(57)【要約】【課題】アライメントマーカを照明するために照明源が大面積のビームを供給しなければならないということに起因する問題を緩和する。【解決手段】リソグラフィ装置は、放射ビームの断面にパターンを付与してパターン付き放射ビームを形成するパターニングデバイスを支持する支持部と、基板を保持する基板テーブルと、を含む。投影系は、基板の目標部分にパターン付き放射ビームを投影する。パターニングデバイスは、１つまたは複数のアライメントパターンを含み、リソグラフィ装置は、前記放射ビームとは別の放射によりアライメントパターンの各々を照明する副照明系を含み、投影系は、各アライメントパターンの像を基板テーブルに投影する。基板テーブルは、アライメントパターンの投影像を検出する１つまたは複数のセンサを含む。【選択図】図４
2010153867.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射ビームの断面に付与されパターン付き放射ビームを形成するためのパターンを含むパターニングデバイスを支持する支持部と、
基板を保持する基板テーブルと、
基板の目標部分にパターン付き放射ビームを投影する投影系と、を備えるリソグラフィ装置であって、
前記パターニングデバイスは、１つまたは複数のアライメントパターンを含み、
前記リソグラフィ装置は、前記放射ビームとは別の放射により前記アライメントパターンの各々を照明する副照明系を含み、
前記投影系は、前記基板に対し測定可能である位置に各アライメントパターンの像を生成するよう各アライメントパターンを投影し、
前記リソグラフィ装置は、前記アライメントパターンの投影像を検出する１つまたは複数のセンサを含むことを特徴とするリソグラフィ装置。
【請求項２】
前記副照明系は、各アライメントパターンに対応するＬＥＤを備えることを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項３】
前記副照明系は、各アライメントパターンに対応する固体レーザを備えることを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項４】
前記放射ビームと、前記放射ビームとは別の放射とは、同一の波長を有することを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項５】
前記アライメントパターンは、前記パターニングデバイスにおいて、前記放射ビームに付与されるパターンの境界より外側に位置することを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項６】
アライメントパターンの像は前記基板テーブルに生成されることを特徴とする請求項５に記載のリソグラフィ装置。
【請求項７】
各センサは透過イメージセンサを備えることを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項８】
放射ビームの断面に付与されパターン付き放射ビームを形成するためのパターンと、１つまたは複数のアライメントパターンと、を含むパターニングデバイスを支持し、
基板テーブルに基板を保持し、
基板の目標部分にパターン付き放射ビームを投影し、
前記放射ビームとは別の放射により前記アライメントパターンの各々を照明し、
前記基板に対し測定可能である位置に各アライメントパターンの像を生成するよう各アライメントパターンを投影し、
各アライメントパターンの投影像を検出することを含むことを特徴とするリソグラフィ方法。
【請求項９】
各アライメントパターンに対応するＬＥＤにより別の放射が与えられることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
各アライメントパターンに対応する固体レーザにより別の放射が与えられることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記放射ビームと、前記放射ビームとは別の放射とは、同一の波長を有することを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記アライメントパターンは、前記パターニングデバイスにおいて、前記放射ビームに付与されるパターンの境界より外側に位置することを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
アライメントパターンの像は前記基板テーブルに生成されることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記検出は透過イメージセンサを使用して実行されることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１５】
放射ビームの断面に付与されパターン付き放射ビームを形成するためのパターンと、１つまたは複数のアライメントパターンと、を含むパターニングデバイスを支持し、
基板テーブルに基板を保持し、
基板の目標部分にパターン付き放射ビームを投影し、
前記放射ビームとは別の放射により前記アライメントパターンの各々を照明し、
前記基板に対し測定可能である位置に各アライメントパターンの像を生成するよう各アライメントパターンを投影し、
各アライメントパターンの投影像を検出し、
前記基板にマイクロ電子デバイスを形成することを含むことを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リソグラフィ装置及びデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板に転写する機械である。通常は基板の目標部分に転写する。リソグラフィ装置は例えば集積回路（ＩＣ）の製造に用いられる。この場合、ＩＣの各層に対応した回路パターンを形成するためにパターニングデバイスが使用される。パターニングデバイスはマスクまたはレチクルなどと呼ばれることもある。このパターンは、基板（例えばシリコンウェーハ）の（例えば１つまたは複数のダイ、またはダイの一部からなる）目標部分に転写される。パターンの転写は通常、基板上に形成された放射感応性材料（レジスト）層への結像による。一般に一枚の基板にはネットワーク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（スキャン方向）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スキャン方向に平行または逆平行に走査するようにして各目標部分は照射を受ける。また、基板にパターンをインプリントすることによりパターニングデバイスから基板にパターンを転写することも可能である。
【０００３】
基板の目標部分に所望のパターンを得るためには、基板に対してマスクを位置合わせする必要がある。この位置合わせは、（１）基板を運ぶ基板ステージに対して基板を位置合わせし、（２）次いで基板ステージにマスクを位置合わせすることにより実現可能であることが知られている。
【０００４】
これら２つの動作の結果として基板に対しマスクが位置合わせされる。ステージが１つのリソグラフィ装置の場合には、これら２つの動作は基板の露光直前に実行することができる。しかしステージが２つのリソグラフィ装置においては、露光位置から離れた位置で最初の動作が実行され、基板が位置決めされた基板ステージが露光位置へと移動して２番目の動作が実行される。
【０００５】
公知の方法においては、ウェーハ上のマーカの相対位置はフィデューシャルという基準に対して測定される。フィデューシャルは、ウェーハテーブルにおいてウェーハの外側領域に固定されている。フィデューシャルは、アライメントマーカに対応するパターンがエッチングされている不透明コーティングを有するプレートとして形成されている。このプレートの下方には電子センサがある。フィデューシャルの位置はアライメントセンサを使用して測定可能である。このアライメントセンサはウェーハ上のアライメントマーカに対し使用されるものと同一である。これにより、ウェーハ及びフィデューシャルのアライメントマーカの相対位置を測定することができる。
【０００６】
基板ステージに対しマスクを位置合わせする第２段階においては、透過イメージセンサ（ＴＩＳ）として知られるイメージセンサを使用することが公知である。本明細書に全文を援用する米国特許第７３３３１７５号には、ＴＩＳ測定技術を使用して基板の目標部分にマスクを位置合わせする方法及びシステムが記載されている。ＴＩＳ測定法は、リソグラフィ装置の投影系を通じて、マスク上に形成されている第１アライメントパターンを基板ステージに形成されている第２アライメントパターン上に結像させることにより実行される。基板ステージの内部においては第２アライメントパターンの後方に光感知センサが設けられている。光感知センサは、第１アライメントパターンの像の光強度を測定する。第１アライメントパターンの投影像が第２アライメントパターンにちょうど一致したときにセンサが最大強度を測定するようになっている。向きが異なる複数のアライメントパターンを使用し、これらのＴＩＳパターンを３次元でスキャンすることにより、最良焦点面へと位置決めし、さらにマスクのＸＹ位置も合わせることができる。
【０００７】
スキャナではなくステッパを使用する場合には、基板全体が一度に照明される。この構成の問題は、マスク上のアライメントマーカがアクティブイメージアリア（すなわち、ウェーハ上に要求される構造を生成するための領域）の外側にふつう位置していることにある。つまり、アライメントマーカを照明するために、照明源は大面積のビームを供給しなければならないということである。この大面積ビームは、その大面積にわたって均一なエネルギ分布を有するべきであるから、照射強度が小さくなる。そうすると、照明源の生成するビーム面積が小さい場合に比べて、露光時間が長くなりスループットが低下する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の１つの目的は、この問題が少なくとも緩和されるリソグラフィ装置を提供することである。
【０００９】
特開２００７−２９９９０９号公報には、マスク上のパターンをウェーハに投影するために２つ以上の異なる波長のＬＥＤを使用してマスクを基板に位置合わせする位置決めデバイスが記載されている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様によれば、リソグラフィ装置が提供される。この装置は、
放射ビームの断面に付与されパターン付き放射ビームを形成するためのパターンを含むパターニングデバイスを支持する支持部と、
基板を保持する基板テーブルと、
基板の目標部分にパターン付き放射ビームを投影する投影系と、を備えるリソグラフィ装置であって、
前記パターニングデバイスは、放射ビームに付与される１つまたは複数のアライメントパターンを含み、
前記リソグラフィ装置は、前記放射ビームとは別の放射により前記アライメントパターンの各々を照明する副照明系を含み、
前記投影系は、前記基板に対し測定可能である位置に各アライメントパターンの像を生成するよう各アライメントパターンを投影し、
前記リソグラフィ装置は、前記アライメントパターンの投影像を検出する１つまたは複数のセンサを含む。
【００１１】
本発明の第２の態様によれば、リソグラフィ方法が提供される。この方法は、
放射ビームの断面に付与されパターン付き放射ビームを形成するためのパターンを含むパターニングデバイスを支持し、
基板テーブルに基板を保持し、
基板の目標部分にパターン付き放射ビームを投影し、
前記パターニングデバイスは、放射ビームに付与される１つまたは複数のアライメントパターンを含み、
前記放射ビームとは別の放射により前記アライメントパターンの各々を照明し、
前記基板に対し測定可能である位置に各アライメントパターンの像を生成するよう各アライメントパターンを投影し、
各アライメントパターンの投影像を検出することを含む。
【００１２】
以下では本発明の実施形態を下記の図面を参照して例示的に説明する。各図面において同じ符号が付されているものは同じ部分を示す。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係るリソグラフィ装置を示す図である。
【図２】リソグラフィ装置において使用される透過イメージセンサを模式的に示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るリソグラフィ装置において使用されるマスクの平面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るリソグラフィ装置において使用される図３のマスクの側面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るリソグラフィ装置において使用される図３のマスクの別の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態に係るリソグラフィ装置を模式的に示す図である。この装置は、
放射ビームＢ（例えばＵＶ放射）を調整するよう構成されている照明系（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、パラメ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第１の位置決め装置ＰＭに接続されている支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴと、
基板（例えばレジストを塗布されたウエーハ）Ｗを保持するよう構成され、パラメタに従って基板を正確に位置決めする第２の位置決め装置ＰＷに接続されている基板テーブル（例えばウエーハテーブル）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つ以上のダイからなる）目標部分Ｃに投影するよう構成されている投影系（例えば屈折投影レンズ系）ＰＳと、を備える。
【００１５】
照明系は、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、あるいは他の種類の光学素子などの各種の光学素子、またはこれらの組合せを含み得るものであり、放射ビームの向きや形状、あるいは他の特性を制御するためのものである。
【００１６】
支持構造は、パターニングデバイスを支持する（すなわちパターニングデバイスの荷重を支える）。また、支持構造は、パターニングデバイスの向き、リソグラフィ装置の設計、及びパターニングデバイスが真空環境で保持されるか否か等の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。支持構造は、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てもよい。支持構造は、例えばフレームまたはテーブルであってもよく、これらは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。支持構造は、例えば投影系に対して所望の位置にパターニングデバイスを位置決めすることを保証してもよい。本明細書において「レチクル」または「マスク」という用語は、より一般化された用語である「パターニングデバイス」と同義であるとみなしてもよい。
【００１７】
本明細書において「パターニングデバイス」なる用語は、基板の目標部分にパターンを生成するために放射ビーム断面にパターンを与えるのに使用される何らかのデバイスであると広義に解釈される。放射ビームに付与されたパターンは、基板の目標部分に望まれるパターンに厳密に一致していなくてもよい。例えば、位相シフトフィーチャまたはいわゆるアシストフィーチャがパターンに含まれていてもよい。一般に、放射ビームに付与されたパターンは、目標部分に生成される集積回路等のデバイスにおける特定の機能層に対応する。
【００１８】
パターニングデバイスは、透過型であってもよいし、反射型であってもよい。パターニングデバイスには例えばマスク、プログラム可能ミラーアレイ、及びプログラム可能ＬＣＤパネルが含まれる。マスクはリソグラフィにおいて周知であり、バイナリマスク、レベンソン型位相シフトマスク、減衰型位相シフトマスク、さらには多様なハイブリッド型マスクが含まれる。プログラム可能ミラーアレイは例えば、微小ミラーのマトリックス配列で構成される。各微小ミラーは、入射する放射ビームを異なる複数の方向に反射するよう個別的に傾斜可能である。ミラーマトリックスにより反射された放射ビームには、傾斜されたミラーによってパターンが付与されている。
【００１９】
本明細書において「投影系」なる用語は、屈折光学系、反射光学系、反射屈折光学系、磁気的光学系、電磁気的光学系、静電的光学系、またはこれらの組合せを含む何らかの投影系であると広義に解釈される。投影系は、使用される露光光に応じて、あるいは液浸液または真空の使用等のその他の要因に応じて適切とされるいかなる投影系であってもよい。本明細書において「投影レンズ」という用語は、より一般化された用語である「投影系」と同義であるとみなしてもよい。
【００２０】
図示されるように、リソグラフィ装置は（例えば透過型マスクを有する）透過型である。あるいは、装置は（例えば上述のプログラム可能ミラーアレイ、または反射型マスクを有する）反射型の装置であってもよい。
【００２１】
リソグラフィ装置は２つ以上（２つの場合にはデュアルステージと呼ばれる）の基板テーブル（及び／または２つ以上のマスクテーブル）を備えてもよい。このような多重ステージ型の装置においては、複数のテーブルは並行して使用されるか、あるいは１以上のテーブルで露光が行われている間に１以上の他のテーブルで準備工程が実行されるようにしてもよい。
【００２２】
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覆われるものであってもよい。この液体は、投影系と基板との間の空隙を満たす。液浸液は、例えばマスクと投影系との間などのリソグラフィ装置の他の空間に適用されるものであってもよい。液浸技術は投影系の開口数を増大させる技術として周知である。本明細書では「液浸」という用語は、基板等の構造体が液体に完全に浸されているということを意味するのではなく、露光の際に投影系と基板との間に液体が存在するということを意味するに過ぎない。
【００２３】
図１に示されるようにイルミネータＩＬは放射源ＳＯから放射ビームを受け取る。例えば光源ＳＯがエキシマレーザである場合には、光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、光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、放射ビームは光源ＳＯからビーム搬送系を介してイルミネータＩＬへと到達する。ビーム搬送系ＢＤは例えば適当な方向変更用ミラー及び／またはビームエキスパンダを含む。あるいは例えば光源が水銀ランプである場合には、光源はリソグラフィ装置に一体に構成されていてもよい。光源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、放射系と総称されることがある。
【００２４】
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を備えてもよい。一般には、イルミネータの瞳面における照度分布の少なくとも外径及び／または内径の値（通常それぞれ「σｏｕｔｅｒ」、「σｉｎｎｅｒ」と呼ばれる）が調整される。加えてイルミネータＩＬは、インテグレータＩＮ及びコンデンサＣＯなどの他の要素を備えてもよい。イルミネータＩＬはビーム断面における所望の均一性及び照度分布を得るべく放射ビームを調整するために用いられる。
【００２５】
放射ビームＢは、支持構造（例えばマスクテーブルＭＴ）に保持されているパターニングデバイス（例えばマスクＭＡ）に入射して、当該パターニングデバイスによりパターンが付与される。マスクＭＡを経た放射ビームは投影系ＰＳを通過する。投影系ＰＳはビームを基板Ｗの目標部分Ｃに合焦させる。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、静電容量センサなど）により基板テーブルＷＴは正確に移動される。例えば放射ビームＢの経路に異なる複数の目標部分Ｃをそれぞれ位置決めするように移動される。同様に第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）により放射ビームＢの経路に対してマスクＭＡは、例えば走査中またはマスクライブラリからのマスク交換後に、正確に位置決めされてもよい。一般に、マスクテーブルＭＴの移動は、ロングストロークモジュール（粗い位置決め用）及びショートストロークモジュール（精細な位置決め用）により実現される。これらモジュールは、第１位置決め装置ＰＭの一部を構成する。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第２位置決め装置ＰＷの一部を構成するロングストロークモジュール及びショートストロークモジュールにより実現される。ステッパの場合にはスキャナとは異なり、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のみ接続されていてもよいし、マスクテーブルＭＴは固定されていてもよい。マスクＭＡと基板Ｗとは、マスクアライメントマークＭ１、Ｍ２、及び基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を使用して位置合わせされる。図示される基板アライメントマークは専用の目標部分を占有しているが、基板アライメントマークは目標部分間の領域に配置されていてもよい（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、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。
【００２６】
以下に説明する本発明の一実施形態においては、図示の装置はステップモードで使用される。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回の照射で１つの目標部分Ｃに投影される間、マスクテーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴは実質的に静止状態とされる（すなわち１回の静的な露光）。そして基板テーブルＷＴ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によって、１回の静的露光で結像される目標部分Ｃの寸法が制限されることになる。
【００２７】
スキャナは高精度の結像に使用されるが、ステッパはパターン全体が１回の結像で露光可能であるので、要求精度の低い半導体層の結像を高スループットで行うのに有利である。ステッパにおいてはマスクステージの位置が固定されているから、マスクの位置変更によってアクティブイメージエリア外部のアライメントマーカを放射ビームＢの照明領域内に入れることはできない。アライメントマーカを放射ビームで照明するのであれば、照明領域は拡大される。それに応じて像強度は低下し、露光時間の増加とスループットの減少を招く。
【００２８】
図２及び図３に示されるのは、ＴＩＳの動作原理である。特に図３は、多数のＴＩＳアライメントマーカが設けられているマスクＭＡを示す。図２及び図３に示すマスクは２つのアライメントマーカＴ１、Ｔ２のみを有する。しかし、これとは異なる数のマーカを用いる他のマーカ構成も可能である。例えば４つのマーカを２組のマーカとしてマスクＭＡの２つの対向する端部に設けてもよい。マスクＭＡの中心部は、ウェーハテーブルＷＴ上のウェーハＷの目標部分Ｃに投影されるパターン３２（非常に模式的に示す）を有する。この実施例では、マスクＭＡの中心部はクロム境界３１に包囲されている。クロム境界３１は投影パターン３２を孤立させる役割を持つ。アライメントマーカの位置は実際の適用分野に依存するものと理解されたい。適用分野には例えば、ステッパであるかスキャナであるかがある。また製造業者によってリソグラフィ装置に使用するマスクが異なるということもある。特に、アライメントマーカはパターン３２の中心に向かって設けられていてもよい。またクロム境界は設けられていなくてもよい。
【００２９】
アライメントマーカＴ１、Ｔ２はラインパターンとして図示されているが、一実施例においては各ＴＩＳマーカは次の３つの部分に分けられる。
１．粗い測定用の方形比マーカ。方形比マーカの中心部は小さい十字を含む。この十字はメトロロジツールによる光学品質検査の基準として使用することができる。
２．垂直格子を含むＸアライメントマーカ。
３．水平格子を含むＹアライメントマーカ。
【００３０】
適用分野に応じてその他の構成をとることも可能であると理解されたい。
【００３１】
放射ビームＢを使用してマスクが照明され、投影系ＰＳを通じて投影される。そうしてアライメントマーカの像が対応するフィデューシャルに投影される。各フィデューシャルは、アライメントマーカＴ１、Ｔ２に対応するパターン２３、２４がエッチングされている不透明コーティングを有するプレート２１、２２を備える。各プレート２１、２２の下方には電子センサ２５、２６（例えばＣＣＤ）が設けられている。各センサ２５、２６の出力は、ウェーハテーブルＷＴに形成されているパターン２３、２４とマスクＭＡの各アライメントマーカＴ１、Ｔ２の像とのアライメントの指標を与える。
【００３２】
公知の構成においては図２に示されるように、基板に結像されるパターン３２及び各アライメントマーカを照明する１つのビームをアライメント工程において投影するよう投影レンズ系ＰＳは構成されている。ビーム遮断ブレード（図示せず）がＥＰ１４３１８２９に開示されており、この文献を本明細書に援用する。ビーム遮断ブレードを使用して、像の露光中におけるウェーハＷ上のアライメントマーカへの露光を防止してもよい。あるいは、アライメント工程において１つまたは複数のアライメントマーカへの露光を制限するためにビーム遮断ブレードが使用されてもよい。上述のようにこの構成においてはビームＢの断面がウェーハＷのパターン３２とアライメントマーカＴ１、Ｔ２との両方を包含するよう十分に大きくなければならない。
【００３３】
本発明の一実施形態によれば、ビームＢを生成する照明系以外の別の光源がアライメントマーカの照明に使用される。この構成により、先行技術の構成に内在する問題を回避することができる。
【００３４】
本発明の一実施形態によれば図４及び図５に示されるように、マスクのアライメントマーカ（例えば図３に示される）のそれぞれについて対応するＬＥＤ４１、４２が設けられている。ＬＥＤ４１、４２は、アライメントマーカＴ１、Ｔ２のそれぞれの位置に対応する位置に設けられている。各ＬＥＤは放射ビームＢと同一の波長を有する。放射ビームＢは例えば３６５ｎｍの波長を有する。必要に応じて狭帯域光フィルタ（図示せず）がビーム経路上でＬＥＤ４１、４２の手前に配置されてもよい。これによりバンド幅を小さくすることができる。
【００３５】
図４に戻る。本発明の一実施形態に係る方法においては、アライメント工程中に各ＬＥＤが対応するアライメントマーカＴ１、Ｔ２を照明するよう各ＬＥＤは配置されている。その放射を破線のブロックで図示している。この放射は投影レンズ系ＰＳを通過し、図２と同様にＴＩＳセンサ２５、２６で捉えられる。アライメント工程の完了後にＬＥＤはオフに切り換えられ、放射ビームＢによりマスクの中心部分が照明される。これは図５に破線のブロックで示されている。ビームＢの断面領域はアライメントマーカＴ１、Ｔ２を通過するほどではない。こうしてマスクＭＡのパターン３２の像５１がウェーハＷに生成される。
【００３６】
ＬＥＤはさまざまな位置に設けることができる。図４及び図５においてはＬＥＤはマスクＭＡの直上かつ放射ビームＢの周縁のすぐ外側に配置されている。これに代えて、照明系ＩＬにおいて更に上流の部位にＬＥＤを配置してもよい。マスクから光源が離れている場合には、アライメントマーカを照明する放射をマスクＭＡの直上の位置まで例えば光ファイバ（図示せず）によりもたらすようにしてもよい。あるいは、別個の光源を遠隔に配置し、マスクＭＡ直上に適当な光学系を設けてもよい。この光学系は例えばフォールディングミラーを含み、更に可能であればレンズ（図示せず）を含んでもよい。
【００３７】
リソグラフィ処理への外乱を最小化するために、ＬＥＤ４１、４２は通常、アライメント処理中はオンに切り換えられ、リソグラフィ処理中はオフに切り換えられる。本発明によれば、イルミネータＩＬの開口数（ＮＡ）を投影レンズ系ＰＳの最大ＮＡよりも小さく選択することができる。このようにして、投影レンズ系ＰＳについての寸法の制約条件からアライメントマーカを除くことができる。
【００３８】
ＬＥＤが特に好都合であるものの、ＬＥＤ以外の光源が使用されてもよい。例えば、いわゆる「広帯域ステッパ」には、Ｇ線、Ｈ線、及びＩ線のスペクトルを含む水銀ランプ、またはこのスペクトル内の波長を有する固体レーザが使用される。これらが本発明の一実施形態に係るアライメント方法に使用されてもよい。別個のＬＥＤ光源の波長が放射源の波長と重複していてもよい。この場合、投影系は単一の波長またはある波長帯の投影放射にのみ最適化されていてもよい。ビーム遮断ブレードなどのシャッター部が上述の先行技術と同様に使用されてもよいが、ＬＥＤに可能である光源のオンオフ切替のほうが簡単である。上述の実施例では３６５ｎｍの波長が使用されているが、他の適切ないかなる波長が使用されてもよい。
【００３９】
アライメントマーカの照明におけるビームの強度分布の外径及び／または内径の値（σｏｕｔｅｒ、σｉｎｎｅｒ）が、ウェーハＷに投影されるパターンへの照明におけるそれらの値と同じである必要はない。他の照明モードも可能である。ＮＡ、及びσｏｕｔｅｒ、σｉｎｎｅｒの違いは原理的には測定精度に影響し得るが、ステッパにおいては普通あまり重要ではない。
【００４０】
本発明に係るシステムの１つにおいてはＬＥＤは上述の遮断ブレードよりも高速のオンオフ切り替えが可能であり、移動可能である。これにより、マスクＭＡの結像用パターンとアライメントマーカとを選択することができる。
【００４１】
上述の装置にはＴＩＳアライメントシステムが組み込まれているが、本発明の一実施形態に係る装置及び方法には、放射源により生成されるアライメントパターンを利用する他のアライメントシステムも可能である。例えば、ウェーハに結像されるべきパターンの中心に向かってアライメントマーカが設けられている場合には、アライメントマーカの投影像を検出するセンサは、アライメントパターン像と基板との距離を測定可能である限り、基板テーブル以外の場所に配置されてもよい。
【００４２】
本発明はステッパだけでなくスキャナにも適用可能である。マーカの位置、別の照明源、及び対応する検出器は、直交する２方向におけるビームの拡大に実質的に影響する方式で配設される。
【００４３】
ＬＥＤを使用することにより大ＮＡの照明系を使用する場合に比べて安価に目標部分とアライメントマーカの両方を照明することができる。大ＮＡの照明系を使用することにより生じる強度損失がなくなるので、これに伴うスループットの低下も生じない。
【００４４】
本明細書ではＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用を例として説明しているが、リソグラフィ装置は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。他の用途としては、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）、薄膜磁気ヘッドなどがある。当業者であればこれらの他の適用に際して、本明細書における「ウエーハ」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。基板は露光前または露光後においてトラック（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、本明細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、その場合には本明細書における基板という用語は既に処理されている多数の処理層を含む基板をも意味する。
【００４５】
ここでは特に光リソグラフィを本発明に係る実施の形態に適用したものを例として説明しているが、本発明は例えばインプリントリソグラフィなど文脈が許す限り他にも適用可能であり、光リソグラフィに限られるものではない。インプリントリソグラフィでは、パターニングデバイスのトポグラフィが基板に生成されるパターンを決める。パターニングデバイスのトポグラフィが基板に塗布されているレジスト層に押し付けられ、電磁放射や熱、圧力、あるいはこれらの組み合わせによってレジストが硬化される。レジストが硬化されてから、パターニングデバイスは、パターンが生成されたレジストから外されて外部に移動される。
【００４６】
また、本明細書における「放射」及び「ビーム」なる用語は、（例えば３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、または１２６ｎｍの波長を有する）紫外（ＵＶ）放射、（例えば５乃至２０ｎｍの範囲に波長を有する）極紫外（ＥＵＶ）放射、及び、イオンビームまたは電子ビームなどの粒子ビームを含むあらゆる電磁放射を含む。
【００４７】
本明細書に記載の実施例において、「レンズ」なる用語は文脈が許す限り、屈折光学素子、反射光学素子、磁気的光学素子、電磁的光学素子、及び静電的光学素子のいずれかまたは任意の組合せを示してもよい。
【００４８】
本発明の具体的な実施形態が上述のように説明されたが、本発明は上述の形式以外の形式でも実施可能であると理解されたい。例えば本発明は、上述の方法が記述された機械で読み取り可能な１以上の一連の指示を含むコンピュータプログラムの形式、またはこのようなコンピュータプログラムが記録されたデータ記録媒体（例えば半導体メモリや磁気・光ディスク）の形式をとってもよい。
【００４９】
本発明の種々の実施例を上に記載したが、それらはあくまでも例示であって、それらに限定されるものではない。本発明の請求項の範囲から逸脱することなく種々に変更す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】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【外国語明細書】
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