体の位置の測定誤差を１ｎｍ未満に低減するべく前記検知マークの端部に十分に近接させ得る。前記物体は、前記検知マークの端部から１０ｍｍ未満とし得る。前記物体の端部は、前記検知マークの端部から５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲とし得る。前記物体はマスクから構成され得る。前記基板はマスク基板から構成され得る。前記検知マークは、前記マスク基板の前記第１の面上に刻み込まれ得るか、または前記マスク基板の前記第１の面に付着され得る。前記第１の面は前記マスク基板の下面であり、前記マスクは前記マスク基板の下面に直接接触し得る。前記センサは非接触センサから構成され得る。前記センサは、前記検知マークから回折された光を検知するように構成され得る。前記検知マークは、パターン構造を含み得る。前記センサは、光学素子から構成され得る。前記光学素子は、前記システムの使用中に、前記検知マークから回折する第１の光ビームが第２の光ビームと結合されて干渉信号を形成するように構成され得る。前記システムは、第２の検知マークと、前記第２の検知マークをプロービングするように構成された第２のセンサとを含み得る。前記非接触センサおよび前記第２のセンサは、前記検知マークおよび前記第２の検知マークのうちの対応する一つを２以上の自由度でモニタするように構成され得る。前記システムは、第３の検知マークと、前記第３の検知マークをプロービングするように構成された第３のセンサとを含み得る。
【００１０】
前記検知マークの特徴は、直交する測定方向に整列し得る。前記検知マークの特徴は、放射状に配向され得る。前記検知マークと前記第２の検知マークは、多次元パターンから構成され得る。前記センサは、前記多次元パターンから回折された光に基づいて前記検知マークの追加の自由度をモニタするように構成され得る。前記マスク基板は、中心領域と上面と底面とを含み得る。前記マスクは、前記中心領域の下方において前記マスク基板の前記底面から延び得る。前記検知マークは、前記マスク基板の前記底面における前記中心領域の下方に存在し得る。前記中心領域は、円領域とし得る。前記システムは、前記検知マークから前記センサに光を導く光学素子をさらに含み得る。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】２つの物体を位置合わせするために用いられるシステムを示す図。
【図２】インプリントリソグラフィーシステムを示す概略断面図。
【図３】測定システムの概略を示す図。
【図４】測定システムの概略を示す図。
【図５】測定システムの概略を示す図。
【図６】測定システムの概略を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の１つまたは複数の実施形態の詳細を添付の図面および以下の記載において説明する。本発明の他の特徴、目的、利点は、以下の記載や図面、ならびに特許請求の範囲から明らかになる。各図において同様の符号は同様な構成要素を示す。
【００１３】
図１は、マスク１０７を有するマスク基板１０６などの第１の物体を、ウェハ１１０などの第２の物体に対して位置決めするために使用され得るシステム１００を示す。例えば、システム１００は、インプリント領域１０８などのウェハ１１０の局所領域に対してマスク１０６を位置決めするために使用され得る。インプリント領域１０８の境界は、一連のアライメントマーク１０５によって画定することができる。マスク基板１０６上にも対応するアライメントマーク１０４が位置している。１つまたは複数のアライメントマーク１０４および／または１０５をプロービングするための装置を使用することができる。例えば、装置１０２は、１つまたは複数のアライメントマーク１０４および／または１０５に入射する光ビームを放射する非接触プローブとすることができる。装置１０２からの光は、マスク基板１０６のアライメントマーク１０４および／またはウェハ１１０上のインプリント領域１０８のアライメントマーク１０５に入射し得る。第２の物体に対する第１の物体の位置決めは、第１の物体および／または第２の物体の変位を測定することを含み得る。いくつかの実施形態において、第１の物体の位置を判定することは、第１の物体および／または第２の物体の絶対位置を判定することを含む。
【００１４】
インプリントリソグラフィー、特にナノインプリントリソグラフィーは、ポリマー（フォトレジストなど）によるマスクまたはテンプレートの複製を作成することによってナノスケールの構造を生成する技術であり、リソグラフィー工程中にマスクの位置がウェハに対して決定される。インプリントリソグラフィーは、所定のパターンのフォトレジストを基板（例えば、ウェハ）上に施す（例えば、噴射、堆積する）ことを含み得る。その後、マスクの表面および本体に一連の空洞または隙間として画定され得るパターンを有するマスクをフォトレジスト層に接触させる。フォトレジストをマスクの空洞に流入させるために圧力が加えられる。その後、マスクを通じてフォトレジストを適切な放射（例えば、ＵＶ放射）に曝し、フォトレジストを重合させて固化することによって、フォトレジストが硬化される。フォトレジストが固化した後に、マスクが基板から分離されると、基板上に一連の構造が残る。この構造は、マスク内に画定された構造に対して補完的なものであって負のプロファイルである。インプリントプロセスは、所望のパターンの連続する各層に対して同じマスクまたは異なるマスクを使用して構造化された基板上で繰り返され得る。
【００１５】
例えば、基板上の一連の構造の上方に新たなフォトレジスト層を適用することができ、異なるマスクをその新たなフォトレジスト層と接触させることができる。連続する層の間の正確な位置決めすなわち位置合わせは、異なる層の間の微細な特徴を位置決め可能にする。一般には、ナノメートルの範囲内（例えば、１０ナノメートル以下、５ナノメートル以下、１〜４ナノメートルの範囲）でマスクと基板（パターン化されたものもしくは他のもの）との正確な位置合わせが望まれる。インプリント用途において、マスクは、マスクの取り扱いおよび位置決めの容易さを改善するために、マスク基板上に直接製造され得るか、取り付けられ得るか、または固定され得る。
【００１６】
いくつかの実施形態において、マスク基板の側面は４インチよりも大きくし得る。例えば、マスク基板は６×６インチの正方形とすることができる。マスク基板の周辺部にアライメントマークを配置し、アライメントマークから遠いマスク基板の中心にマスクを位置させた場合、剛体としてマスク基板をモデリングすることの妥当性は、周辺部での測定によってマスクの位置を決定可能な精度を決定する。
【００１７】
例えば、マスク基板の周辺部のアライメントマークの単位距離による変位が、マスクの位置における単位距離よりも実質的に大きいまたは少ない変位をもたらすように、マスク基板は変形可能であり得る。剛体モデルによって予測されるように、物体は、その本体内の位置が本体のその点の位置から０．５ナノメートル以上ずれた場合に変形可能である。例えば、変形によって、基板内における少なくともいくつかの位置、例えばアライメントマークに対して遠位の点、またはアライメントマークから最も離れた点が、０．５ナノメートル以上（例えば、５ナノメートル以上、１０ナノメートル以上）でずれる可能性がある。
【００１８】
インプリントリソグラフィーの例では、中間フォトレジスト層を介して互いに接触する状態でマスクを基板に対して位置決めする工程中において、基板に対するマスク（流体と接触している）の位置、向き、またはスケーリング（倍率）の微調整は、例えば、流体のせん断によりマスク基板を変形させるのに十分な力および圧力を発生させることがある。あるいは、マスク基板内の温度勾配が、マスク基板に亘って異なる熱膨張を引き起こすこともある。これらの変形は、マスク基板の面内の変形と面外の変形の両方を含み得る。例えば、マスク基板の剛性は、圧力下でマスク基板が変形するようなものであり得る。そのような変形は、インプリントされたパターンの解像度、均一性、および再現性を制限し得る。インプリントされたパターンの寸法安定性は、加えられた圧力および熱膨張によっても影響され得る。
【００１９】
図２は、インプリントリソグラフィーに使用される機構２００の概略側面図を示す。ウェハ２０２は、その上面において、マスク２０６の近傍のフォトレジスト２０４を支持する。フォトレジスト２０４は、マスク全体を覆っていなくてもよい。マスク２０６の下面は、フォトレジスト２０４の上面に接触している。マスク２０６は、マスク基板２０８のすぐ上に作製することができ、マスク基板２０８の底面２１０から延在し得る。マスクのパターン領域の厚さは、例えば数十ミクロンのオーダーであり得る。マスク基板２０８は、中央領域２１２を有する。例えば、円錐形状または円筒形状の照射放射２２０は、マスク基板２０８を介してマスク２０６を照射することができる。マスク基板が均一な厚さを有する要素として示されているが、マスク基板を局所的に（例えば、中央領域において）薄くすることもできる。このような局所的な薄化はマスク基板をさらに変形させ易くする。
【００２０】
アライメントマークがマスク基板の底面２１０において位置２２２に配置される場合、マスク基板２０８の一部２２４は、そのアライメントマークをマスク２０６の端部に接続する。この部分２２４は、構造ループとも呼ばれる。
【００２１】
マスク基板が完全に剛体である場合、マスク基板の周辺部／端部領域におけるアライメントマークが初期位置ｄ０からｄだけ変位すると、マスクの対応する変位もｄとなる。しかしながら、マスク基板が完全に剛性でない場合、ウェハ上の構造化領域に対してマスクを所望の位置に位置決めするためにマスク基板に力が加えられると、マスク基板が変形したとき、マスク基板上のアライメントマークがｄだけ変位しても、マスクの対応する変位はｄとはならず、その変位はｄ１となる。ｄとｄ１との差は、０．５ナノメートル以上であり得る。マスク基板が変形し得る結果として、マスクを所望の位置から所望の精度（例えば、１０ｎｍより良好に、５ｎｍより良好に、２ｎｍより良好に、１ｎｍより良好な）範囲内に確実に位置決めすることができない。
【００２２】
アライメントマークが配置された基板の変形可能性を考慮するために、測定点でもある検知マークを関心点（ＰＯＩ）の近くに移動させる。ＰＯＩはマスク基板上の領域とすることができ、測定点は、変位および回転をそれぞれ３自由度（ＤＯＦ）（すなわち、合計６自由度）で抽出するのに十分な情報を提供することができる。例えば、検知マークをＰＯＩの近くに配置することにより、マスク基板の変形によるマスクの位置の測定誤差は、１０ｎｍ未満、５ｎｍ未満、２ｎｍ未満、または１ｎｍ未満に低減される。
【００２３】
図３は、３つの検知マーク３０２，３０４，３０６を含む測定機構３００の概略図を示し、マスク基板３１０の変形によって引き起こされる変位誤差を低減するべく（例えば、排除するべく）全ての検知マーク３０２，３０４，３０６はマスク３０８に十分に近接して配置されている。３つの検知マーク３０２，３０４，３０６の各々は、中央領域３１２の直下においてマスク基板３１０の底面３１４上に配置され得る。マスク３０８は、マスク基板内に製造され、マスク基板の底面３１４から延在している。このように、検知マークの各々は、マスク３０８と同一面内に存在し、かつマスク３０８に近接している。
【００２４】
検知マーク３０２，３０４，３０６は各々、パターン構造の形態であり得る。パターン構造は、パターン（構造化されたものまたは他のもの）、例えばマスク基板３１０の表面上またはマスク基板３１０のバルク内に直接作製されるかまたは刻み込まれる一連のラインとすることができる。パターンは、周期的または非周期的とすることができる。代替的に、パターン構造は、マスク基板への取り付け前に別個に製造されてもよい。例えば、検知マーク３０２は、ｘ方向に平行なｘ−ｙ平面内に延在する一連のラインを含み得る。検知マーク３０２に入射する光は、検知マークと相互作用した後に光を検出することができるセンサ３１６によって放射され得る。センサ／読取ヘッド３１６は、米国特許第８，３００，２３３号（名称”Interferometric Encoder Systems”）に記載されるような干渉型エンコーダシステムとすることができ、その内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。検知マーク３０２から離れるように向いている直交する矢印は、検知マーク３０２によって回折された光から情報を抽出することができる２つの測定されたＤＯＦ（すなわち、ｚおよびｙ）を示す。例えば、干渉式エンコーダシステムは、検知マークから回折する第１の光ビームを第２の光ビームと結合させて干渉信号を形成することができる。
【００２５】
機構３００において、３つの検知マーク３０２，３０４，３０６は検知方向の直交配置を形成するように配向されている。換言すれば、各検知マークにおける一連の平行ラインは、ｘ方向またはｙ方向のいずれかと整列する。各センサ（または読取りヘッド）は、２つのＤＯＦ、すなわち、１つの面内方向（ｘまたはｙ）とマスク平面に垂直な１つの方向（ｚ）の変位情報を提供する。これらの組み合わせにより、３つのセンサ３１６，３１８，３２０は、６つ全てのＤＯＦで変位情報および回転情報を提供する。検知マーク／測定点をＰＯＩであるマスク３０８に対してより近づけることによって得られる極めて短い構造ループ（すなわち、各検知マークをマスクの端部に接続するマスク基板３１０の部分）のために、６つのＤＯＦ（特に、ｘ−ｙ平面におけるもの）の測定は、はるかに高い忠実度を有するものになると期待される。このように、測定点とＰＯＩとの間の距離および変形がｘ−ｙ平面において縮小される。換言すれば、測定点とＰＯＩとの間に介在する非剛性材料が最小限に抑えられる。
【００２６】
さらには、検知マーク３０２，３０４，３０６がマスク基板３１０の底面に（図２に示された中央領域の上面２１６などの上面に代えて）配置されているので、Ｚ方向におけるアッベ（Abbe）オフセットは最小化され、それによって、角剛体運動に起因する誤差や、ｘ方向およびｙ方向に関する角度変形に起因する誤差が最小化される。
【００２７】
図４は、各検知マークに関連付けられた各センサ又は読取ヘッド（４１６，４１８，４２０）が２つのＤＯＦ、すなわち、面内（ｘ−ｙ平面）接線方向と面外（ｚ）方向とにおいて検知を行うように検知マーク４０２，４０４，４０６が配置された測定システム４００の別の構成を示す。接線方向の測定ＤＯＦは、例えば、３つの検知マーク４０２，４０４，４０６によって囲まれた円、すなわち、マスクを中心としたｘ−ｙ平面（すなわち、マスクの平面）内の円に対する接線方向である。例えば、検知マーク内の一連のラインは中央領域４１２に対して例えば放射状に配向され得る。
【００２８】
図３および図４に示された両方の実施形態において、検知マークは、それら検知マークの端部がマスクの端部から１０ｍｍ未満（例えば、５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲）にあるように、マスクの近傍に存在する。あるいは、マスクの端部に対する検知マークの近接度は、検知マークの端部とマスクの端部との間の距離（例えば、最小距離）とマスク基板の直径との比として表すことができる。マスク基板が円形でない場合、マスク基板の直径は、マスク基板の最も長い長さ、または対角線を指すことができる。この比は３／５０未満（例えば、５／１００未満、３／１００未満、２／１００未満、１／１００未満）とすることができる。マスク基板の直径は約８．５インチとすることができる。アライメントマスクをマスクにどのくらい近接させることができるかに影響を及ぼす１つの要因は、照射ビーム（図２において照射ビーム２２０として示される）のサイズである。検知マークおよび全てのセンサは、照射ビーム２２０の外側に配置することができる。
【００２９】
図５は、計測に使用される光の光ビーム経路を折り曲げるとともにセンサ／読取りヘッドのサイズをｚ方向に縮小するなどして、中央開口を隠さずに維持するのを助ける特徴を組み込むことによって図３に示された測定システム３００を変形した測定システム５００を示す。例えば、センサ／読取りヘッド５１６，５１８，５２０の各々は、センサ／読取りヘッド３１６，３１８，３２０と比較してｚ方向により小さくすることができる。プリズム５２２，５２４，５２６（またはミラー）は各々、センサから放射された光および／または検知マーク５０２，５０４，５０６のそれぞれ対応する１つから受信した光を反射して（例えば、反射または全体的に内部反射して）中央領域から測定光を離間する方向へ導く表面を有する。センサヘッド５２０は、検知マーク５０６およびプリズム５２６をより明瞭に示すために透明とされている。図４に示された測定システム４００についても、同様に折り曲げる形態を採用することができる。
【００３０】
検知マークの周期的パターンとして一連のラインを使用する代わりに、図６に示されるチェッカーボードの検知マーク６０２，６０４，６０６のような多次元パターンを使用することにより、各センサ／読取りヘッド６１６，６１８，６２０は３つの自由度で情報を収集することが可能となり、その結果、３つの検知マークについて合計で９つの自由度が得られるものとなる。追加的に測定されたＤＯＦは変形の測定、例えばパターンの伸縮を測定して倍率を設定することを可能にする。
【００３１】
センサ／読み取りヘッドは、線形可変差動トランス（ＬＶＤＴ）や、線形可変差動インダクタ（ＬＶＤＩ）ゲージや、位置および変位に対して感応的な他のデバイスなどの触覚センサとすることができる。また、変位は、レーザ変位計、三角測量センサ、共焦点センサ、ファイバセンサ、静電容量ゲージ、位置および変位に対して感応的な他のデバイスなどの他の非接触センサによっても検知することができる。
【００３２】
本明細書に記載の発明および実施形態は、インプリントリソグラフィーの文脈で生じる変形に限定されない。本明細書に記載の発明および実施形態は、例えば物体の位置を決定するために検知マークがプロービングされ剛体運動に関する仮定が破綻するあらゆる状況に適用することが可能である。さらなる実施形態は、投影リソグラフィーの状況で生じる変形（例えば、マスク基板やウェハの変形）に対処することを含む。さらなる実施形態は添付の特許請求の範囲内に含まれる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年1月29日(2018.1.29)
【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】
物体の位置を測定するための方法であって、
基板上の第１の面に配置され、前記基板の一部によって前記物体に接続された検知マークをプロービングして前記物体の位置を決定すること、
前記基板の変形によって引き起こされる前記物体の位置の測定誤差を低減するべく前記物体の端部が前記検知マークの端部に十分に近接している、方法。
【請求項２】
前記変形は、前記基板内における少なくともいくつかの位置で０．５ナノメートル（ｎｍ）以上のずれを生じさせる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記基板の変形によって引き起こされる前記物体の位置の測定誤差を１ｎｍ未満に低減するべく前記物体の端部が前記検知マークの端部に十分に近接している、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記物体は、前記検知マークの端部から１０ミリメートル（ｍｍ）未満にある、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記物体の端部は、前記検知マークの端部から５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲にある、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記物体の表面は、前記第１の面に配置されている、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記物体はマスクからなり、前記基板はマスク基板からなる、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記検知マークをプロービングすることは、非接触センサを用いて検知することを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記非接触センサは、前記検知マークから回折された光を検知する、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
第２のセンサを用いて第２の検知マークをプロービングすることをさらに備え、前記非接触センサおよび前記第２のセンサは、前記検知マークおよび前記第２の検知マークのうちの対応する一つを２以上の自由度でモニタする、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記検知マークのプロービングに基づいて、ウェハ上のあらかじめインプリントされたパターンの上方に前記マスクを位置決めすることをさらに備える請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記検知マークは、前記マスク基板の前記第１の面上に刻み込まれているかまたは前記マスク基板の前記第１の面に付着されており、前記第１の面は前記マスク基板の下面であり、前記マスクは前記マスク基板の下面に直接接触している、請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
第３のセンサを用いて第３の検知マークをプロービングすることをさらに備え、前記第３のセンサは、前記第３の検知マークを２以上の自由度でモニタする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記検知マークの特徴が、直交する測定方向に整列している、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記検知マークはパターン構造を含み、前記検知マークをプロービングすることは、前記検知マークから回折する第１の光ビームを第２の光ビームと結合して干渉信号を得ることを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記検知マークの特徴が、放射状に配向されている、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
１つの自由度が、前記マスクの平面内で前記マスクを中心とした円に対する接線方向を含み、前記検知マークは各々、パターン構造を含み、前記検知マークをプロービングすることは、前記検知マークから回折する第１の光ビームを第２の光ビームと結合して干渉信号を得ることを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記検知マークをプロービングすることは、触覚センサを用いて検知することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記物体と接触している前記基板の変形を測定することをさらに備える請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
前記基板の変形を測定することは、前記検知マークの多次元パターンから回折された光を検知することによって前記検知マークの追加の自由度をモニタすることを含む、
請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記変形を測定することは、前記基板の伸縮を決定することに寄与する、請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記第１の面内における前記物体の端部から前記検知マークの端部までの距離と、前記基板の直径との比は、３／５０未満である、請求項２に記載の方法。
【請求項２３】
前記比は、１／１００から３／５０の間である、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
物体の位置を測定するためのシステムであって、
基板上の第１の面に配置され、前記基板の一部により前記物体に接続された検知マークと、
前記検知マークをプロービングするように構成されたセンサと、を備え、
前記基板の変形によって引き起こされる前記物体の位置の測定誤差を低減するべく前記物体の端部が前記検知マークの端部に十分に近接している、システム。
【請求項２５】
前記変形は、前記基板内における少なくともいくつかの位置で０．５ｎｍ以上のずれを生じさせる、請求項２４に記載のシステム。
【請求項２６】
前記基板の変形によって引き起こされる前記物体の位置の測定誤差を１ｎｍ未満に低減するべく前記物体の端部が前記検知マークの端部に十分に近接している、請求項２４に記載のシステム。
【請求項２７】
前記物体は、前記検知マークの端部から１０ｍｍ未満にある、請求項２６に記載のシステム。
【請求項２８】
前記物体の端部は、前記検知マークの端部から５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲にある、請求項２７に記載のシステム。
【請求項２９】
前記物体はマスクからなり、前記基板はマスク基板からなる、請求項２４に記載のシステム。
【請求項３０】
前記検知マークは、前記マスク基板の前記第１の面上に刻み込まれているかまたは前記マスク基板の前記第１の面に付着されており、前記第１の面は前記マスク基板の下面であり、前記マスクは前記マスク基板の下面に直接接触している、請求項２９に記載のシステム。
【請求項３１】
前記センサは非接触センサからなる、請求項２４に記載のシステム。
【請求項３２】
前記センサは前記検知マークから回折された光を検知するように構成されており、前記検知マークはパターン構造を含む、請求項３１に記載のシステム。
【請求項３３】
前記センサは光学素子からなり、前記光学素子は、前記システムの使用中に、前記検知マークから回折する第１の光ビームが第２の光ビームと結合されて干渉信号を形成するように構成されている、請求項３１に記載のシステム。
【請求項３４】
第２の検知マークと、前記第２の検知マークをプロービングするように構成された第２のセンサとをさらに備え、前記非接触センサおよび前記第２のセンサは、前記検知マークおよび前記第２の検知マークのうちの対応する一つを２以上の自由度でモニタするように構成されている、請求項３１に記載のシステム。
【請求項３５】
第３のセンサを用いて第３の検知マークをプロービングすることをさらに備え、前記第３のセンサは、前記第３の検知マークを２以上の自由度でモニタする、請求項３４に記載のシステム。
【請求項３６】
前記検知マークの特徴が、直交する測定方向に整列している、請求項３４に記載のシステム。
【請求項３７】
前記検知マークの特徴が、放射状に配向されている、請求項３４に記載のシステム。
【請求項３８】
前記検知マークと前記第２の検知マークは多次元パターンからなり、前記センサは、前記多次元パターンから回折された光に基づいて前記検知マークの追加の自由度をモニタするように構成されている、請求項３４に記載のシステム。
【請求項３９】
前記マスク基板は中心領域と上面と底面とを含み、前記マスクは、前記中心領域の下方において前記マスク基板の前記底面から延びており、前記検知マークは、前記マスク基板の前記底面において前記中心領域の下方にある、請求項２９に記載のシステム。
【請求項４０】
前記中心領域が円領域である、請求項３９に記載のシステム。
【請求項４１】
前記検知マークから前記センサに光を導く光学素子をさらに備える請求項３８に記載のシステム。
【国際調査報告】
2018526812.tif 000009
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