【手続補正書】
【提出日】平成19年6月4日(2007.6.4)
【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】
レチクルが載置され、かつ第１のマークを有するレチクルステージと、ウェハが載置され、かつ第２のマークを有するウェハステージとを有し、前記第１のマークと前記第２のマークとを位置合わせすることによって、前記レチクルと前記ウェハとを位置合わせし、前記レチクルを介して前記ウェハを露光する露光装置であって、
第１のマーク及び第２のマークは、互いに相似の形状を有し、かつ位置合わせ用の検出光を透過又は反射する複数のパターンをそれぞれ含み、前記複数のパターンの幅および間隔の少なくとも一方は、互いに異なる、ことを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記複数のパターンの配列は擬似ランダム雑音（ＰＮ）符号に従ったものであることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項３】
前記複数のパターンは、３つ以上のパターンを含むことを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項４】
前記複数のパターンは、互いに直交する２つの方向それぞれに配列されていることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項５】
前記複数のパターンは、互いに高さの異なる２つの面それぞれに配列されていることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の露光装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のうちいずれか一項記載の露光装置を用いてウェハを露光するステップと、
該露光されたウェハを現像するステップとを有することを特徴とするデバイス製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】露光装置及びデバイス製造方法
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、レチクルとウェハとを位置合わせをし、レチクルを介してウェハを露光する露光装置に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
そこで、本発明は、高精度な位置合わせが可能な露光装置を提供することを例示的な目的とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の一側面としての露光装置は、レチクルが載置され、かつ第１のマークを有するレチクルステージと、ウェハが載置され、かつ第２のマークを有するウェハステージとを有し、前記第１のマークと前記第２のマークとを位置合わせすることによって、前記レチクルと前記ウェハとを位置合わせし、前記レチクルを介して前記ウェハを露光する露光装置であって、第１のマーク及び第２のマークは、互いに相似の形状を有し、かつ位置合わせ用の検出光を透過又は反射する複数のパターンをそれぞれ含み、前記複数のパターンの幅および間隔の少なくとも一方は、互いに異なる、ことを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明によれば、高精度な位置合わせが可能な露光装置を提供することができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
以下、添付図面を参照して、本発明の一側面である位置合わせ手段１００及びそれを有する露光装置２００を説明する。ここで、図１は露光装置２００の構成図である。位置合わせ手段１００は、位置合わせのために位置を検出する機能を有し、レチクル基準マーク１２０（第１のマーク）と、ウェハ基準マーク１３０（第２のマーク）と、光電検出器１６０とを有する。位置合わせ手段１００は、露光装置２００に配置され、後述する駆動部３５０と共同して位置合わせを行う。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
パターン１２１乃至１２４は、パターン１２５乃至１２８と直交して形成されている。パターン１２１及びパターン１２３の幅Ａはパターン１２２及びパターン１２４の幅Ｂと異なり、パターン１２５及びパターン１２７の幅Ａ´はパターン１２６及び１２８の幅Ｂ´と異なる。また、パターン１２２とパターン１２３との間隔Ｄは、パターン１２１とパターン１２２との間隔Ｃ及びパターン１２３とパターン１２４との間隔Ｃと異なる。さらに、パターン１２６とパターン１２７との間隔Ｄ´は、パターン１２５とパターン１２６との間隔Ｃ´及びパターン１２７とパターン１２８との間隔Ｃ´と異なる。即ち、これらの幅及び間隔は、隣り合うマークの幅及び間隔と異なっている。また、パターン１２１及び１２３の幅Ａは、パターン１２２及び１２４の幅Ｂよりも広く、パターン１２５及び１２７の幅Ａ´は、パターン１２６及び１２８の幅Ｂ´よりも広い。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
レチクル基準マーク１２０は、更に、パターン１２１乃至１２８においては、露光光を反射し、マーク枠１２９においては露光光を吸収する。この場合、パターン１２１乃至１２８は、露光装置２００の構造に依存し、露光光を透過するスリットでも可能である。尚、レチクル基準マーク１２０は、上述の本数、間隔及び幅に限定されずに、例えば、本実施形態のようにＰＮ符号のパターンではなくても、マーク幅又はマーク間隔のどちらか一方のみを異ならせても上述した効果を達成することができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
ここで、ＰＮ符号のＰＮとは、擬似ランダム雑音（Ｐｓｅｕｄｏｒａｎｄｏｍ  Ｎｏｉｓｅ）の頭文字であって、ランダム雑音を模擬するビット列を表す。即ち、ＰＮ符号は、ランダムに配置（配列）されたビット列を周期的に繰り返すものをいう。例えば、ＰＮ符号は“１１１０１００”を周期的に繰り返す。ＰＮ符号の特徴は、図３に示すように、ＰＮ符号を符号長７の“１１１０１００”がシフトしたとき、全ての符号が重なる点にのみ、即ち、位相シフト０と７ときにのみ、符号位相がピークとなる。レチクル基準マーク１２０は、このようなＰＮ符号の特徴を適用して、レチクル基準マーク１２０の投光（パターン１２１乃至１２４又はパターン１２５乃至１２８）を“１”、遮光（マーク枠１２９）を“０”とする。そうした場合において、全てのパターン１２１乃至１２４又はパターン１２５乃至１２８が後述するウェハ基準マーク１３１乃至１３４又はマーク１３５乃至１３８と重なる場合にのみ強い光量を示すようになっている。それによって、ピークの判断が容易になり、位置検出手段１００は、誤ったピークに対して位置合わせしてしまう可能性をなくすことができる。そのため、位置検出手段１００を有する露光装置２００は、高精度な位置合わせを行うことができるので、微細加工が可能となる。また、急激に光量がピークに達するので、全てのピークをスキャンする必要がなくなり、迅速な位置検出が可能となる。その結果、高精度で簡単な位置合わせが可能となり、スループットと生産性を向上させることができる。ここで、図３は、符号長が７のＰＮ符号を説明するための表及びグラフであり、図３（ａ）は、位相シフトと符号相関とを示す表であって、図３（ｂ）は、符号相関とビットシフトとを示すグラフである。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
光電検出器１６０は、入射する光量を検出する機能を有する。光電検出器１６０は、ウェハ基準マーク１３０を透過した光量を検出するため、ウェハ基準マーク１３０下部に光量検出部１６２が配置されている。光量検出部１６２は、一方向分のマークを検出程度の大きさ、つまり、パターン１２１乃至１２４又はパターン１２５乃至１２８を測定できる程度の大きさを有している。そのため、光電検出器１６０は、レチクル２２０及び被露光体２５０のｘ方向の位置検出とｙ方向の位置検出を別々の工程で行っている。また、光電検出器１６０による光量の測定結果を図４に示す。ここで、図４（ａ）及び（ｂ）は、光電検出器１６０によってウェハ基準マーク１３０を透過した光量を示すグラフである。図４（ａ）は、符号長１２７のＰＮ符号をパターンに適用したときのものである。図４（ａ）は、１００μｍのエリアに最小線幅１μｍでパターンを描画したとき、１００ビット分が描画され、スキャンさせると1つのピークのみが検出されるため、ピークを間違えてしまう恐れがない。その結果、位置合わせ手段１００を有する露光装置２００は、高精度な位置合わせを行うことができるので、解像度を向上させることが可能となる。また、急激に光量がピークに達するので、全てのピークをスキャンしなくても最大ピークの検出ができ、迅速な位置検出が可能となる。その結果、高精度で簡単な位置合わせが可能となり、スループットと生産性を向上させることができる。また、少しずれている場合でも、透過光量があり、光量が大きくなる方向にウェハステージ２６０を駆動すれば、ピークの探索も容易である。ピークの検出は、カーブフィッティングや重心検知を行うことで、パターンの最小線幅よりも分解能を高めることが可能である。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
以下、図５を参照して、位置合わせ手段１００Ａについて説明する。図５は、ウェハ基準マーク１３０の第２の実施形態であるウェハ基準マーク１３０Ａを示す斜視図である。図５は、ｘ方向とｙ方向を検出するパターンそれぞれに受光面があるウェハ基準マーク１３０Ａと二分割光電検出器１６０Ａである。二分割光電検出器１６０Ａが二素子であることで、ｘ、ｙ方向に独立にピークを検出することができるため、一素子のときのように繰り返す必要が無くなり、迅速な計測及び位置合わせが可能となる。その結果、高精度で簡単な位置合わせが可能となり、スループットと生産性を向上させることができる。尚、ウェハ基準マーク１３０Ａと同様にレチクル基準マーク１２０も変更することが可能である。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
以下、図６を参照して、位置合わせ手段１００Ｂについて説明する。図６は、ウェハ基準マーク１３０の第３の実施形態であるウェハ基準マーク１３０Ｂを示す斜視図である。図６は、ｘ方向とｙ方向を検出するパターンがそれぞれ二素子づつのウェハ基準マーク１３０Ｂと四分割光電検出器１６０Ｂである。ウェハ基準マーク１３０Ｂのｘａとｘｂは、レチクル基準マーク１２０と最小線幅の半ピッチ分ずらされて形成されている。こうすることにより、ｘ方向にスキャン駆動しなくても、図７（ａ）のように、ｘａとｘｂの信号強度がつり合うところが、合致位置ということになり、さらに迅速な位置合わせが可能となる。またｙ方向に関しても同様で、図７（ｂ）のようになる。それによって、ピークの判断が容易になり、位置合わせ手段１００Ｂは、誤ったピークに対して位置合わせしてしまう可能性をなくすことができる。そのため、位置合わせ手段１００Ｂを有する露光装置２００は、高精度な位置合わせを行うことができるので、解像度を向上させることが可能となる。また、急激に光量がピークに達するので、全てのピークをスキャンする必要がなくなり、迅速な位置検出が可能となる。その結果、高精度で簡単な位置合わせが可能となり、スループットと生産性を向上させることができる。ここで、図７は、第３の実施形態であるレチクル基準マーク１２０Ｂ（不図示）又はウェハ基準マーク１３０Ｂに係る光電検出器の信号のグラフである。尚、ウェハ基準マーク１３０Ｂと同様にレチクル基準マーク１２０も変更することが可能である。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
光源部２１２は、例えば、光源としてレーザーを使用する。レーザーは、波長約１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザー、波長約２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザー、波長約１５３ｎｍのＦ２レーザーなどを使用することができる。しかし、レーザーの種類はエキシマレーザーに限定されず、例えば、ＹＡＧレーザーを使用してもよいし、そのレーザーの個数も限定されない。例えば、独立に動作する２個の固体レーザーを使用すれば固体レーザー間相互のコヒーレンスはなく、コヒーレンスに起因するスペックルはかなり低減する。さらにスペックルを低減するために光学系を直線的又は回転的に揺動させてもよい。また、光源部２１２にレーザーが使用される場合、レーザー光源からの平行光束を所望のビーム形状に整形する光束整形光学系、コヒーレントなレーザー光束をインコヒーレント化するインコヒーレント化光学系を使用することが好ましい。また、光源部２１２に使用可能な光源はレーザーに限定されるものではなく、一又は複数の水銀ランプやキセノンランプなどのランプも使用可能である。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
ウェハステージ２６０は、被露光体２５０を支持する。ウェハステージ２６０は、当業界で周知のいかなる構成をも適用することができるので、ここでは詳しい構造及び動作の説明は省略する。例えば、ウェハステージ２６０は、リニアモーターを利用してＸＹ方向に被露光体２５０を移動することができる。レチクル２２０と被露光体２５０は、例えば、同期走査され、ウェハステージ２６０と図示しないレチクルステージの位置は、例えば、レーザー干渉計などにより監視され、両者は一定の速度比率で駆動される。ウェハステージ２６０は、例えば、ダンパを介して床等の上に支持されるステージ定盤上に設けられる。レチクルステージ及び投影光学系２４０は、例えば、鏡筒定盤は床等に載置されたベースフレーム上にダンパ等を介して支持される図示しない鏡筒定盤上に設けられる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
まず、レチクルステージ２３０とウェハステージ２６０を駆動させる（ステップ１００２）。ここでは、制御部３００が測定部３３０によって位置情報を読み取って、駆動部３５０を駆動させ、レチクルステージ２３０とウェハステージ２６０をＸ、Ｙ軸方向に駆動させる。その後、測定部３３０は、レチクルステージ２３０とウェハステージ２６０の高さの測定も行い、レチクルステージ２３０とウェハステージ２６０をＺ軸方向に駆動させる。この場合、駆動部３５０は、投影光学系２４０の結像面に焦点が合うようにレチクルステージ２３０とウェハステージ２６０を駆動する。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
露光において、光源部２１２から発せられた光束は、照明光学系２１４によりレチクル２２０を、例えば、ケーラー照明する。レチクル２２０を通過してレチクルパターンを反映する光は投影光学系２４０により被露光体２５０に結像される。露光装置２００が使用する照明光学系２１４及び投影光学系２４０は、本発明によるかかる照明光学系２１４のレンズなどを含んで紫外光、遠赤外光及び真空紫外光を高い透過率で透過する。したがって、高いスループットで経済性よくデバイス（半導体素子、ＬＣＤ素子、撮像素子（ＣＣＤなど）、薄膜磁気ヘッドなど）を提供することができる。