(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射の投影ビームを供給するための照射システムと、
所望のパターンに従って投影ビームをパターン化することができるパターン化手段を保持するための第１物体テーブルと、
基板を保持するための第２物体テーブルと、
基板の目標部分の上にパターン化されたビームを結像するための投影システムと、
基準フレームと
を含むリソグラフィ投影装置において、
前記基準フレームの上に取り付けられた放射源と、
前記基準フレームの１つの固定位置に取り付けられた二次元放射検出器と、
前記放射源によって前記放射検出器に向かって放射された放射を反射するように、前記基準フレームに対して移動可能な前記物体テーブルの１つに取り付けられた鏡映デバイスと
を含む少なくとも一つの位置検出デバイスを特徴とするリソグラフィ投影装置。
【請求項２】
前記放射源がコリメートされた放射源である請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記放射源が単色放射源である請求項１または請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記鏡映デバイスが再帰反射器である請求項１、請求項２、または請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記放射源が、基準フレームから離れて取付け可能である光源と、前記基準フレームの上に取付け可能なビーム指向光学部品と、前記光源を前記ビーム指向光学部品に結合するための光ファイバを含む請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記放射源が光源としてレーザダイオードまたはＬＥＤを含む請求項１から５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記二次元位置検出器が、二次元ＰＳＤ、またはＣＣＤカメラ、または四象限光検出器である請求項１から６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記再帰反射器が、前記放射に対して透過性であって１つのコーナで接触する互いに直角な３つの表面を有するテーブル形形状物を有し、前記３つの表面は反射コーティングを備えている請求項１から７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記再帰反射器が収束レンズと反射表面を含み、前記反射表面が前記レンズから前記レンズの焦点距離と同じだけ離間している請求項１から７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記少なくとも一つの位置検出デバイスが３つの位置検出デバイスを含む請求項１から９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
前記位置検出デバイスの検出範囲より広い検出範囲で前記可動物体テーブルの位置を検出するための増分位置感知デバイスと、前記検出範囲で前記物体テーブルの絶対位置を決定するために前記増分位置感知デバイスと前記位置検出器からの出力信号を組み合わせるための手段とをさらに含む請求項１から１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
放射の投影ビームを供給するための照射システムと、
所望のパターンに従って投影ビームをパターン化することができるパターン化手段を保持するための第１物体テーブルと、
基板を保持するための第２物体テーブルと、
基準フレームと、
基板の目標部分の上にパターン化されたビームを結像するための投影システムと
を含むリソグラフィ投影装置を使用する装置を製造するための方法において、
放射感受層を備えた基板を前記第２物体テーブルに準備するステップと、
照射システムを使用して放射の投影ビームを準備するステップと、
前記パターン化手段を使用して、投影ビームの断面にパターンを付与するステップと、
パターン化されたビームを前記基板の前記目標部分に投影するステップと
を含む方法であって、
前記投影ステップ前または前記投影ステップ中に、前記基準フレームに対して移動可能な前記物体テーブルの１つが、前記基準フレーム上に取り付けられた放射源から前記１つの物体テーブル上に取り付けられた鏡映デバイスに向かって放射を放射するステップ、前記鏡映デバイスによって放射を反射するステップ、および前記基準フレーム上のある固定位置に取り付けられた二次元放射検出器において反射した放射を検出するステップによって、基準位置にあると判定されることを特徴とする方法。
【請求項１３】
前記リソグラフィ投影装置が、前記１つの物体テーブルの位置を感知するための増分位置感知システムをさらに含み、前記一つの物体テーブルが前記基準位置にあると決定された後に、前記増分位置感知システムを使用して前記基準位置に対する前記物体テーブルの移動を測定することによって前記物体テーブルの絶対位置を決定するステップをさらに含む請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可動物体の基準位置を決定するために使用できるような位置検出システムに関する。より詳細には、本発明は、
放射の投影ビームを供給するための照射システムと、
所望のパタ−ンに従って投影ビームをパターン化することのできるパターン化手段を保持するための第１物体テーブルと、
基板を保持するための第２物体テーブルと、
パターン化されたビームを基板の目標部分の上に結像するための投影システムと、
基準フレームと
を有するリソグラフィ投影装置における位置検出システムの使用法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
用語「パターン化手段」は、基板の目標部分に作り出すべきパターンに従って、パターン化された断面を有する入射放射ビームを付与するために使用することのできる手段を呼ぶ、として広く解釈すべきであり、用語「光弁」もこれに関連して使用されてきた。一般に前記パターンは、集積回路またはその他の装置（下記を基準）などの、目標部分に作られる装置における特定の機能層に対応する。このようなパターン化手段の例は下記を含む。すなわち、
−  前記物体テーブルによって保持されたマスク。マスクの概念はリソグラフィにおいて周知であり、これは２進、交代位相、および減衰位相などのマスク形式、ならびに様々なハイブリッドマスク形式を含む。投影ビームにおけるこのようなマスクの配置は、マスク上のパターンに従って、マスクの上に突き当たる放射の（透過マスクの場合には）選択的透過を、または（反射マスクの場合には）反射を引き起こす。第１物体テーブルは、マスクを入射する投影ビームの中で所望の位置に保持できること、および望むならばマスクをビームに対して動かすことができることを保証する。
−  第１物体テーブルと呼ばれる構造によって保持されているプログラマブル・ミラーアレイ。このような装置の一例として、粘弾性制御層と反射表面を有するマトリックスアドレス可能表面がある。このような装置の背景にある基本原理は、（例えば）反射表面のアドレスされる区域が入射光を回折光として反射し、アドレスされない区域は入射光を非回折光として反射することである。適切なフィルタを使用して、前記非回折光を反射ビームからろ過して回折光のみをあとに残すことができ、この方法によって、ビームはマトリックスアドレス可能表面のアドレス指定パターンに従ってパターン化された状態になる。必要とされるマトリックスアドレス指定は適当な電子手段を使用して実施することができる。このようなミラーアレイに関する詳しい情報は、例えば本明細書に参照として組み込まれている米国特許第５２９６８９１号および同第５５２３１９３号から収集することができる。
−  第１物体テーブルと呼ばれる構造によって保持されているプログラマブルＬＣＤ。この種の構造物の一例が、本明細書に参照として組み込まれている米国特許第５２２９８７２号に開示されている。
簡単にするために、本文の残りはある個所ではそれ自体を、マスクを必然的に伴う例に特定して向けることもある。しかし、このような例において論議される一般原理を、上述のようにパターン化手段のもっと広い文脈で見るべきである。
【０００３】
投射システムを以下「レンズ」と呼ぶこともあるが、この用語は、例えば屈折用光学部品、反射用光学部品、および反射屈折系を含む様々な形式の投射システムを包含するものとして広く解釈すべきである。照射システムも、放射の投射ビームを指向、形状化、または制御するための設計形式のいずれかに従って動作する構成部分を含むことができ、このような構成部分はまた以下に、集合的または単独で「レンズ」と呼ぶこともできる。さらに、第１および第２物体テーブルを、それぞれ「マスクテーブル」および「基板テーブル」と呼ぶこともできる。
【０００４】
リソグラフィ投射装置は、例えば集積回路（ＩＣｓ）の製造に使用することができる。このような場合には、パターン化手段はＩＣの個別の層に対応する回路パターンを作ることができ、このパターンを、放射感受性材料（レジスト）の層で被覆された基板（シリコンウエハ）上の（１つまたは複数のダイを含む）目標部分の上に結像することができる。一般に、単一のウエハは、一度に１つずつ投射システムを通じて続けて照射される隣接した目標部分の全ネットワークを含むことになる。マスクによるマスクテーブル上のパターン化を採用する現在の装置では、２つの異なる機械形式を区別することができる。一形式のリソグラフィ投射装置では、各目標部分が、マスクパターン全体をその目標部分に一気に露光することによって照射され、このような装置は通常ウエハステッパと呼ばれる。別の形式の、通常はステップアンドスキャン装置と呼ばれる装置では、各目標部分が、マスクパターンを投射ビームの下で所定の基準方向（「走査」方向）に漸進的に走査し、これに同期して基板テーブルをこの方向に平行または逆平行に走査することによって照射される。一般にこの投射システムは倍率Ｍ（一般に＜１）を有するので、基板テーブルが走査される速度Ｖは、マスクが走査される速度のＭ倍となる。ここに記載のリソグラフィ装置に関する詳しい情報は、例えば本明細書に参照として組み込まれている米国特許第６０４６７９２号から収集することができる。
【０００５】
一般に、この形式の装置は単一の第１物体（マスク）テーブルと単一の第２物体（基板）テーブルを含んでいた。しかし、少なくとも２つの独立に移動可能な（第２の）基板テーブルのある機械が入手できるようになっており、この例としては、本明細書に参照として組み込まれている米国特許第５９６９４４１号および１９９８年２月２７日に出願の米国特許出願第０９／１８００１１号（ＷＯ９８／４０７９１）に記載の多段装置がある。このような多段装置の基本的動作原理は、第１基板テーブルがこのテーブルの上に位置する第１基板の露光を可能にするように投影システムの下にある間に、第２基板テーブルがローディング位置に走行し、露光された基板を排出し、新しい基板を取り上げ、新しい基板の上にいくつかの初期計測ステップを実施し、それから第１基板の露光が完了するとすぐに投射システムの露光位置にこの新しい基板を移転する準備ができることであり、そこからサイクルがそれ自体この方式で反復し、実質的に機械の処理量を増加することが可能で、これは機械の所有コストを改善する。
【０００６】
リソグラフィ装置では、基板の上に結像することのできる特徴のサイズは、投影放射の波長によって制限される。密度がさらに高く、したがって動作速度がさらに高い集積回路を製造するためには、より小さな特徴を結蔵できることが望ましい。最近のリソグラフィ投影装置は水銀ランプまたはエキシマレーザによって発生する紫外線光を使用するが、リソグラフィ装置における投影放射として、周波数（エネルギー）がより高い放射、例えばＥＵＶまたはＸ線、または粒子ビーム、例えば電子またはイオンを使用することが提案されている。
【０００７】
リソグラフィ装置がどんな形式であっても、どの時点においても物体テーブルなどの可動部分の位置を正確に決定することが必要である。従来、これはエンコーダまたは干渉計などのインクレメンタルセンサを使用して行われ、これは位置ではなく位置の変化を絶対的に測定するセンサである。したがって、可動物体が基準位置すなわちゼロ位置にあるときを検出して、絶対位置を計算するために増分位置を使用できるベースとなる基礎を準備する、追加のゼロ基準センサを準備することが必要である。このようなゼロ基準システムは１μｍまたはこれよりもよい反復性をしばしば提供することができる。
【０００８】
基板またはマスク位置付けシステムでは、マスクまたは基板を全６自由度（ＤＯＦ）で位置付けできることがしばしば望ましい。したがって６つのゼロ基準システムと６つの増分位置付けシステムが、結果的に容認できない高さの集積反復性の誤差になる連鎖として共に結合される。さらにまた、ホルダのゼロ基準は振動絶縁された基準フレームに基準付けされることが多く、この基準フレームの上に最も重大な計測構成部分が取り付けられている。粗い位置付け用のエンコーダシステムのゼロ基準はこの類別にはぴったりせず、したがって個別の構造に取り付けられ、構造の位置は隔離された基準フレームに関するマイクロメータレベルでは不確定のままである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、基準フレームに関する可動物体の好ましくはサブマイクロメータの精度で反復可能な参照を可能にする基準システムを提供することである。理想的には、このシステムは６自由度で同時に可動物体を参照する能力を提供すべきである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、
放射の投影ビームを供給するための照射システムと、
所望のパターンに従って投影ビームをパターン化することができるパターン化手段を保持するための第１物体テーブルと、
基板を保持するための第２物体テーブルと、
基板の目標部分の上にパターン化されたビームを結像するための投影システムと、
基準フレームと
を含むリソグラフィ投影装置において、
前記基準フレームの上に取り付けられた放射源と、
前記基準フレームの１つの固定位置に取り付けられた二次元放射検出器と、
前記放射源によって前記放射検出器に向かって放射された放射を反射するように、前記基準フレームに対して移動可能な前記物体テーブルの１つに取り付けられた鏡映デバイスと
を含む位置検出デバイスを特徴とするリソグラフィ投影装置が提供される。
【００１１】
上述の位置検出デバイスは、２自由度で物体テーブルの位置を測定することができ、この位置を６自由度で検出するために、互いに異なる（すなわち平行ではない）好ましくは実質的に直交する配列方向を有する３つの前記位置検出デバイスを、リソグラフィ投影装置に備えることもできる。
【００１２】
放射源はコリメートされた放射の源であることが好ましく、ＲＥＤまたはレーザダイオードなどの単色光源を含むことができ、単色光源はセンサハウジングの上または基準フレームから離れて取り付けられ、光ファイバを有し、前記光源から放射された光を前記基準フレーム上に取り付けられたビーム指向光学部品へ運ぶ。この後者の配置では、コリメートされた光ビームの高い点指示安定性、ならびに基準フレームから温度の変動に非常に敏感である潜在的熱源を除去するという利点がある。
【００１３】
二次元位置検出器は、二次元ＰＳＤ（位置感知検出器）、ＣＣＤカメラ、四象限光検出器、または何らかの適当な二次元検出器アレイにすることができ、二次元検出器アレイは、検出器（アレイ）上における反射光の位置の関数として２つの直交方向の各々に出力信号を提供することができる。本発明において使用されるＣＣＤカメラの解像度は、サブピクセル補間法によって強化することができる。
【００１４】
本発明のさらなる態様によれば、
放射の投影ビームを供給するための照射システムと、
所望のパターンに従って投影ビームをパターン化することができるパターン化手段を保持するための第１物体テーブルと、
基板を保持するための第２物体テーブルと、
基準フレームと、
基板の目標部分の上にパターン化されたビームを結像するための投影システムと
を含むリソグラフィ投影装置を使用する装置を製造するための方法において、
放射感受層を備えた基板を前記第２物体テーブルに準備するステップと、
照射システムを使用して放射の投影ビームを準備するステップと、
前記パターン化手段を使用して、投影ビームの断面にパターンを付与するステップと、
パターン化されたビームを前記基板の前記目標部分に投影するステップと
を含む方法であって、
前記投影ステップ前または前記投影ステップ中に、前記基準フレームに対して移動可能な前記物体テーブルの１つが、前記基準フレーム上に取り付けられた放射源から前記１つの物体テーブル上に取り付けられた鏡映デバイスに向って放射を放射するステップ、前記鏡映デバイスによって放射を反射するステップ、および前記基準フレーム上のある固定位置に取り付けられた二次元放射検出器において反射した放射を検出するステップによって、基準位置にあると判定されることを特徴とする方法が提供される。
【００１５】
本発明によるリソグラフィ投影装置を使用する製造工程では、マスク内のパターンが、少なくとも部分的に放射感受層（レジスト）によって覆われている基板の上に結像される。この結像ステップの前に、基板を、下塗り、レジスト被覆、およびソフトベーキングなどの様々な過程にかけることができる。露光の後に、基板を、露光後のベーキング（ＰＥＢ）、現像、硬ベーキング、結像された特徴の測定／検査にかけることができる。これらの手順の配列は、デバイス例えばＩＣの個別の層をパターン化するための基礎として使用される。次に、このようなパターン化された層は、エッチング、イオン注入（ドーピング）、金属被覆法、酸化、化学機械的研摩などの様々な工程を受けることができ、これらのすべては個別の層を完了することを目的とする。いくつかの層を必要とする場合には、手順全体またはこの変形を新しい各層について反復しなければならない。結局、デバイスの配列が基板（ウエハ）の上に存在することになる。これらのデバイスをダイシングまたはのこ引きなどの技法によって互いに分離し、それゆえ個々のデバイスをキャリアの上に取り付けたり、ピンに連結したりすることができる。このような工程についての詳しい情報は、例えばＰｅｔｅｒ  ｖａｎ  Ｚａｎｔの著書「Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ  Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ：Ａ  ＰｒａｃｔｉｃａｌＧｕｉｄｅ  ｔｏ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ（マイクロチップの製造：半導体加工の実用ガイド）」第３版（ＭｃＧｒａｗ  Ｈｉｌｌ出版社、１９９７年、ＩＳＢＮ０−０７−０６７２５０−４）から得ることができる。
【００１６】
本文では、ＩＣの製造における本発明による装置の使用法を特定して参照することもできるが、このような装置は多くの他の適用分野を有することを明白に理解すべきである。例えば、これは統合された光学系、磁区メモリ用の誘導検出パターン、液晶表示パネル、薄膜磁気ヘッドなどの製造に採用することもできる。このような他の適用分野に関して、本文における用語「レティクル」、「ウエハ」、または「ダイ」の使用はどれでも、より普遍的な用語「マスク」、「基板」、および「目標部分」にそれぞれ置き換えられると考えるべきであることは、当業者には理解されよう。
【００１７】
本資料では、用語「放射」および「ビーム」は、（例えば３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、または１２６ｎｍの波長における）紫外（ＵＶ）線、遠紫外（ＥＵＶ）線、Ｘ線、電子、およびイオンを含むがこれらに限定されることはない、あらゆる種類の電磁放射または粒子束を包含するために使用される。
【００１８】
本発明を、例示的な実施形態と添付の図面を参照して以下に説明する。図面において、同様な参照番号は同様な部分を示す。
【００１９】
【発明の実施の形態】
実施形態１
図１は、本発明によるリソグラフィ投影装置を概略的に示している。この装置は、
放射（例えばＵＶまたはＥＵＶ線）の投影ビームＰＢを供給するための放射系ＬＡ、ＩＬと、
マスクＭＡ（例えばレティクル）を保持するためのマスクホルダを備え、品目ＰＬに対してマスクを正確に位置付けるための第１位置付け手段に連結された第１物体テーブル（マスクテーブル）ＭＴと、
基板Ｗ（例えばレジストを被覆したシリコンウエハ）を保持するための基板ホルダを備え、品目ＰＬに対して基板を正確に位置付けるための第２位置付け手段に連結された第２物体テーブル（基板テーブル）ＷＴと、
マスクＭＡの照射された部分を基板Ｗの目標部分Ｃの上に結像するための、投影システム（「レンズ」）ＰＬ（例えば屈折系または反射屈折系、ミラー群、またはフィールド検出器の配列）と
を含む。
【００２０】
ここに図示するように、装置は透過式である（すなわち透過性マスクを有している）。しかしながら一般に、これを例えば反射式にすることもできる。
【００２１】
ここに図示する例では、照射システムは、放射ビームを発生させる源泉ＬＡ（例えばＨｇランプ、エキシマレーザ、レーザ発生プラズマ源または放電プラズマ源、ストレイジリングまたはシンクロトロンにおける電子ビームの経路の周りに設けられたアンジュレータ、または電子またはイオンビーム源）を含む。このビームは照射システムＩＬの中に含まれる様々な光学部品（例えばビーム形成光学部品Ｅｘ、インテグレータＩＮ、および集光レンズＣＯ）に沿って通されるので、結果として生ずるビームＰＢは所望の形状と輝度分布を有する。
【００２２】
続いてビームＰＢを、マスクテーブルＭＴ上のマスクホルダに保持されたマスクＭＡが遮る。マスクＭＡを通過すると、ビームＰＢはレンズＰＩを通過し、レンズＰＩは基板Ｗの目標部分Ｃ上にビームＰＢを集束させる。干渉計変位測定手段ＩＦの助けによって、例えばビームＰＢの経路に様々な目標部分Ｃを位置付けるように、第２位置付け手段によって基板テーブルＷＴを正確に移動させることができる。同様に、第１位置付け手段と干渉計変位測定手段とを使用して、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、ビームＰＢの経路に対してマスクＭＡを正確に位置付けることができる。一般に、物体テーブルＭＴ、ＷＴの移動は、図１には明白に示されていない長ストロークモジュール（粗い位置付け）と短ストロームモジュール（精密位置付け）との助けによって実施される。
【００２３】
図示された装置は２つの異なる様式で使用することができる。すなわち、
１．ステップ様式では、マスクテーブルＭＴを本質的に固定に保ち、マスク画像全体を目標部分Ｃの上に一気に（すなわち単一の「フラッシュ」で）投影する。それから基板テーブルＷＴをｘおよび／またはｙ方向に移動させて、異なる目標部分ＣがビームＰＢによって照射できるようにする。
２．走査様式では、所定の目標部分Ｃが単一「フラッシュ」で露光されないことを除いて、本質的に同じ筋書が適用される。代りに、マスクテーブルＭＴが速度ｖで所定の方向（いわゆる「走査方向」、例えばｘ方向）に移動可能であるから、投影ビームＰＢはマスク画像の上を走査することになり、同時に基板テーブルＷＴは同方向または逆方向に速度Ｖ＝Ｍｖ（ただしＭはレンズＰＬの倍率で、一般的にＭ＝１／４または１／５）で移動される。この方式で、解像度に妥協する必要なく比較的大きな目標部分Ｃを露光することができる。
【００２４】
図２は、基板（ウエハ）テーブルＷＴと共に使用される本発明による一実施形態の平面図である。本発明がマスク（レティクル）と共に使用することもできることが認識されよう。ウエハＷと基準Ｘ軸およびＹ軸が点線で示されている。Ｚ軸はＸ軸およびＹ軸に垂直である。本発明による位置検出システムは３つの同様な位置検出装置１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃを含む。各位置検出装置は、コリメートされた放射の入射ビーム１２を再帰反射器１３に向って放射する放射源１１を含み、再帰反射器１３は、入射光経路に平行であるがこれから変位している戻り経路の上に入射光を反射させる反射器である。二次元での戻りビーム１４の変位は、放射源と入射ビーム１２に垂直な平面における反射器との相対位置の関数である。再帰反射器１３は例えば、単一のコーナーで合う３つの互いに直角な平面、いわゆる「コーナーキューブ」から製造することもできる。反射器は、透過立方体から（概念的に）カットされたコーナーの３つの外面上にされたミラーコーティングを設けることによって形成することができる。戻りビーム１４は二次元放射検出器１５の上に衝突する。
【００２５】
放射源１１と放射検出器１５は、互いに隣接して、高度に安定した方法でリソグラフィ装置の隔離された基準または計測学フレームＭＦの上に取り付けられている。従来、放射源１１と放射検出器１５を互いにまたは単一ブラケット１６に図３に示すように取り付けることもできる。位置検出器１５と放射源１１との１つまたは複数のハウジングおよび／または取付け用ブラケットは、熱安定性を高くするためにゼロデュール（ＲＴＭ）またはインバーなどの熱膨張率の非常に低い材料で作られることが好ましい。隔離された基準または計測学フレームＭＦもこのような材料で作ることができる。再帰反射器１３はウエハテーブルＷＴの上の便利な個所、例えば１つのコーナーの近くに取り付けられる。
【００２６】
二次元位置検出器１５は、二次元ＰＳＤ（位置感知検出器）、ＣＣＤカメラ、四象限光検出器、または何らかの適当な二次元検出器にすることができ、入射ビーム１２および反射ビーム１４にほぼ垂直な感知平面を有して取り付けられる。
【００２７】
位置検出装置の位置１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃと配列方向、すなわち角度α、β、γを、６自由度全部でできるだけ高い平衡した位置感度を提供するために選択する。本発明の特定の適用例では、位置検出装置の位置と配列方向は、基板テーブルの形状と基準フレーム、ならびに位置、ピッチ、ロール、およびヨー誤差に対するリソグラフィ装置の変化する感度などの要素によって決定される。
【００２８】
図３は、ある位置検出装置１０の部分断面図である。ここに見ることができるように、放射源１１と放射検出器１５は、入射ビーム１２と戻りビーム１４がウエハＷと実質的に平行であるＸ−Ｙ平面に角度δだけ傾いている位置で、ブラケット１６を通じて計測学フレームＭＦに取り付けられている。角度δは、同じ大きさの入射光ビーム１２に対する反射器１３の水平および垂直変位が結果的に放射検出器１５における戻り光ビ−ム１４の同じ変位となるように、実質的に４５Ｅであることが好ましい。
【００２９】
図３に示すように、放射源１１は、ＬＥＤまたはレーザダイオード１１１、または計測学フレームＭＦの上に取り付けられたコリメータ光学部品１１３に光を導く単一モード光ファイバ１１２の中へ光を放射するための、同様な単色光源から形成される。この方法で、光源１１１を計測学フレームＭＦから離れて置き、これから断熱することができる。検出器ハウジングから光源を離すことは、センサ／検出器に対するコリメートされたビームの非常に高い点指示安定性をもたらす。
【００３０】
図４は、基板テーブルＷＴの中に挿入されたコーナーキューブ反射器１３の１つの可能な配置を示す。この場合、光源１１は開口１７を通じて入射ビーム１２をコーナーキューブ反射器１３の中に向ける。入射ビーム１２は基板テーブルＷＴの上部表面に直角であり、コーナーキューブ反射器１３の３つの表面１３ａ、１３ｂ、１３ｃによって反射されるので、戻りビーム１４は検出器１５への平行経路の上にある。この配置では、位置検出装置は基板テーブルＷＴの上部表面に平行な方向の変位を検出する。
【００３１】
キャッツアイと呼ばれる再帰反射器１３Ｎの一代替形式を図５に示す。これはコーナーキューブ再帰反射器１３の代りに使用することができる。キャッツアイ１３Ｎは、レンズ１３１と、レンズ１３１の焦点距離ｆに同じレンズ１３１のための距離に置かれたミラー１３２を含む。従来、レンズ１３１は、選択的に銀引きされてミラー１３２を形成する平面状の背部表面を有する単一の透明体１３３の切り取った前部表面の中に形成されている。
【００３２】
位置感知システムを形成する本発明の３位置検出システムは、ウエハテーブルＷＴの位置と向きに依存する６つの信号を出す。このシステムは２つの様式で使用することができる。すなわち、
ゼロ探索システムとして、基板ホルダは、３つの検出器がすべて６自由度すべてにおいてゼロ出力をもたらすまで移動される。
位置測定システムとして、センサ信号は、適切な電子またはマイクロプロセッサベースの制御システム（図示せず）によって、何らかのサーボ制御装置または他の制御装置が必要とするような隔離された基準フレームに関する６自由度位置付け情報に変換される。これは、センサを同時にまたは順次にサンプリングすることによって行うことができる。
【００３３】
理想的には、計測学（基準）フレーム上の放射源／検出器ユニットおよびテーブル上の反射器の位置は、ゼロ出力が６自由度のために同時に与えられる位置にテーブルが移動できるようなところである。（しかし、「ゼロ」位置はすべての検出器がゼロまたは中点値出力を与える位置である必要はないことに注目すべきであり、３つの二次元検出器からの出力信号のどの反復可能で独特の組合せもゼロ位置として定義することができる。）言い換えれば、検出装置１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃすべての捕捉ゾーンは重なり合うべきである。しかしこれは、これを配置するために装置の他の構成部分を必要とするために、必ずしも可能であるとは限らない。この場合には、テーブルは装置１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの各々の捕捉ゾーン間で移動することができ、増分検出器からの位置信号は、ゼロ基準位置を決定するために使用される基準検出装置１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃによって示されるように特定位置間のテーブルの移動を示す。
【００３４】
参照工程は静的であっても動的であってもよいことに留意すべきである。静的工程では、テーブルは１つまたは複数の基準位置に移動され、静的に保持されて必要な測定が行われる。様々なセンサのサンプリング頻度が十分に高いことに依存する動的工程では、テーブルは単に１つまたは複数の基準位置を通るかまたはその近くを移動し、システムの参照は絶対および増分参照システムからの一致した測定値から計算することができる。テーブルが実際には１つまたは複数の基準位置を通過しない場合、または測定システムのサンプルがその通過と一致しない場合には、得られる測定値を必要に応じて外挿または内挿することができる。
【００３５】
本発明を、リソグラフィ装置の基板（ウエハ）テーブルの位置を検出するために使用される場合について図解した。本発明はリソグラフィ装置におけるマスク（レティクル）、または実際に他の可動物体の位置を検出するために使用可能であることは容易に理解されよう。
【００３６】
本発明の位置検出信号の重要な利点は、誘導性、磁気、または容量性センサにおけるように、計測学（基準）フレームとウエハテーブルとの間に残存力がないことである。これは、基準または計測学フレームが最高安定度のために非常に低い固有周波数によって６自由度で隔離されているので重要である。センサによってフレームに伝達されることのある、偶力を伴うどのような妨害力も、結果として安定するために非常に長い時間がかかる振動になる。
【００３７】
第２の利点はコリメートされた光の使用から導かれる。これは、センサの感度が実質的に作業距離とは独立しており、基準フレーム、センサモジュール、および物体テーブルのレイアウトにおいて大きなフレキシビリティを可能にすることを意味する。
【００３８】
本発明の特定の実施形態について上に説明したが、本発明を説明したもの以外の方式でも実用化できることは認識されよう。特に本発明を使用して、リソグラフィ装置における基板（ウエハ）テーブルまたはマスク（レティクル）テーブルのいずれの位置も検出するために計測学システムをゼロ基準することもできる。さらに、複数の（基板またはマスク）テーブルおよび／または複数の作業ゾーン（例えば、露光測定ゾーンまたは特徴化ゾーン）を備えたリソグラフィ装置では、複数のシステムが、各作業ゾーンの中または近くに設けた静的部分（放射源および検出器）と各テーブルの上に設けた反射器を備えることもできる。様々なセットの放射源および検出器が、これらの作業域の中に位置付けることのできるどのテーブルの上の反射器とも共に動作できる。この説明は本発明を限定しようとするものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態によるリソグラフィ投影装置を示す図である。
【図２】本発明による位置検出システムの平面図である。
【図３】図２の位置検出システムの部分断面図である。
【図４】本発明において使用可能な再帰反射器の断面図である。
【図５】本発明において使用可能な代替再帰反射器の断面図である。
【符号の説明】
Ｃ  目標部分
ＣＯ  集光レンズ
Ｅｘ  ビーム形成光学部品
ＩＦ  干渉計変位測定手段
ＩＬ  照射システム
ＩＮ  インテグレータ
ＬＡ  放射系
ＭＡ  マスク
ＭＴ  第１物体テーブル、マスクテーブル
ＰＢ  ビーム
ＰＬ  投影システム
Ｗ  基板、ウエハ
ＷＴ  第２物体テーブル、基板テーブル
１０  位置検出装置
１１  放射源
１２  入射ビーム
１３  再帰反射器
１４  戻りビーム
１５  放射検出器
１６  ブラケット
１７  開口
１１１  レーザダイオード
１１２  光ファイバ
１１３  コリメータ光学部品
１３１  レンズ
１３２  ミラー
１３３  透明体
【図１】
0003880312.tif 000002
【図２】
0003880312.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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