特許 5932023 ターゲットの少なくとも一部を処理するためのリソグラフィシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5932023

(24)【登録日】2016年5月13日

(45)【発行日】2016年6月8日

(54)【発明の名称】ターゲットの少なくとも一部を処理するためのリソグラフィシステム

(51)【国際特許分類】

   G03F 9/00 20060101AFI20160526BHJP

   G03F 7/20 20060101ALI20160526BHJP

【ＦＩ】

   G03F9/00 A

   G03F7/20 521

【請求項の数】28

【全頁数】33

(21)【出願番号】特願2014-510271(P2014-510271)

(86)(22)【出願日】2012年5月11日

(65)【公表番号】特表2014-514779(P2014-514779A)

(43)【公表日】2014年6月19日

(86)【国際出願番号】NL2012050325

(87)【国際公開番号】WO2012158025

(87)【国際公開日】20121122

【審査請求日】2015年5月11日

(31)【優先権主張番号】61/486,165

(32)【優先日】2011年5月13日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】61/486,167

(32)【優先日】2011年5月13日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】61/491,867

(32)【優先日】2011年5月31日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】61/494,816

(32)【優先日】2011年6月8日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】61/510,886

(32)【優先日】2011年7月22日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】505152479

【氏名又は名称】マッパー・リソグラフィー・アイピー・ビー．ブイ．

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100109830

【弁理士】

【氏名又は名称】福原 淑弘

(74)【代理人】

【識別番号】100103034

【弁理士】

【氏名又は名称】野河 信久

(74)【代理人】

【識別番号】100075672

【弁理士】

【氏名又は名称】峰 隆司

(74)【代理人】

【識別番号】100140176

【弁理士】

【氏名又は名称】砂川 克

(72)【発明者】

【氏名】ベルギール、ニルス

(72)【発明者】

【氏名】デ・ボア、ギード

(72)【発明者】

【氏名】コーウェリールス、ゴデフリドゥス・コーネリウス・アントニウス

(72)【発明者】

【氏名】プランドゾエン、ローレンス

(72)【発明者】

【氏名】ベルブルク、コー

【審査官】 佐野 浩樹

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０４−０９７５１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２７７６７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−３０２４９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０３７０３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−０８２６２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１０／０８７３５２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２００６／００９１８８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００２−１９０４３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１４２４１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００７／０７７９２５（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｆ７／２０−７／２４

９／００−９／０２

Ｈ０１Ｌ２１／０２７

２１／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ターゲットの少なくとも一部を処理するためのリソグラフィシステムであって、前記ターゲットは、位置マークを備えたターゲット表面を有し、このリソグラフィシステムは、
パターニングビームを与えるように配置されたビーム源と、
前記ターゲット表面の少なくとも一部に前記パターニングビームを投影するように配置された最終投影系と、
前記ターゲット表面上の前記位置マークの位置を検出するように配置されたマーク位置検出システムとを具備し、前記マーク位置検出システムは、光ビームを与えるように配置された光源と、前記ターゲット表面上に前記光ビームを投影するように配置された光学素子と、反射された光ビームを検出するように配置された光検出器とを有し、前記反射された光ビームは、前記ターゲット表面上での前記光ビームの反射によって発生され、
前記最終投影系を支持するように配置された最終投影系支持体と、前記最終投影系支持体を支持するように配置されたフレームとを有する支持システムをさらに具備し、
前記光検出器は、前記フレーム中に位置されているリソグラフィシステム。

【請求項2】

前記最終投影系は、投影軸を有し、前記光検出器は、前記投影軸から所定の距離に位置され、前記光学素子は、前記最終投影系と前記光検出器との間に位置されている請求項１のリソグラフィシステム。

【請求項3】

前記最終投影系支持体は、前記最終投影系を支持するように配置された支持リングを有する請求項１又は２のリソグラフィシステム。

【請求項4】

前記最終投影系支持体は、前記支持リングを保持するためのホルダを有し、
前記支持リングは、前記ホルダと前記最終投影系との間に配置され、
前記フレームは、前記ホルダを支持するように配置されている請求項３のシステム。

【請求項5】

前記最終投影系支持体、特に、前記支持リングは、前記最終投影系と前記ホルダとの少なくとも一方の材料と比較して低い熱膨張率を有する材料を含む請求項１ないし４のいずれか１のリソグラフィシステム。

【請求項6】

前記支持リングは、複数の撓み部によって前記ホルダに接続されている請求項４又は５のリソグラフィシステム。

【請求項7】

前記最終投影系は、複数の撓み部によって、前記最終投影系支持体に、特に、前記支持リングに接続されている請求項１ないし６のいずれか１のリソグラフィシステム。

【請求項8】

前記最終投影系は、
前記ターゲット表面の少なくとも一部に前記パターニングビームを投影するための投影レンズ素子と、
前記ターゲット表面の少なくとも一部にわたって前記パターニングビームを走査するための走査偏向素子とを有する請求項１ないし７のいずれか１のリソグラフィシステム。

【請求項9】

前記投影レンズ素子は、複数の撓み部によって、前記最終投影系支持体に、特に、前記支持リングに接続されている請求項８のリソグラフィシステム。

【請求項10】

前記光学素子が前記ターゲット表面にほぼ垂直に前記光ビームを投影するように配置されているか、前記最終投影系が投影軸を有し、前記投影軸は前記ターゲット表面の前記一部にほぼ垂直に配置されているかの少なくとも一方である請求項１ないし９のいずれか１のリソグラフィシステム。

【請求項11】

前記光検出器は、カメラを、好ましくはＣＣＤカメラを有する請求項１ないし１０のいずれか１のリソグラフィシステム。

【請求項12】

前記光学素子は、フォーカスレンズ又は鏡である請求項１ないし１１のいずれか１のリソグラフィシステム。

【請求項13】

前記マーク位置検出システムは、前記ターゲット表面に向かって前記光ビームを導き、かつ、前記光検出器に向かって前記反射された光ビームを導くように配置された光学系を有し、前記光学系は、前記光学素子を有する請求項１ないし１２のいずれか１のリソグラフィシステム。

【請求項14】

前記光学素子は、前記最終投影系の隣に、又は隣接して位置されている請求項１ないし１３のいずれか１のリソグラフィシステム。

【請求項15】

前記光学素子は、前記最終投影系支持体中に、又はその上に位置されている請求項１ないし１４のいずれか１のリソグラフィシステム。

【請求項16】

前記光学素子は、前記支持リング中に、又はその上に位置されている請求項１ないし１５のいずれか１のリソグラフィシステム。

【請求項17】

前記光学素子は、前記フレーム中に位置されている請求項３ないし１６のいずれか１のリソグラフィシステム。

【請求項18】

前記フレームは、１つ以上のモジュールを支持するように配置され、前記１つ以上のモジュールは、
好ましくは前記ビーム源を有する照明光学モジュールと、
アパーチャアレイ及びコンデンサレンズモジュールと、
ビームスイッチングモジュールと、
好ましくは前記最終投影系を有する投影光学モジュールと、の少なくとも１つを有する請求項３ないし１７のいずれか１のリソグラフィシステム。

【請求項19】

前記マーク位置検出システムは、基準板を有し、前記基準板は、基準マークを有し、かつ、前記反射された光ビームを少なくとも部分的に透過し、
前記基準板は、前記反射された光ビームの光路中に位置されている請求項１ないし１８のいずれか１のリソグラフィシステム。

【請求項20】

前記基準板は、前記光学素子と前記ターゲット表面との間に位置されている請求項１９のリソグラフィシステム。

【請求項21】

前記基準板は、前記最終投影系支持体上に、又は前記支持リング上に配置されている請求項１９又は２０のリソグラフィシステム。

【請求項22】

前記基準マークは、サブ構造のアレイを有し、各サブ構造は、これらサブ構造間の領域の透過率とは異なる透過率を有する請求項１９ないし２１のいずれか１のリソグラフィシステム。

【請求項23】

前記サブ構造は、正方形の形状を有する請求項２２のリソグラフィシステム。

【請求項24】

前記位置マークは、サブ構造のアレイを有し、前記基準マークは、サブ構造のアレイを有し、前記基準マークの前記サブ構造の配置は、前記位置マークの前記サブ構造の配置に相補的である請求項１９ないし２３のいずれか１のリソグラフィシステム。

【請求項25】

少なくとも２次元で前記ターゲット表面を移動させるように配置されたアクチュエータと、
前記ターゲット表面上の位置マークの位置を検出するように配置された他のマーク位置検出システムとをさらに具備し、
前記他のマーク位置検出システムは、
光ビームを与えるように配置された光源と、
前記ターゲット表面上にほぼ垂直に前記光ビームを投影するように配置された光学素子と、
反射された光ビームを検出するように配置された光検出器とを有し、前記反射された光ビームは、前記ターゲット表面上での前記光ビームの反射によって発生される請求項１ないし２４のいずれか１のリソグラフィシステム。

【請求項26】

前記光学素子は、前記ターゲット表面にほぼ垂直に前記光ビームを投影するように配置されている請求項１ないし２５のいずれか１のリソグラフィシステム。

【請求項27】

前記マーク位置検出システムの前記光学素子は、前記ターゲット表面の移動中に前記ターゲット表面の領域Ａのスポットに前記マーク位置検出システムの前記光ビームを投影するように配置され、
前記他のマーク位置検出システムの前記光学素子は、前記ターゲット表面の移動中に前記ターゲット表面の領域Ｂのスポットに前記他のマーク位置検出システムの前記光ビームを投影するように配置され、
前記領域Ａ及び前記領域Ｂの重なりが、１０％未満、５％ないし１０％の範囲、５％未満、又は０％である請求項２５又は２６のリソグラフィシステム。

【請求項28】

ディスク形状のウェーハ表面を備えたウェーハをさらに有し、前記ターゲット表面は、前記ウェーハ表面を含み、
前記マーク位置検出システムの前記光学素子の中心点と前記他のマーク位置検出システムの前記光学素子の中心点との間の距離Ｄ３は、前記ウェーハ表面の直径よりも大きい請求項２５ないし２７のいずれか１のリソグラフィシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ターゲットの少なくとも一部を処理するためのリソグラフィシステムに関し、ターゲットは、例えば、ウェーハを含む。

【背景技術】

【0002】

ターゲットを処理するためのシステムが当技術分野で周知であり、このようなシステムは、通常、ターゲット表面上にパターニングビームを投影するための最終投影系と、最終投影系に対するウェーハの位置（と向きとの少なくとも一方）を決定するためのシステムとを有する。一般に、これら最終投影系及びシステムは、ウェーハ上の位置マークとチャック上の位置マークとを使用することができ、これは、リソグラフィシステムの一部であり、ウェーハを支持している。パターンを投影するセッションの前に、最終投影系に対するウェーハの位置（と向きとの少なくとも一方）が決定されることができる。

【0003】

しかしながら、高い精度でウェーハの位置を決定することが困難でありうる。

【0004】

さらに、ウェーハの位置を決定するためのシステムは、大きな体積を有し、従って、大きなスペースを占有しうる。このスペースが、リソグラフィシステムの他のサブシステム又はモジュールの存在のために、リソグラフィシステムにおける最終投影系の近くで利用可能でない可能性がある。さらに、このような大きなスペースは、例えば、比較的大きな真空チャンバ、比較的大きなクリーンルーム、比較的大きな容量の真空ポンプなどである真空チャンバやいわゆるクリーンルームに置かれたとき、追加の供給源を必要としうる。それ故、ウェーハの位置を決定するためのシステムによって占有されるスペースは、リソグラフィシステムの空間設計に制限をもたらしうる。

【0005】

本発明の目的は、改良されたリソグラフィシステムを提供することである。

【発明の概要】

【0006】

本発明の目的は、ターゲットの少なくとも一部を処理するためのリソグラフィシステムであって、前記ターゲットは、位置マークを備えたターゲット表面を有し、このリソグラフィシステムは、
パターニングビームを与えるように配置されたビーム源と、
前記ターゲット表面の少なくとも一部に前記パターンを投影するように配置された最終投影系と、
前記ターゲット表面上の位置マークの位置を検出するように配置されたマーク位置検出システムとを具備し、前記マーク位置検出システムは、光ビームを与えるように配置された光源と、前記ターゲット表面上に前記光ビームを投影するように配置された光学素子と、反射された光ビームを検出するように配置された光検出器とを有し、前記反射された光ビームは、前記ターゲット表面上での前記光ビームの反射によって発生されるリソグラフィシステムを提供することによって満たされる。

【0007】

マーク位置検出システムの光検出器（例えば、ＣＣＤカメラ）は、通常、マーク位置検出システムの他の要素と比較して大きな体積を有する。この光学系の利点は、ターゲット表面上に光ビームを投影するように配置された光学素子から、好ましくは、最終投影系から所定の距離に光検出器が置かれることを可能にすることである。

【0008】

それ故、光検出器は、スペースが利用可能であるところや追加の供給源が限られているところに置かれることができる。

【0009】

本発明によるシステムの一実施の形態では、前記最終投影系は、投影軸を有し、前記光検出器は、前記投影軸からの所定の距離に位置され、前記光学素子は、前記最終投影系と前記光検出器との間に位置されている。

【0010】

本発明によるシステムの一実施の形態では、システムは、前記最終投影系を支持するように配置された最終投影系支持体を有する支持システムをさらに具備する。

【0011】

本発明によるシステムの一実施の形態では、前記支持システムは、さらに、前記最終投影系支持体を支持するように配置されたフレームを有する。

【0012】

本発明によるシステムの一実施の形態では、前記最終投影系は、前記最終投影系を支持するように配置された支持リングを有する。

【0013】

本発明によるシステムの一実施の形態では、前記最終投影系支持体は、前記支持リングを保持するためのホルダを有し、前記支持リングは、前記ホルダと前記最終投影系との間に配置され、前記フレームは、前記ホルダを支持するように配置されている。

【0014】

本発明によるシステムの一実施の形態では、前記最終投影系支持体、特に、前記支持リングは、前記最終投影系と前記ホルダの材料との少なくとも一方の材料と比較して低い熱膨張率を有する材料を含む。

【0015】

本発明によるシステムの一実施の形態では、前記光学素子は、前記最終投影系支持体中に、又はその上に位置されている。

【0016】

本発明によるシステムの一実施の形態では、前記光学素子は、前記支持リング中に、又はその上に位置されている。

【0017】

この実施の形態の利点は、この実施の形態では、温度変化が最終投影系と光学素子との間の距離に与える影響が少ないことができることである。なぜならば、最終投影系と光学素子との間の材料が低い熱膨張率を有するからである。

【0018】

本発明によるシステムの一実施の形態では、前記支持リングは、複数の撓み部によって前記ホルダに接続されている。

【0019】

本発明によるシステムの一実施の形態では、前記最終投影系は、複数の撓み部によって、前記最終投影系支持体に、特に、前記支持リングに接続されている。

【0020】

これらの実施の形態の利点は、最終投影系支持体とホルダとの少なくとも一方が、（例えば、温度変化により）膨張することができるが、投影軸はおおよそその位置にとどまることができることである。

【0021】

本発明によるシステムの一実施の形態では、前記最終投影系は、
前記ターゲット表面の少なくとも一部に前記パターニングビームを投影するように配置された投影レンズ素子と、
前記ターゲット表面の少なくとも一部にわたって前記パターニングビームを走査するための走査偏向素子とを有する。

【0022】

本発明によるシステムのさらなる一実施の形態では、前記投影レンズ素子は、複数の撓み部によって、前記最終投影系支持体に、特に、前記支持リングに接続されている。

【0023】

投影レンズ素子がパターニングビームの光路又は方向を変化させるための鏡筒の最終的な素子であるので、この素子の光軸と光学素子との間の距離は、可能な限り一定のままであることが重要である。それ故、これら撓み部を介してこれらを接続することが効果的であり、これら撓み部が最終投影系の膨張を可能にする。

【0024】

本発明によるシステムの一実施の形態では、前記光学素子が前記ターゲット表面にほぼ垂直に前記光ビームを投影するように配置されているか、前記最終投影系が投影軸を有し、前記投影軸は前記ターゲット表面の前記一部にほぼ垂直に配置されているかの少なくとも一方である。

【0025】

本発明によるシステムの一実施の形態では、前記光検出器は、前記フレーム中に位置されている。

【0026】

マーク位置検出の光検出器は、使用時に、特に、光検出器がＣＣＤカメラ等であるとき、熱を発生しうる。光検出器によって発生された熱は、上述のように熱膨張の問題に寄与しうる。

【0027】

それ故、本発明の一実施の形態によれば、前記光検出器は、前記フレームの内部に位置されることが効果的であることができる。その場合には、光検出器によって発生される熱は、熱膨張の問題に寄与しないか寄与が少なく、光学素子と最終投影系との間の距離は、制限されるか小さいことができ、従って、距離の変化もまた、制限されるか小さいことができる。光検出器によって発生された熱は、フレームを介して冷却装置に伝達されることができる。冷却装置は、リソグラフィシステムの外側に位置されることができる。

【0028】

本発明によるシステムの一実施の形態では、前記光学素子は、前記最終投影系の隣に、又は隣接して位置されている。

【0029】

ターゲット表面の位置は、マーク位置検出システムの光学素子に対してターゲット表面上の位置マークの位置を検出することによって決定されることができ、光学素子は、ターゲット表面上に光ビームを投影するように配置されている。使用時にターゲット表面をパターニングするが、光学素子と最終投影系との間の距離が知られているのみのとき、ターゲットの決定された位置がパターニングビームの位置を決定するために使用されることができる。この距離は、パターニングセッションの間、一定にとどまることが必要とされることができ、パターニングセッションはターゲット表面の位置を決定することで開始することができる。距離の変化は、例えば、表面上のパターニング誤差の原因となりうる。

【0030】

リソグラフィシステムの材料（の一部）の熱膨張に起因して、光学素子と最終投影系との間の距離の変化が取り込まれうる。温度が上昇したとき材料が（ナノメートル単位で）より膨張するので、これらの変化は、とりわけ、光学素子と最終投影系との間の材料の量又は長さに依存することが理解されることができる。

【0031】

それ故、光学素子を最終投影系の隣に、又は隣接して位置させることが効果的であることができ、かくして、光学素子と最終投影系との間の材料の量を低減させる。

【0032】

本発明によるシステムの一実施の形態では、前記光学素子は、前記フレーム中に位置されている。

【0033】

本発明によるシステムの一実施の形態では、前記フレームは、１つ以上のモジュールを支持するように配置され、前記１つ以上のモジュールは、
好ましくは前記ビーム源を有する照明光学モジュールと、
アパーチャアレイ及びコンデンサレンズモジュールと、
ビームスイッチングモジュールと、
好ましくは前記最終投影系を有する投影光学モジュールと、の少なくとも１つを有する。

【0034】

本発明によるシステムの一実施の形態では、リソグラフィシステムは、さらに、前記１つ以上のモジュールを有する。

【0035】

さらに、リソグラフィシステムは、ターゲットの少なくとも一部の処理中に、最終投影系に対してターゲットを移動させるように配置されたアクチュエータシステムを有することができる。アクチュエータは、２次元範囲Ｒ１でターゲットを移動させるように配置されることができ、これにより、最終投影系は、処理されるターゲットの全体部分にパターニングビームを投影することができるようになっている。

【0036】

アクチュエータは、さらに、２次元範囲Ｒ２でターゲットを移動させるように配置されることができ、これにより、光学素子が、位置マークを有する（又は有することができる）ターゲットの全体部分に光ビームを集束させることができる。

【0037】

このように、アクチュエータは、領域Ｒ１及び領域Ｒ２の組合せ領域でターゲットを移動させるように配置されることができる。ターゲットの移動はリソグラフィシステムの内部のスペースを必要としうるので、組合せ領域ができるだけ小さいことが効果的であることができる。Ｒ１とＲ２との重なりがより大きいとき、組合せ領域が小さくなる。光学素子が最終投影系の隣に、又は隣接して位置されたときに達成されることができる。

【0038】

ターゲットは、ウェーハを有することができ、従って、ターゲット表面は、ウェーハ表面を有することができる。ターゲットはまた、ウェーハを支持するように配置されたチャックを有することができる。ターゲット表面は、ウェーハ表面とチャック表面とを有することができる。そして、リソグラフィシステムは、ウェーハ表面を処理するように配置されることができる。

【0039】

前記光学素子は、フォーカスレンズ、鏡又は光ファイバであることができ、各々が、ターゲット表面に光ビームを集束させるように配置される。前記パターニングビームは、パターニング光ビーム、又は電子ビームのようなパターニング荷電粒子ビームであることができる。パターニングビームは、少なくとも２つの小ビームを有することができる。

【0040】

本発明によるシステムの一実施の形態では、前記光学素子は、中心点を有し、距離Ｄ１が、前記最終投影系の投影軸と前記中心点との間に規定され、前記距離Ｄ１は、６０ｍｍよりも小さく、好ましくは、５０ｍｍよりも小さく、又は、約４５ｍｍである。

【0041】

最終投影系の投影軸は、最終投影系の中心長手軸として、又はパターニングビームの中心長手軸として規定されることができ、パターニングビームは最終投影系によって放出される。

【0042】

この実施の形態の利点は、光学素子と最終投影系との間の短い距離が、距離の変化の減少を、従って、リソグラフィシステムのパターニング誤差の減少をもたらすことができることである。

【0043】

本発明によるシステムの一実施の形態では、前記光学素子は、中心点を有し、距離Ｄ１が、前記最終投影系の前記投影軸と前記中心点との間に規定され、
前記光学素子は、前記投影軸に垂直な平面に位置され、
前記平面における前記最終投影系の横断面は、直径Ｄ−ｆｐｓを有し、
前記距離Ｄ１は、前記直径Ｄ−ｆｐｓよりも小さく、好ましくは、０.７×Ｄ−ｆｐｓよりも小さい。

【0044】

この実施の形態の利点は、光学素子が投影系の直径に対する最終的な直径に近いようにして位置されることであることができる。

【0045】

他の実施の形態では、最終投影系と光学素子との間の距離Ｄ４は、直径Ｄ−ｆｐｓよりも小さいことができ、０.７×Ｄ−ｆｐｓよりも小さいことができる。

【0046】

本発明によるシステムの一実施の形態では、
前記光学素子は、中心点を有し、距離Ｄ１が、前記最終投影系の前記投影軸と前記中心点との間に規定され、
前記光検出器は、光検出面を有し、前記光検出面は、中心点を有し、
距離Ｄ２が、前記光検出面の前記中心点と前記最終投影系の前記投影軸との間に規定され、
Ｄ１は、Ｄ２よりも小さく、好ましくは、０.３×Ｄ２よりも小さい。

【0047】

この実施の形態の利点は、光検出器（又は光検出面）が光学素子よりも最終投影系からかなり離れて位置され、かくして、光検出器（又は光検出面）で発生される熱が最終投影系と光学素子との間に位置された材料の温度に影響を与えない（か影響がより少ない）ことができることである。

【0048】

本発明によるシステムの一実施の形態では、前記光検出器は、カメラを、好ましくはＣＣＤカメラを有する。カメラの利点は、ターゲット表面を移動させることなく、位置マークの構造の位置と向きとの少なくとも一方の検出を可能にすることができることである。

【0049】

最終投影系は、光学素子とマーク位置検出システムのさらなる光学素子とが、例えば、フォーカスレンズ、鏡又は他のレンズを配置することができる構成を提供することができる。

【0050】

本発明によるシステムの一実施の形態では、
前記マーク位置検出システムは、基準板を有し、前記基準板は、基準マークを有し、かつ、前記反射された光ビームを少なくとも部分的に透過し、
前記基準板は、前記反射された光ビームの光路中に、好ましくは、前記光学素子と前記ターゲット表面との間に配置されている。

【0051】

位置マークは、所定の構造を有することができる。それ故、構造の位置及び向きは、ターゲット表面の位置及び向きを示すことができる。光検出器がこの構造を検出するように配置されていることが効果的であることができる。しかしながら、光検出器で検出される（即ち、位置マークの）構造の画像は、収差又は反射された光ビームの光路中に存在する他の誤差によって影響されうる。

【0052】

基準板は、所定の構造を有することができ、基準板の構造もまた、光検出器によって検出されることができ、好ましくは、同時に位置マークの構造が検出される。そして、位置マークの位置及び向きが、基準板に対して検出されるか決定されることができる。これにより、より精度の高い位置マークの位置及び向きの検出を可能にすることができる。

【0053】

光検出器で検出される基準板の構造の画像は、位置マークの構造の画像と実質的に同じようにして起こる収差又は他の誤差によって影響されうる。位置マークの位置及び向きが基準板に対して決定されることができるので、これらの収差（又はその他の誤差）は、少なくとも部分的に、互いに打ち消し合うことができる。

【0054】

本発明によるシステムの一実施の形態では、前記基準板は、前記支持リング上に位置されている。

【0055】

位置マークの位置が基準板に対して検出されるか決定されることができるので、基準板と最終投影系との間の距離をできるだけ一定に保つことが効果的であることができ、同様にして、上述のように、光学素子と最終投影系との間の距離をできるだけ一定に保つことが効果的である。

【0056】

基準板が支持リング上に設けられ、支持リングは、低い熱膨張率を有する材料を含み、最終投影系に接続されているので、距離が温度変化にもかかわらず、より一定に保たれることができる。

【0057】

本発明によるシステムの一実施の形態では、前記マーク位置検出システムは、前記ターゲット表面に向かって前記光ビームを導き、かつ、前記光検出器に向かって前記反射された光ビームを導くように配置された光学系を有し、前記光学系は、前記光学素子を有する。

【0058】

本発明によるシステムの実施の形態では、前記光学系は、前記反射された光ビームをコリメートするように配置された第１のレンズと、コリメートされかつ反射された光ビームを集束させるように配置された第２のレンズとを有し、前記コリメートされかつ反射された光ビームは、前記第１のレンズによって発生される。

【0059】

この実施の形態の利点は、この実施の形態が、テレスコピック光学系を提供することができる、即ち、第１のレンズと第２のレンズとの間の距離が光学系の他の光学素子（又は物体の位置と光検出面の位置との少なくとも一方）を調整する必要なく変更されることができることである。その場合、光学素子及び第１のレンズを含むことができる第１の投影系支持体と、光検出器及び第２のレンズを含むことができるフレームとの間の距離が、（例えば、温度変化の結果として）変化することができるが、これらの距離の変化は、光検出器上での反射された光ビームの集束に影響しない。

【0060】

本発明によるシステムの一実施の形態では、前記第１のレンズは、前記最終投影系支持体の内部に配置され、前記光学素子は、前記フレームの内部に配置されている。

【0061】

この実施の形態の利点は、例えば、温度変化により、最終投影系支持体とフレームとの間の距離が変化することができることである。テレスコピック構造により、光検出器に対する反射された光ビームの投影の影響がないか、影響がより小さくなる。

【0062】

本発明によるシステムの一実施の形態では、前記光学系は、反射された光ビームの光路中に少なくとも１つのテレセントリックレンズを有する。テレセントリックレンズの利点は、レンズまでの物体の距離（又はレンズに対する像の距離）にかかわらず一定の拡大率及びジオメトリを有する画像を提供することができることである。このようにして、光検出器で検出された構造のサイズと向きとの少なくとも一方が、これらの距離に依存しないか、より依存しないことができる。上で説明したように、これらの距離は、例えば、温度変化により、変化しうる。

【0063】

本発明によるシステムの一実施の形態では、前記光学系は、前記少なくとも１つのテレセントリックレンズの後に、前記反射された光ビームの前記光路中に位置された開口を有する。テレセントリックレンズの対物面（即ち、物体が位置される平面）又は像平面（即ち、光検出面が位置される平面）が焦点から外れている場合、画像が不鮮明になりうる。開口の利点は、特に、テレセントリックレンズの焦点面に位置されているとき、画像のブレを制限することができることであることができる。

【0064】

本発明によるシステムの一実施の形態では、前記光学系は、さらに、前記光ビームを導くように配置された光ファイバを有する。光源の光ビームの発生が熱を発生させうるので、最終投影系及び投影系最終支持体から所定の距離に光源を位置させることが効果的であることができる。リソグラフィシステムの真空チャンバの外部に光源を配置することが効果的であることができる。

【0065】

本発明によるシステムの実施の形態では、
前記マーク位置検出システムは、さらに、前記ターゲット表面上の他の位置マークの他の位置を検出するように配置され、
前記光源は、さらに、他の光ビームを与えるように配置され、
前記マーク位置検出システムは、さらに、前記ターゲット表面にほぼ垂直に前記他の光ビームを投影するように配置された他の光学素子を有し、
前記光検出器は、他の反射された光ビームを検出するように配置され、前記他の反射された光ビームは、前記ターゲット表面上での前記他の光ビームの反射によって発生される。

【0066】

ターゲット表面の位置及び向きを決定するために、ターゲット表面上の２つ（又はそれ以上）の位置マークの位置を検出することが効果的であることができる。また、互いから所定の距離に２つの位置マークを位置させることが効果的であることができる。その場合、ターゲット表面の大きな移動なしで２つの位置マークの位置を検出するために、他の光学素子、例えば、フォーカスレンズから所定の距離に、他の光学素子、例えば、フォーカスレンズを与えることが効果的であることができる。

【0067】

さらに、光学系は、２つの光ビームを与えるための同じ光源と、２つの位置マークの検出のための同じの光検出器とを使用するように配置されることができる。光学系には、光ビームを第１の位置マークに、反射された光ビームを光検出器に、そして、光ビームを第２の位置マークに、反射された光ビームを光検出器に導くために、（鏡のような）（光学）スイッチが設けられることができる。

【0068】

本発明によるシステムの一実施の形態では、前記光学系は、さらに、前記他の光ビームを導くように配置された他の光ファイバを有する。

【0069】

本発明によるシステムの一実施の形態では、リソグラフィシステムは、
少なくとも２次元で前記ターゲット表面を移動させるように配置されたアクチュエータと、
前記ターゲット表面上の位置マークの位置を検出するように配置された他のマーク位置検出システムとを具備し、前記他のマーク位置検出システムは、光ビームと、前記ターゲットにほぼ垂直に前記光ビームを投影するように配置された光学素子と、反射された光ビームを検出するように配置された光検出器とを有し、前記反射された光ビームは、前記ターゲット表面上での前記光ビームの反射によって発生され、
前記マーク位置検出システムの前記光学素子は、前記ターゲット表面の移動中に前記ターゲット表面の領域Ａのスポットに前記マーク位置検出システムの前記光ビームを投影するように配置され、
前記他のマーク位置検出システムの前記光学素子は、前記ターゲット表面の移動中に前記ターゲット表面の領域Ｂのスポットに前記他のマーク位置検出システムの前記光ビームを投影するように配置され、
前記領域Ａ及び前記領域Ｂの重なりが、１０％未満、５％ないし１０％の範囲、５％未満、又は０％である。

【0070】

ターゲット表面の位置及び向きを決定するために、ターゲット表面上の２つ（又はそれ以上）の位置マークの位置を検出することが効果的であることができる。２つの位置マークがターゲット表面の対向側に位置されている場合、位置マーク間の距離がターゲット表面の長さの０．８〜０．９９の範囲にある（ターゲット表面の長さは両位置マークと交差する線で決定されることができる）。この場合には、単一のマーク位置検出システムを備えたリソグラフィシステムは、少なくとも、ターゲット表面の長さの０．８〜０．９９の距離をターゲット表面を移動させるように配置されたアクチュエータを必要とする。また、この移動のためにリソグラフィシステムの真空チャンバの内部に空間を必要とする。

【0071】

他のマーク位置検出システムの場合には、第１のマーク位置検出システムは、ターゲット表面の領域Ａに配置された位置マークの位置を検出するように配置されることができ、また、第２の位置マーク検出システムは、ターゲット表面の領域Ｂに配置された位置マークの位置を検出するように配置されることができる。例えば、領域Ａ及びＢの各々がターゲット表面の別々の半分を有するとき、アクチュエータは、領域Ａ及びＢの重なりに依存して、ターゲット表面の長さの０．５〜０．６の距離にわたって最大でターゲット表面を移動させるように配置されることができる。これはまた、ターゲット表面の移動のためのリソグラフィシステムの真空チャンバの内部のより少ないスペースを必要とする。

【0072】

重なり領域に配置された位置マークが両マーク位置検出システムによって検出されることができることを意味するように、一部の重なりが効果的であることができる。このようにして、これら位置マークがより高い精度で検出されることができる。さらに、一方のマーク位置検出システムの動作は、これら位置マークに対して、他方のマーク位置検出システムの動作と比較されることができる。

【0073】

本発明によるシステムの一実施の形態では、ディスク形状のウェーハ表面を備えたウェーハをさらに有し、
前記ターゲット表面は、前記ウェーハ表面を有し、
前記光学素子は、中心点を有し、距離Ｄ１が、前記最終投影系の前記投影軸と前記中心点との間に規定され、
前記距離Ｄ１は、前記ウェーハ表面の直径×０．５よりも小さい。

【0074】

位置マークは、ウェーハ表面のパターニングビームでパターニングされる領域の近くに配置されることができる。領域をパターニングする処理を開始する前に、位置マークの位置が検出される必要があることができる。距離Ｄ１は、ウェーハ表面の直径×０．５よりも小さいので、位置マークの位置の検出後のウェーハ表面の動きが小さいことができる。小さな動きは、短時間ででき、従って、距離Ｄ１が小さいとき、ウェーハの処理速度が効果的に短縮されることができる。

【0075】

本発明によるシステムの一実施の形態では、ディスク形状のウェーハ表面を備えたウェーハをさらに有し、
前記ターゲット表面は、前記ウェーハ表面を有し、
前記光学素子は、中心点を有し、距離Ｄ１が、前記最終投影系の前記投影軸と前記中心点との間に規定され、
前記距離Ｄ１は、前記ウェーハ表面の直径×０．５よりも大きい。

【0076】

位置マークは、ウェーハ表面の外側に設けられてもよい。一般に、リソグラフィシステムには、ウェーハを支持するように配置されたチャックが設けられることができる。チャックは、位置マークが設けられることができるチャック表面を有することができる。ターゲット表面は、チャック表面を有することができるか、ターゲット表面は、チャック表面及びウェーハ表面からなることができる。

【0077】

チャック表面上の位置マークは、ウェーハ表面のパターニングビームでパターニングされることになっている領域から離れて配置されてもよい。領域をパターニングする処理を開始する前に、位置マークの位置が検出される必要があることができる。距離Ｄ１は、ウェーハ表面の直径×０．５よりも小さいので、位置マークの位置の検出後のウェーハ表面の動きが効果的に小さいことができる。

【0078】

本発明によるシステムの一実施の形態では、リソグラフィシステムは、さらに、
ディスク形状のウェーハ表面を備えたウェーハを有し、前記ターゲット表面は、前記ウェーハ表面を有し、
前記ターゲット表面上の位置マークの位置を検出するように配置された他のマーク位置検出システムを有し、前記他のマーク位置検出システムは、光ビームを与えるように配置された光源と、前記ターゲットにほぼ垂直に前記光ビームを投影するように配置された光学素子と、反射された光ビームを検出するように配置された光検出器とを有し、前記反射された光ビームは、前記ターゲット表面上での前記光ビームの反射によって発生され、
前記マーク位置検出システムの前記光学素子の中心点と前記他のマーク位置検出システムの前記光学素子の中心点との間の距離Ｄ３は、前記ウェーハ表面の直径よりも大きい。

【0079】

ターゲット表面の位置及び向きを決定するために、ターゲット表面上の２つ（又はそれ以上）の位置マークの位置を検出することが効果的であることができる。２つの位置マークがチャック表面の対向側に位置され、これにより、位置マーク間の距離は、ウェーハ表面の直径よりも大きくなるようにすることができる。

【0080】

それ故、マーク位置検出システムの光学素子の中心と他のマーク位置検出システムの光学素子の中心との間の距離がウェーハ表面の直径よりも大きいとき、チャック表面上の第１の位置マークの位置を検出することと、チャック表面上の第２の位置マークの位置を検出することとの間のターゲット表面（即ち、チャック表面）の移動は、効果的に小さくすることができる。

【0081】

一実施の形態では、リソグラフィシステムは、ウェーハ表面を備えたウェーハと、チャック表面を備えたチャックとをさらに具備し、前記チャックは、前記ウェーハを支持するように配置され、前記ターゲット表面は、前記ウェーハ表面と前記チャック表面とを有し、前記光学素子は、前記チャック表面の上方に、又は前記ウェーハ表面の上方に配置されている。

【0082】

「上方」との用語は、ターゲット表面に対して定義されることができる。この場合には、最終投影系はまた、ターゲット表面の上方に配置されることができる。

【0083】

本明細書に記載され示されるさまざまな態様並びに特徴は、可能な限り、個々に適用されることができる。これら個々の態様は、特に、添付の従属請求項に規定される態様並びに特徴は、分割特許出願の主題とされることができる。

【0084】

本発明が、添付図面に示される例示的な実施の形態に基づいて説明される。

【図面の簡単な説明】

【0085】

【図1】図１は、本発明の一実施の形態によるリソグラフィシステムの一部を示す概略図である。

【図2】図２は、本発明の一実施の形態によるリソグラフィシステムの一部を概略的に示す断面図である。

【図3】図３は、本発明の他の実施の形態によるリソグラフィシステムの一部を概略的に示す断面図である。

【図4】図４は、本発明の一実施の形態によるターゲット表面を概略的に示す上面図である。

【図5】図５は、本発明の一実施の形態による基準マークの画像、位置マークの画像及び結果として得られた画像の例を概略的に示す図である。

【図6A】図６Ａは、本発明の一実施の形態によるリソグラフィシステムの一部を示す概略図である。

【図6B】図６Ｂは、本発明の他の実施の形態によるリソグラフィシステムの一部を示す概略図である。

【図6C】図６Ｃは、本発明のさらなる他の実施の形態によるリソグラフィシステムの一部を示す概略図である。

【図7】図７は、本発明の一実施の形態による光学系を概略的に示す図である。

【図8】図８は、本発明の一実施の形態による光学系の一実施の形態の概略的な３つ断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0086】

図１は、本発明の一実施の形態によるリソグラフィシステムの一部を示す概略図である。

【0087】

リソグラフィシステムは、好ましくは、メンテナンスを容易にするために、モジュール方式で設計されている。主要なサブシステムは、好ましくは、自蔵式の取り外し可能なモジュールで構成され、これにより、これらは、他のサブシステムへの外乱をできる限り少なくしてリソグラフィマシンから取り外されることができる。これは、特に、マシンへのアクセスが制限されている真空チャンバに収められたリソグラフィマシンにとって効果的である。このように、障害のあるサブシステムは、他のシステムを不必要に切断したり妨害したりすることなく、速やかに取り外して交換されることができる。

【0088】

図１に示される実施の形態では、これらのモジュール式サブシステム又はモジュールは、
ビーム源１０２及びビームコリメート系１０３を有することができる照明光学モジュール１０１と、
１０６で一緒に示されるアパーチャアレイ及びコンデンサレンズアレイを有することができるアパーチャアレイ及びコンデンサレンズモジュール１０４と、
小ビームブランカアレイ１０８を有することができるビームスイッチングモジュール１０７と、
１１０で一緒に示されるビーム停止アレイ、ビーム偏向器アレイ及び投影レンズアレイを有することができる投影光学モジュール１０９とを具備することができる。投影光学モジュールは、上述のような最終投影系を有することができる。最終投影系は、投影レンズ素子とも称される投影レンズアレイを有することができる。

【0089】

これらモジュールは、フレームから内外に摺動するように設計されることができる。図１に示される実施の形態では、フレームは、アライメント内側サブフレーム１１３とアライメント外側サブフレーム１１４とを有することができる。

【0090】

メインフレーム１１５は、振動減衰マウント１１６を介してこれらアライメントサブフレーム１１３、１１４を支持することができる。ウェーハテーブル１１７はウェーハ１０を支持することができ、また、ウェーハテーブルはチャック１１に装着されている。チャック１１は、ステージショートストローク１１８及びロングストローク１１９上に位置されることができる。ステージショートストローク１１８及びロングストローク１１９を一緒にして、この文書ではアクチュエータと称されることができる。

【0091】

リソグラフィマシンは、真空チャンバ１２０中に収められることができ、この真空チャンバは、１つ又は複数の金属遮蔽層１２１を有することができる。システムは、ベースプレート１２２上に置かれることができ、フレーム部材１２３によって支持されることができる。支持システムは、アライメントサブフレーム１１３、１１４と、最終投影系支持体と、振動減衰マウント１１６と、ベースプレート１２２との少なくとも１つを有することができる。

【0092】

各モジュール式サブシステムは、その動作のための多くの電気信号、光信号、及び電力を必要としうる。真空チャンバ１２０の内部のモジュール式サブシステム又はモジュールは、好ましくはチャンバの外側に位置されたプロセッサユニット１２４からこれら信号を受信することができる。

【0093】

電子源１０２からのパターニングビームは、コリメータレンズ系１０３によってコリメートされる。コリメートされたビームは、複数の小ビームを、例えば、少なくとも２つの小ビームを生成するために、コリメートされたビームの一部を遮断することができるアパーチャアレイに衝突することができる。しかしながら、本発明の一実施の形態によるリソグラフィシステムは、好ましくは約１０，０００〜１，０００，０００の非常に多くの小ビームを発生するように配置されることができる。

【0094】

これら小ビームは、コンデンサレンズアレイ１０６を通過することができ、コンデンサレンズアレイは、１つ以上の小ビームを偏向させるための複数のブランカを有するビームブランカアレイの平面内にこれら小ビームを集束させることができる。

【0095】

偏向された及び偏向されていない小ビームが、ビーム停止アレイに到達することができ、ビーム停止アレイは、複数の開口を有することができる。小ビームブランカアレイ及びビーム停止アレイは、小ビームを遮断したり通過させたりするために一緒に動作することができる。小ビームブランカアレイが小ビームを偏向させたとき、小ビームはビーム停止アレイ内の対応するアパーチャを通過しないが、代わりに遮断される。しかし、小ビームブランカアレイが小ビームを偏向しないならば、小ビームは、ビーム停止アレイの対応する開口を通過して、ビーム偏向器アレイ及び投影レンズアレイを通過する。

【0096】

ビーム偏向器アレイは、ターゲット表面にわたって小ビームを走査するように、偏向されていない小ビームのｚ方向（即ち、最終投影系の投影軸と平行）にほぼ垂直なｘ方向とｙ方向（例えば、ターゲット表面と平行な平面）との少なくとも一方に各小ビームの偏向を与えることができる。

【0097】

小ビームは、投影レンズアレイを通過することができ、ウェーハ１０上に投影されることができる。投影レンズアレイは、好ましくは、（特定の電子光学レイアウトによって決まる）２５ないし５００倍のオーダの縮小を与える。これら小ビームは、ターゲットを運ぶように配置されることができる移動可能なチャック１１上に位置されたウェーハ表面に衝突することができる。リソグラフィのアプリケーションに関して、ターゲットは、通常、荷電粒子感応層、即ちレジスト層が設けられたウェーハである。

【0098】

リソグラフィシステムは、真空環境で少なくとも部分的に動作することができる。真空は、ビームによってイオン化されて源に引き付けられることができ、解離されてマシンの構成要素に堆積させることができ、パターニングビーム又は小ビームを分散させることができる。

【0099】

真空環境を維持するために、リソグラフィシステムは、真空チャンバ１２０を有することができる。ビーム源、鏡筒及び移動可能なチャックのような、リソグラフィシステムの主要な要素の全てが、好ましくは、真空チャンバ内に収容される。

【0100】

図２は、本発明の一実施の形態によるリソグラフィシステムの一部を示す概略的な断面図である。

【0101】

リソグラフィシステムは、パターニングビームを与えるように配置されたビーム源１０２（図２には図示されない）を有することができる。パターニングビームは、パターニング光ビーム又は電子ビームのようなパターニング荷電粒子ビームであることができる。パターニングビームは、上述のようにして発生された少なくとも２つの小ビームを有することができる。

【0102】

リソグラフィシステムは、ターゲット表面２２の少なくとも一部にパターニングビームを投影するように配置された最終投影系２１を有することができる。ターゲット表面は、ウェーハ１０の表面とチャック１１の表面とを有することができる。位置マークは、ウェーハ１０の表面上とチャック１１の表面上との少なくとも一方に設けられることができる。

【0103】

リソグラフィシステムは、ターゲット表面を移動させるように配置されたアクチュエータを有することができる。移動の方向は、図２並びに図３に矢印Ｍで示されている。

【0104】

最終投影系は、表面２２上にパターニングビームを投影するように配置された、電気光学素子を有する鏡筒の最終部分であることができる。最終投影系は、ほぼ管状の形状を有することができる。最終投影系は、投影レンズアレイを有することができる。最終投影系は、最終投影系から放出されるパターニングビームに平行であることができる投影軸を有することができ、また、最終投影系から放出されるパターニングビームの中心に位置されることができる。それ故、投影軸は、最終投影系の電気光学素子によって規定されることができる。

【0105】

リソグラフィシステムは、さらに、ターゲット表面上の位置マークの、例えば、ウェーハの表面上の位置マークの、又はチャックの表面上の位置マークの位置を検出するように配置されたマーク位置検出システムを有することができる。

【0106】

マーク位置検出システムは、光ビームを与えるように配置された光源（図２には示されない）を有することができる。光源は、レーザ、ＬＥＤ又は他の光発生装置であることができる。マーク位置検出システムは、さらに、ターゲット表面にほぼ垂直に（又は投影軸と平行な）光ビームを投影するように配置された光学素子を有することができる。

【0107】

光源は、所定の距離で設けられることができ、鏡９６は、光学素子２４と光検出器との間の光路中に、例えば、ファイバを介して、光源から伝送された光ビームを結合させるために使用されることができる。鏡９６は、図８の鏡８３、８４にならって設けられることができる。

【0108】

一般に、最終投影系は、最終投影系がパターニングビームを投影するのと同じターゲットの側に光ビームを投影することができる。

【0109】

図２では、光学素子は、ターゲット表面に、又はターゲット表面上の位置マーク上に光ビームを集束させるように配置されたフォーカスレンズ２４である。フォーカスレンズ２４が省略されるならば、光学素子は鏡２８であることができる。光学素子は、光ビームがターゲット表面に向かってマーク位置検出システムを離れる光学素子であるか、反射された光ビームが光検出器に向かってマーク位置検出システムに入る光学素子であるかの少なくとも一方であることができる。光ビームがターゲット表面に向かってマーク位置検出システムを離れる光学素子は、反射された光ビームが光検出器に向かってマーク位置検出システムに入る光学素子と同じ光学素子であることができる。

【0110】

以下に説明されるいくつかの実施の形態では、ターゲット表面上に光ビームを投影するように配置された光学素子は、フォーカスレンズであり、他の実施の形態では、ターゲット表面上に光ビームを投影するように配置された光学素子は、鏡であることができる。しかしながら、フォーカスレンズに適用可能であるものは、ターゲット表面にほぼ垂直に光ビームを投影するように配置された他の光学素子に適用可能であることができるか、特に、鏡に適用可能であることができるか、逆でもよい。

【0111】

フォーカスレンズ２４からマーク位置検出システムを出る光ビームは、最終投影系の投影軸にほぼ平行であることができる。

【0112】

光ビームは、ターゲット表面で反射されることができ、このようにして、反射された光ビームが発生される。マーク位置検出システムは、反射された光ビームを検出するように配置された光検出器を有することができる。反射された光ビームは、ターゲット表面に関する、特に、光ビームが反射されることができる位置マークに関する情報を伝達することができる。光検出器２５は、カメラ、好ましくはＣＣＤカメラである（又は有する）ことができる。

【0113】

位置マークは、光ビームの光に対して異なる反射率を備えた領域を有することができる。他の選択肢は、位置マークが、全体として、位置マークなしのターゲット表面とは（光ビームの光に対して）異なる反射率を有することであることができる。位置マークの位置は、ターゲット表面（従って、位置マーク）を移動させて、位置マークの位置の関数として反射された光ビームの強度を検出することによって検出されることができる。

【0114】

リソグラフィシステムは、さらに、支持システムを有することができる。支持システムは、最終投影系支持体２６と、フレームとを有し、最終投影系支持体２６は、最終投影系２１を支持するように配置され、フレームは、最終投影系支持体２６を支持するように配置されている。フレームは、アライメント内側サブフレーム１１３とアライメント外側サブフレーム１１４とを有することができ、アライメント内側サブフレーム１１３は、最終投影系支持体２６を支持するように配置されることができる。

【0115】

マーク位置検出システムは、光学素子（例えば、フォーカスレンズ２４）を有する光学系を有することができる。光学系は、光検出器に向かって反射された光ビームを導くように配置され、かつ、ターゲット表面に向かって光ビームを導くように配置されることができる。

【0116】

図２から理解されることができるように、光学素子、フォーカスレンズ２４は、投影軸に垂直な平面内で最終投影系に隣接して位置されることができる。光検出器は、フレームの内部に、又はアライメント内側サブフレーム１１４中に位置されることができる。光学素子、フォーカスレンズ２４は、最終投影系支持体２６に配置されることができる。

【0117】

光検出器２５が発生させる熱は、フレーム、例えば、アライメント内側サブフレーム１１４を介して、冷却装置に伝達されることができる。光検出器がフレームの内側に配置されているので、発生された熱は、最終投影系２１、光学素子、フォーカスレンズ２４の近くの温度変化を引き起こさないかより少なくすることができる。

【0118】

距離Ｄ１は、図２では、投影軸２３とフォーカスレンズ２４の中心点との間に示されている。ウェーハの表面は、２５〜５００ｍｍの範囲の、又は、２００〜４００ｍｍの範囲の、好ましくは約３００ｍｍである直径を備えたディスク形状であることができる。距離Ｄ１は、ウェーハ表面の直径×０．３よりも小さいことができる。本発明の一実施の形態では、距離Ｄ１は、６０ｍｍよりも小さく、好ましくは、５０ｍｍよりも小さく、約４５ｍｍであることができる。

【0119】

光学素子の中心点が、光学素子の光軸上に位置されることができる。

【0120】

図２では、最終投影系２１の横断面の直径Ｄ−ｆｐｓが示され、横断面は、投影軸に垂直な平面を規定しており、光学素子、フォーカスレンズ２４がこの平面に配置されている。距離Ｄ１は、直径Ｄ−ｆｐｓよりも、好ましくは０．７×Ｄ−ｆｐｓよりも小さいことができる。

【0121】

図２では、距離Ｄ４は、最終投影系と光学素子との間に示されている。距離Ｄ４は、最終投影系の直径よりも小さく、例えば、最終投影系の直径×０．７よりも小さいことができる。

【0122】

本発明の一実施の形態では、光検出器は、中心点を備えた光検出面を有する。図２では、光検出面の中心点と最終投影系の投影軸との距離がＤ２で示されている。Ｄ１は、Ｄ２よりも小さく、好ましくは、０．３×Ｄ２よりも小さいことができる。

【0123】

これは、光検出器（又は光検出面）が光学素子、フォーカスレンズよりも最終投影系からかなり離れて位置されていることを意味することができる。光検出器（又は光検出面）によって発生される熱は、最終投影系と光学素子、フォーカスレンズとの間に位置された材料の温度に影響を与えない（又は影響が少ない）ことができる。

【0124】

一実施の形態では、光学素子は、図２に見られることができるように、ウェーハ表面の上方に配置されている。図３は、本発明の他の実施の形態によるリソグラフィシステムの一部を示す概略的な断面図である。

【0125】

図３に見られることができるように、光検出器２５の光検出面２６は、ターゲット表面と平行か、投影軸に垂直に配置されることができるが、図２は、光検出器２５の光検出面２６が、ターゲット表面に垂直に、又は投影軸に平行に配置されることができる。

【0126】

また、図３の実施の形態に示される、ターゲット表面に光ビームを投影するように配置された光学素子、即ち、鏡３１は、投影軸に垂直な平面内で最終投影系２１に隣接して位置されている。鏡３１は、（図３に示されるように）アライメント内側サブフレーム１１３又はアライメント外側サブフレーム１１４であるフレーム内で配置されることができる。

【0127】

距離Ｄ１、Ｄ２は、上で説明されるようにして規定されることができ、距離Ｄ１は、鏡３１の中心点に対して規定されることができる。本発明の一実施の形態では、距離Ｄ１は、図３に示されるように、距離Ｄ２よりも小さい。一実施の形態では、距離Ｄ２は、図３に見られることができるように、ウェーハ１０の表面の直径×０.５よりも大きいことができる。さらに、距離Ｄ２は、図３にまた見られることができるように、チャック１１の長さ×０.５よりも大きいことができる。

【0128】

光学素子（図３での鏡３１）の下でターゲット表面を移動させるために、ターゲット表面を移動させるためのアクチュエータ（図３に示されない）が設けられることができ、これにより、光学素子が、ターゲット表面に光ビームを投影することができ、ターゲット表面は、ウェーハ１０の表面とチャック１１の表面とを有することができ、これら表面の各々は１つ以上の位置マークを有することができる。

【0129】

一実施の形態では、光学素子は、図３に見られることができるように、チャック表面の上方に配置されている。

【0130】

図２の実施の形態では、ターゲット１０に対する最終投影系の光軸２３の位置決めは、光学素子２３と光学素子２４の中心との間の距離Ｄ１を使用して行われることができる。その場合には、距離Ｄ１は、温度変化に対しておおよそ安定であることを保証することが必要であることができる。それ故、本発明の一実施の形態では、光学素子２４は、最終投影系とシステムの他の部分との材料の少なくとも一方と比較して低い熱膨張率を有する材料からなる支持リング中に、又はその上に設けられている。さらなる一実施の形態では、図６Ａ並びに図６Ｂを参照して以下にさらに説明されるように、撓み部は、最終投影系に支持リングを接続するために使用されることができる。

【0131】

しかしながら、図３による実施の形態では、ターゲット１０に対する最終投影系の光軸２３の位置決めは、チャック上の位置マーク及びチャックの位置を使用して行われることができる。その場合には、距離Ｄ１は、温度変化に対して安定であることを保証する必要はなくなりうる。それ故、支持リングは、低い熱膨張率を有する材料でできている必要はないので、製造が容易であることができる。

【0132】

本発明の一実施の形態では、リソグラフィシステムは、ターゲット表面上の位置マークの位置を検出するように配置された他のマーク位置検出システムを有することができ、他のマーク位置検出システムは、光ビームを与えるように配置された光源と、ターゲット表面にほぼ垂直に光ビームを投影するように配置された光学素子（鏡３４）と、反射された光ビームを検出するように配置された光検出器３２とを有し、反射された光ビームは、ターゲット表面上での光ビームの反射によって発生される。

【0133】

例えば、図２を参照して、マーク位置検出システムに関するこの文書に記載された全ての特徴が、例えば、光学素子（鏡３１）の中心点と投影軸２３との間の、及び光検出器３２の光検出面３３の中心点の間の距離に関して、他のマーク位置検出システムに適用可能であることができる。

【0134】

他のマーク位置検出システムは、図３に見られることができるように、投影軸２３に対してマーク位置検出システムの反対側に位置されることができる。従って、マーク位置検出システムの鏡３１（と光検出器２５との少なくとも一方）は、同様に、他のマーク位置検出システムの鏡（と光検出器３２との少なくとも一方）に対向して位置されることができる。

【0135】

マーク位置検出システムの光学素子（鏡３１）の中心点と他のマーク位置検出システムの光学素子（鏡３１）の中心との間の距離は、図３のＤ３で示されている。一実施の形態では、距離Ｄ３は、図３に見られることができるように、ウェーハ１０の表面の直径よりも大きいことができる。さらに、距離Ｄ３は、図３に見られることができるように、チャック１１の長さよりも大きいことができる。

【0136】

２つの位置マークが、（図４に示されるような）チャック表面の対向側に位置され、これにより、位置マーク間の距離は、ウェーハ表面の直径よりも大きい。マーク位置検出システムの鏡３１と他のマーク位置検出システムの鏡３４との間の距離Ｄ３がウェーハ表面の直径よりも大きいとき、チャック表面上の第１の位置マークの位置を検出することとチャック表面上の第２の位置マークの位置を検出することとの間で必要とされるターゲット表面（即ち、チャック表面）の移動は、効果的には、小さいことができる。

【0137】

図４は、本発明の一実施の形態によるターゲット表面を概略的に示す上面図である。一実施の形態では、ターゲット表面４１は、ウェーハ１０の表面４２とチャック１１の表面４３を有する。チャック１１は、パターニングビームのビーム特性を測定するためのビーム測定センサ４４を有することができる。ウェーハの表面４２は、ウェーハ１０の位置マーク４５を有することができる。チャックの表面４３は、チャックの位置マーク４６を有することができる。

【0138】

本発明の一実施の形態では、リソグラフィシステムは、少なくとも２次元（例えば、図４に示されるように、ｘ方向及びｙ方向）でターゲット表面を移動させるように配置されたアクチュエータを有する。ターゲット表面を移動させることによって、マーク位置検出システムの光学素子がターゲット表面の異なるスポット上に光ビームを投影することができる。このようにして、ターゲット表面の領域がマーク位置検出システムによって走査されることができる。

【0139】

一実施の形態では、リソグラフィシステムは、２つのマーク位置検出システムが設けられることができ（例えば、図３を参照して上で説明されたリソグラフィシステム）、アクチュエータは、所定の範囲でターゲット表面を移動させるように配置されることができ、これにより、（第１の）マーク位置検出システムの光学素子が、図４に示されるように、ターゲット表面の領域Ａを走査することができる。他の（第２の）マーク位置検出システムの光学素子は、図４にまた示されるように、ターゲット表面の領域Ｂを走査することができる。２つの領域Ａ、Ｂは、重なっていてもよく、重なり領域Ｃもまた、図４に示される。各領域Ａ、Ｂ、Ｃは、ウェーハの表面４２の一部と、チャックの表面４３の一部との少なくとも一方を含むことができる。

【0140】

領域Ａ内の位置マークの位置が（第１の）マーク位置検出システムによって検出されることができ、領域Ｂ内の位置マークの位置が他の（第２の）マーク位置検出システムによって検出されることができ、一方、領域Ｃ内の位置マークの位置が両マーク位置検出システムによって検出されることができる。

【0141】

このようにして、領域Ｃ内の位置マークがより高い精度で検出されることができる。さらに、１つのマークの位置検出システムの動作は、これらの位置マークに対して、他のマーク位置検出システムの動作と比較されることができる。

【0142】

本発明の一実施の形態では、領域Ａと領域Ｂとの重なり領域Ｃは、１０％未満、５％ないし１０％の範囲、５％未満、又は０％である。

【0143】

図５は、本発明の一実施の形態による、基準マークの画像５１と、位置マークの画像５３と、結果として得られる画像５５との例を概略的に示す図である。

【0144】

本発明の一実施の形態では、ターゲット表面には、１つ以上の位置マークが設けられ、各々が所定の構造を有することができる。各構造は、サブ構造のアレイを有することができる。サブ構造の各々は、これらサブ構造間の領域の反射率とは異なる反射率を有することができる。光ビームが所定の構造を備えた位置マークで反射されたとき、反射された光ビームがカメラによって検出され、対応する画像が得られることができる。

【0145】

図５には、構造５４を備えた位置マークの画像５３が示される。構造５４は、図５に示されるように、正方形のアレイを有することができる。しかしながら、構造は、ディスク状又は円形状のサブ構造、線等のような、異なる形状のサブ構造の異なる配置を有することができる。

【0146】

本発明の一実施の形態では、マーク位置検出システムは、基準板２７を有し、基準板２７は、基準マーク５１を有し、これは、反射された光ビームを少なくとも部分的に透過する。基準板は、図２に示されるように、反射された光ビームの光路に、好ましくは、光学素子（フォーカスレンズ２４）とターゲット表面２２との間に位置されることができる。

【0147】

位置マークと同様にして、基準マークもまた、サブ構造のアレイを有することができる。サブ構造の各々は、サブ構造間の領域の透過率とは異なる透過率を有することができる。光ビームがターゲット表面で反射して、基準マークを通過して、反射された光ビームが、その後、カメラによって検出されたとき、対応する画像５１が得られることができる。

【0148】

図５には、構造５２を備えた基準マークの画像５１が示される。構造５４は、図５に示されるように、正方形のアレイを含むことができる。しかしながら、構造は、ディスク状又は円形状のサブ構造、線等のような、異なる形状のサブ構造の異なる配置を有することができる。基準マークのサブ構造の配置は、図５に示されるように、位置マークのサブ構造の配置に相補的であることが効果的であることができる。

【0149】

光ビームが位置マークで反射され、反射された光ビームが基準マークを通過して、反射された光ビームが、その後、カメラによって検出されることができる。この場合には、組み合わせられた、即ち結果として得られた画像５５が得られることができる。結果として得られた画像５５は、基準マーク及び位置マークのサブ構造のアレイの両方を表示する。

【0150】

基準マークのサブ構造のアレイに対して位置マークのサブ構造のアレイの位置及び向きから、位置マーク（ひいてはターゲット表面）の位置及び向きが決定されることができる。この決定は、基準板のないマーク位置検出システムと比較して、あるいは、ただ１つのサブ構造を備えた基準マークと比較して、より正確であることができる。

【0151】

位置マークの構造の画像と光検出器で検出された基準板の構造の画像との両方が、反射された光ビームの光路中に存在する収差又は他の誤差によって影響されうる。位置マークの位置及び向きが基準板に対して決定されることができるので、これらの収差（又は他の誤差）は、少なくとも部分的に、互いに打ち消し合うことができる。

【0152】

図６Ａは、本発明の一実施の形態によるリソグラフィシステムの一部を示す概略図である。本発明の一実施の形態では、最終投影系支持体２６は、支持リング６２とホルダ６１とを有する。支持リング６２は、最終投影系２１を支持するように配置されることができ、また、図６Ａに示されるように、ホルダ６１と最終投影系２１との間に配置されることができる。フレーム、特に、アライメント内側サブフレーム１１３は、ホルダを支持するために配置されることができる。ホルダ６１は、支持リング６２を保持するように配置されることができる。最終投影系２１及びホルダ６１は、このように、直接接続されなくてもよいが、支持リング６２を介して接続されることができる。最終投影系２１とホルダ６１との間に直接的な接触が存在しない。

【0153】

一実施の形態では、支持リングは、最終投影系とホルダとの少なくとも一方の材料と比較して低い熱膨張率を有する材料を含む。低い熱膨張率を有する材料の例は、ガラスセラミックス、例えば、ゼロデュアである。また、リン青銅のような非セラミックスを使用してもよい。

【0154】

支持リング６２は、撓み部によって、例えば、ばね又は他の弾性コネクタによって、最終投影系支持体に接続されることができる。複数の撓み部は、ほぼ（又は少なくとも主に）垂直に配置され、これは、最終投影系の投影軸にほぼ平行であることを意味する。支持リング６２は、例えば、撓み部を使用して、ホルダ６１から吊り下げられることができる。少なくとも３つの撓み部が、空間内での支持リングの位置を規定するために使用されることができる。撓み部は、支持リング６２と、ホルダ６１と、最終投影系２１との少なくとも１つにある凹部に接着されることができる。

【0155】

最終投影系が、例えば、温度変化により、径（即ち、最終投影系の投影軸に垂直）方向に膨張したとき、投影軸がターゲット表面に対してその位置にとどまる。径方向への最終投影系の膨張は、支持リングを径方向にも膨張させうる。撓み部のおかげで、これは、ホルダ６１上に径方向の膨張力をもたらさない。同様に、径方向のホルダ６１の膨張は、撓み部により支持リング６２に膨張力をもたらさない。それ故、ホルダ６１は、アルミニウムのような高い熱膨張材料を含むことができる。

【0156】

本発明の一実施の形態では、基準板２７は、支持リング６２上に配置されている。光学素子（図６Ａでのフォーカスレンズ２４）は、支持リング中に、又はその上に配置されることができる。支持リングは、光ビーム及び反射された光ビームが通過する光チャンネルを有することができる。この光チャンネルでは、光学系のさらなる光学素子が、レンズや鏡のように配置されることができる。他の実施の形態では、光学素子がホルダ６１に配置されることができる。ホルダ６１もまた、光チャンネルを有することができる。

【0157】

図６Ｂは、本発明の多の実施の形態によるリソグラフィシステムの一部を示す概略図である。図６Ｂは、図６Ｂの上部分の実施の形態の横断面と、図６Ｂの底部分の同じ実施の形態の上面を示している。

【0158】

ホルダ６１は、モジュールプレートと称されることができ、プレートは、（欠陥のある）モジュールの交換を容易にするために、フレーム（特に、内側サブフレーム１１３）に挿入され、これから取り外されることができる。

【0159】

支持リング６２は、３つの撓み部９１によってホルダ６１に接続されている。支持リング６２は、最終投影系とホルダとの少なくとも一方の材料と比較して低い熱膨張率を有する材料からなることができる。

【0160】

支持リング６２は、３つの撓み部９４によって最終投影系２１に接続されている。一実施の形態では、最終投影系は、ターゲット表面の少なくとも一部にパターニングビームを投影するために投影レンズ素子９２と、ターゲット表面の少なくとも一部にわたってパターニングビームを走査するための走査偏向素子９３とを有する。その場合には、支持リング６２は、図６Ｂに示されるように、３つの撓み部９４によって投影レンズ素子９２に接続されることができる。

【0161】

撓み部９４のおかげで、最終投影系の光軸、特に、投影レンズ素子９２の光軸が、温度変化にかかわらず、ターゲットとマーク位置検出システムの光学素子との少なくとも一方に対してその位置でおおよそとどまることができる。撓み部９１もまた、この効果に寄与している。

【0162】

図６Ｂには示されないが、光学素子は、支持リング６２中に、又はその上に設けられることができる。

【0163】

一般に、光学素子が、最終投影系支持体に、特に、支持リングに設けられたとき、光ビーム（か反射された光ビームの少なくとも一方）が、光学素子と光検出器（又は光源）との間で真空チャンバの真空を部分的に通って進行することができる場合がある。その場合、光学系は、真空中を通る光ビームと反射された光ビームとの少なくとも一方を導くように配置されることができる。

【0164】

図６Ｃは、本発明のさらなる他の実施の形態によるリソグラフィシステムの一部を示す概略図である。この実施の形態では、支持リング６２は、素子２０２から吊り下げられている。これは、上記のホルダ又はモジュールプレートであることができるが、ホルダが設けられていないフレームであってもよい。

【0165】

図６Ｃの例では、最終投影系２１は、接続手段２０３によって、例えば、ボルトによって支持リング６２に接続されている。また、図６Ｃには、最終投影系２１からターゲット、即ちウェーハ１０に向けられたパターニングビーム２０１が示されている。

【0166】

本発明の一実施の形態では、マーク位置検出システムは、ターゲット表面に向かって光ビームを導くように、かつ、光検出器に向かって反射された光ビームを導くように配置された光学系を有し、この光学系は、光学素子を有する。図７は、本発明の一実施の形態による光学系７１を概略的に示し、光学素子はフォーカスレンズ２４である。しかしながら、フォーカスレンズ２４は、図７の実施の形態から省略されることができ、その場合には、鏡７３は、ターゲット表面に光ビームを投影するように配置された光学素子である。

【0167】

光学系は、鏡７３、７４のようなフォーカスレンズ２４及び他の光学素子を有することができる。図７には、基準板２７、ターゲット表面２２及び光源７２が示されている。本発明の一実施の形態では、光学系は、さらに、例えば、光源７２から、光学系の他の要素に向かって、例えば、鏡７３に向かって、光ビームを導くように配置された光ファイバ（図７には図示されない）を有する。

【0168】

本発明の一実施の形態では、光学系７１は、反射された光ビームをコリメートするように配置された第１のレンズ７５と、コリメートされかつ反射された光ビームを集束させるように配置された第２のレンズ７６とを有し、コリメートされかつ反射された光ビームは、第１のレンズ７５によって発生される。第１のレンズ７５は、最終投影系支持体の内部に、例えば、ホルダ６１の内部に、又は支持リング６２の内部に配置されることができる。第２のレンズは、ホルダ６１の内部に、又はフレームの内部に、例えば、アライメント内側サブフレーム１１３の内部に、アライメント外側サブフレーム１１４の内部に配置されることができる。

【0169】

これは、少なくとも部分的にテレスコピック光学系を提供することができる。その場合には、支持リング６２、ホルダ６１又はフレームの間の距離は、（例えば）変化することができ、一方、光検出面２６で得られた位置マークの像が焦点にとどまることができる。

【0170】

チャンネルは、反射された光ビームがそれを通過する（又は進行する）ことができる支持リング、ホルダ、アライメント内側サブフレーム１１３又はアライメント外側サブフレーム１１４の内部に設けられることができる。支持リング、ホルダ、アライメント内側サブフレーム１１３又はアライメント外側サブフレーム１１４の間で、反射された光ビームが真空チャンバの内部の真空を通って通過（又は進行）することができる。

【0171】

本発明の一実施の形態では、光学系は、反射された光ビームの光路中に１つ以上のテレセントリックレンズを有する。第１のレンズ７５はテレセントリックレンズであるか、第２のレンズ７６がテレセントリックレンズであるかの少なくとも一方であることができる。その場合には、光検出面２６で得られた位置マークの像の倍率と向きとの少なくとも一方が一定であることができ、一方、物体面とテレセントリックレンズとの間の距離（又は平像面とテレセントリックレンズとの間の間隔）が変化することができる。

【0172】

本発明の一実施の形態では、光学系は、テレセントリックレンズの後に反射された光ビームの光路に位置された開口７７を有する。図７では、開口７７は、テレセントリックレンズであることができる第１のレンズ７５の後に位置されている。

【0173】

図８は、本発明の一実施の形態による光学系の一実施の形態の３つの断面図である。右上隅の第１の断面は、ターゲット表面と平行に示され、一方、右下隅の第２の断面及び左隅の第３の断面は、第１の断面に直交する断面である。

【0174】

第１の断面は、図８のａ−ａ線に沿っており、第２の断面は、図８のｂ−ｂ線に沿っており、第３の断面は、図８のｃ−ｃ線に沿っている。

【0175】

本発明の一実施の形態では、マーク位置検出システムは、ターゲット表面に光ビームを集束させるように配置されたフォーカスレンズ８０と、ターゲット表面に他の光ビームを集束させるように配置された他のフォーカスレンズ８１とを有する。光源は、光ビーム及び他の光ビームを与えるように配置されることができる。第１の光ファイバ８２及び第２の光ファイバ８３は、光源からのそれぞれの光ビーム及び他の光ビームを導くように設けられることができる。

【0176】

光ビームは、鏡８４及び鏡６４によってフォーカスレンズ８０に導かれることができるが、他の光ビームは、鏡８６及び鏡８７によってフォーカスレンズ８１に導かれることができる。

【0177】

光ビームは、フォーカスレンズ２４からターゲット表面に向かって放出されることができ、光ビームは、ターゲット表面で反射されることができる。反射された光ビームは、フォーカスレンズ８０を介して光学系に入ることができる。反射された光ビームは、光検出器に向かって鏡８５によって導かれることができる。光検出器は、図８には示されないが、光検出器に向かう方向が矢印Ｒで示されている。鏡８４及び鏡８８は、反射された光ビームを少なくとも部分的に通過させるように配置されることができる。

【0178】

他の光ビームは、フォーカスレンズ８１からターゲット表面に向かって放出されることができ、他の光ビームは、ターゲット表面で反射されることができる。他の反射された光ビームは、フォーカスレンズ８１を介して光学系に入ることができる。他の反射された光ビームは、鏡８７及び鏡８８によって光検出器に向かって導かれることができる。鏡８６は、反射された光ビームを少なくとも部分的に通過させるように配置されることができる。

【0179】

反射された光ビーム又は他の反射された光ビームの光路中にレンズ８９ａ、８９ｂが配置されることができる。これは、上述したように、テレセントリックレンズ又は２枚のレンズからなる１組のレンズである第１のレンズ７５とすることができる。第２のレンズ７６（図８には示されない）は、光検出器に近接して配置されることができる。

【0180】

図８の実施の形態では、ターゲット表面に光ビームを投影するように配置された光学素子は、フォーカスレンズ８０、８１である。しかしながら、他の実施の形態では、これらフォーカスレンズ８０、８１が省略されてもよい。その場合には、鏡８５、８７は、ターゲット表面上に光ビームを投影するように配置された光学素子である。

【0181】

図８の他の実施の形態では、光学システムは、さらに、２つの基準板を有することができ、各々が、光学素子の前に、即ち、フォーカスレンズ８０の前に、又は鏡８５、８７の前に、反射された光ビームの光路中に配置されることができる。

【0182】

ターゲットをパターニングするために電子ビームを使用したリソグラフィシステムの説明された実施の形態もまた、必要な変更を加えて、ターゲットをパターニングするために光ビームを使用するリソグラフィシステムに適用されることができることが理解されることができる。

【0183】

本発明の他の態様によれば、マーク位置検出システムは、この文書に記載された実施の態様の１つに従って提供される。

【0184】

本発明の実施の形態はまた、以下の記載の１つ以上によって記述されることができる。
１）ターゲットの少なくとも一部を処理するためのリソグラフィシステムであって、前記ターゲットは、位置マークを備えたターゲット表面を有し、このリソグラフィシステムは、
パターニングビームを与えるように配置されたビーム源と、
投影軸を有し、前記ターゲット表面の少なくとも一部に前記パターニングビームを投影するように配置された最終投影系とを具備し、前記投影軸は、前記ターゲット表面の前記一部にほぼ垂直であり、
前記ターゲット表面上の前記位置マークの位置を検出するように配置されたマーク位置検出システムを具備し、前記マーク位置検出システムは、光ビームを与えるように配置された光源と、前記ターゲット表面上にほぼ垂直に前記光ビームを投影するように配置された光学素子と、反射された光ビームを検出するように配置された光検出器とを有し、前記反射された光ビームは、前記ターゲット表面上での前記光ビームの反射によって発生され、
前記マーク位置検出システムは、前記ターゲット表面に向かって前記光ビームを導き、かつ、前記光検出器に向かって前記反射された光ビームを導くように配置された光学系を有し、前記光学系は、前記光学素子を有するリソグラフィシステム。
２）前記光学素子は、前記最終投影系の隣に、又は隣接して位置されている１）のリソグラフィシステム。
３）前記光検出器は、前記投影軸から所定の距離に位置され、前記光学素子は、前記最終投影系と前記光検出器との間に位置されている１）又は２）のリソグラフィシステム。
４）前記最終投影系を支持するように配置された最終投影系支持体を有する支持システムをさらに具備する１）ないし３）のいずれか１のリソグラフィシステム。
５）前記光学素子は、前記最終投影系支持体の隣に、又は隣接して位置されている４）のリソグラフィシステム。
６）前記光学素子は、前記最終投影系支持体の内部に位置されている４）のリソグラフィシステム。
７）前記支持システムは、さらに、前記最終投影系支持体を支持するように配置されたフレームを有し、前記光検出器は、前記フレームの内部に位置されている４）ないし６）のいずれか１のリソグラフィシステム。
８）前記光学素子は、中心点を有し、距離Ｄ１が、前記最終投影系の前記投影軸と前記中心点との間に規定され、
前記光学素子は、前記投影軸に垂直な平面に位置され、
前記平面における前記最終投影系の横断面は、直径Ｄ−ｆｐｓを有し、
前記距離Ｄ１は、前記直径Ｄ−ｆｐｓよりも小さく、好ましくは、０.７×Ｄ−ｆｐｓよりも小さい１）ないし７）のいずれか１のリソグラフィシステム。
９）前記光学素子は、中心点を有し、距離Ｄ１が、前記最終投影系の前記投影軸と前記中心点との間に規定され、
前記光検出器は、光検出面を有し、前記光検出面は、中心点を有し、
距離Ｄ２が、前記光検出面の前記中心点と前記最終投影系の前記投影軸との間に規定され、
Ｄ１は、Ｄ２よりも小さく、好ましくは、０.３×Ｄ２よりも小さい１）ないし８）のいずれか１のリソグラフィシステム。
１０）前記光学素子は、中心点を有し、距離Ｄ１が、前記最終投影系の前記投影軸と前記中心点との間に規定され、
前記距離Ｄ１は、６０ｍｍよりも小さく、好ましくは、５０ｍｍよりも小さく、又は、約４５ｍｍである１）ないし９）のいずれか１のリソグラフィシステム。
１１）前記光検出器は、カメラを、好ましくはＣＣＤカメラを有する１）ないし１０）のいずれか１のリソグラフィシステム。
１２）前記マーク位置検出システムは、基準板を有し、前記基準板は、基準マークを有し、かつ、前記反射された光ビームを少なくとも部分的に透過し、
前記基準板は、前記反射された光ビームの光路中に、好ましくは、前記光学素子と前記ターゲット表面との間に位置されている１）ないし１１）のいずれか１のリソグラフィシステム。
１３）前記最終投影系支持体は、支持リングと、ホルダとを有し、
前記支持リングは、前記最終投影系を支持するように配置され、かつ、前記ホルダと前記最終投影系との間に配置され、
前記フレームは、前記ホルダを支持するように配置され、前記ホルダは、前記支持リングを保持するように配置され、
前記支持リングは、前記最終投影系と前記ホルダとの少なくとも一方の材料と比較して低い熱膨張率を有する材料を含む１）ないし１２）のいずれか１のリソグラフィシステム。
１４）前記支持リングは、複数の撓み部によって前記最終投影系に接続されている１３）のリソグラフィシステム。
１５）前記基準板は、前記支持リング上に配置されている１２）ないし１４）のいずれか１のリソグラフィシステム。
１６）前記光学系は、前記反射された光ビームをコリメートするように配置された第１のレンズと、コリメートされかつ反射された光ビームを集束させるように配置された第２のレンズとを有し、前記コリメートされかつ反射された光ビームは、前記第１のレンズによって発生される１）ないし１５）のいずれか１のリソグラフィシステム。
１７）前記第１のレンズは、前記最終投影系支持体の内部に配置され、前記第２のレンズは、前記フレームの内部に配置されている１６）のリソグラフィシステム。
１８）前記光学系は、前記反射された光ビームの前記光路中に少なくとも１つのテレセントリックレンズを有する１）ないし１７）のいずれか１のリソグラフィシステム。
１９）前記光学系は、前記少なくとも１つのテレセントリックレンズの後に、前記反射された光ビームの前記光路中に位置された開口を有する１８）のリソグラフィシステム。
２０）前記光学系は、さらに、前記光ビームを導くように配置された光ファイバを有する１）ないし１９）のいずれか１のリソグラフィシステム。
２１）前記マーク位置検出システムは、さらに、前記ターゲット表面上の他の位置マークの他の位置を検出するように配置され、
前記光源は、さらに、他の光ビームを与えるように配置され、
前記マーク位置検出システムは、さらに、前記ターゲット表面にほぼ垂直に前記他の光ビームを投影するように配置された他の光学素子を有し、
前記光検出器は、他の反射された光ビームを検出するように配置され、前記他の反射された光ビームは、前記ターゲット表面上での前記他の光ビームの反射によって発生される１）ないし２０）のいずれか１のリソグラフィシステム。
２２）前記光学系は、さらに、前記他の光ビームを導くように配置された他の光ファイバを有する２１）のリソグラフィシステム。
２３）少なくとも２次元で前記ターゲット表面を移動させるように配置されたアクチュエータと、
前記ターゲット表面上の位置マークの位置を検出するように配置された他のマーク位置検出システムとを具備し、前記他のマーク位置検出システムは、光ビームと、前記ターゲット表面にほぼ垂直に前記光ビームを投影するように配置された光学素子と、反射された光ビームを検出するように配置された光検出器とを有し、前記反射された光ビームは、前記ターゲット表面上での前記光ビームの反射によって発生され、
前記マーク位置検出システムの前記光学素子は、前記ターゲット表面の移動中に前記ターゲット表面の領域Ａのスポットに前記マーク位置検出システムの前記光ビームを投影するように配置され、
前記他のマーク位置検出システムの前記光学素子は、前記ターゲット表面の移動中に前記ターゲット表面の領域Ｂのスポットに前記他のマーク位置検出システムの前記光ビームを投影するように配置され、
前記領域Ａ及び前記領域Ｂの重なりが、１０％未満、５％ないし１０％の範囲、５％未満、又は０％である１）ないし２２）のいずれか１のリソグラフィシステム。
２４）ディスク形状のウェーハ表面を備えたウェーハをさらに有し、
前記ターゲット表面は、前記ウェーハ表面を有し、
前記光学素子は、中心点を有し、距離Ｄ１が、前記最終投影系の前記投影軸と前記中心点との間に規定され、
前記距離Ｄ１は、前記ウェーハ表面の直径×０．３よりも小さい１）ないし２３）のいずれか１のリソグラフィシステム。
２５）ディスク形状のウェーハ表面を備えたウェーハをさらに有し、
前記ターゲット表面は、前記ウェーハ表面を有し、
前記光学素子は、中心点を有し、距離Ｄ１が、前記最終投影系の前記投影軸と前記中心点との間に規定され、
前記距離Ｄ１は、前記ウェーハ表面の直径×０．５よりも大きい１）ないし２４）のいずれか１のリソグラフィシステム。
２６）ディスク形状のウェーハ表面を備えたウェーハを有し、前記ターゲット表面は、前記ウェーハ表面を有し、
前記ターゲット表面上の位置マークの位置を検出するように配置された他のマーク位置検出システムを具備し、前記他のマーク位置検出システムは、光ビームを与えるように配置された光源と、前記ターゲットにほぼ垂直に前記光ビームを投影するように配置された光学素子と、反射された光ビームを検出するように配置された光検出器とを有し、前記反射された光ビームは、前記ターゲット表面上での前記光ビームの反射によって発生され、
前記マーク位置検出システムの前記光学素子の中心点と前記他のマーク位置検出システムの前記光学素子の中心点との間の距離Ｄ３は、前記ウェーハ表面の直径よりも大きい１）ないし２５）のいずれか１のリソグラフィシステム。
２７）ウェーハ表面を備えたウェーハと、チャック表面を備えたチャックとをさらに具備し、前記チャックは、前記ウェーハを支持するように配置され、
前記ターゲット表面は、前記ウェーハ表面と前記チャック表面とを有し、
前記光学素子は、前記チャック表面の上方に、又は前記ウェーハ表面の上方に配置されている１）ないし２６）のいずれか１のリソグラフィシステム。
２８）ターゲット表面上の位置マークの位置を検出するように配置されたマーク位置検出システムであって、このマーク位置検出システムは、光ビームを与えるように配置された光源と、前記ターゲットにほぼ垂直に前記光ビームを投影するように配置された光学素子と、反射された光ビームを検出するように配置された光検出器とを有し、前記反射された光ビームは、前記ターゲット表面上での前記光ビームの反射によって発生され、
前記マーク位置検出システムは、基準板を有し、前記基準板は、基準マークを有し、かつ、前記反射された光ビームを少なくとも部分的に透過し、かつ、前記基準板は、前記反射された光ビームの光路中に、好ましくは、前記光学素子と前記ターゲット表面との間に配置されているマーク位置検出システム。
２９）前記光学素子は、フォーカスレンズ又は鏡である２８）のマーク位置検出システム。
３０）前記光検出器は、カメラを、好ましくはＣＣＤカメラを有する２８）又は２９）のマーク位置検出システム。
３１）前記ターゲット表面に向かって前記光ビームを導き、かつ、前記光検出器に向かって前記反射された光ビームを導くように配置された光学系をさらに具備し、前記光学系は、前記光学素子を有する２８）ないし３０）のいずれか１のマーク位置検出システム。
３２）前記光学系は、前記反射された光ビームをコリメートするように配置された第１のレンズと、コリメートされかつ反射された光ビームを集束させるように配置された第２のレンズとを有し、前記コリメートされかつ反射された光ビームは、前記第１のレンズによって発生される３１）のマーク位置検出システム。
３３）前記光学系は、前記反射された光ビームの前記光路中に少なくとも１つのテレセントリックレンズを有する３１）又は３２）のマーク位置検出システム。
３４）前記光学系は、前記少なくとも１つのテレセントリックレンズの後に、前記反射された光ビームの前記光路中に位置された開口を有する３１）ないし３３）のいずれか１のマーク位置検出システム。
３５）前記光学系は、さらに、前記光ビームを導くように配置された光ファイバを有する３１）ないし３４）のいずれか１のマーク位置検出システム。
３６）前記基準板は、前記光学素子上に配置されている２８）ないし３５）のいずれか１のマーク位置検出システム。
３７）前記基準マークは、サブ構造のアレイを有し、各サブ構造は、これらサブ構造間の前記領域の透過率とは異なる透過率を有する２８）ないし３６）のいずれか１のマーク位置検出システム。
３８）前記サブ構造は、正方形の形状を有する３７）のマーク位置検出システム。
３９）前記位置マーク位置は、サブ構造のアレイを有し、前記基準マークは、サブ構造のアレイを有し、前記基準マークの前記サブ構造の配置は、前記位置マークの前記サブ構造の配置に相補的である２８）ないし３８）のいずれか１のマーク位置検出システム。

【0185】

上述の説明は、好ましい実施の形態の動作を説明するものであり、本発明の範囲を限定することを意図したものではない。上の説明から、さまざまな変形例が本発明の意図並びに範囲に包含されることが当業者にとって自明である。
出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を以下に付記する。
［１］ターゲットの少なくとも一部を処理するためのリソグラフィシステムであって、前記ターゲットは、位置マークを備えたターゲット表面を有し、このリソグラフィシステムは、パターニングビームを与えるように配置されたビーム源と、前記ターゲット表面の少なくとも一部に前記パターニングビームを投影するように配置された最終投影系と、前記ターゲット表面上の前記位置マークの位置を検出するように配置されたマーク位置検出システムとを具備し、前記マーク位置検出システムは、光ビームを与えるように配置された光源と、前記ターゲット表面上に前記光ビームを投影するように配置された光学素子と、反射された光ビームを検出するように配置された光検出器とを有し、前記反射された光ビームは、前記ターゲット表面上での前記光ビームの反射によって発生されるリソグラフィシステム。
［２］前記最終投影系は、投影軸を有し、前記光検出器は、前記投影軸から所定の距離に位置され、前記光学素子は、前記最終投影系と前記光検出器との間に位置されている［１］のリソグラフィシステム。
［３］前記最終投影系を支持するように配置された最終投影系支持体を有する支持システムをさらに具備する［１］又は［２］のリソグラフィシステム。
［４］前記支持システムは、さらに、前記最終投影系支持体を支持するように配置されたフレームを有する［３］のリソグラフィシステム。
［５］前記最終投影系支持体は、前記最終投影系を支持するように配置された支持リングを有する［３］又は［４］のリソグラフィシステム。
［６］前記最終投影系支持体は、前記支持リングを保持するためのホルダを有し、前記支持リングは、前記ホルダと前記最終投影系との間に配置され、前記フレームは、前記ホルダを支持するように配置されている［３］ないし［５］のいずれか１のシステム。
［７］前記最終投影系支持体、特に、前記支持リングは、前記最終投影系と前記ホルダとの少なくとも一方の材料と比較して低い熱膨張率を有する材料を含む［３］ないし［６］のいずれか１のリソグラフィシステム。
［８］前記支持リングは、複数の撓み部によって前記ホルダに接続されている［６］又は［７］のリソグラフィシステム。
［９］前記最終投影系は、複数の撓み部によって、前記最終投影系支持体に、特に、前記支持リングに接続されている［４］ないし［８］のいずれか１のリソグラフィシステム。
［１０］前記最終投影系は、前記ターゲット表面の少なくとも一部に前記パターニングビームを投影するように配置された投影レンズ素子と、前記ターゲット表面の少なくとも一部にわたって前記パターニングビームを走査するための走査偏向素子とを有する［１］ないし［９］のいずれか１のリソグラフィシステム。
［１１］前記投影レンズ素子は、複数の撓み部によって、前記最終投影系支持体に、特に、前記支持リングに接続されている［１０］のリソグラフィシステム。
［１２］前記光学素子が前記ターゲット表面にほぼ垂直に前記光ビームを投影するように配置されているか、前記最終投影系が投影軸を有し、前記投影軸は前記ターゲット表面の前記一部にほぼ垂直に配置されているかの少なくとも一方である［１］ないし［１１］のいずれか１のリソグラフィシステム。
［１３］前記光検出器は、前記フレーム中に位置されている［５］ないし［１２］のいずれか１のリソグラフィシステム。
［１４］前記光検出器は、カメラを、好ましくはＣＣＤカメラを有する［１］ないし［１３］のいずれか１のリソグラフィシステム。
［１５］前記光学素子は、フォーカスレンズ又は鏡である［１］ないし［１４］のいずれか１のリソグラフィシステム。
［１６］前記マーク位置検出システムは、前記ターゲット表面に向かって前記光ビームを導き、かつ、前記光検出器に向かって前記反射された光ビームを導くように配置された光学系を有し、前記光学系は、前記光学素子を有する［１］ないし［１５］のいずれか１のリソグラフィシステム。
［１７］前記光学素子は、前記最終投影系の隣に、又は隣接して位置されている［１］ないし［１６］のいずれか１のリソグラフィシステム。
［１８］前記光学素子は、前記最終投影系支持体中に、又はその上に位置されている［１］ないし［１７］のいずれか１のリソグラフィシステム。
［１９］前記光学素子は、前記支持リング中に、又はその上に位置されている［１］ないし［１８］のいずれか１のリソグラフィシステム。
［２０］前記光学素子は、前記フレーム中に位置されている［５］ないし［１９］のいずれか１のリソグラフィシステム。
［２１］前記フレームは、１つ以上のモジュールを支持するように配置され、前記１つ以上のモジュールは、好ましくは前記ビーム源を有する照明光学モジュールと、アパーチャアレイ及びコンデンサレンズモジュールと、ビームスイッチングモジュールと、好ましくは前記最終投影系を有する投影光学モジュールと、の少なくとも１つを有する［５］ないし［２０］のいずれか１のリソグラフィシステム。
［２２］前記マーク位置検出システムは、基準板を有し、前記基準板は、基準マークを有し、かつ、前記反射された光ビームを少なくとも部分的に透過し、前記基準板は、前記反射された光ビームの光路中に位置されている［１］ないし［２１］のいずれか１のリソグラフィシステム。
［２３］前記基準板は、前記光学素子と前記ターゲット表面との間に位置されている［２２］のリソグラフィシステム。
［２４］前記基準板は、前記最終投影系支持体上に、又は前記支持リング上に配置されている［２２］又は［２３］のリソグラフィシステム。
［２５］前記基準マークは、サブ構造のアレイを有し、各サブ構造は、これらサブ構造間の前記領域の透過率とは異なる透過率を有する［２２］ないし［２４］のいずれか１のリソグラフィシステム。
［２６］前記サブ構造は、正方形の形状を有する［２５］のリソグラフィシステム。
［２７］前記位置マークは、サブ構造のアレイを有し、前記基準マークは、サブ構造のアレイを有し、前記基準マークの前記サブ構造の配置は、前記位置マークの前記サブ構造の配置に相補的である［２２］ないし［２６］のいずれか１のリソグラフィシステム。
［２８］少なくとも２次元で前記ターゲット表面を移動させるように配置されたアクチュエータと、前記ターゲット表面上の位置マークの位置を検出するように配置された他のマーク位置検出システムとをさらに具備し、前記他のマーク位置検出システムは、光ビームを与えるように配置された光源と、前記ターゲット表面上にほぼ垂直に前記光ビームを投影するように配置された光学素子と、反射された光ビームを検出するように配置された光検出器とを有し、前記反射された光ビームは、前記ターゲット表面上での前記光ビームの反射によって発生される［１］ないし［１８］のいずれか１のリソグラフィシステム。
［２９］前記光学素子は、前記ターゲット表面にほぼ垂直に前記光ビームを投影するように配置されている［１９］のリソグラフィシステム。
［３０］前記マーク位置検出システムの前記光学素子は、前記ターゲット表面の移動中に前記ターゲット表面の領域Ａのスポットに前記マーク位置検出システムの前記光ビームを投影するように配置され、前記他のマーク位置検出システムの前記光学素子は、前記ターゲット表面の移動中に前記ターゲット表面の領域Ｂのスポットに前記他のマーク位置検出システムの前記光ビームを投影するように配置され、前記領域Ａ及び前記領域Ｂの重なりが、１０％未満、５％ないし１０％の範囲、５％未満、又は０％である［２８］又は［２９］のリソグラフィシステム。
［３１］ディスク形状のウェーハ表面を備えたウェーハをさらに有し、前記マーク位置検出システムの前記光学素子の中心点と前記他のマーク位置検出システムの前記光学素子の中心点との間の距離Ｄ３は、前記ウェーハ表面の直径よりも大きい［２８］ないし［３０］のいずれか１のリソグラフィシステム。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図7】

【図8】