(57)【要約】放射源及び放射調節装置を備えた放射システムであって、放射源が、紫外線から赤外線に及ぶ波長を有する放射ビームを提供するように構成され、放射調節装置が、放射ビームを少なくとも２つのビーム部分に分離するように構成され、少なくとも２つのビーム部分を異なるように調節するようにさらに構成された、放射システム。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射源及び放射調節装置を備えた放射システムであって、
前記放射源が、紫外線から赤外線に及ぶ波長を有する放射ビームを提供するように構成され、
前記放射調節装置が、前記放射ビームを少なくとも２つのビーム部分に分離するように構成され、前記少なくとも２つのビーム部分を、少なくとも２つの測定システムによって受け取られる前に、異なるように調節するようにさらに構成されている、放射システム。
【請求項２】
前記放射調節装置が、第１のビーム部分を調節して第１のタイプの測定システムによる使用のために調節された放射を提供し、第２のビーム部分を調節して第２のタイプの測定システムによる使用のために調節された放射を提供するように構成されている、請求項１の放射システム。
【請求項３】
前記放射調節装置が、１つ以上の前記ビーム部分からコヒーレンスを除去する又は低減させるように構成されたコヒーレンス除去装置を備える、請求項１又は２の放射システム。
【請求項４】
前記放射調節装置が、１つ以上の前記ビーム部分のエタンデュを増加させるように構成されている、請求項１から３の何れか一項の放射システム。
【請求項５】
前記放射調節装置が、１つ以上の前記ビーム部分の不均一性を減らすように構成されたホモジナイザを備える、請求項１から４の何れか一項の放射システム。
【請求項６】
前記放射調節装置が、前記放射ビーム又は放射ビーム部分を波長に基づいて少なくとも２つのビーム部分に分離するように構成された波長ベースのビーム分離装置を備える、請求項１から５の何れか一項の放射システム。
【請求項７】
前記波長ベースのビーム分離装置が、異なる波長を有する３つ以上のビーム部分を提供するように構成されている、請求項６の放射システム。
【請求項８】
前記波長ベースのビーム分離装置が、少なくとも１つのダイクロイックミラーを備える、請求項６又は７の放射システム。
【請求項９】
前記放射調節装置が、前記放射ビームの一部又は放射ビーム部分の一部と交差するように構成され、その一部を反射するが前記放射ビーム又は放射ビーム部分の残りの部分を反射しない、ビーム分離装置を備える、請求項１から８の何れか一項の放射システム。
【請求項１０】
前記放射調節装置が、前記放射ビームの一部又は放射ビーム部分と周期的に交差し、これを反射するように構成されたビーム分離装置を備える、請求項１から９の何れか一項の放射システム。
【請求項１１】
前記放射調節装置が、第１の偏光を有する前記放射ビームの一部又は放射ビーム部分を反射するように構成され、第２の偏光を有する前記放射ビームの一部又は放射ビーム部分を透過するように構成された偏光ビームスプリッタを備える、請求項１から１０の何れか一項の放射システム。
【請求項１２】
前記放射調節装置が、前記放射ビーム又は放射ビーム部分を少なくとも２つの部分に分離するように構成された電気光学素子を備える、請求項１から１１の何れか一項の放射システム。
【請求項１３】
前記放射調節システムが、前記少なくとも２つのビーム部分の偏光を回転させることができるように構成された複数の波長板をさらに備える、請求項１から１２の何れか一項の放射システム。
【請求項１４】
前記第１のタイプの測定システムが、トポグラフィ測定システム又は燃料液滴メトロロジシステムを含む、請求項２の放射システム。
【請求項１５】
前記第２のタイプの測定システムが、アライメントシステム、位置測定システム、メトロロジシステム、又はレチクル検査システムを含む、請求項２の放射システム。
【請求項１６】
パターンをパターニングデバイスから基板に転写するように構成されたリソグラフィ装置であって、
前記リソグラフィ装置が、第１のタイプの測定システム及び第２のタイプの測定システムを備え、
前記リソグラフィ装置が、放射源及び放射調節装置を備えた放射システムをさらに備え、
前記放射源が、紫外線から赤外線に及ぶ波長を有する放射ビームを提供するように構成され、
前記放射調節装置が、
前記放射ビームを第１のビーム部分及び第２のビーム部分に分離し、
前記第１のビーム部分を調節して、前記第１のタイプの測定システムに提供される調節された放射を提供し、
前記第２のビーム部分を調節して、前記第２のタイプの測定システムに提供される調節された放射を提供する
ように構成されている、リソグラフィ装置。
【請求項１７】
基板の特性を測定するように構成されたリソグラフィツールであって、
前記リソグラフィツールが、第１のタイプの測定システム及び第２のタイプの測定システムを備え、
前記リソグラフィツールが、放射源及び放射調節装置を備えた放射システムをさらに備え、
前記放射源が、紫外線から赤外線に及ぶ波長を有する放射ビームを提供するように構成され、
前記放射調節装置が、
前記放射ビームを第１のビーム部分及び第２のビーム部分に分離し、
前記第１のビーム部分を調節して、前記第１のタイプの測定システムに提供される調節された放射を提供し、
前記第２のビーム部分を調節して、前記第２のタイプの測定システムに提供される調節された放射を提供する
ように構成されている、リソグラフィツール。
【請求項１８】
紫外線から赤外線に及ぶ波長を有する放射ビームを提供することと、
前記放射ビームを少なくとも２つのビーム部分に分離することと、
前記少なくとも２つのビーム部分を異なるように調節することと、
を含む、方法。
【請求項１９】
第１のビーム部分が、第１のタイプの測定システムによる使用のために調節され、
第２のビーム部分が、第２のタイプの測定システムによる使用のために調節される、請求項１８の方法。
【請求項２０】
ビーム部分の調節が、コヒーレンスを除去する又は低減させること、エタンデュを増加させること、不均一性を減らすこと、波長に依存した選択、のうちの少なくとも１つを含む、請求項１８又は１９の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
[0001]  この出願は、２０１８年９月２１日に出願された欧州出願１８１９５８８６．９の優先権を主張し、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
[0002]  本発明は、リソグラフィ装置又はリソグラフィツールにおける様々なタイプの測定システムにより使用され得る放射を提供するように構成された放射システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
[0003]  リソグラフィ装置は、基板に所望のパターンを適用するように構築された機械である。リソグラフィ装置は、例えば集積回路（ＩＣ）の製造において使用可能である。リソグラフィ装置は、例えばパターニングデバイス（例えばマスク）のパターン（「設計レイアウト」又は「設計」と称されることも多い）を、基板（例えばウェーハ）上に提供された放射感応性材料（レジスト）層に投影し得る。
【０００４】
[0004]  半導体製造プロセスが進歩し続けるのとともに、回路素子の寸法は、一般に「ムーアの法則」と呼ばれる傾向に従って絶えず縮小され、一方でデバイス当たりのトランジスタなどの機能素子の量は数十年にわたって着実に増加している。ムーアの法則に対応するために、半導体産業は、ますます小さなフィーチャを作製できるようにする技術を追求している。基板上にパターンを投影するために、リソグラフィ装置は電磁放射を用いることができる。露光放射と呼ばれることがあるこの放射の波長は、基板上にパターン形成されるフィーチャの最小サイズを決定する。現在使用されている露光放射の典型的な波長は、３６５ｎｍ（ｉ線）、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ及び１３．５ｎｍである。４ｎｍから２０ｎｍの範囲内、例えば６．７ｎｍ又は１３．５ｎｍの波長を有する極端紫外線（ＥＵＶ）露光放射を使用するリソグラフィ装置を使用して、例えば１９３ｎｍの波長を有する露光放射を使用するリソグラフィ装置よりも小さなフィーチャを基板上に形成することができる。
【０００５】
[0005]  基板上に設けられた放射感応性材料層上にパターニングデバイスからパターンが投影される前に、基板のトポグラフィが測定される。これを達成するために、リソグラフィ装置にトポグラフィ測定システムが設けられる。トポグラフィ測定システムは、基板上に放射を向け、反射された放射を測定することによって基板の表面にわたって基板の高さを測定する。この放射は測定放射と呼ばれることがある。高さ測定値を使用して、基板上へのパターンの正確な投影を支援する高さマップが形成される。
【０００６】
[0006]  リソグラフィプロセスを制御してデバイスフィーチャを正確に基板上に配置するために、一般に基板上にアライメントマークが設けられ、リソグラフィ装置は、基板上のアライメントマークの位置を正確に測定することができるアライメントシステムを備える。アライメントシステムは放射を基板上に向け、反射された放射を測定する。この放射は測定放射と呼ばれることがある。アライメントシステムは実質的に位置測定装置である。様々なタイプのアライメントマーク、及び様々なタイプのアライメントセンサを備えたアライメントシステムが知られており、例えば、異なる製造業者により提供されている。
【０００７】
[0007]  トポグラフィ測定システム及びアライメントシステムは、異なるタイプの測定システムと見なされることがある。異なるタイプの測定システムにより使用される測定放射を提供することは複雑で費用がかかる可能性がある。
【発明の概要】
【０００８】
[0008]  例えば、本明細書で特定されるか他のどこかで特定されるかにかかわらず、従来技術の１つ以上の問題を防ぐ又は緩和するトポグラフィ測定システムを提供することが望ましいことがある。
【０００９】
[0009]  本発明の第１の態様によれば、放射源及び放射調節装置を備えた放射システムであって、放射源が、紫外線から赤外線に及ぶ波長を有する放射ビームを提供するように構成され、放射調節装置が、放射ビームを少なくとも２つのビーム部分に分離するように構成され、少なくとも２つのビーム部分を異なるように調節するようにさらに構成された放射システムが提供される。
【００１０】
[00010]  放射システムは、有利には、異なるように調節され、したがって、異なる用途に使用され得る２つのビーム部分を提供する。これは、異なるように調節された放射ビームを提供するように構成された２つの別々の放射源を設けることよりも単純なこと及び／又は信頼できることがある。
【００１１】
[00011]  放射調節装置は、第１のビーム部分を調節して第１のタイプの測定システムによる使用のために調節された放射を提供し、第２のビーム部分を調節して第２のタイプの測定システムによる使用のために調節された放射を提供するように構成されることがある。
【００１２】
[00012]  放射調節装置は、１つ以上のビーム部分からコヒーレンスを除去する又は低減させるように構成されたコヒーレンス除去装置を備えることがある。
【００１３】
[00013]  放射調節装置は、１つ以上のビーム部分のエタンデュを増加させるように構成されることがある。
【００１４】
[00014]  放射調節装置は、１つ以上のビーム部分の不均一性を減らすように構成されたホモジナイザを備えることがある。
【００１５】
[00015]  放射調節装置は、放射ビーム又は放射ビーム部分を波長に基づいて少なくとも２つのビーム部分に分離するように構成された波長ベースのビーム分離装置を備えることがある。
【００１６】
[00016]  波長ベースのビーム分離装置は、異なる波長を有する３つ以上のビーム部分を提供するように構成されることがある。
【００１７】
[00017]  波長ベースのビーム分離装置は、少なくとも１つのダイクロイックミラーを備えることがある。
【００１８】
[00018]  放射調節装置は、放射ビームの一部又は放射ビーム部分の一部と交差するように構成されたビーム分離装置であって、その一部を反射するが、放射ビーム又は放射ビーム部分の残りの部分を反射しないビーム分離装置を備えることがある。
【００１９】
[00019]  放射調節装置は、放射ビームの一部又は放射ビーム部分と周期的に交差し、これを反射するように構成されたビーム分離装置を備えることがある。
【００２０】
[00020]  放射調節装置は、第１の偏光を有する放射ビームの一部又は放射ビーム部分を反射するように構成され、第２の偏光を有する放射ビームの一部又は放射ビーム部分を透過するように構成された偏光ビームスプリッタを備えることがある。
【００２１】
[00021]  放射調節装置は、放射ビーム又は放射ビーム部分を少なくとも２つの部分に分離するように構成された電気光学素子を備えることがある。
【００２２】
[00022]  放射調節システムは、少なくとも２つのビーム部分の偏光を回転させることができるように構成された複数の波長板をさらに備えることがある。
【００２３】
[00023]  第１のタイプの測定システムは、トポグラフィ測定システム又は燃料液滴メトロロジシステムを含むことがある。
【００２４】
[00024]  第２のタイプの測定システムは、アライメントシステム、位置測定システム、メトロロジシステム、又はレチクル検査システムを含むことがある。
【００２５】
[00025]  本発明の第２の態様によれば、パターンをパターニングデバイスから基板に転写するように構成されたリソグラフィ装置であって、リソグラフィ装置が、第１のタイプの測定システム及び第２のタイプの測定システムを備え、リソグラフィ装置が、放射源及び放射調節装置を備えた放射システムをさらに備え、放射源が、紫外線から赤外線に及ぶ波長を有する放射ビームを提供するように構成され、放射調節装置が、放射ビームを第１のビーム部分及び第２のビーム部分に分離し、第１のビーム部分を調節して、第１のタイプの測定システムに提供される調節された放射を提供し、第２のビーム部分を調節して、第２のタイプの測定システムに提供される調節された放射を提供するように構成されたリソグラフィ装置が提供される。
【００２６】
[00026]  本発明の第１の態様の特徴は、本発明の第２の態様と組み合わせられることがある。
【００２７】
[00027]  本発明の第３の態様によれば、基板の特性を測定するように構成されたリソグラフィツールであって、リソグラフィツールが、第１のタイプの測定システム及び第２のタイプの測定システムを備え、リソグラフィツールが、放射源及び放射調節装置を備えた放射システムをさらに備え、放射源が、紫外線から赤外線に及ぶ波長を有する放射ビームを提供するように構成され、放射調節装置が、放射ビームを第１のビーム部分及び第２のビーム部分に分離し、第１のビーム部分を調節して第１のタイプの測定システムに提供される調節された放射を提供し、第２のビーム部分を調節して第２のタイプの測定システムに提供される調節された放射を提供するように構成されたリソグラフィツールが提供される。
【００２８】
[00028]  本発明の第１の態様の特徴は、本発明の第３の態様と組み合わせられることがある。
【００２９】
[00029]  本発明の第４の態様によれば、紫外線から赤外線に及ぶ波長を有する放射ビームを提供すること、放射ビームを少なくとも２つのビーム部分に分離すること、及び少なくとも２つのビーム部分を異なるように調節することを含む方法が提供される。
【００３０】
[00030]  第１のビーム部分が第１のタイプの測定システムによる使用のために調節され、第２のビーム部分が第２のタイプの測定システムによる使用のために調節されることがある。
【００３１】
[00031]  ビーム部分の調節が、コヒーレンスを除去する又は低減させること、エタンデュを増加させること、不均一性を減らすこと、波長に依存した選択のうちの少なくとも１つを含むことがある。
【００３２】
[00032]  本発明の第４の態様の方法は、本発明の第１の態様に係る放射システムの特徴を用いることがある。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
[00033]  本発明の実施形態を、添付の図面を参照して、単なる例示として以下に説明する。
【００３４】
【図１】本発明の実施形態に係る放射システムを備えるリソグラフィ装置の図式的概観を示す。
【図２】本発明の実施形態に係るトポグラフィ測定システム及び放射システムを概略的に示す。
【図３】本発明の実施形態により使用され得るアライメントマークを概略的に示す。
【図４】本発明の実施形態に係るアライメントシステム及び放射システムを概略的に示す。
【図５】本発明の実施形態に係る代替的なアライメントシステム及び放射システムを概略的に示す。
【図６】本発明の実施形態に係る放射システムを概略的に示す。
【図７】図６の放射システムの一部を構成し得るコヒーレンス除去装置及びホモジナイザを概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
[00034]  本明細書では、リソグラフィ装置によって使用される露光放射は、紫外線（例えば３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ又は１２６ｎｍの波長を有する）及びＥＵＶ（極端紫外線放射、例えば、約５〜１００ｎｍの範囲の波長を有する）を含む任意の適切な波長を有し得る。
【００３６】
[00035]  「レチクル」、「マスク」、又は「パターニングデバイス」という用語は、本文で用いる場合、基板のターゲット部分に生成されるパターンに対応して、入来する放射ビームにパターン付き断面を与えるため使用できる汎用パターニングデバイスを指すものとして広義に解釈され得る。また、この文脈において「ライトバルブ」という用語も使用できる。古典的なマスク（透過型又は反射型マスク、バイナリマスク、位相シフトマスク、ハイブリッドマスク等）以外に、他のそのようなパターニングデバイスの例は、プログラマブルミラーアレイ及びプログラマブルＲＣＤアレイを含む。
【００３７】
[00036]  図１は、本発明のある実施形態に係る放射システムＲＹを備えたリソグラフィ装置ＬＡを概略的に示している。放射システムＲＹは、放射源ＲＳ及び放射調節装置ＲＣを備える。放射システムＲＹは、測定放射と呼ばれることがある放射を、アライメントシステムＡＳとトポグラフィ測定システムＴＭＳとに提供するように構成される。
【００３８】
[00037]  リソグラフィ装置ＬＡは、露光放射ビームＢ（例えば、ＵＶ放射、ＤＵＶ放射又はＥＵＶ放射）を調節するように構成された照明システム（イルミネータとも呼ばれる）ＩＬと、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築され、特定のパラメータに従ってパターニングデバイスＭＡを正確に位置決めするように構成された第１のポジショナＰＭに接続されたマスクサポート（例えば、マスクテーブル）ＭＴと、基板（例えば、レジストコートウェーハ）Ｗ２を保持するように構築され、特定のパラメータに従って基板サポートを正確に位置決めするように構成された第２のポジショナＰＷ２に接続された基板サポート（例えば、ウェーハテーブル）ＷＴ２と、基板（例えば、レジストコートウェーハ）Ｗ１を保持するように構築され、アライメントシステムＡＳ及びトポグラフィ測定システムＴＭＳに対して基板サポートを正確に位置決めするように構成された第３のポジショナＰＷ３に接続された別の基板サポート（例えば、ウェーハテーブル）ＷＴ１と、パターニングデバイスＭＡにより露光放射ビームＢに付与されたパターンを基板Ｗ２のターゲット部分Ｃ（例えば、１つ以上のダイを備える）上に投影するように構成された投影システム（例えば、屈折投影レンズシステム）ＰＳと、を備える。
【００３９】
[00038]  本明細書で示すように、本装置は、（例えば透過型マスクを使用する）透過タイプである。あるいは、装置は、（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、又は反射型マスクを使用する）反射タイプでもよい。
【００４０】
[00039]  動作中、照明システムＩＬは、放射源ＳＯから、例えばビームデリバリシステムＢＤを介して露光放射ビームを受け取る。照明システムＩＬは、放射の誘導、整形、及び／又は制御を行うための、屈折、反射、磁気、電磁気、静電気などの様々なタイプの光学コンポーネント、及び／又は他のタイプの光学コンポーネント、又はそれらの任意の組み合わせを備えることがある。イルミネータＩＬを使用して、パターニングデバイスＭＡの平面において、露光放射ビームＢをその断面に所望の空間及び角度強度分布を有するように調節することがある。
【００４１】
[00040]  本明細書で用いられる「投影システム」ＰＳという用語は、使用する露光放射、及び／又は液浸液の使用や真空の使用のような他のファクタに合わせて適宜、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、アナモルフィック光学システム、磁気光学システム、電磁気光学システム、及び／又は静電気光学システム、又はそれらの任意の組み合わせを含む様々なタイプの投影システムを包含するものとして広義に解釈するべきである。本明細書で「投影レンズ」という用語が使用される場合、これは更に一般的な「投影システム」ＰＳという用語と同義と見なすことができる。
【００４２】
[00041]  リソグラフィ装置ＬＡは、投影システムＰＳと基板Ｗ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例えば水のような比較的高い屈折率を有する液体で覆うことができるタイプでもよい。これは液浸リソグラフィとも呼ばれる。液浸技法に関する更なる情報は、参照により本願に含まれる米国特許６９５２２５３号に与えられている。
【００４３】
[00042]  動作中、露光放射ビームＢは、マスクサポートＭＴ上に保持される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ＭＡ上に存在するパターン（デザインレイアウト）によってパターン付与される。マスクＭＡを横断した後、露光放射ビームＢは、投影システムＰＳを通過し、投影システムＰＳは、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上に露光ビームを合焦させる。第２のポジショナＰＷ及び位置測定システムＩＦの助けにより、基板サポートＷＴ２は、例えば、合焦され位置合わせされた位置に露光放射ビームＢの経路上の異なるターゲット部分Ｃを位置決めするために正確に移動することができる。同様に、第１のポジショナＰＭ、及び場合により別の位置センサ（図１に明示的には示されていない）を使用して、露光放射ビームＢの経路に対してパターニングデバイスＭＡを正確に位置決めすることがある。パターニングデバイスＭＡ及び基板Ｗは、マスクアライメントマーク（図示せず）及び基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を用いて位置合わせされることがある。図示したような基板アライメントマークＰ１、Ｐ２は専用のターゲット部分を占めるが、それらはターゲット部分間の空間に位置することがある。基板アライメントマークＰ１、Ｐ２は、ターゲット部分Ｃ間に位置する場合、スクライブラインアライメントマークとして知られている。
【００４４】
[00043]  本発明を明確にするために、デカルト座標系が用いられる。デカルト座標系は、３つの軸、すなわちｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸を有する。３つの軸のそれぞれは、他の２つの軸と直交する。ｘ軸を中心とする回転は、Ｒｘ回転と呼ばれる。ｙ軸を中心とする回転は、Ｒｙ回転と呼ばれる。ｚ軸を中心とする回転は、Ｒｚ回転と呼ばれる。ｘ軸及びｙ軸は水平面を定義するのに対して、ｚ軸は垂直方向にある。デカルト座標系は本発明を限定しているのではなく、明確化のためにのみ用いられる。代わりに、円筒座標系などの別の座標系を用いて本発明を明確にすることもある。デカルト座標系の向きは、例えばｚ軸が水平面に沿った成分を有するように異なることがある。
【００４５】
[00044]  図に示すように、リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）又はそれ以上の基板テーブルＷＴ１、ＷＴ２を有するタイプであることがある。デュアルステージリソグラフィ装置では、１つの基板Ｗ２の露光（「基板の露光」とは、前述のように、パターン付与された露光放射の基板への投影を意味する）が行われている間に、別の基板Ｗ１の特性を測定できるようにするために、２つの基板テーブルＷＴ１、ＷＴ２が設けられる。
【００４６】
[00045]  図１に示したデュアルステージリソグラフィ装置では、アライメントシステムＡＳが図の左側に設けられる。トポグラフィ測定システムＴＭＳも図の左側に設けられる。投影システムＰＬは、図の右側に設けられる。アライメントシステムＡＳは、第１の基板テーブルＷＴ１上に保持される基板Ｗ１上に設けられたアライメントマークの位置（ボックスＰ１、Ｐ２で概略的に示される）を測定する。トポグラフィ測定システムＴＭＳは基板Ｗ１のトポグラフィを測定する。同時に、投影システムＰＬによって、第２の基板テーブルＷＴ２上に保持された基板Ｗ２上にパターンが投影される。第１の基板テーブルＷＴ１により支持された基板Ｗ１の測定が完了し、第２の基板テーブルＷＴ２により支持された基板Ｗ２の露光が完了したとき、基板テーブルの位置は取り換えられる。その後、第１の基板テーブルＷＴ１により支持された基板Ｗ１は、投影システムＰＬにより投影されたパターン付与された露光放射を使用して露光される。第２の基板テーブルＷＴ２により支持された既に露光されたウェーハＷ２は、後続の処理のために基板テーブルから除去される。その後、投影システムＰＬにより投影されたパターン付与された露光放射を使用する露光に先立って、アライメントシステムＡＳ及びトポグラフィ測定システムＴＭＳによる測定のために、別の基板が第２の基板テーブルＷＴ２上に配置される。
【００４７】
[00046]  干渉計（図示せず）及び／又は他の位置測定手段を使用して、アライメント測定及びトポグラフィ測定の間、基板テーブルＷＴ１の位置を監視することがある。プロセッサＰＲは、アライメントシステムＡＳ及びトポグラフィ測定システムＴＭＳからデータを受信すること、さらにまた、基板テーブルＷＴ１の位置情報を受信することがある。基板Ｗは基板テーブルＷＴ１上に固定されているため、基板テーブルに関する位置情報は、基板に関する位置情報と見なされることがある。
【００４８】
[00047]  図２は、トポグラフィ測定システムＴＭＳの概略図である。トポグラフィ測定システムＴＭＳにより使用される測定放射（ここでは簡潔に放射と呼ぶ）は放射システムＲＹによって提供される。トポグラフィ測定の間、放射システムＲＹの放射源ＲＳは放射ビームを生成する。放射ビームは放射調節装置ＲＣへ通過する。放射調節装置ＲＣは、（以下で詳述するように）トポグラフィ測定システムに適した形に放射を調節する。調節された放射２は、放射調節装置ＲＣから出力され、トポグラフィ測定システムの光学系６へ通過する。光学系６は、調節された放射を誘導して及び／又は合焦させて放射ビーム４を形成することがある。放射ビーム４は格子８に入射する。放射ビーム４は、格子を通過するとき格子８の像がパターン付与される。パターン付与された放射ビームは、測定ビーム９（すなわち測定放射ビーム）と呼ばれることがある。
【００４９】
[00048]  測定ビーム９は、基板１２上のターゲット位置に格子８の像を形成するように構成された光学系１０を通過する。測定ビーム９は、入射角θで基板に入射する。格子像は、矢印１３で示された位置に形成される。測定ビーム９は基板から反射され、検出光学系１４を通過する。検出光学系１４は、反射した測定ビーム１１を受け取り、格子像１３を形成するように構成される。格子像のこの像は、第２の格子１６に形成される。検出器１８が、第２の格子１６を透過した放射を受け取るように構成される。検出器１８は、入射する放射の強度を検出し、放射の強度を示す出力信号を生成する。検出器１８は、例えばフォトダイオードであることがある。検出器１８は、例えば、検出した放射強度をすべてのピクセルにわたって積分するＣＣＤアレイ又はＣＭＯＳアレイであることがある。一般に、検出器に入射する放射の強度を示す出力信号を提供する任意の検出器が使用されることがある。
【００５０】
[00049]  基板１２が格子像１３の下でスキャンされるため、基板の高さの変化は、結果として第２の格子１６において格子像１３の像を上下に移動させることになる。この格子像１３の像位置のずれが、第２の格子１６により透過される放射の量を変化させる。次に第２の格子１６により透過される放射の量の変化が、検出器１８に入射する放射の強度を変化させる。したがって、検出器１８から出力された信号は基板１２の高さを示す。検出器１８から出力された信号をプロセッサＰＲによって解析して、基板１２のトポグラフィのマップを生成することがある。
【００５１】
[00050]  格子８、１６は１次元格子構造を含むことがある。格子は、例えばチェッカーボードパターンなどの２次元格子構造を含むことがある。一般に、任意の格子構造が使用されることがある。しかしながら、基板の高さの変化から生じる格子像の像位置のずれが１次元でのみ発生するとき、１次元の空間分解能しか必要とされない。
【００５２】
[00051]  代替的な構成では、第２の格子１６はスプリッタであり、反射された測定ビームを、異なる検出器に入射する２つのビームに分割するように構成される。次に、基板の高さを決定するために、各検出器からの出力の比較が行われる。
【００５３】
[00052]  一部の構成では、単一の格子８の代わりに複数の格子を基板１２の上流側に設けることがある。同様に、単一の格子１６の代わりに複数の格子を基板１２の下流側に設けることがある。これにより基板上の複数の点の高さを同時に測定することが可能になる。この構成では、複数の測定点の全てについて同じ光学系を使用することがある。複数の点を測定することにより、より少ないストロークで基板をスキャンすることが可能になり、これにより基板のトポグラフィをより速いスピードで決定することが可能になる。
【００５４】
[00053]  一部の構成では、放射調節装置ＲＣは複数の調節された放射ビーム２を提供することがあり、複数の調節された放射ビーム２はその後、複数の照明光学系を通過し、基板１２上の複数のターゲット位置を照明することがある。複数の調節された放射ビームを使用することにより、さらに少ないストロークで基板をスキャンできるようになることがあり、これにより基板のトポグラフィをさらに速いスピードで決定できるようになることがある。
【００５５】
[00054]  図３は、Ｘ位置及びＹ位置をそれぞれ測定するために基板Ｗ上に設けられたアライメントマーク２０２、２０４の例を示している。この例における各アライメントマークは、基板に適用された又はエッチングされたプロダクトレイヤ又はその他のレイヤに形成された一連のバーを含む。バーは、アライメントマークが十分によく知られた空間的周期（ピッチ）を有する回折格子と見なされ得るように間隔が規則的で格子線の役割を果たす。Ｘ方向アライメントマーク２０２のバーはＹ軸に平行でＸ方向の周期性をもたらす一方、Ｙ方向アライメントマーク２０４のバーはＸ軸に平行でＹ方向の周期性をもたらす。アライメントセンサＡＳ（図１に示す）は、正弦波などの周期的に変化する信号を得るために各アライメントマークを放射のスポット２０６（Ｘ方向）、２０８（Ｙ方向）で光学的にスキャンする。この信号の位相を解析して、アライメントシステムに対するアライメントマークの位置、したがって基板Ｗの位置を測定する。このアライメントシステムは、リソグラフィ装置のフレームＭＦに対して固定される。スキャン動作は幅広い矢印によって概略的に示されており、スポット２０６又は２０８の進行位置が点線による輪郭線で示されている。アライメントパターン内のバー（格子線）のピッチは、一般的に、基板上に形成されるプロダクトフィーチャのピッチよりかなり大きく、アライメントセンサＡＳは、パターンを基板に適用するために使用される露光放射よりかなり長い放射の波長（又は、通常は複数の波長）を使用する。しかしながら、多数のバーが反復信号の位相の正確な測定を可能にするため、微細位置情報を得ることができる。
【００５６】
[00055]  アライメントシステムが周期信号の異なる周期を区別するとともに周期内の正確な位置（位相）を識別できるように、粗いマークと微細なマークとが設けられることがある。異なるピッチのアライメントマークもこの目的のために使用されることがある。これらの技術もまた当業者に周知であり、本明細書中に詳細に記載されることはない。そのようなセンサの設計及び動作は本技術分野では周知であり、各リソグラフィ装置は、独自のセンサの設計を有することがある。アライメントシステムＡＳは、通常、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第６９６１１１６号に記載された形態であることがある。
【００５７】
[00056]  図４は、アライメントシステムＡＳの概略的ブロック図である。放射システムＲＹは、アライメントシステムＡＳにより使用される放射を提供する。放射システムＲＹの放射源ＲＳは放射ビームを生成する。放射ビームは放射調節装置ＲＣへ通過する。放射調節装置ＲＣは、放射を調節して放射の調節されたビーム２２２、又は（以下で詳述されるように）異なる波長を有する複数の調節されたビームを形成する。放射の調節されたビーム２２２は、スポットミラー２２３によって対物レンズ２２４を経由して、基板Ｗ上に位置するアライメントマーク２０２などのアライメントマーク上に誘導される。図３に概略的に示されているように、前述の米国特許第６９６１１１６号に基づく本発明のアライメントシステムの例では、アライメントマーク２０２を照明する照明スポット２０６は、直径がアライメントマークそれ自体の幅よりやや小さいことがある。
【００５８】
[00057]  アライメントマーク２０２により回折された放射は、対物レンズ２２４によって捕捉され、情報保持ビーム２２６にコリメートされる。自己参照干渉計２２８は、前述の米国特許第６９６１１１６号に開示されたタイプのものであり、ビーム２２６を処理し、異なる波長に対する個別のビームをセンサアレイ２３０上に出力する。スポットミラー２２３がこのポイントで好都合にゼロ次ストップとしての機能を果たすことにより、情報保持ビーム２２６はアライメントマーク２０２からの高次回折放射のみを含む（これは測定に必要不可欠ではないが、信号対雑音比を向上させる）。センサグリッド２３０内の個々のセンサからの強度信号２３２がプロセッサＰＲに提供される。ブロック２２８における光学処理及びプロセッサＰＲにおける計算処理の組み合わせによって、フレームＭＦに対する基板上のＸ及びＹ位置の値が出力される。
【００５９】
[00058]  既に述べたように、図示したタイプの単一測定は、アライメントマークの位置をアライメントマークの１ピッチに対応する一定の範囲内に固定するだけである。より粗い測定技術をこれと併用して、正弦波のどの周期がマーク位置を含むものであるかを特定する。異なる波長で、より粗い及び／又はより細かいレベルで同じプロセスを実行して精度を向上させ、アライメントマークの製造材料に関わらず、及び／又はアライメントマークが着座する材料に関わらず、アライメントマークのロバストな検出が可能になる。波長は光学的に多重化及び多重分離されて同時に処理されることがある、及び／又は波長は時分割又は周波数分割によって多重化されることがある。いくつかの波長での測定を用いて、アライメントマークの非対称性への感度が低い堅牢なアライメントシステムを提供することがある。放射システムＲＹは、アライメントシステムＡＳにより使用されるいくつかの波長の放射を提供することがある。
【００６０】
[00059]  図５は、前述の先行公開米国特許第６９６１１１６号に記載されたものの修正版であるアライメントシステムＡＳの光学システムを示している。この光学システムにより、別個のスキャトロメータ機器でなくアライメントシステムを用いてスキャトロメトリタイプの測定を実行できるようになることがある。
【００６１】
[00060]  いくつかの分岐を有する光軸Ｏが、図５に示された光学システム全体に延出する破線で示されている。図４の概略図との比較を容易にするために、図５に示された光学システムの一部の部品は、図４で用いられたものと同様の参照符号で標示するが、接頭文字は「２」でなく「４」を用いる。したがって、調節された放射ビーム４２２、対物レンズ４２４、情報保持ビーム４２６、自己参照干渉計４２８及び検出器装置４３０が見られる。検出器装置からの信号はプロセッサＰＲによって処理され、プロセッサＰＲは、下記の新規な特徴を実施するとともに各アライメントマークの（改善された）位置測定値を出力するように修正されている。
【００６２】
[00061]  放射調節装置ＲＣは、４つの異なる波長の調節された放射を出力する。これらの波長は、緑Ｇ、赤Ｒ、近赤外Ｎ及び遠赤外Ｆであることがある。他の実施形態では、異なる波長及び／又は異なる波長数を有する調節された放射が提供されることがある。図示された実施形態では、緑Ｇ及び近赤外線放射Ｎは第１の直線偏光を有し、赤Ｒ及び遠赤外線放射Ｆは第２の直交直線偏光を有する。他の実施形態では、異なる偏光の組み合わせが使用されることがある。
【００６３】
[00062]  放射システムＲＹから出力された調節された放射は、光ファイバ４４２によってマルチプレクサ５０２を介して照明成形光学系４４６に伝送される。入力されたビーム４２２が、ビームスプリッタ４５４を経て瞳面Ｐを有する対物レンズ４２４に伝搬する。対物レンズ４２４は、ウェーハＷ上のアライメントマーク２０２上にスポット４０６を形成する。アライメントマークにより回折された情報保持ビーム４２６は、ビームスプリッタ４５４を通って干渉計４２８へ通過する。干渉計４２８は、情報保持ビームを直交偏光を有する２つの部分に分割し、これらの部分を光軸回りに互いに対して１８０°回転させ、出射ビーム４８２に統合する。出射ビーム４８２は、より詳細に後述されるように検出器装置４３０に入射する。
【００６４】
[00063]  本例には非対称性測定装置４６０が含まれる。装置４６０は、干渉計の前に位置する第２のビームスプリッタ４６２から情報保持ビーム４２６の一部４６４を受け取る。別の特許出願であるＵＳ２０１２５２２７０６１（参照により本明細書に組み込まれる）には、検出器４３０により得た位置情報を用いて非対称性を測定する技術が記載されている。非対称性測定装置４６０は任意であるため、他の実施形態では省略されることがあることが理解されるであろう。
【００６５】
[00064]  照明成形光学系４４６は様々な形態をとることができ、その一部は参照により本明細書に組み込まれる先行特許出願ＵＳ２０１５１０９６２４により詳細に開示されている。
【００６６】
[00065]  アライメントシステムＡＳにより用いられる調節された放射は、干渉計４２８が所望の信号を生成する横（空間的）コヒーレンスを有することがある。所望の横（空間的）コヒーレンスを提供するために、アライメントシステムＡＳ（及びその他のアライメントシステム）により用いられる調節された放射は、１．２より小さいＭ２（ビーム品質因子としても知られている）を有することがある。調節された放射は単一モードビームを含むことがある。調節された放射は、ガウシアンビーム、又は実質的にガウシアンビームであるビームを含むことがある。調節された放射は、アライメントシステム内における二重反射ビームの干渉を避けるために時間的にインコヒーレントであることがある。時間的インコヒーレンスとは、例えば時間的コヒーレンスが０．５ｍｍ未満であることを意味することがある。これは、例えば６３３ｎｍの波長に対する少なくとも０．８ｎｍの帯域幅に対応することがある。所与の波長に対する適切な最小帯域幅が、式
【数１】
2022501632.tif 000003
を用いて決定されることがある。式中、ｄＬは帯域幅であり、λは波長であり、Ｌｃはコヒーレンス長である。式
【数２】
2022501632.tif 000004
は、帯域幅をどのように定めるか（例えば半値全幅、１／ｅ、１／ｅ２など）によって、値がいくらか変化することがあることを示すことを意図している。帯域幅をどのように定めるかにより、最小帯域幅値は、例えばπ、√２などが乗じられることがある。
【００６７】
[00066]  これより、放射の複数の波長を用いた測定、及び偏光効果の管理に関するアライメントシステムＡＳの態様を説明する。照明サブシステム４４０は、放射システムＲＹから、緑（Ｇと標示）、赤（Ｒ）、近赤外（Ｎ）及び遠赤外（Ｆ）であり得る４つの波長の放射を受け取る。以下の考察では、便宜上、これら４つの異なる波長での放射を４色光と呼び、それらが電磁スペクトルの可視部分又は不可視部分のどちらにあるかは、本目的にとって重要ではない。放射は直線偏光され、Ｇ及びＮ放射は互いに同様に配向され、Ｒ及びＦ放射は、Ｇ及びＮ放射の偏光に対して直交に偏光される。
【００６８】
[00067]  ４色は偏光維持ファイバ４４２によってマルチプレクサ５０２に搬送され、ここで単一の４色ビームに結合される。マルチプレクサは矢印５０４で示されるように、直線偏光を維持する。矢印５０４及び同様の矢印は、緑成分及び赤成分の偏光を示すために、図面全体を通じてＧ及びＲと標示される。Ｎ成分及びＦ成分は、それぞれ、Ｇ成分及びＲ成分と同様に配向される。
【００６９】
[00068]  この結合されたビームは、好適なデリバリ光学系５０６を介してビームスプリッタ４５４に進入する。既に説明したように、このビームは、ビームスプリッタ内部にある、部分反射表面又は全反射表面（例えば、０．５ｍｍ直径スポットミラー）から反射する。対物レンズ４２４はビームを狭ビーム４０６に合焦させ、狭ビーム４０６はウェーハＷ上のアライメントマーク２０２により形成された格子によって反射及び回折される。放射は、例えば開口数ＮＡ＝０．６の対物レンズ４２４によって集められる。このＮＡ値により、各色について、１６μｍピッチの格子から少なくとも１０次の回折を集めることができる。
【００７０】
[00069]  情報保持ビーム４２６を形成する反射及び回折放射は、次いで自己参照干渉計４２８に搬送される。この例では、既に説明したように、ビームは、情報保持ビームの一部分４６４を、提供されている場合は非対称性測定装置４６０へと供給するために、ビームスプリッタ４６２によって分割される。非対称性測定情報を伝達する信号４６６を、装置４６０からプロセッサＰＲへ通過させる。干渉計の直前で、偏光を半波長板５１０によって４５°回転させる。以後、偏光矢印は、明確にするために１色のみについて表示する。以上及び米国特許第６９６１１１６号で既に説明したように、干渉計は偏光ビームスプリッタから構成され、ここで各色の半分が透過され、各色の半分が反射される。次いで、各半分は干渉計内部で３回反射され、放射場を＋９０°及び−９０°回転させ、１８０°の相対回転を与える。次いで、２つの場は互いの頂部上で重畳され、干渉可能となる。−９０°及び９０°イメージの経路差を補償するために、位相補償器５１２が存在する。次いで偏光は別の半波長板５１４によって４５°回転される。したがって、主軸がＸ又はＹ軸に対して２２．５°に設定される。半波長板５１０、５１４は波長非感受性であるため、４つの波長の全ての偏光は４５°回転される。
【００７１】
[00070]  別のビームスプリッタ５１６が、光信号をＡ及びＢと指定された２つの経路に分割する。一方の経路は２つの回転された場の和を含み、他方は差を含む。初期の偏光方向に応じて、和は経路Ａ又は経路Ｂ内で終わる。したがって、この例では、緑及び近赤外信号についての和信号は一方の経路内で終わり、赤及び遠赤外信号については他方の経路内で終わる。各色について、対応する差信号は他方の経路内で終わる。
【００７２】
[00071]  この構成は、各色での照明のために１つの偏光を用いることを選択することに留意されたい。１色について２つの偏光を用いる測定は、読取り間で偏光を変更することによって、又は読取り内での時分割多重化（time division multiplexing）によって実行可能である。しかしながら、色及び偏光における何らかのダイバーシティから恩恵を受けながら、高スループットを維持するために、各色が直線偏光され、色の１つのサブセットが１つの偏光方向を有し、色の別のサブセットが異なる偏光方向を有する異なる色の１セットは、ダイバーシティと測定スループットとの間に良好な妥協点を示す。スループットに影響を与えずにダイバーシティを増加させるために、本明細書で提示される４色方式と同様であるが、混合偏光とともに、放射システムがより多くの色、例えば８又は１６色を使用する実装形態を想定することが可能である。
【００７３】
[00072]  各経路Ａ及びＢについての放射は、それぞれの集光レンズアセンブリ４８４Ａ及び４８４Ｂによって集められる。次いで、この放射は、基板上のスポット外からの放射の大部分を取り除く開口５１８Ａ又は５１８Ｂを通過する。２つのマルチモードファイバ５２０Ａ及び５２０Ｂは、各経路の集められた放射をそれぞれのデマルチプレクサ５２２Ａ及び５２２Ｂに搬送する。デマルチプレクサ５２２Ａ、５２２Ｂは、各経路を元の４色に分割するため、合計８つの光信号が検出器装置４３０内の検出器４３０Ａ及び４３０Ｂに伝送されることになる。実用的な一実施形態において、ファイバは、デマルチプレクサと、検出器回路基板上の８つの検出器要素との間に配置される。この例における検出器は、空間分解能を提供しないが、装置が基板Ｗ上のアライメントマーク２０２をスキャンする際に、各色について時変強度信号ＩＡ及びＩＢを伝送する。信号は実際には位置依存信号であるが、装置とアライメントマークとの間の物理的スキャン移動（図４を想起されたい）と同期された時変信号（波形）として受信される。
【００７４】
[00073]  プロセッサＰＲは、８つの検出器から強度波形を受け取り、これらを処理して位置測定ＰＯＳを行う。異なる波長及び入射偏光に基づいて選択する信号が８つあるため、装置は、多様な状況において使用可能な測定値を取得することができる。ここで、アライメントマーク２０２は、異なる材料及び構造の多数の層の下に埋め込まれることがあることに留意されたい。一部の波長は、異なる材料及び構造に他よりも良好に浸透する。プロセッサＰＲは、通常、波形を処理し、最も強い位置信号を提供している波形に基づいて位置測定を行う。残りの波形は無視されることがある。単純な実装形態では、各測定タスクについての「レシピ」は、ターゲット構造の予備知識及び実験的調査に基づいて、どの信号を使用するかを特定することがある。より高度なシステムでは、事前の知識なしに最良の信号を識別するために、「色彩管理」又は「平滑色彩管理」アルゴリズムを用いた自動選択が実行可能である。これは、Huijbregtseらによる「Overlay Performance with Advanced ATHENATM Alignment Strategies」,Metrology, Inspection, and Process Control for Microlithography XVII, Daniel J. Herr, Editor, Proceedings of SPIE Vol. 5038（2003）に記載されている。
【００７５】
[00074]  各レンズ４８４Ａ、４８４Ｂは、場全体を各検出器４３０Ａ、４３０Ｂの各要素上に集束させ、これは、図４の既知のアライメントシステムと同様の構成である。検出器は、実質的に単一フォトダイオードであり、既に説明したスキャン動作による以外は、いかなる空間情報も提供しない。必要に応じて、共役瞳面内に空間分解能を有する検出器を追加することができる。これにより、例えば、アライメントシステムハードウェアを使用して、角度分解スキャトロメトリ法が実行できるようになることがある。
【００７６】
[00075]  図６は、放射源ＲＳ及び放射調節装置ＲＣを備えた、本発明のある実施形態に係る放射システムＲＹを概略的に示している。放射源ＲＳは、ある波長範囲にわたる放射を提供するように構成される。放射源ＲＳは、例えば紫外線から赤外線の範囲又は可視光から赤外線の範囲の放射を提供するように構成されることがある。例えば、放射源ＲＳは、５００ｎｍと短い波長の放射を提供することもあるし、２２０ｎｍ（以下）という短い波長の放射を提供することもある。放射源ＲＳは、例えば最大９００ｎｍの波長の放射を提供することがある。放射源は最大２ミクロンの波長の放射を提供することがある。
【００７７】
[00076]  放射源ＲＳは、例えば、いわゆる白色光レーザであることがある。この名称は、ある波長範囲にわたる放射が放出されることを意味するものと解釈されることがあり、放出された放射が可視放射に限定されることを意味することを意図していない。一実施例では、放射源ＲＳは、光ファイバ２２とともにポンプレーザ２０を備えることがあり、ファイバは、ポンプレーザから出力された放射をある波長範囲を超えて広がる放射に変換するように構成される。これはスーパーコンティニウム発生（super continuum generation）と呼ばれることがある。ポンプレーザ２０は、パルスレーザビームを提供するように構成されることがある。例えば、レーザパルスは、例えば約１５６５ｎｍの赤外パルスであることがある。レーザは、例えば約２０Ｗの出力を有することがある。パルスは、１ｎｓ未満、例えば数十ｆｓから数十ｐｓの間の持続時間を有することがある。ある実施形態では、ポンプレーザ２０はパルス圧縮システムを含むことがあり、パルス圧縮システムはレーザの発振器の外側に配置されることがあり、レーザにより出力されたレーザパルスの持続時間を短縮するのに使用される。
【００７８】
[00077]  レーザパルスは光ファイバ２２に結合される。光ファイバ２２は、レーザパルスを比較的狭い波長範囲からより広い波長範囲に変換する役割を果たす。上記のように、これはスーパーコンティニウム発生と呼ばれることがある。一実施形態では、光ファイバ２２は石英コアを含むことがある。別の実施形態では、光ファイバ２２は中空コアを含むことがあり、中空コアには、例えば希ガスが充填されることがある。レーザパルスは、例えば反共振反射によって光ファイバ内に閉じ込められ、その結果、光ファイバのコアは、光ファイバの他の部分よりも高い放射強度を受ける。レーザパルスが短い（例えば、持続時間が１ｎｓ未満である）ため、放射強度は光ファイバのコアにおいて非常に高い。光ファイバのコアにおける放射強度が高いため、ファイバコアで非線形効果が生じる。これらの非線形効果は放射のスペクトルを広げる役割を果たす。
【００７９】
[00078]  中空コア光ファイバは、中実コア光ファイバよりも短いレーザパルスを使用することがある。例えば、中空コア光ファイバは、持続時間が約３００ｆｓ（例えば、およそ１００ｆｓ）のレーザパルスを用いて励起されることがある。例えば、中実コア光ファイバは、持続時間が約３０ｐｓ（例えば、およそ１０ｐｓ）のレーザパルスを用いて励起されることがある。
【００８０】
[00079]  中空コア光ファイバは中実コア光ファイバより好まれることがある。これは、例えば石英であることがある中実コアの材料が、広げられた放射のスペクトルが紫外線放射を含む場合に損傷を受ける可能性があるためである。これは、高フルエンスの紫外線放射が石英に損傷を与え、黒くするためである。仮にこうした事態が発生した場合は、ファイバの有効性が低下し、交換が必要になる。希ガスが充填された中空コアファイバが使用される場合、希ガスと紫外線放射との相互作用は（仮にあったとしても）はるかに小さい。したがって、希ガスへの損傷は回避されるか、又は中実コアファイバの石英への損傷よりも小さい。希ガスが損傷を受けた（又は経年劣化した）場合は、中空コアからパージされ、交換されることがある。
【００８１】
[00080]  放射源ＲＳにより出力された放射は直線偏光されることがある（励起レーザは直線偏光されることがあり、この偏光は保存されることがある）。放射源ＲＳにより出力された放射は、ＴＥＭ００と呼ばれることがあるＴＥ（transverse electric）モードであることがある。
【００８２】
[00081]  本発明の実施形態は、トポグラフィ測定システムＴＭＳにおいて紫外線放射を用いることがある。これは、紫外線放射が（例えば赤外線放射と比べて）基板上に設けられた材料層への吸収が少なく、したがって、基板の表面トポグラフィをより正確に測定するためである。これに対して、アライメントシステムＡＳは赤外線放射を用いることが望ましいことがある。これは、基板上に設けられたアライメントマークが材料層下に埋設されることがあり、赤外線放射は、アライメントマークが赤外線放射によって照明されるようにこれらの層を貫通できることがあるためである。アライメントシステムが（例えば、赤外線放射を用いることに加えて）可視放射を用いることが望ましいこともある。これによって、一部の実施形態では、トポグラフィ測定システムＴＭＳにより使用される波長は、アライメントシステムＡＳにより使用される波長より短いことがある。換言すれば、一部の実施形態では、トポグラフィ測定システムＴＭＳとアライメントシステムＡＳとにより使用される波長には重複がない。他の実施形態では、トポグラフィ測定システムＴＭＳとアライメントシステムＡＳとにより使用される波長に重複があることがある。例えば、トポグラフィ測定システムによって可視放射波長が使用されることがある。トポグラフィ測定システムから出力される信号の波長の関数としての変化は、基板上に存在する材料層についての情報を提供することがある。
【００８３】
[00082]  再度図６を参照すると、放射調節装置ＲＣは、放射源ＲＳから出力された放射をトポグラフィ測定システムＴＭＳによる使用に適した放射及びアライメントシステムＡＳによる使用に適した放射に変換する。ダイクロイックミラー３０が放射源ＲＳから出力された放射を２つのビームに分離する。ダイクロイックミラー３０は、約３９０ｎｍ以上の波長を有する放射、すなわち可視及び赤外線放射を反射するように構成されることがあり、また、約３９０ｎｍ未満の波長を有する放射、すなわちＵＶ放射を透過するように構成されることがある。他の実施形態では、ダイクロイックミラーは他の波長を反射及び透過するように構成されることがある。他の光学素子を用いて波長に基づいてビームを分離することがある。別記のように、アライメントシステムＡＳにより使用される波長とトポグラフィ測定システムＴＭＳにより使用される波長とに重複があることがある。
【００８４】
[00083]  トポグラフィ測定システムにより用いられる放射は、概ね均一であることが望ましいことがある。これは、放射の不均一性がトポグラフィ測定システムＴＭＳの第２の格子１６に形成される格子像の歪みを生じさせるためである。次いで、歪められた格子像は、例えば格子像の重心をシフトすることによって、測定された基板の高さにエラーを引き起こすことになる。不均一性は、視野不均一性及び瞳不均一性から構成されることがある。視野不均一性は、格子８の平面などの視野面における放射ビームにわたる強度変化である。瞳不均一性は、視野面における放射ビームにわたる放射の角度分布の変化、すなわち瞳面における放射ビームにわたる強度変化である。放射は空間的にインコヒーレントにされることがあり、また所望の均一性を提供するために均質化されることがある。空間的にインコヒーレントという用語は、空間的コヒーレンスがトポグラフィ測定システムを使用して行われる測定の精度に大きな影響を与えないほど十分に低いことを意味すると解釈されることがある。不均一性は、平均放射強度に対する百分率変化として測定されることがある。放射は約２０％以下の視野不均一性を有することがある。放射は約３０％以下の瞳不均一性を有することがある。
【００８５】
[00084]  （第１のビーム部分３２と呼ばれることがある）透過された放射は、第１のビーム部分３２から空間的（横）コヒーレンスを除去する又は低減させるように構成されたコヒーレンス除去装置３４へ向けられる。トポグラフィ測定システムＴＭＳにより使用される放射はスペックルを含まないことが好ましいことがある。なぜなら、スペックルはトポグラフィ測定システムにより実行されるトポグラフィ測定にエラーを引き起こす可能性があるからである。コヒーレンス除去装置の例は、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第８１６４７４０号に開示されている。
【００８６】
[00085]  一実施例では、コヒーレンス除去装置３４は、長さが異なる複数のロッドを備えることがある。ロッドは放射に異なる経路長を与え、経路長間の差は、異なる経路に沿って進んだ放射の異なる部分間の時間的コヒーレンスが除去されるように、放射のコヒーレンス長よりも長い。ロッドから出力された放射はレンズによって集められることがある。ビームの異なる部分がレンズによって結合されるとき、結合されたビームの異なる部分は互いに対してコヒーレントでなく、まとまって空間的にインコヒーレントである、又はトポグラフィ測定システムにとって十分に低い空間コヒーレンスを有するビームを提供する。別の実施例では、コヒーレンス除去装置は、互いに間隔を置いて配置され、放射の異なる部分を反射するように構成された一連の反射面を備えることがある。反射面の間の間隔は、異なる反射面から反射された放射からコヒーレンスを除去できるだけ十分に大きいことがある。
【００８７】
[00086]  第１のビーム部分３２はホモジナイザ３６を通過することもある。ホモジナイザ３６は、放射ビーム全体の空間強度変動を除去する又は低下させるように構成されることがある。ホモジナイザは、第１のビーム部分の放射に所望のプロファイルを適用することがある。一部の実施形態では、ホモジナイザはトポグラフィ測定システムＴＭＳの光学系６の一部を構成することがある。一部の実施形態では、ホモジナイザ及びコヒーレンス除去装置は単一モジュールとして設けられることがある。
【００８８】
[00087]  図７には、コヒーレンス除去装置及びホモジナイザの一例が示されている。これらは単一モジュールとして設けられることがある。コヒーレンス除去装置３４は、集光レンズ４０１の前に置かれた一組の透過素子４００、例えば透過ロッドを備える。ホモジナイザ３６は、平坦な反射する上面と下面とを備えた石英ロッド４０２を備える。第１のビーム部分３２は一組の透過素子４００に向けられる。一組の透過素子４００は、集光レンズ４０１に向けられ、その後ホモジナイザ３６に向けられる複数の放射ビームを提供する。一組の透過素子４００の各素子は、隣接する素子の光路長とは異なる光路長を有しており、放射のコヒーレンスを除去する又は低減させる。例えば、この差は、放射源ＲＳにより提供された放射の時間的コヒーレンス長より大きくてもよい。
【００８９】
[00088]  コヒーレンス除去装置３４及びホモジナイザ３６は、どちらも第１のビーム部分３２のエタンデュを増加させる効果を有する。例えば図７を参照すると、もし透過素子４００がなかったら、ビーム部分３２の焦点には回折限界があるだろう。透過素子４００があることにより、有効口径が１／４に減少するため、焦点は広くなる、すなわち５倍広くなる。これによって、エタンデュは増加した。石英ロッド４０２を参照すると、ロッドの入口は部分的に満たされているが、出口は均一に満たされている。ビーム部分３２の発散度は変化していないため、エタンデュは増加した。したがって、全体としてこのモジュールはエタンデュ増加を引き起こす。一般に、ビーム部分３２を横方向にインコヒーレントにすることは、（一定の場分布で）発散度を増加させることによって、もしくは（一定の発散度で）場分布を増加させることによって、又はその両方によってエタンデュを増加させることを意味する。
【００９０】
[00089]  コヒーレント光からインコヒーレント光を得るために（図７）、１０〜２０メートルの範囲の長さを有するマルチモードファイバが使用されることがある。コヒーレントにマルチモードファイバに入射する光が、インコヒーレントにファイバから出射することがある。
【００９１】
[00090]  一般に、コヒーレンス除去装置３４及びホモジナイザ３６は、第１のビーム部分３２のエタンデュを増加させることになる。エタンデュを増加させることは、トポグラフィ測定システムＴＭＳが比較的大きい放射場を用いることがあるため望ましいことがあり、このような放射場に比較的低いエタンデュを有する放射、例えば、放射源ＲＳから出力されたＴＥＭ００放射ビームを提供することは困難なことがある。約１Ｅ−７ｍ２Ｓｒ以上のエタンデュを有する放射が使用されることがある。
【００９２】
[00091]  第１のビーム部分がコヒーレンス除去装置及びホモジナイザを通過すると、調節された放射ビーム３９が出力される。調節された放射ビーム３９は、トポグラフィ測定システムＴＭＳによる使用に適している。
【００９３】
[00092]  ダイクロイックミラー３０により反射された放射の一部分は、第２のビーム部分４０と呼ばれることがある。第２のビーム部分４０は直線偏光されることがある。第２のビーム部分４０は、波長選択装置４２に向けられる。波長選択装置４２は、アライメントシステムＡＳにより使用されることになる放射の１つ以上の波長を第２のビーム部分４０から選択するように構成される。以上に詳しく記述したように、放射ビーム、したがって第２のビーム部分４０は単一モードビームであることがある。２つ以上のモードが存在するとアライメントシステムにエラーを発生させる可能性があるため、アライメントシステムＡＳにおいて単一モードを有する放射を使用することが望まれることがある。第２のビーム部分の全ての部分は、互いに干渉し合える必要がある。第２のビーム部分４０は単一モードＴＥＭ００ビームであることがある。このモードは最も小さいエタンデュを有し、小さいスポットサイズ及び小さい発散度を提供することになる。単一モードＴＥＭ００ビームは、例えば図４に示したタイプのアライメントシステム又は図５に示したタイプのアライメントシステムによって使用されることがある。例えば、約１Ｅ−１３ｍ２Ｓｒの比較的小さいエタンデュを有するビームを使用することが望ましいことがある。一般に、アライメントシステムにより使用される放射のエタンデュは、トポグラフィ測定システムにより使用される放射のエタンデュより桁違いに小さく、例えば少なくとも５桁小さいことがある。示された実施形態では、波長選択装置４２は、それぞれが異なる波長を上回る放射を反射し、その波長を下回る放射を透過するように構成された一組のダイクロイックミラーを備える。示された実施例では、第２のビーム部分４０は、３９０ｎｍ〜遠赤外（例えば２０００ｎｍ）の範囲の波長を有する放射から構成されることがある。波長選択装置４２の第１のダイクロイックミラー４４が、７００ｎｍより長い波長を有する全ての放射、すなわち全ての赤外線放射を反射する。次いで、反射された放射は、１５００ｎｍ以上の波長を有する全ての放射、すなわち遠赤外線放射を反射する第２のダイクロイックミラー４６へ通過する。これにより遠赤外線放射ビーム４７がもたらされる。遠赤外ビーム４７は直線偏光される。放射源ＲＳから出力された放射の偏光は保存されている。遠赤外ビーム４７の偏光を回転させるのに波長板６０が使用されることがある。調節された放射ビームと呼ばれることがある遠赤外ビーム４７は、アライメントシステムに入力されることがある。もし遠赤外ビーム４７が偏光されていなければ、ポラライザを使用して遠赤外ビームに所望の偏光を与えることができる。
【００９４】
[00093]  波長選択装置の第２のダイクロイックミラー４６により透過される放射は、近赤外線放射、すなわち７００〜１５００ｎｍの範囲の放射から構成される。この放射は、従来の（すなわちダイクロイックでない）ミラー４８により反射されることがあり、近赤外線放射ビーム４９をもたらす。近赤外ビーム４９の偏光を回転させるのに波長板６２が使用されることがある。調節された放射ビームと呼ばれることがある近赤外ビーム４９は、アライメントシステムＡＳに入力されることがある。もし近赤外ビーム４９が偏光されていなければ、ポラライザを使用して遠赤外ビームに所望の偏光を与えることができる。
【００９５】
[00094]  波長選択装置４２の第１のダイクロイックミラー４４により透過される放射は、可視波長範囲（すなわち３９０〜７００ｎｍ）内にある。この放射を反射するのに、従来の（すなわちダイクロイックでない）ミラー５０が使用されることがある。この放射は波長選択装置４２の第３のダイクロイックミラー５２に入射することがあり、第３のダイクロイックミラー５２は５７０ｎｍより長い波長を有する放射を反射するように構成される。これにより、５７０ｎｍから７００ｎｍの範囲の放射がもたらされる。この放射は、ここでは長波長可視放射ビーム５３と呼ばれる。長波長可視放射ビーム５３の偏光を回転させるのに波長板６４が使用されることがある。調節された放射ビームと呼ばれることがある長波長可視放射ビーム５３は、アライメントシステムＡＳに入力されることがある。もし長波長可視放射ビーム５３が偏光されていなければ、ポラライザを使用して長波長可視放射ビームに所望の偏光を与えることができる。
【００９６】
[00095]  第３のダイクロイックミラー５２により透過される放射は、３９０〜５７０ｎｍの範囲内にあり、短波長可視放射と呼ばれることがある。短波長可視放射５５は従来のミラー５４によって反射されることがある。この放射は、ここでは短波長可視放射ビーム５５と呼ばれる。短波長可視放射ビーム５５の偏光を回転させるのに波長板６６が使用されることがある。調節された放射ビームと呼ばれることがある短波長可視放射ビーム５５は、アライメントシステムＡＳに入力されることがある。もし短波長可視放射ビーム５５が偏光されていなければ、ポラライザを使用して短波長可視放射ビームに所望の偏光を与えることができる。
【００９７】
[00096]  したがって、波長選択装置４２は、それぞれが異なる波長範囲を有する４つの放射ビーム４７、４９、５３、５５を出力として提供する。これらの放射ビームはＴＥＭ００ビームであることがある。放射ビームは、以上で詳述されたようにアライメントシステムＡＳによって使用されることがある。
【００９８】
[00097]  波長選択装置４２は、異なる波長のより多い又はより少ない放射ビームを提供するように修正されることがある。これは、使用するダイクロイックミラーの数を増減させることによって達成されることがある。ダイクロイックミラー以外の波長選択素子が使用されることもある。
【００９９】
[00098]  波長選択装置は、入射放射ビームを複数のビーム部分に分離するため、波長ベースのビーム分離装置であると考えられることがある。波長ベースのビーム分離装置は、入射放射ビーム（又はビーム部分）を２つ、又は３つ以上のビーム部分に分離することがある。
【０１００】
[00099]  波長選択装置はまた、トポグラフィ測定システムＴＭＳのための第１のビーム部分３２を調節するのに使用されることがある。例えば、（以上で詳述したように）基板上に存在する材料層についての情報を得るために、トポグラフィ測定システムＴＭＳによって放射の異なる波長が使用されることがある。トポグラフィ測定システムＴＭＳによる使用のために選択される波長は、アライメントシステムＡＳによる使用のために選択される波長と異なることがある。
【０１０１】
[000100]  上記の波長選択装置では、比較的大きい波長範囲を有する放射ビームがアライメントシステムＡＳに提供される。より狭い波長帯域を有する放射を用いてアライメントシステムＡＳからアライメント信号を取得することが望ましいことがある。この場合には、所望の波長を有する放射を透過するフィルタを使用することがある。例えば、短波長可視放射５５から緑色放射を選択するためにフィルタが使用されることがある。このフィルタは、例えば、図５に示したアライメントシステムＡＳの検出器４３０Ａ、Ｂなどの検出器の前に置かれることがある。長波長可視放射５３から赤色放射を選択するために別のフィルタが使用されることもある。ここでもまた、フィルタは、例えば図５に示したアライメントシステムＡＳの検出器４３０Ａ、Ｂなどの検出器の前に置かれることがある。例えば検出器の前に位置する他のフィルタが使用されて、所望の近赤外波長及び所望の遠赤外波長を選択することがある。
【０１０２】
[000101]  フィルタは、例えばある波長帯域を選択することがある。フィルタは、例えば５〜２０ｎｍの帯域幅（例えば約１０ｎｍの帯域幅）を有する放射を選択することがある。
【０１０３】
[000102]  一般に、放射が基板Ｗに向けられる前か、放射が基板Ｗから反射された後のいずれかにフィルタが使用されて、アライメントシステムＡＳにより使用される放射の所望の波長を選択することがある。放射が基板Ｗ上に向けられる前にフィルタを使用することの利点は、基板Ｗに入射する放射の強度が低下することである。これは、基板Ｗ上のレジストが放射によって露光及び／又はアブレートされるリスクがある場合に望ましいことがある。
【０１０４】
[000103]  代替的な構成（図示せず）では、波長選択装置４２は、アライメントシステムＡＳにより使用される放射の特定の波長を選択するように構成されたミラーを備えることがある。これらは、例えば異なる屈折率を有する材料の交互層が設けられた、いわゆる多層ミラーであることがある。ミラーの層間の間隔は、各ミラーが特定の波長の放射を反射し、残りの波長が透過されるように選択されることがある。例えばミラーは、波長の帯域、例えば５〜２０ｎｍの帯域幅（例えば約１０ｎｍの帯域幅）を有する放射を反射することがある。
【０１０５】
[000104]  ある実施形態では、放射調節装置ＲＣにより提供される波長は調整可能であってよい。調整機能は、例えば所望の波長の放射を回折する格子を生成する１つ以上の音響光学変調器を使用することによって与えられることがある。
【０１０６】
[000105]  図６に示した実施形態では、放射源ＲＳから放出された放射は、紫外波長がトポグラフィ測定システムＴＭＳへ通過され、可視波長及び赤外波長がアライメントシステムＡＳへ通過されるように分割される。他の実施形態では、トポグラフィ測定システムＴＭＳ及びアライメントシステムＡＳへ通過される波長の分割は異なることがある。一部の実施形態では、一部の放射の波長は、トポグラフィ測定システムＴＭＳとアライメントシステムＡＳの両方によって使用されることがある。例えば、可視放射波長は、トポグラフィ測定システムＴＭＳとアライメントシステムＡＳの両方によって使用されることがある。
【０１０７】
[000106]  図６に示した実施形態では、放射システムＲＹは、２つのタイプの測定システム、すなわちトポグラフィ測定システムＴＭＳ及びアライメントシステムＡＳにより使用される放射を提供するために使用される。他の実施形態では、放射システムＲＹにより提供される放射は、（例えば、トポグラフィ測定システムＴＭＳ及び／又はアライメントシステムＡＳに加えて又はこの代わりに）他のタイプの測定システムによって使用されることがある。一般に、放射調節装置ＲＣは、放射ビームを少なくとも２つのビーム部分に分離し、少なくとも２つのビーム部分を異なるように調節するように構成されることがある。少なくとも２つのビーム部分の調節は、少なくとも２つの測定システムへ提供され、受け取られる前に行われることがある。したがって、放射ビームは、ターゲットとの相互作用の前に分割及び調節される。
【０１０８】
[000107]  少なくとも２つのビーム部分の一部分を受け取るように構成された測定システムは、異なるシステムタイプであっても、同じようなシステムタイプであってもよい。
【０１０９】
[000108]  放射システムＲＹから出力された放射は、放射ビームを基板テーブル上に位置する回折格子上に向け、結果として生じる回折縞の位相を測定する基板テーブル位置測定システムによって使用されることがある。この測定はモアレ検出原理に基づくことがあるため、時間的コヒーレンスではなく、横（空間的）コヒーレンスを有する放射を使用することがある。例えば、放射は、例えば７８０ｎｍ（＋／−５０ｎｍ）の赤外波長を有することがある。放射は直線偏光されることがある。格子は格子スケールと呼ばれることがある。
【０１１０】
[000109]  より詳細には、位置測定システムは、ダブルパス干渉格子エンコーダを備えることがある。コリメートされた直線偏光ビームが、放射システムＲＹから偏光維持単一モードファイバを介して伝送され、基板テーブル上の格子に向けられることがある。この格子は、溝の深さがλ／４の反射型位相格子であり、１次回折ビームの強度を増加させつつ０次回折次数を抑制することがある。放射ビームはこの格子によって正の回折角及び負の回折角に回折され、それぞれが干渉計のアームを形成する。干渉計の各アームでは、放射が静的格子によって回折され、そしてλ／４板を介してポロプリズムへ通過する。λ／４板は、干渉計の各アームで反対の符号を有する。ポロプリズムは、測定方向に対して横方向の放射へのシフトを適用する。放射は、ポロプリズムからλ／４板及び静的格子を経由して基板テーブル上の格子に戻る。λ／４板の累積効果は、干渉計の２つのアームの放射ビームに互いに逆回りの円偏光を適用することである。干渉計アームからの放射は再結合されて、基板テーブル上の格子により回折されると追加の位相シフトを受ける。ここで干渉計アーム間の位相差は８πΔｘ／ｐに等しく、Δｘは基板テーブル上の格子の変位であり、ｐはその格子のピッチである。干渉計アームから戻される放射の偏光状態は互いに逆回りの円偏光であるため、各干渉計アームから戻される放射を区別するのにホモダイン位相アナライザを使用することがある。
【０１１１】
[000110]  放射システムＲＹから出力された放射は、ＥＵＶリソグラフィ装置の一部を構成し得るＥＵＶ露光放射源の燃料液滴メトロロジシステムによって使用されることがある。ＥＵＶ露光放射源は、レーザ放射のパルスが向けられるスズなどの燃料の液滴を提供するように構成された液滴生成器を備えることがある。レーザ放射は燃料をＥＵＶ放出プラズマに変換する。燃料液滴メトロロジシステムは液滴の位置を監視し、レーザ放射が確実に燃料液滴に入射するように、レーザ放射ビーム及び／又は液滴生成器の調整を可能にする。燃料液滴メトロロジシステムは、液滴が通過するエリアを照明し、カメラを使用して液滴の像を捉える。放射システムＲＹは、液滴が通過する１つ以上のエリアを照明するのに使用される放射を提供することがある。この放射は、燃料液滴が通過する１つ以上の放射のカーテンとして提供されることがある。放射のカーテンは均一であることが望ましいことがある。その結果、放射のカーテンを形成するために使用される放射は、コヒーレンス除去装置及びホモジナイザを使用して調節されることがある。異なる放射のカーテンが提供されることもある。これらは同じ波長を有することも、異なる波長を有することもある。放射は、例えば１つ以上の赤外波長を備えることがある。例示的な波長は８００ｎｍ（＋／−５０ｎｍ）及び１１５０ｎｍ（＋／−５０ｎｍ）である。燃料液滴を照明する放射のコーンが提供されることもある。この場合もまた、放射はコヒーレンス除去装置及びホモジナイザを使用して調節されることがある。放射のコーンは、例えば赤外波長を有することがある。例示的な波長は９００ｎｍ（＋／−５０ｎｍ）である。
【０１１２】
[000111]  放射システムＲＹから出力された放射は、レチクル検査システムによって使用されることがある。レチクル検査システムはリソグラフィ装置の一部を構成することがある。レチクル検査システムは、レチクルから反射した放射を検出する検出器とともに、レチクルの表面にレーザビームをスキャンするスキャンレーザシステムを備えることがある。検出は暗視野照明に基づくことがある。レチクル検査システムにより使用される放射ビームは単一モードビーム（例えばＴＥＭ００）であることがある。放射ビームは、例えば赤外波長（例えば、８００ｎｍ＋／−５０ｎｍ）を有することがある。レチクル検査システムは、パルス放射ではなく、連続波（ＣＷ）放射とともに使用するように設計されることがある。別記のように、放射システムＲＹから出力された放射はパルス化されていることがある。しかしながら、このことは、レチクル検査システムの検出器の取得時間が放射システムＲＹから出力された放射パルスの間の間隔より長い場合には、レチクル検査システムの使用に悪影響を及ぼすことはない。例えば、放射システムＲＹから出力された放射のパルス繰り返し率が、検出器の応答周波数より３倍以上速いことがある。
【０１１３】
[000112]  本発明の実施形態は、透過型光学系を備えたリソグラフィ装置との関連で説明してきた。しかしながら、他の実施形態は反射型光学系を備えたリソグラフィ装置の一部を構成することがある。
【０１１４】
[000113]  図１では、放射システムＲＹはリソグラフィ装置ＬＡ内に位置するように示されている。リソグラフィ装置は、例えばリソグラフィ装置がＥＵＶリソグラフィ装置である場合に、真空などの制御された環境を備えることがある。この場合、放射システムＲＹの放射源ＲＳ及び放射調節装置ＲＣの一方又は両方は、制御された環境の外側に位置し、放射が制御された環境内の測定システムに（例えば光ファイバを介して）結合されることがある。一般に、放射システムＲＹは、任意の所望の場所に設けられることがあり、放射は、放射システムから測定システムに（例えば光ファイバを介して）結合されることがある。
【０１１５】
[000114]  ある実施形態では、放射システムＲＹは、アライメントシステムＡＳとトポグラフィ測定システムＴＭＳの両方により同時に使用される放射を提供することがある。
【０１１６】
[000115]  ある実施形態では、放射システムＲＹは、２つ以上のタイプの測定システムにより同時に使用される放射を提供することがある。例えば、２つ以上のタイプの測定システムが同じ放射システムＲＹを使用する。放射源ＲＳは、例えば、アライメントシステムＡＳ、トポグラフィ測定システムＴＭＳ、位置測定システム、燃料液滴メトロロジシステム、レチクル検査システムのうちの２つ以上により同時に使用される放射を提供することがある。
【０１１７】
[000116]  図６に示した実施形態では、放射源ＲＳから出力された放射ビームは、ダイクロイックミラー３０によって２つのビーム部分３２、４０に分離される。ダイクロイックミラーは、波長ベースのビーム分離装置の一例である。
【０１１８】
[000117]  他の実施形態では、ビーム分離装置は、放射ビームの一部と交差するように構成されたリフレクタであって、その一部を反射し、放射ビームの残りの部分を反射しないリフレクタであることがある。３つ以上の放射ビーム部分を生成するために、このような部分的に交差するリフレクタを２つ以上使用することがある。リフレクタの上流の放射ビームの断面サイズを大きくするために、ビームエキスパンダを使用することがある。部分的に交差するリフレクタの上流側にフォーカスレンズが配置され、部分的に交差するリフレクタはこのレンズの焦点にあることがある。このような構成が用いられるとき、部分的に交差するリフレクタにより反射される放射ビームの一部は、部分的に交差するリフレクタの上流の放射ビームの角度分布によって決定されることがある。
【０１１９】
[000118]  他の実施形態では、ビーム分離装置は、放射ビームの一部又は放射ビーム部分と周期的に交差し、これを反射するように構成されることがある。例えば、放射ビームを周期的に遮断するのに使用され得る、いわゆるチョッパ（chopper）と類似した、半径方向に分布した開口を有する回転反射ディスクが使用されることがある。
【０１２０】
[000119]  他の実施形態では、ビーム分離装置は、第１の偏光を有する放射ビームの一部を反射するように構成され、第２の偏光を有する放射ビームの一部を透過するように構成された偏光ビームスプリッタを備えることがある。
【０１２１】
[000120]  他の実施形態では、ビーム分離装置は、放射ビーム又は放射ビーム部分を少なくとも２つの部分に分離するように構成された電気光学素子を備えることがある。電気光学装置は、例えばポッケルスセルや音響光学可変波長フィルタであることがある。
【０１２２】
[000121]  ビーム分離装置の上記の例は、放射ビームを分離することとの関連で説明されている。しかしながら、それらは放射ビーム部分を分離するために代替的に（又は付加的に）使用されることがある。
【０１２３】
[000122]  上記のビーム分離装置はそれぞれが単数で説明されている。しかしながら、例えば３つ以上の放射ビーム部分を形成するために、複数のビーム分離装置が設けられることがある。
【０１２４】
[000123]  本文では、ＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用について具体的な言及がなされていることがあるが、本明細書で説明されたリソグラフィ装置は他の用途を有することもあることが理解されるべきである。考えられる他の用途には、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用ガイダンス及び検出パターン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＲＣＤ）、薄膜磁気ヘッドなどの製造が含まれる。
【０１２５】
[000124]  本文では、リソグラフィ装置との関連で本発明の実施形態について具体的な言及がなされていることがあるが、本発明の実施形態は他の装置において使用されることもある。本発明の実施形態は、マスク検査装置、メトロロジ装置、又はウェーハ（もしくは他の基板）又はマスク（もしくは他のパターニングデバイス）などの物体を測定又は処理する任意の装置の一部を構成することがある。例えば、本発明の実施形態は、リソグラフィ装置によりパターンが投影された基板の特性を測定するのに使用されるメトロロジ装置の一部を構成することがある。メトロロジ装置は、アライメントシステムを含むことがあり、トポグラフィ測定システムＴＭＳを含むことがある。メトロロジ装置は、位置センシング干渉計などの上述の他のシステムを含むこともある。ある実施形態では、メトロロジシステムは、スキャトロメトリシステム（Yieldstar（登録商標）と呼ばれることがある）を含むことがある。スキャトロメトリシステムは、重ねて配置される（例えば基板上の異なる材料層に設けられる）２つの格子により形成された１次回折次数間の放射強度の不均衡を測定するように構成されることがある。この不均衡は格子間の相対アライメントを示す。スキャトロメトリシステムは、異なる波長を有する放射を使用して同じ位置で（例えば同時に）多重測定を行うことがある。スキャトロメトリシステムは、異なる位置で同時に多重測定を行うこともある。スキャトロメトリシステムにより使用される放射は偏光されることがある。スキャトロメトリシステムにより使用される放射は、４００〜９００ｎｍの範囲の１つ以上の波長を有することがある。放射は０．５ｍｍ未満のコヒーレンス長を有することがある。放射は約１Ｅ−９ｍ２Ｓｒ以上のエタンデュを有することがある。放射はコヒーレンス除去装置及びホモジナイザによって調節されていることがある。
【０１２６】
[000125]  マスク検査装置、メトロロジ装置、及びその他の測定又は処理装置は一般にリソグラフィツールと呼ばれることがある。このようなリソグラフィツールは、真空条件又は周囲（非真空）条件を使用することがある。
【０１２７】
[000126]  以上、光リソグラフィとの関連において、本発明の実施形態を用いることについて具体的に言及してきたが、本発明は、インプリントリソグラフィ及び／又は適応型製造などのその他の用途に使用されてもよく、文脈が許す限り、光リソグラフィに限定されないことが理解されるであろう。
【０１２８】
[00127]  文脈上許される場合、本発明の実施形態は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、又はそれらの任意の組み合わせにおいて実装することができる。本発明の実施形態は、１つ以上のプロセッサにより読み取られて実行され得る、機械可読媒体に記憶された命令として実装することも可能である。機械可読媒体は、機械（例えばコンピューティングデバイス）により読み取り可能な形態で情報を記憶又は伝送するための任意の機構を含むことができる。さらに、ファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、命令は、特定のアクションを実行するものとして本明細書で説明されることがある。しかしながら、そのような説明は単に便宜上のものであり、そのようなアクションは実際には、ファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、命令などを実行するコンピューティングデバイス、プロセッサ、コントローラ、又は他のデバイスから生じ、実行する際、アクチュエータ又は他のデバイスが物質世界と相互作用し得ることを理解すべきである。
【０１２９】
[00128]  以上、本発明の特定の実施形態を説明したが、説明とは異なる方法でも本発明を実践できることは理解されよう。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１】
2022501632.tif 000005
【図２】
2022501632.tif 000006
【図３】
2022501632.tif 000007
【図４】
2022501632.tif 000008
【図５】
2022501632.tif 000009
【図６】
2022501632.tif 000010
【図７】
2022501632.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】令和3年4月1日(2021.4.1)
【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】
放射源及び放射調節装置を備えた放射システムであって、
前記放射源が、紫外線から赤外線に及ぶ波長を有する放射ビームを提供するように構成され、
前記放射調節装置が、前記放射ビームを少なくとも２つのビーム部分に分離するように構成され、前記少なくとも２つのビーム部分を、少なくとも２つの測定システムによって受け取られる前に、異なるように調節するようにさらに構成されている、放射システム。
【請求項２】
前記放射調節装置が、第１のビーム部分を調節して第１のタイプの測定システムによる使用のために調節された放射を提供し、第２のビーム部分を調節して第２のタイプの測定システムによる使用のために調節された放射を提供するように構成されている、請求項１の放射システム。
【請求項３】
前記放射調節装置が、１つ以上の前記ビーム部分からコヒーレンスを除去する又は低減させるように構成されたコヒーレンス除去装置を備える、請求項１又は２の放射システム。
【請求項４】
前記放射調節装置が、１つ以上の前記ビーム部分の不均一性を減らすように構成されたホモジナイザを備える、請求項１から３の何れか一項の放射システム。
【請求項５】
前記放射調節装置が、前記放射ビーム又は放射ビーム部分を波長に基づいて少なくとも２つのビーム部分に分離するように構成された波長ベースのビーム分離装置を備える、請求項１から４の何れか一項の放射システム。
【請求項６】
前記放射調節装置が、前記放射ビームの一部又は放射ビーム部分の一部と交差するように構成され、その一部を反射するが前記放射ビーム又は放射ビーム部分の残りの部分を反射しないビーム分離装置を備える、請求項１から５の何れか一項の放射システム。
【請求項７】
前記放射調節装置が、前記放射ビームの一部又は放射ビーム部分と周期的に交差し、これを反射するように構成されたビーム分離装置を備える、請求項１から６の何れか一項の放射システム。
【請求項８】
前記放射調節装置が、第１の偏光を有する前記放射ビームの一部又は放射ビーム部分を反射するように構成され、第２の偏光を有する前記放射ビームの一部又は放射ビーム部分を透過するように構成された偏光ビームスプリッタを備える、請求項１から７の何れか一項の放射システム。
【請求項９】
前記放射調節装置が、前記放射ビーム又は放射ビーム部分を少なくとも２つの部分に分離するように構成された電気光学素子を備えた、請求項１から８の何れか一項の放射システム。
【請求項１０】
前記放射調節システムが、前記少なくとも２つのビーム部分の偏光を回転させることができるように構成された複数の波長板をさらに備えた、請求項１から９の何れか一項の放射システム。
【請求項１１】
前記第１のタイプの測定システムが、トポグラフィ測定システム又は燃料液滴メトロロジシステムを含む、請求項２の放射システム。
【請求項１２】
前記第２のタイプの測定システムが、アライメントシステム、位置測定システム、メトロロジシステム、又はレチクル検査システムを含む、請求項２の放射システム。
【請求項１３】
パターンをパターニングデバイスから基板に転写するように構成されたリソグラフィ装置であって、
前記リソグラフィ装置が、第１のタイプの測定システム及び第２のタイプの測定システムを備え、
前記リソグラフィ装置が、放射源及び放射調節装置を備えた放射システムをさらに備え、
前記放射源が、紫外線から赤外線に及ぶ波長を有する放射ビームを提供するように構成され、
前記放射調節装置が、
前記放射ビームを第１のビーム部分及び第２のビーム部分に分離し、
前記第１のビーム部分を調節して、前記第１のタイプの測定システムに提供される調節された放射を提供し、
前記第２のビーム部分を調節して、前記第２のタイプの測定システムに提供される調節された放射を提供する
ように構成されている、リソグラフィ装置。
【請求項１４】
基板の特性を測定するように構成されたリソグラフィツールであって、
前記リソグラフィツールが、第１のタイプの測定システム及び第２のタイプの測定システムを備え、
前記リソグラフィツールが、放射源及び放射調節装置を備えた放射システムをさらに備え、
前記放射源が、紫外線から赤外線に及ぶ波長を有する放射ビームを提供するように構成され、
前記放射調節装置が、
前記放射ビームを第１のビーム部分及び第２のビーム部分に分離し、
前記第１のビーム部分を調節して、前記第１のタイプの測定システムに提供される調節された放射を提供し、
前記第２のビーム部分を調節して、前記第２のタイプの測定システムに提供される調節された放射を提供する
ように構成されている、リソグラフィツール。
【請求項１５】
紫外線から赤外線に及ぶ波長を有する放射ビームを提供することと、
前記放射ビームを少なくとも２つのビーム部分に分離することと、
前記少なくとも２つのビーム部分を異なるように調節すること、を含み、
第１のビーム部分が、第１のタイプの測定システムによる使用のために調節され、
第２のビーム部分が、第２のタイプの測定システムによる使用のために調節される、方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
[0001]  この出願は、２０１８年９月２１日に出願された欧州出願１８１９５８８６．９の優先権を主張し、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
[0002]  本発明は、リソグラフィ装置又はリソグラフィツールにおける様々なタイプの測定システムにより使用され得る放射を提供するように構成された放射システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
[0003]  リソグラフィ装置は、基板に所望のパターンを適用するように構築された機械である。リソグラフィ装置は、例えば集積回路（ＩＣ）の製造において使用可能である。リソグラフィ装置は、例えばパターニングデバイス（例えばマスク）のパターン（「設計レイアウト」又は「設計」と称されることも多い）を、基板（例えばウェーハ）上に提供された放射感応性材料（レジスト）層に投影し得る。
【０００４】
[0004]  半導体製造プロセスが進歩し続けるのとともに、回路素子の寸法は、一般に「ムーアの法則」と呼ばれる傾向に従って絶えず縮小され、一方でデバイス当たりのトランジスタなどの機能素子の量は数十年にわたって着実に増加している。ムーアの法則に対応するために、半導体産業は、ますます小さなフィーチャを作製できるようにする技術を追求している。基板上にパターンを投影するために、リソグラフィ装置は電磁放射を用いることができる。露光放射と呼ばれることがあるこの放射の波長は、基板上にパターン形成されるフィーチャの最小サイズを決定する。現在使用されている露光放射の典型的な波長は、３６５ｎｍ（ｉ線）、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ及び１３．５ｎｍである。４ｎｍから２０ｎｍの範囲内、例えば６．７ｎｍ又は１３．５ｎｍの波長を有する極端紫外線（ＥＵＶ）露光放射を使用するリソグラフィ装置を使用して、例えば１９３ｎｍの波長を有する露光放射を使用するリソグラフィ装置よりも小さなフィーチャを基板上に形成することができる。
【０００５】
[0005]  基板上に設けられた放射感応性材料層上にパターニングデバイスからパターンが投影される前に、基板のトポグラフィが測定される。これを達成するために、リソグラフィ装置にトポグラフィ測定システムが設けられる。トポグラフィ測定システムは、基板上に放射を向け、反射された放射を測定することによって基板の表面にわたって基板の高さを測定する。この放射は測定放射と呼ばれることがある。高さ測定値を使用して、基板上へのパターンの正確な投影を支援する高さマップが形成される。
【０００６】
[0006]  リソグラフィプロセスを制御してデバイスフィーチャを正確に基板上に配置するために、一般に基板上にアライメントマークが設けられ、リソグラフィ装置は、基板上のアライメントマークの位置を正確に測定することができるアライメントシステムを備える。アライメントシステムは放射を基板上に向け、反射された放射を測定する。この放射は測定放射と呼ばれることがある。アライメントシステムは実質的に位置測定装置である。様々なタイプのアライメントマーク、及び様々なタイプのアライメントセンサを備えたアライメントシステムが知られており、例えば、異なる製造業者により提供されている。
【０００７】
[0007]  トポグラフィ測定システム及びアライメントシステムは、異なるタイプの測定システムと見なされることがある。異なるタイプの測定システムにより使用される測定放射を提供することは複雑で費用がかかる可能性がある。
【発明の概要】
【０００８】
[0008]  例えば、本明細書で特定されるか他のどこかで特定されるかにかかわらず、従来技術の１つ以上の問題を防ぐ又は緩和するトポグラフィ測定システムを提供することが望ましいことがある。
【０００９】
[0009]  本発明の第１の態様によれば、放射源及び放射調節装置を備えた放射システムであって、放射源が、紫外線から赤外線に及ぶ波長を有する放射ビームを提供するように構成され、放射調節装置が、放射ビームを少なくとも２つのビーム部分に分離するように構成され、少なくとも２つのビーム部分を異なるように調節するようにさらに構成された放射システムが提供される。
【００１０】
[00010]  放射システムは、有利には、異なるように調節され、したがって、異なる用途に使用され得る２つのビーム部分を提供する。これは、異なるように調節された放射ビームを提供するように構成された２つの別々の放射源を設けることよりも単純なこと及び／又は信頼できることがある。
【００１１】
[00011]  放射調節装置は、第１のビーム部分を調節して第１のタイプの測定システムによる使用のために調節された放射を提供し、第２のビーム部分を調節して第２のタイプの測定システムによる使用のために調節された放射を提供するように構成されることがある。
【００１２】
[00012]  放射調節装置は、１つ以上のビーム部分からコヒーレンスを除去する又は低減させるように構成されたコヒーレンス除去装置を備えることがある。
【００１３】
[00013]  放射調節装置は、１つ以上のビーム部分のエタンデュを増加させるように構成されることがある。
【００１４】
[00014]  放射調節装置は、１つ以上のビーム部分の不均一性を減らすように構成されたホモジナイザを備えることがある。
【００１５】
[00015]  放射調節装置は、放射ビーム又は放射ビーム部分を波長に基づいて少なくとも２つのビーム部分に分離するように構成された波長ベースのビーム分離装置を備えることがある。
【００１６】
[00016]  波長ベースのビーム分離装置は、異なる波長を有する３つ以上のビーム部分を提供するように構成されることがある。
【００１７】
[00017]  波長ベースのビーム分離装置は、少なくとも１つのダイクロイックミラーを備えることがある。
【００１８】
[00018]  放射調節装置は、放射ビームの一部又は放射ビーム部分の一部と交差するように構成されたビーム分離装置であって、その一部を反射するが、放射ビーム又は放射ビーム部分の残りの部分を反射しないビーム分離装置を備えることがある。
【００１９】
[00019]  放射調節装置は、放射ビームの一部又は放射ビーム部分と周期的に交差し、これを反射するように構成されたビーム分離装置を備えることがある。
【００２０】
[00020]  放射調節装置は、第１の偏光を有する放射ビームの一部又は放射ビーム部分を反射するように構成され、第２の偏光を有する放射ビームの一部又は放射ビーム部分を透過するように構成された偏光ビームスプリッタを備えることがある。
【００２１】
[00021]  放射調節装置は、放射ビーム又は放射ビーム部分を少なくとも２つの部分に分離するように構成された電気光学素子を備えることがある。
【００２２】
[00022]  放射調節システムは、少なくとも２つのビーム部分の偏光を回転させることができるように構成された複数の波長板をさらに備えることがある。
【００２３】
[00023]  第１のタイプの測定システムは、トポグラフィ測定システム又は燃料液滴メトロロジシステムを含むことがある。
【００２４】
[00024]  第２のタイプの測定システムは、アライメントシステム、位置測定システム、メトロロジシステム、又はレチクル検査システムを含むことがある。
【００２５】
[00025]  本発明の第２の態様によれば、パターンをパターニングデバイスから基板に転写するように構成されたリソグラフィ装置であって、リソグラフィ装置が、第１のタイプの測定システム及び第２のタイプの測定システムを備え、リソグラフィ装置が、放射源及び放射調節装置を備えた放射システムをさらに備え、放射源が、紫外線から赤外線に及ぶ波長を有する放射ビームを提供するように構成され、放射調節装置が、放射ビームを第１のビーム部分及び第２のビーム部分に分離し、第１のビーム部分を調節して、第１のタイプの測定システムに提供される調節された放射を提供し、第２のビーム部分を調節して、第２のタイプの測定システムに提供される調節された放射を提供するように構成されたリソグラフィ装置が提供される。
【００２６】
[00026]  本発明の第１の態様の特徴は、本発明の第２の態様と組み合わせられることがある。
【００２７】
[00027]  本発明の第３の態様によれば、基板の特性を測定するように構成されたリソグラフィツールであって、リソグラフィツールが、第１のタイプの測定システム及び第２のタイプの測定システムを備え、リソグラフィツールが、放射源及び放射調節装置を備えた放射システムをさらに備え、放射源が、紫外線から赤外線に及ぶ波長を有する放射ビームを提供するように構成され、放射調節装置が、放射ビームを第１のビーム部分及び第２のビーム部分に分離し、第１のビーム部分を調節して第１のタイプの測定システムに提供される調節された放射を提供し、第２のビーム部分を調節して第２のタイプの測定システムに提供される調節された放射を提供するように構成されたリソグラフィツールが提供される。
【００２８】
[00028]  本発明の第１の態様の特徴は、本発明の第３の態様と組み合わせられることがある。
【００２９】
[00029]  本発明の第４の態様によれば、紫外線から赤外線に及ぶ波長を有する放射ビームを提供すること、放射ビームを少なくとも２つのビーム部分に分離すること、及び少なくとも２つのビーム部分を異なるように調節することを含む方法が提供される。
【００３０】
[00030]  第１のビーム部分が第１のタイプの測定システムによる使用のために調節され、第２のビーム部分が第２のタイプの測定システムによる使用のために調節されることがある。
【００３１】
[00031]  ビーム部分の調節が、コヒーレンスを除去する又は低減させること、エタンデュを増加させること、不均一性を減らすこと、波長に依存した選択のうちの少なくとも１つを含むことがある。
【００３２】
[00032]  本発明の第４の態様の方法は、本発明の第１の態様に係る放射システムの特徴を用いることがある。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
[00033]  本発明の実施形態を、添付の図面を参照して、単なる例示として以下に説明する。
【００３４】
【図１】本発明の実施形態に係る放射システムを備えるリソグラフィ装置の図式的概観を示す。
【図２】本発明の実施形態に係るトポグラフィ測定システム及び放射システムを概略的に示す。
【図３】本発明の実施形態により使用され得るアライメントマークを概略的に示す。
【図４】本発明の実施形態に係るアライメントシステム及び放射システムを概略的に示す。
【図５】本発明の実施形態に係る代替的なアライメントシステム及び放射システムを概略的に示す。
【図６】本発明の実施形態に係る放射システムを概略的に示す。
【図７】図６の放射システムの一部を構成し得るコヒーレンス除去装置及びホモジナイザを概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
[00034]  本明細書では、リソグラフィ装置によって使用される露光放射は、紫外線（例えば３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ又は１２６ｎｍの波長を有する）及びＥＵＶ（極端紫外線放射、例えば、約５〜１００ｎｍの範囲の波長を有する）を含む任意の適切な波長を有し得る。
【００３６】
[00035]  「レチクル」、「マスク」、又は「パターニングデバイス」という用語は、本文で用いる場合、基板のターゲット部分に生成されるパターンに対応して、入来する放射ビームにパターン付き断面を与えるため使用できる汎用パターニングデバイスを指すものとして広義に解釈され得る。また、この文脈において「ライトバルブ」という用語も使用できる。古典的なマスク（透過型又は反射型マスク、バイナリマスク、位相シフトマスク、ハイブリッドマスク等）以外に、他のそのようなパターニングデバイスの例は、プログラマブルミラーアレイ及びプログラマブルＲＣＤアレイを含む。
【００３７】
[00036]  図１は、本発明のある実施形態に係る放射システムＲＹを備えたリソグラフィ装置ＬＡを概略的に示している。放射システムＲＹは、放射源ＲＳ及び放射調節装置ＲＣを備える。放射システムＲＹは、測定放射と呼ばれることがある放射を、アライメントシステムＡＳとトポグラフィ測定システムＴＭＳとに提供するように構成される。
【００３８】
[00037]  リソグラフィ装置ＬＡは、露光放射ビームＢ（例えば、ＵＶ放射、ＤＵＶ放射又はＥＵＶ放射）を調節するように構成された照明システム（イルミネータとも呼ばれる）ＩＬと、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築され、特定のパラメータに従ってパターニングデバイスＭＡを正確に位置決めするように構成された第１のポジショナＰＭに接続されたマスクサポート（例えば、マスクテーブル）ＭＴと、基板（例えば、レジストコートウェーハ）Ｗ２を保持するように構築され、特定のパラメータに従って基板サポートを正確に位置決めするように構成された第２のポジショナＰＷ２に接続された基板サポート（例えば、ウェーハテーブル）ＷＴ２と、基板（例えば、レジストコートウェーハ）Ｗ１を保持するように構築され、アライメントシステムＡＳ及びトポグラフィ測定システムＴＭＳに対して基板サポートを正確に位置決めするように構成された第３のポジショナＰＷ３に接続された別の基板サポート（例えば、ウェーハテーブル）ＷＴ１と、パターニングデバイスＭＡにより露光放射ビームＢに付与されたパターンを基板Ｗ２のターゲット部分Ｃ（例えば、１つ以上のダイを備える）上に投影するように構成された投影システム（例えば、屈折投影レンズシステム）ＰＳと、を備える。
【００３９】
[00038]  本明細書で示すように、本装置は、（例えば透過型マスクを使用する）透過タイプである。あるいは、装置は、（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、又は反射型マスクを使用する）反射タイプでもよい。
【００４０】
[00039]  動作中、照明システムＩＬは、放射源ＳＯから、例えばビームデリバリシステムＢＤを介して露光放射ビームを受け取る。照明システムＩＬは、放射の誘導、整形、及び／又は制御を行うための、屈折、反射、磁気、電磁気、静電気などの様々なタイプの光学コンポーネント、及び／又は他のタイプの光学コンポーネント、又はそれらの任意の組み合わせを備えることがある。イルミネータＩＬを使用して、パターニングデバイスＭＡの平面において、露光放射ビームＢをその断面に所望の空間及び角度強度分布を有するように調節することがある。
【００４１】
[00040]  本明細書で用いられる「投影システム」ＰＳという用語は、使用する露光放射、及び／又は液浸液の使用や真空の使用のような他のファクタに合わせて適宜、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、アナモルフィック光学システム、磁気光学システム、電磁気光学システム、及び／又は静電気光学システム、又はそれらの任意の組み合わせを含む様々なタイプの投影システムを包含するものとして広義に解釈するべきである。本明細書で「投影レンズ」という用語が使用される場合、これは更に一般的な「投影システム」ＰＳという用語と同義と見なすことができる。
【００４２】
[00041]  リソグラフィ装置ＬＡは、投影システムＰＳと基板Ｗ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例えば水のような比較的高い屈折率を有する液体で覆うことができるタイプでもよい。これは液浸リソグラフィとも呼ばれる。液浸技法に関する更なる情報は、参照により本願に含まれる米国特許６９５２２５３号に与えられている。
【００４３】
[00042]  動作中、露光放射ビームＢは、マスクサポートＭＴ上に保持される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ＭＡ上に存在するパターン（デザインレイアウト）によってパターン付与される。マスクＭＡを横断した後、露光放射ビームＢは、投影システムＰＳを通過し、投影システムＰＳは、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上に露光ビームを合焦させる。第２のポジショナＰＷ及び位置測定システムＩＦの助けにより、基板サポートＷＴ２は、例えば、合焦され位置合わせされた位置に露光放射ビームＢの経路上の異なるターゲット部分Ｃを位置決めするために正確に移動することができる。同様に、第１のポジショナＰＭ、及び場合により別の位置センサ（図１に明示的には示されていない）を使用して、露光放射ビームＢの経路に対してパターニングデバイスＭＡを正確に位置決めすることがある。パターニングデバイスＭＡ及び基板Ｗは、マスクアライメントマーク（図示せず）及び基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を用いて位置合わせされることがある。図示したような基板アライメントマークＰ１、Ｐ２は専用のターゲット部分を占めるが、それらはターゲット部分間の空間に位置することがある。基板アライメントマークＰ１、Ｐ２は、ターゲット部分Ｃ間に位置する場合、スクライブラインアライメントマークとして知られている。
【００４４】
[00043]  本発明を明確にするために、デカルト座標系が用いられる。デカルト座標系は、３つの軸、すなわちｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸を有する。３つの軸のそれぞれは、他の２つの軸と直交する。ｘ軸を中心とする回転は、Ｒｘ回転と呼ばれる。ｙ軸を中心とする回転は、Ｒｙ回転と呼ばれる。ｚ軸を中心とする回転は、Ｒｚ回転と呼ばれる。ｘ軸及びｙ軸は水平面を定義するのに対して、ｚ軸は垂直方向にある。デカルト座標系は本発明を限定しているのではなく、明確化のためにのみ用いられる。代わりに、円筒座標系などの別の座標系を用いて本発明を明確にすることもある。デカルト座標系の向きは、例えばｚ軸が水平面に沿った成分を有するように異なることがある。
【００４５】
[00044]  図に示すように、リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）又はそれ以上の基板テーブルＷＴ１、ＷＴ２を有するタイプであることがある。デュアルステージリソグラフィ装置では、１つの基板Ｗ２の露光（「基板の露光」とは、前述のように、パターン付与された露光放射の基板への投影を意味する）が行われている間に、別の基板Ｗ１の特性を測定できるようにするために、２つの基板テーブルＷＴ１、ＷＴ２が設けられる。
【００４６】
[00045]  図１に示したデュアルステージリソグラフィ装置では、アライメントシステムＡＳが図の左側に設けられる。トポグラフィ測定システムＴＭＳも図の左側に設けられる。投影システムＰＬは、図の右側に設けられる。アライメントシステムＡＳは、第１の基板テーブルＷＴ１上に保持される基板Ｗ１上に設けられたアライメントマークの位置（ボックスＰ１、Ｐ２で概略的に示される）を測定する。トポグラフィ測定システムＴＭＳは基板Ｗ１のトポグラフィを測定する。同時に、投影システムＰＬによって、第２の基板テーブルＷＴ２上に保持された基板Ｗ２上にパターンが投影される。第１の基板テーブルＷＴ１により支持された基板Ｗ１の測定が完了し、第２の基板テーブルＷＴ２により支持された基板Ｗ２の露光が完了したとき、基板テーブルの位置は取り換えられる。その後、第１の基板テーブルＷＴ１により支持された基板Ｗ１は、投影システムＰＬにより投影されたパターン付与された露光放射を使用して露光される。第２の基板テーブルＷＴ２により支持された既に露光されたウェーハＷ２は、後続の処理のために基板テーブルから除去される。その後、投影システムＰＬにより投影されたパターン付与された露光放射を使用する露光に先立って、アライメントシステムＡＳ及びトポグラフィ測定システムＴＭＳによる測定のために、別の基板が第２の基板テーブルＷＴ２上に配置される。
【００４７】
[00046]  干渉計（図示せず）及び／又は他の位置測定手段を使用して、アライメント測定及びトポグラフィ測定の間、基板テーブルＷＴ１の位置を監視することがある。プロセッサＰＲは、アライメントシステムＡＳ及びトポグラフィ測定システムＴＭＳからデータを受信すること、さらにまた、基板テーブルＷＴ１の位置情報を受信することがある。基板Ｗは基板テーブルＷＴ１上に固定されているため、基板テーブルに関する位置情報は、基板に関する位置情報と見なされることがある。
【００４８】
[00047]  図２は、トポグラフィ測定システムＴＭＳの概略図である。トポグラフィ測定システムＴＭＳにより使用される測定放射（ここでは簡潔に放射と呼ぶ）は放射システムＲＹによって提供される。トポグラフィ測定の間、放射システムＲＹの放射源ＲＳは放射ビームを生成する。放射ビームは放射調節装置ＲＣへ通過する。放射調節装置ＲＣは、（以下で詳述するように）トポグラフィ測定システムに適した形に放射を調節する。調節された放射２は、放射調節装置ＲＣから出力され、トポグラフィ測定システムの光学系６へ通過する。光学系６は、調節された放射を誘導して及び／又は合焦させて放射ビーム４を形成することがある。放射ビーム４は格子８に入射する。放射ビーム４は、格子を通過するとき格子８の像がパターン付与される。パターン付与された放射ビームは、測定ビーム９（すなわち測定放射ビーム）と呼ばれることがある。
【００４９】
[00048]  測定ビーム９は、基板１２上のターゲット位置に格子８の像を形成するように構成された光学系１０を通過する。測定ビーム９は、入射角θで基板に入射する。格子像は、矢印１３で示された位置に形成される。測定ビーム９は基板から反射され、検出光学系１４を通過する。検出光学系１４は、反射した測定ビーム１１を受け取り、格子像１３を形成するように構成される。格子像のこの像は、第２の格子１６に形成される。検出器１８が、第２の格子１６を透過した放射を受け取るように構成される。検出器１８は、入射する放射の強度を検出し、放射の強度を示す出力信号を生成する。検出器１８は、例えばフォトダイオードであることがある。検出器１８は、例えば、検出した放射強度をすべてのピクセルにわたって積分するＣＣＤアレイ又はＣＭＯＳアレイであることがある。一般に、検出器に入射する放射の強度を示す出力信号を提供する任意の検出器が使用されることがある。
【００５０】
[00049]  基板１２が格子像１３の下でスキャンされるため、基板の高さの変化は、結果として第２の格子１６において格子像１３の像を上下に移動させることになる。この格子像１３の像位置のずれが、第２の格子１６により透過される放射の量を変化させる。次に第２の格子１６により透過される放射の量の変化が、検出器１８に入射する放射の強度を変化させる。したがって、検出器１８から出力された信号は基板１２の高さを示す。検出器１８から出力された信号をプロセッサＰＲによって解析して、基板１２のトポグラフィのマップを生成することがある。
【００５１】
[00050]  格子８、１６は１次元格子構造を含むことがある。格子は、例えばチェッカーボードパターンなどの２次元格子構造を含むことがある。一般に、任意の格子構造が使用されることがある。しかしながら、基板の高さの変化から生じる格子像の像位置のずれが１次元でのみ発生するとき、１次元の空間分解能しか必要とされない。
【００５２】
[00051]  代替的な構成では、第２の格子１６はスプリッタであり、反射された測定ビームを、異なる検出器に入射する２つのビームに分割するように構成される。次に、基板の高さを決定するために、各検出器からの出力の比較が行われる。
【００５３】
[00052]  一部の構成では、単一の格子８の代わりに複数の格子を基板１２の上流側に設けることがある。同様に、単一の格子１６の代わりに複数の格子を基板１２の下流側に設けることがある。これにより基板上の複数の点の高さを同時に測定することが可能になる。この構成では、複数の測定点の全てについて同じ光学系を使用することがある。複数の点を測定することにより、より少ないストロークで基板をスキャンすることが可能になり、これにより基板のトポグラフィをより速いスピードで決定することが可能になる。
【００５４】
[00053]  一部の構成では、放射調節装置ＲＣは複数の調節された放射ビーム２を提供することがあり、複数の調節された放射ビーム２はその後、複数の照明光学系を通過し、基板１２上の複数のターゲット位置を照明することがある。複数の調節された放射ビームを使用することにより、さらに少ないストロークで基板をスキャンできるようになることがあり、これにより基板のトポグラフィをさらに速いスピードで決定できるようになることがある。
【００５５】
[00054]  図３は、Ｘ位置及びＹ位置をそれぞれ測定するために基板Ｗ上に設けられたアライメントマーク２０２、２０４の例を示している。この例における各アライメントマークは、基板に適用された又はエッチングされたプロダクトレイヤ又はその他のレイヤに形成された一連のバーを含む。バーは、アライメントマークが十分によく知られた空間的周期（ピッチ）を有する回折格子と見なされ得るように間隔が規則的で格子線の役割を果たす。Ｘ方向アライメントマーク２０２のバーはＹ軸に平行でＸ方向の周期性をもたらす一方、Ｙ方向アライメントマーク２０４のバーはＸ軸に平行でＹ方向の周期性をもたらす。アライメントセンサＡＳ（図１に示す）は、正弦波などの周期的に変化する信号を得るために各アライメントマークを放射のスポット２０６（Ｘ方向）、２０８（Ｙ方向）で光学的にスキャンする。この信号の位相を解析して、アライメントシステムに対するアライメントマークの位置、したがって基板Ｗの位置を測定する。このアライメントシステムは、リソグラフィ装置のフレームＭＦに対して固定される。スキャン動作は幅広い矢印によって概略的に示されており、スポット２０６又は２０８の進行位置が点線による輪郭線で示されている。アライメントパターン内のバー（格子線）のピッチは、一般的に、基板上に形成されるプロダクトフィーチャのピッチよりかなり大きく、アライメントセンサＡＳは、パターンを基板に適用するために使用される露光放射よりかなり長い放射の波長（又は、通常は複数の波長）を使用する。しかしながら、多数のバーが反復信号の位相の正確な測定を可能にするため、微細位置情報を得ることができる。
【００５６】
[00055]  アライメントシステムが周期信号の異なる周期を区別するとともに周期内の正確な位置（位相）を識別できるように、粗いマークと微細なマークとが設けられることがある。異なるピッチのアライメントマークもこの目的のために使用されることがある。これらの技術もまた当業者に周知であり、本明細書中に詳細に記載されることはない。そのようなセンサの設計及び動作は本技術分野では周知であり、各リソグラフィ装置は、独自のセンサの設計を有することがある。アライメントシステムＡＳは、通常、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第６９６１１１６号に記載された形態であることがある。
【００５７】
[00056]  図４は、アライメントシステムＡＳの概略的ブロック図である。放射システムＲＹは、アライメントシステムＡＳにより使用される放射を提供する。放射システムＲＹの放射源ＲＳは放射ビームを生成する。放射ビームは放射調節装置ＲＣへ通過する。放射調節装置ＲＣは、放射を調節して放射の調節されたビーム２２２、又は（以下で詳述されるように）異なる波長を有する複数の調節されたビームを形成する。放射の調節されたビーム２２２は、スポットミラー２２３によって対物レンズ２２４を経由して、基板Ｗ上に位置するアライメントマーク２０２などのアライメントマーク上に誘導される。図３に概略的に示されているように、前述の米国特許第６９６１１１６号に基づく本発明のアライメントシステムの例では、アライメントマーク２０２を照明する照明スポット２０６は、直径がアライメントマークそれ自体の幅よりやや小さいことがある。
【００５８】
[00057]  アライメントマーク２０２により回折された放射は、対物レンズ２２４によって捕捉され、情報保持ビーム２２６にコリメートされる。自己参照干渉計２２８は、前述の米国特許第６９６１１１６号に開示されたタイプのものであり、ビーム２２６を処理し、異なる波長に対する個別のビームをセンサアレイ２３０上に出力する。スポットミラー２２３がこのポイントで好都合にゼロ次ストップとしての機能を果たすことにより、情報保持ビーム２２６はアライメントマーク２０２からの高次回折放射のみを含む（これは測定に必要不可欠ではないが、信号対雑音比を向上させる）。センサグリッド２３０内の個々のセンサからの強度信号２３２がプロセッサＰＲに提供される。ブロック２２８における光学処理及びプロセッサＰＲにおける計算処理の組み合わせによって、フレームＭＦに対する基板上のＸ及びＹ位置の値が出力される。
【００５９】
[00058]  既に述べたように、図示したタイプの単一測定は、アライメントマークの位置をアライメントマークの１ピッチに対応する一定の範囲内に固定するだけである。より粗い測定技術をこれと併用して、正弦波のどの周期がマーク位置を含むものであるかを特定する。異なる波長で、より粗い及び／又はより細かいレベルで同じプロセスを実行して精度を向上させ、アライメントマークの製造材料に関わらず、及び／又はアライメントマークが着座する材料に関わらず、アライメントマークのロバストな検出が可能になる。波長は光学的に多重化及び多重分離されて同時に処理されることがある、及び／又は波長は時分割又は周波数分割によって多重化されることがある。いくつかの波長での測定を用いて、アライメントマークの非対称性への感度が低い堅牢なアライメントシステムを提供することがある。放射システムＲＹは、アライメントシステムＡＳにより使用されるいくつかの波長の放射を提供することがある。
【００６０】
[00059]  図５は、前述の先行公開米国特許第６９６１１１６号に記載されたものの修正版であるアライメントシステムＡＳの光学システムを示している。この光学システムにより、別個のスキャトロメータ機器でなくアライメントシステムを用いてスキャトロメトリタイプの測定を実行できるようになることがある。
【００６１】
[00060]  いくつかの分岐を有する光軸Ｏが、図５に示された光学システム全体に延出する破線で示されている。図４の概略図との比較を容易にするために、図５に示された光学システムの一部の部品は、図４で用いられたものと同様の参照符号で標示するが、接頭文字は「２」でなく「４」を用いる。したがって、調節された放射ビーム４２２、対物レンズ４２４、情報保持ビーム４２６、自己参照干渉計４２８及び検出器装置４３０が見られる。検出器装置からの信号はプロセッサＰＲによって処理され、プロセッサＰＲは、下記の新規な特徴を実施するとともに各アライメントマークの（改善された）位置測定値を出力するように修正されている。
【００６２】
[00061]  放射調節装置ＲＣは、４つの異なる波長の調節された放射を出力する。これらの波長は、緑Ｇ、赤Ｒ、近赤外Ｎ及び遠赤外Ｆであることがある。他の実施形態では、異なる波長及び／又は異なる波長数を有する調節された放射が提供されることがある。図示された実施形態では、緑Ｇ及び近赤外線放射Ｎは第１の直線偏光を有し、赤Ｒ及び遠赤外線放射Ｆは第２の直交直線偏光を有する。他の実施形態では、異なる偏光の組み合わせが使用されることがある。
【００６３】
[00062]  放射システムＲＹから出力された調節された放射は、光ファイバ４４２によってマルチプレクサ５０２を介して照明成形光学系４４６に伝送される。入力されたビーム４２２が、ビームスプリッタ４５４を経て瞳面Ｐを有する対物レンズ４２４に伝搬する。対物レンズ４２４は、ウェーハＷ上のアライメントマーク２０２上にスポット４０６を形成する。アライメントマークにより回折された情報保持ビーム４２６は、ビームスプリッタ４５４を通って干渉計４２８へ通過する。干渉計４２８は、情報保持ビームを直交偏光を有する２つの部分に分割し、これらの部分を光軸回りに互いに対して１８０°回転させ、出射ビーム４８２に統合する。出射ビーム４８２は、より詳細に後述されるように検出器装置４３０に入射する。
【００６４】
[00063]  本例には非対称性測定装置４６０が含まれる。装置４６０は、干渉計の前に位置する第２のビームスプリッタ４６２から情報保持ビーム４２６の一部４６４を受け取る。別の特許出願であるＵＳ２０１２５２２７０６１（参照により本明細書に組み込まれる）には、検出器４３０により得た位置情報を用いて非対称性を測定する技術が記載されている。非対称性測定装置４６０は任意であるため、他の実施形態では省略されることがあることが理解されるであろう。
【００６５】
[00064]  照明成形光学系４４６は様々な形態をとることができ、その一部は参照により本明細書に組み込まれる先行特許出願ＵＳ２０１５１０９６２４により詳細に開示されている。
【００６６】
[00065]  アライメントシステムＡＳにより用いられる調節された放射は、干渉計４２８が所望の信号を生成する横（空間的）コヒーレンスを有することがある。所望の横（空間的）コヒーレンスを提供するために、アライメントシステムＡＳ（及びその他のアライメントシステム）により用いられる調節された放射は、１．２より小さいＭ２（ビーム品質因子としても知られている）を有することがある。調節された放射は単一モードビームを含むことがある。調節された放射は、ガウシアンビーム、又は実質的にガウシアンビームであるビームを含むことがある。調節された放射は、アライメントシステム内における二重反射ビームの干渉を避けるために時間的にインコヒーレントであることがある。時間的インコヒーレンスとは、例えば時間的コヒーレンスが０．５ｍｍ未満であることを意味することがある。これは、例えば６３３ｎｍの波長に対する少なくとも０．８ｎｍの帯域幅に対応することがある。所与の波長に対する適切な最小帯域幅が、式
【数１】
2022501632.tif 000012
を用いて決定されることがある。式中、ｄＬは帯域幅であり、λは波長であり、Ｌｃはコヒーレンス長である。式
【数２】
2022501632.tif 000013
は、帯域幅をどのように定めるか（例えば半値全幅、１／ｅ、１／ｅ２など）によって、値がいくらか変化することがあることを示すことを意図している。帯域幅をどのように定めるかにより、最小帯域幅値は、例えばπ、√２などが乗じられることがある。
【００６７】
[00066]  これより、放射の複数の波長を用いた測定、及び偏光効果の管理に関するアライメントシステムＡＳの態様を説明する。照明サブシステム４４０は、放射システムＲＹから、緑（Ｇと標示）、赤（Ｒ）、近赤外（Ｎ）及び遠赤外（Ｆ）であり得る４つの波長の放射を受け取る。以下の考察では、便宜上、これら４つの異なる波長での放射を４色光と呼び、それらが電磁スペクトルの可視部分又は不可視部分のどちらにあるかは、本目的にとって重要ではない。放射は直線偏光され、Ｇ及びＮ放射は互いに同様に配向され、Ｒ及びＦ放射は、Ｇ及びＮ放射の偏光に対して直交に偏光される。
【００６８】
[00067]  ４色は偏光維持ファイバ４４２によってマルチプレクサ５０２に搬送され、ここで単一の４色ビームに結合される。マルチプレクサは矢印５０４で示されるように、直線偏光を維持する。矢印５０４及び同様の矢印は、緑成分及び赤成分の偏光を示すために、図面全体を通じてＧ及びＲと標示される。Ｎ成分及びＦ成分は、それぞれ、Ｇ成分及びＲ成分と同様に配向される。
【００６９】
[00068]  この結合されたビームは、好適なデリバリ光学系５０６を介してビームスプリッタ４５４に進入する。既に説明したように、このビームは、ビームスプリッタ内部にある、部分反射表面又は全反射表面（例えば、０．５ｍｍ直径スポットミラー）から反射する。対物レンズ４２４はビームを狭ビーム４０６に合焦させ、狭ビーム４０６はウェーハＷ上のアライメントマーク２０２により形成された格子によって反射及び回折される。放射は、例えば開口数ＮＡ＝０．６の対物レンズ４２４によって集められる。このＮＡ値により、各色について、１６μｍピッチの格子から少なくとも１０次の回折を集めることができる。
【００７０】
[00069]  情報保持ビーム４２６を形成する反射及び回折放射は、次いで自己参照干渉計４２８に搬送される。この例では、既に説明したように、ビームは、情報保持ビームの一部分４６４を、提供されている場合は非対称性測定装置４６０へと供給するために、ビームスプリッタ４６２によって分割される。非対称性測定情報を伝達する信号４６６を、装置４６０からプロセッサＰＲへ通過させる。干渉計の直前で、偏光を半波長板５１０によって４５°回転させる。以後、偏光矢印は、明確にするために１色のみについて表示する。以上及び米国特許第６９６１１１６号で既に説明したように、干渉計は偏光ビームスプリッタから構成され、ここで各色の半分が透過され、各色の半分が反射される。次いで、各半分は干渉計内部で３回反射され、放射場を＋９０°及び−９０°回転させ、１８０°の相対回転を与える。次いで、２つの場は互いの頂部上で重畳され、干渉可能となる。−９０°及び９０°イメージの経路差を補償するために、位相補償器５１２が存在する。次いで偏光は別の半波長板５１４によって４５°回転される。したがって、主軸がＸ又はＹ軸に対して２２．５°に設定される。半波長板５１０、５１４は波長非感受性であるため、４つの波長の全ての偏光は４５°回転される。
【００７１】
[00070]  別のビームスプリッタ５１６が、光信号をＡ及びＢと指定された２つの経路に分割する。一方の経路は２つの回転された場の和を含み、他方は差を含む。初期の偏光方向に応じて、和は経路Ａ又は経路Ｂ内で終わる。したがって、この例では、緑及び近赤外信号についての和信号は一方の経路内で終わり、赤及び遠赤外信号については他方の経路内で終わる。各色について、対応する差信号は他方の経路内で終わる。
【００７２】
[00071]  この構成は、各色での照明のために１つの偏光を用いることを選択することに留意されたい。１色について２つの偏光を用いる測定は、読取り間で偏光を変更することによって、又は読取り内での時分割多重化（time division multiplexing）によって実行可能である。しかしながら、色及び偏光における何らかのダイバーシティから恩恵を受けながら、高スループットを維持するために、各色が直線偏光され、色の１つのサブセットが１つの偏光方向を有し、色の別のサブセットが異なる偏光方向を有する異なる色の１セットは、ダイバーシティと測定スループットとの間に良好な妥協点を示す。スループットに影響を与えずにダイバーシティを増加させるために、本明細書で提示される４色方式と同様であるが、混合偏光とともに、放射システムがより多くの色、例えば８又は１６色を使用する実装形態を想定することが可能である。
【００７３】
[00072]  各経路Ａ及びＢについての放射は、それぞれの集光レンズアセンブリ４８４Ａ及び４８４Ｂによって集められる。次いで、この放射は、基板上のスポット外からの放射の大部分を取り除く開口５１８Ａ又は５１８Ｂを通過する。２つのマルチモードファイバ５２０Ａ及び５２０Ｂは、各経路の集められた放射をそれぞれのデマルチプレクサ５２２Ａ及び５２２Ｂに搬送する。デマルチプレクサ５２２Ａ、５２２Ｂは、各経路を元の４色に分割するため、合計８つの光信号が検出器装置４３０内の検出器４３０Ａ及び４３０Ｂに伝送されることになる。実用的な一実施形態において、ファイバは、デマルチプレクサと、検出器回路基板上の８つの検出器要素との間に配置される。この例における検出器は、空間分解能を提供しないが、装置が基板Ｗ上のアライメントマーク２０２をスキャンする際に、各色について時変強度信号ＩＡ及びＩＢを伝送する。信号は実際には位置依存信号であるが、装置とアライメントマークとの間の物理的スキャン移動（図４を想起されたい）と同期された時変信号（波形）として受信される。
【００７４】
[00073]  プロセッサＰＲは、８つの検出器から強度波形を受け取り、これらを処理して位置測定ＰＯＳを行う。異なる波長及び入射偏光に基づいて選択する信号が８つあるため、装置は、多様な状況において使用可能な測定値を取得することができる。ここで、アライメントマーク２０２は、異なる材料及び構造の多数の層の下に埋め込まれることがあることに留意されたい。一部の波長は、異なる材料及び構造に他よりも良好に浸透する。プロセッサＰＲは、通常、波形を処理し、最も強い位置信号を提供している波形に基づいて位置測定を行う。残りの波形は無視されることがある。単純な実装形態では、各測定タスクについての「レシピ」は、ターゲット構造の予備知識及び実験的調査に基づいて、どの信号を使用するかを特定することがある。より高度なシステムでは、事前の知識なしに最良の信号を識別するために、「色彩管理」又は「平滑色彩管理」アルゴリズムを用いた自動選択が実行可能である。これは、Huijbregtseらによる「Overlay Performance with Advanced ATHENATM Alignment Strategies」,Metrology, Inspection, and Process Control for Microlithography XVII, Daniel J. Herr, Editor, Proceedings of SPIE Vol. 5038（2003）に記載されている。
【００７５】
[00074]  各レンズ４８４Ａ、４８４Ｂは、場全体を各検出器４３０Ａ、４３０Ｂの各要素上に集束させ、これは、図４の既知のアライメントシステムと同様の構成である。検出器は、実質的に単一フォトダイオードであり、既に説明したスキャン動作による以外は、いかなる空間情報も提供しない。必要に応じて、共役瞳面内に空間分解能を有する検出器を追加することができる。これにより、例えば、アライメントシステムハードウェアを使用して、角度分解スキャトロメトリ法が実行できるようになることがある。
【００７６】
[00075]  図６は、放射源ＲＳ及び放射調節装置ＲＣを備えた、本発明のある実施形態に係る放射システムＲＹを概略的に示している。放射源ＲＳは、ある波長範囲にわたる放射を提供するように構成される。放射源ＲＳは、例えば紫外線から赤外線の範囲又は可視光から赤外線の範囲の放射を提供するように構成されることがある。例えば、放射源ＲＳは、５００ｎｍと短い波長の放射を提供することもあるし、２２０ｎｍ（以下）という短い波長の放射を提供することもある。放射源ＲＳは、例えば最大９００ｎｍの波長の放射を提供することがある。放射源は最大２ミクロンの波長の放射を提供することがある。
【００７７】
[00076]  放射源ＲＳは、例えば、いわゆる白色光レーザであることがある。この名称は、ある波長範囲にわたる放射が放出されることを意味するものと解釈されることがあり、放出された放射が可視放射に限定されることを意味することを意図していない。一実施例では、放射源ＲＳは、光ファイバ２２とともにポンプレーザ２０を備えることがあり、ファイバは、ポンプレーザから出力された放射をある波長範囲を超えて広がる放射に変換するように構成される。これはスーパーコンティニウム発生（super continuum generation）と呼ばれることがある。ポンプレーザ２０は、パルスレーザビームを提供するように構成されることがある。例えば、レーザパルスは、例えば約１５６５ｎｍの赤外パルスであることがある。レーザは、例えば約２０Ｗの出力を有することがある。パルスは、１ｎｓ未満、例えば数十ｆｓから数十ｐｓの間の持続時間を有することがある。ある実施形態では、ポンプレーザ２０はパルス圧縮システムを含むことがあり、パルス圧縮システムはレーザの発振器の外側に配置されることがあり、レーザにより出力されたレーザパルスの持続時間を短縮するのに使用される。
【００７８】
[00077]  レーザパルスは光ファイバ２２に結合される。光ファイバ２２は、レーザパルスを比較的狭い波長範囲からより広い波長範囲に変換する役割を果たす。上記のように、これはスーパーコンティニウム発生と呼ばれることがある。一実施形態では、光ファイバ２２は石英コアを含むことがある。別の実施形態では、光ファイバ２２は中空コアを含むことがあり、中空コアには、例えば希ガスが充填されることがある。レーザパルスは、例えば反共振反射によって光ファイバ内に閉じ込められ、その結果、光ファイバのコアは、光ファイバの他の部分よりも高い放射強度を受ける。レーザパルスが短い（例えば、持続時間が１ｎｓ未満である）ため、放射強度は光ファイバのコアにおいて非常に高い。光ファイバのコアにおける放射強度が高いため、ファイバコアで非線形効果が生じる。これらの非線形効果は放射のスペクトルを広げる役割を果たす。
【００７９】
[00078]  中空コア光ファイバは、中実コア光ファイバよりも短いレーザパルスを使用することがある。例えば、中空コア光ファイバは、持続時間が約３００ｆｓ（例えば、およそ１００ｆｓ）のレーザパルスを用いて励起されることがある。例えば、中実コア光ファイバは、持続時間が約３０ｐｓ（例えば、およそ１０ｐｓ）のレーザパルスを用いて励起されることがある。
【００８０】
[00079]  中空コア光ファイバは中実コア光ファイバより好まれることがある。これは、例えば石英であることがある中実コアの材料が、広げられた放射のスペクトルが紫外線放射を含む場合に損傷を受ける可能性があるためである。これは、高フルエンスの紫外線放射が石英に損傷を与え、黒くするためである。仮にこうした事態が発生した場合は、ファイバの有効性が低下し、交換が必要になる。希ガスが充填された中空コアファイバが使用される場合、希ガスと紫外線放射との相互作用は（仮にあったとしても）はるかに小さい。したがって、希ガスへの損傷は回避されるか、又は中実コアファイバの石英への損傷よりも小さい。希ガスが損傷を受けた（又は経年劣化した）場合は、中空コアからパージされ、交換されることがある。
【００８１】
[00080]  放射源ＲＳにより出力された放射は直線偏光されることがある（励起レーザは直線偏光されることがあり、この偏光は保存されることがある）。放射源ＲＳにより出力された放射は、ＴＥＭ００と呼ばれることがあるＴＥ（transverse electric）モードであることがある。
【００８２】
[00081]  本発明の実施形態は、トポグラフィ測定システムＴＭＳにおいて紫外線放射を用いることがある。これは、紫外線放射が（例えば赤外線放射と比べて）基板上に設けられた材料層への吸収が少なく、したがって、基板の表面トポグラフィをより正確に測定するためである。これに対して、アライメントシステムＡＳは赤外線放射を用いることが望ましいことがある。これは、基板上に設けられたアライメントマークが材料層下に埋設されることがあり、赤外線放射は、アライメントマークが赤外線放射によって照明されるようにこれらの層を貫通できることがあるためである。アライメントシステムが（例えば、赤外線放射を用いることに加えて）可視放射を用いることが望ましいこともある。これによって、一部の実施形態では、トポグラフィ測定システムＴＭＳにより使用される波長は、アライメントシステムＡＳにより使用される波長より短いことがある。換言すれば、一部の実施形態では、トポグラフィ測定システムＴＭＳとアライメントシステムＡＳとにより使用される波長には重複がない。他の実施形態では、トポグラフィ測定システムＴＭＳとアライメントシステムＡＳとにより使用される波長に重複があることがある。例えば、トポグラフィ測定システムによって可視放射波長が使用されることがある。トポグラフィ測定システムから出力される信号の波長の関数としての変化は、基板上に存在する材料層についての情報を提供することがある。
【００８３】
[00082]  再度図６を参照すると、放射調節装置ＲＣは、放射源ＲＳから出力された放射をトポグラフィ測定システムＴＭＳによる使用に適した放射及びアライメントシステムＡＳによる使用に適した放射に変換する。ダイクロイックミラー３０が放射源ＲＳから出力された放射を２つのビームに分離する。ダイクロイックミラー３０は、約３９０ｎｍ以上の波長を有する放射、すなわち可視及び赤外線放射を反射するように構成されることがあり、また、約３９０ｎｍ未満の波長を有する放射、すなわちＵＶ放射を透過するように構成されることがある。他の実施形態では、ダイクロイックミラーは他の波長を反射及び透過するように構成されることがある。他の光学素子を用いて波長に基づいてビームを分離することがある。別記のように、アライメントシステムＡＳにより使用される波長とトポグラフィ測定システムＴＭＳにより使用される波長とに重複があることがある。
【００８４】
[00083]  トポグラフィ測定システムにより用いられる放射は、概ね均一であることが望ましいことがある。これは、放射の不均一性がトポグラフィ測定システムＴＭＳの第２の格子１６に形成される格子像の歪みを生じさせるためである。次いで、歪められた格子像は、例えば格子像の重心をシフトすることによって、測定された基板の高さにエラーを引き起こすことになる。不均一性は、視野不均一性及び瞳不均一性から構成されることがある。視野不均一性は、格子８の平面などの視野面における放射ビームにわたる強度変化である。瞳不均一性は、視野面における放射ビームにわたる放射の角度分布の変化、すなわち瞳面における放射ビームにわたる強度変化である。放射は空間的にインコヒーレントにされることがあり、また所望の均一性を提供するために均質化されることがある。空間的にインコヒーレントという用語は、空間的コヒーレンスがトポグラフィ測定システムを使用して行われる測定の精度に大きな影響を与えないほど十分に低いことを意味すると解釈されることがある。不均一性は、平均放射強度に対する百分率変化として測定されることがある。放射は約２０％以下の視野不均一性を有することがある。放射は約３０％以下の瞳不均一性を有することがある。
【００８５】
[00084]  （第１のビーム部分３２と呼ばれることがある）透過された放射は、第１のビーム部分３２から空間的（横）コヒーレンスを除去する又は低減させるように構成されたコヒーレンス除去装置３４へ向けられる。トポグラフィ測定システムＴＭＳにより使用される放射はスペックルを含まないことが好ましいことがある。なぜなら、スペックルはトポグラフィ測定システムにより実行されるトポグラフィ測定にエラーを引き起こす可能性があるからである。コヒーレンス除去装置の例は、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第８１６４７４０号に開示されている。
【００８６】
[00085]  一実施例では、コヒーレンス除去装置３４は、長さが異なる複数のロッドを備えることがある。ロッドは放射に異なる経路長を与え、経路長間の差は、異なる経路に沿って進んだ放射の異なる部分間の時間的コヒーレンスが除去されるように、放射のコヒーレンス長よりも長い。ロッドから出力された放射はレンズによって集められることがある。ビームの異なる部分がレンズによって結合されるとき、結合されたビームの異なる部分は互いに対してコヒーレントでなく、まとまって空間的にインコヒーレントである、又はトポグラフィ測定システムにとって十分に低い空間コヒーレンスを有するビームを提供する。別の実施例では、コヒーレンス除去装置は、互いに間隔を置いて配置され、放射の異なる部分を反射するように構成された一連の反射面を備えることがある。反射面の間の間隔は、異なる反射面から反射された放射からコヒーレンスを除去できるだけ十分に大きいことがある。
【００８７】
[00086]  第１のビーム部分３２はホモジナイザ３６を通過することもある。ホモジナイザ３６は、放射ビーム全体の空間強度変動を除去する又は低下させるように構成されることがある。ホモジナイザは、第１のビーム部分の放射に所望のプロファイルを適用することがある。一部の実施形態では、ホモジナイザはトポグラフィ測定システムＴＭＳの光学系６の一部を構成することがある。一部の実施形態では、ホモジナイザ及びコヒーレンス除去装置は単一モジュールとして設けられることがある。
【００８８】
[00087]  図７には、コヒーレンス除去装置及びホモジナイザの一例が示されている。これらは単一モジュールとして設けられることがある。コヒーレンス除去装置３４は、集光レンズ４０１の前に置かれた一組の透過素子４００、例えば透過ロッドを備える。ホモジナイザ３６は、平坦な反射する上面と下面とを備えた石英ロッド４０２を備える。第１のビーム部分３２は一組の透過素子４００に向けられる。一組の透過素子４００は、集光レンズ４０１に向けられ、その後ホモジナイザ３６に向けられる複数の放射ビームを提供する。一組の透過素子４００の各素子は、隣接する素子の光路長とは異なる光路長を有しており、放射のコヒーレンスを除去する又は低減させる。例えば、この差は、放射源ＲＳにより提供された放射の時間的コヒーレンス長より大きくてもよい。
【００８９】
[00088]  コヒーレンス除去装置３４及びホモジナイザ３６は、どちらも第１のビーム部分３２のエタンデュを増加させる効果を有する。例えば図７を参照すると、もし透過素子４００がなかったら、ビーム部分３２の焦点には回折限界があるだろう。透過素子４００があることにより、有効口径が１／４に減少するため、焦点は広くなる、すなわち５倍広くなる。これによって、エタンデュは増加した。石英ロッド４０２を参照すると、ロッドの入口は部分的に満たされているが、出口は均一に満たされている。ビーム部分３２の発散度は変化していないため、エタンデュは増加した。したがって、全体としてこのモジュールはエタンデュ増加を引き起こす。一般に、ビーム部分３２を横方向にインコヒーレントにすることは、（一定の場分布で）発散度を増加させることによって、もしくは（一定の発散度で）場分布を増加させることによって、又はその両方によってエタンデュを増加させることを意味する。
【００９０】
[00089]  コヒーレント光からインコヒーレント光を得るために（図７）、１０〜２０メートルの範囲の長さを有するマルチモードファイバが使用されることがある。コヒーレントにマルチモードファイバに入射する光が、インコヒーレントにファイバから出射することがある。
【００９１】
[00090]  一般に、コヒーレンス除去装置３４及びホモジナイザ３６は、第１のビーム部分３２のエタンデュを増加させることになる。エタンデュを増加させることは、トポグラフィ測定システムＴＭＳが比較的大きい放射場を用いることがあるため望ましいことがあり、このような放射場に比較的低いエタンデュを有する放射、例えば、放射源ＲＳから出力されたＴＥＭ００放射ビームを提供することは困難なことがある。約１Ｅ−７ｍ２Ｓｒ以上のエタンデュを有する放射が使用されることがある。
【００９２】
[00091]  第１のビーム部分がコヒーレンス除去装置及びホモジナイザを通過すると、調節された放射ビーム３９が出力される。調節された放射ビーム３９は、トポグラフィ測定システムＴＭＳによる使用に適している。
【００９３】
[00092]  ダイクロイックミラー３０により反射された放射の一部分は、第２のビーム部分４０と呼ばれることがある。第２のビーム部分４０は直線偏光されることがある。第２のビーム部分４０は、波長選択装置４２に向けられる。波長選択装置４２は、アライメントシステムＡＳにより使用されることになる放射の１つ以上の波長を第２のビーム部分４０から選択するように構成される。以上に詳しく記述したように、放射ビーム、したがって第２のビーム部分４０は単一モードビームであることがある。２つ以上のモードが存在するとアライメントシステムにエラーを発生させる可能性があるため、アライメントシステムＡＳにおいて単一モードを有する放射を使用することが望まれることがある。第２のビーム部分の全ての部分は、互いに干渉し合える必要がある。第２のビーム部分４０は単一モードＴＥＭ００ビームであることがある。このモードは最も小さいエタンデュを有し、小さいスポットサイズ及び小さい発散度を提供することになる。単一モードＴＥＭ００ビームは、例えば図４に示したタイプのアライメントシステム又は図５に示したタイプのアライメントシステムによって使用されることがある。例えば、約１Ｅ−１３ｍ２Ｓｒの比較的小さいエタンデュを有するビームを使用することが望ましいことがある。一般に、アライメントシステムにより使用される放射のエタンデュは、トポグラフィ測定システムにより使用される放射のエタンデュより桁違いに小さく、例えば少なくとも５桁小さいことがある。示された実施形態では、波長選択装置４２は、それぞれが異なる波長を上回る放射を反射し、その波長を下回る放射を透過するように構成された一組のダイクロイックミラーを備える。示された実施例では、第２のビーム部分４０は、３９０ｎｍ〜遠赤外（例えば２０００ｎｍ）の範囲の波長を有する放射から構成されることがある。波長選択装置４２の第１のダイクロイックミラー４４が、７００ｎｍより長い波長を有する全ての放射、すなわち全ての赤外線放射を反射する。次いで、反射された放射は、１５００ｎｍ以上の波長を有する全ての放射、すなわち遠赤外線放射を反射する第２のダイクロイックミラー４６へ通過する。これにより遠赤外線放射ビーム４７がもたらされる。遠赤外ビーム４７は直線偏光される。放射源ＲＳから出力された放射の偏光は保存されている。遠赤外ビーム４７の偏光を回転させるのに波長板６０が使用されることがある。調節された放射ビームと呼ばれることがある遠赤外ビーム４７は、アライメントシステムに入力されることがある。もし遠赤外ビーム４７が偏光されていなければ、ポラライザを使用して遠赤外ビームに所望の偏光を与えることができる。
【００９４】
[00093]  波長選択装置の第２のダイクロイックミラー４６により透過される放射は、近赤外線放射、すなわち７００〜１５００ｎｍの範囲の放射から構成される。この放射は、従来の（すなわちダイクロイックでない）ミラー４８により反射されることがあり、近赤外線放射ビーム４９をもたらす。近赤外ビーム４９の偏光を回転させるのに波長板６２が使用されることがある。調節された放射ビームと呼ばれることがある近赤外ビーム４９は、アライメントシステムＡＳに入力されることがある。もし近赤外ビーム４９が偏光されていなければ、ポラライザを使用して遠赤外ビームに所望の偏光を与えることができる。
【００９５】
[00094]  波長選択装置４２の第１のダイクロイックミラー４４により透過される放射は、可視波長範囲（すなわち３９０〜７００ｎｍ）内にある。この放射を反射するのに、従来の（すなわちダイクロイックでない）ミラー５０が使用されることがある。この放射は波長選択装置４２の第３のダイクロイックミラー５２に入射することがあり、第３のダイクロイックミラー５２は５７０ｎｍより長い波長を有する放射を反射するように構成される。これにより、５７０ｎｍから７００ｎｍの範囲の放射がもたらされる。この放射は、ここでは長波長可視放射ビーム５３と呼ばれる。長波長可視放射ビーム５３の偏光を回転させるのに波長板６４が使用されることがある。調節された放射ビームと呼ばれることがある長波長可視放射ビーム５３は、アライメントシステムＡＳに入力されることがある。もし長波長可視放射ビーム５３が偏光されていなければ、ポラライザを使用して長波長可視放射ビームに所望の偏光を与えることができる。
【００９６】
[00095]  第３のダイクロイックミラー５２により透過される放射は、３９０〜５７０ｎｍの範囲内にあり、短波長可視放射と呼ばれることがある。短波長可視放射５５は従来のミラー５４によって反射されることがある。この放射は、ここでは短波長可視放射ビーム５５と呼ばれる。短波長可視放射ビーム５５の偏光を回転させるのに波長板６６が使用されることがある。調節された放射ビームと呼ばれることがある短波長可視放射ビーム５５は、アライメントシステムＡＳに入力されることがある。もし短波長可視放射ビーム５５が偏光されていなければ、ポラライザを使用して短波長可視放射ビームに所望の偏光を与えることができる。
【００９７】
[00096]  したがって、波長選択装置４２は、それぞれが異なる波長範囲を有する４つの放射ビーム４７、４９、５３、５５を出力として提供する。これらの放射ビームはＴＥＭ００ビームであることがある。放射ビームは、以上で詳述されたようにアライメントシステムＡＳによって使用されることがある。
【００９８】
[00097]  波長選択装置４２は、異なる波長のより多い又はより少ない放射ビームを提供するように修正されることがある。これは、使用するダイクロイックミラーの数を増減させることによって達成されることがある。ダイクロイックミラー以外の波長選択素子が使用されることもある。
【００９９】
[00098]  波長選択装置は、入射放射ビームを複数のビーム部分に分離するため、波長ベースのビーム分離装置であると考えられることがある。波長ベースのビーム分離装置は、入射放射ビーム（又はビーム部分）を２つ、又は３つ以上のビーム部分に分離することがある。
【０１００】
[00099]  波長選択装置はまた、トポグラフィ測定システムＴＭＳのための第１のビーム部分３２を調節するのに使用されることがある。例えば、（以上で詳述したように）基板上に存在する材料層についての情報を得るために、トポグラフィ測定システムＴＭＳによって放射の異なる波長が使用されることがある。トポグラフィ測定システムＴＭＳによる使用のために選択される波長は、アライメントシステムＡＳによる使用のために選択される波長と異なることがある。
【０１０１】
[000100]  上記の波長選択装置では、比較的大きい波長範囲を有する放射ビームがアライメントシステムＡＳに提供される。より狭い波長帯域を有する放射を用いてアライメントシステムＡＳからアライメント信号を取得することが望ましいことがある。この場合には、所望の波長を有する放射を透過するフィルタを使用することがある。例えば、短波長可視放射５５から緑色放射を選択するためにフィルタが使用されることがある。このフィルタは、例えば、図５に示したアライメントシステムＡＳの検出器４３０Ａ、Ｂなどの検出器の前に置かれることがある。長波長可視放射５３から赤色放射を選択するために別のフィルタが使用されることもある。ここでもまた、フィルタは、例えば図５に示したアライメントシステムＡＳの検出器４３０Ａ、Ｂなどの検出器の前に置かれることがある。例えば検出器の前に位置する他のフィルタが使用されて、所望の近赤外波長及び所望の遠赤外波長を選択することがある。
【０１０２】
[000101]  フィルタは、例えばある波長帯域を選択することがある。フィルタは、例えば５〜２０ｎｍの帯域幅（例えば約１０ｎｍの帯域幅）を有する放射を選択することがある。
【０１０３】
[000102]  一般に、放射が基板Ｗに向けられる前か、放射が基板Ｗから反射された後のいずれかにフィルタが使用されて、アライメントシステムＡＳにより使用される放射の所望の波長を選択することがある。放射が基板Ｗ上に向けられる前にフィルタを使用することの利点は、基板Ｗに入射する放射の強度が低下することである。これは、基板Ｗ上のレジストが放射によって露光及び／又はアブレートされるリスクがある場合に望ましいことがある。
【０１０４】
[000103]  代替的な構成（図示せず）では、波長選択装置４２は、アライメントシステムＡＳにより使用される放射の特定の波長を選択するように構成されたミラーを備えることがある。これらは、例えば異なる屈折率を有する材料の交互層が設けられた、いわゆる多層ミラーであることがある。ミラーの層間の間隔は、各ミラーが特定の波長の放射を反射し、残りの波長が透過されるように選択されることがある。例えばミラーは、波長の帯域、例えば５〜２０ｎｍの帯域幅（例えば約１０ｎｍの帯域幅）を有する放射を反射することがある。
【０１０５】
[000104]  ある実施形態では、放射調節装置ＲＣにより提供される波長は調整可能であってよい。調整機能は、例えば所望の波長の放射を回折する格子を生成する１つ以上の音響光学変調器を使用することによって与えられることがある。
【０１０６】
[000105]  図６に示した実施形態では、放射源ＲＳから放出された放射は、紫外波長がトポグラフィ測定システムＴＭＳへ通過され、可視波長及び赤外波長がアライメントシステムＡＳへ通過されるように分割される。他の実施形態では、トポグラフィ測定システムＴＭＳ及びアライメントシステムＡＳへ通過される波長の分割は異なることがある。一部の実施形態では、一部の放射の波長は、トポグラフィ測定システムＴＭＳとアライメントシステムＡＳの両方によって使用されることがある。例えば、可視放射波長は、トポグラフィ測定システムＴＭＳとアライメントシステムＡＳの両方によって使用されることがある。
【０１０７】
[000106]  図６に示した実施形態では、放射システムＲＹは、２つのタイプの測定システム、すなわちトポグラフィ測定システムＴＭＳ及びアライメントシステムＡＳにより使用される放射を提供するために使用される。他の実施形態では、放射システムＲＹにより提供される放射は、（例えば、トポグラフィ測定システムＴＭＳ及び／又はアライメントシステムＡＳに加えて又はこの代わりに）他のタイプの測定システムによって使用されることがある。一般に、放射調節装置ＲＣは、放射ビームを少なくとも２つのビーム部分に分離し、少なくとも２つのビーム部分を異なるように調節するように構成されることがある。少なくとも２つのビーム部分の調節は、少なくとも２つの測定システムへ提供され、受け取られる前に行われることがある。したがって、放射ビームは、ターゲットとの相互作用の前に分割及び調節される。
【０１０８】
[000107]  少なくとも２つのビーム部分の一部分を受け取るように構成された測定システムは、異なるシステムタイプであっても、同じようなシステムタイプであってもよい。
【０１０９】
[000108]  放射システムＲＹから出力された放射は、放射ビームを基板テーブル上に位置する回折格子上に向け、結果として生じる回折縞の位相を測定する基板テーブル位置測定システムによって使用されることがある。この測定はモアレ検出原理に基づくことがあるため、時間的コヒーレンスではなく、横（空間的）コヒーレンスを有する放射を使用することがある。例えば、放射は、例えば７８０ｎｍ（＋／−５０ｎｍ）の赤外波長を有することがある。放射は直線偏光されることがある。格子は格子スケールと呼ばれることがある。
【０１１０】
[000109]  より詳細には、位置測定システムは、ダブルパス干渉格子エンコーダを備えることがある。コリメートされた直線偏光ビームが、放射システムＲＹから偏光維持単一モードファイバを介して伝送され、基板テーブル上の格子に向けられることがある。この格子は、溝の深さがλ／４の反射型位相格子であり、１次回折ビームの強度を増加させつつ０次回折次数を抑制することがある。放射ビームはこの格子によって正の回折角及び負の回折角に回折され、それぞれが干渉計のアームを形成する。干渉計の各アームでは、放射が静的格子によって回折され、そしてλ／４板を介してポロプリズムへ通過する。λ／４板は、干渉計の各アームで反対の符号を有する。ポロプリズムは、測定方向に対して横方向の放射へのシフトを適用する。放射は、ポロプリズムからλ／４板及び静的格子を経由して基板テーブル上の格子に戻る。λ／４板の累積効果は、干渉計の２つのアームの放射ビームに互いに逆回りの円偏光を適用することである。干渉計アームからの放射は再結合されて、基板テーブル上の格子により回折されると追加の位相シフトを受ける。ここで干渉計アーム間の位相差は８πΔｘ／ｐに等しく、Δｘは基板テーブル上の格子の変位であり、ｐはその格子のピッチである。干渉計アームから戻される放射の偏光状態は互いに逆回りの円偏光であるため、各干渉計アームから戻される放射を区別するのにホモダイン位相アナライザを使用することがある。
【０１１１】
[000110]  放射システムＲＹから出力された放射は、ＥＵＶリソグラフィ装置の一部を構成し得るＥＵＶ露光放射源の燃料液滴メトロロジシステムによって使用されることがある。ＥＵＶ露光放射源は、レーザ放射のパルスが向けられるスズなどの燃料の液滴を提供するように構成された液滴生成器を備えることがある。レーザ放射は燃料をＥＵＶ放出プラズマに変換する。燃料液滴メトロロジシステムは液滴の位置を監視し、レーザ放射が確実に燃料液滴に入射するように、レーザ放射ビーム及び／又は液滴生成器の調整を可能にする。燃料液滴メトロロジシステムは、液滴が通過するエリアを照明し、カメラを使用して液滴の像を捉える。放射システムＲＹは、液滴が通過する１つ以上のエリアを照明するのに使用される放射を提供することがある。この放射は、燃料液滴が通過する１つ以上の放射のカーテンとして提供されることがある。放射のカーテンは均一であることが望ましいことがある。その結果、放射のカーテンを形成するために使用される放射は、コヒーレンス除去装置及びホモジナイザを使用して調節されることがある。異なる放射のカーテンが提供されることもある。これらは同じ波長を有することも、異なる波長を有することもある。放射は、例えば１つ以上の赤外波長を備えることがある。例示的な波長は８００ｎｍ（＋／−５０ｎｍ）及び１１５０ｎｍ（＋／−５０ｎｍ）である。燃料液滴を照明する放射のコーンが提供されることもある。この場合もまた、放射はコヒーレンス除去装置及びホモジナイザを使用して調節されることがある。放射のコーンは、例えば赤外波長を有することがある。例示的な波長は９００ｎｍ（＋／−５０ｎｍ）である。
【０１１２】
[000111]  放射システムＲＹから出力された放射は、レチクル検査システムによって使用されることがある。レチクル検査システムはリソグラフィ装置の一部を構成することがある。レチクル検査システムは、レチクルから反射した放射を検出する検出器とともに、レチクルの表面にレーザビームをスキャンするスキャンレーザシステムを備えることがある。検出は暗視野照明に基づくことがある。レチクル検査システムにより使用される放射ビームは単一モードビーム（例えばＴＥＭ００）であることがある。放射ビームは、例えば赤外波長（例えば、８００ｎｍ＋／−５０ｎｍ）を有することがある。レチクル検査システムは、パルス放射ではなく、連続波（ＣＷ）放射とともに使用するように設計されることがある。別記のように、放射システムＲＹから出力された放射はパルス化されていることがある。しかしながら、このことは、レチクル検査システムの検出器の取得時間が放射システムＲＹから出力された放射パルスの間の間隔より長い場合には、レチクル検査システムの使用に悪影響を及ぼすことはない。例えば、放射システムＲＹから出力された放射のパルス繰り返し率が、検出器の応答周波数より３倍以上速いことがある。
【０１１３】
[000112]  本発明の実施形態は、透過型光学系を備えたリソグラフィ装置との関連で説明してきた。しかしながら、他の実施形態は反射型光学系を備えたリソグラフィ装置の一部を構成することがある。
【０１１４】
[000113]  図１では、放射システムＲＹはリソグラフィ装置ＬＡ内に位置するように示されている。リソグラフィ装置は、例えばリソグラフィ装置がＥＵＶリソグラフィ装置である場合に、真空などの制御された環境を備えることがある。この場合、放射システムＲＹの放射源ＲＳ及び放射調節装置ＲＣの一方又は両方は、制御された環境の外側に位置し、放射が制御された環境内の測定システムに（例えば光ファイバを介して）結合されることがある。一般に、放射システムＲＹは、任意の所望の場所に設けられることがあり、放射は、放射システムから測定システムに（例えば光ファイバを介して）結合されることがある。
【０１１５】
[000114]  ある実施形態では、放射システムＲＹは、アライメントシステムＡＳとトポグラフィ測定システムＴＭＳの両方により同時に使用される放射を提供することがある。
【０１１６】
[000115]  ある実施形態では、放射システムＲＹは、２つ以上のタイプの測定システムにより同時に使用される放射を提供することがある。例えば、２つ以上のタイプの測定システムが同じ放射システムＲＹを使用する。放射源ＲＳは、例えば、アライメントシステムＡＳ、トポグラフィ測定システムＴＭＳ、位置測定システム、燃料液滴メトロロジシステム、レチクル検査システムのうちの２つ以上により同時に使用される放射を提供することがある。
【０１１７】
[000116]  図６に示した実施形態では、放射源ＲＳから出力された放射ビームは、ダイクロイックミラー３０によって２つのビーム部分３２、４０に分離される。ダイクロイックミラーは、波長ベースのビーム分離装置の一例である。
【０１１８】
[000117]  他の実施形態では、ビーム分離装置は、放射ビームの一部と交差するように構成されたリフレクタであって、その一部を反射し、放射ビームの残りの部分を反射しないリフレクタであることがある。３つ以上の放射ビーム部分を生成するために、このような部分的に交差するリフレクタを２つ以上使用することがある。リフレクタの上流の放射ビームの断面サイズを大きくするために、ビームエキスパンダを使用することがある。部分的に交差するリフレクタの上流側にフォーカスレンズが配置され、部分的に交差するリフレクタはこのレンズの焦点にあることがある。このような構成が用いられるとき、部分的に交差するリフレクタにより反射される放射ビームの一部は、部分的に交差するリフレクタの上流の放射ビームの角度分布によって決定されることがある。
【０１１９】
[000118]  他の実施形態では、ビーム分離装置は、放射ビームの一部又は放射ビーム部分と周期的に交差し、これを反射するように構成されることがある。例えば、放射ビームを周期的に遮断するのに使用され得る、いわゆるチョッパ（chopper）と類似した、半径方向に分布した開口を有する回転反射ディスクが使用されることがある。
【０１２０】
[000119]  他の実施形態では、ビーム分離装置は、第１の偏光を有する放射ビームの一部を反射するように構成され、第２の偏光を有する放射ビームの一部を透過するように構成された偏光ビームスプリッタを備えることがある。
【０１２１】
[000120]  他の実施形態では、ビーム分離装置は、放射ビーム又は放射ビーム部分を少なくとも２つの部分に分離するように構成された電気光学素子を備えることがある。電気光学装置は、例えばポッケルスセルや音響光学可変波長フィルタであることがある。
【０１２２】
[000121]  ビーム分離装置の上記の例は、放射ビームを分離することとの関連で説明されている。しかしながら、それらは放射ビーム部分を分離するために代替的に（又は付加的に）使用されることがある。
【０１２３】
[000122]  上記のビーム分離装置はそれぞれが単数で説明されている。しかしながら、例えば３つ以上の放射ビーム部分を形成するために、複数のビーム分離装置が設けられることがある。
【０１２４】
[000123]  本文では、ＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用について具体的な言及がなされていることがあるが、本明細書で説明されたリソグラフィ装置は他の用途を有することもあることが理解されるべきである。考えられる他の用途には、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用ガイダンス及び検出パターン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＲＣＤ）、薄膜磁気ヘッドなどの製造が含まれる。
【０１２５】
[000124]  本文では、リソグラフィ装置との関連で本発明の実施形態について具体的な言及がなされていることがあるが、本発明の実施形態は他の装置において使用されることもある。本発明の実施形態は、マスク検査装置、メトロロジ装置、又はウェーハ（もしくは他の基板）又はマスク（もしくは他のパターニングデバイス）などの物体を測定又は処理する任意の装置の一部を構成することがある。例えば、本発明の実施形態は、リソグラフィ装置によりパターンが投影された基板の特性を測定するのに使用されるメトロロジ装置の一部を構成することがある。メトロロジ装置は、アライメントシステムを含むことがあり、トポグラフィ測定システムＴＭＳを含むことがある。メトロロジ装置は、位置センシング干渉計などの上述の他のシステムを含むこともある。ある実施形態では、メトロロジシステムは、スキャトロメトリシステム（Yieldstar（登録商標）と呼ばれることがある）を含むことがある。スキャトロメトリシステムは、重ねて配置される（例えば基板上の異なる材料層に設けられる）２つの格子により形成された１次回折次数間の放射強度の不均衡を測定するように構成されることがある。この不均衡は格子間の相対アライメントを示す。スキャトロメトリシステムは、異なる波長を有する放射を使用して同じ位置で（例えば同時に）多重測定を行うことがある。スキャトロメトリシステムは、異なる位置で同時に多重測定を行うこともある。スキャトロメトリシステムにより使用される放射は偏光されることがある。スキャトロメトリシステムにより使用される放射は、４００〜９００ｎｍの範囲の１つ以上の波長を有することがある。放射は０．５ｍｍ未満のコヒーレンス長を有することがある。放射は約１Ｅ−９ｍ２Ｓｒ以上のエタンデュを有することがある。放射はコヒーレンス除去装置及びホモジナイザによって調節されていることがある。
【０１２６】
[000125]  マスク検査装置、メトロロジ装置、及びその他の測定又は処理装置は一般にリソグラフィツールと呼ばれることがある。このようなリソグラフィツールは、真空条件又は周囲（非真空）条件を使用することがある。
【０１２７】
[000126]  本発明は、以下の条項に従って記載され得る。
１．放射源及び放射調節装置を備えた放射システムであって、
放射源が、紫外線から赤外線に及ぶ波長を有する放射ビームを提供するように構成され、
放射調節装置が、放射ビームを少なくとも２つのビーム部分に分離するように構成され、
少なくとも２つのビーム部分を、少なくとも２つの測定システムによって受け取られる前に、異なるように調節するようにさらに構成されている、放射システム。
２．放射調節装置が、第１のビーム部分を調節して第１のタイプの測定システムによる使用のために調節された放射を提供し、第２のビーム部分を調節して第２のタイプの測定システムによる使用のために調節された放射を提供するように構成されている、条項１の放射システム。
３．放射調節装置が、１つ以上のビーム部分からコヒーレンスを除去する又は低減させるように構成されたコヒーレンス除去装置を備える、条項１又は２の放射システム。
４．放射調節装置が、１つ以上のビーム部分のエタンデュを増加させるように構成されている、条項１から３の何れか一項の放射システム。
５．放射調節装置が、１つ以上のビーム部分の不均一性を減らすように構成されたホモジナイザを備える、条項１から４の何れか一項の放射システム。
６．放射調節装置が、放射ビーム又は放射ビーム部分を波長に基づいて少なくとも２つのビーム部分に分離するように構成された波長ベースのビーム分離装置を備える、条項１から５の何れか一項の放射システム。
７．波長ベースのビーム分離装置が、異なる波長を有する３つ以上のビーム部分を提供するように構成されている、条項６の放射システム。
８．波長ベースのビーム分離装置が、少なくとも１つのダイクロイックミラーを備える、条項６又は７の放射システム。
９．放射調節装置が、放射ビームの一部又は放射ビーム部分の一部と交差するように構成され、その一部を反射するが放射ビーム又は放射ビーム部分の残りの部分を反射しない、ビーム分離装置を備える、条項１から８の何れか一項の放射システム。
１０．放射調節装置が、放射ビームの一部又は放射ビーム部分と周期的に交差し、これを反射するように構成されたビーム分離装置を備える、条項１から９の何れか一項の放射システム。
１１．放射調節装置が、第１の偏光を有する放射ビームの一部又は放射ビーム部分を反射するように構成され、第２の偏光を有する放射ビームの一部又は放射ビーム部分を透過するように構成された偏光ビームスプリッタを備える、条項１から１０の何れか一項の放射システム。
１２．放射調節装置が、放射ビーム又は放射ビーム部分を少なくとも２つの部分に分離するように構成された電気光学素子を備える、条項１から１１の何れか一項の放射システム。
１３．放射調節システムが、少なくとも２つのビーム部分の偏光を回転させることができるように構成された複数の波長板をさらに備える、条項１から１２の何れか一項の放射システム。
１４．第１のタイプの測定システムが、トポグラフィ測定システム又は燃料液滴メトロロジシステムを含む、条項２の放射システム。
１５．第２のタイプの測定システムが、アライメントシステム、位置測定システム、メトロロジシステム、又はレチクル検査システムを含む、条項２の放射システム。
１６．パターンをパターニングデバイスから基板に転写するように構成されたリソグラフィ装置であって、
リソグラフィ装置が、第１のタイプの測定システム及び第２のタイプの測定システムを備え、
リソグラフィ装置が、放射源及び放射調節装置を備えた放射システムをさらに備え、
放射源が、紫外線から赤外線に及ぶ波長を有する放射ビームを提供するように構成され、
放射調節装置が、
放射ビームを第１のビーム部分及び第２のビーム部分に分離し、
第１のビーム部分を調節して、第１のタイプの測定システムに提供される調節された放射を提供し、
第２のビーム部分を調節して、第２のタイプの測定システムに提供される調節された放射を提供する
ように構成されている、リソグラフィ装置。
１７．基板の特性を測定するように構成されたリソグラフィツールであって、
リソグラフィツールが、第１のタイプの測定システム及び第２のタイプの測定システムを備え、
リソグラフィツールが、放射源及び放射調節装置を備えた放射システムをさらに備え、
放射源が、紫外線から赤外線に及ぶ波長を有する放射ビームを提供するように構成され、
放射調節装置が、
放射ビームを第１のビーム部分及び第２のビーム部分に分離し、
第１のビーム部分を調節して、第１のタイプの測定システムに提供される調節された放射を提供し、
第２のビーム部分を調節して、第２のタイプの測定システムに提供される調節された放射を提供する
ように構成されている、リソグラフィツール。
１８．紫外線から赤外線に及ぶ波長を有する放射ビームを提供することと、
放射ビームを少なくとも２つのビーム部分に分離することと、
少なくとも２つのビーム部分を異なるように調節することと、
を含む、方法。
１９．第１のビーム部分が、第１のタイプの測定システムによる使用のために調節され、
第２のビーム部分が、第２のタイプの測定システムによる使用のために調節される、条項１８の方法。
２０．ビーム部分の調節が、コヒーレンスを除去する又は低減させること、エタンデュを増加させること、不均一性を減らすこと、波長に依存した選択、のうちの少なくとも１つを含む、条項１８又は１９の方法。
【０１２８】
[000127]  以上、光リソグラフィとの関連において、本発明の実施形態を用いることについて具体的に言及してきたが、本発明は、インプリントリソグラフィ及び／又は適応型製造などのその他の用途に使用されてもよく、文脈が許す限り、光リソグラフィに限定されないことが理解されるであろう。
【０１２９】
[00128]  文脈上許される場合、本発明の実施形態は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、又はそれらの任意の組み合わせにおいて実装することができる。本発明の実施形態は、１つ以上のプロセッサにより読み取られて実行され得る、機械可読媒体に記憶された命令として実装することも可能である。機械可読媒体は、機械（例えばコンピューティングデバイス）により読み取り可能な形態で情報を記憶又は伝送するための任意の機構を含むことができる。さらに、ファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、命令は、特定のアクションを実行するものとして本明細書で説明されることがある。しかしながら、そのような説明は単に便宜上のものであり、そのようなアクションは実際には、ファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、命令などを実行するコンピューティングデバイス、プロセッサ、コントローラ、又は他のデバイスから生じ、実行する際、アクチュエータ又は他のデバイスが物質世界と相互作用し得ることを理解すべきである。
【０１３０】
[00129]  以上、本発明の特定の実施形態を説明したが、説明とは異なる方法でも本発明を実践できることは理解されよう。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。
【国際調査報告】
2022501632.tif 000014
2022501632.tif 000015
2022501632.tif 000016