特許 6510081 ガスゲージを有する装置およびそれを作動させる方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6510081

(24)【登録日】2019年4月12日

(45)【発行日】2019年5月8日

(54)【発明の名称】ガスゲージを有する装置およびそれを作動させる方法

(51)【国際特許分類】

   G01B 13/12 20060101AFI20190422BHJP

   G03F 7/20 20060101ALI20190422BHJP

   G03F 7/22 20060101ALI20190422BHJP

【ＦＩ】

   G01B13/12

   G03F7/20 521

   G03F7/22 H

【請求項の数】32

【全頁数】29

(21)【出願番号】特願2017-565723(P2017-565723)

(86)(22)【出願日】2016年6月6日

(65)【公表番号】特表2018-524580(P2018-524580A)

(43)【公表日】2018年8月30日

(86)【国際出願番号】EP2016062778

(87)【国際公開番号】WO2016202621

(87)【国際公開日】20161222

【審査請求日】2018年2月15日

(31)【優先権主張番号】62/181,465

(32)【優先日】2015年6月18日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】62/202,651

(32)【優先日】2015年8月7日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】503195263

【氏名又は名称】エーエスエムエル ホールディング エヌ．ブイ．

(73)【特許権者】

【識別番号】504151804

【氏名又は名称】エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ．

(74)【代理人】

【識別番号】100105924

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 賢樹

(74)【代理人】

【識別番号】100134256

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 武司

(72)【発明者】

【氏名】ライアンズ、ジョセフ、ハリー

(72)【発明者】

【氏名】レイイェン、マルティヌス、コーネリス

(72)【発明者】

【氏名】アルレマーク、エリク、ヨハン

(72)【発明者】

【氏名】ウングレアヌ、ニコラエ、マリアン

(72)【発明者】

【氏名】ウォルシュ、ジェームス ハミルトン

【審査官】 櫻井 仁

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−００３５０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１１４４４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１８９４２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０３２０８３２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１２−１９１２０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１２−５３１０３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１９８４２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２５８６７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／００６９２９１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 西独国特許出願公開第０２８０７８８１（ＤＥ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｂ １３／００−１３／２４

Ｇ０３Ｆ ７／２０− ７／２４

Ｇ０３Ｆ ９／００− ９／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

実質的に静止した基準のフレームとして構築され配設されたメトロロジフレームと、
前記メトロロジフレームに設置され基準表面を備える基準フレームと、
ガスゲージを備える測定プラットフォームであって、前記基準フレーム、メトロロジフレーム、および被測定表面に対し移動可能とされ、前記ガスゲージが前記基準表面にガスを提供するよう構成された基準ノズルと前記被測定表面に前記ガスを提供するよう構成された測定ノズルとを備える測定プラットフォームと、を備える装置。

【請求項2】

１０％以上の水素及び／またはヘリウムガスを含むガスを前記ガスゲージに提供するよう構成された水素及び／またはヘリウムガス供給部をさらに備える請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記ガスゲージは、前記基準ノズルおよび前記測定ノズルの各々からの背圧の差異を感知するよう構築され配設されたＭＥＭＳセンサを備える請求項１または２に記載の装置。

【請求項4】

前記ガスゲージと通信するよう構成され、感知された差異に基づいて前記測定プラットフォームの位置を調整するよう構成されたコントローラをさらに備える請求項３に記載の装置。

【請求項5】

前記メトロロジフレームに対する前記測定プラットフォームの距離を測定するよう構成された測定システムをさらに備える請求項１から４のいずれかに記載の装置。

【請求項6】

前記測定システムは、デジタルエンコーダまたはデジタルヘテロダイン干渉計を備えるデジタル測定部を備える請求項５に記載の装置。

【請求項7】

前記メトロロジフレームに対し前記測定プラットフォームを移動させるよう構成されたアクチュエータをさらに備える請求項１から６のいずれかに記載の装置。

【請求項8】

前記測定プラットフォームは、前記被測定表面にガスを提供するよう構成された追加の測定ノズルを備える追加のガスゲージを備え、前記追加のガスゲージは、前記ガスゲージの前記基準ノズルに流体的に接続されている請求項１から７のいずれかに記載の装置。

【請求項9】

前記測定プラットフォームは、前記被測定表面にガスを提供するよう構成された追加の測定ノズルを各々が備える複数のガスゲージを備え、前記複数のガスゲージは、前記被測定表面に実質的に平行な方向に延びるアレイをなして配置されている請求項１から８のいずれかに記載の装置。

【請求項10】

前記複数のガスゲージの各々は、前記基準表面にガスを提供するよう構成された基準ノズルをさらに含む請求項９に記載の装置。

【請求項11】

前記複数のガスゲージの各々は、前記ガスゲージの前記基準ノズルに流体的に接続されている請求項９または１０に記載の装置。

【請求項12】

前記複数のガスゲージは、前記アレイを横断してガスを分配するよう構成された流体接続チャネルを介して前記ガスゲージの前記基準ノズルに接続されている請求項１１に記載の装置。

【請求項13】

前記アレイを横断するガスの流れを制限するよう構成された複数の制限要素をさらに備える請求項１２に記載の装置。

【請求項14】

前記複数のガスゲージの各々は、背圧の差異を感知するよう構築され配設されたＭＥＭＳセンサをさらに備える請求項９から１３のいずれかに記載の装置。

【請求項15】

前記装置は、リソグラフィ装置であって、
パターン形成された放射ビームを受けて前記パターン形成された放射ビームを基板に投影するよう構築され配設された投影システムと、
前記基板を保持するよう構成された基板テーブルと、を備え、
前記基板の表面が前記被測定表面である請求項１から１４のいずれかに記載の装置。

【請求項16】

前記ガスゲージからの測定結果が、前記基板テーブルと前記測定プラットフォームの相対位置を決定し調整するよう使用される請求項１５に記載の装置。

【請求項17】

装置における表面を測定する方法であって、前記装置は、実質的に静止した基準のフレームとして構築され配設されたメトロロジフレームと、前記メトロロジフレームに設置され基準表面を備える基準フレームと、ガスゲージを備える測定プラットフォームであって、前記基準フレーム、メトロロジフレーム、および被測定表面に対し移動可能とされ、前記ガスゲージが前記基準表面にガスを提供するよう構成された基準ノズルと前記被測定表面にガスを提供するよう構成された測定ノズルとセンサとを備える測定プラットフォームと、を備え、前記方法は、
前記ガスゲージの前記基準ノズルにガスを提供することと、
前記ガスゲージの前記測定ノズルに実質的に一定のガス流れを提供することと、
前記基準ノズルと前記測定ノズルの各々からの背圧の差異を前記センサで感知することと、を備え、
前記基準ノズルは、前記基準表面にガスを提供するよう構成され、前記測定ノズルは、前記被測定表面にガスを提供するよう構成されている方法。

【請求項18】

前記感知することは、ＭＥＭＳセンサによって実行される請求項１７に記載の方法。

【請求項19】

感知された差異に基づいてアクチュエータを使用して前記測定プラットフォームの前記メトロロジフレームに対する位置を調整することをさらに備える請求項１７または１８に記載の方法。

【請求項20】

前記測定プラットフォームは、前記被測定表面にガスを提供するよう構成された追加の測定ノズルを備える追加のガスゲージを備え、前記追加のガスゲージは、前記ガスゲージの前記基準ノズルに流体接続チャネルを介して流体的に接続され、前記方法は、
前記流体接続チャネルを介して前記追加のガスゲージにガスを提供することと、
前記追加のガスゲージの前記測定ノズルに実質的に一定のガス流れを提供することと、を備える請求項１７から１９のいずれかに記載の方法。

【請求項21】

前記測定プラットフォームは、前記被測定表面にガスを提供するよう構成された追加の測定ノズルを各々が備える複数のガスゲージを備え、前記複数のガスゲージは、前記被測定表面に実質的に平行な方向に延びるアレイをなして配置され、前記方法は、
前記複数のガスゲージに実質的に一定のガス流れを提供することを備える請求項１７から２０のいずれかに記載の方法。

【請求項22】

前記複数のガスゲージの各々は、前記アレイを横断してガスを分配するよう構成された流体接続チャネルを介して前記ガスゲージの前記基準ノズルに流体的に接続され、前記方法は、前記アレイを横断して前記ガスを分配することをさらに備える請求項２１に記載の方法。

【請求項23】

前記流体接続チャネルは、前記アレイを横断するガスの流れを制限するよう構成された複数の制限要素を備え、前記方法は、前記アレイを横断する前記ガスの流れを制限することをさらに備える請求項２２に記載の方法。

【請求項24】

前記複数のガスゲージの各々は、ＭＥＭＳセンサをさらに備え、前記方法は、前記ＭＥＭＳセンサを使用して前記複数のガスゲージにおける背圧の差異を感知することをさらに備える請求項２１から２３のいずれかに記載の方法。

【請求項25】

前記装置は、パターン形成された放射ビームを受けて前記パターン形成された放射ビームを基板に投影するよう構築され配設された投影システムと、前記基板を保持するよう構成された基板テーブルと、を備えるリソグラフィ装置であり、前記基板の表面が前記被測定表面である請求項１７から２４のいずれかに記載の方法。

【請求項26】

前記ガスゲージからの測定結果が、前記基板テーブルと前記測定プラットフォームの相対位置を決定し調整するよう使用され、前記方法は、前記基板テーブルと前記測定プラットフォームの相対位置を調整することをさらに備える請求項２５に記載の方法。

【請求項27】

前記ガスは、１０％以上の水素及び／またはヘリウムガスを含む請求項１７から２６のいずれかに記載の方法。

【請求項28】

実質的に静止した基準のフレームとして構築され配設されたメトロロジフレームと、
複数のガスゲージを備える測定プラットフォームであって、メトロロジフレームおよび被測定表面に対し移動可能とされ、前記ガスゲージの各々が前記被測定表面にガスを提供するよう構成された測定ノズルを有する測定プラットフォームと、
前記測定プラットフォームまたは前記メトロロジフレームに設置され基準表面を備える基準フレームと、を備え、
前記測定プラットフォームは、前記基準表面にガスを提供するよう構成された基準ノズルを備え、
前記複数のガスゲージは、前記被測定表面に実質的に平行な方向に延びるアレイをなして配置されている装置。

【請求項29】

前記測定プラットフォームを前記メトロロジフレームに対して移動させるよう構成されたアクチュエータをさらに備える請求項２８に記載の装置。

【請求項30】

前記複数のガスゲージの各々は、前記ガスゲージの前記基準ノズルに流体的に接続されている請求項２８または２９に記載の装置。

【請求項31】

前記複数のガスゲージの各々は、背圧の差異を感知するよう構築され配設されたＭＥＭＳセンサをさらに備える請求項２８から３０のいずれかに記載の装置。

【請求項32】

前記ガスは、１０％以上の水素及び／またはヘリウムガスを含む請求項２８から３１のいずれかに記載の装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
本出願は、２０１５年６月１８日に出願された米国出願第６２／１８１，４６５号および２０１５年８月７日に出願された米国出願第６２／２０２，６５１号の優先権を主張し、その全体が本明細書に援用される。

【0002】

本開示は、ガスゲージを有する装置および測定システム並びにそれを作動させる方法に関する。

【背景技術】

【0003】

リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板に、通常は基板の目標部分に与える機械である。リソグラフィ装置は例えば集積回路（ＩＣ）の製造に用いられうる。この場合、マスクまたはレチクルとも称されるパターニングデバイスが、ＩＣの個別の層に形成されるべき回路パターンを生成するために使用されうる。このパターンは、基板（例えばシリコンウェーハ）上の目標部分（例えば１つまたは複数のダイの一部を含む）に転写されうる。パターンの転写は典型的には基板に設けられた放射感応性材料（レジスト）の層への結像による。一般に一枚の基板には網目状に隣接する一群の目標部分が含まれ、これらは連続的にパターン形成される。公知のリソグラフィ装置にはいわゆるステッパとスキャナとがある。ステッパにおいては、目標部分にパターン全体が一度に露光されるようにして各目標部分は照射を受ける。スキャナにおいては、所与の方向（「走査」方向）に放射ビームによりパターンを走査するとともに基板をこの方向に平行または逆平行に同期して走査するようにして各目標部分は照射を受ける。

【0004】

例えば露光中の精度を改善し及び／または部品移動中の衝突を防止するために、１つ又は複数のシステムが、センサのような基準点に対し感知及び／または測定し、または基板を測定するために設けられている。

【発明の概要】

【0005】

基板を検出するシステムには、光学または静電容量センサ（またはプローブ）および方法を用いるものがある。これらは良好なレンジに適合しうるが、測定されるべき表面の材料（回路、レジスト、ハードマスク、光学素子など）との相互作用による誤差に悩まされうる。他の種類のセンサには、検出のレンジは制限されるがプロセス感度など他の領域では優れるものがある。こうしたセンサの例としては、ガスゲージ、原子間力顕微鏡、走査トンネル顕微鏡がある。検出レンジが制限されたこうした種類のセンサは、測定される表面への常時近接がリスクとなり使用の妨げとなりうるので利用分野が限定されうる。

【0006】

ガスゲージは、光学および静電容量センサに起こりうる下層のフィルムとの相互作用を起こさないので、例えば被覆された基板のトポグラフィマップを測定するとき、光学および静電容量センサよりも顕著な精度を提供しうる。ガスゲージは、基板の上面だけを測定し、これは被覆された表面について理想的な基準となる。

【0007】

ガスゲージは、リソグラフィツールにおける基板（またはその他）の目標表面の位置を測定するために使用されることができる。ガスゲージは典型的に、目標表面の近傍に配置された測定ノズルを有する空気圧ブリッジを備える。またガスゲージは典型的に、測定構成要素の近傍または同一環境に配置された別個の基準ノズルを含む。目標表面と測定ノズルの隙間が変わると、測定ノズルを通じた流量が変化し、ブリッジにおける圧力差または流れの変化が検出される。測定ノズルから目標表面への隙間の何らかの変化がブリッジにおける圧力不均衡をもたらす。この圧力不均衡は、圧力センサによって、または、流れがノズルでの流れに有意でなければ流れデバイスによって、検出されうる。ガスゲージによりなされる隙間測定は、ブリッジを通じた流れがほぼ均衡している公称隙間に目標表面が位置するとき最も正確となり、測定隙間が公称値から離れて動くと精度が悪くなる傾向にある。ゼロから離れると、感知される流れまたは圧力の差異と隙間との関係が損なわれ、読み取り値が弱まり、共通のモードの誤差が増加することになる。

【0008】

リソグラフィ分野においてガスゲージは典型的に、およそ０．３ミリメートル（ｍｍ）未満の固定されたスタンドオフ距離（スタンドオフ）で使用される。こうした小さいスタンドオフでは、ガスゲージのノズルと例えば目標表面とが衝突する可能性がある。

【0009】

また、ガスゲージが目標表面位置の範囲を正確に測定するために使用される限り、その精度は制限されうる。したがって、ガスゲージを使用する測定につきその性能と有用な測定範囲を最大化するのに役立つ方法およびシステムが有益であろう。

【0010】

ガスゲージは、それに関連付けられる１つ又は複数の問題を有しうる。空気圧システムの動的応答は、配管（容積）の内部体積と関連する空気抵抗に反比例する。感度をできるだけ高くするには、圧力感知デバイスの設計においてダイヤフラムをより大きくするよう突き進め、圧力感知デバイスが所望の変形または歪みを得られるようにすることになる。これにより圧力感知デバイスは大型となり内部体積が増加する。より小さい体積から得られるより高速の空気圧応答時間という望みに反する。それとともに、またはそれに代えて、ガスゲージは隙間の変化を測定するから、測定の安定性は、安定した搭載プラットフォームに依存する。もし、このプラットフォームがガスゲージノズルアセンブリを再配置する伸長、後退を許容する機構である場合には、伸長／後退の安定性は誤差源となる。この問題を解決する手段は、伸長／後退する機構の位置を基準のフレームに対して追跡する別個のメトロロジシステムを使用することである。しかし、精確なこのようなメトロロジシステムは、その感知システムのノイズ、線形性、及び／またはドリフトに起因して誤差源となりうる。それとともに、またはそれに代えて、図４を参照してより詳しく説明されるが、ガスゲージの基準となる隙間は、ガスケージ本体に搭載されうるので、ガスゲージとともに移動する。したがって、ガスゲージの読み取り値は、伸長／後退するメトロロジによる検出に応じて、誤差となる動きについて補償されるべきである。これには、誤差が隙間の縮小によるのか、あるいは例えばサーボモータの誤差によるのかを判定する追加の測定または計算が含まれる。

【0011】

本開示のある態様によると、実質的に静止した基準のフレームとして構築され配設されたメトロロジフレームと、メトロロジフレームに設置され基準表面を有する基準フレームと、を備える装置が提供される。また、ガスゲージを有する測定プラットフォームが含まれる。測定プラットフォームは、基準フレーム、メトロロジフレーム、および被測定表面に対し移動可能とされている。ガスゲージは、基準表面にガスを提供するよう構成された基準ノズルと、被測定表面にガスを提供するよう構成された測定ノズルと、を有する。

【0012】

本開示の他の態様によると、装置における表面を測定する方法が提供される。装置は、実質的に静止した基準のフレームとして構築され配設されたメトロロジフレームと、メトロロジフレームに設置され基準表面を有する基準フレームと、ガスゲージを備える測定プラットフォームとを有する。測定プラットフォームは、基準フレーム、メトロロジフレーム、および被測定表面に対し移動可能とされている。ガスゲージは、基準表面にガスを提供するよう構成された基準ノズルと、被測定表面にガスを提供するよう構成された測定ノズルと、センサとを有する。本方法は、ガスゲージの基準ノズルにガスを提供することと、ガスゲージの測定ノズルに実質的に一定のガス流れを提供することと、基準ノズルと測定ノズルの各々からの背圧の差異をセンサで感知することと、を含む。基準ノズルは、基準表面にガスを提供するよう構成され、測定ノズルは、被測定表面にガスを提供するよう構成されている。

【0013】

本開示の更なる他の態様によると、基準表面にガスを提供するよう構成された基準ノズルと、被測定表面にガスを提供するよう構成された測定ノズルと、基準ノズルおよび測定ノズルの各々からの背圧の差異を感知するよう構築され配設されたＭＥＭＳセンサと、を含むガスゲージが提供される。

【0014】

本開示の実施形態の特徴及び／または利点は、本開示のさまざまな実施形態の構成及び動作とともに添付の図面を参照して以下に詳細に説明される。本開示は、本明細書に記載された特定の実施形態に限定されないことを留意されたい。これらの実施形態は、単に説明のみを目的として本明細書に示されている。本明細書に含まれる教示に基づくさらなる実施形態は、当業者にとって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

【0015】

本開示のいくつかの実施の形態が付属の図面を参照して以下に説明されるがこれらは例示に過ぎない。

【0016】

【図1】本開示のある実施の形態に係るリソグラフィ装置を概略的に示す。

【0017】

【図2】装置におけるデジタル測定プラットフォームを示すある実施の形態の概略図である。

【0018】

【図3】本開示のある実施の形態に係り、図２の測定プラットフォームにおいて使用されるガスゲージの概略図を示す。

【0019】

【図4】関連付けられた基準点をもつガスゲージを利用するシステムの一例を示す。

【0020】

【図5】本開示のある実施の形態に係る基準フレームとともに装置に設けられた図３のガスゲージの概略図を示す。

【0021】

【図6】本開示のある実施の形態に係り、第１方向において基準フレームとともに装置に設けられたガスゲージのアレイの概略図を示す。

【0022】

【図7】本開示の他のある実施の形態に係り、第１方向において基準フレームとともに装置に設けられたガスゲージのアレイの概略図を示す。

【0023】

【図8】本開示の他のある実施の形態に係り、第２方向において基準フレームとともに装置に設けられたガスゲージのアレイの概略図を示す。

【0024】

【図9】本開示のある実施の形態に係る装置に使用される多数の測定ノズルを有するガスゲージの概略図である。

【0025】

【図10】本開示の他の実施の形態に係り、第２方向において代替的な基準フレームとともに装置に設けられたガスゲージのアレイの概略図を示す。

【0026】

【図11】本開示のある実施の形態に係る低圧（例えば真空）環境において装置に使用されるガスゲージの概略図である。

【0027】

【図12】本開示のある実施の形態に係る大気圧環境において装置に使用されるガスゲージの概略図と覆いの断面図である。

【0028】

【図13】本開示の他のある実施の形態に係る大気圧環境において装置に使用されるガスゲージの概略図と覆いの断面図である。

【0029】

【図14】本開示の実施の形態に係る図２の測定プラットフォームに設けられうるガスゲージの概略図を示す。

【0030】

【図15】図１４の概略的なガスゲージの測定側の測定体積の概略図を示す。

【0031】

【図16】図１４の概略的なガスゲージにおける測定チャネルとセンサの体積の概略図を示す。

【0032】

本開示の特徴および効果は、図面とともに以下の詳細な説明から明らかになる。図面では、類似の参照文字は、明細書全体を通して対応する構成要素を特定する。図面において、類似の参照番号は通常、たとえ記載された各図を参照して実質的に記述されていなかったとしても、そうした参照番号または構成要素が同一の、機能的に類似、および／または構造的に類似の構成要素を示す。

【発明を実施するための形態】

【0033】

本明細書は、本開示の特徴を組み込んだ一つ以上の実施形態を開示している。開示された実施形態は、単に本開示の例示に過ぎない。本開示の範囲は、開示された実施形態に限られない。本開示は、この文書に添付された特許請求の範囲によって定義される。

【0034】

本明細書に説明される実施形態と、「一つの実施の形態」、「ある実施の形態」、「例示的な実施の形態」などの言及は、説明した実施形態が特定の特徴、構造、または性質を含んでいてもよいことを表すが、すべての実施形態がその特定の特徴、構造、または性質を必ずしも含んでいるわけではない。さらにまた、こうした表現が必ずしも同じ実施形態を指すものではない。さらに、特定の特徴、構造、または性質をある実施形態に関して説明するとき、明示的に説明されるか否かにかかわらず、他の１つ又は複数の実施形態に関してそのような特定の特徴、構造、または性質をもたらすことができるものと理解される。

【0035】

本書に説明される実施形態がハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアのさまざまな形式及び／または図示される主体に実装されうることは、当業者に明らかであろう。
ある実施形態を実装するための特別に制御されるハードウェアと何らかの実際のソフトウェアコードは、限定的ではない。よって、詳細さの程度がここに提示されるならば、実施形態の動作および挙動は実施形態の修正および変形が可能であるという理解とともに記述される。

【0036】

実施形態を詳細に説明する前に、実施形態が実装されうる例示的な環境を提示することが有益である。

【0037】

図１は、リソグラフィ装置ＬＡを概略的に示す。本装置は、放射ビームＢ（例えば、ＵＶ放射、またはＤＵＶ放射、またはＥＵＶ放射）を調整するよう構成されている照明システム（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を支持するよう構成され、いくつか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構成されている第１位置決め装置ＰＭに接続されているパターニングデバイス支持部または支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴと、基板（例えば、レジストで被覆されたウェーハ）Ｗを保持するよう構成され、いくつかのパラメータに従って基板を正確に位置決めするよう構成されている第２位置決め装置ＰＷに接続されている基板テーブル（例えばウェーハテーブル）ＷＴと、パターニングデバイスＭＡにより放射ビームＢに付与されたパターンを基板Ｗの（例えば１つ以上のダイを含む）目標部分Ｃに投影するよう構成されている投影システム（例えば、屈折投影レンズ系）ＰＳとを含む。

【0038】

照明システムは、放射の方向や形状の調整、または放射の制御のために、各種の光学素子、例えば屈折光学素子、反射光学素子、磁気的光学素子、電磁気的光学素子、静電的光学素子、またはその他の形式の光学素子、若しくはそれらの任意の組み合わせを含んでもよい。

【0039】

パターニングデバイス支持部は、パターニングデバイスの向きやリソグラフィ装置の設計、あるいは、例えばパターニングデバイスが真空環境下で保持されるか否か等その他の条件に応じた方式でパターニングデバイスを保持する。パターニングデバイス支持部は、機械的固定、真空固定、静電固定、またはパターニングデバイスを保持するその他の固定技術を用いうる。パターニングデバイス支持部は例えばフレームまたはテーブルであってよく、固定されていてもよいし必要に応じて移動可能であってもよい。パターニングデバイス支持部は、パターニングデバイスが例えば投影システムに対して所望の位置にあることを保証してもよい。本書では「レチクル」または「マスク」という用語を用いた場合には、より一般的な用語である「パターニングデバイス」に同義であるとみなされうる。

【0040】

本書で使用される「パターニングデバイス」という用語は、基板の目標部分にパターンを形成すべく放射ビームの断面にパターンを付与するために使用されうるいかなるデバイスをも指し示すよう広く解釈されるべきである。例えばパターンが位相シフトフィーチャあるいはいわゆるアシストフィーチャを含む場合のように、放射ビームに付与されるパターンが基板の目標部分に所望されるパターンと厳密に一致していなくてもよいことに留意すべきである。一般には、放射ビームに付与されるパターンは、目標部分に形成される集積回路などのデバイスにおける特定の機能層に対応する。

【0041】

パターニングデバイスは透過型であっても反射型であってもよい。パターニングデバイスの例としては、マスクやプログラマブルミラーアレイ、プログラマブルＬＣＤパネルがある。マスクはリソグラフィの分野で周知であり、バイナリマスクやレベンソン型位相シフトマスク、ハーフトーン型位相シフトマスク、更に各種のハイブリッド型マスクが含まれる。プログラマブルミラーアレイの一例としては、小型のミラーがマトリックス状に配列され、各ミラーが入射してくる放射ビームを種々の方向に反射するように個別に傾斜可能であるというものがある。これらの傾斜ミラーにより、ミラーのマトリックスで反射された放射ビームにはパターンが付与されることになる。

【0042】

図示されるように、本装置は、（例えば透過型マスクを用いる）透過型である。これに代えて、本装置は、（例えば、上述の形式のプログラマブルミラーアレイ、または反射型マスクを用いる）反射型であってもよい。

【0043】

リソグラフィ装置は、基板の少なくとも一部が例えば水などの比較的高い屈折率を有する液体で投影システムと基板との間の空間を満たすよう覆われうる形式のものであってもよい。液浸液は、例えばマスクと投影システムの間などのリソグラフィ装置の他の空間に適用されてもよい。液浸技術は投影システムの開口数を増大させるために関連技術において周知である。本書で使用される「液浸」との用語は、基板等の構造体が液体に浸されなければならないことを意味するのではなく、液体が投影システムと基板との間に露光中に配置されることを意味するにすぎない。

【0044】

図１を参照すると、イルミネータＩＬは放射源ＳＯから放射ビームを受ける。例えば放射源がエキシマレーザである場合には、放射源とリソグラフィ装置とは別体であってもよい。この場合、放射源はリソグラフィ装置の一部を構成しているとはみなされなく、放射ビームは、例えば適当な方向変更用のミラー及び／またはビームエキスパンダを含むビーム搬送系ＢＤを介して放射源ＳＯからイルミネータＩＬへと受け渡される。あるいは放射源が例えば水銀ランプである場合には、放射源はリソグラフィ装置１００に一体の部分であってもよい。放射源ＳＯとイルミネータＩＬとは、またビーム搬送系ＢＤが必要とされる場合にはこれも合わせて、放射システムと総称されてもよい。

【0045】

イルミネータＩＬは、放射ビームの角強度分布を調整するアジャスタＡＤを含んでもよい。一般には、イルミネータの瞳面における強度分布の少なくとも外側及び／又は内側半径範囲（通常それぞれ「シグマ−アウタ（σ-outer）」、「シグマ−インナ（σ-inner）」と呼ばれる）を調整することができる。加えてイルミネータＩＬは、インテグレータＩＮおよびコンデンサＣＮ等その他の各種構成要素を含んでもよい。イルミネータは、ビーム断面における所望の均一性及び強度分布を得るべく放射ビームを調整するために使用されてもよい。

【0046】

放射ビームＢは、パターニングデバイス支持部（例えばマスクテーブルＭＴ）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りパターン形成される。パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを横切って、放射ビームＢは、基板Ｗの目標部分Ｃにビームを合焦する投影システムＰＳを通過する。第２位置決め装置ＰＷと位置センサＩＦ（例えば、干渉計、リニアエンコーダ、二次元エンコーダまたは静電容量センサ）により、例えば放射ビームＢの経路に異なる目標部分Ｃを位置決めするように、基板テーブルＷＴを正確に移動させることができる。第１位置決め装置ＰＭと別の位置センサ（図１には明示されていない）は、例えばマスクライブラリからの機械的な検索後または走査中に、放射ビームＢの経路に対してパターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを正確に位置決めするために使用することができる。

【0047】

パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡと基板Ｗは、マスクアライメントマークＭ_１、Ｍ_２と基板アライメントマークＰ_１、Ｐ_２を用いてアライメントされてもよい。図においては基板アライメントマークが専用の目標部分を占拠しているが、それらは目標部分間に配置されてもよい（これはスクライブライン・アライメントマークとして公知である）。同様に、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡに複数のダイがある場合にはマスクアライメントマークがダイ間に配置されてもよい。小さなアライメントマーカがダイ内でデバイスフィーチャ間に含まれてもよく、その場合、マーカはなるべく小さく、隣接のフィーチャと異なる結像またはプロセス条件を何ら要しないことが望まれる。アライメントマーカを検出しうるアライメントシステムのある実施の形態は、後述される。

【0048】

図示の装置は例えば次のモードのうち少なくとも１つのモードで使用され得る。

【0049】

１．ステップモードにおいては、放射ビームに付与されたパターンの全体が１回で目標部分Ｃに投影される間、パターニングデバイス支持部（例えばマスクテーブル）ＭＴ及び基板テーブルＷＴａは実質的に静止状態とされる（すなわち単一静的露光）。そして基板テーブルＷＴａがＸ方向及び／またはＹ方向に移動されて、異なる目標部分Ｃが露光される。ステップモードでは露光フィールドの最大サイズが単一静的露光で結像される目標部分Ｃのサイズを制限することになる。

【0050】

２．スキャンモードにおいては、放射ビームに付与されたパターンが目標部分Ｃに投影される間、パターニングデバイス支持部（例えばマスクテーブル）ＭＴ及び基板テーブルＷＴａは同期して走査される（すなわち単一動的露光）。パターニングデバイス支持部（例えばマスクテーブル）ＭＴに対する基板テーブルＷＴａの速度及び方向は、投影システムＰＳの拡大（縮小）特性及び像反転特性により定められうる。スキャンモードでは露光フィールドの最大サイズが単一動的露光での目標部分の（非走査方向の）幅を制限し、走査移動距離が目標部分の（走査方向の）長さを決定する。

【0051】

３．別のモードにおいては、パターニングデバイス支持部（例えばマスクテーブル）ＭＴがプログラマブルパターニングデバイスを保持して実質的に静止状態とし、放射ビームに付与されたパターンが目標部分Ｃに投影される間、基板テーブルＷＴａが移動または走査される。このモードではパルス放射源が通常用いられ、プログラマブルパターニングデバイスは、基板テーブルＷＴａの毎回の移動後、または走査中の連続放射パルス間に必要に応じて更新される。この動作モードは、上述の形式のプログラマブルミラーアレイ等の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することができる。

【0052】

上記で記載した使用モードを組み合わせて動作させてもよいし、各モードに変更を加えて動作させてもよいし、さらに全く別の使用モードが用いられてもよい。例えば、本装置は、デュアルステージの装置であってもよい。

【0053】

図２は、ある実施の形態に係り、装置に使用される、デジタル処理により安定化された測定プラットフォーム１００を示す。一つの実施の形態において、本装置は、図１に示される例示的な装置などのリソグラフィ装置である。本装置は、実質的に静止した基準のフレーム（または基準点）としてメトロロジシステムＷＭＳと測定プラットフォーム１００の両方について使用されるメトロロジフレームＭＦを有する。ある実施の形態においては、メトロロジシステムＷＭＳは、基板メトロロジシステムである。メトロロジシステムＷＭＳは、（基板テーブルＷＴ上の）基板Ｗなどの物体の被測定目標表面とメトロロジフレームＭＦとの間の相対近接度（例えば距離）を決定しうる。

【0054】

測定プラットフォーム１００は、デジタル測定システム１０２（またはセンサ、または感知システム）と、近接測定システム１０４（またはセンサ、または感知システム）とを用いる。デジタル測定システム１０２は、測定プラットフォーム１００とメトロロジフレームＭＦとの近接度または距離を測定または推定するために使用される。デジタル測定システム１０２は、メトロロジフレームＭＦに対する測定プラットフォーム１００の動きを連続的に追跡し続けうる。デジタル測定システム１０２は、メトロロジフレームＭＦに対して測定プラットフォーム１００を移動（例えば伸長及び／または後退）させるように構成されている１つ又は複数のアクチュエータまたは機構を含み、及び／またはそれらと（例えばコントローラを介して）通信しうる。ある実施の形態においては、デジタル測定システム１０２は、測定プラットフォーム１００とメトロロジフレームＭＦとの相対移動を測定するように構成されている２つまたはそれより多数のセンサを備える。デジタル測定システム１０２のセンサは、測定プラットフォーム１００上に、またはメトロロジフレームＭＦ上に、または両方に設けられてもよく、またはいずれにも設けられなくてもよい（その代わりに例えば隣接部分に搭載される）。

【0055】

デジタル測定システム１０２を使用することによって、測定されるべき所望の目標物（すなわち図２における基板Ｗ）にごく近接させてセンサ１０４（例えば、比較的短いレンジのセンサ）を動かすことが可能になる。また、デジタル測定システムは、干渉に影響されにくく、より良好な再現性を有する。よって、デジタル測定システム１０２によって決定される測定結果は、高度に正確となりうる。さらに、プラットフォーム１００は、デジタル測定システム１０２の追加のセンサ（またはシステム）（例えば、比較的長いレンジのセンサ）を使用することによって、高精度に保持され、またはその位置が高精度に決定されるべきである。ここで、追加のセンサは、高度に正確であり、適用の要件を満たす適正なレンジを含む。センサ１０２，１０４は協働して、長いレンジと優れた性能をもつ一つのセンサとして効果的に機能するであろう。

【0056】

デジタル測定システム１０２におけるセンサは、いかなる形式のデジタルセンサであってもよい。ある実施の形態においては、測定プラットフォーム１００のデジタル測定システム１０２は、デジタルエンコーダ、及び／またはデジタルヘテロダイン干渉計、及び／または他のデジタル式の感知システムの形式をとりうるセンサを含む。

【0057】

測定プラットフォーム１００の近接測定システム１０４は、基板テーブルＷＴ上の基板Ｗの表面などの目標表面を、装置内部での測定のために利用する。ある実施の形態においては、測定プラットフォーム１００と目標表面との間の相対近接度が決定される。近接測定システム１０４は、メトロロジフレームＭＦに対する目標表面の動きを追跡し続けうる。システム１０２，１０４の各々が、それらの基準となる目標物または例えば表面を感知しまたは測定するための（例えば、コントローラに通信可能に接続された）センサを用いうる。

【0058】

ある実施の形態においては、測定プラットフォーム１００は、近接測定システム１０４の一部として、ガスゲージと圧力または流れセンサ１３８を備える。測定プラットフォーム１００は、基板Ｗの表面（およびその相対位置）を感知しまたは測定するように構成されていてもよい。

【0059】

図３は、圧力センサ１３８を備えるガスゲージの一例を示す。図示されるように、コントローラＣは、ガス（例えば、空気源（図示せず）からの空気、またはガス源（図示せず）からの他のガス）を中央チャネル１１２を介して所望の圧力でガスゲージのノズルまたはヘッドへと供給しまたは吹き出すように構成されているガス供給部１０６（例えば、空気供給部）に結合されていてもよい。コントローラＣは、ガスの一定の流量、またはそれを実現する一定の圧力をガスゲージ内部に維持するように構成されていてもよい。また、後述のように、コントローラＣは、必要とされる場合、ガスゲージと通信し、測定プラットフォーム１００の位置を調整するように構成されている。また、コントローラＣは、被測定表面、基板テーブル、またはその両方の位置を調整するように構成されていてもよい。ある実施の形態においては、コントローラは、（例えば、移動している基板テーブルＷＴを介して基板Ｗの）被測定表面の移動を所定方向（例えば、Ｚ方向）において制御するように構成されているサーボコントローラである。

【0060】

本書に開示される、ガス供給部１０６を介して供給されまたは分配されるガスの種類とガスゲージは、変更されうる。前述のように、一つの実施の形態においては、空気がガス供給部１０６によって供給されてもよい。しかし、本開示を通じて、空気またはガスとのいかなる言及も限定を意図するものではないと理解されるべきである。すなわち、「ガス」とは、単一の元素の気体（例えば、窒素、水素など）、または化合物（例えば、二酸化炭素など）、または気体の混合物（例えば空気）を指しうる。

【0061】

本書の実施の形態によれば、水素（Ｈ_２）ガスが、ガス供給部１０６に提供され、本開示の実施の形態に係るガスゲージへと分配される。ある実施の形態においては、ガス供給部１０６によって提供されるガスは、実質的に水素（Ｈ_２）ガスからなる。ある実施の形態においては、ガス供給部１０６によって提供されるガスは、１０％以上、２０％以上、３０％以上、４０％以上、５０％以上、６０％以上、７０％以上、８０％以上、９０％以上、９５％以上、または９９％以上の水素（Ｈ_２）ガスを含有する。ガスゲージへの水素（Ｈ_２）ガスの使用と測定を以下に説明する。

【0062】

図３に概略的に示されるように、ガスゲージはまた、測定チャネル１１６、基準チャネル１１８、測定チャネル制限要素１２０、基準チャネル制限要素１２２、測定デバイス１２８、基準デバイス１３０、ブリッジチャネル１３６、圧力または流れセンサ１３８を含む。中央チャネル１１２は、ガス供給部１０６を測定チャネル１１６と基準チャネル１１８に接続する。例えば、中央チャネル１１２は、測定チャネル１１６と基準チャネル１１８とに分岐している。実質的に一定のガス流れが測定デバイス１２８に提供されうる。

【0063】

測定チャネル１１６と基準チャネル１１８は、制限要素１２０，１２２を含みうる。制限要素１２０，１２２の各々は、測定チャネル１１６および基準チャネル１１８それぞれを通じて進むガス流れを制限する。一つの制限要素として任意の数のデバイスが使用されてもよく、細いチューブまたはチャネル、（例えば、チャネルの長さに沿ってある場所で幅（例えば直径）を制限する）制限オリフィス、または、チャネル内部に配置されるバルブ状デバイスが含まれるがこれらに限られない。このように、制限する機構またはデバイスは限定を意図しない。

【0064】

同様に、中央チャネル制限要素１１４が、測定チャネル１１６と基準チャネル１１８に分かれる手前で中央チャネル１１２内部に配置されていてもよい。また上述のように、中央チャネル１１２を制限する機構は限定されない。それとともに、及び／またはそれに代えて、中央チャネル制限要素１１４は、ガス供給部１０６から受け入れるガスについてフィルタとして働く。

【0065】

ブリッジチャネル１３６は、測定チャネル１１６と基準チャネル１１８との間に連結されている。ブリッジチャネル１３６は、ガスゲージにおいてガスが不均衡となるとき背圧を受ける。これは詳しく後述される。ブリッジチャネル１３６は、センサ１３８を含む。ある実施の形態においては、圧力センサは、ＭＥＭＳセンサの形式をもつ動的応答デバイスである。ＭＥＭＳセンサは、被測定表面に対するブリッジ不均衡すなわち隙間の不均衡を検出すべく、測定チャネル１１６および基準チャネル１１８からブリッジチャネル１３６を通るいずれかの方向にガスが逆流するとき、基準ノズルおよび測定ノズルの各々からの背圧の差異または不均衡を感知する。したがって、一つの実施の形態においては、センサ１３８は、差圧センサとして定義されうる。基準チャネル１１８は、背圧Ｐｒｅｆを有し、測定チャネル１１６は、背圧Ｐｍｅａを有しうる。

【0066】

ＭＥＭＳデバイスは生来小型であり、よって、ＭＥＭＳデバイスをガスゲージにおいて圧力を感知するのに用いることにより、より小さい内部体積（より小さい差異の検出）及び／またはより速い応答時間（周波数及び／または速度に有利をもたらす）が可能となる。例えば、ＭＥＭＳセンサは、１ｍｍ^３に近い内部体積を有しうる。同様の感度の静電容量センサは通例６０ｍｍ^３程度であるから、ＭＥＭＳセンサの使用は、およそ１０倍の空気圧バンド幅の低減をかなり小さなパッケージでもたらしうる。ある実施の形態においては、ＭＥＭＳデバイスは、差圧センサ、小型の微小流量計、またはコリオリ式流量計を備え、または、電気的または計算的方法によって差異が決定される２つまたはそれより多数の絶対圧ＭＥＭＳセンサを備えてもよい。他のある実施の形態においては、ＭＥＭＳデバイスは、流れセンサであってもよい。こうしたＭＥＭＳ流れセンサは、例えば大気圧に露出されるシステムにおいて使用されてもよい。

【0067】

ある実施の形態においては、ブリッジ構成のために、ガス逆流は、チャネル１１６，１１８間に圧力差（ＰｒｅｆとＰｍｅａの差異）が生じるときにのみ、ブリッジチャネル１３６を通じて起こりうる。ある実施の形態においては、ＭＥＭＳセンサは、（２つの作用する圧力の差異としての）圧力の変化を検出するように設計された差圧センサであってもよい。差圧センサは、２つのチャネル間の圧力の差異（これは、基準表面に対する測定隙間Ｇ２と基準表面に対する基準隙間Ｇとの間の差異の関数でありうる）を測定または感知しうる。

【0068】

上下反転したＵ字状の形が模式的に示されているが、ガスゲージ部分とチャネルが対称であることは何ら本来的な要件ではないものと当業者には理解されるべきである。同様に、図３に示されるように、センサ１３８の位置は、ブリッジチャネル１３６の中央である必要はないが、そうであってもよい。

【0069】

ガスゲージ１００内部のすべてのチャネルは、ガス流れを許容しうる。チャネル１１２，１１６，１１８，１３６は、導管（例えばチューブ、パイプなど）、または、システム１０４を通るガス流れを収容または案内しうるいかなる他の形式の構造として作られてもよい。たいていの実施の形態では、チャネル１１２，１１６，１１８，１３６は、空気圧ノイズをほとんど発生しないように構成されていてもよい（こうしたノイズは一例として局所乱流または流れ不安定性の発生からもたらされうる）。いくつかの実施の形態においては、測定チャネル１１６と基準チャネル１１８の全長が等しくてもよいし、等しくなくてもよい。

【0070】

基準チャネル１１８は、ガスを送出するように構成されている、ノズルの形をとりうる基準デバイス１３０（以下では「基準ノズル」と称する）にて終端する。同様に、測定チャネル１１６は、ガスを送出するように構成されている、ノズルの形をとりうる測定デバイス１２８（以下では「測定ノズル」と称する）にて終端する。これらのノズル１２８，１３０は、それらに関連付けられた表面に向けてガスを分配するように設けられている。例えば、後述のように、ガス供給部１０６によって吹き出されるガスは、ノズル１２８，１３０から（例えば、実質的に一定の流れとして）放出され、（例えば基板Ｗの）被測定表面と基準フレーム１３２の基準表面１３４にそれぞれ作用する。例えば基板Ｗと測定ノズル１２８の距離を変化させると、ノズル内のガス圧力が変化する。これがノズル１２８と基板Ｗとの距離についての尺度として使用される。センサ１３８は、（表面それぞれに作用する結果としての）圧力Ｐｒｅｆ，Ｐｍｅａの差異を検出（または感知）するように構成されている。感知された圧力の差異の検出に基づいて、被測定表面（例えば基板Ｗの表面）は、その位置を調整させうる。後述するように、このような（例えば測定プラットフォームまたは基板テーブルの）移動が、実質的に一定の隙間を維持することを許容し、またそれを可能にする。

【0071】

前述のように、ノズルと対応する基準表面との距離は基準隙間と称されうる。公知のシステムにおいては、基準隙間は、固定されたスタンドオフに設けられている。例えば、図４は、ガスゲージとそれに関連付けられた圧力センサ１０７を備える測定プラットフォーム１００の内部に設けられ及び／または直接設置された基準フレームＲＦを含むシステムの一例を示す。すなわち、基準フレームＲＦは、スタンドオフ（または基準隙間）が固定されガスゲージとともに移動するようにガスゲージ本体（１００）に設置されている。しかし、前述のように、この手法で目標表面を測定する場合にはまだ誤差が（例えば感知システムのノイズ、線形性、及び／またはドリフトによって）生じうる。アナログに伸長・後退するメトロロジシステム１０３は、誤差を生じさせる伸長後退機構１０５を介してガスゲージを不正確に移動させうる。

【0072】

固定されたスタンドオフに代えて、本開示のある実施の形態は、ガスゲージが当該基準表面に対して移動するという、基準表面を用いるように設計されている。図５から図１０を参照して説明するような、いくつかの実施の形態においては、基準ノズル１３０は、基準フレーム１３２の基準表面１３４の上方に基準隙間Ｇを有して位置する。基準フレーム１３２は、メトロロジフレームＭＦに設置され、またはしっかりと固定されている。ある実施の形態によれば、基準フレーム１３２は、メトロロジフレームＭＦに直接設置されている。本開示においては、例えば、基準フレーム１３２は、システムメトロロジフレームＭＦに設置されている。基準ノズル１３０は基準表面１３４の上方に基準隙間Ｇを有して位置しているが、基準ノズルは、基準表面１３４、基準フレーム１３２、またメトロロジフレームＭＦに対して移動されるように構成されている。

【0073】

測定ノズル１２８は、測定表面の上方に位置する。例えば、測定ノズル１２８は、基板テーブルＷＴまたはステージ上に支持されるとともにパターン形成された放射ビームに露光されるように構成された基板（基板Ｗ）の表面に対して設けられている。測定ノズル１２８は、基板Ｗの測定表面の上方に未知の隙間Ｇ２を有して位置する。

【0074】

いくつかの実施の形態においては、基準隙間Ｇは、センサ１３８によって測定された逆流圧に基づいて所望の値に設定されてもよい。すなわち、基準ノズル１３０の上流でのガス圧Ｐｒｅｆは、基準隙間Ｇの関数である。ある実施の形態においては、隙間Ｇ２は、センサ１３８によって測定された逆流圧に基づいて所望の値に設定されてもよい。すなわち、測定ノズル１２８の上流でのガス圧Ｐｍｅａは、隙間Ｇ２の関数である。

【0075】

図示されるように、ノズル１２８，１３０は同じ方向を指している。そのため、もし逆流圧が例えば潜在的に基準フレーム１００に残存する小さな動きに起因して同様に変更または変化される場合には、ブリッジチャネル１３６においてセンサ１３８によって検出される相対的な圧力差は相殺され、無効な条件となる。したがって、各基準表面に作用する逆流圧が実質的に等しければ、構成が対称であるからブリッジは均衡している。その結果、ブリッジチャネル１３６を通る差分ガス流は実質的に存在しない。センサ１３８は、測定チャネル１１６と基準チャネル１１８の圧力ＰｍｅａとＰｒｅｆの間に実質的な圧力差がないので、何ら差異を検出しない。

【0076】

これに対して、隙間Ｇ，Ｇ２が等しくないように変化したときには（例えば隙間ＧとＧ２それぞれの変化に差異がある場合には）、例えば、その結果生じる測定チャネル１１６と基準チャネル１１８との圧力差と逆流は、ブリッジチャネルを通じたセンサ１３８へのガスの（逆）流を誘起する。

【0077】

前述のように、センサ１３８は、ブリッジチャネル１３６に沿って配置され、中央点にあってもよい。圧力センサ１３８は、測定チャネル１１６と基準チャネル１１８との圧力差（ＰｍｅａがＰｒｅｆと等しくない）によって誘起されるガス流れを感知しうる。こうした圧力差は、例えば目標表面の（Ｚ方向における）鉛直位置の変化の結果として生じうる。

【0078】

ある実施の形態においては、ガス圧力ＰｍｅａとＰｒｅｆの差異は、隙間Ｇ２とＧの差異に比例する。

【0079】

圧力不均衡が存在すると、センサ１３８は、その結果生じるガス流れを検出し、それから、システム１００及び／またはアクチュエータ１１０の適切な部分に結合されている動作コントローラＣを使用して行われうる適切な制御機能を開始しうる。非対称な構成には適正なオフセットが導入されうる。ある実施の形態においては、センサ１３８は、感知された流れの表示を、出力装置（図示せず）を使用して行われうる例えば画像表示及び／または音声出力を通じて提供しうる。

【0080】

前述のように、コントローラＣは、決定された測定結果に基づいて正確な隙間の差異を決定しまたは計算し、目標表面（例えば基板テーブルＷＴの移動を介して）と測定プラットフォーム１００（例えばアクチュエータ１００によるプラットフォームの移動を介して）との相対位置を調整するために使用されうる。それにより、差異が決定されるとき隙間Ｇ２が制御される。例えば、測定プラットフォーム１００は、ガスゲージが変化を測定するために利用される間、メトロロジフレームＭＦに対して実質的に静止した定位置（例えば１μｍ以内）に保持されうる。代替的に、サーボがガスゲージを保持するために使用され、それにより、基準隙間が基準フレーム１３２に対し実質的に固定され（例えば１μｍ以内）、メトロロジフレームＭＦに対する変化が追跡されてもよい。測定ノズル１２８に対して目標表面を移動させることによって、ＰｒｅｆとＰｍｅａの差がゼロに実質的に近づきまたは等しくなる（これが起こりうるのは隙間Ｇ２とＧの差異がもはや存在しないときである）までは、圧力差が測定されうる。もちろん、目標表面及び／または測定プラットフォームの移動はメトロロジフレームＭＦに対するそれらの移動を含むものと理解すべきである。

【0081】

ガスゲージは非常に小さい隙間で動作する。ある実施の形態においては、ガスゲージと測定プラットフォーム１００の隙間を安定化させ、基板テーブルＷＴの移動に適合させるために、１つ又は複数のアクチュエータ１１０が設けられている。図４は、メトロロジフレームＭＦおよび基準フレーム１３２とともに装置に設けられた図３のガスゲージの一例を示す。図示されるように、アクチュエータ１１０は、トポグラフィを測定し、また例えば故障時には目標表面からガスゲージを離すように操作するために、測定プラットフォーム１００（またはガスゲージ）に接続し、メトロロジフレームＭＦおよび目標表面に対して測定プラットフォーム１００を移動（例えば伸長または後退）させるように設計されている。ある実施の形態においては、アクチュエータ１１０は、新たな基板を露光のために基板テーブルＷＴ上にロードする間、本装置またはその部分の調整作業の間、及び／または本システムまたは部分の問題を直すときなど、測定プラットフォーム１００を目標表面または基板テーブルＷＴから離れるように移動させる状況のもとで、使用されてもよい。

【0082】

図５も、メトロロジフレームＭＦに設置された基準フレーム１３２の概略図を示す。よって、ガスゲージ本体とその関連部分が１つ又は複数のアクチュエータ１１０を介して移動されるとき、測定隙間Ｇ２と基準隙間Ｇは影響を受けうる。すなわち、測定ノズル１２８と基準ノズル１３０の両方がそれらの表面（目標表面と基準表面１３４）に対して移動されうる。したがって、測定ノズル１２８と基準ノズル１３０のいかなる動きも共通モード除去によって相殺される。こうして、ノイズが実質的に取り除かれ、及び／または、追加のセンサノイズ、ドリフト、または非線形性が制限されうる。

【0083】

上述のコンセプトは、多数ノズルに応用する際にも適用されうる。例えば、ある応用例においては、単一ノズルのゲージの利用は、スループットに関して制約となるかもしれないし、及び／または、他のセンサを主たるトポグラフィセンサとして使用するシステムへのセンドヘッド較正のために使用されるにすぎないかもしれない。多数のノズルを用いることにより、多数の表面測定を同時に行い、生産性を高めることができ、それにより、ガスゲージは主たるセンサとして機能しうる。図６から図８は、１つ又は複数のガスゲージの多数のノズルを使用する例示的な実施の形態を示す。

【0084】

図６から図８に示されるように、例えば、測定プラットフォーム１００は、本装置において多数のガスゲージを含んでもよい。ガスゲージの各々は、ガスを受け入れるためにガス供給部１０６に接続されている。ある実施の形態によれば、それらのガスゲージは、基板テーブルＷＴの平面に実質的に平行な方向に延びるアレイをなして配置されている。アレイは、一つのゲージ単独の場合よりも速く目標表面のトポグラフィを測定するために使用されうる。

【0085】

ある実施の形態においては、アレイの各ガスゲージは、基準フレーム１３２、メトロロジフレームＭＦ、および目標表面に対して移動可能である。１つ又は複数のアクチュエータ１１０が、例えばメトロロジフレームＭＦに対してアレイ全体を（グループとして）伸長または後退させるために設けられている。代替的に、各ガスゲージまたはガスゲージのグループは、それ自身のアクチュエータを有し、それにより独立して移動可能であってもよい。

【0086】

図６は、一つの実施の形態に係る第１方向におけるガスゲージのアレイのアセンブリを示し、図７は、他のある実施の形態に係る第１方向におけるガスゲージの他のアレイのアセンブリを示す。図８は、他のある実施の形態に係る第２方向におけるガスゲージのアレイのアセンブリを示す。

【0087】

図６に示されるように、基準フレーム１３２の少なくとも一部は、第１方向（Ｘ方向）において、基板テーブルＷＴに対して（例えば実質的に平行に）長さＬにわたり延在するように構成されていてもよい。また、図６の例示的な実施の形態においては、ガスゲージの各々は、基準フレーム１３２の基準表面１３４にガスを提供するように構成されている基準ノズル１３０と、（例えば基板テーブルＷＴ上に支持された基板Ｗの）目標表面にガスを提供するように構成されている測定ノズル１２８とを含む。各ガスゲージは、独立にメトロロジフレームＭＦを基準としうる。したがって、ガスゲージの各々からの基準表面１３４と基板Ｗの表面に対する逆流圧測定結果は、基板テーブルＷＴと測定プラットフォーム１００の（例えばＺ方向における）相対位置を決定し調整するために使用されうる。ある実施の形態においては、複数の基準フレーム１３２が設けられ、各基準フレーム１３２が、例えばガスゲージごとに、または複数のガスゲージからなるグループごとに、設けられてもよい。

【0088】

図７に示される実施の形態においては、基準フレーム１３２の少なくとも一部は、第１方向（Ｘ方向）において、基板テーブルＷＴに対して（例えば実質的に平行に）ある長さにわたり延在するように構成されていてもよい。また、図７の例示的な実施の形態においては、ガスゲージの各々は、Ｘ方向において実質的に直線的な様式で、基準フレーム１３２の基準表面１３４にガスを提供するように構成されている基準ノズル１３０と、（例えば基板テーブルＷＴ上に支持された基板Ｗの）目標表面にガスを提供するように構成されている測定ノズル１２８と、を含む。各ガスゲージは、独立にメトロロジフレームＭＦを基準としうる。したがって、ガスゲージの各々からの基準表面１３４と基板Ｗの表面に対する逆流圧測定結果は、目標表面と測定プラットフォーム１００の（例えばＺ方向における）相対位置を決定し調整するために使用されうる。

【0089】

図８に示される実施の形態においては、基準フレーム１３２の少なくとも一部は、第２方向（Ｙ方向）において、基板テーブルＷＴに対して（例えば実質的に平行に）長さＬ２にわたり延在するように構成されていてもよい。また、図８の例示的な実施の形態においては、ガスゲージの各々は、Ｙ方向において実質的に直線的な様式で、基準フレーム１３２の基準表面１３４にガスを提供するように構成されている基準ノズル１３０と、（例えば基板テーブルＷＴ上に支持された基板Ｗの）目標表面にガスを提供するように構成されている測定ノズル１２８と、を含む。図示されるように、図８のガスゲージは、互いに平行となるように配置されてもよい。各ガスゲージは、独立にメトロロジフレームＭＦを基準としうる。ある実施の形態においては、目標表面は、ガスゲージの設置方向に実質的に垂直な方向、例えばＸ方向に移動する。それに加えて、またはそれに代えて、ある実施の形態においては、ゲージは、それらの設置方向に実質的に垂直な方向に移動されるように構成されている。例えば、図８を参照すると、ガスゲージはＹ方向に互いに平行となるように設置されることが示され、ガスゲージは基板テーブルＷＴ上の基板Ｗを（矢印で示されるように）Ｘ方向に横断して移動されるように構成されてもよい。したがって、ガスゲージの各々からの基準表面１３４と基板Ｗの表面に対する逆流圧測定結果は、目標表面と測定プラットフォーム１００の（例えばＺ方向における）相対位置を決定し調整するために使用されうる。

【0090】

ある実施の形態に係り、図８の例示的な実施の形態における測定に使用され構成されたガスゲージは、図７を参照して示し説明したようなゲージを含み、Ｙ方向に基板テーブルＷＴに対して長さＬ２にわたり延在してもよい。他のある実施の形態においては、図８の例示的な実施の形態における測定に使用され構成されたガスゲージは、図６を参照して示し説明したようなゲージを含み、Ｘ方向に基板テーブルＷＴに対して長さＬにわたり延在してもよい。

【0091】

図６、図７、図８の実施の形態は、図４の構成に関して述べたのと同様の改善を提供する。例えば、ガスゲージ基準目標（基準フレーム１３２の基準表面１３４）がメトロロジフレームＭＦに固定されているから、いかなる伸長／後退の摂動または残存する動きは各ノズルの基準隙間と測定隙間の双方に共通であり、よって互いに相殺される。

【0092】

他のある実施の形態においては、図１０に示されるように、基準フレーム１３２とその基準表面１３４は、ガスゲージ／測定プラットフォーム１００に設置され、またはしっかりと固定され、それにより、基準フレーム１３２がプラットフォーム１００とともに移動されるように構成されている。ある実施の形態によれば、基準フレーム１３２の一部が測定プラットフォーム１００に直接設置されている。測定プラットフォームは、（例えば基板Ｗの）被測定表面に実質的に平行な方向に延びるアレイをなして配置されるとともにメトロロジフレームＭＦと基板Ｗに対して移動可能である多数のガスゲージを有する。ある実施の形態においては、多数のガスゲージは、メトロロジフレーム及び／または測定プラットフォーム１００に対して、ユニットとして移動可能であり、または、（それぞれ単一のガスゲージとして、またはガスゲージのグループとして）独立して移動可能である。測定プラットフォーム１００は、基準フレーム１３２の基準表面１３４に（ガス供給部１０６から）ガスを提供するように構成されている（例えば図７または図９に示されるような）少なくとも１つの基準ノズルを有する。例えば、各ガスゲージが、そのガスゲージの基準ノズルに流体的に接続されていてもよい。ガスゲージの各々は、測定表面の上方にそれぞれ未知の隙間Ｇ２を有して位置する測定ノズル１２８を含む。基準ノズル１３０は、基準表面１３４の上方に基準隙間Ｇを有して位置する。一つの実施の形態においては、図１０の測定プラットフォーム１００に付随するガスゲージの各々は、それ自身の測定ノズル１２８と基準ノズル１３０を含んでもよい。ガス供給部１０６によって吹き出されたガスはノズル１２８，１３０から（例えば実質的に一定の流れとして）放出され、被測定表面および基準フレーム１３２の基準表面１３４にそれぞれ作用する。

【0093】

１つ又は複数のアクチュエータ１１０は、測定プラットフォーム１００と、基準フレーム１３２と、をメトロロジフレームＭＦに対して移動させるように構成されている。１つ又は複数のアクチュエータ１１０は、例えばメトロロジフレームＭＦに対してアレイ全体を（グループとして）伸長または後退させるように設けられていてもよい。代替的に、各ガスゲージ（またはガスゲージのグループ）は、それ自身のアクチュエータを有してもよい。図１０の基準ノズル１３０は、基準表面１３４と基準フレーム１３２に対して移動しない。しかし、測定プラットフォーム１００及び／または各ガスゲージは、メトロロジフレームＭＦに対して移動されうる。よって、ガスゲージ本体とその付属部分が１つ又は複数のアクチュエータ１１０を介して移動されると、測定隙間Ｇ２は影響を受けうる。すなわち、基準ノズル１３０と基準表面１３４の隙間Ｇは実質的に影響を受けないままであるが、測定ノズル１２８は、その表面（基板Ｗの表面）に対して移動されうる。

【0094】

図１０に示される実施の形態においては、基準フレーム１３２の少なくとも一部は、第２方向（Ｙ方向）において、基板テーブルＷＴに対して（例えば実質的に平行に）長さＬ２にわたり延在するように構成されていてもよい。また、図１０の例示的な実施の形態においては、ガスゲージの各々は、Ｙ方向において実質的に直線的な様式で、基準フレーム１３２の基準表面１３４にガスを提供するように構成されている基準ノズル１３０と、（例えば基板テーブルＷＴ上に支持された基板Ｗの）目標表面にガスを提供するように構成されている測定ノズル１２８と、を含む。図示されるように、図１０のガスゲージは、互いに平行となるように配置されてもよい。ある実施の形態においては、目標表面は、ガスゲージの設置方向に実質的に垂直な方向、例えばＸ方向に移動する。それに加えて、またはそれに代えて、ある実施の形態においては、ゲージは、それらの設置方向に実質的に垂直な方向に移動されるように構成されている。例えば、図１０を参照すると、ガスゲージはＹ方向に互いに平行となるように設置されることが示され、ガスゲージは基板テーブルＷＴ上の基板Ｗを（矢印で示されるように）Ｘ方向に横断して移動されるように構成されてもよい。したがって、ガスゲージの各々からの基準表面１３４と基板Ｗの表面に対する逆流圧測定結果は、目標表面と測定プラットフォーム１００の（例えばＺ方向における）相対位置を決定し調整するために使用されうる。

【0095】

他のある実施の形態においては、図１０の例示的な実施の形態における測定に使用され構成されたガスゲージは、図６を参照して示し説明したようなゲージを含み、Ｘ方向に基板テーブルＷＴに対して長さＬにわたり延在してもよい。

【0096】

ある実施の形態においては、（上述の実施の形態のいずれかにおける）ガスゲージの少なくとも１つは、ゲージにおける逆流圧の何らかの差異を感知するセンサ１３８としてのＭＥＭＳセンサをさらに含む。ある実施の形態においては、（上述の実施の形態のいずれかにおける）ガスゲージの各々は、ゲージにおける逆流圧の何らかの差異を感知するセンサ１３８としてのＭＥＭＳセンサをさらに含む。

【0097】

ある実施の形態においては、基準ノズルを備える２つのガスゲージがアレイの両端にあり、それらの間に設けられたいくつかの測定ノズルが２つの端部ガスゲージの基準ノズルに接続されていてもよい。これにより、アレイの全ての動きが（例えば基板テーブルＷＴの上面に沿う平面に実質的に平行な）線により定義されるから、より単純な設計が提供される。

【0098】

図７に示されるように、例えば、アレイの両端の各ガスノズルは、基準フレーム１３２の基準表面１３４にガスを提供するように構成されている基準ノズル１３０と、目標表面にガスを提供するように構成されている測定ノズル１２８とを含む。いくつかの追加ノズル、または測定ノズル１２４は、２つの端部ガスゲージの間でアレイに設けられている。各測定ノズル１２４は、基準フレーム１３２、メトロロジフレームＭＦ、および目標表面に対して（例えばアレイとともに）移動可能であってもよい。各測定ノズル１２４は、単一の測定チャネル１２６を含む。各測定ノズル１２４は、実質的に一定のガス流れを受け入れるためにガス供給部１０６に接続されている。各測定ノズル１２４の測定チャネル１２６は、測定チャネル１２６を進むガス流れを制限する１つ又は複数の制限要素を含んでもよい。測定ノズル１２８と同様に、これらの測定ノズル１２４は、関連付けられた被測定表面に向けて、例えば基板Ｗの表面に向けて、ガスを分配するように設けられている。

【0099】

加えて、各測定ノズル１２４は、アレイ両端のガスゲージの基準ノズル１３０に流体的に接続されている。例えば、図７の例示的な実施の形態においては、各測定ノズル１２４は、アレイを横断してガス供給部１０６からガスを分配するように構成されている共通の流体接続チャネル１４２を介して接続されてもよい。図示されるように、接続チャネル１４２は、アレイ両端に設けられたガスゲージの各々の基準チャネル１１８に接続されてもよい。接続チャネル１４２は、（必要とされる場合）基準として使用されるガス圧力を較正して分配するように設計されている。例えば、一連の制限要素１４４が、ノズル１２４間の圧力を制限し分配すべくチャネル１４２の全体にわたって設けられていてもよい。図７に示される実施の形態においては、流れは、左側から右側への方向に始まり、ノズルのアレイにおいてガス流れと圧力Ｐｒｅｆを分けている。例えば、こうした構成においては、端部の基準隙間は、それらの異なる隙間を反映して異なる圧力を有しうる。しかし、それら圧力は、それらの間に位置する測定ノズル１２４に沿って分配されている。ある実施の形態においては、ノズルのアレイにおいて圧力は実質的に均一に分配されている。もし端部の基準隙間（すなわちＰｒｅｆの測定結果）が等しければ、接続チャネル１４２を通る流れは必要とされない。

【0100】

各測定ノズル１２４は、接続チャネル１４２（例えば各制限要素１４４の手前）と測定チャネル１２６の間で圧力の差異を決定するように設計されている測定ブリッジチャネル１４６を含んでもよい。ブリッジチャネル１４６は、測定チャネル１２６と接続チャネル１４２の間に連結されている。ブリッジチャネル１４６は、接続チャネル１４２からガス圧の逆流を受ける。

【0101】

ある実施の形態においては、各測定ノズル１２４は、逆流圧の差異を感知する関連付けられたセンサ１３８を含む。したがって、各測定ノズル１２４に関連付けられたセンサ１３８は、接続チャネル１４２と測定ノズル１２８からのいずれかの方向のガス流れを検出しうる。センサ１３８は、不平衡を検出する端部のガスゲージとともに使用されてもよい。

【0102】

図７および図８の実施の形態は、上述のものと同様の改善を提供する。例えば、いかなる摂動または残存する動きは（ガスゲージのアレイにわたって基準圧力を分配するネットワークまたは接続チャネル１４２を介して接続された）各ノズルの基準隙間と測定隙間の双方に共通であり、よって相殺される。

【0103】

図６、図７、図８、図９、及び／または図１０に示される実施の形態におけるノズル及び／またはガスゲージの数は限定を意図しないものと留意されるべきである。すなわち、ノズル及び／またはガスゲージの数は、いくつであってもよく、例えば、１３またはそれより多くてもよい。また、アレイの設計は限定を意図するものではない。例えば、二次元のアレイ（例えば、ＸおよびＹ方向、または図６、図７、図８、図９、または図１０に示されるノズルの組み合わせ）は、一つの線または面におけるものと同様に、実装されうる。また、基準ノズル１３０を有するガスゲージは、アレイ全体にわたり間隔を空けて、いくつかの測定ノズル１２４の間（例えばノズル１つおき、３つおきなど）に配置されてもよい。

【0104】

ガスノズル及び／または測定プラットフォーム１００の移動も、限定を意図していない。ある実施の形態においては、測定プラットフォーム１００は、メトロロジフレームＭＦと基板テーブルＷＴに対して（例えば時計回りに）回転してもよい。

【0105】

したがって、上述の実施の形態においては、ガスゲージ基準目標（基準表面１３４）は、測定が行われるときメトロロジフレームＭＦに対して固定され、それにより、（アクチュエータ１１０によって開始されるような）摂動または動きは基準隙間Ｇと測定隙間Ｇ２の双方に共通のモードとなり、それ故に相殺される。

【0106】

本開示の構成を使用することによって、ガスゲージ／測定プラットフォーム１００は、目標表面を所望の位置に保持するように構成されている。本開示は、目標表面とガスゲージ／測定プラットフォーム１００との間の相対距離における極めて微小の変化（例えば数ｎｍのオーダー）を測定することを可能とし、より正確な読み取り値を生成する。ガスゲージ／測定プラットフォーム１００は、ガスゲージと目標表面との距離が変化するとき（逆流圧の差異による検出に応じて）移動されまたはサーボされうる。ガスゲージに望まれるいかなる特性も保存しつつ、完全に線形な読み取り値が維持されうる。同時に、ガスゲージノズルと目標表面との衝突のリスクは実質的に除去されうる。

【0107】

例示のみを目的として、基板テーブルＷＴの移動は、例えば（Ｘ方向における）水平表面に対する鉛直（Ｚ）軸に沿って等、二次元または二方向に関して述べられているが、実際には、基板テーブルＷＴは六次元に移動可能でありうると当業者は理解する。したがって、開示された測定プラットフォーム１００（１つ又は複数のガスゲージを含む）によって決定されるステージの傾斜または角度に適合するように、調整が行われてもよい。

【0108】

それに加えて、開示されたコンセプトは、真空型のガスゲージと大気圧型の設計の両方に実装されうる。

【0109】

しかし、多数のノズル及び／またはノズルのアレイが実装される場合、外部環境に対するノズルの隔離が望まれうる。真空か大気圧か、といった環境とシステムに応じて、感知される測定結果に更なる妥協のないようにして、各ノズルを隔離するのに様々な手段が使用されうる。

【0110】

図１１は、本開示のある実施の形態に係る真空環境における真空システムまたは装置に使用される例示的なガスゲージを示す。ここには図示されていないが、図１１のガスゲージは、アレイとして設けられてもよいものと理解されるべきである。こうした真空環境においては、隔離は、測定ノズル１２８の出口での衝撃条件の結果である。こうした真空条件のもとでは衝撃波がノズルの出口ポートに存在する。これに対して、大気圧に露出される大気圧システムにおいては、そうした衝撃条件は存在しない。したがって、大気圧環境において多数のノズルを使用する場合には、共通の覆いが、測定プラットフォーム１００の一部として、一つのガスゲージの基準ノズルおよび測定ノズルを他のガスゲージのノズルから隔離するために設けられてもよい。それにより、ノズル間の隔離が実現される。一つの実施の形態においては、図１２において断面図により示されるように、覆い１４８が、（一つのガスゲージのノズル１２８，１３０を他の隣接するガスゲージのノズルから隔離するように）測定プラットフォームの各ガスゲージの基準ノズル１３０と測定ノズル１２８の少なくとも一部分を包み込むように配置されていてもよい。他のある実施の形態においては、図１３において断面図により示されるように、覆い１５０は、（隣接するガスゲージに対して）ノズル１２８，１３０を含むガスゲージの実質的に全体を包み込むように構成されていてもよい。図１２および図１３の断面図においては模式的に示されているにすぎないが、覆い１４８，１５０は、例えば、箱状または矩形状の形状を形成する４つの壁、または、円筒状またはドーム状の形状を形成する単一の湾曲壁を含んでもよく、それにより、ノズル１２８，１３０及び／またはガスゲージの全ての側面が実質的に取り囲まれて隣接のノズルから互いに包み込まれるとともに隔離され、測定における誤差が低減されうる。

【0111】

他のある実施の形態によれば、真空システム用の追加の最適化は、多数の測定ノズルが共通の基準ノズルを共有し、それにより流れを低減させるように設計されたガスゲージを含んでもよい。図７に示される実施の形態を参照して説明したものと同様に、いくつかの測定ノズルが、単一の共通の基準ノズルとの流通を制限された状態で、アレイとして設けられてもよい。図９は、ある実施の形態に係る測定プラットフォーム１００に使用されうるこうしたガスゲージの一例を示す。図９に示されるガスゲージは、目標表面を測定する装置において単独で使用されてもよいし、または、いくつかの実施の形態においては、図９に示されるようなガスゲージが多数設けられ、目標表面を測定するために使用されてもよい。

【0112】

図示されるように、ガス供給部１０６は、ガスゲージに接続されるとともに、共通供給チャンバ１５２にガスを分配するように構成されている。基準ノズル１５４は、その測定チャネル１５６内部に共通供給チャンバ１５２からガスを受け入れるとともに、基準フレーム１３２の基準表面にガスを提供するように構成されている。いくつかの測定ノズル１５８は、アレイをなして配置され、共通供給チャンバ１５２に接続されている（単に例示的な実施例として、図９には４つが示されている）。各測定ノズル１５８は、目標表面にガスを提供するように構成されている。測定ノズル１５８は、基準フレーム１３２、メトロロジフレームＭＦ、および目標表面に対して、ガスゲージとともに移動可能である。各測定ノズル１５８は、単一の測定チャネルを含む。各測定ノズル１５８は、実質的に一定のガス流れを受け入れるためにガス供給部１０６に接続されている。各測定ノズル１５８の測定チャネルは、それぞれに関連付けられた１つ又は複数の制限要素１６４を含んでもよく、それにより、各測定チャネルを通じて進むガス流れが制限される。基準ノズル１５４のチャネル１５６は、追加的にまたは代替的に、関連付けられた制限要素１６４を含んでもよい。例えば、図１２に示されるように、制限要素１６４は、共通供給チャンバ１５２に隣接する、チャネルの入口位置またはその近傍に設けられてもよい。

【0113】

加えて、測定ノズル１５８の各々は、ガスゲージの基準ノズル１５４に流体的に接続されている。例えば、図９の例示的な実施の形態においては、測定ノズル１５８の各々は、ガス供給部１０６からノズルのアレイを横断してガスを分配するように構成されている共通の流体接続チャネル１６０を介して接続されている。接続チャネル１６０は、（必要とされる場合）基準として使用されるガス圧力を分配するように設計されており、それにより、測定ノズルの各々のチャネルと基準ノズル１５４の測定チャネル１５６との圧力の差異が決定されうる。ある実施の形態においては、測定ノズル１５８の各々は、逆流圧の差異を感知する、関連付けられた圧力または流れセンサ１６２（例えば、ＭＥＭＳセンサ）を含む。センサは、接続チャネル１６０からのガス圧の逆流を受ける。したがって、各測定ノズル１５８に関連付けられたセンサ１６２は、接続チャネル１６０と各ノズルの測定チャネルからのいずれかの方向のガス流れを検出しうる。センサ１６２は、基準ノズル１５４によって提供される共通の基準隙間を基準として不均衡を検出するために使用されうる。

【0114】

したがって、ガスゲージのアレイまたはノズルのアレイは、基板用の主要なトポグラフィマッピング機構として使用されうる。

【0115】

ガスゲージのバンド幅は、本技術の生産性を決定する因子である。例えば基板のトポグラフィマップを合理的な時間で作成するためには、２ｋＨｚのバンド幅が必要とされうる。本書に開示されるガスゲージおよびシステムは、基板の処理から独立して、短時間または限られた時間で、基板高さ（または基板Ｗの高さマップ）を正確に測定するように設計されている。ガスゲージのバンド幅と整定時間は、基板が移動される速度（例えば走査速度）を支持するとともに基板がガスゲージの下方から移動された後の整定時間を制限するのに重要でありうる。

【0116】

しかし、チャネル、導管、またはノズルの内部には、ガスゲージ測定システムのバンド幅制限につながるいくつかの原因がありうる。例えば、図１４は、図３に示されるものとは若干異なるガスゲージの動作原理を示すが、例えば、基準ノズル１３０と測定ノズル１２８にガス供給部１０６から分配されるガス（任意的に、制限部１２２，１２０を使用して制限される）に基づいて基準チャネル１１８と測定チャネル１１６へと入る流れの圧力差を測定する差圧センサ１３８を利用するという、同じコンセプトに基づいている。この形式の構成においては、ガスゲージの測定体積は、制限された（定義された）ガス流れとともに、ガスゲージ自身の最大バンド幅を制限する。より具体的には、図１５は、チャネルまたは導管の内部体積（影付きの領域を参照）における圧力がどのようにしてガス供給部１０６からのガス流れまたは供給よりも速く上昇することができないのかを示す。すなわち、ガスゲージが制限されたバンド幅を有するのは、センサ１３８の配置場所（例えば測定チャネル１１６の内部）に体積があるからである。圧力を変化させるには、ガスがこの体積から測定ノズル１２８に流出入する必要がある。しかし、ガス供給部からのガス流れは制限部１２０によって制限されているから（すなわち、制限されたガス流れ１２１）、最大の空気圧バンド幅は、測定ノズル１２８とセンサ１３８との距離と（それらの間の）センサ側の体積（図１６において影付き領域で示される）とによって制限される。したがって、測定チャネル１１６は、センサ１３８でのガス体積には制限部として動作する。最適条件は、センサ１３８での体積を最小化するとともに、このチャネルの断面幅（例えば直径）を最適化することを通じて見出されうる。

【0117】

バンド幅のためにガスの種類を最適化することも、上述のものを含む他のパラメータに影響するかもしれない。また、ガス供給部１０６によって供給されるガスの種類は、図１４から図１６に示される原理を利用するガスゲージのバンド幅をさらに大きくしうる。

【0118】

本書に説明されるガスゲージにおいて使用されるガスの種類は、ガスゲージの感度と熱的挙動に寄与する。前述のように、本書に開示される、ガス供給部１０６を介して供給され分配されるガスの種類とガスゲージは、変更されうる。例えば２ｋＨｚのバンド幅を実現するために、ガスの種類は、そうした目標を考慮に入れて選択されてもよい。例えば、２ｋＨｚのバンド幅は、ＥＵＶツールのような低圧用途においては窒素（Ｎ_２）または窒素を主とするガスを分配するノズルでは達成が難しいかもしれない。

【0119】

そこで、ある実施の形態によれば、ガス供給部１０６において水素（Ｈ_２）または水素を主とするガスを使用することが望まれうる。これは、ガスゲージの空気圧応答時間がいくつかのパラメータの関数でありうるからである。第１に、応答時間は、ガスの気体定数Ｒに直接比例する。これに関して、水素（Ｈ_２）は、約４１３１Ｊ／（ｋｇＫ）のＲを有する一方、窒素（Ｎ_２）は、約２９７Ｊ／（ｋｇＫ）のＲを有する。よって、水素ガスは窒素ガスよりも約１４倍高速となる気体定数を有する。第２に、ガスゲージのバンド幅は、ノズル抵抗に反比例する。水素（Ｈ_２）は窒素（Ｎ_２）のおよそ１／２の粘性を有する。したがって、ガスゲージにおいて水素（Ｈ_２）を使用することにより、応答時間はさらに２倍高速化される。加えて、粘性の低いガスを使用することにより、相互接続するチューブまたはチャネルをより小さくすることができ、故に、内部体積が小さくなり、ガスゲージのバンド幅はさらに大きくなる。また、水素（Ｈ_２）における音の伝播速度は窒素（Ｎ_２）における音の伝播速度より約４倍速い。こうした理由により、ある実施の形態によれば、より高いバンド幅をもつガスゲージは生産性を向上するから、ガスゲージのガスまたは作動流体として水素（Ｈ_２）が使用される。加えて、過剰なバンド幅を有することには、より小さい体積でより容易にパッケージできるといった別の設計上の側面ももたらされる。

【0120】

水素（Ｈ_２）ガスが使用される場合、例えば、ガスゲージにおけるチャネル（または制限部１２０，１２２）によって生じる制限は影響が小さくなる。なぜなら、水素ガスは（例えば低粘性など例えば上述の理由により）チャネルをより高速に通過するからである。また、センサ１３８の体積におけるガス量は、水素を使用する場合にはより速く増減されうるので、より速い応答時間と高いバンド幅がもたらされる。

【0121】

他のある実施の形態においては、ガスは、窒素ガスよりも顕著に大きい気体定数を有するから、ヘリウムであってもよい。

【0122】

ある実施の形態においては、ガス供給部１０６によって提供されるガスは、実質的に水素（Ｈ_２）ガスからなる。ある実施の形態においては、ガス供給部１０６によって提供されるガスは、実質的にヘリウムガスからなる。ある実施の形態においては、ガス供給部１０６によって提供されるガスは、実質的にヘリウムおよび水素ガスからなる。ある実施の形態においては、ガス供給部１０６によって提供されるガスは、１０％以上、２０％以上、３０％以上、４０％以上、５０％以上、６０％以上、７０％以上、８０％以上、９０％以上、９５％以上、または９９％以上の水素（Ｈ_２）ガスを含有する。ある実施の形態においては、ガス供給部１０６によって提供されるガスは、１０％以上、２０％以上、３０％以上、４０％以上、５０％以上、６０％以上、７０％以上、８０％以上、９０％以上、９５％以上、または９９％以上のヘリウムガスを含有する。ある実施の形態においては、ガス供給部１０６によって提供されるガスは、１０％以上、２０％以上、３０％以上、４０％以上、５０％以上、６０％以上、７０％以上、８０％以上、９０％以上、９５％以上、または９９％以上の水素（Ｈ_２）およびヘリウムガスを含有する。

【0123】

したがって、ガスゲージのバンド幅は、各ゲージの測定ノズルとセンサとの距離とセンサ自身の体積によって制限されうるが、ガスゲージに使用されるガスの種類を例えば水素（Ｈ_２）または水素を主とするガスに最適化することにより、窒素（Ｎ_２）または窒素を主とするガスに対して、本書に開示されるようにガスゲージのバンド幅は大きくなる。

【0124】

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、本書に説明されたリソグラフィ装置は、集積光学システム、磁区メモリ用案内パターン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ＬＥＤ、光子デバイス等の製造など他の用途にも適用することが可能であるものと理解されたい。当業者であればこれらの他の適用に際して、本書における「ウェーハ」あるいは「ダイ」という用語がそれぞれ「基板」あるいは「目標部分」という、より一般的な用語と同義であるとみなされると理解することができるであろう。本書に言及される基板は、露光前または露光後において例えばトラック（典型的にはレジスト層を基板に塗布し、露光後のレジストを現像する装置）、メトロロジツール、及び／またはインスペクションツールにより処理されてもよい。適用可能であれば、本書の開示はこれらのまたは他の基板処理装置にも適用され得る。また、基板は例えば多層ＩＣを製造するために複数回処理されてもよく、その場合には本書における基板という用語は処理済みの多数の層を既に含む基板をも意味する。

【0125】

本開示の実施形態は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、またはそれらの任意の組み合わせで実装されてもよい。また、本開示の実施形態は、一つ以上のプロセッサにより読み込まれ、実行されうる機械読み取り可能媒体に保存されたインストラクションとして実装されてもよい。機械読み取り可能媒体は、機械（例えば、コンピュータデバイス）により読み取り可能な形式の情報を保存または伝送するメカニズムを含んでもよい。例えば、機械読み取り可能媒体は、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、磁気ディスク記憶媒体、光記憶媒体、フラッシュメモリ装置、電気的、光学的、音響的またはその他の形式の伝搬信号（例えば、搬送波、赤外線信号、デジタル信号）などである。さらに、ファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、インストラクションは、特定の動作を実行するものとして本書に説明されうる。しかしながら、このような説明は単に便宜上のためだけであり、このような動作は実際には、ファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、インストラクションなどを実行するコンピュータデバイス、プロセッサ、コントローラ、その他のデバイスによって生じるものであると理解すべきである。

【0126】

以上では光リソグラフィの文脈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、インプリント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、光リソグラフィに限定されないことが理解される。インプリントリソグラフィでは、パターニングデバイスのトポグラフィによって、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、その後に電磁放射、熱、圧力またはその組合せにより、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。

【0127】

リソグラフィ装置は、基板の少なくとも一部が例えば水などの比較的高い屈折率を有する液体で投影システムの最終素子と基板との間の空間を満たすよう覆われうる形式のものであってもよい。液浸液は、例えばマスクと投影システムの最初の素子の間などのリソグラフィ装置の他の空間に適用されてもよい。液浸技術は投影システムの開口数を増大させるために関連技術において周知である。

【0128】

さらに、本装置は、別の目的で使用される装置であってもよく、光リソグラフィにおける使用には限定されない。

【0129】

本書に使用される「放射」及び「ビーム」という用語は、紫外（ＵＶ）放射（例えば約３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、または１２６ｎｍの波長を有する）及び極紫外（ＥＵＶ）放射（例えば５から２０ｎｍの範囲の波長を有する）含むあらゆる種類の電磁放射、さらにはイオンビームまたは電子ビーム等の粒子ビームを包含する。

【0130】

「レンズ」という用語は、文脈の許す限り、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種類の光学部品のいずれか、またはその組合せを指してもよい。

【0131】

加えて、各図には必ずしも表記していないが、各ガスゲージは、ガスがガス供給部１０６によって吹き出されてノズル１２８，１３０から基板Ｗの被測定表面と基準フレーム１３２の基準表面１３４に放出されるときノズル１３０，１２８によって（または測定ノズルのアレイ用の単一の基準ノズルを介して）測定される圧力Ｐｒｅｆ，Ｐｍｅａに（基準表面に作用する結果としての）差異を有するように設計されている。感知された圧力の差異の検出に基づいて、被測定表面または基板Ｗの表面は、その位置を調整させうる。

【0132】

以上では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の実施形態を実施しうることが理解される。例えば、本発明のある実施形態は、上記で開示した方法を実行させるよう構成された機械読み取り可能なインストラクションの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うしたコンピュータプログラムを有するコンピュータ読み取り可能なデータ記憶媒体（例えば半導体メモリ、磁気または光ディスク）の形をとることができる。

【0133】

以上では特定の機能および関係の実装を示す機能構築ブロックを用いて本開示を説明している。これらの機能構築ブロックの境界は、説明の便宜上、適宜定義されている。それらの特定の機能および関係が適切に実行される限り、別の境界も定義することができる。

【0134】

特定の実施形態についての上記説明は本開示の一般的性質を完全に公開しており、したがって、当分野の能力に含まれる知識を適用することによって、過度の実験をすることなく、および本開示の一般概念から逸脱することなく、種々の応用に対してそのような特定の実施形態を直ちに修正しおよび／または適応させることができる。したがって、そのような適応および修正は、本明細書に提示された教示および助言に基づき、開示された実施形態の意義および等価物の範囲内であると意図されている。本明細書の表現または専門用語は説明を目的としており限定のためではなく、本明細書の専門用語または表現は教示および助言を考慮して当業者によって解釈されるべきものであることを理解されたい。

【0135】

上述の説明は例示であり、限定を意図しない。よって、後述の特許請求の範囲から逸脱することなく既述の本発明に変更を加えることができるということは、関連技術の当業者には明らかなことである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】