(57)【要約】【課題】感度が高く、ＮＡが高いシステムで使用するのに適切なセンサを基板レベルにて備えるリソグラフィ装置を提供する。【解決手段】放射センサは、投影システムの最終エレメントの焦点面に配置された放射レシーバと、投影システムに面する側で放射レシーバを支持する透過性プレートと、透過性プレートに入射した第一波長の光を吸収して、第二波長で光を再放射するように構成された量子変換層と、複数の光ファイバを備えるファイバオプティクスブロックと、放射ディテクタとを含む。放射センサでは、複数の光ファイバが、量子変換層によって再放射された光を放射ディテクタに向かって誘導する。放射センサは、リソグラフィ装置の基板レベルセンサとして使用することができる。【選択図】図４ａ
2008028386.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一波長の放射ビームを調整するように構成された照明システムと、
パターニングデバイスを支持するように構成された支持体であって、前記パターニングデバイスが第一波長のパターン付き放射ビームを形成するために放射ビームの断面にパターンを与えるように構成されたものである、支持体と、
基板を保持するように構成された基板テーブルと、
パターン付き放射ビームを前記基板のターゲット部分に投影するように構成され、最終エレメントを備える投影システムと、
基板レベルセンサと、
を備えており、前記基板レベルセンサが、
前記最終エレメントの焦点面に配置された放射レシーバと、
前記投影システムに面する側で前記放射レシーバを支持するように構成された透過性板と、
前記透過性板に入射する第一波長の光を吸収して、第二波長で光を再放射するように構成された量子変換層と、
複数の光ファイバを備えるファイバオプティクスブロックと、
放射ディテクタと、
を備え、前記複数の光ファイバが、前記量子変換層によって再放射された光を前記放射ディテクタに向かって誘導するように構成される、
リソグラフィ装置。
【請求項２】
前記基板レベルセンサがさらに、前記透過性板と前記量子変換層と前記ファイバオプティクスブロックと前記放射ディテクタが相互に接触するように、プレストレスされた力を前記放射ディテクタに加えるように構成された圧力発生デバイスを備える、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項３】
前記圧力発生デバイスがばねを備える、請求項２に記載のリソグラフィ装置。
【請求項４】
前記量子変換層が、発光ガラスおよび／または蛍光体を含むグループからの材料を含む、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項５】
前記量子変換層が、第一波長の光の前記量子変換層内の吸収長さより少なくとも５倍大きく且つ前記透過性板の厚さの少なくとも５０分の１である厚さを有する、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項６】
前記量子変換層が、光学的接着剤にて第一側で前記ファイバオプティクスブロックに接続される、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項７】
前記量子変換層が、直接接触により確立された接触にて第二側で前記透過性プレートに接続される、請求項６に記載のリソグラフィ装置。
【請求項８】
前記放射レシーバが少なくともシャーリング回折格子および／またはピンホールを備える、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項９】
投影システムを使用してパターンをパターニングデバイスから基板へと投影し、
基板レベルセンサを使用して前記投影システムのレンズ収差を測定する、
ことを含み、前記基板レベルセンサが、
前記投影システムの最終エレメントの焦点面に配置された放射レシーバと、
前記投影システムに面する側で前記放射レシーバを支持するように構成された透過性プレートと、
前記透過性プレートに入射する第一波長の光を吸収して、第二波長で光を再放射するように構成された量子変換層と、
複数の光ファイバを備えるファイバオプティクスブロックと、
放射ディテクタと、
を備え、前記複数の光ファイバが前記量子変換層によって再放射された光を前記放射ディテクタに向かって誘導するように構成される、
デバイス製造方法。
【請求項１０】
入射する放射を受けるように構成された放射レシーバと、
第一側で前記放射レシーバを支持するように構成された透過性プレートと、
前記透過性プレートに入射した第一波長の光を吸収し、第二波長で光を再放射するように構成された量子変換層と、
前記量子変換層によって再放射された光を集め、誘導するように構成された複数の光ファイバを備えるファイバオプティクスブロックと、
前記複数の光ファイバによって誘導された放射を受けるように構成された放射ディテクタと、
を備える放射センサ。
【請求項１１】
前記放射センサがさらに、前記透過性プレートと前記量子変換層と前記ファイバオプティクスブロックと前記放射ディテクタが相互に接触するように、プレストレスされた力を前記放射ディテクタに加えるように構成された圧力発生デバイスを備える、請求項１０に記載の放射センサ。
【請求項１２】
前記圧力発生デバイスがばねを備える、請求項１１に記載の放射センサ。
【請求項１３】
前記量子変換層が、発光ガラスおよび／または蛍光体を含むグループからの材料を含む、請求項１０に記載の放射センサ。
【請求項１４】
前記量子変換層が、第一波長の光の前記量子変換層内の吸収長さより少なくとも５倍大きく且つ前記透過性プレートの厚さの少なくとも５０分の１である厚さを有する、請求項１０に記載の放射センサ。
【請求項１５】
前記量子変換層が、光学的接着剤にて第一側で前記ファイバオプティクスブロックに接続される、請求項１０に記載の放射センサ。
【請求項１６】
前記量子変換層が、直接接触により確立された接触にて第二側で前記透過性プレートに接続される、請求項１５に記載の放射センサ。
【請求項１７】
前記放射レシーバがシャーリング回折格子および／またはピンホールを備える、請求項１０に記載の放射センサ。
【請求項１８】
放射ビームを調整するように構成された照明システムと、
パターニングデバイスを支持するように構成された支持体であって、前記パターニングデバイスがパターン付き放射ビームを形成するために放射ビームの断面にパターンを与えるように構成されたものである、支持体と、
基板を保持するように構成された基板テーブルと、
パターン付き放射ビームを前記基板のターゲット部分に投影するように構成された投影システムと、
放射センサと、
を備えており、前記放射センサが、
入射する放射を受けるように構成された放射レシーバと、
第一側で前記放射レシーバを支持するように構成された透過性プレートと、
前記透過性プレートに入射した第一波長の光を吸収して、第二波長で光を再放射するように構成された量子変換層と、
前記量子変換層によって再放射された光を集め、誘導するように構成された複数の光ファイバを備えるファイバオプティクスブロックと、
前記複数の光ファイバによって誘導された放射を受けるように構成された放射ディテクタとを備える、
リソグラフィ装置。
【請求項１９】
照明システムを使用して放射ビームを提供し、
前記放射ビームをパターン化し、
前記パターン付きビームを基板のターゲット部分に投影し、
放射センサを使用して照明システムの特性を測定する、
ことを含み、前記放射センサが、
入射する放射を受けるように構成された放射レシーバと、
第一側で前記放射レシーバを支持するように構成された透過性プレートと、
前記透過性プレートに入射する第一波長の光を吸収して、第二波長で光を再放射するように構成された量子変換層と、
前記量子変換層によって再放射された光を集め、誘導するように構成された複数の光ファイバを備えるファイバオプティクスブロックと、
前記複数の光ファイバによって誘導された放射を受けるように構成された放射ディテクタと、を備える、
デバイス製造方法。
【請求項２０】
放射センサを製造する方法であって、
複数の光ファイバを備えるファイバオプティクスブロックを量子変換材料のブロックに接続することによって構造を形成し、前記構造は前記複数の光ファイバと接続するように構成された第一端および前記量子変換材料と接続するように構成された第二端を有するものであり、
量子変換層を設けたファイバオプティクスブロックを形成するように、前記第二端で前記構造の体積を減少させ、
透過性プレートを前記構造の前記第二端に接続し、
前記構造の前記第一端に隣接して放射ディテクタを配置する、
ことを含む方法。
【請求項２１】
前記放射ディテクタを配置することが、前記放射ディテクタを前記構造の前記第一端に押しつけることを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記放射ディテクタを配置することが、前記放射ディテクタを前記構造の前記第一端に接続することを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記第二端で前記構造の前記体積を減少させることが、機械的および／または化学的研磨によって実行される、請求項２０に記載の方法。
【請求項２４】
前記透過性プレートを前記構造の前記第二端に接続することが、直接接触によって実行される、請求項２０に記載の方法。
【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およびこのようなリソグラフィ装置を使用するデバイス製造方法に関する。本発明はさらにリソグラフィ装置に使用する放射センサ、このような放射センサを備えるリソグラフィ装置、およびこのようなリソグラフィ装置を使用するデバイス製造方法に関する。本発明はさらに放射センサ製造方法に関する。
【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、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、代替的にマスクまた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つまたは幾つかのダイの一部を備える）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、順次パターン化される網の目状の互いに近接したターゲット部分を含んでいる。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、基板を所定の方向(「スキャン」方向）と平行あるいは逆平行にスキャンしながら、パターンを所定の方向（「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具備している。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。
【０００３】
リソグラフィ投影装置では、投影システムの最終エレメントと基板との間の空間を充填するように、基板を水などの比較的高い屈折率を有する液体に液浸することが提案されている。これによって、より小さい形体を結像可能にすることができる。
【０００４】
結像性能を評価し、最適化するために、多くのセンサが典型的に基板レベルで使用される。これらのセンサは、スキャナの集積レンズ干渉計(integrated lens interferometer at scanner)、つまりＩＬＩＡＳを含んでよい。ＩＬＩＡＳは、高い次元までレンズ収差の静的測定を実行可能な干渉波面測定システムである。これは、ソースモジュールおよびセンサモジュールからなる。
【０００５】
ソースモジュールは、リソグラフィ装置の投影システムの対物面に配置され、パターン付きクロムの層を備えてよく、クロム層の上に設けた追加の光学系を有してよい。ＩＬＩＡＳのソースモジュールは、放射の波面を投影システムの瞳全体に提供する。
【０００６】
センサモジュールは、投影システムの像面に配置され、パターン付きクロムの層、およびクロム層の背後にある距離をおいて配置されたカメラを備えてよい。センサモジュールのパターン付きクロム層は入射する放射を幾つかの回折次数に回折し、これが相互に干渉してインタフェログラムを生じる。インタフェログラムはカメラによって測定される。これで、カメラで測定したままのインタフェログラムに基づいて、ソフトウェアによって投影システムの収差を求めることができる。
【０００７】
ＩＬＩＡＳは、システムの初期化および校正に使用する集積測定システムとして実現することができる。あるいは、「オンデマンド」で監視し、校正するために使用することができる。従来のＩＬＩＡＳは、開口数（ＮＡ）が高いシステム、つまり液体液浸システムで使用するためには最適化されていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
感度が高く、ＮＡが高いシステムで使用するのに適切なセンサを基板レベルにて備えるリソグラフィ装置を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施形態では、リソグラフィ装置は、第一波長で放射ビームを調整するように構成された照明システムと、パターニングデバイスを支持するように構成された支持体と、このパターニングデバイスは第一波長のパターン付き放射ビームを形成するために放射ビームの断面にパターンを与えるように構成されたものであり、基板を保持するように構成された基板テーブルと、パターン付き放射ビームを基板のターゲット部分に投影するように構成され、最終エレメントを備える投影システムと、基板レベルセンサを備え、この基板レベルセンサが、投影システムの最終エレメントの瞳面に配置された放射レシーバと、投影システムに面する側で放射レシーバを支持する透過性プレートと、透過性プレートに入射する第一波長の光を吸収して、第二波長で光を再放射するように構成された量子変換層と、複数の光ファイバを備えるファイバオプティクスブロックと、放射ディテクタとを備え、前記複数の光ファイバが量子変換層によって再放射された光を放射ディテクタに向かって誘導するように構成される。
【００１０】
別の実施形態では、デバイス製造方法は、このようなリソグラフィ装置を使用して、パターンをパターニングデバイスから基板へと転写することを含む。
【００１１】
さらに別の実施形態では、放射センサは、入射する放射を受けるように構成された放射レシーバと、第一側で放射レシーバを支持する透過性プレートと、透過性プレートに入射する第一波長の光を吸収して、第二波長で光を再放射するように構成された量子変換層と、量子変換層によって再放射された光を集めて誘導するように構成された複数の光ファイバからなるファイバオプティクスブロックと、複数の光ファイバによって誘導された放射を受けるように構成された放射ディテクタからなる。
【００１２】
さらなる実施形態では、リソグラフィ装置は、放射ビームを調整するように構成された照明システムと、パターニングデバイスを支持するように構成された支持体と、このパターニングデバイスはパターン付き放射ビームを形成するために放射ビームの断面にパターンを与えるように構成されたものであり、基板を保持するように構成された基板テーブルと、パターン付き放射ビームを基板のターゲット部分に投影するように構成された投影システムとを備え、そして、リソグラフィ装置はさらに上記したような放射センサを備える。
【００１３】
さらに別の実施形態では、デバイス製造方法は、このようなリソグラフィ装置を使用して、パターンをパターニングデバイスから基板に転写することを含む。
【００１４】
さらなる実施形態では、放射センサを製造する方法は、複数の光ファイバからなるファイバオプティクスブロックを提供し、ファイバオプティクスブロックを量子変換材料のブロックと接続することによって構造を形成することを含み、この構造が、複数の光ファイバと接続するように構成された第一端、および量子変換材料と接続するように構成された第二端を有し、さらに、量子変換層を設けたファイバオプティクスブロックを形成するように、第二端にて構造の容積を減少させ、透過性プレートを提供し、透過性プレートを構造の第二端に接続し、放射ディテクタを提供し、放射ディテクタを構造の第一端のすぐ近傍に配置することを含む。
【００１５】
次に、本発明の実施形態を添付の略図を参照しながら、ほんの一例として説明する。図面では対応する参照記号は対応する部品を示している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示したものである。この装置は、放射ビームＢ（例えばＵＶ放射またはＥＵＶ放射）を調節するように構成された照明システム（イルミネータ）ＩＬを備える。支持体（例えばマスクテーブル）ＭＴは、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを支持するように構成され、特定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に構成された第一位置決め装置ＰＭに接続される。基板テーブル（例えばウェーハテーブル）ＷＴは、基板（例えばレジストコートウェーハ）Ｗを保持するように構成され、特定のパラメータに従って基板を正確に位置決めするように構成された第二位置決め装置ＰＷに接続される。投影システム（例えば屈折投影レンズシステム）ＰＳは、パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢに与えられたパターンを基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば１つまたは複数のダイを含む）に投影するように構成される。
【００１７】
照明システムは、放射の誘導、成形および／または制御を行うための、屈折、反射、磁気、電磁気、静電気型等の光学コンポーネント、またはその任意の組み合わせなどの種々のタイプの光学コンポーネントを含んでいてもよい。
【００１８】
支持体は、パターニングデバイスを支持、つまりその重量を支えている。該マスク支持体は、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。この支持体は、パターニングデバイスを保持するために、機械的、真空、静電気等のクランプ技術を使用することができる。支持体は、例えばフレームまたはテーブルでよく、必要に応じて固定式または可動式でよい。支持体は、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」または「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。
【００１９】
本明細書において使用する「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ように、放射ビームの断面にパターンを与えるために使用し得る任意のデバイスを指すものとして広義に解釈されるべきである。ここで、放射ビームに与えられるパターンは、例えばパターンが位相シフト特徴またはいわゆるアシスト特徴を含む場合、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ことがある点に留意されたい。一般的に、放射ビームに与えられるパターンは、集積回路などのターゲット部分に生成されるデバイスの特別な機能層に相当する。
【００２０】
パターニングデバイスは透過性または反射性でよい。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、およびプログラマブル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、Alternating位相シフトマスク、減衰型位相シフトマスクのようなマスクタイプ、さら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として、小さなミラーのマトリクス配列を使用し、そのミラーは各々、入射する放射ビームを異なる方向に反射するよう個々に傾斜することができる。傾斜したミラーは、ミラーマトリクスによって反射する放射ビームにパターンを与える。
【００２１】
本明細書において使用する「投影システム」という用語は、例えば使用する露光放射、または液浸液の使用や真空の使用などの他の要因に合わせて適宜、例えば屈折光学システム、反射光学システム、反射屈折光学システム、磁気光学システム、電磁気光学システムおよび静電気光学システム、またはその任意の組合せを含む任意の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、これはさらに一般的な「投影システム」という用語と同義と見なされる。
【００２２】
ここに示している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、または反射マスクを使用する）。
【００２３】
リソグラフィ装置は２つ（デュアルステージ）またはそれ以上の基板テーブル（および／または２つ以上のマスクテーブル）を有するタイプでよい。このような「マルチステージ」機械においては、追加のテーブルを並行して使用するか、１つまたは複数の他のテーブルを露光に使用している間に１つまたは複数のテーブルで予備工程を実行することができる。
【００２４】
リソグラフィ装置は、投影システムと基板との間の空間を充填するように、基板の少なくとも一部を水などの比較的高い屈折率を有する液体で覆えるタイプでもよい。液浸液は、例えばマスクと投影システムの間など、リソグラフィ装置の他の空間に使用してもよい。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。本明細書で使用する「液浸」という用語は、基板などの構造体を液体に沈めなければならないという意味ではなく、露光中に投影システムと基板の間に液体が存在するというほどの意味である。
【００２５】
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。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、それぞれ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および／また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。他の事例では、例えば放射源が水銀ランプの場合は、放射源がリソグラフィ装置の一体部分であってもよい。放射源ＳＯおよびイルミネータ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。
【００２６】
イルミネータＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調節するアジャスタＡＤ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および／または内側半径範囲（一般にそれぞれ、σ-outerおよびσ-innerと呼ばれる）を調節することができる。また、イルミネータＩＬは、インテグレータＩＮおよびコンデンサＣＯなどの他の種々のコンポーネントを備えていてもよい。また、イルミネータを用いて放射ビームを調整し、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。
【００２７】
放射ビームＢは、支持構造体（例えばマスクテーブル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）に入射し、パターニングデバイスによってパターン化される。放射ビームＢはマスクＭＡを通り抜けて、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームを集束する投影システムＰＳを通過する。第二位置決め装置ＰＷおよび位置センサＩＦ（例えば干渉計デバイス、リニアエンコーダまたは容量センサ）の助けにより、基板テーブルＷＴを、例えば放射ビームＢの経路において様々なターゲット部分Ｃに位置決めするように正確に移動できる。同様に、第一位置決め装置ＰＭおよび別の位置センサ（図１には明示されていない）を使用して、例えばマスクライブラリから機械的に検索した後に、またはスキャン中に、放射ビームＢの経路に対してマスクＭＡを正確に位置決めすることができる。一般的に、マスクテーブルＭＴの移動は、第一位置決めデバイスＰＭの部分を形成する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）を用いて実現できる。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第二位置決め装置ＰＷの部分を形成するロングストロークモジュールおよびショートストロークモジュールの助けにより実現できる。ステッパの場合（スキャナとは対照的に）、マスクテーブルＭＴをショートストロークアクチュエータのみに接続するか、固定してもよい。マスクＭＡおよび基板Ｗは、マスクアラインメントマークＭ１、Ｍ２および基板アラインメントマークＰ１、Ｐ２を使用して位置合わせすることができる。図示のような基板アラインメントマークは、専用のターゲット位置を占有するが、ターゲット部分の間の空間に配置してもよい（スクライブレーンアラインメントマークと呼ばれる）。同様に、マスクＭＡ上に複数のダイを設ける状況では、マスクアラインメントマークをダイ間に配置してもよい。
【００２８】
図示のリソグラフィ装置は以下のモードのうち少なくとも１つにて使用可能である。
１．ステップモードにおいては、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴは、基本的に静止状態に維持される一方、放射ビームに与えたパターン全体が１回でターゲット部分Ｃに投影される（すなわち１回の静止露光）。次に、別のターゲット部分Ｃを露光できるように、基板テーブルＷＴがＸ方向および／またはＹ方向に移動される。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回の静止露光で像が形成されるターゲット部分Ｃのサイズが制限される。
２．スキャンモードにおいては、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴは同期的にスキャンされる一方、放射ビームに与えられたパターンをターゲット部分Ｃに投影する（つまり１回の動的露光）。マスクテーブルＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度および方向は、投影システムＰＳの拡大（縮小）および像反転特性によって求めることができる。スキャンモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、１回の動的露光におけるターゲット部分の（非スキャン方向における）幅が制限され、スキャン動作の長さによってターゲット部分の（スキャン方向における）高さが決まる。
３．別のモードでは、マスクテーブルＭＴはプログラマブルパターニングデバイスを保持して基本的に静止状態に維持され、基板テーブルＷＴを移動またはスキャンさせながら、放射ビームに与えられたパターンをターゲット部分Ｃに投影する。このモードでは、一般にパルス状放射源を使用して、基板テーブルＷＴを移動させる毎に、またはスキャン中に連続する放射パルスの間で、プログラマブルパターニングデバイスを必要に応じて更新する。この動作モードは、以上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などのプログラマブルパターニングデバイスを使用するマスクなしリソグラフィに容易に利用できる。
【００２９】
上述した使用モードの組合せおよび／または変形、または全く異なる使用モードも利用できる。
【００３０】
本発明の実施形態を、例えば図１に示したリソグラフィ装置などのリソグラフィ装置に使用される基板レベルセンサ、つまりスキャナの集積レンズ干渉計（ＩＬＩＡＳ）について説明する。これは、本発明の実施形態が基板レベルセンサに制限されるという意味ではない。本発明の実施形態は、概して放射センサに関する。例えば照明システムＩＬの特性を測定するように構成された放射センサである。
【００３１】
図２および図３は、当技術分野で知られているＩＬＩＡＳの実施形態を概略的に示している。
【００３２】
図４ａ、図４ｂおよび図５ａ、図５ｂは、本発明による基板レベルセンサの実施形態を示す。本明細書で説明する基板レベルセンサは全て放射レシーバおよび放射ディテクタを備える。放射レシーバは、ピンホールがある層、格子、または同様の機能を果たす別の回折要素でよく、センサ本体、つまり石英センサ本体の頂部で支持することができる。放射レシーバは全体的に、投影システムに面する本体の側に配置される。放射ディテクタは、センサ本体内、またはセンサ本体の他方側、つまり投影システムに面していない側に形成された領域内に配置することができる。
【００３３】
屈折率が異なる媒体間の境界で、入射する放射の一部が反射し、潜在的にセンサから失われる。光学的に滑らかな表面の場合、失われる程度は、放射の入射角および問題の媒体の屈折率の差によって決定される。概ね垂直入射から測定して「臨界角」以上の角度で入射した放射の場合は、内部全反射が生じ、センサのその後の要素にとって信号の重大な損失につながることがある。これは、放射の平均入射角が比較的大きい高いＮＡのシステムで増加する。
【００３４】
内部部分反射および全反射による損失に加えて、吸収もセンサに到達する放射の強度を低下させることがある。光学的に滑らかではないインタフェースからの散乱も、前述した放射強度の低下に役割を果たし得る。
【００３５】
本発明による基板レベルセンサの実施形態では、露光放射を投影システムの最終エレメントから、投影システムの最終エレメントと基板Ｗの間のスペースを少なくとも部分的に充填する液浸液を通して誘導することができる。これらの要素各々の詳細な構成は、検出される放射の特性によって決定される。
【００３６】
図２は、当技術分野で知られているＩＬＩＡＳ１の第一実施形態を概略的に示す。このＩＬＩＡＳ１は、概ね開口数（ＮＡ）が１より小さい投影システムと組み合わせて使用され、放射レシーバとしてシャーリング回折格子構造２などを備える。シャーリング回折格子２などは、例えばガラスまたは石英プレートなどの透過性プレート４によって支持される。例えば蛍光体からなる層などの量子変換層６を、放射ディテクタ８、つまりカメラまたはカメラチップのすぐ上に配置する。放射ディテクタ８は基板１０に装着され、これはスペーサ１２を介して透過性プレート４に接続される。結合線１４は、検出された放射に関するデータを含む信号を受信し、さらに分析するためにこの信号を処理するように構成された外部計器に、放射ディテクタ８を接続する。
【００３７】
量子変換層６は、例えば深紫外線（ＤＵＶ）放射などの第一波長の放射を吸収し、その直後に第二波長で再放射するように構成される。量子変換層６は約５〜２５μｍの厚さを有してよい。放射ディテクタ８は、第二波長の再放射された放射に対して感応性がある。
【００３８】
量子変換層６と透過性プレート４の間に気体ギャップが配置される。気体ギャップが存在するせいで、ＮＡ＞１の光が透過性プレートを出ることができず、放射ディテクタ８に到達しないので、光の損失につながる。
【００３９】
概して放射センサ、つまりＩＬＩＡＳ１は、投影システムの特性を測定するために、その近傍に配置される。実施形態では、放射センサつまりＩＬＩＡＳ１の放射レシーバは、投影システムの焦点面に配置される。概して、焦点面は投影システム自体に近い。放射センサつまりＩＬＩＡＳ１は、その環境に熱負荷を与える。熱負荷は、（液浸システムなどでは）液浸液または（液浸液がないシステムでは）空気流によって運び去られる。しかし、空気などの気体および水のような液浸液の屈折率は温度に依存するので、熱負荷は、レンズ収差の測定に外乱を引き起こすことがある。例えば投影システム内の要素のレンズ収差である。その結果、その熱発生を制限するために、放射センサの性能を制限することができる。
【００４０】
図３は、当技術分野で知られているＩＬＩＡＳ１の第二実施形態を概略的に示す。ＩＬＩＡＳ１のこの実施形態は通常、液浸リソグラフィ投影装置などで使用されているような、ＮＡが１より大きい投影システムと組み合わせて使用される。この場合も、センサ１は放射レシーバとしてシャーリング回折格子構造２などを備える。シャーリング回折格子構造２などは、投影システムに面する側で例えばガラスまたは石英プレートなどの透過性プレート４によって支持される。
【００４１】
しかし、ＮＡが高いので、透過性プレート４に入る光が出にくいことがある。入射角が非常に大きいので、内部反射が一様に生じる。したがって、量子変換層６が、投影システムに面していない側で透過性プレート４に設けられる。例えば希土類イオンでドープしたガラスなどの発光ガラスで作成し、約５〜２５μｍの厚さを有する変換層６内では、変換された光が全方向に再放射される。光の損失および像解像度の損失を最小限にするために、１つまたは複数のばね１９などを備えた圧力発生デバイス２０で放射ディテクタを量子変換層６に押しつけることによって、放射ディテクタ８を量子変換層６のすぐ近傍に配置する。図３では、加えられた力の方向が矢印１６で概略的に示されている。
【００４２】
放射ディテクタ８および発光材料の量子変換層６には概して、特定の程度の凹凸または粗さがあるので、放射ディテクタ８は幾つかの場所で量子変換層６に接触し、他の場所ではこのような接触が確立されないことがある。その結果生じる接触圧力の差は、放射ディテクタ８によって獲得された像にホットスポット、つまりより多くの光を受けるスポットを引き起こすことがある。
【００４３】
また、放射ディテクタ８を外部計器に接続するために、１つまたは複数の結合線１４のために十分なスペースが利用可能である必要がある。現在は、この目的のために透過性プレート４に１つまたは複数の溝１８を作成する。
【００４４】
図４ａおよび図４ｂは、本発明の実施形態による基板レベルセンサ２１を概略的に示す。両方の図で、基板レベルセンサ２１は、ガラスまたは石英プレートなどの透過性プレート２４によって支持されたシャーリング回折格子構造またはピンホール構造などの放射レシーバ２２、およびＣＣＤカメラのようなカメラなどの放射ディテクタ２８を備える。放射ディテクタ２８はさらに、結合線３４を介して外部計器に接続することができる。放射ディテクタ２８の上には、すなわち透過性プレート２４の側には、ファイバオプティクスブロック３２が装着される。ファイバオプティクスブロック３２と透過性プレート２４の間では、例えば発光ガラスなどからなる量子変換層２６が、ファイバオプティクスブロック３２の透過性プレート２４に面する側に設けられる（図４ａ）か、あるいは透過性プレート２４のファイバオプティクスブロック３２に面する側に設けられる（図４ｂ）。実施形態では、量子変換層２６は、例えばＤＵＶ放射などの第一波長の入射する放射の量子変換層２６の吸収長さより少なくとも５倍大きく且つ透過性プレート２４の厚さの少なくとも５０分の１である厚さを有する。概して、これらの境界は、約５〜２５μｍの厚さになる。ファイバオプティクスブロック３２は、量子変換層２６によって放射ディテクタ２８に向かって再放射された光を誘導するように構成された複数の光ファイバを備える。圧力発生デバイス４０によって発生し、プレストレスを与えられた力が、ファイバオプティクスブロック３２と量子返還層２６と透過性プレート２４とを接触させ、像の解像度を維持する。例えば１つまたは複数のばね３９などによって加えられ、プレストレスを与えられた力の方向が、矢印３６で概略的に示されている。
【００４５】
図５ａ、図５ｂは、本発明の実施形態による基板レベルセンサ４１を概略的に示す。図４ａおよび図４ｂに示した基板レベルセンサ２１の実施形態とは対照的に、これらの実施形態では量子変換層２６およびファイバオプティクスブロック３２が、例えば直接接触によって透過性プレート２４に装着される。この場合も、例えば図５ａに図示されているような１つまたは複数のばね３９などを備える圧力発生デバイス４０を使用して、プレストレスを与えられた力でカメラなどの放射ディテクタ２８をファイバオプティクスブロック３２に押しつける。加えられ、プレストレスを与えられた力は、再び矢印３６によって概略的に図示されている。あるいは、図５ｂに示すように、放射ディテクタ２８は、例えば光学的接着剤などを使用して、ファイバオプティクスブロック３２に接続することができる。
【００４６】
本発明の実施形態では、ファイバオプティクスブロック３２は、複数のファイバを備え、ファイバの間に吸収材料がある。吸収材料は、量子変換層２６から来てファイバオプティクスブロック３２のＮＡから外れた放射を吸収するように構成される。その結果、放射ディテクタ２８に到達する迷光を少なくすることができる。
【００４７】
図３に概略的に示したＩＬＩＡＳの実施形態では、量子変換層６を光学的接着剤で透過性プレート４に接着することができる。透過性プレート４に入射する放射、つまりＤＵＶ放射のせいで、光学的接着剤が時間とともに劣化することがある。これは、長期間にわたる接触不良につながる。他方で、本発明による基板レベルセンサの実施形態では、量子変換層６、つまり発光ガラスなどで作成した層を、代わりに光学的接着剤でファイバオプティクスブロック３２に接着することができる。量子変換層は異なる波長、つまり４８０〜５５０ｎｍの波長の光を再放射するので、光学的接着剤の劣化の程度が低く、接触部がより長い期間にわたってそのままである。
【００４８】
図４ａ、図４ｂ、図５ａおよび図５ｂに概略的に示した実施形態で容易に見られるような本発明による基板レベルセンサの実施形態では、放射ディテクタ２８が量子変換層２６と直接接触していない。その結果、これら２つの構造間の接触が変動することによるホットスポットが存在しない。
【００４９】
また、ファイバオプティクスブロック３２があるので、その目的のために例えば１つまたは複数の溝を作成することによって透過性プレート２４を特に適合させることなく、結合線３４を介して放射ディテクタ２８を外部計器に接続するのに十分なスペースがある。その結果、透過性プレート２４の構造的完全性が向上することができる。
【００５０】
ファイバオプティクスブロック３２自体は、十分に大きい場合、追加の構造的完全性を提供することもできる。光を損失せずに特定の透過率を維持するために、投影システムＰＡのＮＡを増加させると、通常は透過性プレート２４の厚さが減少する。しかし、その性能は、透過性プレート２４の不十分な構造的完全性のせいで、前述した特定の厚さ未満への減少、つまり概ね数ミリメートルへの減少とともに漸進的に低下する。例えば図５ａおよび図５ｂに示した実施形態などのファイバオプティクスブロック３２は、閾値厚さを増加させる。というのは、これが全体としての構造、つまり量子変換層２６を設けたファイバオプティクスブロック３２と組み合わせた透過性プレート２４の構造的完全性に寄与できるからである。
【００５１】
図６は、図５ａおよび図５ｂに示したような基板レベルセンサを製造する方法の実施形態の流れ図を概略的に示す。アクション５１では、ファイバオプティクスブロックを提供する。ファイバオプティクスブロックは複数の光ファイバからなる。
【００５２】
アクション５３では、ファイバオプティクスブロックが一方側で量子変換材料、例えば発光ガラスに接続される。一方端に複数の光ファイバ、別の端に量子変換材料がある単一構造が形成される結果、光学的接着剤を使用することにより、接続を形成することができる。
【００５３】
アクション５５では、例えば研磨によって、構造の量子変換材料の体積を減少させ、ファイバオプティクスブロックの頂部に量子変換層を形成する。この文脈で研磨とは、機械的研磨および／または化学的研磨を含む。量子変換層の適切な厚さは、量子変換層内の特定波長の光の吸収長さの少なくとも５倍である。深ＵＶ波長（ＤＵＶ）の場合は通常、５〜２５μｍの厚さが適切である。
【００５４】
アクション５７では、例えばガラスまたは石英プレートなどの透過性プレートを提供する。アクション５９で、透過性プレートを、アクション５５で形成したような量子変換層が端部にある単一の構造に接続する。このような接続は、直接接触によって確立することができる。特に、直接接触は、短期間での局所的加熱の結果として２つの構造が直接接触する技術、および滑らかで清浄な表面を相互に接触させ、その後にファンデルワース力結合が２つの表面を相互に結合する技術を含む。
【００５５】
アクション６１では、放射ディテクタを提供して、放射ディテクタをファイバオプティクスブロックのすぐ近傍に配置する。実施形態では、これは放射ディテクタとファイバオプティクスブロックの両方を外部フレームに接続し、フレームを共通の基準として使用することによってこれらを位置合わせすることにより確立される。
【００５６】
あるいは、図５ａに示した実施形態につながるが、方法はアクション６３で引き続き圧力発生デバイス、例えばばねなどを提供する。その場合は、アクション６５で複数の光ファイバを設けた単一の構造の端部に放射ディテクタを押しつけられるような方法で、圧力発生デバイスを配置する。
【００５７】
図５ｂに示したようなセンサの実施形態につながる本発明のさらに別の代替実施形態では、アクション６１で放射ディテクタをファイバオプティクスブロックのすぐ近傍に配置した後、放射ディテクタを例えば光学的接着剤などを使用して、ファイバオプティクスブロックに接続することができる。
【００５８】
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は言うまでもない。例えば、これは、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用誘導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」または「ダイ」という用語を使用している場合、それぞれ、「基板」または「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は、当業者に明らかである。本明細書に述べている基板は、露光前または露光後に、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および／また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、以上およびその他の基板処理ツールに適用することができる。さらに、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。
【００５９】
以上では光リソグラフィとの関連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微細構成によって、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微細構成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。
【００６０】
本明細書で使用する「放射」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（ＵＶ）放射（例えば、３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍまたは１２６ｎｍの波長を有する）および極端紫外線光（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。
【００６１】
「レンズ」という用語は、状況が許せば、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タイプの光学部品のいずれか、またはその組合せを指す。
【００６２】
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。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施形態によるリソグラフィ装置を示した図である。
【図２】当技術分野で知られているＩＬＩＡＳの実施形態を示した図である。
【図３】当技術分野で知られているＩＬＩＡＳの別の実施形態を示した図である。
【図４ａ】本発明の実施形態による基板レベルセンサを示した図である。
【図４ｂ】本発明の実施形態による基板レベルセンサを示した図である。
【図５ａ】本発明の実施形態による基板レベルセンサを示した図である。
【図５ｂ】本発明の実施形態による基板レベルセンサを示した図である。
【図６】図５ａおよび図５ｂに図示されたような基板レベルセンサを製造する方法の実施形態を示した流れ図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６】
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【外国語明細書】
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