JP7367194B2 - アライメントソースとしてのレーザモジュール、メトロロジシステム、及びリソグラフィ装置 - Google Patents

アライメントソースとしてのレーザモジュール、メトロロジシステム、及びリソグラフィ装置 Download PDF

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Description

関連出願の相互参照
[0001] 本願は２０１９年９月１７日に提出された米国仮特許出願第６２／９０１，３６９号の優先権を主張するものであり、同出願は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
[0002] 本開示は、例えばリソグラフィ装置において用いられ得るメトロロジシステムにおいてアライメントソースとして使用されるレーザモジュールに関する。
[0003] リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板のターゲット部分に適用する機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に使用可能である。その場合、代替的にマスク又はレチクルとも呼ばれるパターニングデバイスを使用して、ＩＣの個々の層に対応する回路パターンを生成することができ、このパターンは、放射感応性材料（レジスト）層を有する基板（例えばシリコンウェーハ）上のターゲット部分（例えば１つ又はいくつかのダイの一部を含む）に結像可能である。一般的に、１枚の基板は、順次露光される隣接したターゲット部分のネットワークを含むであろう。既知のリソグラフィ装置は、パターン全体をターゲット部分に１回で露光することによって各ターゲット部分が照射される、いわゆるステッパと、基板を所与の方向（「スキャン」方向）と平行又は逆平行に同期的にスキャンしながらパターンをこの所与の方向に放射ビームでスキャンすることによって各ターゲット部分が照射される、いわゆるスキャナとを含む。パターンを基板にインプリントすることによっても、パターニングデバイスから基板へとパターンを転写することが可能である。別のリソグラフィシステムは、パターニングデバイスが存在せず、光ビームが２つのビームに分割されて、その２つのビームが反射システムの使用を通じて基板のターゲット部分で干渉させられる、干渉リソグラフィシステムである。干渉は、基板のターゲット部分にラインを形成させる。
[0004] デバイスフィーチャを基板上に正確に設置するようにリソグラフィプロセスを制御するために、基板上には一般にアライメントマークが提供されると共に、リソグラフィ装置は１つ以上のアライメントセンサを含み、そのアライメントセンサによって基板上のアライメントマークの位置が高い精度で測定可能である。これらのアライメントセンサは、メトロロジシステム内にあり、基板を位置合わせするべくアライメントマークの位置（例えばＸ及びＹ位置）を検出するために用いられて、マスクによってパターン付与されたビームの正確な露光を保証する。メトロロジシステムは、Ｚ方向のウェーハ表面の高さを判定するために用いられ得る。
[0005] アライメントシステムは、典型的には照明システムを含む。照明されたアライメントマークから検出される信号は、照明システムの波長が、アライメントマークの物理的若しくは光学特性又はアライメントマークに接触若しくは隣接にする材料の物理的若しくは光学特性にどれだけ良く一致するかに依存し得る。前述の特性は、用いられる処理ステップに応じて異なり得る。アライメントシステムは、アライメントシステムによって検出されるアライメントマーク信号の品質及び強度を最大化するために、一組の離散した比較的狭い通過帯域を有する狭帯域放射ビームを提供し得る。
[0006] 一般に、アライメントセンサは、１つ以上のレーザ源によって生成される１つよりも多くの色を検出することができる。典型的には、これらのレーザは、５３２ｎｍ、６３３ｎｍ、７８０及び８５０ｎｍを中心としている。しかしながら、約５３２ｎｍの波長を生成するために用いられる既存の緑色レーザモジュールは低寿命を有する傾向があると共に高コヒーレントであり、これは、ウェーハ要因によるコヒーレンス効果（ＷＩＣＯ：wafer induced coherence effects）に起因してアライメント位置の不確実性をもたらす。従来の緑色レーザ源のモードホッピングもアライメント問題の一因となり得る。
[0007] したがって、より良好な使用寿命を実現するためばかりでなくコヒーレンス効果を低減させるためにも、メトロロジシステムにおけるアライメントソースとしての新しいレーザモジュールの需要が存在する。
[0008] 本開示の一態様は、レーザ光を発生させるように構成されたレーザ源と、レーザ光の成分の位相を脱相関化し、それによってレーザ光のコヒーレンス効果を低減させるように構成された無限インパルス応答フィルタとを備えるレーザモジュールを提供する。
[0009] いくつかの実施形態においては、レーザ源は緑色レーザ光を発生させるように構成されている。
[0010] いくつかの実施形態においては、無限インパルス応答フィルタは、光路長が異なる複数の光伝搬ループを形成するための複数の光カプラを備える。
[0011] いくつかの実施形態においては、複数の光伝搬ループは、第１のファイバ長の第１のファイバを有する第１の光伝搬ループと、第２のファイバ長の第２のファイバを有する第２の光伝搬ループと、第３のファイバ長の第３のファイバを有する第３の光伝搬ループとを備えており、第１のファイバ長、第２のファイバ長、及び第３のファイバ長は、レーザ光のコヒーレンス長よりも大きい。
[0012] いくつかの実施形態においては、第１のファイバ長と第２のファイバ長との差の絶対値は、レーザ光のコヒーレンス長よりも大きい。
[0013] いくつかの実施形態においては、第３のファイバ長と第１のファイバ長及び第２のファイバ長の合計との差の絶対値は、レーザ光のコヒーレンス長よりも大きい。
[0014] いくつかの実施形態においては、３つのファイバ長のうちいずれか２つの任意の整数倍の合計は、３つのファイバ長のうち他の１つの整数倍ではない。
[0015] いくつかの実施形態においては、第１のファイバ長と、第２のファイバ長と、第３のファイバ長との組み合わせは、次のうち１つである。第１のファイバ長は１．１７ｍであり、第２のファイバ長は２．６３ｍであり、第３のファイバ長は４．４７ｍである、第１のファイバ長は１．３１ｍであり、第２のファイバ長は２．５７ｍであり、第３のファイバ長は４．４９ｍである、第１のファイバ長は１．６７ｍであり、第２のファイバ長は２．７７ｍであり、第３のファイバ長は４．５７ｍである、又は、第１のファイバ長は１．７９ｍであり、第２のファイバ長は３．７３ｍであり、第３のファイバ長は５．９３ｍである。
[0016] いくつかの実施形態においては、レーザモジュールの出力がコヒーレンス効果を更に低減させるべく拡大されたスペクトルを有するように、レーザモジュールは更に、光伝搬ループに配置され光キャリア周波数をシフトさせるように構成された音響光学変調器を備える。
[0017] いくつかの実施形態においては、レーザモジュールは更に、レーザモジュールの出力の異なるスペクトル成分間の位相関係をスクランブルするように、ランダム化された位相信号によって駆動されるファイバ位相変調器を備える。
[0018] いくつかの実施形態においては、レーザモジュールは更に、光スイッチとして構成された可変光アテニュエータを備える。
[0019] いくつかの実施形態においては、複数の光カプラは、レーザ源に接続された第１の入力ポートを含む第１の光カプラと、第１の光カプラの第１の出力ポートに接続された第１の入力ポートを含む第２の光カプラと、第１の光カプラの第２の出力ポートに接続された第１の入力ポート及び第２の光カプラの第２の出力ポートに接続された第２の入力ポートを含む第３の光カプラと、第３の光カプラの第１の出力ポートに接続された第１の入力ポート、第３の光カプラの第２の出力ポートに接続された第２の入力ポート、第１の光カプラの第２の入力ポートに接続された第１の出力ポート、及び第２の光カプラの第２の入力ポートに接続された第２の出力ポートを含む第４の光カプラとを備える。
[0020] いくつかの実施形態においては、第１のファイバは第３の光カプラの第１の出力ポートと第４の光カプラの第１の入力ポートとの間に配置され、第２のファイバは第３の光カプラの第２の出力ポートと第４の光カプラの第２の入力ポートとの間に配置される。
[0021] いくつかの実施形態においては、第１のファイバは第１の光カプラの第２の出力ポートと第３の光カプラの第１の入力ポートとの間に配置され、第２のファイバは第２の光カプラの第２の出力ポートと第３の光カプラの第２の入力ポートとの間に配置される。
[0022] いくつかの実施形態においては、第３のファイバは第４の光カプラの第２の出力ポートと第１の光カプラの第２の入力ポートとの間に配置されるか、又は、第３のファイバは第４の光カプラの第１の出力ポートと第２の光カプラの第２の入力ポートとの間に配置される。
[0023] いくつかの実施形態においては、レーザモジュールは更に、第１の光カプラが１０：９０の分岐比を有し、第２の光カプラ、第３の光カプラ、第４の光カプラが各々５０：５０の分岐比を有することを備える。
[0024] いくつかの実施形態においては、レーザモジュールは更に、第１の光カプラの第２の出力ポートと第３の光カプラの第１の入力ポートとの間に配置された第１の音響光学変調器と、第２の光カプラの第２の出力ポートと第３の光カプラの第２の入力ポートとの間に配置された第２の音響光学変調器とを備える。
[0025] いくつかの実施形態においては、レーザモジュールは更に、第３の光カプラの第１の出力ポートと第４の光カプラの第１の入力ポートとの間に配置された第１の音響光学変調器と、第３の光カプラの第２の出力ポートと第４の光カプラの第２の入力ポートとの間に配置された第２の音響光学変調器とを備える。
[0026] 本開示の別の一態様は、開示されるレーザモジュールを含みアライメント光を発生させるように構成された多色放射源を備える、メトロロジシステムを提供する。
[0027] 本開示の別の一態様は、開示されるメトロロジシステムを備えるリソグラフィ装置を提供する。
[0028] 本発明の更なる特徴及び利点、並びに本発明の種々の実施形態の構造及び動作は、添付の図面を参照して、以下で詳細に説明する。なお、本発明は、本明細書中に説明される具体的な実施形態に限定されない。そのような実施形態は、例示のみを目的として本明細書中に提示される。当業者には、本明細書に含まれる教示に基づいて、追加的な実施形態が明らかであろう。
[0029] 本明細書に組み込まれその一部を形成する添付の図面は、本発明を図示すると共に、更に、明細書と合わせて本発明の原理を説明し、当業者が本発明を作成して使用できるようにする働きをする。
[0030] 一実施形態による反射型リソグラフィ装置の概略図である。 [0031] 一実施形態による透過型リソグラフィ装置の概略図である。 [0032] いくつかの実施形態によるアライメントマークをスキャンするアライメントセンサの概略ブロック図である。 [0033] いくつかの実施形態による例示的な緑色レーザモジュールの概略図を示す。 [0033] いくつかの実施形態による例示的な緑色レーザモジュールの概略図を示す。 [0033] いくつかの実施形態による例示的な緑色レーザモジュールの概略図を示す。 [0033] いくつかの実施形態による例示的な緑色レーザモジュールの概略図を示す。 [0033] いくつかの実施形態による例示的な緑色レーザモジュールの概略図を示す。 [0033] いくつかの実施形態による例示的な緑色レーザモジュールの概略図を示す。 [0034] いくつかの実施形態による出力緑色レーザのスペクトル拡幅を示す概略図を含む。
[0035] 本発明の特徴及び利点は、同様の参照符号は全体を通して対応する要素を識別する図面を参照しながら以下の詳細な説明を読むことで更に明白になるであろう。図面では、一般に、同様の参照番号が同一の、機能が類似した、及び／又は構造が類似する要素を示す。ある要素が最初に出現する図面は、対応する参照番号の左端の数字によって示される。他に示されない限り、本開示を通じて提供される図面は縮尺通りの図面として解釈されるべきではない。
[0036] 本明細書は、本発明の特徴を組み込んだ１つ以上の実施形態を開示する。開示される１つ又は複数の実施形態は本発明を例示するにすぎない。本発明の範囲は開示される１つ又は複数の実施形態に限定されない。本発明は、本明細書に添付される特許請求の範囲によって定義される。
[0037] 記載された実施形態、及び本明細書で「一実施形態」、「ある実施形態」、「例示的実施形態」などに言及した場合、それは記載された実施形態が特定の特徴、構造、又は特性を含むことができるが、それぞれの実施形態が必ずしも特定の特徴、構造、又は特性を含まないことがあることを示す。更に、このようなフレーズは、必ずしも同じ実施形態に言及するものではない。更に、ある実施形態に関連して特定の特徴、構造、又は特性について記載している場合、明示的に記載されているか、記載されていないかにかかわらず、このような特徴、構造、又は特性を他の実施形態との関連で実行することが当業者の知識の範囲内にあることが理解される。
[0038] このような実施形態を詳述する前に、本発明の実施形態を実施することができる例示の環境を提示することが有用であろう。
[0039] 反射型及び透過型リソグラフィシステムの例
[0040] 図１Ａ及び図１Ｂは、それぞれ本発明の実施形態が実装され得るリソグラフィ装置１００及びリソグラフィ装置１００’の概略図である。リソグラフィ装置１００及びリソグラフィ装置１００’はそれぞれ以下の、放射ビームＢ（例えば深紫外放射又は極端紫外放射）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）ＩＬと、パターニングデバイス（例えばマスク、レチクル、又は動的パターニングデバイス）ＭＡを支持するように構成されると共に、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に接続された支持構造（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）Ｗを保持するように構成されると共に、基板Ｗ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ＰＷに接続された基板テーブル（例えばウェーハテーブル）ＷＴとを備える。リソグラフィ装置１００及び１００’は、パターニングデバイスＭＡにより放射ビームＢに付与されたパターンを基板Ｗの（例えば１つ以上のダイを含む）ターゲット部分Ｃに投影するように構成された投影システムＰＳも有する。リソグラフィ装置１００では、パターニングデバイスＭＡ及び投影システムＰＳは反射型である。リソグラフィ装置１００’では、パターニングデバイスＭＡ及び投影システムＰＳは透過型である。
[0041] 照明システムＩＬは、放射ビームＢを誘導し、整形し、又は制御するための、屈折型、反射型、反射屈折型、磁気型、電磁型、静電型、又はその他のタイプの光学コンポーネント、あるいはそれらの任意の組み合わせなどの様々なタイプの光学コンポーネントを含むことができる。
[0042] 支持構造ＭＴは、基準フレームＲＦに対するパターニングデバイスＭＡの方向、リソグラフィ装置１００及び１００’のうちの少なくとも１つの設計等の条件、及びパターニングデバイスが真空環境で保持されているか否かに応じた方法で、パターニングデバイスＭＡを保持する。支持構造ＭＴは、機械的、真空、静電、又は他のクランプ技術を使用して、パターニングデバイスＭＡを保持することができる。支持構造ＭＴは、例えば、フレーム又はテーブルであり得、必要に応じて固定式又は可動式であり得る。センサを使用することにより、支持構造ＭＴは、パターニングデバイスＭＡが、例えば、投影システムＰＳに対して確実に所望の位置に来るようにできる。
[0043] 「パターニングデバイス」ＭＡという用語は、基板Ｗのターゲット部分Ｃにパターンを生成するために放射ビームＢの断面にパターンを付与するのに使用され得る何らかのデバイスを指すものと広義に解釈されるべきである。放射ビームＢに付与されたパターンは、集積回路を形成するためにターゲット部分Ｃに生成されるデバイスにおける特定の機能層に対応する可能性がある。
[0044] パターニングデバイスＭＡは、（図１Ｂのリソグラフィ装置１００’におけるように）透過型又は（図１Ａのリソグラフィ装置１００におけるように）反射型であり得る。パターニングデバイスＭＡの例には、レチクル、マスク、プログラマブルミラーアレイ、及びプログラマブルＬＣＤパネルが含まれる。マスクはリソグラフィにおいて周知であり、バイナリマスク、レベンソン型位相シフトマスク、及びハーフトーン型位相シフトマスク、更には多様なハイブリッドマスクタイプなどのマスクタイプを含む。プログラマブルミラーアレイの一例は、それぞれが入射する放射ビームを異なる方向に反射するように個別に傾斜され得る小さいミラーのマトリクス配列を採用する。傾斜されたミラーは、小さいミラーのマトリクスにより反射される放射ビームＢにパターンを付与する。
[0045] 本明細書において使用する「投影システム」ＰＳという用語は、用いられる露光放射線に、又は、基板Ｗへの液浸液の使用もしくは真空の使用などの他の要素に適切な屈折型、反射型、反射屈折型、磁気型、電磁型、静電型、又はそれらのあらゆる組み合わせを含むあらゆるタイプの投影システムを含むことができる。その他のガスは放射線又は電子を吸収し過ぎる可能性があるため、ＥＵＶ又は電子ビーム放射線には真空環境を使用することがある。したがって、真空環境は、真空壁及び真空ポンプを用いてビーム経路全体に提供することができる。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」という用語と同義と見なすことができる。
[0046] 本明細書で示すように、本装置は透過タイプである（例えば透過型マスクを使用する）。あるいは、装置は反射タイプでもよい（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）。
[0047] リソグラフィ装置１００及び／又はリソグラフィ装置１００’は、２つ（デュアルステージ）又はそれ以上の基板テーブルＷＴ（及び／又は２つ以上のマスクテーブル）を有するタイプであり得る。このような「マルチステージ」マシンにおいては、追加の基板テーブルＷＴが並行して使用されるか、あるいは１つ以上の基板テーブルＷＴが露光に使用されている間に、１つ以上の他のテーブルで準備工程を実行することができる。ある状況では、追加のテーブルは基板テーブルＷＴでなくてもよい。図１Ｂの例における２つの基板テーブルＷＴａ及びＷＴｂがこれを例示している。本明細書で開示される発明は、スタンドアロン型で使用可能であるが、特に、シングルステージ又はマルチステージのいずれかの装置の露光前測定ステージにおいて、追加の機能を提供することができる。
[0048] リソグラフィ装置は、投影システムと基板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水などの比較的高い屈折率を有する液体で覆えるタイプであり得る。液浸液は、例えばマスクと投影システムの間など、リソグラフィ装置の他の空間に適用することもできる。液浸技術は、投影システムの開口数を増加させるために当技術分野でよく知られている。本明細書で使用する「液浸」という用語は、基板などの構造を液体に沈めなければならないという意味ではなく、露光中に投影システムと基板の間に液体が存在するというほどの意味である。
[0049] 図１Ａ及び図１Ｂを参照すると、イルミネータＩＬは放射源ＳＯから放射ビームを受ける。例えば放射源ＳＯがエキシマレーザである場合には、放射源ＳＯとリソグラフィ装置１００，１００’とは別個の物理的実体であり得る。この場合、放射源ＳＯはリソグラフィ装置１００又は１００’の一部を構成するとは見なされず、放射ビームＢは放射源ＳＯから、例えば適切な誘導ミラー及び／又はビームエキスパンダを備えたビームデリバリシステムＢＤ（図１Ｂ）を介してイルミネータＩＬへ通過する。他の場合、例えば放射源ＳＯが水銀ランプである場合には、放射源ＳＯはリソグラフィ装置１００，１００’の一体部分であり得る。放射源ＳＯとイルミネータＩＬとは、またビームデリバリシステムＢＤが必要とされる場合にはこれも合わせて、放射システムと呼ばれることがある。
[0050] イルミネータＩＬは放射ビームの角強度分布を調整するためのアジャスタＡＤ（図１Ｂ）を備えてよい。一般に、イルミネータの瞳面における強度分布の少なくとも外側及び／又は内側半径範囲（一般にそれぞれ「σ-outer」及び「σ-inner」と呼ばれる）を調整することができる。加えてイルミネータＩＬは、インテグレータＩＮ及びコンデンサＣＯなどの他の様々なコンポーネント（図１Ｂ）を備えてもよい。イルミネータＩＬは、ビーム断面における所望の均一性及び強度分布を得るべく放射ビームＢを調節するのに使用することができる。
[0051] 図１Ａを参照すると、放射ビームＢは、支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴに保持された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によってパターン付与される。リソグラフィ装置１００では、放射ビームＢはパターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡから反射される。パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡから反射された後に、放射ビームＢは投影システムＰＳを通過する。投影システムＰＳは放射ビームＢを基板Ｗのターゲット部分Ｃに合焦させる。第２のポジショナＰＷと位置センサＩＦ２（例えば、干渉デバイス、リニアエンコーダ、又は静電容量センサ）の助けによって、基板テーブルＷＴを（例えば、放射ビームＢの経路に異なるターゲット部分Ｃを位置決めするように）正確に移動させることができる。同様に、第１のポジショナＰＭ及び別の位置センサＩＦ１を使用して、放射ビームＢの経路に対してパターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを正確に位置決めすることができる。マスクアライメントマークＭ１、Ｍ２及び基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を使用して、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡ及び基板Ｗを位置合わせすることができる。
[0052] 図１Ｂを参照すると、支持構造（例えばマスクテーブルＭＴ）に保持されたパターニングデバイス（例えばマスクＭＡ）に放射ビームＢが入射し、パターニングデバイスによってパターン付与される。マスクＭＡを横断した後、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にビームを合焦させる。第２のポジショナＰＷ及び位置センサＩＦ（例えば、干渉デバイス、リニアエンコーダ、又は静電容量センサ）の助けにより、（例えば放射ビームＢの経路に異なるターゲット部分Ｃを位置決めするように）基板テーブルＷＴａ／ＷＴｂを正確に移動させることができる。同様に、（例えばマスクライブラリの機械的な取り出し後又はスキャン中に）第１のポジショナＰＭと別の位置センサ（図１Ｂに図示せず）とを使用して、放射ビームＢの経路に対してマスクＭＡを正確に位置決めすることができる。
[0053] 一般に、マスクテーブルＭＴの移動は、第１のポジショナＰＭの一部を形成するロングストロークモジュール（粗動位置決め）及びショートストロークモジュール（微動位置決め）の助けを借りて実現することができる。同様に、基板テーブルＷＴａ／ＷＴｂの移動は、第２のポジショナＰＷの一部を形成するロングストロークモジュール及びショートストロークモジュールを使用して実現することができる。ステッパの場合（スキャナとは対照的に）、マスクテーブルＭＴをショートストロークアクチュエータのみに接続するか、又は固定してもよい。マスクＭＡ及び基板Ｗは、マスクアライメントマークＭ１，Ｍ２及び基板アライメントマークＰ１，Ｐ２を使用して位置合わせすることができる。図示のような基板アライメントマークは、専用のターゲット部分を占有するが、ターゲット部分の間の空間に位置してもよい（スクライブラインアライメントマークとして周知である）。同様に、マスクＭＡ上に複数のダイを設ける状況では、マスクアライメントマークをダイ間に配置してもよい。
[0054] リソグラフィ装置１００及び１００’は、以下のモードのうち少なくとも１つにおいて使用可能である。
[0055] １．ステップモードでは、支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴ及び基板テーブルＷＴａ／ＷＴｂが基本的に静止状態に維持される一方、放射ビームＢに付与されたパターン全体が一度にターゲット部分Ｃに投影される（すなわち単一静的露光）。その後、別のターゲット部分Ｃを露光できるように、基板テーブルＷＴａ／ＷＴｂはＸ方向及び／又はＹ方向にシフトされる。ステップモードでは、露光フィールドの最大サイズが、単一静的露光で結像されるターゲット部分Ｃのサイズを限定する。
[0056] ２．スキャンモードでは、支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴ及び基板テーブルＷＴａ／ＷＴｂが同期的にスキャンされる一方、放射ビームＢに付与されたパターンがターゲット部分Ｃに投影される（すなわち単一動的露光）。支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴに対する基板テーブルＷＴａ／ＷＴｂの速度及び方向は、投影システムＰＳの拡大（縮小）及び像反転特性によって決定され得る。スキャンモードでは、露光フィールドの最大サイズが単一動的露光でのターゲット部分の（非スキャン方向における）幅を限定し、スキャン動作の長さがターゲット部分の（スキャン方向における）高さを決定する。
[0057] ３．別のモードでは、支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴはプログラマブルパターニングデバイスを保持して実質的に静止状態に維持され、基板テーブルＷＴａ／ＷＴｂが移動又はスキャンされる一方で、放射ビームＢに付与されたパターンがターゲット部分Ｃに投影される。このモードでは、一般にパルス状放射源ＳＯを使用することができ、基板テーブルＷＴａ／ＷＴｂの各移動の後に、又はスキャン中に連続する放射パルスの合間に、プログラマブルパターニングデバイスが必要に応じて更新される。この動作モードは、上記で参照したようなタイプのプログラマブルミラーアレイなどのプログラマブルパターニングデバイスを利用するマスクレスリソグラフィに容易に適用できる。
[0058] 上述した使用モードの組み合わせ及び／又は変形、あるいは全く異なる使用モードも利用できる。
[0059] リソグラフィ装置ＬＡは所謂デュアルステージタイプのものであり、２つの基板テーブルＷＴａ及びＷＴｂと、２つのステーション、露光ステーション及び測定ステーションとを有していて、基板テーブルはステーション間で交換可能である。露光ステーションで一方の基板テーブル上の１つの基板が露光されている間に、測定ステーションでは、様々な準備ステップを実行できるように、他方の基板テーブル上に別の基板がロードされてもよい。準備ステップは、レベルセンサＬＳを用いて基板の表面をマッピングすること、及びアライメントセンサＡＳを用いて基板上のアライメントマーカの位置を測定することを含み得る。これは、装置のスループットの実質的な増加を可能にする。測定ステーションならびに露光ステーションにあるときの基板テーブルの位置を位置センサＩＦが測定することができない場合には、両ステーションにおける基板テーブルの位置が追跡されることを可能にするために、第２の位置センサが設けられてもよい。
[0060] 装置は更に、上述した種々のアクチュエータ及びセンサの全ての移動及び測定を制御するリソグラフィ装置制御ユニットＬＡＣＵを含む。ＬＡＣＵは、装置の動作に関する所望の計算を実行するための信号処理及びデータ処理能力も備えている。実用においては、制御ユニットＬＡＣＵは、各々がリアルタイムのデータ取得や装置内のサブシステム又はコンポーネントの処理及び制御に対処する多くのサブユニットからなるシステムとして実現されるであろう。例えば、ある処理サブシステムは基板ポジショナＰＷのサーボ制御専用であり得る。別々のユニットが粗動アクチュエータ及び精密アクチュエータ、又は異なる軸にさえ対処し得る。別のユニットが位置センサＩＦの読出し専用であってもよい。装置の全体制御が、これらのサブシステム処理装置と、オペレータと、及びリソグラフィック製造プロセスに関わる他の装置と通信する中央処理装置によって制御されてもよい。
[0061] アライメントセンサの例
[0062] 図２はアライメントセンサＡＳの概略ブロック図である。照明源２２０は複数の波長及び／又は偏光のうち１つの放射のアライメントビーム２２２を提供し、これは対物レンズ２２４を通じて、基板Ｗ上に位置するマーク２０２などのマーク上へと方向転換される。
[0063] いくつかの実施形態においては、照明源２２０は、異なる波長を中心とする複数のレーザビームを発生させるように構成された多色レーザモジュールアセンブリ（ＬＭＡ）を含み得る。例えば、多色ＬＭＡは、５３２ｎｍを中心とする緑色レーザ、６３３ｎｍを中心とする赤色レーザ、７８０ｎｍを中心とする近赤外（ＮＩＲ）レーザ、及び８５０ｎｍを中心とする遠赤外（ＦＩＲ）レーザなど、４つの波長の放射を生成するための４つの個々のレーザ源を含むことができる。いくつかの実施形態においては、多色ＬＭＡは更に、複数のレーザビームの偏光を変調すると共に、その後その複数のレーザビームをアライメントビーム２２２として結合することができる。
[0064] マーク２０２によって散乱された放射は対物レンズ２２４によって捉えられ、情報伝達ビーム２２６にコリメートされる。自己参照干渉計２２８は、上記で言及した米国特許第６，９６１，１１６号に開示されているタイプのものであり、ビーム２２６を処理して、（波長毎に）別々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がこの点でゼロ次絞りとして都合よく機能するので、情報伝達ビーム２２６はマーク２０２からのより高次の回折放射のみを備える（これは測定に不可欠ではないが、信号対ノイズ比を改善する）。センサ格子２３０の個々のセンサからの強度信号２３２は処理ユニットＰＵに提供される。ブロック２２８における光学処理とユニットＰＵにおける演算処理との組み合わせによって、センサに対する基板上のＸ及びＹ位置の値が出力される。処理ユニットＰＵは、図１に示される制御ユニットＬＡＣＵと別個であってもよいし、又は、設計選択上及び便宜上、これらは同じ処理ハードウェアを共有してもよい。ユニットＰＵが別個である場合には、信号処理の一部がユニットＰＵにおいて実施されると共に別の一部がユニットＬＡＣＵにおいて実施されてもよい。
[0065] 既に言及したように、図示される特定の測定は、マークの１ピッチに対応するある範囲内のマークの位置を固定するのみである。正弦波のどの周期がマークされた位置を含む周期であるのかを特定するためには、これと関連して、よりコースな測定技術が用いられる。精度の向上のため及びマークが作製される材料や上にマークが位置する材料とは無関係なマークのロバストな検出のために、コース及び／又はファインなレベルでの同じ処理が異なる波長で繰り返されてもよい。波長は、同時に処理されるように光学的に多重化及び逆多重化されてもよく、及び／又は時間分割によって多重化されてもよい。本開示の例は、マーク非対称性に対する感度が低減された、実用的でロバストな測定装置（アライメントセンサ）を提供するために、いくつかの波長での測定を利用するであろう。
[0066] 測定プロセスをより詳細に参照すると、図２においてｖＷと標示された矢印は、スポット２０６がマーク２０２の長さＬを横断するスキャン速度を表す。この例において、アライメントセンサＡＳ及びスポット２０６は現実には静止したままであり、速度ｖＷで移動するのは基板Ｗである。したがって、アライメントセンサは、図１Ｂに示されるように基準フレームＲＦに強固に且つ精度よく取り付けられてもよく、その一方で基板Ｗの移動の方向とは反対の方向でマーク２０２を効果的にスキャンする。基板は、基板テーブルＷＴへの取り付け及び基板位置決めシステムＰＷによって、この移動を制御される。図示される全ての移動はＸ軸に平行である。同様の動作はＹ方向でのスポット２０８によるマーク２０４のスキャンにも当てはまる。これについては更なる説明はしない。
[0067] 米国特許第８，５９３，４６４号に述べられているように、リソグラフィ装置の高生産性スループット要求は、基板上の多数の位置でのアライメントマークの測定が可能な限り迅速に実施されることを必要とし、これは、スキャン速度ｖＷが速く、各マーク位置の取得に利用可能な時間ＴＡＣＱがそれに対応して短いことを暗示している。簡単に言えば、ＴＡＣＱ＝Ｌ／ｖＷという式が当てはまる。米国特許第８，５９３，４６４号には、取得時間を長くするようにスポットの逆スキャン動作を付与する技術が記載されている。所望であれば、同じスキャンスポット技術が本明細書において新たに開示されるタイプのセンサ及び方法に適用されてもよい。
[0068] 格子ピッチがより小さいマーク上で位置合わせをすることには関心が存在する。現実の生産において測定されるオーバーレイは、一般に、制御された検査条件下よりも有意に大きい。調査が示唆することには、これは、製品ウェーハ上のアライメントマークが処理中に、程度の差はあれ、非対称になることに起因する。アライメントマークのピッチを小さくすることにより、測定されるアライメント位置におけるいくつかのタイプの非対称の影響は低減される。
[0069] 当業者には、アライメント格子のピッチの縮小を可能にするいくつかのオプションは、（ｉ）用いられる放射の波長を短くすること、（ｉｉ）アライメントセンサ光学素子のＮＡを増加させること、及び（ｉｉｉ）オフアクシス照明を用いることであることがわかる。アライメント格子は吸収膜（例えばアモルファスカーボンハードマスク）の下に位置していることが多いので、より短い波長は必ずしも可能ではない。ＮＡを増加させることは一般に可能であるが、ウェーハから安全な距離にある小型の対物系の必要があるので、好適ではない。したがって、オフアクシス照明を用いることが魅力的である。
[0070] アライメントレーザとしての改良された緑色レーザモジュール
[0071] 上述したように、（例えば５３２ｎｍを中心とする波長の）既存の緑色レーザモジュールは、期待値よりもずっと小さい低寿命を有する傾向がある。例えば、アライメントセンサＡＳの既存の多色レーザモジュールアセンブリ（ＬＭＡ）で現在用いられている緑色レーザモジュールはダイオード励起固体（ＤＰＳＳ）レーザを使用しており、これは６か月未満の低いＢ１０寿命及び約１年のみの低いＢ２０寿命に悩まされている。当業者には、Ｂ１０寿命はある製品の母集団の１０パーセントがそれまでに故障するであろう時間の長さとして定義され、その一方でＢ２０寿命はある製品の母集団の２０パーセントがそれまでに故障するであろう時間の長さとして定義されることがわかる。
[0072] また、各レーザについて較正及び検査されるウェーハ要因によるコヒーレンス効果（ＷＩＣＯ）が位置不確定性の一因となる。既存の緑色レーザモジュールは、一般に、高度にコヒーレントな放射源であり、よって、ＷＩＣＯによるアライメント位置不確定性を引き起こす。更に、既存の緑色レーザモジュールのモードホッピングも、一般に、アライメントのために用いられるときに緑色において顕著であるオーダー間シフト（ＳＢＯ：shift between order）ジャンプの一因である。そして、既存の緑色レーザモジュールのレーザビームスイッチ（ＬＢＳ）も誤作動及び故障を生じがちである。したがって、本開示は、これら及び他の課題を解決するための改良された緑色レーザモジュールを提供する。
[0073] いくつかの実施形態においては、開示される緑色レーザモジュールは、測定時にはいつでも、開示される緑色レーザモジュールから放出される光子パケットがいくつか前の「コヒーレンス時間」間隔に放出された緑色レーザ光の複数のコピーを含むことを保証することができる。別の言葉で言えば、開示される緑色レーザモジュールの光出力は、レーザ自体のコヒーレンス長よりも長く遅延した光の理論的に無限の複製を含み、そのため光子パケットにおけるコヒーレンス関係を壊す。
[0074] 本開示のいくつかの実施形態においては、開示される緑色レーザモジュールは、複数の光カプラ（「光ファイバスプリッタ」とも称される）及びパッチコードを用いて構築される無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタを含み得る。いくつかの実施形態においては、ＩＩＲフィルタの光入力は、３つの異なるファイバ長、すなわちそれぞれＬ１，Ｌ２，Ｌ３の、３つのループに分割可能である。後述されるように特定の規則に従って３つのファイバ長Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の値を具体的に選択することによって、これらのファイバ脱相関器（fiber decorrelators）からの信号の３つのループの整数も互いに位相関係にあることができず、したがってＷＩＣＯは排除される。
[0075] 図３から図８は、本開示の種々の実施形態による例示的なＩＩＲフィルタを含む緑色レーザモジュールの概略図である。
[0076] 図３を参照すると、緑色レーザモジュールＧ１は緑色光レーザ源３１０を含み得る。いくつかの実施形態においては、緑色光レーザ源３１０は、５３２ｎｍを中心とする波長帯域を有する連続又はパルスレーザ放射を放出する任意の適当なレーザ源であり得る。いくつかの実施形態においては、緑色光レーザ源３１０は４００ＫＨｒｓよりも大きい平均故障時間（ＭＴＴＦ）を有していてもよく、これはずっと良好なＢ１０寿命をもたらし得る。しかしながら、緑色光レーザ源３１０は約１０ｍｍのコヒーレンス長（Ｌｃ）を有し得るので、より悪いＷＩＣＯ性能を有する可能性がある。
[0077] より良好なＷＩＣＯ性能を得るために、緑色光レーザ源３１０は更に、コヒーレンス効果を低減させるための無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタを含み得る。いくつかの実施形態においては、ＩＩＲフィルタは、第１の光カプラ４１０、第２の光カプラ４２０、第３の光カプラ４３０、第４の光カプラ４４０、及び第５の光カプラ４５０のような、複数の光カプラ（「光ファイバスプリッタ」とも称される）を備え得る。
[0078] 図３に示されるように、緑色光レーザ源３１０からの緑色光出力は、第１の光カプラ４１０の第１の入力ポート４１０ａに伝達され得る。なお、図３から図８において、矢印付きの各実線はファイバを表し、矢印はファイバにおける光の伝搬方向を表す。第１の光カプラ４１０は１０：９０の分岐比を有し得る。つまり、第１の出力ポート４１０ｃの出力光は第１の入力ポート４１０ａからの入力光のパワーを１０％及び第２の入力ポート４１０ｂからの入力光のパワーを９０％含み、その一方で、第２の出力ポート４１０ｄの出力光は第１の入力ポート４１０ａからの入力光のパワーを９０％及び第２の入力ポート４１０ｂからの入力光のパワーを１０％含む。第１の光カプラ４１０の第１の出力ポート４１０ｃからの出力光は、第２の光カプラ４２０の第１の入力ポート４２０ａに伝達され得る。第１の光カプラ４１０の第２の出力ポート４１０ｄからの出力光は、第３の光カプラ４３０の第１の入力ポート４３０ａに伝達され得る。
[0079] いくつかの実施形態においては、２つのデバイスの間に配置されたファイバは、偏光維持（ＰＭ）スプライス５１０によって接続され得る。例えば、あるＰＭスプライス５１０が第１の光カプラ４１０の第１の出力ポート４１０ｃと第２の光カプラ４２０の第１の入力ポート４２０ａとの間に配置されたファイバを接続するために用いられ得ると共に、別のＰＭスプライス５１０が第１の光カプラ４１０の第２の出力ポート４１０ｄと第３の光カプラ４３０の第１の入力ポート４３０ａとの間に配置されたファイバを接続するために用いられ得る。なお、図３から図１２においては、ＰＭスプライス５１０を図示するために中実の楕円形が用いられる。当業者には、ＰＭスプライス５１０は、２つの光デバイスの間に光導波路を構成するようにファイバを接続するために用いられ得ることがわかる。よって、以下においては、ＰＭスプライス５１０は図３から図１２との関連では説明されない。
[0080] いくつかの実施形態においては、第２の光カプラ４２０は３ｄＢカプラであり得、５０：５０の分岐比を有する。別の言葉で言えば、第１の出力ポート４２０ｃ及び第２の出力ポート４２０ｄの出力光の各々は、第１の入力ポート４２０ａからの入力光のパワーを５０％及び第２の入力ポート４２０ｂからの入力光のパワーを５０％含む。第２の光カプラ４２０の第１の出力ポート４２０ｃからの出力光は、可変光アテニュエータ（ＶＯＡ）５２０を介して第５の光カプラ４５０の入力ポート４５０ａに伝達され得る。ＶＯＡ５２０はシャッタとして用いられ得るが、現在用いられているレーザビームスイッチ（ＬＢＳ）ホイールよりも信頼性が高い。第２の光カプラ４２０の第２の出力ポート４２０ｄからの出力光は、第３の光カプラ４３０の第２の入力ポート４３０ｂに伝達され得る。
[0081] いくつかの実施形態においては、第５の光カプラ４５０は９９：１の分岐比を有し得る。第１の出力ポート４５０ｃの出力光は、第１の入力ポート４５０ａからの入力光のパワーを９９％含む。第５の光カプラ４５０の第１の出力ポート４５０ｃは、緑色レーザモジュールＧ１のメイン出力であり、ファイバチャネルプロトコル（ＦＣＰ、図３には図示しない）に伝達され得る。第５の光カプラ４５０の第２の出力ポート４５０ｄからの出力光は、第１の入力ポート４５０ａからの入力光のパワーを１％含み、検査目的で用いられ得ると共に、診断出力（図３には図示しない）に伝達され得る。
[0082] いくつかの実施形態においては、第３の光カプラ４３０は３ｄＢカプラであり得、５０：５０の分岐比を有する。別の言葉で言えば、第１の出力ポート４３０ｃ及び第２の出力ポート４３０ｄの出力光の各々は、第１の入力ポート４３０ａからの入力光のパワーを５０％及び第２の入力ポート４３０ｂからの入力光のパワーを５０％含む。図３に示されるように、第３の光カプラ４３０の第１の出力ポート４３０ｃからの出力光は、第１の長さＬ１を有する第１のファイバを介して第４の光カプラ４４０の第１の入力ポート４４０ａに伝達され得る。第３の光カプラ４３０の第２の出力ポート４３０ｄからの出力光は、第２の長さＬ２を有する第２のファイバを介して第４の光カプラ４４０の第２の入力ポート４４０ｂに伝達され得る。
[0083] いくつかの実施形態においては、第４の光カプラ４４０は３ｄＢカプラであり得、５０：５０の分岐比を有し得る。別の言葉で言えば、第１の出力ポート４４０ｃ及び第２の出力ポート４４０ｄの出力光の各々は、第１の入力ポート４４０ａからの入力光のパワーを５０％及び第２の入力ポート４４０ｂからの入力光のパワーを５０％含む。図３に示されるように、第４の光カプラ４４０の第１の出力ポート４４０ｃからの出力光は、ループを形成するように第２の光カプラ４２０の第１の入力ポート４２０ａに伝達され得る。第４の光カプラ４４０の第２の出力ポート４４０ｄからの出力光は、第３の長さＬ３を有する第３のファイバを介してループを形成するように第１の光カプラ４１０の第２の入力ポート４１０ｂに伝達され得る。
[0084] ３つのファイバ長Ｌ１，Ｌ２，及びＬ３の各々は、緑色レーザのコヒーレンス長（Ｌｃ）よりも大きい。３つのファイバ長Ｌ１，Ｌ２，及びＬ３の値は特定の規則に従って決定され得る。いくつかの実施形態においては、第１のファイバ長Ｌ１と第２のファイバ長Ｌ２との差の絶対値は、緑色レーザのコヒーレンス長（Ｌｃ）よりも大きい。また、第３のファイバ長Ｌ３と第１のファイバ長Ｌ１及び第２のファイバ長Ｌ２の合計との差の絶対値は、緑色レーザのコヒーレンス長（Ｌｃ）よりも大きい。更に、３つのファイバ長のうちいずれか２つの任意の整数倍の合計は、３つのファイバ長の他の１つの整数倍で表すことができない。つまり、Ａ１Ｌｘ＋Ａ２Ｌｙ≠Ａ３Ｌｚ、ただしＡ１，Ａ２，及びＡ３は１以上の任意の整数であり、集合｛ｘ，ｙ，ｚ｝＝｛１，２，３｝である。このようにして３つのファイバ長Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３の値を具体的に選択することによって、これらのファイバ脱相関器からの信号のループの整数も互いに位相関係にあることができない。つまり、複数の光伝搬ループによって発生する複数の光子パケットが、ＷＩＣＯを排除するべく位相が異なるように調整される。
[0085] ３つのファイバ長Ｌ１，Ｌ２，及びＬ３の種々の組み合わせが、３つのファイバ長Ｌ１，Ｌ２，及びＬ３の値を決定するための上述の規則を満足し得る。例えば、第１のファイバ長Ｌ１は１．１７ｍに等しくてもよく、第２のファイバ長Ｌ２は２．６３ｍに等しくてもよく、第３のファイバ長Ｌ３は４．４７ｍに等しくてもよい。別の一例として、第１のファイバ長Ｌ１は１．３１ｍに等しくてもよく、第２のファイバ長Ｌ２は２．５７ｍに等しくてもよく、第３のファイバ長Ｌ３は４．４９ｍに等しくてもよい。また別の一例として、第１のファイバ長Ｌ１は１．６７ｍに等しくてもよく、第２のファイバ長Ｌ２は２．７７ｍに等しくてもよく、第３のファイバ長Ｌ３は４．５７ｍに等しくてもよい。更に別の一例として、第１のファイバ長Ｌ１は１．７９ｍに等しくてもよく、第２のファイバ長Ｌ２は３．７３ｍに等しくてもよく、第３のファイバ長Ｌ３は５．９３ｍに等しくてもよい。なお、３つのファイバ長Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３は上記で開示される組み合わせによって限定されるものではなく、開示される規則を満足する任意の他の適当な値を有し得る。
[0086] 図４から図５を参照すると、本開示のいくつかの他の実施形態による他の例示的な緑色レーザモジュールＧ１１及びＧ１２の概略図が示されている。なお、緑色光レーザ源３１０、光カプラ４１０～４５０、ＰＭスプライス５１０等のような、図３との関連で上述されたのと同じコンポーネントは、ここでは繰り返さない。
[0087] 図４に示される緑色レーザモジュールＧ１１を図３に示される緑色レーザモジュールＧ１と比較すると、光キャリア周波数をパススルー毎に２００ＭＨｚ、体系的にアップシフト又はダウンシフトするように、ＩＩＲフィルタにおいて音響光学変調器（ＡＯＭ）が用いられている。図４に示されるように、第１のＡＯＭ５３０－１は、第１のカプラ４１０の第２の出力ポート４１０ｄと第３の光カプラ４３０の第１の入力ポート４３０ａとの間に接続され得る。第１のＡＯＭ５３０－１は第１の無線周波数（ＲＦ）ドライバ５４０－１によって駆動され得る。第２のＡＯＭ５３０－２は、第２のカプラ４１０の第２の出力ポート４２０ｄと第３の光カプラ４３０の第２の入力ポート４３０ｂとの間に接続され得る。第２のＡＯＭ５３０－２は第２の無線周波数（ＲＦ）ドライバ５４０－２によって駆動され得る。両ＡＯＭは、キャリア周波数をブルーシフトさせることによって緑色レーザのスペクトル出力を拡大することもでき、これは結果としてＷＩＣＯがアライメント位置の不確定性に影響を与えることを低減させる。
[0088] 図９を参照すると、概略図が、本開示のいくつかの実施形態による、１つ以上のループの後の出力緑色レーザのスペクトル拡幅を示している。左の図に示されるように、５３２ｎｍ波長の当初の緑色レーザは、そのパワーを固定されたλ／ｆに集中させており、ここで、λはレーザ３１０の公称中心波長（例えば５３２ｎｍ）であり、ｆは２つのＡＯＭ５３０－１及び５３０－２に適用されるＲＦ周波数である。いくつかの実施形態においては、２つのＡＯＭは、図９の中央の図に示されるように、１つのループの後、光キャリア周波数を２００ＭＨｚ、正及び負にシフトさせ得る。つまり、アップコンバートされたＡＯＭの出力は、（５３２ｎｍ＋２００ＭＨｚ）に対応する周波数となり得、ダウンコンバートされたＡＯＭの出力は（５３２ｎｍ－２００ＭＨｚ）に対応する周波数となり得る。よって、パワーはスペクトルが正及び負に２００ＭＨｚ離れ得る。多数のループの後、２つのＡＯＭは、緑色レーザ周波数を２００ＭＨｚ、正及び負に繰り返しシフトさせ得る。つまり、スペクトル成分は２００ＭＨｚおきに複数の値の波長／周波数で広く分布し得る。よって、出力緑色レーザはいつでも、緑色光レーザ源３１０によって放出された緑色光の多数のコピーと、複数の正又は負に２００ＭＨｚ周波数シフトされたスペクトル成分とを有することができる。したがって、光子パケットに存在するコヒーレントな位相関係はいつでも、ＷＩＣＯ効果を低減させるように、壊され得る。
[0089] なお、ＡＯＭはＩＩＲフィルタの光回路の異なる位置に配置され得る。例えば、図５に示される緑色レーザモジュールＧ１２においては、第１の無線周波数（ＲＦ）ドライバ５４０－１によって駆動される第１のＡＯＭ５３０－１は第３のカプラ４３０の第１の出力ポート４１０ｄと第４の光カプラ４４０の第１の入力ポート４４０ａとの間に接続されてもよく、その一方で、第２の無線周波数（ＲＦ）ドライバ５４０－２によって駆動される第２のＡＯＭ５３０－２は第３のカプラ４３０の第２の出力ポート４３０ｄと第４の光カプラ４３０の第２の入力ポート４４０ｂとの間に接続されてもよい。
[0090] いくつかの実施形態においては、第５の光カプラ４５０の第１の出力ポート４５０ｃの後にファイバ位相変調器５５０が接続され得る。ファイバ位相変調器５５０は、緑色レーザの出力の異なるスペクトル成分間の位相関係を更にスクランブルするようにランダム化された位相シヌソイド信号によって駆動され得、それによってＷＩＣＯがアライメント位置の不確定性に影響を与えることを更に低減させる。
[0091] 図６から図８を参照すると、本開示のいくつかの他の実施形態による他の例示的な緑色レーザモジュールＧ２，Ｇ３，及びＧ４の概略図が示されている。なお、緑色光レーザ源３１０、光カプラ４１０～４５０、ＰＭスプライス５１０等のような、図３との関連で上述されたのと同じコンポーネントは、ここでは繰り返さない。いくつかの実施形態においては、異なる長さＬ１，Ｌ２，及びＬ３の３つのファイバの場所は、ＩＩＲフィルタの光回路の異なる場所に配置され得る。
[0092] いくつかの実施形態においては、図６に示される緑色レーザモジュールＧ２を図３に示される緑色レーザモジュールＧ１と比較すると、第１のファイバ長Ｌ１の第１のファイバは第１の光カプラ４１０の第２の出力ポート４１０ｄと第３の光カプラ４３０の第１の入力ポート４３０ａとの間に配置されてもよく、その一方で、第２のファイバ長Ｌ２の第２のファイバは第２の光カプラ４２０の第２の出力ポート４２０ｄと第３の光カプラ４３０の第２の入力ポート４３０ｂとの間に配置されてもよい。なお、図中には示されていないが、図４及び図５との関連で上述したように、緑色レーザモジュールＧ２のＩＩＲフィルタの異なる場所に２つのＡＯＭが追加されてもよい。
[0093] いくつかの実施形態においては、図７に示される緑色レーザモジュールＧ３を図３に示される緑色レーザモジュールＧ１と比較すると、第３のファイバ長Ｌ３の第３のファイバは第４の光カプラ４４０の第１の出力ポート４４０ｃと第２の光カプラ４３０の第１の入力ポート４２０ａとの間に配置されてもよい。同様に、図中には示されていないが、図４及び図５との関連で上述したように、緑色レーザモジュールＧ３のＩＩＲフィルタの異なる場所に２つのＡＯＭが追加されてもよい。
[0094] いくつかの他の実施形態においては、図８に示される緑色レーザモジュールＧ４を図３に示される緑色レーザモジュールＧ１と比較すると、第１のファイバ長Ｌ１の第１のファイバは第１の光カプラ４１０の第２の出力ポート４１０ｄと第３の光カプラ４３０の第１の入力ポート４３０ａとの間に配置されてもよく、第２のファイバ長Ｌ２の第２のファイバは第２の光カプラ４２０の第２の出力ポート４２０ｄと第３の光カプラ４３０の第２の入力ポート４３０ｂとの間に配置されてもよく、第３のファイバ長Ｌ３の第３のファイバは第４の光カプラ４４０の第１の出力ポート４４０ｃと第２の光カプラ４３０の第１の入力ポート４２０ａとの間に配置されてもよい。同様に、図中には示されていないが、図４及び図５との関連で上述したように、緑色レーザモジュールＧ４のＩＩＲフィルタの異なる場所に２つのＡＯＭが追加されてもよい。
[0095] 本開示は単なる例としてなされているものであること、及び本開示の実施形態の詳細においては本開示の精神及び範囲を逸脱することなく多数の変更がなされ得ることは理解される。開示される実施形態の特徴は、様々に組み合わせ及び再配置され得る。本開示の変更、均等物、又は改良は、本開示の精神及び範囲を逸脱することなく、当業者にとっては理解できるものであると共に、本開示の範囲内に包含されることが意図される。例えば、上述の５つの光カプラ４１０～４５０の分岐比は例示的なものに過ぎず、限定されるべきではない。例えば、開示される緑色レーザモジュールのＩＩＲフィルタにおいては、９５：５，９０：１０，８０：２０，７５：２５，６０：４０，４０：６０，２５：７５、２０：８０，１０：９０，５：９５など、他の分岐比の任意の適当な光カプラが用いられ得る。別の一例として、光カプラの数も本明細書においては限定されない。図面に示されていないいくつかの実施形態では、数Ｍの行及び数Ｎの列の光カプラを有する光カプラアレイがＩＩＲフィルタを構築するように接続されてもよい。
[0096] したがって、本開示は、より良好な使用寿命と、低減されたコヒーレンス効果と、より速い切り替えスピードとを実現するように改良された緑色レーザモジュールを提供する。開示されるＩＩＲフィルタを用いて緑色レーザの位相を脱相関化することによって、及びＡＯＭを用いてスペクトル成分を追加することによって、開示される緑色レーザモジュールは、緑色レーザモジュールの出力から光が放出されるときに、スペクトル包絡線の下の光子パケットにおいて同じ位相関係を有することを回避することができる。異なる緑色成分は同じスペクトル範囲を占め得るが、全ての光子はいつでも波束間で位相が異なるように構成される（例えば同じ位相関係を有さない）。なぜなら、異なる光子間の位相関係は、光をコヒーレンス長（Ｌｃ）を進んだ後又はコヒーレンス時間（Ｔｃ）よりも長い期間にわたって結合するときに壊れるからである。よって、発生した緑色光は積分球内で多数回反射し、そのような反射の後の結合された光はコヒーレンシを失い得る。
[0097] また、モードホッピングは本来のレーザノイズよりも少なく低規模であり得、これにより緑色レーザにおけるモードジャンプに起因するＳｂＯドリフトがさほど問題にならなくなり得る。更に、開示される緑色レーザモジュールにおいては可変光アテニュエータ（ＶＯＡ）が光スイッチとして実装され、これはレーザビームスイッチ（ＬＢＳ）に関係する誤作動及び故障を劇的に低減させることができる。なお、本開示は、リソグラフィシステムにとってのみならず、任意の用途（例えば生物医学、センサ、電気通信など）の任意のレーザにとって、レーザ源のコヒーレンスを壊すのに良い。また、本開示は一例として緑色レーザを用いることも注目される。しかしながら、本開示は、開示されるスキームにおいて適切なファイバ長及び他のコンポーネントを選択することによって、異なる波長の任意のレーザ源（例えば、赤色レーザ、任意の他の可視光レーザ、ＵＶレーザ、又は赤外レーザなど）についても機能し得る。
[0098] 実施形態は更に、以下の条項を用いて記載することもできる。
１．レーザ光を発生させるように構成されたレーザ源と、
レーザ光の成分の位相を脱相関化し、それによってレーザ光のコヒーレンス効果を低減させるように構成された無限インパルス応答フィルタと、
を備えるレーザモジュール。
２．レーザ源は緑色レーザ光を発生させるように構成されている、条項１のレーザモジュール。
３．無限インパルス応答フィルタは、光路長が異なる複数の光伝搬ループを形成するための複数の光カプラを備える、条項１のレーザモジュール。
４．複数の光伝搬ループは、
第１のファイバ長の第１のファイバを有する第１の光伝搬ループと、
第２のファイバ長の第２のファイバを有する第２の光伝搬ループと、
第３のファイバ長の第３のファイバを有する第３の光伝搬ループと、
を備えており、
第１のファイバ長、第２のファイバ長、及び第３のファイバ長は、レーザ光のコヒーレンス長よりも大きい、条項３のレーザモジュール。
５．第１のファイバ長と第２のファイバ長との差の絶対値は、レーザ光のコヒーレンス長よりも大きい、条項４のレーザモジュール。
６．第３のファイバ長と第１のファイバ長及び第２のファイバ長の合計との差の絶対値は、レーザ光のコヒーレンス長よりも大きい、条項４のレーザモジュール。
７．３つのファイバ長のうちいずれか２つの任意の整数倍の合計は、３つのファイバ長のうち他の１つの整数倍ではない、条項４のレーザモジュール。
８．第１のファイバ長と、第２のファイバ長と、第３のファイバ長との組み合わせは、次のうち１つである、条項４のレーザモジュール。
第１のファイバ長は１．１７ｍであり、第２のファイバ長は２．６３ｍであり、第３のファイバ長は４．４７ｍである、
第１のファイバ長は１．３１ｍであり、第２のファイバ長は２．５７ｍであり、第３のファイバ長は４．４９ｍである、
第１のファイバ長は１．６７ｍであり、第２のファイバ長は２．７７ｍであり、第３のファイバ長は４．５７ｍである、又は、
第１のファイバ長は１．７９ｍであり、第２のファイバ長は３．７３ｍであり、第３のファイバ長は５．９３ｍである。
９．レーザモジュールの出力がコヒーレンス効果を更に低減させるべく拡大されたスペクトルを有するように、光伝搬ループに配置され光キャリア周波数をシフトさせるように構成された音響光学変調器を更に備える、条項３のレーザモジュール。
１０．レーザモジュールの出力の異なるスペクトル成分間の位相関係をスクランブルするように、ランダム化された位相信号によって駆動されるファイバ位相変調器を更に備える、条項９のレーザモジュール。
１１．光スイッチとして構成された可変光アテニュエータを更に備える、条項１のレーザモジュール。
１２．複数の光カプラは、
レーザ源に接続された第１の入力ポートを含む第１の光カプラと、
第１の光カプラの第１の出力ポートに接続された第１の入力ポートを含む第２の光カプラと、
第１の光カプラの第２の出力ポートに接続された第１の入力ポート及び第２の光カプラの第２の出力ポートに接続された第２の入力ポートを含む第３の光カプラと、
第３の光カプラの第１の出力ポートに接続された第１の入力ポート、第３の光カプラの第２の出力ポートに接続された第２の入力ポート、第１の光カプラの第２の入力ポートに接続された第１の出力ポート、及び第２の光カプラの第２の入力ポートに接続された第２の出力ポートを含む第４の光カプラと、
を備える、条項４のレーザモジュール。
１３．第１のファイバは第３の光カプラの第１の出力ポートと第４の光カプラの第１の入力ポートとの間に配置されており、
第２のファイバは第３の光カプラの第２の出力ポートと第４の光カプラの第２の入力ポートとの間に配置されている、
条項１２のレーザモジュール。
１４．第１のファイバは第１の光カプラの第２の出力ポートと第３の光カプラの第１の入力ポートとの間に配置されており、
第２のファイバは第２の光カプラの第２の出力ポートと第３の光カプラの第２の入力ポートとの間に配置されている、
条項１２のレーザモジュール。
１５．第３のファイバは第４の光カプラの第２の出力ポートと第１の光カプラの第２の入力ポートとの間に配置されているか、又は、
第３のファイバは第４の光カプラの第１の出力ポートと第２の光カプラの第２の入力ポートとの間に配置されている、
条項１２のレーザモジュール。
１６．第１の光カプラは１０：９０の分岐比を有し、
第２の光カプラ、第３の光カプラ、第４の光学は各々が５０：５０の分岐比を有する、
条項１２のレーザモジュール。
１７．第１の光カプラの第２の出力ポートと第３の光カプラの第１の入力ポートとの間に配置された第１の音響光学変調器と、
第２の光カプラの第２の出力ポートと第３の光カプラの第２の入力ポートとの間に配置された第２の音響光学変調器と、
を更に備える、条項１２のレーザモジュール。
１８．第３の光カプラの第１の出力ポートと第４の光カプラの第１の入力ポートとの間に配置された第１の音響光学変調器と、
第３の光カプラの第２の出力ポートと第４の光カプラの第２の入力ポートとの間に配置された第２の音響光学変調器と、
を更に備える、条項１２のレーザモジュール。
１９．条項１のレーザモジュールを含みアライメント光を発生させるように構成された多色放射源を備える、メトロロジシステム。
２０．条項１９のメトロロジシステムを備える、リソグラフィ装置。
[0099] 結び
[00100] 本文ではＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用に特に言及しているが、本明細書で説明するリソグラフィ装置には他の用途もあることを理解されたい。例えば、これは、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（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドなどの製造である。こうした代替的な用途に照らして、本明細書で「ウェーハ」又は「ダイ」という用語を使用している場合、それぞれ「基板」又は「ターゲット部分」という、より一般的な用語と同義と見なしてよいことが当業者には認識される。本明細書に述べている基板は、露光前又は露光後に、例えばトラック（通常はレジストの層を基板に塗布し、露光したレジストを現像するツール）、メトロロジツール及び／又はインスペクションツールで処理することができる。適宜、本明細書の開示は、以上及びその他の基板プロセスツールに適用することができる。更に基板は、例えば多層ＩＣを生成するために、複数回処理することができ、したがって本明細書で使用する基板という用語は、既に複数の処理済み層を含む基板も指すことができる。
[00101] 光リソグラフィの分野での本発明の実施形態の使用に特に言及してきたが、本発明は文脈によってはその他の分野、例えばインプリントリソグラフィでも使用することができ、光リソグラフィに限定されないことを理解されたい。インプリントリソグラフィでは、パターニングデバイス内のトポグラフィが基板上に作成されたパターンを画定する。パターニングデバイスのトポグラフィは基板に供給されたレジスト層内に刻印され、電磁放射、熱、圧力又はそれらの組み合わせを適用することでレジストは硬化する。パターニングデバイスはレジストから取り除かれ、レジストが硬化すると、内部にパターンが残される。
[00102] 本明細書中の言い回し又は専門用語は説明を目的とするものであって限定を目的とするものではないことが理解されるべきであり、従って、本明細書の専門用語又は言い回しは、本明細書中の教示に照らして当業者によって解釈されるべきである。
[00103] 本明細書に記載される実施形態において、「レンズ」及び「レンズ要素」という用語は、状況が許せば、屈折、反射、磁気、電磁気及び静電光学コンポーネントを含む様々なタイプの光学コンポーネントのいずれか一つ又はその組み合わせを指すことができる。
[00104] さらに、本明細書で使用する「放射」、「ビーム」及び「光」という用語は、紫外（ＵＶ）放射線（例えば、３６５、２４８、１９３、１５７又は１２６ｎｍの波長λを有する）、極端紫外（ＥＵＶ又は軟Ｘ線）放射線（例えば、５～２０ｎｍの範囲内の波長、例えば、１３．５ｎｍの波長を有する）、又は５ｎｍ未満で動作する硬Ｘ線、さらに、イオンビーム又は、電子ビームなどの微粒子ビームを含むあらゆるタイプの電磁放射線を含む。一般に、約４００～約７００ｎｍの間の波長を有する放射線は可視放射線と考えられる。約７８０～約３０００ｎｍ（またはそれ以上）の間の波長を有する放射線はＩＲ放射線とみなされる。ＵＶは、約１００～４００ｎｍの波長を有する放射線を指す。リソグラフィにおいては、用語「ＵＶ」は、普通、水銀放電灯によって生成可能な波長、すなわち、４３６ｎｍのＧ線、４０５ｎｍのＨ線、及び／又は３６５ｎｍのＩ線にも適用される。真空ＵＶ、又はＶＵＶ（すなわち、ガスによって吸収されるＵＶ）は、約１００～２００ｎｍの波長を有する放射線を指す。深ＵＶ（ＤＵＶ）は、一般に、１２６ｎｍ～４２８ｎｍの範囲内の波長を有する放射線を指し、ある実施形態では、エキシマレーザ装置はリソグラフィ装置内で使用されるＤＵＶを生成することができる。例えば、５～２０ｎｍの範囲内の波長を有する放射線は、少なくともその一部が５～２０ｎｍの範囲内の一定の波長帯域を有する放射線に関連することを認識されたい。
[00105] 本明細書で使用される「基板」という用語は、一般に、その上に後続の材料層が追加される材料を記述する。実施形態では、基板自体にパターンが付与され得ると共に、その上に追加された材料にもパターンが付与されるか、又はパターン付与されないままである場合がある。
[00106] 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。この説明は、本発明を限定することを意図するものではない。
[00107] 特許請求の範囲を解釈するには、「発明の概要」及び「要約書」の項ではなく、「発明を実施するための形態」の項を使用するよう意図されていることを理解されたい。「発明の概要」及び「要約書」の項は、本発明者が想定するような本発明の１つ以上の例示的実施形態について述べることができるが、全部の例示的実施形態を述べることはできず、したがって本発明及び添付の特許請求の範囲をいかなる意味でも限定しないものとする。
[00108] 以上では、特定の機能の実施態様を例示する機能的構成要素及びその関係を用いて本発明について説明してきた。これらの機能的構成要素の境界は、本明細書では説明の便宜を図って任意に画定されている。特定の機能及びその関係が適切に実行される限り、代替的境界を画定することができる。
[00109] 特定の実施形態の前述の説明は、本発明の全体的性質を十分に明らかにしているので、当技術分野の知識を適用することにより、過度の実験をせず、本発明の全体的な概念から逸脱することなく、このような特定の実施形態を容易に変更及び／又はこれを様々な用途に適応させることができる。したがって、このような適応及び変更は、本明細書に提示された教示及び案内に基づき、開示された実施形態の同等物の意味及び範囲に入るものとする。
[00110] 本発明の幅及び範囲は、上述した例示的実施形態のいずれによっても限定されず、特許請求の範囲及びその同等物によってのみ規定されるものである。

Claims (14)

  1. レーザ光を発生させるように構成されたレーザ源と、
    前記レーザ光の成分の位相を脱相関化し、それによって前記レーザ光のコヒーレンス効果を低減させるように構成された無限インパルス応答フィルタと、
    を備え、
    前記無限インパルス応答フィルタは、光路長が異なる複数の光伝搬ループを形成するための複数の光カプラを備える、
    るレーザモジュール。
  2. 前記レーザ源は緑色レーザ光を発生させるように構成されている、請求項１のレーザモジュール。
  3. 前記複数の光伝搬ループは、
    第１のファイバ長の第１のファイバを有する第１の光伝搬ループと、
    第２のファイバ長の第２のファイバを有する第２の光伝搬ループと、
    第３のファイバ長の第３のファイバを有する第３の光伝搬ループと、
    を備えており、
    前記第１のファイバ長、前記第２のファイバ長、及び前記第３のファイバ長は、前記レーザ光のコヒーレンス長よりも大きい、請求項１のレーザモジュール。
  4. 前記第１のファイバ長と前記第２のファイバ長との差の絶対値は、前記レーザ光の前記コヒーレンス長よりも大きい、請求項３のレーザモジュール。
  5. 前記第３のファイバ長と前記第１のファイバ長及び前記第２のファイバ長の合計との差の絶対値は、前記レーザ光の前記コヒーレンス長よりも大きい、請求項３のレーザモジュール。
  6. 前記３つのファイバ長のうちいずれか２つの任意の整数倍の合計は、前記３つのファイバ長のうち他の１つの整数倍ではない、請求項３のレーザモジュール。
  7. 前記第１のファイバ長と、前記第２のファイバ長と、前記第３のファイバ長との組み合わせは、次のうち１つである、請求項３のレーザモジュール。
    前記第１のファイバ長は１．１７ｍであり、前記第２のファイバ長は２．６３ｍであり、前記第３のファイバ長は４．４７ｍである、
    前記第１のファイバ長は１．３１ｍであり、前記第２のファイバ長は２．５７ｍであり、前記第３のファイバ長は４．４９ｍである、
    前記第１のファイバ長は１．６７ｍであり、前記第２のファイバ長は２．７７ｍであり、前記第３のファイバ長は４．５７ｍである、又は、
    前記第１のファイバ長は１．７９ｍであり、前記第２のファイバ長は３．７３ｍであり、前記第３のファイバ長は５．９３ｍである。
  8. 前記レーザモジュールの出力がコヒーレンス効果を更に低減させるべく拡大されたスペクトルを有するように、光伝搬ループに配置され光キャリア周波数をシフトさせるように構成された音響光学変調器を更に備える、請求項１のレーザモジュール。
  9. 前記レーザモジュールの前記出力の異なるスペクトル成分間の位相関係をスクランブルするように、ランダム化された位相信号によって駆動されるファイバ位相変調器を更に備える、請求項８のレーザモジュール。
  10. 光スイッチとして構成された可変光アテニュエータを更に備える、請求項１のレーザモジュール。
  11. 前記複数の光カプラは、
    前記レーザ源に接続された第１の入力ポートを含む第１の光カプラと、
    前記第１の光カプラの第１の出力ポートに接続された第１の入力ポートを含む第２の光カプラと、
    前記第１の光カプラの第２の出力ポートに接続された第１の入力ポート及び前記第２の光カプラの第２の出力ポートに接続された第２の入力ポートを含む第３の光カプラと、
    前記第３の光カプラの第１の出力ポートに接続された第１の入力ポート、前記第３の光カプラの第２の出力ポートに接続された第２の入力ポート、前記第１の光カプラの第２の入力ポートに接続された第１の出力ポート、及び前記第２の光カプラの第２の入力ポートに接続された第２の出力ポートを含む第４の光カプラと、
    を備える、請求項３のレーザモジュール。
  12. 前記第１のファイバは前記第３の光カプラの前記第１の出力ポートと前記第４の光カプラの前記第１の入力ポートとの間に配置されており、
    前記第２のファイバは前記第３の光カプラの前記第２の出力ポートと前記第４の光カプラの前記第２の入力ポートとの間に配置されている、
    請求項１１のレーザモジュール。
  13. 前記第１のファイバは前記第１の光カプラの前記第２の出力ポートと前記第３の光カプラの前記第１の入力ポートとの間に配置されており、
    前記第２のファイバは前記第２の光カプラの前記第２の出力ポートと前記第３の光カプラの前記第２の入力ポートとの間に配置されている、
    請求項１１のレーザモジュール。
  14. 前記第３のファイバは前記第４の光カプラの前記第２の出力ポートと前記第１の光カプラの前記第２の入力ポートとの間に配置されているか、又は、
    前記第３のファイバは前記第４の光カプラの前記第１の出力ポートと前記第２の光カプラの前記第２の入力ポートとの間に配置されている、
    請求項１１のレーザモジュール。
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