(57)【要約】【課題】改良された位置合わせシステム、特に、より小さい位置合わせ標識を使用できるシステムを提供すること。【解決手段】放射の投影ビームを供給するための放射システムと、  望ましいパターンに従って投影ビームをパターン形成する役目を果たすパターン形成手段を支持する支持構体と、  基板を保持する基板テーブルと、  パターン形成したビームを基板の標的部分上に投影するための投影システムと、  基板テーブル上に保持された基板上で、位置合わせに使用可能な少なくとも１つの標識を照射するための放射源を備え、放射源が、高輝度と相対的に狭い第１波長スペクトルを有するレーザ光線またはレーザ様の光を発生する第１手段と、光線を誘導しかつ第１波長スペクトルよりも実質的に広い第２波長スペクトルを有する光を実質的に光線の次元内で生成する第２手段とを備える光軸外位置合わせシステムとを備えるリソグラフィー投影装置。【選択図】図１
2004343057.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射の投影ビームを供給するための放射システムと、
望ましいパターンに従って前記投影ビームをパターン形成する役目を果たすパターン形成手段を支持する支持構体と、
基板を保持する基板テーブルと、
前記パターン形成したビームを前記基板の標的部分上に投影するための投影システムと、
前記基板テーブル上に保持された基板上で、位置合わせに使用可能な少なくとも１つの標識を照射するための放射源と、前記少なくとも１つの標識と相互作用した光を結像するための結像システムとを備える光軸外位置合わせシステムであって、前記放射源が、高輝度と相対的に狭い第１波長スペクトルを有するレーザ光線またはレーザ様の光を発生する第１手段と、前記光線を誘導し、かつ前記第１波長スペクトルよりも実質的に広い第２波長スペクトルを有する光を、実質的に前記光線の次元内で生成する第２手段とを備えることを特徴とする、光軸外位置合わせシステムとを備えるリソグラフィー投影装置。
【請求項２】
前記第１手段がレーザを含むことを特徴とする、請求項１に記載のリソグラフィー投影装置。
【請求項３】
前記レーザがパルス・レーザを含むことを特徴とする、請求項２に記載のリソグラフィー投影装置。
【請求項４】
前記第２手段が光ファイバを備えることを特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載のリソグラフィー投影装置。
【請求項５】
前記ファイバが、前記ファイバの軸方向に延長するコアを備え、前記コアが、前記コアの屈折率よりも低い屈折率を有する媒質によって実質的に取り囲まれていることを特徴とする、請求項４に記載のリソグラフィー投影装置。
【請求項６】
前記ファイバが、少なくとも１つのチャネルを備え、それぞれのチャネルは、実質的に前記ファイバの軸方向に延長し、前記コア自体は、実質的に前記ファイバの軸方向に延長するチャネルをいずれも含まないことを特徴とする、請求項５に記載のリソグラフィー投影装置。
【請求項７】
前記ファイバが複数のチャネルを備えることを特徴とする、請求項６に記載のリソグラフィー投影装置。
【請求項８】
前記チャネルが６角形の密集構造で配置されていることを特徴とする、請求項７に記載のリソグラフィー投影装置。
【請求項９】
それぞれのチャネルが、前記コアの直径程度である直径を有することを特徴とする、請求項７または８のいずれか一項に記載のリソグラフィー投影装置。
【請求項１０】
チャネルのピッチに対するチャネルの直径の比が、好ましくは０．４と０．８の間であることを特徴とする、請求項７から９までのいずれか一項に記載のリソグラフィー投影装置。
【請求項１１】
前記少なくとも１つのチャネルに気体が充填されているか、または真空を含むことを特徴とする、請求項６から１０までのいずれか一項に記載のリソグラフィー投影装置。
【請求項１２】
前記ファイバに、少なくとも１つのテーパ部が前記ファイバの軸方向に沿って備わることを特徴とする、請求項５に記載のリソグラフィー投影装置。
【請求項１３】
前記第２波長スペクトルが、実質的に白色光の波長スペクトルに対応することを特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載のリソグラフィー投影装置。
【請求項１４】
前記位置合わせシステムが光軸外位置合わせシステムであることを特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載のリソグラフィー投影装置。
【請求項１５】
前記結像システムが、前記基板上の位相格子から回折される光を、少なくとも２つの別個の波長で実質的に正確に１つの単一像平面上に結像するように配置されていることを特徴とする、前記請求項のいずれか一項に記載のリソグラフィー投影装置。
【請求項１６】
基板テーブル上に連続的に保持された基板を再現可能に変更する装置のための位置合わせシステムであって、前記基板テーブル上に保持された基板上で、位置合わせに使用可能な少なくとも１つの標識を照射するための放射源と、前記少なくとも１つの標識と相互作用した光を結像するための結像システムとを備え、前記放射源が、高輝度と相対的に狭い第１波長スペクトルとを有するレーザ光線またはレーザ様の光を発生する第１手段と、前記光線を誘導しかつ前記第１波長よりも実質的に広い第２波長スペクトルを有する光を実質的に前記光線の次元内で生成する第２手段とを備えることを特徴とするシステム。
【請求項１７】
放射感光性材料の層によって少なくとも一部が被覆されている基板を提供するステップと、
放射システムを使用して放射の投影ビームを供給するステップと、
前記放射ビームの断面にパターンを付与するパターン形成手段を使用するステップと、
放射の前記パターン形成されたビームを放射感光性の前記層の標的部分上に投影するステップと、
光軸外位置合わせシステムを使用して前記基板を位置合わせするステップであって、基板上で、位置合わせに使用可能な少なくとも１つの標識を照射するステップと、前記少なくとも１つの標識と相互作用した光を結像するステップとを含み、照射するステップが、
高輝度と相対的に狭い第１波長スペクトルとを有するレーザ光線またはレーザ様の光を発生するステップと、
前記光線を誘導するステップと、
前記第１波長スペクトルよりも実質的に広い第２波長スペクトルを有する光を実質的に前記光線の次元内で生成するステップとを含むことを特徴とする位置合わせするステップとを含むデバイス製造方法。
【請求項１８】
前記位置合わせシステムが光軸外位置合わせシステムであることを特徴とする、請求項１７に記載のデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はリソグラフィー投影装置に関し、この装置は、
放射の投影ビームを供給するための放射システムと、
望ましいパターンに従って投影ビームをパターン形成する役目を果たすパターン形成手段を支持する支持構体と、
基板を保持する基板テーブルと、
パターン形成したビームを基板の標的部分上に投影するための投影システムと、
前記基板テーブル上に保持された基板上の位置合わせに使用可能な少なくとも１つの標識を照射するための放射源、およびこの少なくとも１つの標識と相互作用した光線を結像するための結像システムを含む位置合わせシステムとを備える。
【背景技術】
【０００２】
本明細書で用いる「パターン形成手段」という用語は、基板の標的部分中に作成すべきパターンに対応するパターン形成断面を入射放射ビームに与えるために使用可能な手段を指すものとして広く解釈されるべきであり、「光弁」という用語もこのような文脈で使用することができる。一般に、前記パターンは、集積回路または他のデバイス（下記参照）など、標的中に作成されているデバイス中の特定の機能層に対応することになる。このようなパターン形成手段の例には次のものが含まれる。
マスク。マスクの概念はリソグラフィーではよく知られており、それには、バイナリ・マスク、交番位相シフト・マスク、および減衰位相シフト・マスクばかりでなく、様々なハイブリッド・マスクなどのマスクの種類が含まれる。このようなマスクを放射ビーム中に配置すると、マスク上のパターンに従って、マスク上に当たる放射を選択的に透過させたり（透過型マスクの場合）または反射させたりする（反射型マスクの場合）。マスクの場合は、一般に支持構体がマスク・テーブルであり、それは入射放射ビーム中の望ましい位置に確実にマスクを保持でき、かつ望ましければ、ビームに対して確実にマスクを移動することができる。
プログラマブル・ミラー・アレイ。このような装置の一例は、粘弾性制御層および反射表面を有するマトリックス駆動表面である。このような装置の背景にある基本原理は、（例えば）反射表面のアドレス指定領域が入射光を回折光として反射するのに対して、非アドレス指定領域は入射光を非回折光として反射するというものである。適切なフィルタを使用すると、前記非回折光を反射ビームから取り除き、回折光のみを残すことが可能であり、このような方式で、ビームは、マトリックス駆動表面のアドレス指定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１つの代替実施例は、微小ミラーのマトリックス配置を用いるものであり、それぞれの微小ミラーを、適切な局在電界を印加することによって、または圧電駆動手段を使用することによって、個々に軸回りに傾斜させることができる。この場合もアドレス指定ミラーが入射放射ビームを非アドレス指定ミラーに向けて異なる方向に反射するように、ミラーをマトリックス駆動可能であり、このような方式で、反射ビームはマトリックス駆動ミラーのアドレス指定パターンに従ってパターン形成される。必要なマトリックスのアドレス指定は、適切な電子的手段を使用して実行することができる。上述の２つの状況では、パターン形成手段は、１つまたは複数のプログラマブル・ミラー・アレイを備えることができる。本明細書で参照するミラー・アレイに関するそれ以上の情報は、例えば、米国特許第５，２９６，８９１号明細書および同第５，５２３，１９３号明細書、ならびにＰＣＴ特許出願国際公開第９８／３８５９７号および同９８／３３０９６号から収集可能であり、これらを参照により本明細書に組み込む。プログラマブル・ミラー・アレイの場合は、前記支持構体を、例えば、必要に応じて固定式または可動式の架台またはテーブルとして実施することができる。
プログラマブルＬＣＤアレイ。このような構造の一例が、参照によって本明細書に組み込む米国特許第５，２２９，８７２号明細書に見られる。上記のように、この場合も、支持構体を、必要に応じて固定式または可動式の架台またはテーブルとして実施可能である。
【０００３】
簡略化のために、本明細書の他の部分が、いくつかの箇所でマスクおよびマスク・テーブルを含む例に具体的に関することがあるが、そのような場合に論じる一般的な原理は、上述のパターン形成手段のより広い文脈において理解されるべきである。
【０００４】
リソグラフィー投影装置を、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造で用いることができる。このような場合に、パターン形成手段によって、ＩＣの個別層に対応する回路パターンが作成可能であり、さらにこのようなパターンを放射感光性材料の層（レジスト）を塗布した基板（シリコン・ウェーハ）上の標的部分（例えば、１つまたは複数のダイを含む）上に結像することができる。一般には、単一のウェーハが、投影装置によって１回に１つずつ連続的に照射される隣接標的部分の回路網全体を含む。現在の装置では、マスク・テーブル上のマスクによるパターン形成を用いるが、２つの異なる種類の機械を区別することができる。リソグラフィー投影装置の一方の種類は、マスク・パターン全体を１回の試みで標的部分上に露光することによって、それぞれの標的部分を照射する。このような装置を一般にウェーハ・ステッパまたはステップ・アンド・リピート装置と呼ぶ。一般にステップ・アンド・スキャン装置と呼ばれる別法の装置は、投影ビーム下のマスク・パターンを所与の基準方向（「走査方向」）に漸進的に走査することによって各標的部分を照射しながら、同時に、この走査方向に対して平行または逆平行に基板テーブルを走査する。一般に、投影システムは倍率Ｍ（一般には１よりも小さい）を有するので、基板テーブルを走査する速度Ｖは、マスク・テーブルを走査する速度のＭ倍になる。本明細書に説明するリソグラフィー装置に関するこれ以上の情報は、例えば、参照により本明細書に組み込む米国特許第６，０４６，７９２号明細書から収集可能である。
【０００５】
リソグラフィー投影装置を使用する製造工程では、放射感光性材料（レジスト）の層によって少なくとも一部が被覆されている基板上に、パターン（例えば、マスク中の）を結像する。この結像する工程の前に、基板に下塗り、レジスト塗布、および軟焼などの様々な処理を施すことができる。露光後に、基板に露光後焼締め（ＰＥＢ）、現像、硬焼、および結像特徴の測定／検査などの他の処理を施すことができる。このような数多くの処理を基本として用い、デバイス、例えば、ＩＣの個別層をパターン形成する。次いで、このようなパターン形成された層は、エッチング、イオン注入（ドーピング）、金属被覆、酸化、化学機械的研磨など、すべて個別層を仕上げるために様々な処理を施すことができる。いくつかの層が必要であれば、それぞれの新たな層ごとに、このような処理全体または別の処理を反復しなければならない。最終的に、デバイスの配列が基板（ウェーハ）上に作成される。次いで、これらのデバイスを方形切断または鋸引きなどの技法によって相互に分離し、そこで個別層をキャリヤ上に装着し、ピンなどに接続することができる。このような過程に関するそれ以上の情報は、例えば、参照により本明細書に組み込まれている、Ｐｅｔｅｒ  ｖａｎ  Ｚａｎｔ著「Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ  Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ：Ａ  Ｐｒａｃｔｉｃａｌ  Ｇｕｉｄｅ  ｔｏ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ」第３版、１９９７年、ＭｃＧｒｏｗ  Ｈｉｌｌ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ  Ｃｏ．、ＩＳＢＮ０−０７−０６７２５０−４から入手することができる。
【０００６】
簡略化のために、以後は投影システムを「レンズ」と呼ぶが、この用語は、例えば、屈折光学素子、反射光学素子、および反射屈折光学系を含めて、投影システムの様々な種類を包含するものとして広く解釈されたい。放射システムも、放射の投影ビームを誘導、成形、または制御するために、このような設計上の任意の種類に従って動作する構成要素を含むことが可能であり、以下では、このような構成要素も集合的または単独に「レンズ」と呼ぶことができる。さらには、リソグラフィー装置は、２つ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）を有する種類があり得る。このような「多ステージ」装置では、追加的なテーブルを並行して使用可能であり、１つまたは複数のテーブル上で予備工程を実行しながら、他方で１つまたは複数の他のテーブルを露光に使用することができる。例えば、２ステージのリソグラフィー装置は、共に参照により本明細書に組み込まれている米国特許第５，９６９，４４１号明細書および国際公開第９８／４０７９１号に説明されている。
【０００７】
限界寸法（ＣＤ）が益々小さくなるマスク・パターンを結像できるように、リソグラフィーに絶えず存在する要求に応えるには、オーバーレイ精度（２つの連続層を相互に対して位置合わせできる精度）が益々高まることが必要である。このために、位置合わせ精度を絶えず高める必要性に迫られている。オーバーレイ誤差は限界寸法よりも遙かに小さくなければならず、また位置合わせ誤差はオーバーレイ誤差に寄与する唯一のものではないので、９０ナノメートルの限界寸法には、１０ナノメートル以下の位置合わせ精度が求められる。
【０００８】
知られているレンズ通過型（ＴＴＬ）位置合わせシステムは、レーザ光によって照射される基板上にエッチングした１６マイクロメートル・ピッチの線形位相格子を使用し、次いで回折された光線が基準格子上に結像される。この位置合わせシステムの下の基板を走査しかつ基準格子を通過する光線をステージ位置の関数として検出することによって、基板の位置をナノメートルの精度で算定することができる。しかし、知られているＴＴＬ位置合わせシステムは、レーザ光の１つの波長を使用するものであり、したがって工程依存型の誤差に左右される。このような誤差は、先に作成された処理層が回折構造を形成し、位置合わせシステムに使用された波長に影響を与えるときに発生する。光線の１つの波長を使用する位置合わせシステムは、このような誤差によって強い影響を受ける。第２の周波数を導入すると、異なる波長が同じようには影響されないので、平均化することによって多少はこのような誤差が減少するが、完全に排除されることはない。このような誤差は、非対称に変形した位置合わせ標識によっても発生する場合がある。
【０００９】
米国特許第５，３７１，５７０号明細書が、広域帯放射を使用してウェーハ上の位置合わせ標識を照射するＴＴＬ位置合わせシステムを開示する。しかし、位置合わせ放射をハロゲン・ランプによって発生させる。このようなランプによって発生するビームは、低い輝度（ランプの表面積で割りかつ対する立体角によって割った放射仕事率）を有し、したがって、位置合わせ標識において高い光強度を有する測定値を得ることは難しく、低い信号対雑音比（ＳＮＲ）となる。
【００１０】
米国特許第５，５５９，５０１号明細書が、例えば、空間的にコヒーレントな単一または複数の別個の波長を供給する電磁放射源を使用してマスクとマスク標識を照射するマスク通過型（ＴＴＭ）位置合わせシステムを開示する。ウェーハをマスクに対して走査し、位置合わせ情報は、ウェーハ位置の関数としての戻り放射の強度をフーリエ解析することによって導出される。
【００１１】
米国特許第４，６９７，０８７号明細書が、ウェーハ上に結像されるマスク・パターンの上方と下方のスクライブ・アレー（ｓｃｒｉｂｅ  ａｌｌｅｙｓ）中の位置合わせ標的を検出するために使用される２本の光通路またはアームを有する位置合わせシステムを開示する。これらの２本の光通路またはアーム中に使用される光路の一部が、回路パターンを上に含むマスクをウェーハ上に結像するために使用する投影光学素子を貫通する。このシステムは、光軸外ＴＴＬ位置合わせシステムと呼ばれる。
【００１２】
この投影光学素子は、明白な理由のために位置合わせには使用できないフォトリソグラフィー化学線波長（すなわち、深い紫外線）で最適に機能するように設計されている。その結果、光軸外ＴＴＬ位置合わせシステムにおけるこの投影光学素子の性能が、フォトリソグラフィー化学線波長と異なる波長では幾分損なわれる。
【００１３】
米国特許第５，４７７，０５７号明細書が、投影光学素子とは無関係に動作できる光軸外位置合わせシステムを開示するが、このシステムは単色投影レンズ・システムでは使用できない広域帯の位置合わせ放射を使用することができる。このシステムはまた、レーザ光のコヒーレントな性質に関連する干渉現象から生じる波長誘発誤差を抑制することができる。広域帯光源では、これらの位置合わせ誤差が平均化されてしまう。このような位置合わせシステムでは、スポットがウェーハ上に合焦され、スポットが位置合わせ標識の縁に当たるとき、その光線が回折し、その光線からこの縁の位置を求めることができる。
【００１４】
国際公開第９８／３９６８９号が、化学機械的研磨によって生じる位置合わせ標識の非対称性に起因する誤差を回避するために複数の波長とより高度な回折次数を使用する光軸外位置合わせシステムを開示する。測定信号を入手するために、格子の像をそれぞれの色に関して異なる基準格子上に結像させる。
【００１５】
これらのおよび他の位置合わせシステムは、それらの所期の目的には適切に機能を果たしてきたが、位置合わせシステムの精度向上が益々必要とされている。マスクの機能寸法が益々小さくなり、このマスクとウェーハとの位置合わせが限界に達するとき、このような必要性は特に明白である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明の１つの目的は、改良された位置合わせシステム、特に、より小さい位置合わせ標識を使用できるシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
この目的および他の目的は、放射源が、高輝度と相対的に狭い第１波長スペクトルとを有するレーザ光線またはレーザ様の光を、実質的にこの光線の次元（ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓ）内で発生する第１手段と、光線を誘導しかつ第１波長スペクトルよりも実質的に広い第２波長スペクトルを有する光を生成する第２手段とを備えることを特徴とする、冒頭段落で特定したリソグラフィー装置において本発明にしたがって実現される。
【００１８】
このような放射源は一般に、狭いレーザ光線またはレーザ様の光、すなわち、レーザの空間的コヒーレンス特性に匹敵する空間的コヒーレンス特性を有する光を発生する。換言すれば、第１手段は一般に、高輝度を有する「点放射源」または高い空間的コヒーレンスを有する他の任意の放射源を備える。相対的に狭い波長スペクトルは、１つのみまたはいくつかの波長で強度を示すことができる。より広いスペクトルは、遙かに多くの波長で強度を示す。高輝度と波長の広いスペクトルを有する光の点放射源を生成できるこのような放射源は、干渉現象に起因する波長誘発誤差の低減と、位置合わせ標識と相互作用する光の高い強度による高い信号対雑音比とを可能にする。
【００１９】
「高輝度」とは、明るさが、第２手段中で非線形効果（後に言及する）を誘発しかつ位置合わせシステムで光を使用できるのに少なくとも十分でなければならないことを意味するものと理解されよう。それは、特に、放射源によって生成された光が、このシステムが目的とする位置合わせを実行するのに十分高い輝度を有することに該当する。このような輝度は、従来技術に使用される放射源の輝度と少なくとも同様であり、好ましくは第１手段によって生成される光の輝度と同様である。
【００２０】
本応用例では、「放射」および「ビーム」という用語は、紫外線放射（例えば、３６５、２８４、１９３、１５７、または１２６ナノメートルの波長を有する）およびＥＵＶ（極紫外線、例えば、５〜２０ナノメートルの範囲の波長を有する）に加えて、イオン・ビームまたは電子ビームなどの粒子ビームも含めた、すべての種類の電磁放射を包含する。光線という用語は、位置合わせの方法において生成される電磁放射をもっぱら含むビームに関して使用される。
【００２１】
前述のように、本発明のリソグラフィー装置は、位置合わせ標識と相互作用した後で、結像された光の高い信号対雑音比による信頼性のある情報を提供する光を使用する。これによって、基板の（相対的）位置を確実に決定することができる。
【００２２】
本発明による放射源はさらに、位置合わせシステムにおいてより小さい視野（同じ光強度を含む）を使用することができる。次ぎに、これによって、基板上のより小さい位置合わせ標識が可能になり、例えば、集積回路の製造のために使用すべき基板上にシリコンをより多く残すことができる。
【００２３】
またこのような小さい位置合わせ標識を使用する位置合わせ方法に従来のランプを使用することに較べて、本発明によるリソグラフィー装置に使用する放射源によって得られる信号対雑音比が、著しく向上した。これによって、より簡素で、より低費用で、おそらくより頑丈な検出器を結像システムで使用することができる。
【００２４】
さらには、本発明による、すなわち、このような放射源が備わるリソグラフィー装置の位置合わせシステムは、低いエタンジュ（ｅ’ｔｅｎｄｕｅ）（光線が対する立方角に、その光線の断面積を乗じたもの）と、依然として高い信号対雑音比とを有する。位置合わせシステムの光学素子の低エタンジュ設計は、レンズに対する要求を軽減し、より簡素なレンズ設計を可能にする。
【００２５】
低いエタンジュはまた、位置合わせシステムの焦点依存性を軽減し、最終的により確実な位置合わせをもたらす。
【００２６】
本発明によるリソグラフィー装置における位置合わせシステムの別の利点は、「光子経済性」に関する。従来の装置に必要な光に較べて、十分な情報を得るのにより少ない光で済む。
【００２７】
１つの好ましい実施例では、第１手段がレーザを備える。レーザは、広く利用可能であり、かつ位置合わせシステムへの組込みが相対的に容易である。
【００２８】
レーザがパルス・レーザを含むことがさらに好ましい。およその概算によれば、このようなレーザによって生成される光の波長帯域の幅は、パルスの時間の長さに反比例する。換言すれば、レーザまたはレーザ様の光の短いパルスを使用することによって、第１波長スペクトル自体を広げることができる。
【００２９】
第２手段は、光ファイバを備えることができる。このようなファイバを介して光を誘導する。光誘導部分は、約数ミクロンの直径を有し、ファイバ先端が「点放射源」としての役目を果たすことができる。
【００３０】
ファイバは、このファイバの軸方向に延長するコアを備えることがさらに好ましい。このファイバのコアは、コアの屈折率よりも低い屈折率を有する媒質によって実質的に取り囲まれている。これによって、コアと媒質の界面の内部反射によって光を誘導することができる。
【００３１】
好ましくは、ファイバが少なくとも１つのチャネルを備える。それぞれのチャネルは、実質的にファイバの軸方向に延長する。コア自体は、実質的にファイバの軸方向に延長するチャネルをいずれも含まない。チャネルが１つであれば、このチャネルがコアを実質的に取り囲むことが好ましい。次いで、コアは、このコアとチャネルを取り囲むファイバの部分との間の接続部によってその定位置に保持される。チャネルが複数であれば、これらのチャネルは、チャネルがコアを取り囲むように配置される。チャネル間のファイバ部分は、コアと複数のチャネルを取り囲むファイバの部分との接続部を形成し、コアをその定位置に保持する。コアを取り囲む１つまたは複数のチャネルには、媒質として空気または他の任意適切な気体が充填される。この媒質は、真空でもよい。シリカのコアを使用する場合は、コアと周囲の屈折率の差が０．４５に近づく。チャネルを真空にすることも当然であるが可能である。コアは、約１ミクロンの直径を有する。このようなファイバでは、光は単一モードで伝搬し、かついくつかの非線形光学効果が可視波長で生じ、光の波長スペクトルを著しく広げる。
【００３２】
別法として、または追加的に、ファイバには、少なくとも１つのテーパ部がファイバの軸方向に沿って備わる。テーパ部は、例えば、火炎中で光ファイバを加熱し、ファイバに約１または数ミクロンの直径の胴部ができるほどに、そのファイバを引き延ばすことによって作製可能である。この場合に、胴部、すなわち、コアは、同様に空気または真空などの媒質によって取り囲まれる。物理的には、これは、コアが１つまたは複数のチャネルによって取り囲まれている実施例と実質的に同様である。
【００３３】
ファイバの長い全長の中で生じる多くの非線形現象の結合効果によって、広いスペクトルの、実質的に形状が平坦な光が生成される。この光は、超広域帯の単一モード光連続体の特性を有する。その場合、第２波長スペクトルは白色光の波長スペクトルに実質的に対応し得る。
【００３４】
位置合わせは、光軸外位置合わせシステムであることがさらに好ましい。これによって、本発明をより適宜に実施することができる。
【００３５】
本発明による特定のリソグラフィー装置では、結像システムが、基板上の位相格子から回折される光を少なくとも２つの別個の波長で実質的に正確に１つの単一像平面上に結像するように配置されている。
【００３６】
本発明の他の態様によれば、
放射感光性材料の層によって少なくとも一部が被覆されている基板を提供するステップと、
放射システムを使用して放射の投影ビームを供給するステップと、
放射ビームの断面にパターンを付与するパターン形成手段を使用するステップと、
放射のパターン形成されたビームを放射感光性の層の標的部分上に投影するステップと、
位置合わせシステムを使用して基板を位置合わせするステップであって、基板上で、位置合わせに使用可能な少なくとも１つの標識を照射するステップと、この少なくとも１つの標識と相互作用した光を結像するステップとを含み、照射するステップが、
高輝度と相対的に狭い第１波長スペクトルとを有するレーザ光線またはレーザ様の光を発生するステップと、
光線を誘導するステップと、
第１波長スペクトルよりも実質的に広い第２波長スペクトルを有する光を、実質的に光線の次元内で生成するステップとを含むことを特徴とする位置合わせするステップとを含むデバイス製造方法が提供されている。
【００３７】
本発明の他の態様によれば、基板テーブル上に連続的に保持された基板を再現可能に変更する装置のための位置合わせシステムであって、前記基板テーブル上に保持された基板上で、位置合わせに使用可能な少なくとも１つの標識を照射するための放射源と、この少なくとも１つの標識と相互作用した光を結像するための結像システムとを備え、放射源が、高輝度と相対的に狭い第１波長スペクトルとを有するレーザ光線またはレーザ様の光とを発生する第１手段と、光線を誘導しかつ第１波長よりも実質的に広い第２波長スペクトルを有する光を実質的に光線の次元内で生成する第２手段とを備えることを特徴とするシステムが提供されている。
【００３８】
基板テーブル上に連続的に保持された基板を再現可能に変更する装置は、例えば、印刷機械でもあり得ることを明確に理解されたい。
【００３９】
本明細書では、集積回路の製造における本発明によるリソグラフィー装置の使用を特に参照できるが、このような装置には、他にも多くの応用例があり得ることを明確に理解されたい。例えば、それは集積光学システム、磁気ドメイン・メモリ用の案内および検出パターン、液晶表示板、薄膜磁気ヘッドなどに使用可能である。このような代替応用例の文脈では、「レチクル」、「ウェーハ」、または「ダイ」という用語の使用は、本明細書では、それぞれ「マスク」、「基板」、および「標的部分」というより包括的な用語に置き換えられるものと考えるべきであることが当業者には理解されよう。
【００４０】
ここで添付の模式図面を参照して、例としてのみ本発明を説明するが、図面では対応する参照符号が対応する部分を示す。
【実施例】
【００４１】
図では、対応する参照符号が対応する部分を示す。
「実施例１」
【００４２】
図１は、本発明の特定の実施例によるリソグラフィー装置を模式的に示す。この装置は、
放射（例えば、紫外線放射）の投影ビームＰＢを供給するための、この特定の場合では放射源ＬＡを含む放射システムＥｘ、ＩＬと、
マスクＭＡ（例えば、レチクル）を保持するためのマスク保持器が備わり、かつ要素ＰＬに対してマスクを正確に位置決めするための第１位置決め手段に連結されている第１物体テーブル（マスク・テーブル）ＭＴと、
基板Ｗ（例えば、レジストが塗布されているシリコン・ウェーハ）を保持するための基板保持器が備わり、かつ要素ＰＬに対して基板を正確に位置決めする第２位置決め手段に連結されている第２物体テーブル（基板テーブル）ＷＴと、
マスクＭＡの照射された部分を基板Ｗの標的部分Ｃ（例えば、１つまたは複数のダイを備える）上に結像するための投影システム（「レンズ」）ＰＬ（例えば、レンズ・グループ）とを備える。
【００４３】
この図に示すように、この装置は透過型である（すなわち、透過型マスクを有する）。しかし、一般には、例えば、それが反射型であってもよい（反射型マスクを有する）。別法として、この装置は、上で参照した種類のプログラマブル・ミラー・アレイなどの、別の種類のパターン形成手段を用いることもできる。
【００４４】
放射源ＬＡ（例えば、エキシマー・レーザ）は放射のビームを発生する。このビームは、直接または、例えば、ビーム拡大器Ｅｘなどの調節手段を横切った後で、照射システム（照射器）ＩＬに送出される。照射器ＩＬは、ビーム中の強度分布の外半径および／または内半径範囲（通常、それぞれσ外半径およびσ内半径と呼ぶ）を設定するための調整手段ＡＭを備えることができる。さらにこの照射器は、積分器ＩＮおよび集光器ＣＯなどの他の様々な構成要素をさらに備えるのが一般である。このように、マスクＭＡの上に当たるビームＰＢは、その断面中に望ましい均一性と強度分布を有する。
【００４５】
図１に関して、放射源ＬＡは、リソグラフィー投影装置の箱体内部にあってもよいが（例えば、放射源ＬＡが水銀ランプである場合にしばしばそうであるように）、リソグラフィー投影装置から遠隔にあってもよく、それが発生する放射ビームを装置の中に導入する（例えば、適切な誘導ミラーの助けによって）ことに留意されたい。後者のシナリオは、放射源ＬＡがエキシマー・レーザの場合にしばしばそうである。本発明および特許請求の範囲は、これらの２つのシナリオを包含する。
【００４６】
次いで、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と交差する。マスクＭＡを横切ってから、ビームＰＢは、基板Ｗの標的部分Ｃ上にビームＰＢを合焦するレンズＰＬを通過する。第２位置決め手段（および干渉測定手段ＩＦ）の助けによって、例えば、異なる標的部分ＣをビームＰＢの経路中に位置決めするために、基板テーブルＷＴを正確に移動することができる。同様に、第１位置決め手段を使用して、例えば、マスクＭＡをマスク・ライブラリーから機械的に取り出した後または走査時に、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ことができる。一般に、物体テーブルＭＴ、ＷＴの移動は、長行程モジュール（粗い位置決め）および短行程モジュール（微細な位置決め）の助けによって実現するが、これらは図１に明示されていない。しかし、ウェーハ・ステッパ（ステップ・アンド・スキャン装置とは異なり）の場合は、マスク・テーブルＭＴを短行程アクチュエータに単に連結するか、または固定することができる。
【００４７】
図示の装置は２つの異なる方式で使用することができる。
１．ステップ方式では、マスク・テーブルＭＴを基本的に静止状態に維持し、マスク像全体を１回の試み（すなわち、単一「閃光」）で標的部分Ｃに投影する。次いでビームＰＢが異なる標的部分Ｃを照射できるように、基板テーブルＷＴをｘおよび／またはｙ方向に移動する。
２．スキャン方式では、所与の標的部分Ｃを単一「閃光」で露光しないこと以外は、基本的に同じシナリオが該当する。ただし、投影ビームＰＢにマスク像全体にわたって走査させるように、マスク・テーブルＭＴが所与の方向（いわゆる「走査方向」であり、例えば、ｙ方向）に移動可能であり、並行して、基板テーブルＷＴを速度Ｖ＝Ｍｖで同方向または逆方向に同時移動する。前式でＭはレンズＰＬの倍率（典型的にはＭ＝１／４または１／５）である。このようにして、分解能を損なわずに済むように、相対的に大きな標的部分Ｃを露光することができる。
【００４８】
本発明の第１実施例の一部を構成する光軸外位置合わせシステムを図２に示す。この位置合わせシステム１は、放射源モジュール２、光学モジュール３、および検出モジュール４を備える。放射源モジュール２は、下でさらに詳細に説明する低いエタンジュを有し、例えば、可視領域にある広帯域放射を多モード光ファイバ２２中に出力する広帯域放射源２１を備える。多モード光ファイバ２２中には、同様に下でさらに詳細に説明するホモジェナイザ２３が介在する。多モード光ファイバ２２の出力端は、レンズ２５も装着するブラケット２４中に保持されている。レンズ２５は、照射光を光学モジュール３の照射ブランチ３１の中に送出する。この照射ブランチ３１は、放射源モジュール２のレンズ２５と一緒に、約５の倍率でファイバの出力端を小さな４５°ミラー３１５上に合焦するレンズ３１２、３１３を備え、この小さなミラーがビームを光学モジュール３の結像ブランチ３２の中に曲げる。ミラー３１１および３１４は、ビームを適宜に曲げるために照射ブランチ３に設けてある。ブラケット２４は、放射源像を正確に位置決めするためにファイバ２２の端部とレンズ２５を３次元で位置決めすることができる。
【００４９】
下から説明を始めると、結像ブランチ３２が、大きな開口数（ＮＡ）で長い作動距離の顕微鏡対物レンズ３２０を備える。次ぎに、ウェーハＷを第１中間像平面上に再結像する２個の視野レンズ３１９、３１８があり、この像平面には視野絞り３１７が設けてある。レンズ３１８、３１９は、結像システムの第１部分が像と物体の側でテレセントリック（ｔｅｌｅｃｅｎｔｒｉｃ）であり、ちょうど倍率３０を有するように配置されている。ひとみ平面には、空間フィルタ３２１が設けてあり、これは、ＸおよびＹ方向に回折された次数のみ、すなわち、標識中の対角線構造によって回折された次数ではなく、かつ０次ではない次数を選択するために、不透明な中心部と、ＸおよびＹ方向に平行に延在する開口３２１ａを有する。結像システムのこの部分は、物体側（視野絞り３１７）がテレセントリックであるが、基準平面３２４が設けてある像側はそうではない。これによって、システムの全長を短くすることができる。レンズ３２２、３２３は、ウェーハから基準平面までの結像システムの合計倍率がちょうど５０であるように選択されかつ位置決めされている。したがって、結像ブランチの第２部分の倍率は１  ２／３である。
【００５０】
結像システムの倍率は、基板標識と基準格子のピッチに相関することが理解される。０次の次数が遮断されるので、基板マスクのピッチＰ基板、倍率Ｍ、および基準格子のピッチＰ基準は、次式を満足させねばならない。
【００５１】
【数１】
2004343057.tif 000003
【００５２】
光学モジュール３の構成要素は、インバーまたはゼロドゥール（Ｚｅｒｏｄｕｒ登録商標）などの超低膨張材料から作製された架台３３に剛装着され、かつ装置の基準架台上に装着されていることが好ましい。
【００５３】
顕微鏡対物レンズ３２０は、光学モジュールの結像ブランチの第１レンズを構成し、かつ位置合わせシステム中で最も重要な構成要素の１つである。このレンズは、ウェーハ上の位置合わせ標識から十分な回折次数を捕捉するのに十分に大きな開口数を有していなければならず、例えば、少なくとも０．８または０．９の開口数を有することができる。さらには、ウェーハと位置合わせシステムの間に適切な距離を有することが好ましく、したがって長い作動距離の対物レンズが推奨される。市販の顕微鏡対物レンズが使用可能である。図２に示す配置では、アクセス可能なひとみ平面を有していない顕微鏡対物レンズが使用されている。したがって、ひとみ絞り３２１を設け得る物理的にアクセス可能な位置にひとみ平面を再結像するために、レンズ３１８、３１９、３１６が設けてある。物理的にアクセス可能なひとみ平面を有する顕微鏡対物レンズを使用すれば、さらにコンパクトな配置が得られる。位相差顕微鏡で使用するのに適切な対物レンズが知られている。
【００５４】
理解されるように、位置合わせシステムの基本原理は、ウェーハ上に設けられた位置合わせ標識をシステム中に設けた対応する基準標識上に結像させ、ウェーハを走査するときに基準格子を通過する放射の強度を測定することから位置情報を導出するものである。本発明では、図２の拡大部分に示すように、基準標識が菱形ユニット・セルを有する２次元格子を備える。基準標識３２４は、位置合わせシステムの結像ブランチの光軸回りに対称的に配置されている。この対称性が、位置合わせ箇所に対する色による倍率誤差の影響を抑止する。倍率の変化によって対称的なゆがみが生じるので、少なくとも小さな倍率誤差に関しては、光軸の両側の誤差が相互に打ち消し合う。２次元格子を使用すると、光軸回りに完全な対称性を温存しながら、ＸおよびＹ方向の位置合わせの検出が可能になる。しかしながら、ウェーハ上の位置合わせ標識は依然として線形格子であり、かつ一度に１方向のみが測定されることに留意されたい。
【００５５】
視野縛り３１７は、ウェーハの第１中間像に位置決めされ、それによって照射と結像の両方のための視野絞りの役目を果たす。結像視野は、基準標識３２４の位置に追加的な視野絞りを配置することによってさらに小さくできる。視野の切詰めの影響を最小にするために、視野開口３１７ａが環状である。結像システムの視野縛りとして動作すると、視野縛り３１７は、検出される標識の面積を決定する。本発明では、位置合わせ標識の走査時に検出視野が標的内部に留まるように、検出視野が標識全体の大きさよりも小さい。これは、位置合わせ信号の強度に強度変化（ｅｎｖｅｌｏｐｅ）が存在しないことを意味し、検出システムでの位置合わせ（ｆｉｔｔｉｎｇ）が向上する。照射ブランチに関して視野絞りとして動作すると、視野縛り３１７は、照射視野が検出視野よりもほんのわずかに大きいかまたは同一に制限される。これは、位置合わせ標識に隣接する構造が同様に照射され、そのために結像システムに進入する迷走回折に繋がって位置合わせ信号中に誤差を引き起こすような恐れを回避する。
【００５６】
検出モジュール４は、主として、本システムの像平面内に位置する基準標識３２４を透過する光の強度を測定する。この検出モジュールは合焦信号も検出し、ひとみ平面とウェーハ平面の両方のカメラ像を提供する。検出モジュール４を図３にさらに詳細に示す。
【００５７】
検出モジュール４の主信号検出ブランチ４１は、位置合わせシステムの環状視野をカド・セル４１３の中心の上に結像させるレンズ４１１、４１２を備える。カド・セル４１３は、視野中の４つの異なる点（白抜き円によって示す）が測定できるように、４つの区画４１３ａ、ｂ、ｃ、ｄを有する（図４に示す）。カド・セル４１３のそれぞれのセルは、シリコン光ダイオードである。カド・セルのセルによって検出された強度は基板テーブル位置の正弦関数であり、それを用いて、知られた方法で位置合わせが実行可能である。効果的な測定点の正確な位置は、視野全体にわたる強度分布に依存し、一般には、光ダイオードの配置および視野の形状に依存する。４つの点を同時に測定すると、ウェーハ格子に対する基準格子の相対的倍率と相対的回転を１回の走査から容易に測定できる利点が備わる。これによってモジュールの迅速な初期位置合わせと位置合わせシステムの性能の長期モニタリングが可能になる。
【００５８】
第２の光学的な信号検出ブランチ４３は、検出ビームの一部を分岐するためのハーフ・ミラー４３１と、光を集めて多モード光ファイバ４３３の中に結合するレンズ４３２を備え、このファイバは、本装置の電子的モジュールに適宜に配置された光電子増倍管４３４に光を伝送する。光電子増倍管は、位置合わせ信号の散弾雑音制限検出と無雑音増幅を実行できるので、非常に弱い位置合わせ信号の検出のために使用される。
【００５９】
カメラ・ブランチ４２は、ビーム・スプリッタ４２１、４２２、および４２５に加えて、検出モジュールの像平面およびひとみ平面にそれぞれ配置されたＣＣＤカメラ４２４、４２６上に、並びにスプリット検出器４２７に光を分岐するレンズ４２３を備える。
【００６０】
スプリット検出器４２７は、基準格子３２４のひとみ平面内に配置されている。この平面には、基板格子と基準格子の周期によって決定される分離点（ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ）で、また結像システム３の開口によって決定される大きさで回折スポットが生じることになる。結像システム３が合焦されていれば、すなわち、基板格子と基準格子が共役平面内にあれば、これらのスポット中の強度分布は均一になる。しかし、焦点外れは非均一性を引き起こす。これをひとみ平面内のｘ位置に関して強度を表す図５のグラフに示す。水平な直線ａは正確に合焦するシステムに関し、下降直線ｂはわずかに焦点外れしたシステムに関し、さらに正弦曲線ｃはより程度の大きい焦点外れのシステムに関する。これらの格子をｘ方向に走査すれば、システムが合焦していない場合は、この強度グラフが光検出器の両半分間の位相ずれを表す。
【００６１】
このような配置は、より多くの区分に分割した検出器で使用することも可能である。焦点外れを検出する上記方法は、基板上の回折格子に対する高さに依存し、したがってその後の処理層によって影響を受けることはない。
【００６２】
合焦信号を検出する別法は、位置合わせ標識が適正に合焦されていないとき、見かけ上の位置合わせ箇所が、この標識を照射する角度に依存することを利用するものである。基準格子の後方で位置合わせシステムの像ひとみの中に配置したスプリット検出器によって、正の入射角を有するビームと負の入射角を有するビームを使用して見かけ上の位置合わせ箇所を別々に測定することができる。したがって、見かけ上の位置合わせ箇所の差は焦点外れの程度を示す。
【００６３】
位置合わせ信号は、基準格子から来る第１次数から取得され、したがってこれらの次数は、検出モジュールのひとみ平面内に設けたひとみフィルタ（図示せず）によって残りの光から分離されることに留意されたい。
【００６４】
上記の位置合わせシステムは、多モード光ファイバ２２を経由して光を受け取るように設計され、放射源２１の多くの様々な形態を使用できるように広い波長範囲にある光を用いることができる。さらには、同期検出が可能なように、知られた方式で、例えば、５０ｋＨｚに光を変調することが好ましい。
【００６５】
望ましい角度均一性が備わるように、ホモジェナイザ２３が、放射源２１から照射光を伝送する多モード光ファイバ２２中に設けられている。多モード光ファイバ２２は、十分な空間的な均一性を提供するが、長さ５メートルのファイバであっても、放射源の角度非均一性をいずれも温存する。図７に示すように、ホモジェナイザ２３がレンズ２３１、２３２を備え、出力ファイバ２２ｂのファイバ導入口がこれらのレンズ２３１、２３２によって構成された光学システムのひとみ平面内に位置するように配置されている。これによって、それほどの損失を伴わずに、角座標と空間座標が多モード光ファイバ２２の２つの部分２２ａ、２２ｂによって均一化されるように、空間座標と角座標が効果的に交換される。
【００６６】
この位置合わせシステムおよび他の位置合わせシステムに使用可能な放射源２１の一例が、図８に示されている。この放射源は、高輝度と相対的に狭い第１波長スペクトルを有するレーザ光線またはレーザ様の光を発生する第１手段１０１を含む。この放射源はさらに第２手段１０２を含み、光線を誘導しかつこの光線の次元内で第１波長スペクトルよりも実質的に広い第２波長スペクトルを有する光を発生するために、その第２手段の中に第１手段１０１からの光を誘導する。第１手段は、動作すると、例えば、８００ピコジュールのエネルギーと７９０ナノメートルの波長を有する、１００フェムト秒の持続時間の光パルスを発生するチタン・サファイヤ・レーザなどのレーザを含む。光は、光ファイバ１０２ａの中に誘導される。レーザ中へのオプティカル・フィードバックを防止するために、オプティカル・アイソレータ１１０を使用することができる。光ファイバ１０２ａの出力端１０３は、使用に際して「点放射源」を形成する。光が、基板上に存在する少なくとも１つの位置合わせ標識を最終的に照射するように、この点放射源１０３から光をさらに誘導する。これは上で概説したように実行可能である。しかし、他の適切な経路を見つけることも可能である。
【００６７】
１つの代替実施例では、放射源２１が、照射システム中に直接、すなわち、ホモジェナイザ２３を通さずに光を送出する。この場合は、ファイバ２２（図２）が単一モード・ファイバであり、ファイバ１０２ａ（図８）に対応し得る。このような代替実施例が、図２の点線の箱体内部に示されている。
【００６８】
図９に示すように、ファイバ１０２ａは、このファイバ１０２ａの軸方向に延長するコア１０４を一般に備える。このファイバ１０２ａのコア１０４は、コア１０４の屈折率よりも低い屈折率を有する媒質によって実質的に取り囲まれている。これによって、コアと媒質の界面の内部反射によって光を誘導することができる。このようなファイバ１０２ａの想定断面を図９、１０、および１１に示す。
【００６９】
図９は、ファイバ１０２ａの軸方向に延長する複数のチャネル１０５を有するファイバの断面を示す。コア１０４自体は、ファイバ１０２ａの軸方向に実質的に延長するチャネルをいずれも含まない。この例では、チャネルが６角形の密集構造に配置されている。一般に、コアは約１ミクロンの直径ｄコアを有する。チャネルは、コアの直径にほぼ対応する直径ｄチャネルをそれぞれに有する。チャネル間のピッチ（Ｌ）に対するチャネルの直径ｄチャネルの比率は、０．４と０．８の間が好ましい。気体、例えば、空気、または真空がチャネル中に存在する。したがって、チャネルが画定する容積は、コアの屈折率よりも低い屈折率を有することになる。
【００７０】
図１０は、ファイバ１０２ａの軸方向に延長するチャネル１０５の１つの輪を有するファイバ１０２ａの断面を示す。これらのチャネルには気体を充填することができる。チャネル間のファイバ部分１０６は、コア１０４と複数のチャネルを取り囲むファイバ部分の間の接続部を形成する。ファイバ部分１０６はコアを定位置に保持する。図９に示した断面を有するファイバの性能と図１０に示す断面を有するファイバの性能は、たとえ等しくないにしても、実質的に同様である。
【００７１】
図１１は、ファイバ１０２ａの断面の別の代替実施例であり、コア１０４を取り囲む１つのチャネル１０５を備える。次いで、コア１０４が、コアと、チャンネル１０５を取り囲むファイバ１０２ａの部分１０７との間の接続部１０６によってその定位置に保持されている。ファイバは、コアをその定位置に保持するためにさらに多くの接続部を備えることが可能である。それを点線の接続部１０８によって表す。その場合は、当然のことであるが、ファイバ１０２ａはさらに多くのチャネル１０５を備える。コアをチャネルの第１の輪によって取り囲み、この第１のチャネルの輪を第２のチャネルの輪で取り囲むことも可能である。図１１に模式的に示す断面を有するファイバでは、接続部１０６、１０８は、約１００ナノメートルほどの薄さになり得る。接続部１０６、１０８の長さは、約５ミクロンになり得る。コアの直径ｄコアは、約１ミクロンになり得る。コアを取り囲むチャネル１０５の直径ｄチャネルは、約７ミクロンになり得る。
【００７２】
図９、１０、または１１を参照すると、コアを取り囲む１つのチャネルまたは複数のチャネルには、媒質として作用する空気などの気体を充填することができる。チャネルは、ファイバ自体を真空環境中に配置できるときは、真空を含むことも可能である。コアはシリカから作製可能である。チャネル１０５間の部分１０６、１０８および部分１０７もシリカから作製可能である。コアは、約１ミクロンの直径ｄコアを有する。その場合、コアの屈折率と周囲媒質の屈折率の差は０．４５に近づく。このようなファイバでは、光は単一モードで伝搬し、いくつかの非線形光学効果が生じて、レーザ１０１が直接発生する光の波長スペクトルよりも遙かに広い波長スペクトルを有する光を生成することができる。１００フェムト秒、８００ピコジュールのエネルギー、および７９０ナノメートルの中心波長のパルスを、このようなファイバの長さ７５センチメートル部分の中に導入することによって、３９０から１６００ナノメートルに達する連続体を有する光が生成される。ファイバの長い全長中で生じる多くの非線形現象の結合効果によって、広いスペクトルの、実質的に形状が平坦な光が発生する。このような光は、超広域帯の単一モード光連続体の特性を有する。したがって、この第２波長スペクトルが白色光の波長スペクトルに実質的に対応し得る。非線形効果は、ラマン散乱、自己位相変調、第２高調波発生、４光波混合を含み得る。
【００７３】
図９、１０、１１に示したファイバは、固体シリカのロッドの回りに純粋なシリカ細管を積層することによって作製可能である。次いで、この積層を引き延ばしてファイバに成形する。取扱いを容易にするために、通常は固体シリカのジャケットを追加してファイバ外径を直径６０から１００ミクロンまで大きくする。
【００７４】
様々な積層および引延技術を用いて、様々なチャネル径ｄチャネル、チャネル間ピッチＬ、および中実コア径ｄコアを有するファイバを製造することができる。
【００７５】
図１２は、本発明のリソグラフィー装置に使用する放射源の別法のファイバ１９０を示す。この場合では、ファイバ１９０には、このファイバの軸方向に沿ってテーパ部１９１が設けられている。これは、例えば、火炎の中で従来の光ファイバを加熱しかつ伸延することによって作製可能である。次いで、光を閉じ込めるにはコアが小さ過ぎるほどにファイバの直径を小さくする。
【００７６】
移動火炎技法を用いて、短い移行領域と約１００ミリメートルの長さＴ１の均一直径の胴部領域を有するテーパ部を作製する。直径を様々に制御した胴部および融合テーパ・カプラを入手しかつ使用することも可能である。これらのテーパ部は、物理的な保護のためにおよび胴部領域に付着する（ｓｅｔｔｉｎｇ）埃によって生じる損失を防止するために箱体中に通常は配置される。この場合に、胴部、すなわち、コアを空気などの媒質によって取り囲むか、または真空中に配置する。物理的には、これは１つまたは複数のチャネルによってコアを取り囲む実施例と同様である。このように約１または数ミクロンの胴部径Ｔｄまでテーパを付けたファイバは、このファイバを介して相対的に狭い波長スペクトルを有する光を誘導すると、広い波長スペクトルを有する光を生成することができる。より大きなまたはより小さいコア径にファイバ寸法を拡大縮小することによって、６５０ナノメートルと１３００ナノメートルの間の任意の長さの波長を有する光に関して、ＧＶＤ（群速度分散）がゼロのファイバが可能になる。
【００７７】
図１３は、第１波長スペクトルＩと図９〜１２に示したファイバによって生成可能な第２波長スペクトルＩＩの強度を模式的に示す。
【００７８】
図１３の第２波長スペクトルＩＩの形状は、非常におおまかな簡略化であることに留意されたい。一般に、最大広域帯のスペクトルは、ファイバがゼロに等しいＧＶＤを示す波長よりもレーザの波長が遙かに大きいときに見られる。第２波長スペクトルの平坦さおよび幅は、使用される出力とファイバの長さにさらに依存する。それは、特に、広い波長スペクトルが狭い波長スペクトルに重なることに該当する。より狭いスペクトルを有する光がファイバに誘導されるときに、広いスペクトルを有する光を生成することに関するさらに多くの情報が、参照により本明細書に組み込まれているＪ．Ｏｐｔ．Ｓｏｃ．Ａｍ．Ｂ／１９巻、Ｎｏ．９／２００２年９月にＷｏｒｄｓｗｏｒｔｈらによって説明されている。
【００７９】
これまではシリカから作製されたファイバのみを説明してきたが、ポリマーを含めて他の材料から作製されたファイバも、光を誘導しかつ広い波長スペクトルを有する光を生成するための第２手段に使用可能であることが考えられる。
【００８０】
本装置はまた、参照により組み込む米国特許第５，４７７，０５７号明細書に説明されている位置合わせシステムを含む。本明細書で言及していない他のリソグラフィー装置も本発明にしたがって作製することができる。これらの実施例では、本発明による装置はまた、図８に示した模式図の放射源および図９、１０、１１、または１２に示したファイバの可能断面の放射源を備えることができる。
【００８１】
基板テーブル上に連続的に保持された基板を再現可能に変更する装置のために、説明した放射源を位置合わせシステムに組込み可能であることにも留意されたい。このような位置合わせシステムは本発明の範囲内に入るものと理解されている
【００８２】
以上に本発明の特定の実施例を説明したが、本発明は、説明とは別様にも実施可能であることが理解される。説明は本発明を限定しようとするものではない。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の１実施例によるリソグラフィー投影装置を示す図である。
【図２】本発明の第１実施例による位置合わせシステムの結像部分を示す図である。
【図３】本発明の第１実施例による位置合わせシステムの検出部分を示す図である。
【図４】本発明の第１実施例による位置合わせシステムに使用するカド・セル・センサを示す図である。
【図５】位置合わせシステムにおける正確な合焦の検出を説明する際に使用する図である。
【図６】位置合わせシステムにおける正確な合焦の検出を説明する際に使用する図である。
【図７】本発明の第１実施例による位置合わせシステムに使用するホモジェナイザを示す図である。
【図８】本発明のいずれかの実施例に使用可能な光源を示す図である。
【図９】図８に模式的に示した光源に使用可能なファイバの断面を示す図である。
【図１０】図８に模式的に示した光源に使用可能なファイバの断面を示す図である。
【図１１】図８に模式的に示した光源に使用可能なファイバの断面を示す図である。
【図１２】図８に模式的に示した光源に使用可能なファイバの断面を示す図である。
【図１３】本発明による第１波長スペクトルおよび第２波長スペクトルを示す模式図である。
【符号の説明】
【００８４】
１  位置合わせシステム
２  放射モジュール
３  光学モジュール（結像システム）
４  検出モジュール
２１  広域帯放射源
２２  多モード光ファイバ
２２ａ  多モード光ファイバの部分
２２ｂ  多モード光ファイバの部分（出力ファイバ）
２３  ホモジェナイザ
２４  ブラケット
２５  レンズ
３１  照射ブランチ
３２  結像ブランチ
３３  架台
４１  検出ブランチ
４２  カメラ・ブランチ
１０１  第１手段
１０２  第２手段
１０３  光ファイバの出力端
１１０  オプティカル・アイソレータ
１０４  ファイバのコア
１０５  ファイバのチャネル
１０６  チャネル間のファイバ部分
１０７、１０８  接続部
１９０  別法のファイバ
１９１  テーパ部
２３１、２３２  レンズ
３１１、３１４  ミラー
３１２、３１３、３１６  レンズ
３１５  ４５°ミラー
３１７  視野絞り
３１８、３１９  視野レンズ
３２０  顕微鏡対物レンズ
３２１  空間フィルタ
３２１ａ  開口（ひとみ絞り）
３２２、３２３  レンズ
３２４  基準標識（基準格子）
４１１、４１２  レンズ
４１３  カド・セル
４１３ａ、ｂ、ｃ、ｄ  カド・セルの区画
４２１、４２２、４２５  ビーム・スプリッタ
４２３、４３２  レンズ
４２４、４２６  ＣＣＤカメラ
４２７  スプリット検出器
４３１  ハーフ・ミラー
４３３  多モード光ファイバ
４３４  光電子増倍管
ＡＭ  調整手段
Ｃ  標的部分
ＣＯ  集光器
Ｅｘ  ビーム拡大器
ＩＦ  干渉測定手段
ＩＬ  照射システム
ＩＮ  積分器
ＬＡ  放射源
ＭＡ  マスク
ＭＴ  マスク・テーブル（第１物体テーブル）
ＰＢ  投影ビーム
ＰＬ  投影システム（レンズ）
ＲＦ  基準架台
Ｗ  基板（ウェーハ）
ＷＴ  基板テーブル（第２物体テーブル）
【図１】
2004343057.tif 000004
【図３】
2004343057.tif 000005
【図８】
2004343057.tif 000006
【図１０】
2004343057.tif 000007
【図１１】
2004343057.tif 000008
【図１２】
2004343057.tif 000009
【図１３】
2004343057.tif 000010
【図２】
2004343057.tif 000011
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図９】
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