(57)【要約】【課題】  基板をフォトマスクに対して位置合せする方法、構造体、及びシステムを提供する。【解決手段】  本方法は、光をフォトリソグラフィ・ツール内のフォトマスクの透明領域を通し、ツールのレンズを通して、基板上の少なくとも３つの回折ミラー・アレイの組の上に方向付けるステップを含み、ここで少なくとも３つの回折ミラー・アレイの組の各々の回折ミラー・アレイは単一のミラー列を含み、あらゆる特定の回折ミラー・アレイ内の全てのミラーは同じ間隔で隔てられ、異なる回折ミラー・アレイ内のミラーは異なる間隔で隔てられる。本方法はさらに、少なくとも３つの回折ミラー・アレイの組から回折されて光検出器のアレイに達する光の強度を計測するステップと、計測された光の強度に基づいてフォトマスク又はフォトマスク及びレンズの温度を調整するステップを含む。【選択図】      図１０
2010541228.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォトマスクの透明領域を通し、レンズを通して基板上の少なくとも３つの回折ミラー・アレイの組の上に光を方向付けるステップであって、前記少なくとも３つの回折ミラー・アレイの組の各々の回折ミラー・アレイは、単一のミラー列を含み、あらゆる特定の回折ミラー・アレイ内の全てのミラーは、同じ間隔で隔てられ、異なる回折ミラー・アレイ内のミラーは異なる間隔で隔てられる、前記光を方向付けるステップと、
前記少なくとも３つの回折ミラー・アレイの組から回折されて光検出器のアレイに達する光の強度を計測するステップと、
前記計測された光の強度に基づいて、前記フォトマスクの前記基板に対するアライメントを調整するステップと
を含む方法。
【請求項２】
（ｉ）前記計測された光の強度に基づいて前記フォトマスクの温度を調整するステップ、（ｉｉ）前記計測された光の強度に基づいて前記レンズの温度を調整するステップ、又は（ｉｉｉ）前記計測された光の強度に基づいて前記フォトマスクの前記温度及び前記レンズの前記温度の両方を調整するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記フォトマスク及び前記レンズを同じ温度に維持するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記フォトマスクの前記透明領域を通過する前記光は、前記少なくとも３つの回折ミラー・アレイの組のうちの最小数のミラーを有する回折ミラー・アレイの幅とほぼ同じ広さの幅を有する、前記少なくとも３つの回折ミラー・アレイの組を含む前記基板の領域を照射し、前記領域は、前記少なくとも３つの回折ミラー・アレイの組の２つの隣接する回折ミラー・アレイのあらゆるミラーの少なくとも一部分を含むのに十分な長さを有する、前記請求項の何れか１項に記載の方法。
【請求項５】
３つ又はそれ以上の回折ミラー・アレイの前記組の前記回折ミラー・アレイの前記ミラー列は、前記基板の上面に平行な方向に平行な縦軸を有し、
前記光は前記基板の前記上面に垂直に入射する、
前記請求項の何れか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記光は１９３ｎｍ又はそれ以下の波長を有し、前記フォトマスクの基板は前記光に対して透明である、前記請求項の何れか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記基板は半導体基板であり、
前記フォトマスクは前記光に対して透明な第１の領域及び不透明な第２の領域のパターンを含み、前記パターンは集積回路チップの製造レベルを画定する、
前記請求項の何れか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記基板上に少なくとも３つの付加的な回折ミラー・アレイの付加的な組を形成するステップであって、前記付加的な回折ミラー・アレイの付加的な組の各々の付加的な回折ミラー・アレイは、単一の付加的なミラー列を含み、あらゆる特定の付加的な回折ミラー・アレイ内の全ての付加的なミラーは同じ付加的な間隔で隔てられ、異なる付加的な回折ミラー・アレイ内の付加的なミラーは異なる付加的な間隔で隔てられる、前記形成するステップと、
前記光を、前記フォトマスクの付加的な透明領域を通し、前記レンズを通して、前記少なくとも３つの付加的な回折ミラー・アレイの付加的な組の上に方向付けるステップと、
前記少なくとも３つの付加的な回折ミラー・アレイの付加的な組から回折されて光検出器の付加的なアレイに達する光の付加的な強度を計測するステップと、
前記付加的な計測された光の強度及び前記計測された光の強度に基づいて前記フォトマスクの前記温度を調整するステップと
をさらに含む、前記請求項の何れか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記付加的な計測された光の強度及び前記計測された光の強度に基づいて前記レンズの前記温度を調整するステップをさらに含む、請求項８又は請求項９に記載の方法。
【請求項１０】
前記３つ又はそれ以上の回折ミラー・アレイの組の前記回折ミラー・アレイの前記ミラー列は、前記基板の上面に平行な第１の方向に平行な縦軸を有し、
前記３つ又はそれ以上の付加的な回折ミラー・アレイの付加的な組の前記付加的な回折ミラー・アレイの前記付加的なミラー列は、前記基板の前記上面に平行な第２の方向に平行な縦軸を有し、
前記第１の方向は前記第２の方向に垂直であり、
前記光は前記基板の前記上面に垂直に入射する、
請求項８又は請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記３つ又はそれ以上の回折ミラー・アレイの組の各々の回折ミラー・アレイが光を異なる角度で回折し、
前記異なる角度における光を遮断するように前記光検出器のアレイの対応する光検出器を配置するステップをさらに含む、前記請求項の何れか１項に記載の方法。
【請求項１２】
基板のある領域を除去して少なくとも３つの回折ミラー・アレイの組を残す、エッチングを行うステップを含む方法であって、
前記少なくとも３つの回折ミラー・アレイの組の各々の回折ミラー・アレイは、前記領域の表面の上に隆起した単一のミラー列を含み、あらゆる特定の回折ミラー・アレイ内の全てのミラーは同じ間隔で隔てられ、異なる回折ミラー・アレイ内のミラーは異なる間隔で隔てられ、全てのミラーは前記基板の上面と同一平面上にある上面を有し、全てのミラーは側壁を有し、前記少なくとも３つの回折ミラー・アレイの組の前記回折ミラー・アレイの前記ミラー列は、前記基板の前記上面と平行な平面内に平行な縦軸を有する、
前記方法。
【請求項１３】
前記エッチングを行うステップの後、前記基板上及び前記領域の前記表面上に反射防止コーティングを形成するステップであって、前記ミラーの前記上面は前記反射防止コーティングで覆われないように前記反射防止コーティングを形成するステップと、
前記反射防止コーティングを形成するステップの後に、前記反射防止コーティングの上及び前記少なくとも３つの回折ミラー・アレイの組の上にフォトレジスト層を形成するステップと、
前記少なくとも３つの回折ミラー・アレイの組から前記フォトレジスト層を除去するステップと
をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記フォトレジスト層を前記除去するステップの後に、光をフォトマスクの透明領域を通し、レンズを通して前記少なくとも３つの回折ミラー・アレイの組の上に向けて方向付けるステップと、
前記少なくとも３つの回折ミラー・アレイの組から回折されて光検出器のアレイに達する光の強度を計測するステップと、
前記フォトマスクの温度を、所定の光強度が前記光検出器のアレイの各々の光検出器上で計測されるまで、調整するステップと
をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記レンズの温度を、前記所定の光強度が前記光検出器のアレイの各々の光検出器上で計測されるまで、調整するステップをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記温度を前記調整するステップの後に、前記基板上のアライメント・ターゲットを前記フォトマスク上のアライメント・マークに位置合わせし、前記フォトレジスト層を前記フォトマスクを通して露光して前記フォトマスクの透明及び不透明領域のパターンを前記フォトレジスト層に転写するステップと、
前記フォトレジスト層の露光された領域又は露光されない領域のいずれかを除去するように現像するステップと、
前記反射防止コーティングが残留フォトレジスト層で覆われない箇所で前記反射防止コーティングを除去するステップと、
前記基板が前記残留フォトレジスト層で覆われない箇所で前記基板をエッチング又はイオン注入するステップと、
あらゆる残留反射防止コーティング及び前記残留フォトレジスト層を除去するステップと
をさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記フォトマスクの前記透明領域を通過する前記光は、前記少なくとも３つの回折ミラー・アレイの組のうちの最小数のミラーを有する回折ミラー・アレイの幅とほぼ同じ広さの幅を有する、前記少なくとも３つの回折ミラー・アレイの組を含む前記基板の領域を照射し、前記領域は、前記少なくとも３つの回折ミラー・アレイの組の２つの隣接する回折ミラー・アレイのあらゆるミラーの少なくとも一部分を含むのに十分な長さを有する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記少なくとも３つの回折ミラー・アレイの組の前記回折ミラー・アレイの前記ミラー列は、前記基板の前記上面に平行な方向に平行な縦軸を有し、
前記光は前記基板の前記上面に垂直に入射する、
請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記フォトマスクの前記基板は、ＳｉＯ２、ＳｉＦＯ２及びＣａＦ２からなる群から選択される材料を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
前記光は１５７ｎｍより短い波長を有し、前記フォトマスクの基板は前記光に対して透明である、請求項１４に記載の方法。
【請求項２１】
上面を有する基板の凹部領域と、
第１の方向における第１の縦軸に沿って最初の第１のミラーから最後の第１のミラーまで延びる第１のミラーの第１の列であって、前記第１のミラーの第１の列の各々の第１のミラーは、前記第１の方向に計測される第１の幅及び第２の方向に計測される第１の長さを有し、前記第１の方向は前記第２の方向に対して垂直であり、前記第１のミラーは前記第１の方向に第１の間隔で隔てられる、前記第１のミラーの第１の列と、
前記第１の方向における第２の縦軸に沿って最初の第２にミラーから最後の第２のミラーまで延びる第２のミラーの第２の列であって、前記第２のミラーの第２の列の各々の第２のミラーは、前記第１の方向に計測される第２の幅及び前記第２の方向に計測される第２の長さを有し、前記第２のミラーは前記第１の方向に第２の間隔で隔てられる、前記第２のミラーの第２の列と、
前記第１の方向における第３の縦軸に沿って最初の第３のミラーから最後の第３のミラーまで延びる第３のミラーの第３の列であって、前記第３のミラーの第３の列の各々の第３のミラーは、前記第１の方向に計測される第３の幅及び前記第２の方向に計測される第３の長さを有し、前記第３のミラーは前記第１の方向に第３の間隔で隔てられる、前記第３のミラーの第３の列と
を備え、
前記第１、第２及び第３の縦軸は、前記基板の前記上面に平行な平面内にあり、互いに平行であり、前記第１、第２及び第３の縦軸は、前記第１の方向において互いにオフセットされ、前記第１の縦軸は前記第２の縦軸と前記第３の縦軸との間にあり、
前記第１の間隔は前記第３の間隔より短く、前記第３の間隔は前記第２の間隔より長い、
構造体。
【請求項２２】
前記第１のミラーの前記第１の列の前記最後の第１のミラーは、前記第１の方向において、前記第２のミラーの前記第２の列の前記最初の第２のミラーからオフセットされ、
前記第１のミラーの前記第１の列の前記最後の第１のミラーは、前記第１の方向において、前記第３のミラーの前記第３の列の前記最初の第３のミラーからオフセットされる、
請求項２１に記載の構造体。
【請求項２３】
前記第１、第２及び第３の幅は同じ幅である、請求項２１又は請求項２２に記載の構造体。
【請求項２４】
前記第１、第２及び第３の長さは同じ長さである、請求項２１乃至請求項２３の何れか１項に記載の構造体。
【請求項２５】
第１のミラーの個数はＮ１であり、
第２のミラーの個数はＮ２掛けるＭ１であり、
第３のミラーの個数はＮ３掛けるＭ２であり、
Ｎ１、Ｎ２及びＮ３は独立に５００と２０００の間にあり、
Ｍ１及びＭ２は独立に５０と２００の間にある、
請求項２１乃至請求項２４の何れか１項に記載の構造体。
【請求項２６】
前記第１、第２及び第３の幅は同じ幅Ｗであり、
前記第１、第２及び第３の長さは同じ長さＬであり、
ＬはＷよりも大きい、
請求項２１乃至請求項２５の何れか１項に記載の構造体。
【請求項２７】
前記第１、第２及び第３の間隔はＤと２掛けるＤとの間にあり、
Ｄは１５７ｎｍに等しい又はそれ以下である、
請求項２１乃至請求項２７の何れか１項に記載の構造体。
【請求項２８】
前記第２の縦軸に沿って最初の第４のミラーから最後の第４のミラーまで延びる第４のミラーの第４の列であって、前記第４のミラーの第４の列の各々の第４のミラーは前記第１の方向に計測される前記第２の幅及び前記第２の方向に計測される前記第２の長さを有し、前記第４のミラーは前記第１の方向に前記第２の間隔で隔てられる、前記第４のミラーの第４の列と、
前記第３の縦軸に沿って最初の第５のミラーから最後の第５のミラーまで延びる第５のミラーの第５の列であって、前記第５のミラーの第５の列の各々の第５のミラーは前記第１の方向に計測される前記第３の幅及び前記第２の方向に計測される前記第３の長さを有し、前記第５のミラーは前記第１の方向に前記第３の間隔で隔てられる、前記第５のミラーの第５の列と、
をさらに含む、請求項２１乃至請求項２７の何れか１項に記載の構造体。
【請求項２９】
前記第１のミラーの前記第１の列の前記最初の第１のミラーは、前記第１の方向において、前記第４のミラーの前記第４の列の前記最後の第４のミラーからオフセットされ、
前記第１のミラーの前記第１の列の前記最初の第１のミラーは、前記第１の方向において、前記第５のミラーの前記第５の列の前記最後の第５のミラーからオフセットされる、
請求項２８に記載の構造体。
【請求項３０】
前記第１のミラーの列の各々の第１のミラーは、前記基板から前記領域内に一体的に形成され、上面及び側壁を有し、前記側壁は前記第１のミラーの前記上面を前記領域の表面に結合し、前記第１のミラーの前記上面は同一平面上にあり、
前記第２のミラーの列の各々の第２のミラーは、前記基板から前記領域内に一体的に形成され、上面及び側壁を有し、前記側壁は前記第２のミラーの前記上面を前記領域の前記表面に結合し、前記第２のミラーの前記上面は同一平面上にあり、
前記第３のミラーの列の各々の第３のミラーは、前記基板から前記領域内に一体的に形成され、上面及び側壁を有し、前記側壁は前記第３のミラーの前記上面を前記領域の前記表面に結合し、前記第３のミラーの前記上面は同一平面上にある、
請求項２１乃至請求項２６の何れか１項に記載の構造体。
【請求項３１】
前記第１、第２及び第３のミラーの前記上面は同一平面上にある、請求項２１乃至請求項３０の何れか１項に記載の構造体。
【請求項３２】
前記第１、第２及び第３のミラーの前記上面及び基板の前記上面は同一平面上にある、請求項２１乃至請求項３１の何れか１項に記載の構造体。
【請求項３３】
前記基板は半導体基板である、請求項２１乃至請求項３２の何れか１項に記載の構造体。
【請求項３４】
半導体基板をフォトマスクに対して位置合わせするためのシステムであって、
前記半導体基板を保持するように構成されたＸ−Ｙ−θステージと、
光源と、
レンズと、
前記フォトマスクを前記光源と前記レンズの間に保持するように構成されたマスク・ホルダと、
前記基板上のアライメント・ターゲットを前記フォトマスク上のアライメント・マークに対して位置合わせするための手段と、
前記基板上の回折ミラーから少なくとも３つの異なる角度で回折される光の強度を計測するように配置された光検出器のアレイと、
前記光の強度に基づいて前記フォトマスク上の前記アライメント・ターゲットの、前記基板上の前記フォトマスク上の前記アライメント・ターゲットに対するアライメントを調整するための手段と、
を備えるシステム。
【請求項３５】
前記マスク・ホルダと前記レンズの間の可動スリットをさらに含む、請求項３４に記載のシステム。
【請求項３６】
前記レンズと前記基板の上面との間の流体充填浸漬ヘッドをさらに含む、請求項３４又は請求項３５に記載のシステム。
【請求項３７】
前記アライメントを調整するための前記手段は、前記光の強度に基づいて前記浸漬流体の温度を調整するように構成されたサブシステムを備える、請求項３４乃至請求項３６の何れか１項に記載のシステム。
【請求項３８】
前記アライメントを調整するための前記手段は、前記フォトマスクの上に温度制御された気体を送るように構成されたサブシステムを備える、請求項３４乃至請求項３６の何れか１項に記載のシステム。
【請求項３９】
前記基板上の付加的な回折ミラーから少なくとも３つの付加的な異なる角度で回折される光の強度を計測するように配置された光検出器の付加的なアレイであって、前記光検出器のアレイと前記付加的な光検出器のアレイの間の、基準点から計測される角度は９０°であり、前記基準点は前記光検出器のアレイの間の前記回折ミラーの間の第１の線と、前記付加的な光検出器のアレイの間の前記付加的な回折ミラーの間の第２の線との交差点によって定められる、前記付加的な光検出器のアレイをさらに含む、請求項３４乃至請求項３８の何れか１項に記載のシステム。
【請求項４０】
（ｉ）前記レンズ及び前記フォトマスクの基板の両方はＳｉＦＯ２を含むか、又は（ｉｉ）前記レンズ及び前記フォトマスクの前記基板の両方はＣａＦ２を含む、請求項３４乃至請求項３９の何れか１項に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学的フォトリソグラフィの分野に関し、より具体的には、光学的フォトリソグラフィ・システムにおいてフォトマスク及びレンズのウェハに対するアライメントを測定し調整するための構造体及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の光学的フォトリソグラフィ技術には、通常のマスク基板の石英ガラス（二酸化シリコン）が１９３ｎｍ以下の波長に対して不透明であるので、１９３ｎｍ以下の波長を有する光を使用することができない。１９３ｎｍ以下の波長を有する光に透明な基板材料は、二酸化シリコンと比較して大きな熱膨張係数を有し、それ故に１９３ｎｍ以下のリソグラフィに高い信頼度で使用するには膨張及び収縮が大きすぎる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
光学的フォトリソグラフィ・システムにおける印刷可能な最小の構造寸法は、化学作用をおこす放射線の波長の関数である（より短い波長はより小さな構造寸法を可能にする）ので、上述の欠陥及び制限を克服することは産業界にとって有用となる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様は、光をフォトマスクの透明領域を通し、レンズを通して、基板上の少なくとも３つの回折ミラー・アレイの組の上に方向付けることを含む方法であって、ここで少なくとも３つの回折ミラー・アレイの組の各々の回折ミラー・アレイは単一のミラー列を含み、あらゆる特定の回折ミラー・アレイ内の全てのミラーは同じ間隔で隔てられ、異なる回折ミラー・アレイ内のミラーは異なる間隔で隔てられ、本方法はさらに、少なくとも３つの回折ミラー・アレイの組から回折されて光検出器アレイに達する光の強度を計測すること、及び計測された光の強度に基づいて基板に対するフォトマスクのアライメントを調整することを含む。
【０００５】
本発明の第２の態様は、基板のある領域をエッチング除去して少なくとも３つの回折ミラー・アレイの組を残すことを含む方法であり、ここで、少なくとも３つの回折ミラー・アレイの組の各々の回折ミラー・アレイはその領域の表面の上に隆起した単一のミラー列を含み、あらゆる特定の回折ミラー・アレイ内の全てのミラーは同じ間隔で隔てられ、異なる回折ミラー・アレイ内のミラーは異なる間隔で隔てられ、全てのミラーは基板の上面と同一平面（共面）の上面を有し、全てのミラーは側壁を有し、少なくとも３つの回折ミラー・アレイの組の回折ミラー・アレイのミラー列は基板の上面と平行な平面内に平行な縦軸を有する。
【０００６】
本発明の第３の態様は、１つの上面を有する基板の凹部領域と、第１の方向の第１の縦軸に沿って最初の第１のミラーから最後の第１のミラーまで延びる第１のミラーの第１の列であって、第１のミラーの第１の列の各々の第１のミラーは第１の方向に計測される第１の幅及び第２の方向に計測される第１の長さを有し、第１の方向は第２の方向に垂直であり、第１のミラーは第１の方向に第１の間隔で隔てられる、第１のミラーの第１の列と、第１の方向の第２の縦軸に沿って最初の第２のミラーから最後の第２のミラーまで延びる第２のミラーの第２の列であって、第２のミラーの第２の列の各々の第２のミラーは第１の方向に計測される第２の幅及び第２の方向に計測される第２の長さを有し、第２のミラーは第１の方向において第２の間隔で隔てられる、第２のミラーの第２の列と、第１の方向の第３の縦軸に沿って最初の第３のミラーから最後の第３のミラーまで延びる第３のミラーの第３の列であって、第３のミラーの第３の列の各々の第３のミラーは第１の方向に計測される第３の幅及び第２の方向に計測される第３の長さを有し、第３のミラーは第１の方向において第３の間隔で隔てられる、第３のミラーの第３の列と、を備える構造体であって、ここで、第１、第２及び第３の縦軸は基板の上面に平行な平面内にあって互いに平行であり、第１、第２及び第３の縦軸は第１の方向において互にオフセットされ、第１の縦軸は第２と第３の縦軸の間にあり、第１の間隔は第３の間隔より短く、第３の間隔は第２の間隔より長い、構造体である。
【０００７】
本発明の第４の態様は、半導体基板をフォトマスクに対して位置合わせするためのシステムであって、半導体基板を保持するように構成されるＸ−Ｙ−θステージ、光源、レンズ、光源とレンズの間にフォトマスクを保持するように構成されるマスク・ホルダ、基板上のアライメント・ターゲットをフォトマスク上のアライメント・マークに位置合わせするための手段、基板上の回折ミラーから少なくとも３つの異なる角度で回折される光の強度を計測するように配置される光検出器のアレイ、及び、光の強度に基づいてフォトマスク上のアライメント・ターゲットの基板上のフォトマスク上のアライメント・ターゲットへのアライメントを調整するための手段を含む。
【０００８】
ここで本発明の実施形態を、添付の図面を参照しながら実施例としてのみ説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態を実施できる例示的な集積回路ウェハの上面図である。
【図２】本発明の実施形態によるアライメント・モニタ構造体の位置決めを示す、図１のウェハのより高次の拡大図である。
【図３】本発明の第１の実施形態によるアライメント構造体の上面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態によるアライメント・モニタ構造体の上面図である。
【図５】本発明の実施形態によるアライメント・モニタ構造体の製造を示す断面図である。
【図６】フォトリソグラフィ・システムにおいて使用するための、本発明の実施形態によるアライメント構造体を含むウェハ１００の領域を作成する第１の方法を示す断面図である。
【図７】フォトリソグラフィ・システムにおいて使用するための、本発明の実施形態によるアライメント構造体を含むウェハ１００の領域を作成する第２の方法を示す断面図である。
【図８】フォトマスクとウェハが位置合わせされたときの、本発明の実施形態によるアライメント・モニタ構造体の作用の等角図である。
【図９】フォトマスクとウェハが位置合わせされないときの、本発明の実施形態によるアライメント・モニタ構造体の作用の等角図である。
【図１０】本発明の実施形態による第１の光学的フォトリソグラフィ・システムの略図である。
【図１１】本発明の実施形態による第２の光学的フォトリソグラフィ・システムの略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、本発明の実施形態を実施できる例示的な集積回路ウェハの上面図である。ウェハと呼ばれる薄いディスク型の半導体基板上に、多数の集積回路チップを同時に製造するのは普通のことである。普通のウェハの直径は、１００ｍｍ、２００ｍｍ及び３００ｍｍであり、厚さは数百のミクロンの範囲である。一例において、ウェハは単結晶シリコンからなる。一例において、ウェハは上部単結晶シリコン層と、埋込み酸化物（ＢＯＸ）層によって分離された下部単結晶シリコン層とからなる。この後者のウェハはまた、シリコン・オン・インシュレータ（ＳＯＩ）ウェハとも呼ばれる。集積回路チップの製造が完了した後、個々のチップはダイシングと呼ばれる作業により分離される。図１において、ウェハ１００は、水平（Ｘ方向）の切り口１１０Ａ及び垂直（Ｙ方向）の切り口１１０Ｂによって分離される集積回路チップ１０５のアレイを含む。ウェハ１００は、種々の製造ツール内でウェハを方向付けするためのノッチ１１５を含む。幾つかのノッチが存在してよい。図１において、ノッチ１１５からウェハ１００の中心１１７を通る線１１６は、垂直又はＹ方向を定める。水平又はＸ方向は線１１６に垂直であり且つ線１１６と同じ平面内にある。切り口１１０Ａ及び１１０Ｂはまたストリートとも呼ばれる。
【００１１】
図２は、図１のウェハのより高次の拡大図であり、本発明の実施形態によるアライメント・モニタ構造体の位置決めを示す。図２には、ウェハ１００の一部分のみが示される。図２において、切り口１１０Ａ内に、第１の回折ミラー・アレイ１２０ＸＡ、第２の回折ミラー・アレイ１２０ＸＢ及び第３の回折ミラー・アレイ１２０ＸＣを含む回折ミラー・アレイの第１の組１２０Ｘが形成される。切り口１１０Ｂ内には、第１の回折ミラー・アレイ１２０ＹＡ、第２の回折ミラー・アレイ１２０ＹＢ及び第３の回折ミラー・アレイ１２０ＹＣを含む回折ミラー・アレイの第２の組１２０Ｙが形成される。切り口１１０Ａ及び１１０Ｂの交差部分はコーナ１１０Ｃと呼ばれる。
【００１２】
回折ミラー・アレイの第１の組１２０Ｘは、Ｙ方向におけるフォトマスクとウェハ１００の間のアライメントにおけるシフトを検出する。第２の回折ミラー・アレイ１２０ＸＢは、＋Ｙ方向におけるシフトを検出し、第３の回折ミラー・アレイ１２０ＸＣは−Ｙ方向におけるシフトを検出する。回折ミラー・アレイの第２の組１２０Ｙは、Ｘ方向におけるフォトマスクとウェハ１００の間のアライメントにおけるシフトを検出する。第２の回折ミラー・アレイ１２０ＹＢは、＋Ｘ方向におけるシフトを検出し、第３の回折ミラー・アレイ１２０ＹＣは−Ｘ方向におけるシフトを検出する。
【００１３】
最新のフォトリソグラフィ・システムは、ステップ及び露光型システム、又はステップ及び走査型システムであり、ここでシステム内に使用されるフォトマスクはウェハ１００上に印刷できる数より少ない集積回路チップのパターンを有する。これらのフォトマスクはレクチルと呼ばれることが多い。例示的なレクチルは、１つ、２つ、４つ又は他の数のチップ露光フィールドを含むことができ、各々のチップ露光フィールドはチップ１０５、１つの切り口１１０Ａ、１つの切り口１１０Ｂ及び１つのコーナ１１０Ｃを含む。ウェハ全体を露光するために、ウェハはマスクに位置合わせされて露光され、次にウェハは別の位置までステップ移動され、マスクに位置合わせされ、次に露光される。これはウェハ上の全ての集積回路チップの位置を露光するのに必要な回数繰り返される。ここでは、レクチルによって画定されるウェハ１００の各領域に対する回折ミラーの組の一例のみが必要である。
【００１４】
図３は、本発明の第１の実施形態によるアライメント構造体の上面図である。図３には、回折ミラー・アレイの第１の組１２０Ｘのみが示され説明されるが、回折ミラー・アレイの第２の組１２０Ｙ（図示せず）は反時計回りに９０°回転することを除いて同じである。第１の回折ミラー・アレイ１２０ＸＡは、Ｘ方向に沿って延びる単一列内のＮ（又はＮ１）個のミラー１２５から構成される。第１の回折ミラー・アレイ１２０ＸＡの各々の回折ミラーは、Ｘ方向に計測される幅Ｗ１、Ｙ方向に計測される長さＬ１を有し、間隔Ａで隔てられる。第２の回折ミラー・アレイ１２０ＸＢは、Ｘ方向に沿って延びる単一列内のＭ掛けるＮ（又はＭ１掛けるＮ２）個のミラー１２５から構成される。第２の回折ミラー・アレイ１２０ＸＢの各々の回折ミラーは、幅Ｗ２、長さＬ２を有し、間隔Ｂで隔てられる。第３の回折ミラー・アレイ１２０ＸＣは、Ｘ方向に沿って延びる単一列内のＭ掛けるＮ（又はＭ２掛けるＮ３）個のミラー１２５から構成される。Ｍ及びＮ（及びＮ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｍ１及びＭ２）は正の整数である。第３の回折ミラー・アレイ１２０ＸＣの各々の回折ミラーは、幅Ｗ３、長さＬ３を有し、間隔Ｃで隔てられる。（Ａ＋Ｗ１）、（Ｂ＋Ｗ２）及び（Ｃ＋Ｗ３）は、回折格子の溝の周期に等価のものと考えることができ、また同じ回折ミラー・アレイの隣接するミラーの間の間隔を溝と考えることができる。例示の目的として、ＡはＢよりも大きく、Ｃよりも小さい。Ｃ＞Ａ＞Ｂの組合せは、本発明の実施形態を用いるように構成されるフォトリソグラフィ・システムの器械を簡単にする利点を有する（図１０及び図１１及び以下の説明を参照されたい）。しかしながら、Ａ、Ｂ及びＣが異なる限り、任意の他の組合せを用いることができる。例えば、Ａ＞Ｂ＞Ｃ及びＡ＞Ｃ＞Ｂの組合せは、Ａの間隔で配置されるアレイは最小数のミラーを有するので、より少ない切り口面積を使用する。Ｌ１、Ｌ２及びＬ３は全て同じでも異なってもよい。Ｗ１、Ｗ２及びＷ３を全て同じでも異なってもよい。Ｗ１、Ｗ２及びＷ３の最小の構造寸法は、より強く集中される回折光に最適である。
【００１５】
第１、第２及び第３の回折ミラー・アレイ１２０ＸＡ、１２０ＸＢ及び１２０ＸＣのそれぞれの縦軸１２６、１２７及び１２８（Ｘ方向の）は、互いに平行に配置される。第２回折ミラー・アレイと第３の回折ミラー・アレイとはＹ方向に間隔Ｓで隔てられ、ここでＳはＬ１よりわずかに大きい。ＳとＬ１を互いに近くするほど、より早くアライメント不良が検知され補正されることになる。第１の回折ミラー・アレイ１２０ＸＡの縦軸１２６は、第２及び第３の回折ミラー・アレイ１２０ＸＢ及び１２０ＸＣの縦軸の間の中間に位置合わせされる。第１の回折ミラー・アレイ１２０ＸＡのどのミラーも、第２と第３の回折ミラー・アレイ１２０ＸＢと１２０ＸＣの間に置かれない。
【００１６】
一実施例において，Ｎは約５００と約２０００の間にあり、Ｍは約５０と約２００の間にある。一実施例において、Ｎ１、Ｎ２及びＮ３はそれぞれ独立に約５００と約２０００の間にあり、そして、Ｍ１及びＭ２は独立に約５０と約２００の間にある。一実施例において、（Ａ＋Ｗ１）、（Ｂ＋Ｗ２）及び（Ｃ＋Ｗ３）は約１５０ｎｍと約３００ｎｍの間にある。一実施例において、Ｗ１＝Ｗ２＝Ｗ３であり、これはウェハ１００を露光するのに使用されるフォトリソグラフィ・システム、フォトマスク及び光の波長の組合せによって定めることができる最小寸法であり、そしてＬ１＝Ｌ２＝Ｌ３であり、これはＷ１の約５乃至１０倍である。Ｗ１、Ｗ２及びＷ３が小さいほど、回折光ビームはより強く集中されることになる。Ｌ１、Ｌ２及びＬ３が大きいほど、回折光ビームはより強くなる。回折ミラー・アレイの例示的な第１の組１２０Ｘにおいて、Ａ＋Ｗ１は約１７５ｎｍであり、Ｃ＋Ｗ３は約２００ｎｍであり、Ｂ＋Ｗ２は約１５０ｎｍであり、Ｎは約１０００であり、Ｍは約１００であり、Ｗ１＝Ｗ２＝Ｗ３は定めることができる最小寸法であり、Ｌ１＝Ｌ２＝Ｌ３はＷ１＝Ｗ２＝Ｗ３の約５倍である。
【００１７】
回折ミラー・アレイの第２の組１２０Ｙ（図示せず）が回折ミラー・アレイの第１の組１２０Ｘと同一である（縦軸の配向を除いて）必要はないが、それらを類似させることはマスク製造及び露出システム制御を簡単にするのに有利である。回折ミラー・アレイの第２の組１２０ＹのＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｎ、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｍ、Ｍ１及びＭ２の値のいずれも、それぞれ独立に、回折ミラー・アレイの第１の組１２０Ｘの、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｎ、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｍ、Ｍ１及びＭ２の値と同じ又は異なるものとすることができる。以下に説明するように、第１の組の回折ミラー・アレイ１２０ＸＢ及び１２０ＸＣ１は、Ｙのアライメント不良の測定を可能にし、そして第２の組の回折ミラー・アレイ１２０ＹＢ及び１２０ＹＣは、Ｘのアライメント不良の測定を可能にする。
【００１８】
図４は、本発明の第２の実施形態によるアライメント・モニタ構造体の上面図である。図４において、回折ミラー・アレイの第１の組１３０Ｘは、追加された第４及び第５の回折ミラー・アレイ１３５ＸＢ及び１３５ＸＣを除いて、図３の回折ミラー・アレイの第１の組１２０Ｘに類似する。位置を除いて、第４及び第５の回折ミラー・アレイ１３５ＸＢ及び１３５ＸＣは、それぞれ第２及び第３の回折ミラー・アレイ１２０ＸＢ及び１２０ＸＣに類似（一実施例においては同一）している。第４及び第５の回折ミラー・アレイ１３５ＸＢ及び１３５ＸＣは、第２及び第３の回折ミラー・アレイ１２０ＸＢ及び１２０ＸＣが隣接して配置される第１の回折ミラー・アレイ１２０ＸＡの端部とは反対側の端部に隣接して配置され、第２及び第４の回折ミラー・アレイ１２０ＸＢ及び１３５ＸＢは共通の縦軸１２７を有し、第３及び第５の回折ミラー・アレイ１２０ＸＣ及び１３５ＸＣは共通の縦軸１２８を有する。第４の回折ミラー・アレイ１３５ＸＢからの回折光ビームが第２の回折ミラー・アレイ１２０ＸＢからの回折光ビームと干渉するのを防ぐためには、２つの回折ミラー・アレイの間の間隔ＢＸは、Ｋを整数としてＢＸが（Ｂ＋Ｗ２）のＫ倍に等しくなるように選択する必要がある。第５の回折ミラー・アレイ１３５ＸＣからの回折光ビームが第３の回折ミラー・アレイ１２０ＸＣからの回折光ビームと干渉するのを防ぐためには、２つの回折ミラー・アレイの間の間隔ＣＸは、ＣＸが（Ｃ＋Ｗ３）のＫ倍に等しくなるように選択する必要がある。回折ミラー・アレイの第１の組１２０Ｘに対応する回折ミラー・アレイの第２の組１２０Ｙが存在するように、回折ミラー・アレイの第１の組１２０Ｘに対応する回折ミラー・アレイの第２の組１３０Ｙ（図示せず）が存在する。以下に説明するように、回折ミラー・アレイ１３０ＸＢ及び１３０ＸＣの第４及び第５の組の追加は、ねじれのアライメント不良（間隔Ａ、Ｂ及びＣを有する全ての３つの回折ミラー・アレイが露光されるとき、マスクがシータ方向において位置合わせ不良となる）の測定を可能にすることになる。
【００１９】
図５の（Ａ）乃至（Ｄ）は、本発明の実施形態によるアライメント・モニタ構造体の製造を示す断面図である。図５の（Ａ）乃至（Ｄ）における第１の回折ミラー・アレイ１２０ＸＡの製造は、本発明の実施形態の全ての回折ミラー・アレイの製造の例示となる。図５（Ａ）において、ウェハ１００は、その表面に形成された以前のパターンを何も有さないブランクのウェハであるが、ウェハ１００内の最初のパターンを画定するためのハードマスクとして使用されるパッドＳｉＯ２及びパッドＳｉ３Ｎ４のような誘電体層は存在してもよい。図５（Ａ）において、ハードマスク層１４０は基板１００の上面上に形成され、フォトレジスト層１５０はハードマスク層の上面上に形成される。開口部１５５は、フォトレジスト層１５０内に、任意の数の光、ｅビーム又はＸ線リソグラフィ・プロセスによって形成される。
【００２０】
図５（Ｂ）において、開口部１５５がハードマスク層１４０内に至るまでエッチングされ（例えば、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）により）、ハードマスク層内に開口部１５５Ａが形成される。
【００２１】
図５（Ｃ）において、フォトレジスト層１５０（図５（Ｂ）参照）が除去され、溝１５５Ｂがウェハ１００内にエッチングされて（例えば、ＲＩＥにより）ミラー１２５が画定される。一実施例において、ステップ図５（Ａ）、５（Ｂ）及び５（Ｃ）は、集積回路チップ１０５（図１参照）を製造するのに使用される少なくとも第１の機能的フォトマスクをウェハ１００に対して位置合わせするのに用いられる通常のアライメント・マークを同時に形成する。一実施例において、ステップ図５（Ａ）、５（Ｂ）及び５（Ｃ）は、通常のアライメント・マークが形成された後に実行され、ミラー１２５はこれらの通常のアライメント・マークに位置合わせされる。
【００２２】
図５（Ｄ）において、ハードマスク層１４０（図５（Ｃ）参照）が除去されて第１の回折ミラー・アレイ１２０ＸＡが形成される。各々のミラー１２５は、ウェハ１００の上面に垂直に計測される高さＨを有する。全ての他の回折ミラー・アレイ（即ち、図３の１２０ＸＢ、１２０ＸＣ、１２０ＹＡ、１２０ＹＢ、１２０ＹＣ、及び図４の１３５ＸＢ及び１３５ＸＣ）の全てのミラー１２５は、第１の回折ミラー・アレイ１２０ＸＡと同時に形成される。ハードマスク層１４０（図５（Ｃ）参照）は、ウェハ１００の他の領域内には残してもよいが、全てのミラー１２５の付近では除去される。Ｈの値は本発明の実施形態の作業に付随的なものであり、ウェハ１００のフォトリソグラフィ処理に使用されることになるフォトリソグラフィ材料の層（例えば、フォトレジスト層、反射防止コーティング及びトップコート）の厚さに基づくものにするができる。しかしながら、Ｈが入射光に対して回折ミラーの上部を提示するのに十分に高いことを保証する必要がある（即ち、Ｈは、全てのフォトレジスト、反射防止コーティング及びトップコートが回折ミラー間の谷部内にのみ位置し、回折ミラーの上部には位置しないように、十分に高くする必要がある）。
【００２３】
図６の（Ａ）乃至（Ｃ）、及び図７の（Ａ）乃至（Ｃ）において、フォトレジストに加えて反射防止コーティングが用いられると仮定する。ミラー１２５の上面１５７（図５（Ｄ）参照）は、垂直入射光に対する主回折表面となるように意図されている。ミラー１２５は、ミラー１２５の間の表面１５８（図５（Ｄ）参照）からの回折が妨げられ又は低減される場合に、よりコヒーレントに光を回折する。ウェハ１００に当る光はウェハ１００の上面に垂直であるので、ミラー１２５の側壁１５９（図５（Ｄ）参照）からの回折光は、特に側壁１５９をウェハ１００の上面に垂直に保つ努力、又は上面１５７から表面１５９に向って内向きにテーパー加工する努力がなされる場合、無視できる。
【００２４】
図６の（Ａ）乃至（Ｃ）は、フォトリソグラフィ・システムにおいて使用するための本発明の実施形態によるアライメント構造体を含むウェハ１００の領域を作成する第１の方法を示す断面図である。図６の（Ａ）乃至（Ｃ）において、第１の回折ミラー・アレイ１２０ＸＡの作成は、本発明の実施形態の全ての回折ミラー・アレイの作成の例示となる。図６（Ａ）において、反射防止コーティング（ＡＲＣ）１６０は、ミラー１２５の間の溝１５５Ｂの底面に形成され、フォトレジスト層１６５は反射防止コーティング及びミラー１２５の上に形成される。図６（Ａ）において、ＡＲＣ１６０は、溝１５５Ｂを完全には充填しない。
【００２５】
図６（Ｂ）において、フォトレジスト層１６５は、ミラー１２５の上から除去されてミラー１２５の上面１５７を露出させ、一方、ＡＲＣ１６０は溝１５５Ｂの底面１５８からの回折を低減又は除去する。図６（Ｂ）において、ＡＲＣ１６０は、ミラー１２５の上面１５７を覆わないことが有利である。
【００２６】
図６（Ｃ）は、上部反射防止コーティング（ＴＡＲＣ）１７０がまたフォトリソグラフィ・プロセスに用いられ、そしてＴＡＲＣ１７０がミラー１２５の上から除去されることを除いて、図６（Ｂ）に類似する。
【００２７】
図７の（Ａ）乃至（Ｃ）は、フォトリソグラフィ・システムにおいて使用するための本発明の実施形態によるアライメント構造体を含むウェハ１００の領域を作成する第２の方法を示す断面図である。図７の（Ａ）乃至（Ｃ）において、第１の回折ミラー・アレイ１２０ＸＡの作成は、本発明の実施形態の全ての回折ミラー・アレイの作成の例示となる。図７（Ａ）において、ＡＲＣ１６０はミラー１２５の間の溝１５５Ｂを充填し、フォトレジスト層１６５はＡＲＣの上に形成される。
【００２８】
図７（Ｂ）において、フォトレジスト層１６５は、ミラー１２５の上から除去されてミラー１２５の上面１５７を露出させ、一方、ＡＲＣ１６０は溝１５５Ｂの底面１５８からの回折を低減又は除去する。図７（Ｂ）において、ＡＲＣ１６０は、ミラー１２５の上面１５７を覆わないことが有利である。
【００２９】
図７（Ｃ）は、上部反射防止コーティング（ＴＡＲＣ）１７０がまたフォトリソグラフィ・プロセスに用いられ、そしてＴＡＲＣ１７０がミラー１２５の上から除去されることを除いて、図７（Ｂ）に類似する。
【００３０】
図８は、フォトマスクとウェハが位置合わせされたときの本発明の実施形態によるアライメント・モニタ構造体の動作（作用）の等角図である。図８において、光源１８０からの光（例えば、ＵＶ放射）１７５は、フォトマスク１９０の透明領域１８５を通過し、次に、レンズ１９５を通ってウェハ１００の領域２００（点線）を照射する（特に、切り口１１０Ａの領域）。透明領域１８５は不透明領域で囲まれ、そして透明領域は第１の回折ミラー・アレイ１２０ＸＡ内の全てのミラーを完全に露光するのに十分広いが、第２及び第３の回折ミラー・アレイ１２０ＸＢ及び１２０ＸＣの任意の部分を露光するには十分広くはない。透明領域１８５は、第１の回折ミラー・アレイ１２０ＸＡ内の全てのミラー、及び、第２又は第３の回折ミラー・アレイ１２０ＸＢ及び１２０ＸＣのいずれか、又は、第２及び第３の回折ミラー・アレイ１２０ＸＢ及び１２０ＸＣの間の空間を完全に露光するのに十分長い。ウェハ１００に正確に位置合わせされたフォトマスク１９０により、光１７５は第１の回折ミラー・アレイ１２０ＸＡに当たるが、第２又は第３の回折ミラー・アレイ１２０ＸＢ及び１２０ＸＣには当たらず、そしてビーム２０５は第１の回折ミラー・アレイ１２０ＸＡの縦軸２１０に対して角度ＡＡで回折される。
【００３１】
図９は、フォトマスクとウェハが位置合わせされないときの本発明の実施形態によるアライメント・モニタ構造体の動作の等角図である。図９において、フォトマスク１９０はウェハ１００に正確に位置合わせされず、照射される領域はここで第３の回折ミラー・アレイ１２０ＸＣ（第１の回折ミラー・アレイ１２０ＸＡに加えて）に当たり、そして、第１のビーム２０５Ａは角度ＡＡで回折され、第２のビーム２１５は第１の回折ミラー・アレイ１２０ＸＡの縦軸２１０に対して角度ＣＣで回折される。角度ＣＣは角度ＡＡよりも大きく、その理由は、図３の継続する実施例において、第１の回折ミラー・アレイ１２０ＸＡのミラーの間隔が第３の回折ミラー・アレイ１２０ＸＣのミラーの間隔より小さいためである。以下の表１（表Ｉ）を参照されたい。さらに、第１の回折ミラー・アレイ１２０ＸＡから回折される光が少なくなるので、ビーム２０５Ａの強度は、図８のビーム２０５の強度よりも小さくなる。
【００３２】
回折ミラーに、ミラーの上面に対して９０°（垂直入射）で当たるビームの回折の角度は、溝の寸法及び入射光の波長の関数であり、式（１）により与えられる。
ｄ（ｓｉｎθｍ（λ）＋ｓｉｎθｉ）＝ｍλ                （１）
ここでｄ＝溝の周期、λ＝入射波長、及びθｍ（λ）は回折角である（ｍは回折次数で、本発明においてはｍ＝１である）。溝の周期は図３及び図４のＡ、Ｂ及びＣである。
【００３３】
表１（表Ｉ）は、入射光が回折ミラー・アレイに垂直であると仮定して、１５７ｎｍ光に対する溝の周期の関数としての回折角を与える。
【表１】
2010541228.tif 000003
【００３４】
表２（表ＩＩ）は、本発明の実施形態による回折ミラー・アレイの組からの可能な回折ビームを示す。初めの３つの事例は、図３の回折ミラー・アレイの組１２０Ｘ及び図４の回折ミラー・アレイの組１３０Ｘからの応答である。第４の事例は、図４の回折ミラー・アレイの組１３０Ｘにのみ当てはまる。
【表２】
2010541228.tif 000004
【００３５】
回折ミラー・アレイの溝の寸法を決定する２つの方法が可能である。第１の方法は計算によるものであって上述した。第１の方法は、各々の回折ミラー・アレイに必要な個々のミラーの個数を与えず、何らの干渉縞を考慮に入れず、また、必要な光センサの寸法の情報を与えない。第２の方法はこれら３つ全ての決定を可能にする。
【００３６】
第２の方法に関して、第１に、λをフォトリソグラフィ・システムに用いる光の波長として１λから２λまで徐々に増加するミラー周期を有するウェハを製造する（例えば、λ＝１５７ｎｍの場合、５ｎｍの増分で１５７ｎｍから３１４ｎｍまで間隔を空けられたミラーを有するミラー・アレイを作成する（即ち、５ｎｍの溝寸法））。１５７ｎｍ、１６２ｎｍ、１６７ｎｍから３１４ｎｍに至る各々の間隔に対して、１０３個のミラー、１０４個のミラー、１０５個のミラー及び１０６個のミラーを有するアレイを作成する。これは本実施例においては５２組のミラーを与える。
【００３７】
第２に、入射光に対して、ミラーの各々の組を個々に、或いは２つ又は３つの組を一緒に露光することができるフォトマスクを製造する。このマスクは、光がフォトマスクを通過してウェハ上の選択されたミラー・アレイのみに当たることを可能にする透明なスロットを除いて、本質的に不透明である。
【００３８】
第３に、上述のようにＡＲＣ及び随意のフォトレジストによってウェハを処理し、ＡＲＣが溝を覆うように、またＡＲＣ及びフォトレジストが回折ミラーの上面を覆わないようにする。
【００３９】
第４に、各々の（例えば、全部で５２の）回折ミラー・アレイを個々に露光し、回折ビームの回折角及び強度を計測する。
【００４０】
第５に、異なる溝寸法の２つの回折ミラー・アレイの組合せを同時に露光し、回折ビームの回折角及び強度を計測する。この組合せは、同じ及び異なる個数の回折ミラー（例えば、１０４、１０５、１０６）を有する回折ミラー・アレイの組合せを含む。
【００４１】
第６に、異なる溝寸法の３つの回折ミラー・アレイの組合せを同時に露光し、回折ビームの回折角及び強度を計測する。この組合せは、異なる個数の回折ミラー（例えば、１０４、１０５、１０６）を有する回折ミラー・アレイの組合せを含む。
【００４２】
第７に、第１、第２及び第３の回折ミラー・アレイのＡ、Ｂ及びＣのミラー間隔に対して、第３、第４及び第５のステップで実行された検査の結果に基づいて、溝間隔及びミラーの個数を選択することによって製造の段取り（セットアップ）をシミュレートする。
【００４３】
第８に、図２、図３及び図４に示し上述したように配置された、選択された回折ミラー・アレイを有するウェハを製造する。
【００４４】
第９に、Ｂ及びＣの間隔を空けられたミラーを露光することなく、Ａの間隔を空けられたミラー（図３、図５、図８及び図９、及び上述の説明を参照されたい）をほぼ完全に露光することができる、不透明領域によって囲まれた透明領域を有するマスクを作成する。
【００４５】
第１０に、ステップ及び露光型又はステップ及び走査型リソグラフィ・ツールにおいて、フォトマスクの透明開口部の縦軸、及び第１の回折ミラー・アレイの縦軸を同じ方向において位置合わせし、第１の回折ミラー・アレイのみが開口部を通過する光に露光されるようにする。次に、ウェハをステップ移動させて、透明領域を通して投影されるビームが第１及び第２の、次に第１及び第３の回折ミラー・アレイに重なるようにして、製造ウェハにおける位置合わせ不良をシミュレートし、回折ビームの強度及び角度を計測する。このステップ移動は、第１の縦軸に対するフォトマスク内の透明な開口部の縦軸の種々の回転角で繰り返すことができる。
【００４６】
第１１に、満足な結果が得られるまで、第８、第９及び第１０のステップを繰り返す。
【００４７】
第１２に、実際の製造用フォトグラフィ・ツールにおける回折ミラー・アレイから屈折される光の強度を検出及び計測するのに必要な、光検出器の位置及び物理的寸法を決定する。フォトリソグラフィ・ツールの実施例は、図１０及び図１１に示し、以下に説明する。
【００４８】
図１０は、本発明の実施形態による第１の光学的フォトリソグラフィ・ツールの略図である。図１０において、ステップ及び露光型フォトリソグラフィ・ツール２４０は、Ｘ−Ｙ−θステージ２４５、ツール・コントローラ２５０、光源２５５、レンズ２６０、温度コントローラ２６５、取付けブラケット２７２上のＹアライメント光検出器２７０Ａ、２７０Ｂ及び２７０Ｃ、取付けブラケット２７７上のＸアライメント光検出器２７５Ａ、２７５Ｂ及び２７５Ｃ、及び、フィルターを通した空気（又は他のフィルターを通した気体）を所定の温度で所定の流量でフォトマスク１９５に送るための手段２８５を有する空気温度及び流量制御ユニット２８０を含む。Ｙアライメント光検出器２７０Ａ、２７０Ｂ及び２７０Ｃは、Ｘアライメント光検出器２７５Ａ、２７５Ｂ及び２７５Ｃによって検出される光に垂直に回折される光を検出するように配置される。一実施例において、ブラケット２７２及び２７７とステージ２４５の上面とは互いに直交する。ブラケット２７２及び２７７は、ステージ２４５に向って傾けることができ、又は湾曲させることができ、その結果、異なるミラー・アレイからの回折光が対応する光検出器まで進む距離をほぼ同じにすることができる。
【００４９】
動作中、ステージ２４５はレンズ２７０の下でウェハ１００をステップ移動させる。光検出器２７０Ａ、２７０Ｂ、２７０Ｃ、２７５Ａ、２７５Ｂ及び２７５Ｃからの信号の強度に基づいて、温度コントローラ２６５は、空気温度及び流量制御ユニット２８０に対して、フィルターを通した空気（又はフィルターを通した他の気体）を所定の温度及び流量で、光検出器２７０Ａ、２７０Ｂ、２７０Ｃ、２７５Ａ、２７５Ｂ及び２７５Ｃからの信号が所定の値に達するまで、フォトマスク１９５に送風するように指示する。この時点で、フォトマスクは熱平衡にある。回折ミラー・アレイの第１の組１２０Ｘ、並びに、角度ＡＡ、ＢＢ及びＣＣで屈折されたビームを、フォトリソグラフィ・ツール２４０の動作の理解の助けとして図１０に示す。次に、マスク１９５を、ツール・コントローラ２５０の制御下で通常のフォトマスクとウェハのアライメント手段を使用してウェハ１００に位置合わせすることができる。ステップ及び露光型システムにおいて、ウェハ１００が露光され、次いでステージ２４５がウェハ１００を新規の位置までステップ移動させ、そしてこのプロセスが繰り返される。可動スリット２９０は、ステップ及び露光型フォトリソグラフィ・ツール内には存在しない（他の非走査型スリットが存在する可能性はある）。ステップ及び走査型システムにおいて、可動スリット２９０はフォトマスク１９５とレンズ２６０の間に配置され、フォトマスク１９５全域にわたって走査されて、任意の所与の瞬間にフォトマスク１９５の全部分よりも小さい範囲でウェハ１００を露光する。次に、ステージ２４５はウェハ１００を新規の位置までステップ移動させ、このプロセスが繰り返される。随意に、ツール２４０には、光検出器２７０Ａ、２７０Ｂ、２７０Ｃ、２７５Ａ、２７５Ｂ及び２７５Ｃからの信号が所定の値に達するまで、空気を所定の温度及び所定の流量でレンズ２６０に送るための手段２９２を付設することができる。フォトマスク１９５及びレンズ２６０の温度は、同じ温度又は異なる温度に制御することができる。
【００５０】
図１１は、本発明の実施形態による第２の光学的フォトリソグラフィ・システムの略図である。図１１において、浸漬フォトリソグラフィ・ツール２９５は、浸漬ヘッド３００がレンズ２６０を含み、浸漬流体（例えば、水）がレンズとウェハ１００の上面との間の空間を充填し、そして浸漬流体温度（及び従ってレンズ２６０の温度）の制御のための流体温度及び流量制御ユニット３０５が付設されることを除いて、図１０のフォトリソグラフィ・ツール２４０と類似する。浸漬フォトグラフィ・ツールはステップ及び露光型又はステップ及び走査型ツールとすることができる。フォトマスク１９５及びレンズ２６０の温度は、同じ温度又は異なる温度に制御することができる。
【００５１】
図１０及び図１１において、フォトマスク１９５は、例えば、ＳｉＯ２（１９３ｎｍ以下で非透過性、熱膨張係数は０．５ｐｐｍ／℃）、ＳｉＦＯ２（１５７ｎｍ以下で非透過性）又はＣａＦ２（１５７ｎｍ以下で透過性、熱膨張係数は１４ｐｐｍ／℃）を含む。一実施例において、レンズ２６０及びフォトマスク１９５の基板は同じ材料から構成される（例えば、両方共にＳｉＯ２、ＳｉＦＯ２又はＣａＦ２とする）。フォトマスク及び／又はレンズがＳｉＯ２を含むときに有用であるが、本発明の実施形態は、マスク及び／又はレンズの膨張量を室内の周囲温度にかかわらず同じ値に制御することができるので、レンズ及び／又はフォトマスクが大きな熱膨張係数（例えば、約０．５ｐｐｍ／℃より大きい）を有する材料を含むとき、特に有用である。
【００５２】
図６の（Ａ）乃至（Ｃ）、又は図７の（Ａ）乃至（Ｃ）に示したステップの後、フォトマスク、又はフォトマスク及びレンズの温度は、図８、図９、図１０及び図１１に示し以下に説明するように調整され、次に、フォトレジスト層をパターン付けされたフォトマスクを通して化学作用をもたらす放射に露光し、露光されたフォトレジストを現像して集積回路チップの製造レベルに対応するフォトレジスト内のパターンを画定し、基板をエッチング又は／イオン注入し、その後、レジスト及びＡＣＲを除去する。ＡＲＣはフォトレジストによって保護されない箇所をエッチングすることによって除去され、イオン注入はＡＲＣを通すことができ、又は、ＡＲＣはフォトレジストに対して選択的にＡＲＣをエッチングすることによって除去することができる。
【００５３】
従って、本発明は、波長１９３ｎｍ以下のフォトリソグラフィ（例えば、１５７ｎｍ及びそれ以下）に適合可能な、フォトマスクとウェハのアライメントをモニタ及び制御する方法を提供する。しかしながら、本発明の実施形態は、１９３ｎｍ又はそれ以下の波長により用いることができる。
【００５４】
本発明の実施形態の説明を本発明の理解のために上に与えた。本発明はここで説明した特定の実施形態に限定されず、ここで当業者には明らかとなるように、本発明の範囲から逸脱せずに種々の変更、再配置及び置換が可能であることが理解されるであろう。例えば、本発明は波長１９３ｎｍ以下のフォトリソグラフィに向けられるが、本発明は波長１９３ｎｍ以上のフォトリソグラフィによっても実施することができる。さらに、本発明の実施形態は、ゲルマニウム、サファイア及びガリウムのような他の半導体材料を含む矩形の基板又はウェハのような、ウェハとは異なる幾何学的形状を有する基板上で実施することができる。それゆえに、以下の特許請求の範囲は、本発明の真の趣旨及び範囲内にある全てのそのような修正物及び変更物を含むことが意図されている。
【符号の説明】
【００５５】
１００：ウェハ
１０５：集積回路チップ
１１０Ａ、１１０Ｂ：切り口
１１０Ｃ：コーナ
１１５：ノッチ
１１６：線
１１７：中心
１２０Ｘ、１３０Ｘ：回折ミラー・アレイの第１の組
１２０ＸＡ、１２０ＹＡ：第１の回折ミラー・アレイ
１２０ＸＢ、１２０ＹＢ：第２の回折ミラー・アレイ
１２０ＸＣ、１２０ＹＣ：第３の回折ミラー・アレイ
１２０Ｙ：回折ミラー・アレイの第２の組
１２５：ミラー
１２６、１２７、１２８：縦軸（Ｘ方向）
１３５ＸＢ：第４の回折ミラー・アレイ
１３５ＸＣ：第５の回折ミラー・アレイ
１４０：ハードマスク層
１５０、１６５：フォトレジスト層
１５５、１５５Ａ：開口部
１５５Ｂ：溝
１５７：上面
１５８：底面
１５９：側壁
１６０：反射防止コーティング（ＡＲＣ）
１７０：上部反射防止コーティング（ＴＡＲＣ）
１７５：光
１８０：光源
１８５：透明領域
１９０：フォトマスク
１９５：レンズ
２００：領域
２０５：ビーム
２０５Ａ：第１のビーム
２１０：縦軸
２１５：第２のビーム
２４０：ステップ及び露光型リソグラフィ・ツール
２４５：Ｘ−Ｙ−θステージ
２５０：ツール・コントローラ
２５５：光源
２６０：レンズ
２６５：温度コントローラ
２７０Ａ、２７０Ｂ、２７０Ｃ：Ｙアライメント光検出器
２７５Ａ、２７５Ｂ、２７５Ｃ：Ｘアライメント光検出器
２７２、２７７：取付けブラケット
２８０：空気温度及び流量制御ユニット
２８５，２９２：手段
２９５：浸漬フォトリソグラフィ・ツール
【図１】
2010541228.tif 000005
【図２】
2010541228.tif 000006
【図３】
2010541228.tif 000007
【図４】
2010541228.tif 000008
【図５】
2010541228.tif 000009
【図６】
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【図７】
2010541228.tif 000011
【図８】
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【図９】
2010541228.tif 000013
【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年5月11日(2010.5.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォトマスクの透明領域を通し、レンズを通して基板上の少なくとも３つの回折ミラー・アレイの組の上に光を方向付けるステップであって、前記少なくとも３つの回折ミラー・アレイの組の各々の回折ミラー・アレイは、単一のミラー列を含み、あらゆる特定の回折ミラー・アレイ内の全てのミラーは、同じ間隔で隔てられ、異なる回折ミラー・アレイ内のミラーは異なる間隔で隔てられる、前記光を方向付けるステップと、
前記少なくとも３つの回折ミラー・アレイの組から回折されて光検出器のアレイに達する光の強度を計測するステップと、
前記計測された光の強度に基づいて、前記フォトマスクの前記基板に対するアライメントを調整するステップと
を含む方法。
【請求項２】
（ｉ）前記計測された光の強度に基づいて前記フォトマスクの温度を調整するステップ、（ｉｉ）前記計測された光の強度に基づいて前記レンズの温度を調整するステップ、又は（ｉｉｉ）前記計測された光の強度に基づいて前記フォトマスクの前記温度及び前記レンズの前記温度の両方を調整するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記フォトマスク及び前記レンズを同じ温度に維持するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記フォトマスクの前記透明領域を通過する前記光は、前記少なくとも３つの回折ミラー・アレイの組のうちの最小数のミラーを有する回折ミラー・アレイの幅とほぼ同じ広さの幅を有する、前記少なくとも３つの回折ミラー・アレイの組を含む前記基板の領域を照射し、前記領域は、前記少なくとも３つの回折ミラー・アレイの組の２つの隣接する回折ミラー・アレイのあらゆるミラーの少なくとも一部分を含むのに十分な長さを有する、前記請求項の何れか１項に記載の方法。
【請求項５】
３つ又はそれ以上の回折ミラー・アレイの前記組の前記回折ミラー・アレイの前記ミラー列は、前記基板の上面に平行な方向に平行な縦軸を有し、
前記光は前記基板の前記上面に垂直に入射する、
前記請求項の何れか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記光は１９３ｎｍ又はそれ以下の波長を有し、前記フォトマスクの基板は前記光に対して透明である、前記請求項の何れか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記基板は半導体基板であり、
前記フォトマスクは前記光に対して透明な第１の領域及び不透明な第２の領域のパターンを含み、前記パターンは集積回路チップの製造レベルを画定する、
前記請求項の何れか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記基板上に少なくとも３つの付加的な回折ミラー・アレイの付加的な組を形成するステップであって、前記付加的な回折ミラー・アレイの付加的な組の各々の付加的な回折ミラー・アレイは、単一の付加的なミラー列を含み、あらゆる特定の付加的な回折ミラー・アレイ内の全ての付加的なミラーは同じ付加的な間隔で隔てられ、異なる付加的な回折ミラー・アレイ内の付加的なミラーは異なる付加的な間隔で隔てられる、前記形成するステップと、
前記光を、前記フォトマスクの付加的な透明領域を通し、前記レンズを通して、前記少なくとも３つの付加的な回折ミラー・アレイの付加的な組の上に方向付けるステップと、
前記少なくとも３つの付加的な回折ミラー・アレイの付加的な組から回折されて光検出器の付加的なアレイに達する光の付加的な強度を計測するステップと、
前記付加的な計測された光の強度及び前記計測された光の強度に基づいて前記フォトマスクの前記温度を調整するステップと
をさらに含む、前記請求項の何れか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記付加的な計測された光の強度及び前記計測された光の強度に基づいて前記レンズの前記温度を調整するステップをさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記３つ又はそれ以上の回折ミラー・アレイの組の前記回折ミラー・アレイの前記ミラー列は、前記基板の上面に平行な第１の方向に平行な縦軸を有し、
前記３つ又はそれ以上の付加的な回折ミラー・アレイの付加的な組の前記付加的な回折ミラー・アレイの前記付加的なミラー列は、前記基板の前記上面に平行な第２の方向に平行な縦軸を有し、
前記第１の方向は前記第２の方向に垂直であり、
前記光は前記基板の前記上面に垂直に入射する、
請求項８又は請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記３つ又はそれ以上の回折ミラー・アレイの組の各々の回折ミラー・アレイが光を異なる角度で回折し、
前記異なる角度における光を遮断するように前記光検出器のアレイの対応する光検出器を配置するステップをさらに含む、前記請求項の何れか１項に記載の方法。
【請求項１２】
基板のある領域を除去して少なくとも３つの回折ミラー・アレイの組を残す、エッチングを行うステップを含む方法であって、
前記少なくとも３つの回折ミラー・アレイの組の各々の回折ミラー・アレイは、前記領域の表面の上に隆起した単一のミラー列を含み、あらゆる特定の回折ミラー・アレイ内の全てのミラーは同じ間隔で隔てられ、異なる回折ミラー・アレイ内のミラーは異なる間隔で隔てられ、全てのミラーは前記基板の上面と同一平面上にある上面を有し、全てのミラーは側壁を有し、前記少なくとも３つの回折ミラー・アレイの組の前記回折ミラー・アレイの前記ミラー列は、前記基板の前記上面と平行な平面内に平行な縦軸を有する、
前記方法。
【請求項１３】
前記エッチングを行うステップの後、前記基板上及び前記領域の前記表面上に反射防止コーティングを形成するステップであって、前記ミラーの前記上面は前記反射防止コーティングで覆われないように前記反射防止コーティングを形成するステップと、
前記反射防止コーティングを形成するステップの後に、前記反射防止コーティングの上及び前記少なくとも３つの回折ミラー・アレイの組の上にフォトレジスト層を形成するステップと、
前記少なくとも３つの回折ミラー・アレイの組から前記フォトレジスト層を除去するステップと
をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記フォトレジスト層を前記除去するステップの後に、光をフォトマスクの透明領域を通し、レンズを通して前記少なくとも３つの回折ミラー・アレイの組の上に向けて方向付けるステップと、
前記少なくとも３つの回折ミラー・アレイの組から回折されて光検出器のアレイに達する光の強度を計測するステップと、
前記フォトマスクの温度を、所定の光強度が前記光検出器のアレイの各々の光検出器上で計測されるまで、調整するステップと
をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記レンズの温度を、前記所定の光強度が前記光検出器のアレイの各々の光検出器上で計測されるまで、調整するステップをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記温度を前記調整するステップの後に、前記基板上のアライメント・ターゲットを前記フォトマスク上のアライメント・マークに位置合わせし、前記フォトレジスト層を前記フォトマスクを通して露光して前記フォトマスクの透明及び不透明領域のパターンを前記フォトレジスト層に転写するステップと、
前記フォトレジスト層の露光された領域又は露光されない領域のいずれかを除去するように現像するステップと、
前記反射防止コーティングが残留フォトレジスト層で覆われない箇所で前記反射防止コーティングを除去するステップと、
前記基板が前記残留フォトレジスト層で覆われない箇所で前記基板をエッチング又はイオン注入するステップと、
あらゆる残留反射防止コーティング及び前記残留フォトレジスト層を除去するステップと
をさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記フォトマスクの前記透明領域を通過する前記光は、前記少なくとも３つの回折ミラー・アレイの組のうちの最小数のミラーを有する回折ミラー・アレイの幅とほぼ同じ広さの幅を有する、前記少なくとも３つの回折ミラー・アレイの組を含む前記基板の領域を照射し、前記領域は、前記少なくとも３つの回折ミラー・アレイの組の２つの隣接する回折ミラー・アレイのあらゆるミラーの少なくとも一部分を含むのに十分な長さを有する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記少なくとも３つの回折ミラー・アレイの組の前記回折ミラー・アレイの前記ミラー列は、前記基板の前記上面に平行な方向に平行な縦軸を有し、
前記光は前記基板の前記上面に垂直に入射する、
請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記フォトマスクの前記基板は、ＳｉＯ２、ＳｉＦＯ２及びＣａＦ２からなる群から選択される材料を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
前記光は１５７ｎｍより短い波長を有し、前記フォトマスクの基板は前記光に対して透明である、請求項１４に記載の方法。
【請求項２１】
上面を有する基板の凹部領域と、
第１の方向における第１の縦軸に沿って最初の第１のミラーから最後の第１のミラーまで延びる第１のミラーの第１の列であって、前記第１のミラーの第１の列の各々の第１のミラーは、前記第１の方向に計測される第１の幅及び第２の方向に計測される第１の長さを有し、前記第１の方向は前記第２の方向に対して垂直であり、前記第１のミラーは前記第１の方向に第１の間隔で隔てられる、前記第１のミラーの第１の列と、
前記第１の方向における第２の縦軸に沿って最初の第２にミラーから最後の第２のミラーまで延びる第２のミラーの第２の列であって、前記第２のミラーの第２の列の各々の第２のミラーは、前記第１の方向に計測される第２の幅及び前記第２の方向に計測される第２の長さを有し、前記第２のミラーは前記第１の方向に第２の間隔で隔てられる、前記第２のミラーの第２の列と、
前記第１の方向における第３の縦軸に沿って最初の第３のミラーから最後の第３のミラーまで延びる第３のミラーの第３の列であって、前記第３のミラーの第３の列の各々の第３のミラーは、前記第１の方向に計測される第３の幅及び前記第２の方向に計測される第３の長さを有し、前記第３のミラーは前記第１の方向に第３の間隔で隔てられる、前記第３のミラーの第３の列と
を備え、
前記第１、第２及び第３の縦軸は、前記基板の前記上面に平行な平面内にあり、互いに平行であり、前記第１、第２及び第３の縦軸は、前記第１の方向において互いにオフセットされ、前記第１の縦軸は前記第２の縦軸と前記第３の縦軸との間にあり、
前記第１の間隔は前記第３の間隔より短く、前記第３の間隔は前記第２の間隔より長い、
構造体。
【請求項２２】
前記第１のミラーの前記第１の列の前記最後の第１のミラーは、前記第１の方向において、前記第２のミラーの前記第２の列の前記最初の第２のミラーからオフセットされ、
前記第１のミラーの前記第１の列の前記最後の第１のミラーは、前記第１の方向において、前記第３のミラーの前記第３の列の前記最初の第３のミラーからオフセットされる、
請求項２１に記載の構造体。
【請求項２３】
第１のミラーの個数はＮ１であり、
第２のミラーの個数はＮ２掛けるＭ１であり、
第３のミラーの個数はＮ３掛けるＭ２であり、
Ｎ１、Ｎ２及びＮ３は独立に５００と２０００の間にあり、
Ｍ１及びＭ２は独立に５０と２００の間にある、
請求項２１乃至請求項２２の何れか１項に記載の構造体。
【請求項２４】
前記第１、第２及び第３の幅は同じ幅Ｗであり、
前記第１、第２及び第３の長さは同じ長さＬであり、
ＬはＷよりも大きい、
請求項２１乃至請求項２３の何れか１項に記載の構造体。
【請求項２５】
前記第１、第２及び第３の間隔はＤと２掛けるＤとの間にあり、
Ｄは１５７ｎｍに等しい又はそれ以下である、
請求項２１乃至請求項２４の何れか１項に記載の構造体。
【請求項２６】
前記第２の縦軸に沿って最初の第４のミラーから最後の第４のミラーまで延びる第４のミラーの第４の列であって、前記第４のミラーの第４の列の各々の第４のミラーは前記第１の方向に計測される前記第２の幅及び前記第２の方向に計測される前記第２の長さを有し、前記第４のミラーは前記第１の方向に前記第２の間隔で隔てられる、前記第４のミラーの第４の列と、
前記第３の縦軸に沿って最初の第５のミラーから最後の第５のミラーまで延びる第５のミラーの第５の列であって、前記第５のミラーの第５の列の各々の第５のミラーは前記第１の方向に計測される前記第３の幅及び前記第２の方向に計測される前記第３の長さを有し、前記第５のミラーは前記第１の方向に前記第３の間隔で隔てられる、前記第５のミラーの第５の列と、
をさらに含む、請求項２１乃至請求項２５の何れか１項に記載の構造体。
【請求項２７】
前記第１のミラーの前記第１の列の前記最初の第１のミラーは、前記第１の方向において、前記第４のミラーの前記第４の列の前記最後の第４のミラーからオフセットされ、
前記第１のミラーの前記第１の列の前記最初の第１のミラーは、前記第１の方向において、前記第５のミラーの前記第５の列の前記最後の第５のミラーからオフセットされる、
請求項２６に記載の構造体。
【請求項２８】
前記第１のミラーの列の各々の第１のミラーは、前記基板から前記領域内に一体的に形成され、上面及び側壁を有し、前記側壁は前記第１のミラーの前記上面を前記領域の表面に結合し、前記第１のミラーの前記上面は同一平面上にあり、
前記第２のミラーの列の各々の第２のミラーは、前記基板から前記領域内に一体的に形成され、上面及び側壁を有し、前記側壁は前記第２のミラーの前記上面を前記領域の前記表面に結合し、前記第２のミラーの前記上面は同一平面上にあり、
前記第３のミラーの列の各々の第３のミラーは、前記基板から前記領域内に一体的に形成され、上面及び側壁を有し、前記側壁は前記第３のミラーの前記上面を前記領域の前記表面に結合し、前記第３のミラーの前記上面は同一平面上にある、
請求項２１乃至請求項２７の何れか１項に記載の構造体。
【請求項２９】
前記第１、第２及び第３のミラーの前記上面は同一平面上にあるか、または前記第１、第２及び第３のミラーの前記上面及び基板の前記上面は同一平面上にある、請求項２１乃至請求項２８の何れか１項に記載の構造体。
【請求項３０】
半導体基板をフォトマスクに対して位置合わせするためのシステムであって、
前記半導体基板を保持するように構成されたＸ−Ｙ−θステージと、
光源と、
レンズと、
前記フォトマスクを前記光源と前記レンズの間に保持するように構成されたマスク・ホルダと、
前記基板上のアライメント・ターゲットを前記フォトマスク上のアライメント・マークに対して位置合わせするための手段と、
前記基板上の回折ミラーから少なくとも３つの異なる角度で回折される光の強度を計測するように配置された光検出器のアレイと、
前記光の強度に基づいて前記フォトマスク上の前記アライメント・ターゲットの、前記基板上の前記フォトマスク上の前記アライメント・ターゲットに対するアライメントを調整するための手段と、
を備えるシステム。
【請求項３１】
前記マスク・ホルダと前記レンズの間の可動スリットをさらに含む、請求項３０に記載のシステム。
【請求項３２】
前記レンズと前記基板の上面との間の流体充填浸漬ヘッドをさらに含む、請求項３０又は請求項３１に記載のシステム。
【請求項３３】
前記アライメントを調整するための前記手段は、前記光の強度に基づいて浸漬流体の温度を調整するように構成されたサブシステムを備える、請求項３０乃至請求項３２の何れか１項に記載のシステム。
【請求項３４】
前記アライメントを調整するための前記手段は、前記フォトマスクの上に温度制御された気体を送るように構成されたサブシステムを備える、請求項３０乃至請求項３３の何れか１項に記載のシステム。
【請求項３５】
前記基板上の付加的な回折ミラーから少なくとも３つの付加的な異なる角度で回折される光の強度を計測するように配置された光検出器の付加的なアレイであって、前記光検出器のアレイと前記付加的な光検出器のアレイの間の、基準点から計測される角度は９０°であり、前記基準点は前記光検出器のアレイの間の前記回折ミラーの間の第１の線と、前記付加的な光検出器のアレイの間の前記付加的な回折ミラーの間の第２の線との交差点によって定められる、前記付加的な光検出器のアレイをさらに含む、請求項３０乃至請求項３４の何れか１項に記載のシステム。
【請求項３６】
（ｉ）前記レンズ及び前記フォトマスクの基板の両方はＳｉＦＯ２を含むか、又は（ｉｉ）前記レンズ及び前記フォトマスクの前記基板の両方はＣａＦ２を含む、請求項３０乃至請求項３５の何れか１項に記載のシステム。
【国際調査報告】
2010541228.tif 000016
2010541228.tif 000017
2010541228.tif 000018
2010541228.tif 000019
2010541228.tif 000020