特許 6644919 アライメント方法

(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】6644919

(24)【登録日】2020年1月10日

(45)【発行日】2020年2月12日

(54)【発明の名称】アライメント方法

(51)【国際特許分類】

   G03F 9/00 20060101AFI20200130BHJP

   H01L 21/027 20060101ALI20200130BHJP

   G01B 11/00 20060101ALI20200130BHJP

【ＦＩ】

   G03F9/00 A

   H01L21/30 506E

   G01B11/00 G

【請求項の数】14

【全頁数】30

(21)【出願番号】特願2018-567940(P2018-567940)

(86)(22)【出願日】2017年8月14日

(65)【公表番号】特表2019-525227(P2019-525227A)

(43)【公表日】2019年9月5日

(86)【国際出願番号】EP2017070537

(87)【国際公開番号】WO2018033499

(87)【国際公開日】20180222

【審査請求日】2019年2月7日

(31)【優先権主張番号】62/375,263

(32)【優先日】2016年8月15日

(33)【優先権主張国】US

(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．

(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．

(74)【代理人】

【識別番号】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100109346

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 敏史

(74)【代理人】

【識別番号】100117189

【弁理士】

【氏名又は名称】江口 昭彦

(74)【代理人】

【識別番号】100134120

【弁理士】

【氏名又は名称】内藤 和彦

(72)【発明者】

【氏名】ビジネン，フランシスカス，ゴデフリドゥス，キャスパー

(72)【発明者】

【氏名】マタイセン，サイモン，ガイスベルト，ヨセフス

(72)【発明者】

【氏名】ディマージス，ヴァシリー

(72)【発明者】

【氏名】ハルセボス，エド，マリア

【審査官】 長谷 潮

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１６−５１９７６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２１６８７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１６−５００８４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１１４９１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１５８３８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 中国特許出願公開第１０１２１６６７５（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｆ ７／２０−７／２４，９／００−９／０２

Ｈ０１Ｌ ２１／０２７

Ｇ０１Ｂ １１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板上のアライメントマークの位置を決定する方法であって、前記アライメントマークは第１のセグメント及び第２のセグメントを備えており、
前記アライメントマークを放射で照明し、前記アライメントマークによって回折された放射を検出し、その結果もたらされるアライメント信号であって前記第１のセグメントのみの照明の際に受信される第１の成分と、前記第２のセグメントのみの照明の際に受信される第２の成分と、両セグメントの同時照明の際に受信される第３の成分と、を含む前記アライメント信号を生成することと、
前記アライメント信号の前記第１の成分、前記第２の成分、及び前記第３の成分を用いて前記セグメントの位置を決定することと、
を備え、
前記決定することは、前記アライメント信号の前記第３の成分をデコンボリューションすることを含む、方法。

【請求項2】

前記決定することは、既知の特徴を有する較正マークについての較正測定の結果を用いて較正アライメント信号を生成し、前記較正アライメント信号から前記アライメント信号と前記セグメントの前記位置との間の関係が決定され得る、請求項１の方法。

【請求項3】

前記決定することは、前記較正アライメント信号を前記アライメント信号に近似させることを含む、請求項２の方法。

【請求項4】

前記デコンボリューションは、前記放射のプロファイルの寸法及び形状の知識と、前記第１及び第２の成分の知識とに基づく、請求項１から３のいずれかの方法。

【請求項5】

前記較正アライメント信号は、前記アライメント信号の前記第３の成分をデコンボリューションするために用いられる、請求項１から４のいずれかの方法。

【請求項6】

前記決定することは、前記アライメント信号を複数の部分に分けること、及び各部分を解析して前記アライメント信号から局所位相情報を抽出することをさらに伴う、請求項１から３のいずれかの方法。

【請求項7】

前記アライメント信号の各部分を解析することは、１つ以上の関数を前記アライメント信号の各部分に近似させることを含む、請求項６の方法。

【請求項8】

前記決定することは、前記アライメント信号に対してヒルベルト変換を実施して複素アライメント信号を生成することを含む、請求項１から７のいずれかの方法。

【請求項9】

前記第１のセグメントは解像度フィーチャの中心と空間領域の中心との間の位置オフセットの第１の既知の成分を有するサブセグメント化された格子を備え、前記第２のセグメントは解像度フィーチャの中心と空間領域の中心との間の位置オフセットの第２の既知の成分を有するサブセグメント化された格子を備え、前記位置オフセットの第１の既知の成分は前記位置オフセットの第２の既知の成分と異なる、請求項１から８のいずれかの方法。

【請求項10】

前記基板は第１及び第２のターゲット部分を備え、前記アライメントマークが連結フィールド内アライメントマークになるように、前記第１のセグメントは前記第１のターゲット部分に位置し、前記第２のセグメントは前記第２のターゲット部分に位置している、請求項１から９のいずれかの方法。

【請求項11】

基板を支持する基板テーブルと、
前記基板テーブルによって保持された基板のターゲット部分にパターニングされた放射ビームを投影する投影システムと、
請求項１から１０のいずれかの方法を実施するように構成されたアライメントシステムと、
を備えるリソグラフィ装置。

【請求項12】

放射源と、ディテクタと、プロセッサとを備え、前記プロセッサは、
第１のアライメントマークセグメントのみの照明の際に受信される第１の成分と、第２のアライメントマークセグメントのみの照明の際に受信される第２の成分と、両アライメントマークセグメントの同時照明の際に受信される第３の成分と、を含むアライメント信号を前記ディテクタから受信するように、及び
前記アライメント信号の前記第１の成分、前記第２の成分、及び前記第３の成分を用いて前記アライメントマークセグメントの位置を決定するように構成され、
前記決定することは、前記アライメント信号の前記第３の成分をデコンボリューションすることを含む、アライメントシステム。

【請求項13】

第１のアライメントマークセグメントのみの照明の際に受信される第１の成分と、第２のアライメントマークセグメントのみの照明の際に受信される第２の成分と、両アライメントマークセグメントの同時照明の際に受信される第３の成分と、を含むアライメント信号を受信するように、及び
前記アライメント信号の前記第１の成分、前記第２の成分、及び前記第３の成分を用いて前記アライメントマークセグメントの位置を決定するように構成され、
前記決定することは、前記アライメント信号の前記第３の成分をデコンボリューションすることを含む、プロセッサ。

【請求項14】

コンピュータ可読媒体であって、可読コードが前記コンピュータ可読媒体に記憶され、前記コードは請求項１から１０のいずれか一項の方法の使用を引き起こす、コンピュータ可読媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
[0001] 本願は、２０１６年８月１５日に提出された米国出願第６２／３７５，２６３号の優先権を主張するものであり、同出願は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

【0002】

[0002] 本発明はアライメント方法に関し、アライメントシステムにも関する。アライメントシステムはリソグラフィ装置の一部を形成し得る。

【背景技術】

【0003】

[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、代替的にマスク又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ーハ）上のターゲット部分（例えば１つ又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、基板に設けた放射感応性材料（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、順次パターンが付与される隣接したターゲット部分のネットワークを含んでいる。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、基板を所与の方向（「スキャン」方向）と平行あるいは逆平行に同期的にスキャンしながら、パターンを所与の方向（「スキャン」方向）に放射ビームで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含む。パターンを基板にインプリントすることによっても、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が可能である。

【0004】

[0004] 基板に所望のパターンを正確に適用するようにリソグラフィ工程を制御するために、基板にはアライメントマークが設けられ、リソグラフィ装置にはアライメントシステムが設けられる。アライメントシステムは、測定を行って、そこから基板上に設けられるアライメントマークの位置を決定するように構成されている。

【0005】

[0005] 基板上のより多くの空間が基板に所望のパターンを適用するために利用可能となるように、アライメントマークの寸法は縮小されるのが望ましい。アライメントマークの寸法を縮小することは、アライメントシステムを用いて行われる測定の再現性及び／又は正確性を低下させ得る。アライメントシステムを用いて行われる測定の再現性及び／又は正確性に影響を及ぼすことなくアライメントマークの寸法を縮小することを可能にするアライメント方法を提供するのが望ましい。代替的には、アライメントマークの寸法を維持し、且つアライメントシステムを用いて行われる測定の再現性及び／又は正確性を向上させるのが望ましいであろう。

【発明の概要】

【0006】

[0006] 本発明の第１の態様によれば、基板上のアライメントマークの位置を決定する方法が提供され、アライメントマークは第１のセグメント及び第２のセグメントを備えており、この方法は、アライメントマークを放射で照明し、アライメントマークによって回折された放射を検出し、その結果もたらされるアライメント信号であって第１のセグメントのみの照明の際に受信される第１の成分（component）と、第２のセグメントのみの照明の際に受信される第２の成分と、両セグメントの同時照明の際に受信される第３の成分と、を含むアライメント信号を生成することと、アライメント信号の第１の成分、第２の成分、及び第３の成分を用いてセグメントの位置を決定することと、を備える。

【0007】

[0007] この方法は、２つのアライメントセグメントの照明の際に受信される第３の成分を含むアライメント信号を有効利用する。この方法は、アライメントマークの寸法が縮小されることを可能にし、したがって、アライメントシステムを用いて行われる測定の正確性及び／又は再現性に影響を及ぼすことなく、基板上に所望のパターンをプリントするためのより大きな空間を与える。代替的には、この方法は、測定の再現性及び／又は正確性に容認できないほど大きな影響を有することなく、アライメントマークの合計寸法が有意に縮小されるように、アライメントセグメント間の距離が除去されること及びアライメントセグメントの長さが縮小されることを可能にし得る。代替的には、この方法は、アライメントマークを用いて行われる測定の再現性及び／又は正確性を向上させつつアライメントセグメントの寸法が維持されることを可能にし得る。

【0008】

[0008] 決定することは、既知の特徴を有する較正マークについての較正測定の結果を用いて較正アライメント信号を生成することを含んでいてもよく、この較正アライメント信号からアライメント信号とセグメントの位置との間の関係が決定され得る。

【0009】

[0009] 較正測定を実施することは、アライメント信号とセグメントの位置との間の関係を決定する単純な手法を提供し、これは解析式が定式化され解かれることを要さない。単一の較正アライメント信号が複数の異なるアライメント信号に近似されてもよく、又は、所望の場合には複数のタイプのアライメントマークについて複数の較正測定が実施されてもよい。較正測定が実施されてもよく、その結果が将来の使用のために記憶されてもよい。

【0010】

[0010] 決定することは、較正アライメント信号をアライメント信号に近似させることを含み得る。

【0011】

[0011] 較正アライメント信号をアライメント信号に近似させることは、セグメントの位置を決定する、演算的に迅速且つ比較的単純な手法である。

【0012】

[0012] 決定することは、アライメント信号の第３の成分をデコンボリューションすることを含み得る。

【0013】

[0013] デコンボリューションは、放射のプロファイルの寸法及び形状の知識と、第１及び第２の成分の知識とに基づいていてもよい。

【0014】

[0014] デコンボリューションは、１つ以上の関数をアライメント信号に近似させることを含み得る。

【0015】

[0015] 較正アライメント信号は、アライメント信号の第３の成分をデコンボリューションするために用いられてもよい。

【0016】

[0016] 較正測定を用いて（例えば１つ以上の関数の形を決定することによって）アライメント信号の第３の成分をデコンボリューションすることは、第３の成分をコンボリューションするために用いられ得る解析式を構築することよりも迅速且つ単純であろう。

【0017】

[0017] １つ以上の関数は、正弦関数及び／又は余弦関数であってもよい。

【0018】

[0018] 正弦関数及び余弦関数は、アライメント信号のような周期的に変動する信号を表すとともに解析するのに便利な手法である。

【0019】

[0019] 決定することは、アライメント信号を複数の部分に分けること、及び各部分を解析してアライメント信号から局所位相情報を抽出することを伴い得る。

【0020】

[0020] アライメント信号の位相の変動を放射の位置の関数として生成するために、アライメント信号の各部分の解析の結果が組み合わされてもよく、アライメント信号の位相の変動はセグメントの位置を決定するのに用いられる。

【0021】

[0021] 各部分は別個であってアライメント信号の整数個の周期で成っていてもよく、アライメント信号の各部分を解析することは、アライメント信号の各部分に対して高速フーリエ変換を行うことを含み得る。

【0022】

[0022] 高速フーリエ変換は、アライメント信号を解析する、演算的に迅速な方法である。

【0023】

[0023] アライメント信号の各部分を解析することは、１つ以上の関数をアライメント信号の各部分に近似させることを含み得る。

【0024】

[0024] 較正アライメント信号は、１つ以上の関数の形を決定するために用いられてもよい。

【0025】

[0025] １つ以上の関数は、正弦関数及び／又は余弦関数であってもよい。

【0026】

[0026] アライメント信号の各部分を解析することは、１つ以上の近似された関数を複数の部分に分けること、及びそれらの部分に対してウィンドウ解析を実施することを更に含み得る。

【0027】

[0027] ウィンドウ解析とは、比較的容易にアライメント信号に適用され得る、しっかりと確立した信号解析技術である。異なるアライメント信号には異なるウィンドウ関数が選択されてもよく、セグメントの位置の決定に柔軟性をもたせることができる。

【0028】

[0028] 較正アライメント信号は、１つ以上の関数の形を決定するために用いられてもよい。

【0029】

[0029] 部分は重複していてもよく、各部分を解析することは、それらの部分に対して非矩形ウィンドウ処理解析を実施することを含み得る。

【0030】

[0030] 非矩形ウィンドウ処理解析を用いることは、アライメント信号がどのように分けられるかにより大きな柔軟性をもたせることができる。

【0031】

[0031] 決定することは、アライメント信号に対してヒルベルト変換を実施して複素アライメント信号を生成することを含み得る。

【0032】

[0032] ヒルベルト変換を実施することは、有利なことには、セグメントの位置を演算的に計算するのに、他の方法よりもかかる時間が少なくなり得る。ヒルベルト変換アプローチは、低強度アライメント信号及び／又は基板処理効果などの測定擾乱に対して強いであろう。

【0033】

[0033] 複素アライメント信号の引数を決定することによって、アライメント信号のヒルベルト変換から局所アライメント位相情報が抽出され得る。

【0034】

[0034] アライメント信号は狭帯域アライメント信号の寄与の混合を含んでいてもよく、アライメント信号の寄与に対してヒルベルト変換が実施される前にアライメント信号の寄与を分離するために帯域通過フィルタが用いられてもよい。

【0035】

[0035] セグメントの長さは、そのセグメントを測定するために用いられる放射ビームプロファイルの直径に依存し得る。セグメントの長さは、４０マイクロメートル以上の範囲内であってもよい。セグメントの長さは、２００マイクロメートル以下であってもよい。例えば、セグメントの長さは、４０〜８０マイクロメートルの範囲内であってもよい。

【0036】

[0036] 広い基板空間をとることなく正確且つ再現可能なアライメント位置測定を実施する能力は、所望のパターンをプリントするために基板上でより大きな空間が利用可能となるため、リソグラフィ用途においては非常に有利である。

【0037】

[0037] セグメントは、同一のピッチ及び同一の配向を有する周期構造を備え得る。

【0038】

[0038] 第１のセグメントは解像度フィーチャの中心と空間領域の中心との間の位置オフセットの第１の既知の成分を有するサブセグメント化された格子を備えていてもよく、第２のセグメントは解像度フィーチャ（resolution feature）の中心と空間領域の中心との間の位置オフセットの第２の既知の成分を有するサブセグメント化された格子を備えていてもよく、位置オフセットの第１の既知の成分は位置オフセットの第２の成分と異なる。

【0039】

[0039] サブセグメント化されたアライメントマークは、放射に露光されたときに製品フィーチャと同様に振る舞うという利点を提供する。続いて露光される、基板上に存在するサブセグメント化されたアライメントマークと同様の解像度及び／又は密度を有する製品フィーチャを含むダイは、サブセグメント化されたアライメントマークを用いて製品フィーチャを基板上に整列させることによって、意図される位置により良好に整列され得る。サブセグメント化されたアライメントマークを用いて行われる測定の正確性に妥協することなくサブセグメント化されたアライメントマークの寸法を縮小する能力は、有益である。

【0040】

[0040] 基板は第１及び第２のターゲット部分を備えていてもよく、アライメントマークが連結フィールド内アライメントマークになるように、第１のセグメントは第１のターゲット部分に位置していてもよく、第２のセグメントは第２のターゲット部分に位置していてもよい。

【0041】

[0041] フィールド内アライメントマーク測定は、より小さなフィールド内アライメントマークを許容することによって、そのような測定の正確性及び再現性に影響を及ぼすことなく、より効率的に行われ得る。小さな連結アライメントマークの使用は、フィールド内アライメントマーク測定がより少ない時間で実施されることを有利に可能にするとともに、リソグラフィ装置を用いてデバイスのスループットを増大させることを可能にし得る。

【0042】

[0042] 放射は複数の偏光及び／又は複数の波長を含み得る。

【0043】

[0043] 異なる波長又は異なる偏光を有する放射ビームを用いてアライメントマークの位置測定を実施することは、アライメントマークの異なる特性が測定及び／又は説明されることを有利に可能にし、例えば、異なる基板層構造は、異なる波長又は異なる偏光を有する放射ビームとは、異なる相互作用をし得る。

【0044】

[0044] 本発明の第２の態様によれば、基板を保持する基板テーブルと、その基板テーブルによって保持された基板のターゲット部分にパターニングされた放射ビームを投影する投影システムと、本発明の第１の態様の方法又はその関連するオプションのいずれかを実施するように構成されたアライメントシステムと、を備えるリソグラフィ装置が提供される。

【0045】

[0045] 本発明の第３の態様によれば、放射源と、ディテクタと、プロセッサと、を備えるアライメントシステムが提供され、プロセッサは、第１のアライメントマークセグメントのみの照明の際に受信される第１の成分と、第２のアライメントマークセグメントのみの照明の際に受信される第２の成分と、両アライメントマークセグメントの同時照明の際に受信される第３の成分とを含むアライメント信号をディテクタから受信するように、及びアライメント信号の第１の成分と、第２の成分と、第３の成分とを用いてアライメントマークセグメントの位置を決定するように構成されている。

【0046】

[0046] 本発明の第４の態様によれば、第１のアライメントマークセグメントのみの照明の際に受信される第１の成分と、第２のアライメントマークセグメントのみの照明の際に受信される第２の成分と、両アライメントマークセグメントの同時照明の際に受信される第３の成分とを含むアライメント信号を受信するように、及びアライメント信号の第１の成分と、第２の成分と、第３の成分とを用いてアライメントマークセグメントの位置を決定するように構成されたプロセッサが提供される。

【0047】

[0047] 本発明の第５の態様によれば、コンピュータ可読コードを記憶するコンピュータ可読媒体が提供され、このコードは、リソグラフィ装置に、本発明の第１の態様の方法又はその関連するオプションのいずれかを実施させる。

【図面の簡単な説明】

【0048】

[0048] 対応する参照符号が対応する部分を示す添付の概略図を参照しながら以下に本発明の実施形態について説明するが、これは単に例示としてのものに過ぎない。

【0049】

【図1】本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置及びアライメントシステムを概略的に図示する。

【図2a】本発明の一実施形態によるアライメントマークを概略的に図示する。

【図2b】本発明の一実施形態によるアライメントマークを概略的に図示する。

【図2c】本発明の一実施形態によるアライメントマークを概略的に図示する。

【図2d】本発明の一実施形態によるアライメントマークを概略的に図示する。

【図3】本発明の一実施形態によるアライメントマークセグメントの位置を決定する方法のフローチャートである。

【図4】本発明の一実施形態によるアライメントマークセグメントの位置を決定する方法のフローチャートである。

【図5a】本発明の一実施形態によるアライメントマークを横断する放射ビームプロファイル及びそこから生じる信号を概略的に図示する。

【図5b】本発明の一実施形態によるアライメントマークを横断する放射ビームプロファイル及びそこから生じる信号を概略的に図示する。

【図5c】本発明の一実施形態によるアライメントマークを横断する放射ビームプロファイル及びそこから生じる信号を概略的に図示する。

【図6】本発明の一実施形態によるアライメントマークセグメントの位置を決定する方法のフローチャートである。

【図7a】本発明の一実施形態によるアライメント信号と、関連するアライメント位置ずれのグラフとを示す。

【図7b】本発明の一実施形態によるアライメント信号と、関連するアライメント位置ずれのグラフとを示す。

【図8】本発明の一実施形態によるアライメントマークセグメントの位置を決定する方法のフローチャートである。

【図9a】本発明の一実施形態によるフィールド内アライメントマークのレイアウトを概略的に図示する。

【図9b】本発明の一実施形態によるフィールド内アライメントマークのレイアウトを概略的に図示する。

【発明を実施するための形態】

【0050】

[0049] 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を理解されたい。例えば、これは、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用ガイダンス及び検出パターン、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドなどの製造である。こうした代替的な用途に照らして、本明細書で「ウェーハ」又は「ダイ」という用語を使用している場合、それぞれ「基板」又は「ターゲット部分」という、より一般的な用語と同義と見なしてよいことが当業者には認識される。本明細書に述べている基板は、露光前又は露光後に、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）、メトロロジーツール及び／又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、以上及びその他の基板プロセスツールに適用することができる。更に基板は、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。

【0051】

[0050] 本明細書で使用する「放射」及び「ビーム」という用語は、イオンビーム又は電子ビームなどの粒子ビームのみならず、紫外線（ＵＶ）放射（例えば、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍもしくは１２６ｎｍ、又はこれら辺りの波長を有する）及び極端紫外線（ＥＵＶ）放射（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を網羅する。

【0052】

[0051] 本明細書で使用する「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等のため、放射ビームの断面にパターンを付与するために使用し得るデバイスを指すものとして広義に解釈されるものとする。ここで、放射ビームに付与されるパターンは、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場合があることに留意するべきである。一般的に、放射ビームに付与されるパターンは、集積回路等のターゲット部分に生成されるデバイスの特定の機能層に相当する。

【0053】

[0052] パターニングデバイスは透過性又は反射性でよい。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、及びプログラマブル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、レベンソン型（alternating）位相シフトマスク、ハーフトーン型（attenuated）位相シフトマスクのようなマスクタイプ、更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は、小型ミラーのマトリクス構成を使用し、ミラーの各々は、入射する放射ビームを異なる方向に反射するように個別に傾けることができる。このようにして、反射ビームがパターニングされる。

【0054】

[0053] 支持構造はパターニングデバイスを保持する。支持構造は、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。サポートは、機械式クランプ、真空、又は他のクランプ技術、例えば真空条件下での静電クランプを使用することができる。支持構造は、例えばフレーム又はテーブルでよく、必要に応じて固定式又は可動式でよい。支持構造は、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」又は「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」と同義と見なすことができる。

【0055】

[0054] 本明細書において使用する「投影システム」という用語は、適宜、例えば露光放射の使用、あるいは浸漬液の使用又は真空の使用などの他の要因に対する、屈折光学システム、反射光学システム、及び反射屈折光学システムを含む、様々な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、これは更に一般的な「投影システム」という用語と同義と見なすことができる。

【0056】

[0055] また、照明システムは、放射ビームを誘導し、整形し、又は制御する屈折、反射、及び反射屈折光学コンポーネントを含む様々なタイプの光学コンポーネントを含んでよく、そのようなコンポーネントも以下においては集合的に又は単独で「レンズ」とも呼ばれることがある。

【0057】

[0056] リソグラフィ装置は、投影システムの最終要素と基板との間の空間を充填するように、基板が比較的高い屈折率を有する液体、例えば水などに液浸されるタイプであってもよい。液浸技術は、投影システムの開口数を増加させるために当技術分野で周知である。

【0058】

[0057] 図１は、本発明の特定の一実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示す。この装置は、
[0058] 放射（例えばＤＵＶ放射又はＥＵＶ放射）のビームＰＢを調節するための照明システムＩＬと、
[0059] パターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡを支持するための、アイテムＰＬに対してパターニングデバイスを正確に位置決めするように第１の位置決めデバイスＰＭに接続された支持構造（マスクテーブルと称されることもある）ＭＴと、
[0060] 基板（例えばレジスト被覆ウェーハ）Ｗ２を保持する、アイテムＰＬに対して基板を正確に位置決めするために第２の位置決めデバイスＰＷ２に接続された基板テーブル（ウェーハテーブルと称されることもある）ＷＴ２と、
[0061] 基板Ｗ１を保持する、アイテムＡＳに対して基板を正確に位置決めするために第３の位置決めデバイスＰＷ３に接続された別の基板テーブルＷＴ１と、
[0062] 基板Ｗ２のターゲット部分Ｃ（例えば１つ以上のダイを含む）上に、パターニングデバイスＭＡによって、放射ビームＰＢに付与されたパターンを結像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）ＰＬと、を備える。

【0059】

[0063] 本明細書で示すように、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）。

【0060】

[0064] イルミネータＩＬは放射源ＳＯから放射ビームを受ける。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、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見なされず、放射ビームは、例えば適切な誘導ミラー及び／又はビームエクスパンダなどを備えるビームデリバリシステムＢＤの助けにより、放射源ＳＯからイルミネータＩＬへと渡される。放射源ＳＯ及びイルミネータＩＬは、必要に応じてビームデリバリシステムＢＤとともに放射システムと呼ぶことができる。

【0061】

[0065] イルミネータＩＬは、ビームの角度強度分布を調整する調整手段ＡＭを備えていてもよい。通常、イルミネータの瞳面における強度分布の外側及び／又は内側半径範囲を調整することができる。また、イルミネータＩＬは、一般に、インテグレータＩＮ及びコンデンサＣＯなどの他の様々なコンポーネントを備えていてもよい。イルミネータを用いて放射ビームＰＢを調節し、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。

【0062】

[0066] 放射ビームＰＢは、支持構造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に入射する。パターニングデバイスＭＡを通過したビームＰＢは、レンズＰＬを通過し、レンズＰＬはビームを基板Ｗ２のターゲット部分Ｃ上に合焦させる。第２の位置決めデバイスＰＷ２及び位置センサＩＦ（例えば干渉計装置）の助けにより、基板テーブルＷＴ２を、例えば様々なターゲット部分ＣをビームＰＢの経路に位置決めするように正確に移動できる。同様に、第１の位置決めデバイスＰＭ及び別の位置センサ（図１には明示されていない）を用いて、マスクライブラリからの機械的な取り出し後又はスキャン中などにビームＰＢの経路に対してパターニングデバイスＭＡを正確に位置決めできる。一般に、オブジェクトテーブルＭＴ及びＷＴの移動は、位置決めデバイスＰＭ及びＰＷの一部を形成するロングストロークモジュール（粗動位置決め）及びショートストロークモジュール（微動位置決め）の助けにより実現できる。しかしながら、（スキャナとは対照的に）ステッパの場合、支持構造ＭＴはショートストロークアクチュエータのみに接続するか、又は固定してもよい。

【0063】

[0067] リソグラフィ装置は、例えば、パターニングデバイスからターゲット部分Ｃにパターンを投影するときに、パターニングデバイスＭＡ及び基板Ｗ２をスキャン動作によって移動させてもよい。図１にはデカルト座標が示されている。従来通り、ｚ方向は放射ビームＰＢの光軸に一致する。リソグラフィ装置がスキャン型リソグラフィ装置である一実施形態においては、ｙ方向はスキャン動作の方向に一致する。

【0064】

[0068] 図示するように、リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）以上の基板テーブルＷＴ１，ＷＴ２を有するタイプのものであってもよい。デュアルステージのリソグラフィ装置においては、別の基板Ｗ２の露光が行われている最中に１つの基板Ｗ１の特性が測定されることを可能にするために、２つの基板テーブルＷＴ１，ＷＴ２が設けられている（「基板の露光」とは、上述したような基板へのパターニングされた放射の投影を意味する）。

【0065】

[0069] 図１に図示されるデュアルステージのリソグラフィ装置では、図の左側にアライメントシステムＡＳが設けられ、図の右側に投影システムＰＬが設けられている。アライメントシステムＡＳは、第１の基板テーブルＷＴ１上に保持された基板Ｗ１に設けられたアライメントマーク（ボックスＰ１，Ｐ２によって概略的に図示されている）の位置を測定する。同時に、投影システムＰＬによって、第２の基板テーブルＷＴ２上に保持された基板Ｗ２にパターンが投影される。第１の基板テーブルＷＴ１によって支持された基板Ｗ１の測定が完了し、且つ第２の基板テーブルＷＴ２によって支持された基板Ｗ２の露光が完了すると、基板テーブルの位置は交換される。そして、第１の基板テーブルＷＴ１によって支持された基板Ｗ１が、投影システムＰＬによって投影されたパターニングされた放射を用いて露光される。第２の基板テーブルＷＴ２によって支持された、既に露光されたウェーハＷ２は、後続の処理のために基板テーブルから取り外される。次いで、投影システムＰＬによって投影されるパターニングされた放射を用いた露光の前にアライメントシステムＡＳによって測定するために、別の基板が第２の基板テーブルＷＴ２に設置される。

【0066】

[0070] 基板Ｗ１，Ｗ２上のアライメントマークの位置を測定するために用いられるアライメントシステムＡＳに加えて、他の測定システムが提供されてもよい。例えば、基板の表面のトポロジーを測定するシステムが提供されてもよい（これはレベルセンサと称されることもある）。アライメント測定の際の基板テーブルＷＴ１の位置を監視するために、干渉計（図示しない）及び／又は他の位置測定手段が用いられてもよい。プロセッサＰＲは、アライメントシステムＡＳからデータを受信するとともに、基板テーブルＷＴ１の位置情報も受信する。プロセッサＰＲは、本明細書に記載された本発明のいずれかの実施形態による方法のうちいずれかを実施するように構成されていてもよい。基板Ｗは基板テーブルＷＴ１に固定されているので、基板テーブルに関する位置情報は、基板に関する位置情報であると見なされ得る。

【0067】

[0071] アライメントシステムＡＳは、アライメントマークＰ１，Ｐ２を照明するために用いられる放射ビーム４を提供するように構成された放射源２を備えている。放射源２は、以降ではアライメント放射ビーム源２と称される。アライメント放射ビーム４は、アライメント放射ビーム源２から、アライメント放射ビームを基板Ｗ１上に誘導する光学部品へと進む。光学部品は、ビームスプリッタ６（例えば偏光ビームスプリッタ）を備えていてもよく、図１に図示されていない他の追加的なコンポーネントを備えていてもよい。アライメント放射ビーム４は、基板Ｗ１上のアライメントマークＰ１，Ｐ２を照明し、反射され、ビームスプリッタ６を通過して自己参照光学系８に至る。アライメントマークＰ１，Ｐ２は、以下で更に説明されるように、セグメントの形で設けられる。

【0068】

[0072] 自己参照光学系８は、偏光ビームスプリッタ１０と、第１のコーナキューブリフレクタ１２と、第２のコーナキューブリフレクタ１４とを備える。アライメント放射４は、自己参照光学系で受け取られるとき、偏光ビームスプリッタ１０がアライメント放射ビームの半分を透過しアライメント放射ビームのもう半分を反射するように、偏光を有する。アライメント放射ビーム４のうち偏光ビームスプリッタ１０によって透過される部分は、第１のコーナキューブリフレクタ１２によって反射され、偏光ビームスプリッタに戻る。第１のコーナキューブリフレクタ１２による反射はアライメントビームの偏光を９０°回転させる。放射の偏光は、９０°回転されているので、偏光ビームスプリッタ１０によってディテクタ１６の方へと反射される。

【0069】

[0073] アライメント放射ビーム４のうち偏光ビームスプリッタ１０によって反射された部分は、第２のコーナキューブリフレクタ１４へと進み、第２のコーナキューブリフレクタによって反射される。第２のコーナキューブリフレクタ１４による反射はアライメント放射ビームの偏光を９０°回転させる。放射の偏光は、９０°回転されているので、偏光ビームスプリッタ１０を通過してディテクタ１６に入射する。プロセッサＰＲは、ディテクタ１６によって生成されたアライメント信号を処理する。プロセッサＰＲは、本明細書に記載された本発明のいずれかの実施形態による方法のうちいずれかを実施するように構成されていてもよい。

【0070】

[0074] 上述したアライメントシステムＡＳ（スマートアライメントセンサハイブリッド、又はＳＭＡＳＨとも言われる）の更なる詳細は、米国特許第６，９６１，１１６号に見られるであろう。本発明は上述した例示的なアライメントシステムＡＳ及びアライメントマークＰ１，Ｐ２との使用に限られないことが理解されるべきである。他のアライメントシステム及び／又はアライメントマークが用いられてもよい。例えば、米国特許第６，２９７，８７６号に記載された（さもなければアライメントの高次向上を用いた先進的技術、又はＡＴＨＥＮＡとも言われる）タイプのアライメントシステムを経てアライメント信号が生成されてもよい。更なる一例は、周知の「スルーザレンズ（ＴＴＬ）」アライメント技術を利用するアライメントシステムであり、このシステムでは、本発明で用いられ得る周期的なアライメント信号を生成するために、アライメントマークによって回折された放射がディテクタ格子上に形成される。当業者には、基板上のアライメントマークを照明し、もたらされる放射を検出し、そこからアライメント信号を生成するという同一の結果を得るために、他の（光学）配置が用いられてもよいことが明白であろう。

【0071】

[0075] 基板上のより多くの空間が基板に所望のパターンを適用するために利用可能となるように、アライメントマークの寸法を縮小し及び／又はアライメントマーク間の空間的間隔を縮小するのが望ましいであろう。本発明の実施形態は、アライメントの正確性を保持しつつこれが達成されることを可能にする。

【0072】

[0076] 図２ａ及び図２ｂは、２つのアライメントマーク２８ａ，２８ｂを概略的に図示している。各アライメントマーク２８ａ，２８ｂは周期的なパターンで配置されており、その繰り返し単位は「材料」領域３０と「空間」領域３１とを含む。「材料」領域３０と「空間」領域３１との繰り返し単位は、構造と称されることもある。構造は、少なくとも第１の方向で周期的に配置される。アライメントマーク２８ａ，２８ｂの各「材料」領域３０は、材料３０が一様に存在するのではなくより微細な材料領域とより微細な空間領域とを備える微細なピッチの格子パターンで不在であるように形成されてもよい。代替的には、図示されるように、アライメントマーク２８ａ，２８ｂの各「空間」領域３１が、材料３０が一様に不在なのではなくより微細な材料領域３２とより微細な空間領域３３とを備える微細なピッチの格子パターンで存在するように形成されてもよい。こうしたより微細な材料領域３２及びより微細な空間領域３３は、本明細書において「解像度の」フィーチャと称されるものであり、それらを用いるリソグラフィ装置の投影システムの解像度の限界であるか、又はそれに近い。より微細な材料領域３２は、「サブ解像度」フィーチャとも称され得る。なぜなら、図１に示されるアライメントシステムＡＳは、これらのフィーチャを解像するのに必要な解像度を有していないかもしれないからである。より微細な空間領域３３が後に続く、微細な材料領域３２は、サブ構造とも称され得る。サブ構造もまた周期的であってもよく、構造よりも小さい周期を有していてもよい。

【0073】

[0077] アライメントマーク２８ａ，２８ｂは、その構造及びサブ構造の存在によって、サブセグメント化されたアライメントマークと称されることもある。サブセグメント化されたアライメントマーク２８ａ，２８ｂのサブ構造は、製品フィーチャ、すなわち生産露光の際にリソグラフィ装置を用いて基板にプリントされるべきフィーチャと同様の周期を有している。したがって、サブセグメント化されたアライメントマーク２８ａ，２８ｂは、放射に露光されたときに製品フィーチャと同様に振る舞うという利点を提供する。続いて露光される、基板上に存在するサブセグメント化されたアライメントマーク２８ａ，２８ｂと同様の解像度及び／又は密度を有する製品フィーチャを含むダイは、サブセグメント化されたアライメントマークを用いて製品フィーチャを基板上に整列させることによって、意図される位置により良好に整列され得る。

【0074】

[0078] サブセグメント化されたアライメントマーク２８ａ，２８ｂは、解像度フィーチャの中心と空間領域３１の中心との間の位置オフセットの既知の成分Ｆ１，Ｆ２を有するように設計される。第１のアライメントマーク２８ａは、第２のアライメントマーク２８ｂにおいて適用される位置オフセットの既知の成分Ｆ２とは異なる位置オフセットの既知の成分Ｆ１を有する。位置オフセットの既知の成分Ｆ１，Ｆ２は、位置オフセットの既知の成分Ｆ１，Ｆ２をゼロの両側で釣り合わせるように、等しい大きさの正の値及び負の値となる（つまり、Ｆ１＝−Ｆ２となる）ように選択されるのが好適であろう。しかしながら、いずれも同じ方向である及び／又は等しくない大きさを有する位置オフセットの既知の成分Ｆ１，Ｆ２が用いられてもよい。

【0075】

[0079] 図２ｂは、第１及び第２のアライメントマーク２８ａ，２８ｂを横断する放射ビームプロファイル３５を、２つの対応するグラフＡ，Ｂと共に概略的に図示する。グラフＡ，Ｂは、放射ビームプロファイル３５がアライメントマーク２８ａ，２８ｂをスキャンする際にそれぞれ第１及び第２のアライメントマーク２８ａ，２８ｂの中にある放射ビームプロファイル３５のエリアを示す。グラフＡ，Ｂの縦軸の１という値は、放射ビームプロファイル３５の全エリアが各アライメントマーク２８ａ又は２８ｂのいずれかの中にあることを示す。放射ビームプロファイル３５は、円形の形状を有するものとして示されている。しかしながら、放射ビームプロファイル３５は任意の形状又は寸法を有し得る。例えば、放射ビームプロファイル３５は正方形の形状、又は楕円形の形状を有していてもよい。アライメントマーク２８ａ，２８ｂは、例えば、それぞれｘ方向に８０マイクロメートルの長さを有する。この例においては、アライメントマーク２８ａ，２８ｂは距離Ｓだけ離隔している。放射ビームプロファイル３５が第１のアライメントマーク２８ａを横断するとき、アライメント信号は、（グラフＡによって示されるように）第１のアライメントマーク２８ａを表す第１の成分を含む。放射ビームプロファイル３５が第２のアライメントマーク２８ｂを横断するとき、アライメント信号は、（グラフＢによって示されるように）第２のアライメントマーク２８ｂを表す第２の成分を含む。放射ビームプロファイル３５が２つのアライメントマーク２８ａ，２８ｂの間の距離Ｓを移動するとき、アライメント信号は、第１のアライメントマーク２８ａ及び第２のアライメントマーク２８ｂの両方に由来する第３の成分を含む。既知のアライメント方法では、第３の成分は破棄されて、第１のアライメントマーク２８ａの位置は第１の成分Ａのみを用いて決定され、第２のアライメントマーク２８ｂの位置は第２の成分Ｂのみを用いて決定される。

【0076】

[0080] アライメントマーク２８ａ，２８ｂを用いて行われる位置測定の再現性及び／又は正確性は、アライメントマークのピッチ及びアライメントマークの長さに依存する。アライメントシステムＡＳを用いて行われる測定の再現性及び／又は正確性に影響を及ぼすことなくアライメントマーク２８ａ，２８ｂの合計寸法が縮小されることを可能にするアライメント方法を提供するのが望ましい。代替的には、アライメントマーク２８ａ，２８ｂの寸法を維持し、アライメントシステムを用いて行われる測定の再現性及び／又は正確性を向上させるのが望ましいであろう。アライメントマーク２８ａ，２８ｂの位置を決定するときにアライメント信号の第３の成分を用いることは、アライメントマーク２８ａ，２８ｂの間の距離Ｓが縮小又は除去されることを可能に、及び／又はアライメントシステムＡＳを用いて行われる測定の再現性及び／又は正確性に影響を及ぼすことなくアライメントマーク２８ａ，２８ｂの長さが縮小されることを可能にし得る。アライメントマーク２８ａ，２８ｂの位置を決定するときにアライメント信号の第３の成分を用いることは、アライメントマーク２８ａ，２８ｂの間の距離Ｓが除去されること、ならびにアライメントシステムＡＳを用いて行われる測定の再現性及び／又は正確性に容認できないほど大きな影響を有することなくアライメントマーク２８ａ，２８ｂの合計寸法が有意に縮小されるようにアライメントマーク２８ａ，２８ｂの長さが縮小されることを可能にし得る。アライメントマーク２８ａ，２８ｂの位置を決定するときにアライメント信号の第３の成分を用いることは、アライメントシステムＡＳを用いて行われる測定の再現性及び／又は正確性を向上させつつ、アライメントマーク２８ａ，２８ｂの寸法が維持されることを可能にし得る。

【0077】

[0081] 図２ｃは、第１及び第２のセグメント２９ａ，２９ｂを備えるアライメントマーク２９を横断する放射ビームプロファイル３５を、対応するグラフＧ，Ｄと共に概略的に図示する。第１及び第２のセグメント２９ａ，２９ｂは、それぞれ第１及び第２のアライメントマーク２８ａ，２８ｂと対応している。つまり、図２ｂに図示されるアライメントマーク２８ａ，２８ｂの合計寸法は、図２ｃに図示されるアライメントマーク２９のそれにまで縮小されている。セグメントの長さは、そのセグメントを測定するために用いられる放射ビームプロファイルの直径に依存し得る。セグメント２９ａ，２９ｂは、それぞれ４０マイクロメートル以上の長さを有していてもよい。セグメント２９ａ，２９ｂは、それぞれ２００マイクロメートル以下の長さを有していてもよい。セグメント２９ａ，２９ｂは、例えば、それぞれおよそ４０〜８０マイクロメートルの長さを有していてもよい。セグメント２９ａ，２９ｂは、例えば、それぞれ６０マイクロメートルの長さを有していてもよく、アライメントマークの合計長さは１２０マイクロメートルとなる。グラフＧ，Ｄは、放射ビームプロファイル３５がセグメント２９ａ，２９ｂをスキャンする間それぞれ第１及び第２のセグメント２９ａ，２９ｂの中にある放射ビームプロファイル３５のエリアを示す。

【0078】

[0082] セグメント２９ａ，２９ｂの間には、それらの位置がアライメントシステムＡＳを用いて測定されるとき、位置オフセットの既知の成分Ｆ１，Ｆ２の差異に起因して、明らかな空間的間隔が存在する。図２ｃの例においては、セグメント２９ａ，２９ｂは、アライメントマーク２９の連続したピッチ構造を維持しつつセグメント２９ａ，２９ｂを接近させておくという意図をもって、基板上にプリントされている。つまり、第１のセグメント２９ａが空間領域で終了する場合、第２のセグメント２９ｂは、アライメントマーク２９のピッチ構造が一方のセグメントから他方へと連続するように、材料領域で始まるであろう。しかしながら、セグメント２９ａ，２９ｂの間には、未知の、実際の空間的間隔が存在する。この未知の間隔は、各セグメント２９ａ，２８ｂの形成の違いに起因する。例えば、セグメント２９ａ，２９ｂが基板Ｗ１に形成されるとき、これらを形成するために用いられる放射は、レチクルの異なるパターニングされた領域及びリソグラフィ装置の投影システムの異なる部分を通過したものかもしれない。その結果、放射は、未知の間隔の形成に寄与し得る異なる効果を経験した。別の一例としては、基板Ｗ１の第１のターゲット部分Ｃの露光の際に一方のセグメント２９ａが形成され、第１のターゲット部分Ｃに隣接する基板の第２のターゲット部分Ｃの露光の際に他方のセグメント２９ｂが形成されたかもしれない。基板Ｗ１の第１のターゲット部分Ｃの露光と基板Ｗ１の第２のターゲット部分Ｃの露光との間のわずかな違いは未知の間隔に寄与し得る。セグメント２９ａ，２９ｂの間の未知の間隔は、セグメント２９ａ，２９ｂのピッチよりも小さくてもよい。例えば、セグメント２９ａ，２９ｂのピッチはマイクロメートル規模であってもよく、その一方で未知の間隔はナノメートル規模（例えば１００ｎｍ未満）であってもよい。

【0079】

[0083] 放射ビームプロファイル３５がアライメントマーク２９を横断し始めるとき、その全エリアは第１のセグメント２９ａの中にあり、グラフＧ，Ｄからわかるように、アライメント信号全体は第１のセグメント２９ａのみの照明の際に受信される。第１のセグメント２９ａのみの照明の際に受信されるアライメント信号の成分は、アライメント信号の第１の成分Ｇと称されることもある。

【0080】

[0084] 放射ビームプロファイル３５は、アライメントマーク２９を更に横断するとき、もはや第１のセグメント２９ａを照明せず、その全エリアは第２のセグメント２９ｂの中にある。グラフＧ，Ｄによって示されるように、アライメント信号全体は、第２のセグメント２９ｂのみの照明の際に受信される。第２のセグメント２９ｂのみの照明の際に受信されるアライメント信号の成分は、アライメント信号の第２の成分Ｄと称されることもある。

【0081】

[0085] 放射ビームプロファイル３５が第１のセグメント２９ａから第２のセグメント２９ｂへと移動するとき、アライメント信号は、第１のセグメント２９ａ及び第２のセグメント２９ｂの両方に由来するアライメント信号成分Ｇ，Ｄのコンボリューションされた成分Ｖを含む。グラフＧ，Ｄによって示されるように、放射ビームプロファイル３５が第１のセグメント２９ａを出て第２のセグメント２９ｂ内へと移動するとき、アライメント信号への第１のセグメント２９ａの寄与Ｇは減少し、アライメント信号への第２のセグメント２９ｂの寄与Ｄは増大する。コンボリューションされた成分Ｖは、第１のセグメント２９ａ及び第２のセグメント２９ｂの両方の同時照明の際に受信される。コンボリューションされた成分Ｖは、アライメント信号の第３の成分Ｖと称されることもある。

【0082】

[0086] 既知のアライメント方法においては、アライメント信号の第３の成分は、検出されるが、後続のアライメント信号解析及びアライメントマーク位置決定において破棄される。本発明の実施形態においては、第３の成分Ｖと２つのセグメント２９ａ，２９ｂの相対位置との関係が決定され、その後セグメント２９ａ，２９ｂの位置を決定するために利用され得る。決定されたセグメント２９ａ，２９ｂの位置は、アライメントマーク２９の平均位置を決定するために平均化され得る。第３の成分Ｖと２つのセグメント２９ａ，２９ｂの相対位置との関係は、較正マークを用いて較正測定を実施することによって決定され得る。

【0083】

[0087] 較正マークは２つの較正セグメントを備える。較正セグメントはそれぞれ、各較正セグメントで同一の周期性を有する周期格子を備える。例えば、較正セグメントは図２ｃ又は図２ｄに図示されるセグメントの形を有する。較正セグメントの特徴（例えば相対位置、セグメント長さ、格子配向及び周期性など）は既知である。図３は、較正測定を実施し、アライメント信号の第３の成分を用いて２つのアライメントマークセグメントの位置を決定するためにその較正測定の結果を使用する方法のフローチャートである。ステップＳ１において、両較正セグメントの同時照明の際に受信される較正成分ＣＶを含む較正アライメント信号を生成するために、較正マークは放射ビームプロファイルで照明される。ステップＳ２において、較正アライメント信号は解析され、較正アライメント信号と較正セグメントの位置との関係が決定される。較正測定は、複数の異なる較正アライメント信号を得るために、異なる特徴（例えば較正セグメント間の異なる間隔）を有する異なる較正マークを用いて繰り返されてもよい。較正アライメント信号は、将来の使用のために、機械可読媒体に記憶されてもよい。

【0084】

[0088] ステップＳ３において、較正アライメント信号は、未知の位置を有する２つのセグメント２９ａ，２９ｂの測定から生じるアライメント信号に近似される。ステップＳ４において、近似の結果（例えばフィッティング係数）を用いて２つのセグメント２９ａ，２９ｂの位置が決定される。

【0085】

[0089] 較正測定を介したセグメント２９ａ，２９ｂの位置の決定の正確性は、較正マークが解析に用いられているアライメントマーク２９にいかに類似しているかに依存する。例えば、較正セグメントの周期性とアライメントマークセグメント２９ａ，２９ｂの周期性との差が大きければ大きいほど、セグメント２９ａ，２９ｂの位置の決定は正確でなくなり得る。較正セグメントの位置と較正アライメント信号との間には関係がある。同様に、セグメント２９ａ，２９ｂの位置とアライメント信号との間には関係がある。概して、較正マークとアライメントマーク２９とが類似していなければいないほど、これらの関係も類似していなくなり、セグメント２９ａ，２９ｂの位置の決定は正確でなくなる。

【0086】

[0090] 図２ｂに示される２つのアライメントマーク２８ａ，２８ｂの合計寸法は、アライメントシステムＡＳを用いて行われる測定の再現性及び／又は正確性に容認できないほど大きな影響を有することなく、図２ｃに示されるものよりも縮小され得る。これは、アライメントマーク２８ａ，２８ｂを、単一のアライメントマークの２つのセグメントとして扱われ得るように互いに隣接して配置すること、それらの長さを、アライメント信号の第１、第２及び第３の成分がアライメントシステムＡＳによって生成され得る距離まで縮小すること、ならびにそのアライメント信号の第１、第２及び第３の成分を用いて２つのセグメントの位置を決定することによって、達成され得る。アライメント信号の第１、第２及び第３の成分が生成され得るアライメントマーク２８ａ，２８ｂの長さは、アライメントシステムＡＳの特徴、例えば放射ビームプロファイル３５の寸法及び形状に依存する。

【0087】

[0091] 図２ｄは、第１のセグメント３４ａ及び第２のセグメント３４ｂを備えるアライメントマーク３４を横断する放射ビームプロファイル３５を、対応するグラフＥ，Ｆと共に概略的に図示する。セグメントの長さは、そのセグメントを測定するために用いられる放射ビームプロファイルの直径に依存し得る。セグメント２９ａ，２９ｂは、それぞれ４０マイクロメートル以上の長さを有していてもよい。セグメント２９ａ，２９ｂは、それぞれ２００マイクロメートル以下の長さを有していてもよい。第１のセグメント３４ａ及び第２のセグメント３４ｂは、例えば、それぞれおよそ４０マイクロメートルの長さを有していてもよく、アライメントマークの合計長さはおよそ８０マイクロメートルとなる。グラフＥ，Ｆは、放射ビームプロファイル３５がセグメント３４ａ，３４ｂをスキャンする際にそれぞれ第１及び第２のセグメント３４ａ，３４ｂの中にある放射ビームプロファイル３５のエリアを示す。

【0088】

[0092] 放射ビームプロファイル３５がアライメントマーク３４を横断し始めるとき、その全エリアは第１のセグメント３４ａの中にあり、グラフＥ，Ｆからわかるように、アライメント信号全体は第１のセグメント３４ａのみの照明の際に受信される。

【0089】

[0093] 放射ビームプロファイル３５は、アライメントマーク３４を更に横断するとき、もはや第１のセグメント３４ａを照明せず、その全エリアは第２のセグメント３４ｂの中にあって、グラフＥ，Ｆによって示されるように、アライメント信号全体は、第２のセグメント３４ｂのみの照明の際に受信される。

【0090】

[0094] 放射ビームプロファイル３５が第１のセグメント３４ａから第２のセグメント３４ｂへと移動するとき、アライメント信号は、第１のセグメント３４ａ及び第２のセグメント３４ｂの両方に由来するアライメント信号成分Ｅ，Ｆの第３の成分Ｖを含む。第３の成分Ｖは、第１のセグメント３４ａ及び第２のセグメント３４ｂの両方の同時照明の際に受信される。第３の成分Ｖは、コンボリューションされた成分Ｖと称されることもある。図２ｄの例においては、放射ビームプロファイル３５は円形であり、各セグメント３４ａ，３４ｂの長さは放射ビームプロファイル３５の円周と同様である。放射ビームプロファイル３５の寸法及び形状は、生じるアライメント信号の大部分について両セグメント３４ａ，３４ｂを同時に照明するようなものであり、そのアライメント信号の大部分は第３の成分によって形成される。しかしながら、グラフＥ，Ｆからわかるように、第１のセグメント３４ａのみの照明の際に受信されるアライメント信号の第１の成分があり、第２のセグメント３４ｂのみの照明の際に受信されるアライメント信号の第２の成分がある。図２ｄの例において、グラフＥ，Ｆは、アライメント信号の大部分が第３の成分Ｖからなることを示している。放射ビームプロファイル３５が第１のセグメント３４ａを出て第２のセグメント３４ｂ内へと移動するとき、アライメント信号への第１のセグメント３４ａの寄与Ｅは減少し、アライメント信号への第２のセグメント３４ｂの寄与Ｆは増大する。図２ｃに関連して上述したように、アライメント信号と２つのセグメント３４ａ，３４ｂの位置との関係は、較正マークを用いて較正測定を実施すること及びその結果もたらされる較正アライメント信号を解析することによって決定され得る。較正アライメント信号は、２つのセグメント３４ａ，３４ｂの測定から生じるアライメント信号に近似され得る。近似の結果は、２つのセグメント３４ａ，３４ｂの位置を決定するために用いられ得る。決定された２つのセグメント３４ａ，３４ｂの位置は、アライメントマーク３４の位置を決定するために平均化され得る。

【0091】

[0095] セグメントの位置の決定に第３の成分Ｖを用いる別の方法は、第３の成分Ｖをデコンボリューションすることを含む。コンボリューションされた成分Ｖをデコンボリューションして、そのデコンボリューションの結果を後続のアライメント信号解析において用いることは、セグメント３４ａ，３４ｂの位置を決定するために用いられ得るアライメント情報をもたらす。概して、セグメント３４ａ，３４ｂの位置の決定において第３の成分Ｖを用いることは、アライメントマーク２８ａ，２８ｂのより効率的な使用を可能にし、したがって、アライメントマーク２８ａ，２８ｂを用いて行われる測定の正確性及び／又は再現性のロスをもたらすことなくアライメントマーク２８ａ，２８ｂの寸法を縮小することも可能にする。測定の再現性は、測定が、異なるとき、場所で及び／又は異なる人々によって複製される能力として定義され得る。ある測定が高度の再現性を有する場合、それは高い精度を有するといえる。

【0092】

[0096] 図４は、アライメント信号の第３の成分Ｖのデコンボリューションを伴う、アライメントマークセグメント３４ａ，３４ｂの位置を決定する方法のフローチャートである。ステップＳ１０において、アライメント信号が、例えば図１に図示されるようなアライメントシステムＡＳによって、生成される。アライメント信号は、アライメントマーク３４の第１のセグメント３４ａのみの照明の際に受信される第１の成分と、アライメントマーク３４の第２のセグメント３４ｂのみの照明の際に受信される第２の成分と、両セグメント３４ａ，３４ｂの同時照明の際に受信されるコンボリューションされた成分Ｖと、を含む。ステップＳ１１において、コンボリューションされた成分Ｖはデコンボリューションされる。複数のデコンボリューション技術を以下に記載する。ステップＳ１２において、デコンボリューションの結果に少なくとも部分的に基づいて、アライメントマークセグメント３４ａ，３４ｂの位置が決定される。

【0093】

[0097] アライメント信号のコンボリューションされた成分Ｖをデコンボリューションする１つの方法は、正弦関数及び／又は余弦関数をアライメント信号のコンボリューションされた成分Ｖに近似させることを含む。図５ａは、第１のセグメント４０ａ及び第２のセグメント４０ｂを備えるアライメントマーク４０をスキャンする放射ビームプロファイル３５を概略的に図示する。図５ａの例において、放射ビームプロファイル３５は、アライメントマーク４０を横切って正のｘ方向に動いている。図５ａの例において、第１のセグメント４０ａ及び第２のセグメント４０ｂは、ｘ方向で同一の長さを有する。第１のセグメント４０ａは、第１のピッチＰを有する格子を備える。第２のセグメント４０ｂは、同じピッチＰを有する格子を備える。セグメント４０ａ，４０ｂはサブセグメント化され、解像度フィーチャの中心と空間領域の中心との間の異なる位置オフセットの既知の成分Ｆ１，Ｆ２を有する。明瞭にするため、アライメントマーク４０のサブセグメント化は図５ａからは省略されている。各セグメント４０ａ，４０ｂの長さの半分が、符号Ｈによって表されている。放射ビームプロファイル３５の半径が、符号Ｒによって表されている。第１のセグメント４０ａの予定位置が、符号Ｅ１によって表されている。第２のセグメント４０ｂの予定位置が、符号Ｅ２によって表されている。

【0094】

[0098] 図５ｂは、アライメントマーク４０を横断する放射ビームプロファイル３５から生じるアライメント信号を示す。アライメント信号は、アライメントシステムＡＳによって検出された放射の強度Ｉ対ｘ方向の放射ビームプロファイル３５の位置として描画されている。このアライメント信号は、第１のセグメント４０ａのみの照明の際に受信される第１の成分Ｊと、第２のセグメント４０ｂのみの照明の際に受信される第２の成分Ｋと、両セグメント４０ａ，４０ｂの同時照明の際に受信されるコンボリューションされた成分Ｖと、を含む。

【0095】

[0099] 図５ｃは、アライメントマーク４０を横断する際の放射ビームプロファイル３５の位置の関数としてのアライメント位置ずれ（ＡＰＤ）のグラフを示す。セグメント４０ａ，４０ｂのアライメント位置ずれとは、セグメント４０ａ，４０ｂの測定位置とセグメント４０ａ，４０ｂの予定位置Ｅ１，Ｅ２との間の差である。セグメント４０ａ，４０ｂの予定位置Ｅ１，Ｅ２は既知である。セグメント４０ａ，４０ｂの測定位置は、アライメントシステムＡＳと、アライメント信号の第３の成分Ｖを用いることを伴うアライメント方法とを用いて決定されるべきものである。

【0096】

[0100] 解像度フィーチャの中心と空間領域の中心との間の位置オフセットの異なる既知の成分Ｆ１，Ｆ２は、第１のセグメント４０ａのアライメント位置ずれＤ１及び第２のセグメント４０ｂのアライメント位置ずれＤ２の違いをもたらしている。各セグメント４０ａ，４０ｂの形成の違いに起因する未知の間隔も、第１のセグメント４０ａ及び第２のセグメント４０ｂのアライメント位置ずれの違いに寄与し得る。図５ａでは、明瞭にするため、第１のセグメント４０ａと第２のセグメント４０ｂとの間の間隔が誇張されている。図５ｃからわかるように、アライメントマーク４０のアライメント位置ずれは、第１のセグメント４０ａのみの照明の際の第１のセグメント４０ａのアライメント位置ずれＤ１に等しい。アライメントマーク４０のアライメント位置ずれは、第２のセグメント４０ｂのみの照明の際の第２のセグメント４０ｂのアライメント位置ずれＤ２に等しい。アライメントマーク４０のアライメント位置ずれの値は、両セグメント４０ａ，４０ｂの同時照明の際に（すなわちコンボリューションされた成分Ｖ内で）Ｄ１からＤ２に移行する。

【0097】

[0101] １つ以上の関数がアライメント信号に近似されてもよい。放射ビームプロファイル３５によってスキャンされる、例えばセグメント４０ａ、又は別の一例としてはアライメントマーク２８ａのような単一の周期構造の場合、結果として生じるアライメント信号は変調する。変調アライメント信号には正弦関数及び／又は余弦関数が近似され得る。例えば、正弦関数は次の形をとり得る。

【数1】

【0098】

[0102] ただし、Ｄｍａｘはアライメント信号の振幅、Ｓｐは測定スキャンの際の放射ビームプロファイル３５の位置、Ｄは周期構造のアライメント位置ずれ、Ｐはアライメント信号の検出されたピッチである。近似された正弦関数及び／又は近似された余弦関数からは、周期構造の位置を決定するために、位相情報が抽出され得る。

【0099】

[0103] 放射ビームプロファイル３５によってスキャンされる、例えばアライメントマーク４０のセグメント４０ａ，４０ｂのような２つの周期構造の場合、結果として生じるアライメント信号は、放射ビームプロファイル３５がアライメントマーク４０の両方のセグメント４０ａ，４０ｂを同時に照明しているとき、アライメントマーク４０の測定位置の漸次的な変位を示し得る。アライメントマーク４０の測定位置の漸次的な変位は、放射ビームプロファイル３５が第１のセグメント４０ａから第２のセグメント４０ｂへと移動する間にセグメント４０ａ，４０ｂを形成する周期構造の位置を積分する（integrating）放射ビームプロファイル３５に起因する。アライメントマーク４０の測定位置の漸次的な変位は、セグメント４０ａ，４０ｂの位置に対する放射ビームプロファイル３５の位置の関数である。

【0100】

[0104] 以下の関数（「正弦近似関数」）は、同一の格子ピッチを有する２つのセグメント４０ａ，４０ｂから生じるアライメント信号に近似され得る正弦関数の形の一例である。

【数2】

【0101】

[0105] ただし、ｆは出力がアライメント位置ずれであるアライメント位置ずれ関数、Ｄ１は第１のセグメント４０ａのアライメント位置ずれ、Ｄ２は第２のセグメント４０ｂのアライメント位置ずれである。一旦アライメント信号に近似されると、正弦近似関数から位相情報が抽出され得る。抽出された位相情報は、セグメント４０ａ，４０ｂの位置を決定するために用いられ得る。正弦近似関数は、放射ビームプロファイル３５とセグメント４０ａ，４０ｂとの異なる組み合わせについては、他の形をとってもよい。放射ビームプロファイル３５とセグメント４０ａ，４０ｂとの所与の組み合わせについての正弦近似関数の形は、上述のように較正測定を実施することによって決定され得る。

【0102】

[0106] アライメント位置ずれ関数ｆは、放射ビームプロファイル３５の寸法及び形状の知識と、アライメント信号の第１及び第２の成分の知識とに基づいて定式化される。この知識は、上述のように較正測定を実施することによって得られ得る。

【0103】

[0107] 正弦近似関数の適用をよりよく理解するために、アライメント信号は、異なる区間に分けられてもよい。例えば、アライメント信号の第１の区間は、第１のセグメント４０ａのみの照明の際に生成されたアライメント信号として定義され得る。Ｓｐ＜Ｅ１＋Ｈ−Ｒの条件が満足されるとき、
[0108] アライメント位置ずれ関数は、ｆ｛Ｓｐ，Ｄ１，Ｄ２｝＝Ｄ１の形をとる。

【0104】

[0109] つまり、第１のセグメント４０ａのみの照明の際には、アライメント位置ずれは、第１のセグメントのアライメント位置ずれＤ１に等しい。

【0105】

[0110] アライメント信号の第２の区間は、両セグメント４０ａ，４０ｂの同時照明の際に生成されたアライメント信号として定義され得る。Ｅ１＋Ｈ−Ｒ＜Ｓｐ＜Ｅ２−Ｈ＋Ｒの条件が満足されるとき、
[0111] 一例として、正弦関数がコンボリューションされた成分Ｖに近似される場合には、アライメント位置ずれ関数は以下の方程式を用いて近似化され得る。

【数3】

【0106】

[0112] つまり、両セグメント４０ａ，４０ｂの同時照明の際には、アライメント位置ずれは、両セグメント４０ａ，４０ｂのアライメント位置ずれＤ１，Ｄ２を含むコンボリューションされたアライメント位置ずれに等しい。コンボリューションされた成分Ｖには、例えば余弦関数のような他の関数が近似されてもよい。アライメント位置ずれ関数は、他の形をとってもよい。

【0107】

[0113] アライメント信号の第３の区間は、第２のセグメント４０ｂのみの照明の際に生成されたアライメント信号として定義され得る。Ｓｐ＞Ｅ２−Ｈ＋Ｒの条件が満足されるとき、
[0114] アライメント位置ずれ関数は、ｆ｛Ｓｐ，Ｄ１，Ｄ２｝＝Ｄ２の形をとる。

【0108】

[0115] つまり、第２のセグメント４０ｂのみの照明の際には、アライメント位置ずれは、第２のセグメントのアライメント位置ずれＤ２に等しい。

【0109】

[0116] ｆ｛Ｓｐ，Ｄ１，Ｄ２｝という項には、２つの未知数、すなわちＤ１及びＤ２がある。Ｄ１及びＤ２の値は、ｆ｛Ｓｐ，Ｄ１，Ｄ２｝の異なる形をアライメント信号の対応する区間の正弦近似関数に代入することによって決定され得る。セグメント４０ａ，４０ｂの測定位置は、Ｄ１及びＤ２の値にそれぞれ予定位置Ｅ１及びＥ２を加算することによって決定され得る。上記は、Ｄ１及びＤ２の決定された値からセグメント４０ａ，４０ｂの２つのアライメント位置をもたらす正弦近似関数の具体的な一例である。アライメント信号は異なる手法で分けられてもよく、アライメント信号に近似される関数及びアライメント位置ずれ関数は他の形をとってもよい。決定されたセグメント４０ａ，４０ｂの位置は、アライメントマーク４０の位置を決定するために平均化され得る。

【0110】

[0117] アライメント位置ずれ関数ｆは、放射ビームプロファイル３５を表す関数、検出された放射をアライメント信号に変換するアライメントシステムＡＳによって実施される変換を表す関数（「センサ伝達関数」）、及び２つのセグメント４０ａ，４０ｂの位置を表す関数のコンボリューションとして表現されてもよい。次に、コンボリューションされた成分Ｖの概念について述べる。一般論としては、コンボリューションとは、第１の関数Ｘ及び第２の関数Ｙに作用して、第１の関数Ｘ及び第２の関数Ｙの修正されたバージョンであると見なされ得る第３の関数Ｚを生成する数学的演算であるといえる。図５ａから図５ｃの例においては、第１の関数Ｘは放射ビームプロファイル３５を表し得る。第２の関数Ｙは第１のセグメント４０ａ及び第２のセグメント４０ｂを表し得る。第３の関数Ｚは、アライメント信号を生成するためにアライメントシステムＡＳにおいて放射ビームプロファイル３５でアライメントマーク４０をスキャンすることによって第１の関数Ｘが第２の関数Ｙでコンボリューションされるときに生じ得る。第３の関数Ｚは、両セグメント４０ａ，４０ｂの同時照明の際に（すなわちセンサ伝達関数が検出された放射をアライメント信号に変換した後で）受信されたアライメント信号のコンボリューションされた成分Ｖを表し得る。第１の関数Ｘを決定すること及び第３の関数Ｚを測定することによって、第３の関数Ｚがデコンボリューションされて、第２の関数Ｙを決定し得る。つまり、アライメント信号のコンボリューションされた成分Ｖ（すなわち既知のアライメント方法では破棄されるアライメント信号の成分）は、放射ビームプロファイル３５の知識及びセンサ伝達関数を用いてデコンボリューションされて、第１及び第２のセグメント４０ａ，４０ｂについての位置情報を決定し得る。

【0111】

[0118] 既知の第１の関数Ｘ（放射ビームプロファイル３５）と、既知の第２の関数Ｙ（既知の特徴を有する較正マーク）と、センサ伝達関数とのコンボリューションのための第３の関数Ｚの形を決定するために、較正測定が実施されてもよい。較正マークは、既知の特徴（例えば相対位置、セグメント長さ及び配向）の中でも特に同一のピッチＰを有する２つのセグメントを備える。較正測定は、較正マーク（第２の関数Ｙ）を放射ビームプロファイル３５（第１の関数Ｘ）で照明することと、センサ伝達関数を適用してコンボリューションされた成分Ｖ（第３の関数Ｚ）を含むアライメント信号を生成することと、を伴う。結果として生じる較正アライメント信号は、アライメント位置ずれ関数ｆを示す。未知の位置を有するセグメント４０ａ，４０ｂを備えるアライメントマーク４０についてアライメントシステムＡＳを用いて測定が行われるとき、較正アライメント信号から得られる情報は、１つ以上の関数をアライメントマーク４０から生じるアライメント信号に近似させるのに寄与し得る。

【0112】

[0119] 異なる既知の特徴を有する異なる較正マークを用いて複数の較正が実施されてもよい。異なる較正マークを用いて複数の較正を実施することは、アライメント信号のコンボリューションされた成分Ｖのデコンボリューションに寄与し得る異なるアライメントマーク特徴に関して第３の関数Ｚについての情報を提供する。例えば、第１の較正マークがセグメント間に１００ｎｍの空間的間隔を有し第２の較正マークがセグメント間に１０ｎｍの空間的間隔を有する２つの較正マークについて、２つの較正が実施され得る。較正アライメント信号から得られる１００ｎｍの空間的間隔の場合の第３の関数Ｚについての情報は、アライメントシステムＡＳによって生成されたアライメント信号のコンボリューションされた成分Ｖのデコンボリューションに寄与し得る。デコンボリューションの結果が、２つのセグメント４０ａ，４０ｂの間の空間的間隔が１００ｎｍよりも１０ｎｍに近いことを示すのであれば、１０ｎｍの空間的間隔の場合の第３の関数Ｚについて較正アライメント信号から得られた情報を用いて、再度デコンボリューションが実施されてもよい。なお、セグメント４０ａ，４０ｂのピッチＰよりもずっと小さい空間的間隔に関しては、アライメント信号のコンボリューションされた成分Ｖは、空間的間隔の関数として大きく変化することは見込まれない。したがって、第３の関数Ｚについての情報を決定するためには、単一の較正マークを用いて１回のみ較正測定が行われ得る。

【0113】

[0120] 例えば、前述したように、アライメント位置ずれ関数ｆ｛Ｓｐ，Ｄ１，Ｄ２｝は、放射ビームプロファイル３５の寸法及び形状の知識と、センサ伝達関数の知識と、アライメント信号の第１及び第２の成分の知識とに基づいて定式化される。この知識を得るために、較正測定が実施され得る。較正測定から生じる較正アライメント信号は、コンボリューションされた成分Ｖの形を決定するために解析され得る。上記の例においては、コンボリューションされた成分Ｖをデコンボリューションするために、正弦関数がアライメント信号に近似された。アライメント信号には、例えば余弦関数のような異なる関数が近似されてもよい。

【0114】

[0121] 次に、セグメント４０ａ，４０ｂの位置を決定するためにアライメント信号の第３の成分を用いる他の方法について述べる。図６は、アライメント信号を複数の部分に分けて各部分を別々に解析することを伴う、アライメントマークセグメント４０ａ，４０ｂの位置を決定する方法のフローチャートである。ステップＳ２１において、アライメント信号が生成される。このアライメント信号は、第１のセグメントのみの照明の際に受信される第１の成分と、第２のセグメントのみの照明の際に受信される第２の成分と、両セグメントの同時照明の際に受信される第３の成分と、を含む。ステップＳ２２において、アライメント信号は複数の別個の部分に分けられる。各部分は周期的アライメント信号の整数個の周期から成る。ステップＳ２３において、アライメント信号の各部分は、アライメント信号から局所位相情報を抽出するために、独立して解析される。ステップＳ２４において、アライメント信号の各部分の解析の結果が組み合わされ、アライメント信号の位相の変動が放射ビームプロファイル３５の位置の関数として決定される。ステップＳ２５において、放射ビームプロファイル３５の位置の関数としてのアライメント信号の位相の変動を用いて、セグメント４０ａ，４０ｂの位置を決定する。

【0115】

[0122] 図７ａは、第１のセグメントのみの照明の際に受信される第１の成分Ｊと、第２のセグメントのみの照明の際に受信される第２の成分Ｋと、両セグメントの同時照明の際に受信される第３の成分Ｖと、を含むアライメント信号を示す。このアライメント信号は、別個の部分Ｂ１〜Ｂ１５に分けられている。図７ａの例においては、各部分Ｂ１〜Ｂ１５はアライメント信号の３つの周期を含む。部分Ｂ１〜Ｂ１５は、アライメント信号のより多数又はより少数の周期を含んでいてもよい。アライメント信号は、異なる数の部分Ｂ１〜Ｂ１５に分けられてもよい。図７ｂは、セグメント４０ａ，４０ｂを横断する際の放射ビームプロファイル３５の位置の関数としてのアライメント位置ずれ（ＡＰＤ）のグラフを示す。アライメントマーク４０のアライメント位置ずれは、第１のセグメント４０ａのみの照明の際の第１のセグメント４０ａのアライメント位置ずれＤ１に等しい。アライメントマーク４０のアライメント位置ずれは、第２のセグメント４０ｂのみの照明の際の第２のセグメント４０ｂのアライメント位置ずれＤ２に等しい。アライメントマーク４０のアライメント位置ずれの値は、両セグメント４０ａ，４０ｂの同時照明の際に（すなわちコンボリューションされた成分Ｖ内で）Ｄ１からＤ２に移行する。

【0116】

[0123] アライメント信号の各部分Ｂ１〜Ｂ１５は、関連する局所位相情報を決定するために解析されている。各部分Ｂ１〜Ｂ１５から抽出された局所位相情報と関連する局所アライメントマーク４０位置情報は、図７ｂのグラフ上では、円によって表される。アライメント信号の各部分を解析することは、アライメント信号の各部分について高速フーリエ変換を行うことを含み得る。高速フーリエ変換は、それが行われるアライメント信号部分が単一の周波数成分を含む場合にのみ、有用なアライメント信号位相情報を提供するであろう。アライメント信号の各部分を解析することは、アライメント信号の各部分に正弦関数及び／又は余弦関数を近似させることを含み得る。他の関数がアライメント信号の異なる部分に近似されてもよいことがわかるであろう。アライメント信号の部分に近似され得る関数の形は、上述のように較正測定を実施することによって決定され得る。各部分Ｂ１〜Ｂ１５を用いて決定された局所位相情報を組み合わせることは、アライメント信号の位相の変動が放射ビームプロファイル３５の位置の関数として決定されることを可能にする。セグメント４０ａ，４０ｂの位置は、放射ビームプロファイル３５の位置の関数としてのアライメント信号の位相の変動を用いて決定され得る。

【0117】

[0124] アライメント信号を別個の部分Ｂ１〜Ｂ１５に分けて各部分を別々に解析する方法は、アライメント信号の矩形ウィンドウ処理解析（rectangular windowing analysis）を実施することと類似であると考えられてもよい。セグメント４０ａ，４０ｂの位置の決定に第３の成分Ｖを用いる別の方法は、アライメント信号を複数の不明瞭な（すなわち重複する）部分に分けることを含む。アライメント信号の重複する部分は、アライメント信号から局所位相情報を抽出するために、非矩形ウィンドウ処理解析を用いて解析され得る。重複する各部分から決定される局所位相情報は、放射ビームプロファイル３５の位置の関数としてのアライメント信号の位相の変動を決定するために組み合され得る。セグメント４０ａ，４０ｂの位置は、放射ビームプロファイル３５の位置の関数としてのアライメント信号の位相の変動を用いて決定され得る。

【0118】

[0125] セグメント４０ａ，４０ｂの位置の決定に第３の成分Ｖを用いる別の方法は、１つ以上の関数、例えば正弦関数及び／又は余弦関数をアライメント信号に近似させることと、１つ以上の近似された関数を複数の部分に分けることと、アライメント信号から局所位相情報を抽出するためにそれらの部分にウィンドウ解析を提供することと、を含む。用いられるウィンドウは、部分が別個であれば矩形、又は部分が重複していれば非矩形であってもよい。各ウィンドウからの局所位相情報は、放射ビームプロファイル３５の関数としてのアライメント信号の位相の変動を決定するために組み合わされ得る。セグメント４０ａ，４０ｂの位置は、放射ビームプロファイル３５の位置の関数としてのアライメント信号の位相の変動を用いて決定され得る。

【0119】

[0126] セグメント４０ａ，４０ｂの位置の決定に第３の成分Ｖを用いる別の方法は、アライメント信号に対してヒルベルト変換を実施することを含む。図８は、アライメント信号に対してヒルベルト変換を実施することを伴う、アライメントマークセグメント４０ａ，４０ｂの位置を決定する方法のフローチャートである。ステップＳ３１において、アライメント信号が生成される。このアライメント信号は、第１のセグメントのみの照明の間に受信される第１の成分と、第２のセグメントのみの照明の間にのみ受信される第２の成分と、両セグメントの同時照明の間に受信される第３の成分と、を備える。ステップＳ３２において、アライメント信号に対してヒルベルト変換が実施される。ステップＳ３３において、アライメント信号のヒルベルト変換の結果に少なくとも部分的に基づいて、セグメント４０ａ，４０ｂの位置が決定される。

【0120】

[0127] ヒルベルト変換は信号解析において既知のツールであり、その振幅変調及び周波数（すなわち位相）変調という点で狭帯域信号を表す。アライメント信号に対してヒルベルト変換を実施すると、放射ビームプロファイル３５の位置の関数としてのアライメント信号の位相応答が生成される。アライメント信号に対してヒルベルト変換を実施することによって、１組の位置依存アライメント信号位相が得られるであろう。ヒルベルト変換は、９０度回転された虚数信号をアライメント信号の各周波数成分の測定されたアライメント信号に加えることで、アライメント信号を複素化する。複素数は、アライメント信号のような周期的に変動する信号の便利な表示を提供するので、信号解析においてよく用いられる。周期的に変動する信号を表す複素数の絶対値は、周期的に変動する信号の振幅と対応するであろう。複素数は複素平面内で表され得る。複素数の引数は、複素平面内の複素数の点と複素平面の原点とを結ぶ線と複素平面の正の実軸との間の角度をもたらす。周期的に変動する信号を表す複素数の引数は、周期的に変動する信号の位相と対応するであろう。各複素アライメント信号成分の振幅を決定することによって、複素アライメント信号から局所アライメント信号振幅が抽出され得る。各複素アライメント信号成分の引数を決定することによって、複素アライメント信号から局所アライメント信号振幅が抽出され得る。セグメントの位置の決定に第３の成分Ｖを用いるヒルベルト変換方法は、狭帯域アライメント信号にのみ用いられることがわかるであろう。アライメント信号が複数の狭帯域アライメント信号の寄与の混合を含む場合には、その複数の狭帯域アライメント信号の寄与は、例えば、アライメント信号の寄与に対してヒルベルト変換が実施される前に帯域通過フィルタを用いることによって、分離されてもよい。

【0121】

[0128] ヒルベルト変換の実施形態は、処理の擾乱及び低アライメント信号強度条件に特に強い。例えば、この実施形態は、微細なフィーチャを含むアライメントマーク、例えばショートストロークモジュールによる微動位置決めにおいて用いられるアライメントマークから生成されるアライメント信号を解析するときに、強さの向上を示している。また、ヒルベルト変換の実施形態は、アライメント信号に用いられるより伝統的な近似、例えば正弦関数近似よりも強いであろう。更に、ヒルベルト変換の実施形態の計算時間は、正弦関数及び／又は余弦関数をアライメント信号に近似させることに純粋に基づく方法と比べ、短縮される。

【0122】

[0129] アライメント信号の第３の成分Ｖを用いてアライメントマークセグメントの位置及び／又はアライメントマークの位置を決定する複数の方法を上述した。当業者には、アライメント信号の第３の成分Ｖを用いてアライメントマークセグメントの位置及び／又はアライメントマークの位置を決定するときに、本明細書において述べられたもの以外の信号解析技術が利用されてもよいことがわかるであろう。

【0123】

[0130] アライメントマーク２８ａ，２８ｂの位置を決定するときに第３の成分を用いることは、アライメントマークの合計寸法が縮小されることを可能にし得る。すなわち、アライメントシステムＡＳを用いて行われる測定の再現性及び／又は正確性に影響を及ぼすことなく、アライメントマーク２８ａ，２８ｂの間の距離Ｓが縮小又は除去され及び／又はアライメントマーク２８ａ，２８ｂの長さが縮小され得る。基板上のアライメントマークの寸法の（上述したデコンボリューション方法を介した）縮小が特に有用であり得るときの一例は、アライメントシステムＡＳによってフィールド内アライメント測定が実施されるときである。フィールド内アライメントは、基板Ｗのターゲット部分Ｃの位置に対する歪曲の影響を決定するためにアライメントシステムＡＳによってフィールド内アライメントマークの位置を測定することを伴う。ターゲット部分Ｃは、例えば、基板Ｗの加熱及び／又は基板テーブルＷＴ１への基板Ｗの静電クランプ等に起因して歪み得る。ターゲット部分Ｃは、より一般的には露光エリア又はダイと称されることもある。

【0124】

[0131] 図９ａは、基板Ｗ上のフィールド内アライメントマークＩＭの典型的なレイアウトの概略的な図示である。フィールド内アライメントマークＩＭは、基板Ｗのターゲット部分Ｃに位置している。幾つかのフィールド内アライメントマークＩＭは、基板Ｗのスクライブレーンに存在し得る。図９ａの例においては、フィールド内アライメントマークＩＭは、ターゲット部分Ｃの周辺に沿った位置、ならびにターゲット部分Ｃの中心に存在している。フィールド内アライメントマークＩＭは、ターゲット部分Ｃの他の場所に位置していてもよい。図９ａの右側には、拡大されたフィールド内アライメントマークＩＭを横断する放射ビームプロファイル３５が示されている。図９ａの例においては、フィールド内アライメントマークＩＭは、ｘ位置測定とｙ位置測定とが同時に実施され得るように、放射ビームプロファイル３５の移動の方向に対して４５°の角度で配置された周期格子を備えている。本発明の実施形態はいずれも４５°配列の周期格子に当てはまり、単一方向で周期的な単なる格子には当てはまらない。フィールド内アライメントマークＩＭは、図９ａに概略的に図示されるもの以外の形をとってもよい。フィールド内アライメントマークＩＭを横切る放射ビームプロファイル３５の１回のスキャンの結果、１つのフィールド内アライメントマークＩＭの１つの位置測定（ｘ座標及びｙ座標）がもたらされる。

【0125】

[0132] 図９ｂは、本発明の一実施形態によるフィールド内アライメントマークＩＭのステッチ状のレイアウトの概略的な図示である。図９ｂに図示されるレイアウトは、ターゲット部分Ｃのフィールド内アライメントマークＩＭのうち幾つかが放射ビームプロファイル３５のスキャン方向で隣接している（すなわちフィールド内アライメントマークＩＭが「縫い」合わされている）ことから、ステッチ状のレイアウトと称される。図９ａと図９ｂとを比較するとわかるように、ターゲット部分Ｃの周辺に沿ったフィールド内アライメントマークＩＭの数は、フィールド内アライメントマークＩＭのステッチ状のレイアウトでは２倍になっている。図９ｂの右側には、２つの拡大されたフィールド内アライメントマークＩＭを横断する放射ビームプロファイル３５が示されている。この図９ｂの右側に示される２つのフィールド内アライメントマークＩＭは、放射ビームプロファイル３５のスキャン方向で互いに隣接している。放射ビームプロファイル３５のスキャン方向で互いに隣接している複数のフィールド内アライメントマークの組み合わせは、連結フィールド内アライメントマークＣＩＭと称されることもある。２つのセグメントを備える任意のアライメントマーク、例えば図２ｃ、図２ｄ、及び図５ａに示されるアライメントマークは、連結アライメントマークと称され得る。連結フィールド内アライメントマークＣＩＭを横切る放射ビームプロファイル３５のスキャンを１回実施すると、フィールド内アライメントマークＩＭの同時照明の際に受信される第３の成分Ｖを含むアライメント信号がもたらされる。生じたアライメント信号は、上述した第３の成分Ｖを用いる方法とあわせて、２つのフィールド内アライメントマークＩＭの２つの位置測定（ｘ座標及びｙ座標）を決定するために用いられ得る。

【0126】

[0133] 連結フィールド内アライメントマークは、基板Ｗの異なるターゲット部分Ｃの２つのフィールド内アライメントマークを含み得る。連結フィールド内アライメントマークＣＩＭを形成する２つのフィールド内アライメントマークＩＭは、連結フィールド内アライメントマークＣＩＭの第１及び第２のセグメントであると考えられてもよい。概して、コンボリューションされた成分を有するアライメント信号を生成するために放射ビームプロファイル３５によって同時に照明される任意の２つのアライメントマーク及び／又はアライメントマークの部分は、アライメントマークの第１及び第２のセグメントであると考えられ得る。隣り合ったターゲット部分Ｃのフィールド内アライメントマークＩＭを備える連結フィールド内アライメントマークＣＩＭによってフィールド内アライメントを実施すること、及び、生じたアライメント信号をアライメント信号の第３の成分Ｖを用いる上述の方法のうちいずれかによって処理してフィールド内アライメントマークの位置を決定することは、フィールド内アライメントの際に行われる測定の正確性及び／又は再現性の向上をもたらすであろう。（図９ｂに図示される例のような）フィールド内アライメントマークＩＭのステッチ状のレイアウトは、放射ビームプロファイル３５によるスキャン毎に、より多数のフィールド内アライメントマークが測定されることを可能にし、ひいては、フィールド内アライメントを実施するのに必要な時間の量を削減し得る。

【0127】

[0134] 本文書において、「アライメントマークセグメント」という用語は、アライメントシステムを用いて基板位置を決定するために使用され得るパターン領域を意味するものと解釈され得る。第１及び第２のアライメントマークセグメントは、コンボリューションされた成分を含むアライメント信号を生成するために、アライメントシステムを用いて放射で同時に照明され得る。

【0128】

[0135] 本文ではリソグラフィ装置の文脈で本発明の実施形態を特に参照しているかもしれないが、本発明の実施形態は他の装置において用いられてもよい。本発明の実施形態は、マスク検査装置、メトロロジー装置、あるいはウェーハ（もしくは他の基板）又はマスク（もしくは他のパターニングデバイス）などの物体を測定又は加工する任意の装置の一部を形成してもよい。これらの装置は概してリソグラフィツールと称され得る。そのようなリソグラフィツールは、真空状態又は大気（非真空）状態を利用し得る。

【0129】

[0136] 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、本明細書に記載のリソグラフィ装置には他の用途もあることを理解されたい。可能性のある他の用途には、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用ガイダンス及び検出パターン、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の製造である。

【0130】

[0137] 光リソグラフィの分野での本発明の実施形態の使用に特に言及してきたが、本発明は文脈によってはその他の分野、例えばインプリントリソグラフィでも使用することができ、光リソグラフィに限定されないことを理解されたい。インプリントリソグラフィでは、パターニングデバイス内のトポグラフィが基板上に作成されたパターンを画定する。パターニングデバイスのトポグラフィは基板に供給されたレジスト層内に刻印され、電磁放射、熱、圧力又はそれらの組み合わせを適用することでレジストは硬化する。パターニングデバイスはレジストから取り除かれ、レジストが硬化すると、内部にパターンが残される。

【0131】

[0138] 本発明の実施形態は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、又はそれらのいずれかの組み合わせにおいて実施可能である。また、本発明の実施形態は、１つ以上のプロセッサによって読み取り及び実行され得る機械読み取り可能媒体上に記憶された命令としても実施することができる。機械読み取り可能媒体は、機械（例えばコンピューティングデバイス）によって読み取り可能な形態の情報を記憶又は送信するためのいずれかの機構を含み得る。例えば、機械読み取り可能媒体は、読み取り専用メモリ（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、フラッシュメモリデバイス、電気、光、音、又は他の形態の伝搬信号（例えば搬送波、赤外線信号、デジタル信号等）、及び他のものを含むことができる。更に、一定の動作を実行するものとして本明細書ではファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、命令を記載することができる。しかしながらそのような記載は単に便宜上のものであり、そういった動作は実際には、コンピューティングデバイス、プロセッサ、コントローラ、又はファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、命令等を実行する他のデバイスから得られることは認められよう。

【0132】

[0139] 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は理解されよう。上記の説明は例示的であり、限定的ではない。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1】

【図2a】

【図2b】

【図2c】

【図2d】

【図3】

【図4】

【図5a】

【図5b】

【図5c】

【図6】

【図7a】

【図7b】

【図8】

【図9a】

【図9b】