(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線投影ビーム（ＰＢ）を供給する照明システム（ＬＡ，Ｅｘ，ＩＮ，ＣＯ）と、
所望のパターンに従って投影ビーム（ＰＢ）をパターン付けすることのできるパターニング装置（ＭＡ）を保持するための第１対象テーブル（ＭＴ）と、
露光される表面を有する基板（Ｗ）を保持するための第２対象テーブル（ＷＴ）であって、該基板が第２対象テーブル（ＷＴ）上に保持されたときに前記表面が基準面内に位置するように保持する第２対象テーブル（ＷＴ）と、
前記パターン付けされたビームを基板（Ｗ）のターゲット部分に結像させる投影システム（ＰＬ）と、
前記第２対象テーブルを、前記投影システムが前記パターン付けされたビームを前記基板上に結像させることのできる露光位置と、測定位置との間で、移動させるための位置決めシステムと、
前記第２対象テーブルの平面内の基準点の横方向変位を、前記測定位置での傾斜の関数として測定するように配置された較正システムと
を有するリソグラフィ投影装置において、
前記較正システムが、
前記第２対象テーブル（ＷＴ）に取り付けられた回折格子（１１，１１’）と、
放射線の測定ビーム（２０）を発生させ、かつ該測定ビームを前記回折格子（１１，１１’）により回折されるように前記回折格子に入射するように方向づけるための照明装置（２１）と、
前記回折格子（１１，１１’）により回折された放射線を検出するように配置された検出器（３０）と
を含み、
それによって前記較正システムが、前記回折格子の位置を前記第２対象テーブルの傾斜の関数として決定するように配置されたことを特徴とするリソグラフィ投影装置。
【請求項２】
前記回折格子（１１）が、少なくとも部分的に透過性の回折格子であり、前記較正システムが、前記第２対象テーブルの傾斜とは実質的に無関係な方向で前記回折格子上に入射するように前記測定ビームを方向づけるための光ガイド（１２）を含む、請求項１に記載された投影装置。
【請求項３】
前記較正システムが、前記基準平面内の基準点の変位を測定するように構成かつ配置されており、前記回折格子（１１）が、前記第２対象テーブル上の前記基準平面と実質的に平行に取り付けられている、請求項１または請求項２に記載された投影装置。
【請求項４】
前記照明装置（２１）が、前記測定ビーム（２０）を前記回折格子（１１）に対して実質的に直角方向の、前記回折格子から間隔をおいた入射光路に沿って照射するように構成されており、前記光ガイド（１２）が複数の反射器（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）を含み、該反射器が、前記照明装置に関して前記回折格子の後方で前記第２対象テーブル（ＷＴ）に取り付けられ、かつ前記入射光路と平行で、該入射光路と反対方向に前記回折格子を通過している戻り光路に前記測定ビーム（２０）を反射するように位置決めされている、請求項２または請求項３に記載された投影装置。
【請求項５】
前記複数の反射器（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）が、前記測定ビームを反射する互いに直角の３つの面を有する透明体を含む、請求項４に記載された投影装置。
【請求項６】
前記照明装置（２１）が、前記測定ビーム（２０）を前記回折格子（１１’）に対して実質的に直角の、該回折格子を通過する入射光路に沿って照射し、前記光ガイドが再反射器（１２’）を含み、該再反射器が、前記入射光路と実質的に平行の、前記回折格子を戻るように通過している戻り光路に沿って前記測定ビームを反射するように、前記照明装置に関して前記回折格子（１１’）の後方で前記第２対象テーブルに取り付けられている、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載された投影装置。
【請求項７】
前記再反射器（１２’）が平面反射器（１２２）と集光レンズ（１２１）とを含み、該集光レンズが、その焦点距離と実質的に等しい平面反射器からの距離に取り付けられている、請求項６に記載された投影装置。
【請求項８】
前記再反射器（１２’）が、前記集光レンズ（１２１）を形成するように湾曲された前面と、前記平面反射器（１２２）を形成するために一部反射性の平坦背面とを有する固体透明材料から構成されている、請求項７に記載された投影装置。
【請求項９】
前記平面反射器（１２２）が、前記回折格子（１１’）を通過している第１経路によって回折される測定ビームの実質的にゼロ次数のみを反射するように寸法づけおよび位置決めされている、請求項７または請求項８に記載された投影装置。
【請求項１０】
前記平面反射器（１２２）の平面内であって該平面反射器の反射面の外側に、吸光面または散乱面（１２４）をさらに含む、請求項９に記載された投影装置。
【請求項１１】
前記再反射器がコーナーキューブ（１２）を含む、請求項６に記載された投影装置。
【請求項１２】
前記回折格子（１１）の少なくとも一方の面に反射防止被覆をさらに含む、請求項６から請求項１１までのいずれか１項に記載された投影装置。
【請求項１３】
複数の軸線に関して傾斜した前記第２対象テーブル（ＷＴ）の変位を測定するための複数の較正システムを含む、請求項１から請求項１２までのいずれか１項に記載された投影装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リソグラフィ装置のアッベ・アームの較正に関するものである。より詳しく言えば、本発明は、放射線投影ビームを供給する照明システムと、目標パターンに従って投影ビームをパターン付けし得るパターニング装置を保持する第１対象テーブルと、基板を保持する第２対象テーブルと、パターン付けされたビームを基板のターゲット部分に結像させる投影システムと、投影システムがマスク部分を基板上に結像することのできる露光位置と、測定位置との間で第２対象テーブルを移動させる位置決めシステムと、を含むリソグラフィ投影装置のアッベ・アーム較正システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
「パターニング装置」という用語は、広義には、入射する放射線ビームの横断面に、基板のターゲット部分に形成されるべきパターンに相応するパターンを与えるために使用される装置として解釈されるべきであり、「ライトバルブ（光弁）」という用語もまた同様に使用される。概して、前記パターンは、集積回路または他のデバイス（詳細は以下を参照）等の、ターゲット部分に形成されるデバイスの特定機能層に対応したものである。このようなパターニング装置の例は下記を含む。
（１）  前記第１対象テーブルによって保持されるマスク。マスクの概念は、リソグラフィでは周知であり、例えばバイナリ、交番移相、減衰移相の各マスク、並びに種々のハイブリッド・マスクが含まれる。これらのマスクを放射線ビーム内に配置することにより、マスクに当てられる放射線ビームが、マスクのパターンに応じて選択的に透過（透過性マスクの場合）または反射（反射性マスクの場合）させられる。第１対象テーブルにより、マスクを入射する放射ビーム内の目標位置に確実に保持することができ、かつ所望とあれば、ビームに対して移動させることもできる。
（２）  第１対象テーブルと呼ばれる構造物によって保持される、プログラム可能なミラー配列。このデバイスの一例は、粘弾性制御層と反射面とを有する、マトリックスにアドレス可能な表面である。このミラー配列の基本原理は、反射面の（例えば）アドレスされた区域が、入射光を回折光として反射する一方、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。適当なフィルタを用いることにより、前記非回折光は濾光されて反射光から除去され、回折光のみが後に残る。このようにして、ビームが、マトリックスにアドレス可能な表面のアドレスパターンに応じてパターン化される。所要のマトリックスへのアドレスは、適当な電子装置を用いて行うことができる。このミラー配列についてのこれ以上の情報は、例えば米国特許第５２９６８９１号および第５５２３１９３号から集めることができる。該特許は、ここに引用することで本明細書に取り入られるものである。
（３）  第１対象テーブルと呼ばれる構造物によって保持される、プログラム可能なＬＣＤ配列。この構成の一例は、米国特許第５２２９８７２号である。該特許は、ここに引用することで本明細書に取り入れられるものである。
簡略化するために、本明細書の後の部分は、いくつかの箇所で特にマスクに関わる例に向けられているが、それらの実例で論じられる一般原理は、以上に述べたように、パターニング装置のより広い文脈であるものとして見なければならない。
【０００３】
投影システムは、以下では「レンズ」とも呼ばれるが、この用語は、例えば屈折レンズ、反射レンズ、カタディオプトリック系を含むさまざまな種類の投影システムを包含するものとして広く解釈されたい。照明システムもまた、投影ビームの方向づけ、形状付与、または制御のいずれかの設計タイプに応じて作動する構成素子を含み、該構成素子もまた、以下では、集合的にまたは単独で「レンズ」と呼ぶことがある。加えて、第１、第２の対象テーブルは、「マスクテーブル」、「基板テーブル」と呼ぶこともある。
【０００４】
リソグラフィ投影装置は、例えば集積回路（ＩＣｓ）の製造に使用できる。その場合には、パターニング装置は、ＩＣの個別の層に対応する回路パターンを発生させ、このパターンが、放射線ビーム感応性材料層（レジスト）で被覆された基板（シリコンウェーハ）上のターゲット部分（１つ以上のダイからなる）に結像される。概して、単一ウェーハは、投影システムを介して、一度に１つ、順次に照射される複数の隣接ターゲット部分の全ネットワークを内包している。マスクテーブル上のマスクによるパターニングを採用している現在の装置では、２つの異なる種類の装置が区別される。一方の種類のリソグラフィ投影装置では、各ターゲット部分が照射され、各ターゲット部分に全マスクパターンが一度に露光される。この種の装置は、普通、ウェーハ・ステッパと呼ばれる。普通、ステップ・アンド・スキャン装置と呼ばれる他方の装置の場合、各ターゲット部分が、所定基準方向（「走査方向」）に投影ビーム下で漸次マスクパターンを走査するように照射され、同時に、前記基準方向と平行または逆平行に基板テーブルが走査される。概して、投影システムは倍率Ｍ（概してＭ＜１）を有しているので、基板テーブルが走査される速度Ｖは、マスクテーブルが走査される速度のＭ倍となる。以上説明したリソグラフィ・デバイスに関するこれ以上の情報は、例えば米国特許第６０４６７９２号から集めることができる。該特許はここに引用することで本明細書に取り入れられるものである。
【０００５】
概して、この種の装置は、単一の第１対象（マスク）テーブルと、単一の第２対象（基板）テーブルとを含んでいる。しかし、少なくとも２つの，独立的に可動の基板テーブルを有する装置も使用可能である。例えば米国特許第５９６９４４１号および１９９８年２月２７日提出の米国出願番号第０９／１８００１１号（ＷＯ９８／４０７９１）ＮＩ記載の多段（マルチステージ）装置を参照されたい。これらは、ここに引用することで本明細書に取り入れられるものである。この多段装置の基本操作原理は、第１基板テーブルが、テーブル上の第１基板の露光が可能なように投影システムの下に位置する一方で、第２基板テーブルが、ローディング（積載）位置へ移動して露光済み基板を排出し、新しい基板をピックアップし、新しい基板に対していくつかの初期計測段階を実施し、次いでこの新しい基板を、第１基板の露光が完了すると直ちに投影システム下の露光位置へ移動させるように用意をする。このサイクルが反復される。このようにして、装置処理量を実質的に高めることができ、このことがまた装置所有者の費用を軽減することになる。
【０００６】
測定位置において基板に対して行われる測定は、例えば、基板上の意図された種々のターゲット区域（ダイ）と、第２対象テーブル上の基板区域外に配置された基準マーカー（ｆｉｄｕｃｉａｌ）との間の空間関係（Ｘ方向とＹ方向での）の検出を含んでいる。この情報は、続いて露光位置で、投影ビームに対するターゲット区域の迅速かつ精密な水平調節を行うために利用できる。これ以上の情報は、例えばＷＯ９９／３２９４０（Ｐ−００７９）参照のこと。該文書にはまた、多くの点における基板表面のＺ方向位置を第２対象テーブルの基準平面に関係づけた高さマップを測定位置で準備することも記載されている。しかし、基準平面は測定位置で１つのＺ干渉計によって定められ、露光位置では別のＺ干渉計が用いられる。従って、２つのＺ干渉計間の関係を正確に知る必要がある。
【０００７】
リソグラフィ・デバイスでのいわゆるアッベ・アーム（アッベ距離）ＡＡｘ，ＡＡｙは、第２対象テーブルに取り付けた基板の表面と、Ｒｘ，Ｒｙにおける第２対象テーブル旋回軸線との間隔である。（本明細書では、Ｒｉは直角ＸＹＺ系でのＩ方向に平行な軸線を中心とする旋回を表し、該系では、ＸＹ平面が傾斜角ゼロの基板表面と平行である）。これらの軸線は、架空のものであり、ソフトウエアによって決定される。なぜなら、概して、Ｘ軸とＹ軸とに関する第２対象テーブルの傾斜は、物理的な旋回軸を中心とする旋回によるより、むしろ間隔をおいた複数のＺアクチュエータによって制御されるからである。
【０００８】
露光位置での非ゼロ・アッベ・アームは、添付図面の図２に示されている。この図に見られるように、アッベ・アームＡＡｙが例えば非ゼロの場合、Ｙ軸を中心として基板Ｗが角度ｄＲｙだけ旋回すれば、基板上の投影レンズ系ＰＬの中心焦点Ｐが量ｄＸだけ変位する。これに対応して、旋回角度ｄＲｘは変位量ｄＹを生じさせる。旋回角度が小さい場合は、次式が適用される：
【数１】
ｄＸ＝ｄＲｙ・ＡＡｙ                              （１）
【数２】
ｄＹ＝ｄＲｘ・ＡＡｘ                              （２）
【０００９】
アッベ・アームＡＡｘ，ＡＡｙは、また（Ｚｗ−Ｚａ）形式で表すのも便利であり、その場合、Ｚｗは装置の基準系での基板表面の高さであり、Ｚａは該基準系での関連旋回軸の高さである。
【００１０】
第２対象テーブルの旋回不変点は、第２対象テーブルの位置を測定する干渉計システムを参照してソフトウェアによって決定されるので、アッベ・アームをゼロ設定することは難しくないと考えられる。しかし、アッベ・アームに対する高精度の要求と、複数の干渉計システム間に存在する不規則性とにより、アッベ・アームが、初期設定時に極めて高い精度で較正される必要がある。この較正は、ドリフトの発生のために、設定後に反復する必要がある。
【００１１】
較正目的のため露光位置でアッベ・アームを検出する公知の方法は、第２対象テーブルの種々の傾斜で一連の基準マークを備えた基板を露光させることである。基板の現像後、異なる傾斜に対するＸおよびＹ方向でのマークの移動を測定することによって、アッベ・アームを検出できる。アッベ・アームは干渉計システムに事実上依存しているため、較正は、測定位置と露光位置との双方で行わねばならない。しかし、公知の方法は、測定位置で露光デバイスを利用できないので、使用できない。基板の現像には、また時間が必要になる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、先行技術の欠点が防止もしくは軽減された、リソグラフィ投影装置のアッベ・アーム較正システムを得ることにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、リソグラフィ投影装置であって、
放射線投影ビームを供給する照明システムと、
所望パターンに従って投影ビームをパターニングし得るパターニング装置を保持する第１対象テーブルと、
露光される表面を備えた基板を保持する第２対象テーブルであって、前記基板が該テーブル上に保持された場合に、前記表面が基準面内に位置するように保持する第２対象テーブルと、
基板のターゲット部分に、パターン付けされたビームを結像させる投影システムと、
前記投影システムが前記パターン付けされたビームを前記基板上に結像可能な露光位置と、測定位置との間で、前記第２対象テーブルを移動させるための位置決めシステムとを含む形式の装置において、
前記第２対象テーブル平面内の基準点の横方向変位を、前記測定位置での傾斜の関数として測定する較正システムであって、
前記第２対象テーブルに取り付けられた回折格子と、
放射線の測定ビームを発生させ、かつ回折格子で回折されるように該測定ビームを回折格子に入射するように方向づける照明装置と、
前記回折格子の位置を検出するための検出器とを含む較正システムにより特徴づけられるリソグラフィ投影装置が提供される。
【００１４】
前記第２対象テーブルの平面内の基準点の横方向変位を、傾斜の関数として測定する較正システムを使用することによって、測定位置におけるアッベ・アーム測定が可能である。アッベ・アームが測定されると、第２対象テーブルの基準平面からの所定の直角方向距離に、アッベ・アームを較正することが可能である。この所定の直角方向距離は、第２対象テーブルの傾斜により前記基準平面内の基準点の横方向変位が生じないように、ゼロに設定されるのが好ましい。
【００１５】
好ましくは、前記回折格子は、少なくとも部分的に透過性の回折格子であり、前記較正システムは、前記測定ビームを、前記第２対象テーブルの傾斜には事実上依存しない方向で前記回折格子へ入射するように方向づけるための光ガイドを含んでいる。
【００１６】
第２対象テーブルの傾斜に依存しない入射角度を有する測定ビームの使用によって、非ゼロのアッベ・アームを有する基準格子の横方向変位が、基準格子からの回折ビームの傾斜依存と関係なく測定可能であり、または該傾斜依存から切り離すことができる。これが必要となるのは、セットアップ中、回折格子の位置測定に使用される検出器が集束されずに、回折格子の位置測定が回折ビーム角度に依存するだろうからである。この問題は、第２対象テーブルの傾斜に依存しない入射角を有する測定ビームを使用することによって解決される。
【００１７】
本発明の別の観点によれば、
放射線投影ビームを供給する照明システムと、
所望のパターンに従って投影ビームをパターン付けし得るパターニング装置を保持するための第１対象テーブルと、
露光されるべき表面を有する基板を保持するための第２対象テーブルであって、前記基板が該テーブル上に保持される場合に、前記表面が基準面内に位置するように保持する第２対象テーブルと、
基板のターゲット部分に、パターン付けされたビームを結像させる投影システムと、
前記投影システムが前記パターン付けされたビームを前記基板上に結像することのできる露光位置と測定位置との間で、前記第２対象テーブルを移動させる位置決めシステムであって、第２対象テーブルの旋回不変点を定義するパラメータを有する電子制御装置を含む位置決めシステムと、を有するリソグラフィ投影装置を較正する方法であって、
異なる傾斜で第２対象テーブルの表面上の基準点の位置を測定する段階と、
第２対象テーブルの表面と第２対象テーブルの旋回不変点との間の距離を計算する段階と、
前記旋回不変点が第２対象テーブルの基準面から所定の直角方向距離に位置するように、前記位置決め装置に含まれる前記電子制御装置のパラメータを調節する段階とを含むリソフラフィ投影装置の較正方法が提供される。
【００１８】
本発明の更に別の観点によれば、
放射線投影ビームを供給する照明システムと、
所望のパターンに従って投影ビームをパターン付けし得るパターニング装置を保持するための第１対象テーブルと、
露光される表面を有する基板を保持するための第２対象テーブルであって、前記基板が該テーブル上に保持される場合に、前記表面が基準面内に位置するように保持する第２対象テーブルと、
パターン付けされたビームを基板のターゲット部分に結像させる投影システムとを含むリソグラフィ投影装置を用いてデバイスを製造する方法であって、
前記第２対象テーブルに放射線感応層を備えた基板を提供する段階と、
照明システムを用いて放射線投影ビームを提供する段階と、
投影ビームの断面にパターンを与えるために、前記パターニング装置を用いる段階と、
第２対象テーブルを露光位置へ移動させてパターン付けされた投影ビームを基板の前記ターゲット箇所へ投影する段階とを含むデバイス製造方法において、
前記測定位置に配置されたときに、種々の傾斜での前記第２対象テーブルの基準点変位を検出する段階とを含むデバイス製造方法が提供される。
【００１９】
本発明によりリソグラフィ投影装置を使用して製造する過程において、マスクのパターンは、放射線感応性材料（レジスト）層で少なくとも部分的に被覆された基板上に結像される。この結像段階の前に、基板は、例えばプライミング、レジストの塗布、ソフトベイク等種々の処理を受ける。露光後、基板は、例えば露光後ベイク（ＰＥＢ）、現像、ハードベイク、結像構造部の測定／点検等の別の処置を受ける。この一連の処置は、例えば集積回路等のデバイスの個別層をパターン付けする基礎として用いられる。このパターン付けされた層は、次いで種々の処置、例えばエッチング、イオン注入（ドーピング）、メタライゼーション、酸化、化学・機械式研磨等の、個別層を仕上げる目的のあらゆる処置を受け得る。複数の層が要求される場合は、処置の全体又はその処置の変形が新たな各層に対して反復される。場合により、基板（ウェーハ）上には多くのデバイスが存在する。これらのデバイスは、次にダイシングまたはソーイング等の技術によって互いに分離され、個々のデバイスには、キャリアに取り付けられ、またはピンに接続される等々の処置が行われる。これらの工程についてのこれ以上の情報は、例えばピーター・ヴァン・ザント著『マイクロチップの製造：半導体加工の実用案内』第３版（１９９７年、マグローヒル社発行、ＩＳＢＮ  ０−０７−０６７２５０−４）から得ることができる。
【００２０】
本明細書では、本発明による装置を集積回路の製造に使用することに特定して言及してはいるが、この装置には、他の多くの可能な用途があることを明確に理解すべきである。例えば光学集成システム、磁区メモリ、液晶ディスプレー・パネル、薄膜磁気ヘッド等の製造に採用できる。それらの他の用途との関連では、本明細書に用いられている「レチクル」、「ウェーハ」、「ダイ」等の用語は、より一般的な「マスク」、「基板」、「ターゲット区域」とそれぞれ置き換えられると考えるべきであることが、当業者には理解されよう。
本明細書では、「放射線」および「ビーム」の用語は、あらゆる種類の電磁放射または粒子流束を包含する意味で用いられ、この用語には紫外線（例えば、波長３６５ｎｍ，２４８ｎｍ，１９３ｎｍ，１５７ｎｍ，１２６ｎｍ）、ＥＵＶ、Ｘ線、電子、イオンが含まれる。
【００２１】
以下、本発明の実施例を添付略示図につき説明する。図中、同様の符号は同様の部分を示す。
【００２２】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
図１には、本発明によるリソグラフィ投影装置が略示されている。該装置は、投影ビーム（例えばＵＶまたはＥＵＶ）ＰＢを供給する放射線システムＫＡ，Ｅｘ，ＩＮ，ＣＯと、
マスクＭＡ（例えばレチクル）を保持するマスクホルダーを備え、かつアイテムＰＬに対してマスクを正確に位置決めするための第１位置決め装置に接続された第１対象テーブルと、
基板Ｗ（例えばレジスト被覆シリコンウェーハ）を保持する基板ホルダーを備え、かつアイテムＰＬに対して基板を正確に位置決めするための第２位置決め装置に接続された第２対象テーブル（基板テーブル）と、
基板Ｗのターゲット部分Ｃ（ダイ）上にマスクＭＡの被放射部分を結像させるための投影システム（「レンズ」）ＰＬ（例えば屈折またはカタディオプトリック・レンズ、ミラー群、界磁偏向器の列のいずれか）とを含んでいる。
図示のように、投影装置は透過型（すなわち透過性マスクを有している）である。しかし、一般に、例えば反射型の装置を使用してもよい。
【００２３】
放射線システムは、放射線ビームを発生させる放射線源ＬＡ（例えば水銀ランプ、エキシマレーザー、蓄積リングまたはシンクロトロン内の電子ビーム経路周囲に設けられたアンジュレータ、電子源、イオンビーム源のいずれか）を含んでいる。このビームが照明システムに含まれる種々の光学素子（例えばビーム付形光学素子Ｅｘ、積分器ＩＮ、集光レンズＣＯ）に沿って通過する結果、合成ビームＰＢは、その横断面が目標形状および目標強度分布を有することになる。
ビームＰＢは、続いて、マスクテーブルＭＴ上のマスクホルダー内に保持されたマスクＭＡに入射する。マスクＭＡを通過したビームＰＢは、レンズＰＬを通過する。レンズＰＬは、ビームＰＢを基板Ｗのターゲット区域Ｃ上へ集束させる。干渉計による変位測定装置ＩＦによって、基板テーブルＷＴは、例えばビームＰＢの光路内に異なるターゲット区域Ｃを位置決めするように、精密に移動せしめられ得る。同じように、例えばマスクライブラリからマスクＭＡを機械式に取り出した後、第１位置決め装置を用いて、ビームＰＢの光路に対してマスクＭＡを精密に位置決めできる。総じて、対象テーブルＭＴ，ＷＴは長行程モジュール（コース位置決め）と短行程モジュール（精密位置決め）とによって実現されたが、該モジュールは、図１には明確には示されていない。
【００２４】
図示の装置は２つの異なるモードで使用できる：
（１）  ステップ・モード。このモードでは、マスクテーブルＭＴが事実上定置的に維持され、マスクの全画像が一度に（例えば単一フラッシュで）ターゲット区域Ｃに投影される。次いで、基板テーブルＷＴがＸ方向および／またはＹ方向に変位され、それにより異なるターゲット区域ＣがビームＰＢにより照射される。
（２）  走査モード。このモードでは、所定ターゲット区域Ｃが単一「フラッシュ」で露光されない点を除き、事実上同じシナリオが適用される。マスクテーブルＷＴは、その代わり所定方向（いわゆる「走査方向」、例えばＸ方向）に速度Ｖで移動可能であり、それにより、投影ビームＰＢがマスク画像全体にわたり走査するようになされ、同時に、基板テーブルＷＴが同じ方向または逆方向に速度Ｖ＝ｍＶで移動せしめられる。この場合、ＭはレンズＰＬの倍率である（通常、Ｍ＝１／４または１／５）。このようにして、比較的大きいターゲット区域Ｃが露光され、解像度について妥協する必要がない。
【００２５】
図３に示すように、本発明の第２対象（ウェーハ）テーブルＷＴは、アッベ基準格子１１と呼ばれる基準格子を、ウェーハＷによって覆われた区域の外側区域の上面に備えている。アッベ基準格子１１は、ウェーハテーブル上の、ウェーハＷに対して周知の位置、特に、ウェーハ上面に対して周知の高さに配置されている。該高さは、周知の種類の高さセンサ（図示せず）によって決定できる。アッベ基準格子１１の背後（つまり下）には、光ガイド１２が設けられている。図４に示すように、光ガイド１２は、光源（照明装置）２１から発せられる測定ビーム２０を入口１３を介して受け取り、３回反射することにより、測定ビームは入射方向と平行な光路に沿ってアッベ基準格子１１を通過して戻る。アッベ基準格子としては、適当などのような整合格子を用いてもよい。光源２１に対するウェーハテーブルのどのような（小さい）傾斜にも依存することなく、測定ビーム２０の帰路が入射光路と平行となるように、光ガイド１２を構成することが重要である。この実施例の場合、光ガイド１２は、相互に直角な３つの端面１２ａ，１２ｂ，１２ｃを備えたコーナーキューブにより構成され、これらの端面で測定ビームが反射される。これらの端面には、ビームの反射性を高めるために被膜を設けてもよい。
【００２６】
戻り測定ビーム２０は、アッベ基準格子１１により回折させられ、いくつかの回折次数２２（０），２２（−１），２２（＋１）が生じる。これら回折次数のすべてまたは選択された次数が、アッベ回折格子１１の変位（所定傾斜角での）を検出するために、検出器３０によって使用される。アッベ回折格子１１の変位を、ウェーハテーブルの異なるいくつかの傾斜で測定することで、アッベ・アームを検出でき、テーブル位置制御ソフトウェアの関連パラメータは、傾斜による変位が観察されなくなり、アッベ・アームがゼロを指示するまで、調節される。図５には、各回折次数でのウェーハテーブル傾斜の効果が示されている。格子方程式により：
【数３】
ｓｉｎβｍ＋ｓｉｎβ'ｍ＝ｍλ／ｄ            ［３］
この式において、βは入射角、β'は回折ビームの角度、ｍは回折次数である。ｍ＝０と置けば、ゼロ次数のビームは傾斜に影響されないが、次数が高まれば、影響の度合いが増大することが、直ちに見て取れよう。すべての次数が、非ゼロのアッベ・アームによるアッベ基準格子の変位によって影響を受ける。
【００２７】
図６には、検出器３０（図４参照）の適当な形式が示されている。この検出器は、主にウェーハ位置と軸線外整合ユニット内のウェーハテーブル基準マークとの精密測定用に設計されているが、本発明用に使用しても好都合である。検出器は、より詳しくはＷＯ９８／３９６８９に記載されているので、ここでは、その機能の概略を述べるにとどめる。
アッベ回折格子１１からの回折次数２２は、第１レンズ系Ｌ１によって捉えられる。分かりやすくするために、回折次数２２（−７），２２（−５），２２（−１），２２（＋１），２２（＋５），２２（＋７）のみが示されているが、実際には、ゼロ次数を除いて、すべての次数が使用できる。ゼロ次数は、この検出器の設計目的の用途には使用されない。その代わりに、位置測定を要する格子への正面照明ビームの方向づけに使用される小型コーナープリズム用に、その区域が使用される。特にアッベ較正するようにされた検出器では、実際にゼロ次数を使用することができる。同じように、レンズ系Ｌ１は単一の集光レンズとして示されているが、実際には、より複合的なレンズ系にすることができる。
【００２８】
アッベ基準格子１１を出る場合の異なる回折次数２２は、格子方程式によって決定される、それぞれ異なる角度位置を有している。レンズ系Ｌ１は、異なる複数ビームを平行化し、それらの各角度を平面Ｐ内での異なる位置に変換することにより、該平面内で異なる次数が分離される。この平面には次数ダイアフラム３１が配置されている。次数ダイアフラム３１は、選択された次数を単にブロックするというよりは、むしろ各次数のビームに予め定めた偏向を与えるため、少なくとも数個の次数開口内に光学くさび３２，３３，３４，３５を含んでいる。次数ビームは、次いで固定基準格子３６，３７，３８上へ集束され、該基準格子の裏側には、各光検出器３９，４０，４１が配置されている。光学くさびは、固定基準格子３６，３７，３８のうちの１つの同じ格子上へ、対応する奇偶次数が一緒に導かれるように構成されている。例えば、第７次数２２（＋７），２２（−７）は一緒に基準格子３６へ導かれる。各光検出器３９，４０，４１の出力は、アッベ基準格子１１の画像が各基準格子３６，３７，３８と合致する度合に依存する。注意すべき点は、図６のビームと検出器との配置は全くの略示に過ぎず、実際には光学くさびは、異なる次数のビームを平面に対して直角方向に偏向させる。該平面内では、各対の次数＋ｖｅと−ｖｅが等しい光路長を有し干渉を有するようにビームが展開する。
【００２９】
非ゼロのアッベ・アームＡＡｙ，ＡＡｘにより生ぜしめられる、アッベ基準格子１１の横方向変位ｄＸ，ｄＹは、異なる回折次数により運ばれる格子の画像に反影されて、検出器３０内の基準格子３６，３７，３８に投影される。光検出器３９，４０，４１の出力は、したがってアッベ基準格子１１の位置でのアッベ・アームＡＡｙ，ＡＡｘの検出に使用される。ウェーハテーブルの残りの区域および該テーブル上のウェーハに対するアッベ基準格子１１のＺ方向位置は、周知の種類のＺセンサを使用して検出できる。例えばＷＯ９９／３２９４０を参照されたい。この情報により、テーブル位置決めソフトウェアを適切に較正することができる。
【００３０】
整合ユニット３０は、レンズ系Ｌ１の焦点面が正確にアッベ基準格子１１と合致する場合に、各検出器のところでの画像位置がアッベ基準格子の傾斜に依存しないように、構成されている。しかし、整合ユニットは、アッベ・アームが既知となり、位置決め座標系と調節系とが整合するまでは、正確には集束され得ない。検出器に集束するまでは、傾斜への依存が基準格子３６，３７，３８上の画像位置に影響し、したがってアッベ・アーム検出用の信号誤差が生じる。しかし、この誤差は、回折次数が高い場合も、実際には小さい値である。したがって、本発明では、検出器に集束する前に、アッベ・アームの迅速な初期測定を行って、検出器に集束した後で測定値を修正することが可能である。
【００３１】
図４に示した光源２１は、アッベ較正処置専用の別個の光源、例えばレーザー・ダイオードか、または検出器３０を有する整合ユニットの光源でよい。その場合、行われる機能のための適切な格子を照明するために、照明光を選択的に導く装置を備える必要がある。アッベ・アーム較正を稀にしか実施する必要がない場合には、例えばファイバ接続板内の交換可能なプラグを用いてもよい。より頻繁にアッベ・アーム較正が望まれる場合は、従来式のビームスプリッタおよびシャッタ、または機械式に可動のミラーを、コリメータと一緒に使用して、適切な格子を照明するように、光を導くために使用するファイバに照明光を出入させることができる。
【００３２】
（実施例２）
本発明の第２実施例は、以下で述べるように、光ガイド１２が、アッベ基準格子１１'のすぐ背後に配置された再反射器１２'に替えられていることを除けば、第１実施例と同じである。図７に見られるように、測定ビーム２０は、アッベ基準格子１１'の前面に向けられており、基準格子１１'は、前記のように、透過性の回折格子である。ゼロ次数のビームは、そらされることなく、再反射器１２'によって入射光路と平行な光路に沿って戻される。戻りビームは、またアッベ基準格子１１'によって回折され、目標回折次数が、既述のようにアッベ・アームの測定用に検出器３０（図７には示されていない）により集められる。
再反射器１２'は、いわゆる「キャッツアイ」を含み、該キャッツアイは、レンズ１２１と、焦点距離ｆに等しい、レンズ１２１からの距離に配置されたミラー１２２とから成っている。好ましくは、レンズ１２１は、単一の透明体１２３の湾曲前面に埋め込まれており、該透明体は、選択的に銀めっきされた、ミラー１２２を形成する平らな後面を有している。
【００３３】
望ましくない回折および反射ビームの除去が、図７に示されている。望ましくない第１成分にはアッベ基準格子１１'の前面からの反射が含まれる。これらの反射は、直進ビームｒ０または回折ビームｒ１であり、基準格子１１'の前面に反射防止被覆を設けることで最小化される。次に、基準格子１１'の後面からの反射があるが、これらの反射は、更にビームｒ２ｂとして回折されるビームｒ２ａで示された反射か、またはゼロ次数の、ビームｒ４で示された反射か、どちらかの回折次数である。これらの反射は、小さく、また適当な反射防止被覆により最小化できる。注意すべき点は、ビームｒ０とビームｒ４とは、入射ビーム２０の光路に沿って戻るが、図７では、見やすくするために、ずらせて示してあることである。
測定ビーム２０により基準格子１１'の第１通過点で発生せしめられるゼロ以外の次数（ｒ３と示す）は、透明体１２３の後面１２４に集束し、次いでビームｒ９として戻る。これらの次数の反射は、所望のゼロ次数が入射する銀めっき区域１２２の外側の後面１２４を黒くすることで最小化できる。レンズ１２１のガラスと空気との境界面で発生する望ましくない反射ｒ３'，ｒ７，ｒ８は、別の反射防止被覆で回避できる。基準格子１１'の第２通過点でのゼロ次数は、所望どおり検出器３０によって使用またはブロックできる。
【００３４】
（実施例３）
図示されていない第３実施例では、測定ビーム２０が、ウェーハテーブルの長行程駆動モジュールに固定された光源（照明装置）によって用意できる。ウェーハテーブルの傾斜が短行程モジュールによって制御されるので、測定ビームの入射方向は、ウェーハテーブルの傾斜には依存しない。長行程駆動モジュールに固定された光源は、他のどこかに、例えば検出器３０用に使用される整合センサ内に配置されたレーザーまたは他の光発生器を含み、光ファイバを介して長行程駆動モジュールに固定された発出点に接続されている。測定ビーム２０は、ウェーハテーブルを介して方向づけられ、下方からアッベ・アーム基準マークを照明する。
【００３５】
（実施例４）
本発明の第４実施例（図示せず）では、アッベ基準格子１１の背後のウェーハテーブルに固定された光源が使用される。このことの利点は、基準格子が直接に照明されるため、測定ビームの偏光状態を申し分のないものにすることができる点である。これにより、測定ビームの反射時にｐ成分とｓ成分との間に導入される位相差による偏光のずれが防止される。測定ビームの申し分のない偏光状態により、検出器３０の精度が改善できる。この実施例では、測定ビームの入射方向がウェーハテーブル傾斜に依存しないため、検出器３０による検出測定が、該検出器の焦点面のＺ方向位置に大幅に依存し、その結果、アッベ・アームを十全に検出するには、該検出器の完全な較正が必要となる。
【００３６】
（実施例５）
本発明の第５実施例（図示せず）では、アッベ・アームの較正が集束整合システムの使用により検出される。この整合システムは、整合信号のコントラストを考慮することで集束できる。このシステムが集束しない場合は、コントラストが最適集束時の最大値から減少するであろう。あるいはまた、整合システムは、整合信号の傾斜依存を考慮することによって集束可能である。整合信号が傾斜に依存しない場合は、整合システムは最適集束となる。整合センサが正確に集束すると、アッベ・アームは、ウェーハテーブルの高さおよび傾斜の関数としての、前記第２対象テーブル平面内での基準点横方向変位を直接測定することで較正できる。この基準点は前記第２対象テーブルに取り付けられた基準格子の形式を取ることができる。
【００３７】
（実施例６）
第６実施例（図示せず）では、専用の露光装置が、２段階リソグラフィ装置の測定位置に備えられている。この専用露光装置は、比較的小さい固定規準パターンの露光に必要なだけなので、リソグラフィ装置の主露光システムより、かなり簡単なものでよい。最低限、この専用露光装置は、照明放射線ビームを供給する装置と、固定規準パターンと、投影システムとを含んでいる。照明放射線ビームは、持ち合わせのレジスト現像装置を使用できるように、主露光システムで露光されるレジストと等しいレジストを露光可能であるのが好ましい。
以上、本発明の具体的な実施例を説明したが、本発明は、説明とは別様に実施することもできることが理解されよう。説明は、本発明を制限する意図のものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例によるリソグラフィ投影装置の図。
【図２】非ゼロであるアッベ・アームの効果を示す図。
【図３】図１の実施例のウェーハ（基板）テーブルの平面図。
【図４】本発明の第１実施例によるアッベ・アーム測定装置の側面図。
【図５】透過性回折格子の各回折次数の回折角度への傾斜の効果を示す図。
【図６】回折格子の位置測定のため、本発明の第１実施例に使用される整合センサを示す図。
【図７】本発明の第２実施例に使用される再反射器の側面図。
【符号の説明】
１１、１１'  基準格子
１２  光ガイド
１２'  再反射器
１３  入口
２０  測定ビーム
２２  回折次数
３０  検出器
３１  次数ダイアフラム
３２，３３，３４，３５  光学くさび
３６，３７，３８  基準格子
３９，４０，４１  光検出器
１２１  レンズ
１２２  ミラー
１２３  透明体
１２４  後面
Ｃ  ターゲット区域
ＣＯ  集光レンズ
ｄＸ，ｄＹ  横方向シフト
Ｅｘ  ビーム付形光学素子
ＩＦ  変位測定装置
ＩＮ  積分器
ＬＡ  光源
ＭＡ  マスク
ＭＴ  マスクテーブル
ＰＢ  投影ビーム
ＰＬ  レンズ
Ｖ  速度
Ｗ  ウェーハ
ＷＴ  ウェーハテーブル
【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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【図７】
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