【手続補正書】
【提出日】平成18年12月1日(2006.12.1)
【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】
位置検出用マークが形成された反射型原版のパターンを投影光学系を介して被処理体に露光する露光装置であって、
前記反射型原版を載置し、基準マークが設けられたステージと、
前記反射型原版と前記ステージとの位置関係を検出する位置検出装置とを有し、
前記位置検出装置は、
前記位置検出用マーク又は前記基準マークを照明する照明光を射出する照明光学系と、
前記位置検出用マーク又は前記基準マークで反射した反射光を撮像手段に導く検出光学系と、
前記撮像手段により検出される前記位置検出用マーク又は前記基準マークのマーク信号のコントラストを変更するために、前記検出光学系の開口数、前記照明光学系の開口数、前記照明光の波長のいずれかを変更する変更手段と、
前記変更手段が、前記検出光学系の開口数、前記照明光学系の開口数、及び前記照明光の波長を変更する際に発生する前記検出光学系のオフセットを保存する手段とを有し、
前記位置検出装置による検出時に、保存された前記オフセットに基づいて前記ステージを駆動し、前記位置検出装置による検出結果を利用して前記反射型原版の位置合わせを行うことを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記変更手段は、前記照明光学系の開口絞りの形状を変更することを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項３】
波長１０ｎｍ乃至１５ｎｍの波長を有する極端紫外線光を露光光として利用することを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の露光装置を用いて被処理体を露光するステップと、
露光された前記被処理体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】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明の一側面としての露光装置は、位置検出用マークが形成された反射型原版のパターンを投影光学系を介して被処理体に露光する露光装置であって、
前記反射型原版を載置し、基準マークが設けられたステージと、
前記反射型原版と前記ステージとの位置関係を検出する位置検出装置とを有し、
前記位置検出装置は、
前記位置検出用マーク又は前記基準マークを照明する照明光を射出する照明光学系と、
前記位置検出用マーク又は前記基準マークで反射した反射光を撮像手段に導く検出光学系と、
前記撮像手段により検出される前記位置検出用マーク又は前記基準マークのマーク信号のコントラストを変更するために、前記検出光学系の開口数、前記照明光学系の開口数、前記照明光の波長のいずれかを変更する変更手段と、
前記変更手段が、前記検出光学系の開口数、前記照明光学系の開口数、及び前記照明光の波長を変更する際に発生する前記検出光学系のオフセットを保存する手段とを有し、
前記位置検出装置による検出時に、保存された前記オフセットに基づいて前記ステージを駆動し、前記位置検出装置による検出結果を利用して前記反射型原版の位置合わせを行うことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
本発明の別の側面としてのデバイス製造方法は、上述の露光装置を用いて被処理体を露光するステップと、露光された前記被処理体を現像するステップとを有することを特徴とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
露光装置１は、露光用の照明光としてＥＵＶ光（例えば、波長１３．４ｎｍ）を用いて、例えば、ステップ・アンド・スキャン方式やステップ・アンド・リピート方式でレチクル１２０に形成された回路パターンをウェハ１４０に露光する投影露光装置である。かかる露光装置は、サブミクロンやクオーターミクロン以下のリソグラフィー工程に好適であり、以下、本実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置（「スキャナー」とも呼ばれる。）を例に説明する。ここで、「ステップ・アンド・スキャン方式」とは、レチクルに対してウェハを連続的にスキャン（走査）してレチクルパターンをウェハに露光すると共に、１ショットの露光終了後ウェハをステップ移動して、次の露光領域に移動する露光方法である。「ステップ・アンド・リピート方式」は、ウェハの一括露光ごとにウェハをステップ移動して次のショットの露光領域に移動する露光方法である。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
図１を参照するに、露光装置１は、照明装置１１０と、レチクル１２０を載置するレチクルステージ１２５と、投影光学系１３０と、ウェハ１４０を載置するウェハステージ１４５と、フォーカス位置検出機構１５０と、位置検出装置２００とを有する。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
レチクル１２０は、反射型レチクルで、その上には転写されるべき回路パターン（又は像）が形成され、レチクルステージ１２５に支持及び駆動される。レチクル１２０から発せられた回折光は、投影光学系１３０で反射されてウェハ１４０上に投影される。レチクル１２０とウェハ１４０とは、光学的に共役の関係に配置される。露光装置１は、ステップ・アンド・スキャン方式の露光装置であるため、レチクル１２０とウェハ１４０とを走査することによりレチクル１２０のパターンをウェハ１４０上に縮小投影する。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
レチクルステージ１２５は、レチクルチャック１２５ａを介してレチクル１２０を支持し、図示しない移動機構に接続されている。図示しない移動機構は、リニアモーターなどで構成され、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向及び各軸の回転方向にレチクルステージ１２５を駆動することでレチクル１２０を移動させることができる。ここで、レチクル１２０又はウェハ１４０の面内で走査方向をＹ軸、それに垂直な方向をＸ軸、レチクル１２０又はウェハ１４０の面に垂直な方向をＺ軸とする。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
投影光学系１３０は、複数のミラー１３０ａを用いて、レチクル１２０面上のパターンを像面であるウェハ１４０上に縮小投影する。複数のミラー１３０ａの枚数は少ない方がＥＵＶ光の利用効率を高めることができるが収差補正が難しくなるため、４枚乃至６枚程度で構成される。少ない枚数のミラーで広い露光領域を実現するには、光軸から一定の距離だけ離れた細い円弧状の領域（リングフィールド）だけを用いて、レチクル１２０とウェハ１４０を同時に走査して広い面積を転写する。投影光学系１３０のウェハ１４０側の開口数（ＮＡ）は、０．２乃至０．３程度である。ミラー１３０ａは、低熱膨張ガラスやシリコンカーバイド等の剛性及び硬度が硬く、熱膨張率が小さい材料からなる基板を研削及び研磨して所定の反射面形状（凸面又は凹面の球面や非球面など）を創生した後、モリブデン／シリコンなどの多層膜を成膜したものである。ミラー１３０ａへのＥＵＶ光の入射角が一定でない場合、膜周期一定の多層膜では、場所によって反射率が高くなるＥＵＶ光の波長がずれてしまうため、同一の波長のＥＵＶ光が効率的に反射されるように膜周期分布を持たせるとよい。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
ウェハ１４０は、被処理体であるが、液晶基板その他の基板を広く含む。ウェハ１４０には、フォトレジストが塗布されている。
【手続補正１３】
【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１４５は、ウェハチャック１４５ａによってウェハ１４０を支持する。ウェハステージ１４５は、レチクルステージ１２５と同様に、リニアモーターを利用して、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向及び各軸の回転方向にウェハ１４０を移動する。また、レチクルステージ１２５の位置とウェハステージ１４５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。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
フォーカス位置検出機構１５０は、ウェハ１４０面でフォーカス位置を計測し、ウェハステージ１４５の位置及び角度を制御することによって、露光中、常時ウェハ１４０面を投影光学系１３０による結像位置に保つ。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
位置検出装置２００はＴＴＲアライメント光学系であり、直接又は間接的にレチクル１２０とウェハ１４０との相対的な位置関係を検出している。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
図３は、レチクルステージ１２５上に配置されたレチクルステージ基準マーク１２５ｂとレチクル１２０上に配置されたレチクルアライメントマーク１２０ｂとの相対的な位置計測を説明するための図であって、レチクル１２０上のレチクルアライメントマーク１２０ｂを検出している状態を示している。図３を参照するに、図１に示す状態と比較して、レチクルステージ１２５の矢印方向への駆動により、レチクル１２０及びレチクルステージ基準マーク１２５ｂが移動して、検出光学系２６０の撮像素子２６４にレチクルアライメントマーク１２０ｂの画像が受光されているところである。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
検出光学系２６０、光源２５２、照明光学系２５０及びハーフミラー２７０は移動機構を備えていてもよい。また、レチクルステージ基準マーク１２５ｂとレチクルアライメントマーク１２０ｂとの間の相対的な位置関係を検出する際、得られる画像のデフォーカス特性を検出すること等により、二つのマーク間の高さ検出を行ってもよい。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
次に、図５及び図６を参照して、チャックマーク１４５ｂとウェハアライメントマーク１４０ｂとの相対的な位置関係を予め検出する方法について説明する。かかる方法は、チャックマーク１４５ｂとウェハアライメントマーク１４０ｂとの相対的な位置関係を、露光装置１の露光のためのウェハステージ１４５上にウェハ１４０を載置する前に検出し、次に、チャックマーク１４５ｂが設けられているウェハチャック１４５ａでウェハ１４０を保持したまま、ウェハチャック１４５ａとウェハ１４０を搬送し露光装置１の露光のためのウェハステージ１４５上に載せ、レチクルステージ１２５上のレチクルステージ基準マーク１２５ｂとチャックマーク１４５ｂとの相対的な位置関係を検出し、前に検出しているチャックマーク１４５ｂとウェハアライメントマーク１４０ｂとの相対的な位置関係の情報を基にウェハステージ１４５を駆動して露光を行うものである。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
図５及び図６は、ウェハステージ１４５上に配置されているウェハチャック１４５ａの上に構成しているチャックマーク１４５ｂとウェハ１４０上に配置されているウェハアライメントマーク１４０ｂの相対的な位置関係を検出する第３の位置検出手段で各マークを計測している状態を示す図である。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
まず、図５に示す状態となるように、ウェハステージ１４５が検出光学系２９０の検出位置に移動する。そして、ウェハステージ１４５の上に設置されたチャックマーク１４５ｂの位置を、検出光学系２９０により検出し、その時のウェハステージ１４５の位置をウェハステージ位置記憶装置４００により記憶する。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
これにより、レチクル１２０とウェハ１４０の相対的な位置検出を行う際のウェハ１４０側のウェハアライメントマーク１４０ｂは、チャックマーク１４５ｂを用いて行えばよい。チャックマーク１４５ｂはウェハチャック１４５ａ上の任意の位置に配置が可能であること、及び、チャックマーク１４５ｂはアライメント光に対して高反射率が得られる基板を選択できる等の利点があり、設計の自由度が向上する。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
図７を参照するに、レチクルステージ１２５に構成されているレチクルチャック１２５ａに吸着されたレチクル１２０は、厚みバラツキを持っているため、そのフォーカス方向の位置を補正することができるように、レチクルステージ１２５はＺ軸方向に駆動可能になっている。なお、レチクルチャック１２５ａは、例えば、静電方式でレチクル１２０を吸着している。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
一方、ファイバー３１０の入射側の構成を図９に示す。図９を参照するに、ファイバー３１０の入射側には、３種類の光源２５２と、多段波長フィルタ２５１が構成されている。まず、ハロゲンランプ等の略可視光領域の波長を持つ光源２５２ａが構成されている。本実施形態では、光源２５２ａはハロゲンランプとする。光源２５２ａから射出された光は可視光領域に対して広帯域な波長分布を持っており、多段波長フィルタ２５１を通過する。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６４】
露光において、照明装置１１０から射出されたＥＵＶ光はレチクル１２０を照明し、レチクル１２０面上のパターンは、投影光学系１３０を介して、ウェハ１４０面上に結像する。本実施形態において、像面は円弧状（リング状）の像面となり、レチクル１２０とウェハ１４０を縮小倍率比の速度比で走査することにより、レチクル１２０の全面を露光する。露光装置１は、位置検出装置２００によって高精度にアライメントが行われているので、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。
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８１】
次に、検出光学系２６０が使用するアライメント光の波長に対して、残存収差を持ってしまう場合について説明する。検出光学系２６０の波長に対する収差として、軸上色収差の発生が考えられる。ある特定の波長が選択された後、レチクル１２０上のレチクルアライメントマーク１２０ｂを観察する。その場合、軸上色収差のため、アライメントマーク信号がデフォーカスしている。そこで、レチクル１２０をフォーカス方向に駆動し、複数のフォーカス位置において検出光学系２６０を用いてアライメント信号のコントラストを算出する。コントラストの最大になるフォーカス位置を算出し、かかる位置でレチクルアライメントマーク１２０ｂを検出することで軸上色収差による像のボケがある程度解消される。
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８３】
更に、倍率色収差については、特定の波長で発生する倍率誤差分を考慮して、かかる誤差分を計算上補正することでマークの大きさが多少変化しても検出は可能である。また、常に検出光学系２６０の中心に対してレチクルアライメントマーク１２０ｂを検出すれば、倍率色収差から発生するオフセット量は極力抑えることが可能である。上述した軸上色収差の場合と同様に、レチクルステージ基準マーク１２５ｂの位置も計測することで、より発生する誤差量を抑えることが可能である。
【手続補正２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８４】
以上では、波長を変える度にレチクルステージ基準マーク１２５ｂの位置を測定しなおすように説明したが、予め所定の波長、或いは、照明光学系２５０のσ値、検出光学系２６０のＮＡに対して発生するオフセット（フォーカス量や倍率誤差分）を測定しておき、その値を装置に保存し且つ使用することで毎回の測定は不要になる。レチクルステージ基準マーク１２５ｂは、ガラスの基板にＣｒのような金属膜でマークを形成することで、検出光学系２６０の波長帯域に対して常にコントラストの高いアライメント信号を検出可能となる。