JP3919719B2 - アライメントツール、リソグラフィ装置、アライメント方法、デバイス製造方法、およびそれにより製造されたデバイス - Google Patents

Description

本発明は、放射線の投影ビームを供給する放射線システムと、所望するパターンに従って投影ビームをパターン化するパターニング手段を支持する支持構造と、基板マークを有する基板を保持する基板テーブルと、パターン化されたビームを基板の目標部分に投影する投影システムと、放射線のアライメントビームを用いて、基準マークと該基板マーク間のアライメントを検出するアライメントシステムとから成るリソグラフィ投影装置に関する。

ここに使用する「パターニング手段」なる用語は、入射する放射線ビームに、基板の目標部分に作り出されるべきパターンと一致するパターン化断面を与えるために使用し得る手段に当たるものとして広義に解釈されるべきである。また、「ライトバルブ」なる用語もこうした状況において使用される。一般的に、上記のパターンは、集積回路や他のデバイス（以下を参照）であるような、デバイスにおいて目標部分に作り出される特別な機能層に相当する。そのようなパターニング手段には以下が含まれる。すなわち、
− マスク。マスクの概念はリソグラフィにおいて周知のものであり、これには、様々なハイブリッドマスクタイプのみならず、バイナリマスク、レベンソンマスク、減衰位相シフトマスクといったようなマスクタイプも含まれる。放射線ビームにこのようなマスクを配置することにより、マスクに照射する放射線の、マスクパターンに従う選択的透過（透過性マスクの場合）や選択的反射（反射性マスクの場合）を可能にする。マスクの場合、その支持構造は一般的に、入射する放射線ビームの所望する位置にマスクを保持しておくことが可能であり、かつ、必要な場合、ビームに対して運動させることの可能なマスクテーブルである。
− プログラマブルミラーアレイ。このようなデバイスの一例として、粘弾性制御層および反射面を有するマトリクスアドレス可能面があげられる。こうした装置の基本的原理は、（例えば）反射面のアドレスされた領域は入射光を回折光として反射するが、アドレスされていない領域は入射光を非回折光として反射するといったことである。適切なフィルタを使用することにより、回折光のみを残して上記非回折光を反射ビームからフィルタすることが可能である。この方法において、ビームはマトリクスアドレス可能面のアドレスパターンに従ってパターン形成される。プログラマブルミラーアレイのまた別の実施形態では小さな複数のミラーのマトリクス配列を用いる。そのミラーの各々は、適した局部電界を適用することによって、もしくは圧電作動手段を用いることによって、軸を中心に個々に傾けられている。もう一度言うと、ミラーはマトリクスアドレス可能であり、それによりアドレスされたミラーはアドレスされていないミラーとは異なる方向に入射の放射線ビームを反射する。このようにして、反射されたビームはマトリクスアドレス可能ミラーのアドレスパターンに従いパターン形成される。必要とされるマトリクスアドレッシングは適切な電子手段を用いて実行される。前述の両方の状況において、パターニング手段は１つ以上のプログラマブルミラーアレイから構成可能である。ここに参照を行ったミラーアレイに関するより多くの情報は、参考までに記載を行うと、例えば、米国特許第ＵＳ５，２９６，８９１号および同第ＵＳ５，５２３，１９３号、並びに、ＰＣＴ特許種出願第ＷＯ９８／３８５９７および同ＷＯ９８／３３０９６から得ることが出来る。プログラマブルミラーアレイの場合、上記支持構造は、例えばフレームもしくはテーブルとして具体化され、これは必要に応じて、固定式となるか、もしくは可動式となる。
− プログラマブルＬＣＤアレイ。このような構成の例が、参考までに記載を行うと、米国特許第ＵＳ５，２２９，８７２号に開示されている。上記同様、この場合における支持構造も、例えばフレームもしくはテーブルとして具体化され、これも必要に応じて、固定式となるか、もしくは可動式となる。簡潔化の目的で、本文の残りを、特定の箇所において、マスクおよびマスクテーブルを必要とする例に限定して導くものとする。しかし、こうした例において論じられる一般的な原理は、既に述べたようなパターニング手段のより広範な状況において理解されるべきである。

リソグラフィ投影装置は例えば、集積回路（ＩＣ）の製造において使用可能である。この場合、パターニング手段はＩＣの個々の層に対応する回路パターンを生成する。そして、放射線感光原料（レジスト）の層が塗布された基板（シリコンウェハ）上の目標部分（例えば１つあるいはそれ以上のダイから成る）にこのパターンを像形成することが出来る。一般的に、シングルウェハは、投影システムを介して１つずつ順次照射される近接目標部分の全体ネットワークを含んでいる。マスクテーブル上のマスクによるパターニングを用いる現在の装置は、異なる２つのタイプのマシンに区分される。リソグラフィ投影装置の一タイプでは、全体マスクパターンを目標部分に１回の作動にて露光することによって各目標部分が照射される。こうした装置は一般的にウェハステッパと称されている。ステップアンドスキャン装置と称される別の装置では、所定の基準方向（「スキャニング」方向）にマスクパターンを投影ビーム下で徐々にスキャニングし、これと同時に基板テーブルをこの方向と平行に、あるいは非並行にスキャニングすることにより、各目標部分が照射される。一般的に、投影装置は倍率係数Ｍ（一般的に、＜１）を有することから、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係数Ｍ倍となる。ここに記載を行ったリソグラフィデバイスに関するさらなる情報は、参考までに記載を行うと、例えば、米国特許第ＵＳ６，０４６，７９２号から得ることが出来る。

リソグラフィ投影装置を使用する製造工程において、パターン（例えばマスクにおける）は少なくとも部分的に放射線感光材（レジスト）の層で覆われた基板上に像形成される。この像形成ステップに先立ち、基板は、プライミング、レジスト塗布、およびソフトベークといったような各種の工程を経る。露光後、基板は、ポストベーク（ＰＥＢ）、現像、ハードベーク、および像形成フューチャの測定／検査といったような他の工程を通る。この工程の配列は、例えばＩＣといったような素子の個々の層をパターン化するための基準として使用される。このようなパターン形成された層は、それから、全て個々の層を仕上げる目的である、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、化学機械的研磨等といった種々のプロセスを経る。数枚の層が必要とされる場合には、全体工程、もしくはその変形をそれぞれの新しい層に繰り返す必要がある。最終的に、素子のアレイが基板（ウェハ）上に形成される。次に、これらの素子はダイシングやソーイングといったような技法で相互より分離される。それから個々の素子は、キャリアに装着されたり、ピンに接続されたりし得る。こうした工程に関するさらなる情報は、参考までに例をあげると、１９９７年にマグローヒル出版会社より刊行された、Ｐｅｔｅｒ ｖａｎ Ｚａｎｔ著、「マイクロチップ製造：半導体処理に対する実用ガイド」という名称の書籍（“Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ：Ａ Ｐｒａｔｉｃａｌ Ｇｕｉｄｅ ｔｏ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ”）の第３版、ＩＳＢＮ０−０７−０６７２５０−４より入手可能である。

簡潔化の目的で、これより投影システムを「レンズ」と称するものとする。しかし、この用語は、例えば屈折光学システム、反射光学システム、および反射屈折光学システムを含むさまざま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。放射線システムはまた、放射線の投影ビームの誘導、成形、あるいは制御を行う、こうした設計タイプのいずれかに応じて稼動する構成要素も備えることが出来る。こうした構成要素もまた以降において集約的に、あるいは単独的に「レンズ」と称する。さらに、リソグラフィ装置は２つあるいはそれ以上の基板テーブル（および、あるいは２つもしくはそれ以上のマスクテーブル）を有するタイプのものである。このような「多段」デバイスにおいては、追加のテーブルが並列して使用される。もしくは、１つ以上の他のテーブルが露光に使用されている間に予備工程が１つ以上のテーブルにて実行される。例えば、参考までに記載を行うと、デュアルステージリソグラフィ装置について、米国特許第ＵＳ５，９６９，４４１号および国際特許出願第ＷＯ９８／４０７９１号において記載がなされている。

基板の露光の前に、正確に位置合わせを行う必要がある。マークが基板上に設けられてアライメントシステムにより検出される。基板マークは基板の前面側（構成部品がエッチングされる側）に設けられるか、基板の背面側に設けられる。基板マークが基板の背面側に設けられる場合、基板テーブルは前面−背面側アライメントオプティクスを備え、光ビーム（アライメントビーム）を基板の底面サイドに導く。前面−背面側アライメントオプティクスは基板テーブルに埋め込まれたミラーによって構成可能である。

基板マークは基板の露光面と同一の高さにあるとは限らない。例えば、基板マークは基板にエッチングされたくぼみに設けられるか、あるいはさらに基板が接着された基板表面に（基板マークを覆わず、あるいはそれにエッチングを施して）設けられる場合がある。露光装置は、（回路デバイスを形成するために露光される）基板の前表面に確実に投影ビームの焦点を合わせるように設計されている。アライメントビームが頻繁に同一オプティクスを横断するとき、それもまた基板の表面に焦点が合わせられる。ゆえに、基板マークがこの基板表面にない場合、アライメントビームはアライメントマーク上では焦点ずれとなる。本発明は、基板マークの設けられる高さが基板表面とかなり異なる場合のあるマイクロ電子機械システムにおいて使用される基板に特に適応するものである。

本発明は、アライメントビームの可変焦点深度を可能にするアライメントツールを提供することを目的とする。

本目的並びに他の目的は、基板表面の残りの部分と高さが異なっても良い位置に設けられた基板マークを有する基板を保持する基板テーブルと、放射線のアライメントビームを用いて基準マークと該基板マーク間のアライメントを検出するアライメントシステムとにより構成されており、さらに、アライメントの検出時に、該基板の表面の残りの部分とは異なる高さの該基板マークに焦点を合わせるために該アライメントシステムの焦点面を調整する、アライメントビームの経路に移動可能に配置され得る光学素子を備えていることを特徴とするアライメントツールにおいて本発明に従い達成される。

上記の光学素子は２ｍｍまでアライメントの焦点を調整することが可能である。また、任意に、該光学素子は少なくとも０．１ｍｍでアライメントシステムの焦点面を調整する。

上記の光学素子は、基板表面の残りの部分とは異なる高さに設けられた基板マークにアライメントビームの焦点を合わせて、焦点の調整を容易に行うことを可能とする。光学素子はアライメントビームの焦点面を２ｍｍまで調整することが出来る。面プレートは製造が容易であり、かつ、正確な軸方向配置を必要としないことから、面プレートは特に光学素子に適する。装置に複数の相互交換可能な光学素子が含まれる場合、特定のアライメントマークに必要とされる焦点深度に応じ、その複数の光学素子から１つを選択することが可能である。複数の光学素子の各々は異なる厚さを有するか、もしくは、例えば屈折率のような異なる光学特性を有する。任意に、光学素子は中空であり、各光学素子に異なる屈折率を有する流体が注入される。あるいは、アライメントビームの焦点面を調整するために、アライメントビームに沿う光学素子の位置を変えることが出来る。

一実施形態において、光学素子は中空であり、流体が注入されている。流体の組成は光学素子の屈折率を変えるために調整可能である。任意に、光学素子における流体の食塩濃度を変えることによって、あるいは、それぞれが異なる屈折率を有する２種の流体の混合比率を変えることによって光学素子の屈折率を変えることが出来る。

光学素子は、アライメントビームの伝搬方向に平行な方向、すなわちｚ方向においてアライメントシステムの焦点面を調整するために使用され得る。代替的に、または追加的に、光学素子はアライメントビームの伝搬方向に垂直な方向においてアライメントシステムの焦点面を調整する。

該装置は、アライメントビームの経路に移動可能に配置され得る複数の光学素子を備えており、１つ以上の該光学素子が同時にアライメントビームの経路に配置される。

アライメントシステムはアライメント投影システムから成り、光学素子は、アライメント投影システムのすぐ後に、あるいはアライメント投影システムのすぐ前にてアライメントビーム内に配置されるか、もしくは基板テーブルに取付される。基板の背面にアライメントビームを導くために前面−背面側アライメントオプティクスが用いられる場合、光学素子を前面−背面側アライメントオプティクスの入射部分に配置することが可能である。

本発明のさらなる態様に基づいて、放射線の投影ビームを供給する放射線システムと、パターニング手段を支持する支持構造と、所望するパターンに応じて投影ビームをパターン化するパターニング手段と、パターン化されたビームを基板の目標部分に投影する投影システムと、前述のアライメントツールとにより構成されるリソグラフィ投影装置を提供する。

また、本発明のさらなる態様に基づいて、基板表面の残りの部分とは異なる高さ位置に設けても良い基板マークを有する基板を提供するステップと、放射線のアライメントビームを供給するステップと、上記放射線のアライメントビームを基板マーク上に照射するアライメントシステムを提供するステップとから成るアライメント方法が提供される。該アライメント方法において、アライメント検出の間、アライメントビーム内に光学素子を配置することにより、該基板表面の残りの部分とは異なる高さにある該基板マーク上に焦点を合わせるよう、該アライメントビームの焦点面を調整することを特徴とする。

光学素子は２ｍｍまでアライメントシステムの焦点面を調節することが可能である。さらに、光学素子は、少なくとも０．１ｍｍでアライメントシステムの焦点面を調整する。

本発明のさらなる態様に基づいて、放射線感光材料の層により少なくとも部分的に覆われた基板を提供するステップと、放射線システムを用いて放射線の投影ビームを供給するステップと、パターニング手段を用いて投影ビームのその断面にパターンを与えるステップと、放射線感光材料の層の目標部分に放射線のパターン化されたビームを投影するステップと、前記のアライメント方法のステップとから成るデバイスの製造方法が提供される。

本発明による装置の使用法に関して、本文ではＩＣの製造において詳細な参照説明を行うものであるが、こうした装置が他の多くの用途においても使用可能であることは明確に理解されるべきである。例えば、本発明による装置は、集積光学装置、磁気ドメインメモリ用ガイダンスおよび検出パターン、液晶ディスプレイパネル、薄膜磁気ヘッド等の製造に使用され得る。こうした代替的な用途においては、本文にて使用した「レチクル」、「ウェハ」、「ダイ」といった用語は、それぞれ「マスク」、「基板」、「目標部分」といった、より一般的な用語に置き換えて使用され得ることは当該技術分野の専門家にとって明らかである。

本明細書において使用した「放射線」および「ビーム」という用語は、イオンビームあるいは電子ビームといったような粒子ビームのみならず、紫外線（例えば、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、あるいは１２６ｎｍの波長を有する）、およびＥＵＶ（極紫外線、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線を網羅するものである。

本発明の実施の形態についての詳細説明を、添付の図面を参照に、例示の方法においてのみ行うものとする。
添付図において同様部分は、同じ参照番号で示している。

図１は、本発明の具体的実施形態に基づくリソグラフィ投影装置を示したものである。この装置は、特別な本実施形態において放射線源ＬＡも備えた、放射線の投影ビームＰＢ（例えばＥＵＶ放射線）を供給する放射線システムＥｘ、ＩＬと、マスクＭＡ（例えばレクチル）を保持するマスクホルダーｗ備え、かつ、品目ＰＬに対して正確にマスクの位置決めを行う第一位置決め手段に連結を行った第一オブジェクト・テーブル（マスクテーブル）ＭＴと、基板Ｗ（例えば、レジスト塗布シリコンウェハ）を保持する基板ホルダを備え、かつ、品目ＰＬに対して正確に基板の位置決めを行う第二位置決め手段に連結を行った第二オブジェクト・テーブル（基板テーブル）ＷＴと、マスクＭＡの照射部分を、基板Ｗの目標部分Ｃ（例えば、１つあるいはそれ以上のダイから成る）に像形成する投影システム（「レンズ」）ＰＬ（例えば反射屈折レンズシステム）とにより構成されている。

ここで示しているように、この装置は透過タイプ（すなわち透過マスクを有する）である。しかし、一般的には、例えば反射マスクを有する反射タイプのものも可能である。あるいは、本装置は、上記に関連するタイプであるプログラマブルミラーアレイといったような、他の種類のパターニング手段も使用可能である。

ソースＬＡ（例えばレーザー生成プラズマソースあるいは放電プラズマソース）は放射線のビームを作り出す。このビームは、直接的に、あるいは、例えばビームエキスパンダーＥｘといったようなコンディショニング手段を横断した後に、照明システム（照明装置）ＩＬに供給される。照明装置ＩＬは、ビームにおける強度分布の外部かつ／あるいは内部放射範囲（一般的にそれぞれ、σ−ｏｕｔｅｒおよびσ−ｉｎｎｅｒに相当する）を設定する調整手段ＡＭから成る。さらに、照明装置ＩＬは一般的に積分器ＩＮおよびコンデンサＣＯといったような、他のさまざまな構成要素を備える。このようにして、マスクＭＡに照射するビームＰＢは、その断面に亘り所望する均一性と強度分布とを有する。

図１に関して、ソースＬＡはリソグラフィ装置のハウジング内にある（これは例えばソースが水銀ランプである場合に多い）が、しかし、リソグラフィ投影装置から離して配置することも可能であることを注記する。この場合、ソースＬＡが作り出す放射線ビームは（適した誘導ミラーにより）装置内に導かれる。この後者のシナリオでは、ソースＬＡがエキシマレーザーである場合が多い。本発明および請求項はこれら両方のシナリオを網羅するものである。

続いてビームＰＢはマスクテーブルＭＴ上に保持されているマスクＭＡと衝突する。ビームＰＢはマスクＭＡを横断して基板Ｗの目標部分Ｃ上にビームＰＢの焦点を合わせるレンズＰＬを通過する。第二位置決め手段（および干渉計測手段ＩＦ）により、基板テーブルＷＴは、例えばビームＰＢの経路における異なる目標部分Ｃに位置を合わせるために正確に運動可能である。同様に、第一位置決め手段は、例えばマスクライブラリからマスクＭＡを機械的に検索した後に、あるいは走査運動の間に、ビームＰＢの経路に対してマスクＭＡを正確に位置決めするように使用可能である。一般的に、オブジェクト・テーブルＭＴおよびオブジェクト・テーブルＷＴの運動はロングストロークモジュール（粗動位置決め）およびショートストロークモジュール（微動位置決め）にて行われる。これについては図１に明示を行っていない。しかし、ウェハステッパの場合（ステップアンドスキャン装置とは対照的に）、マスクテーブルＭＴはショートストロークアクチュエータに連結されるだけであるか、あるいは固定される。

ここに表した装置は２つの異なるモードにて使用可能である。
１． ステップモードにおいて、マスクテーブルＭＴは基本的に静止状態に保たれている。そして、マスクの像全体が１回の作動（すなわち１回の「フラッシュ」）で目標部分Ｃに投影される。次に基板テーブルＷＴがｘ方向および／あるいはｙ方向にシフトされ、異なる目標部分ＣがビームＰＢにより照射され得る。
２． スキャンモードにおいて、基本的に同一シナリオが適用されるが、但し、ここでは、所定の目標部分Ｃは１回の「フラッシュ」では露光されない。代わって、マスクテーブルＭＴが、速度ｖにて所定方向（いわゆる「走査方向」、例えばｙ方向）に運動可能であり、それによってビームＰＢがマスクの像を走査する。これと同時に、基板テーブルＷＴが速度Ｖ＝Ｍｖで、同一方向あるいは反対方向に運動する。ここで、ＭはレンズＰＬの倍率（一般的にＭ＝１／４あるいは１／５）である。このように、解像度を妥協することなく、比較的大きな目標部分Ｃを露光することが可能となる。

基板の露光に先立ってマスクＭＡと基板Ｗのアライメントが行われる。コンプリメンタリアライメントマークＭ_１、Ｍ_２、および基板マークＰ_１、Ｐ_２がそれぞれマスクＭＡおよび基板Ｗ上に設けられている。図２において、アライメントビームＡＢが投影システムＰＬを通過して投射される。図より明確であるように、基板マークＰ_１は基板Ｗの上面のくぼみに設けられている。アライメントビームＡＢの焦点面を基板マークＰ_１の高さに調整するため、光学素子１０が投影システムＰＬの後に、アライメントビーム内に挿入される。本例において使用されている光学素子１０は面プレート１０である。しかし、凸面鏡や凹面鏡、あるいは他の屈折素子を使用することも可能である。屈折率ｎ_０の材料による、必要とされる光経路オフセットｄ_０のために、面プレートは、ｄ_ｐ＝ｃ．ｄ_０により求められる、厚さｄ_ｐを有するべきである。ここで、

ここで、ｎ_１は面プレート１０の屈折率である。

アライメントビームは、アライメントシステムＡＳを通って基板マークＰ_１から部分的に反射される。次にアライメントビームはアライメントマークＭ_１上に結像される。基板マークＰ_１とアライメントマークＭ_１のアライメントが既知の方法により検出され、基板Ｗのアライメントを決定する。

図３において、基板マークＰ_１はさらに深いくぼみに設けられており、よって、焦点距離を調整するために異なる面プレート１０が使用されている。ここではより厚みのある面プレートを使用しているが、異なる形状の光学素子、もしくは、異なる光学特性を有する材料から成る面プレートを使用することも可能である。

図４において、基板マークＰ_２は基板底面の下方くぼみに設けられており、よって、前面−背面側アライメントオプティクス２２により基板の底面に投射されるアライメントビームの光路長は、基板マークＰ_２に投射されるアライメントビームの光路長とは異なる。基板マークＰ_２は、基板Ｗの側で前面−背面側アライメントオプティクス２２により再結像される。光学素子１２は、基板マークＰ_２があるくぼみまでを補正し、基板Ｗの前面と同高さに像を移す。

図５は、面プレート１０をマスクＭＡと投影システムＰＬの間に配置させた本発明の実施の形態を示したものである。

図６は、アライメントビームが投影システムＰＬを通って投射される前に、面プレート１０をアライメントビームＡＢの経路に配置させた本発明の実施の形態を示したものである。

上記の実施の形態においてｚ方向における光経路をオフセットすることに加え、光学素子１０は、例えばｚ方向に垂直な面における、他方向の光経路を調整するためにも使用可能である。図７に示すように、面プレート１０はアライメントビームＡＢの伝搬方向に対し鋭角に配置される。こうしてアライメントビームＡＢを、ｚ方向と、ｘ方向および／またはｙ方向の両方にシフトした基板マークＰ_１に焦点を正確に合わせることが可能である。光学素子１０の角度は可変であり、ｘ方向および／あるいはｙ方向における焦点面の調整を可能とする。

ｘオフセットおよび／あるいはｙオフセットは面プレート以外にも光学素子を用いても達成出来る。例えば、図８に示した楔型光学素子１３は、ｘオフセットあるいはｙオフセットを作り出すコンパクトで正確な方法である。すなわち、アライメントビームに対して光学素子の配置角度を正確に計測する必要なく、アライメントビームに光学素子１３を簡単に配置することが出来る。

他の実施形態において、アライメントビームＡＢの経路に配置される光学素子１０は固定の厚さｄ_ｐを有するが、光学素子１０の屈折率は変えられる。これは、例えばガラス製の面プレートを例えばパースペクス製の面プレートに取り替えることで達成可能である。あるいは、光学素子は、既知の屈折率を有する流体が注入された中空の面プレートでもよい。流体の組成を変えることによって光学素子１０の屈折率が変えられる。図９に示すように、光学素子１４内の流体１５を交換することが可能であり、その構成は補液手段１６によって調整される。その構成は、例えば、流体の食塩濃度を変えることによって、あるいは、２種の流体の混合比率を変えることによって調整を可能とする。また、光学素子１４内の流体１５の交換および清浄化により光学素子１４を冷却状態に保ち、それにより熱膨張や構成部品の収縮によって生じるエラーや損傷を減じる。

図１０は、アライメントシステムＡＳが投影システムと別になった、分離したアライメントツールを示したものである。アライメントシステムＡＳはアライメントビームＡＢを基板Ｗ上の基板マークＰ_１に向かって投射する。この実施形態において、基板Ｗは基板テーブルＷＯ上に配置されている。アライメントビームは部分的に基板マークＰ_１より反射され、そしてアライメントマーク基板マークＭ_１上に結像され、アライメントを検出する。こうしたアライメントツールは、基板Ｗを位置合わせする手段を必要とせずにリソグラフィ装置との関連において使用され得る。基板Ｗは、アライメント精度を維持するのに十分な精密さで、アライメントツールの基板テーブルＷＯとリソグラフィ装置の基板テーブルＷＴとの間に移される。

大きい焦点オフセットのため、複数の光学素子を結合することが可能である。あるいは、１個の光学素子がｚ方向における焦点オフセットの制御に用いられ、他の光学素子はｘ方向およびｙ方向における焦点オフセットの制御に用いられる。

以上、本発明の実施形態を詳細に説明したが、本発明の範囲を逸脱することなく他の方法でも具体化できることは当業者にとって明らかである。ここに行った詳細説明は本発明を制限する意図ではない。

本発明の実施形態に基づくリソグラフィ投影装置を示したものである。 本発明の実施形態に基づくリソグラフィ投影装置における光学素子の配置を示した図である。 より深くエッチングされたアライメントマークの場合の光学素子の配置を示した図である。 前面−背面側アライメントオプティクスと使用する場合の光学素子の配置を示した図である。 リソグラフィ投影装置における光学素子の代替配列を示した図である。 リソグラフィ投影装置における光学素子のまた別の代替配列を示した図である。 ｘ方向および／またはｙ方向において焦点を調整する際の光学素子の配置を示した図である。 ｘ方向および／またはｙ方向において焦点を調整する際の光学素子の代替配置を示した図である。 リソグラフィ投影装置において、流体が注入された光学素子の配置を示した図である。 アライメントツールにおける光学素子の配置を示したものである。

Claims (23)

1. 基板表面の残りの部分とは高さが異なっても良い位置に設けられた基板マークを有する基板を保持する基板テーブルと、放射線のアライメントビームを用いて基準マークと該基板マーク間のアライメントを検出するアライメントシステムとにより構成されるアライメントツールにおいて、アライメント検出時に、基板表面の残りの部分とは異なる高さに設けられた基板マークに焦点を合わせるため、該アライメントシステムの焦点面を調整する、アライメントビームの経路に移動可能に配置され得る光学素子を備えていることを特徴とするアライメントツール。
2. 光学素子は面プレートであることを特徴とする請求項１に記載のアライメントツール。
3. 前記の光学素子は２ｍｍまで前記アライメントシステムの焦点面を調整することを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載のアライメントツール。
4. 前記の光学素子は少なくとも０．１ｍｍで前記アライメントシステムの焦点面を調整することを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載のアライメントツール。
5. アライメントシステムは投影アライメントシステムから成り、光学素子は投影アライメントシステムのすぐ後に、アライメントビーム内に配置されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のアライメントツール。
6. 光学素子は基板テーブルに取り付けられることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のアライメントツール。
7. さらに、アライメントビームを基板の背面に導く前面−背面側アライメントオプティクスを備えており、ここで、光学素子は前面−背面側アライメントオプティクスの入射部分に配置されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のアライメントツール。
8. 投影ビームの焦点面を調整するため、投影ビームに沿う光学素子の位置が変えられることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のアライメントツール。
9. 複数の相互交換可能な光学素子を備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のアライメントツール。
10. 複数の交換可能な光学素子は異なる厚さを有することを特徴とする請求項９に記載のアライメントツール。
11. 複数の相互交換可能な光学素子は異なる光学特性を有することを特徴とする請求項９または１０に記載のアライメントツール。
12. 異なる光学特性は異なる屈折率であることを特徴とする請求項１１に記載のアライメントツール。
13. 前記の光学素子は中空になっており、各光学素子には異なる屈折率を有する流体が注入されていることを特徴とする請求項１２に記載のアライメントツール。
14. 前記の光学素子は中空であって流体が注入されており、光学素子の屈折率を変えるために流体の組成を調整することが可能であることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載のアライメントツール。
15. 前記の流体の食塩濃度を変えることで前記の光学素子の屈折率が変えられることを特徴とする請求項１４に記載のアライメントツール。
16. 前記の光学素子において、それぞれが異なる屈折率を有する２種の流体の混合比率を変えることで前記の光学素子の屈折率が変えられることを特徴とする請求項１４または１５に記載のアライメントツール。
17. アライメントビームの経路に移動可能に配置され得る複数の光学素子を備えることにより、１つ以上の光学素子を同時にアライメントビームの経路に配置可能であることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載のアライメントツール。
18. 前記の光学素子は、前記のアライメントビームの伝搬方向に平行な方向においてアライメントシステムの焦点面を調整することを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１項に記載のアライメントツール。
19. 前記の光学素子は、前記のアライメントビームの伝搬方向に垂直な方向においてアライメントシステムの焦点面を調整することを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１項に記載のアライメントツール。
20. 放射線の投影ビームを供給する放射線システムと、所望するパターンに従って投影ビームをパターン化するパターニング手段を支持する支持構造と、パターン化されたビームを基板の目標部分に投影する投影システムと、請求項１〜１９のいずれか１項に記載のアライメントツールとから成ることを特徴とするリソグラフィ投影装置。
21. アライメントビームは少なくとも投影システムの一部を縦断することを特徴とする請求項２０に記載の装置。
22. 基板表面の残りの部分とは異なる高さであっても良く設けられた基板マークを有する基板を提供するステップと、放射線のアライメントビームを供給するステップと、基板マーク上に前記の放射線のアライメントビームを投射するアライメントシステムを提供するステップとから成るアライメント方法において、アライメント検出の間、アライメントビーム内に光学素子を配置することによって、該基板表面の残りの部分とは異なる高さにある該基板マークに焦点を合わせるよう、該アライメントビームの焦点面を調整することを特徴とするアライメント方法。
23. 放射線感光材料の層によって基板を少なくとも部分的に覆うステップと、放射線システムを用いて放射線の投影ビームを供給するステップと、パターニング手段を用いて投影ビームのその断面にパターンを与えるステップと、放射線感光材料の層の目標部分に放射線のパターン化されたビームを投影するステップと、請求項２２に記載のアライメント方法のステップとから成ることを特徴とするデバイス製造方法。