JP2002246309A

JP2002246309A - リソグラフィック装置、デバイス製造方法、およびその方法により製造したデバイス

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Publication number: JP2002246309A
Application number: JP2002029340A
Authority: JP
Inventors: Marcus Emile Joannes Boonman; エミレヨハンネスボーンマンマルクス; Johannes Catharinus Hubertus Mulkens; カタリヌスヒューベルテュスムルケンスヨハンネス; Hans Butler; ブトレルハンス
Original assignee: ASML Netherlands BV
Current assignee: ASML Netherlands BV
Priority date: 2001-02-08
Filing date: 2002-02-06
Publication date: 2002-08-30
Anticipated expiration: 2022-02-06
Also published as: JP3567152B2; EP1231513A1; DE60229680D1; US6741331B2; US20020167651A1; KR20020066186A; KR100554255B1; TWI266148B

Abstract

(57)【要約】【課題】露光領域全体にわたる焦点をさらに改善する
リソグラフィック投影装置を制御するシステムおよび方
法を提示する。【解決手段】リソグラフィック装置において、投影レ
ンズ・システムで利用可能なマニピュレータを使用して
焦面を調整し、露光領域内のウエハ表面の形状にできる
だけ一致するようにする。焦面の形状の制御を、ウエハ
表面の高さおよび傾斜を決定するレベリング制御と統合
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、リソグラフィック
投影装置であって、投影放射ビームを供給する放射システムと、パターンニング手段を支持する支持構造であって、パタ
ーンニング手段が所望のパターンに応じて投影ビームを
パターン化する働きをする支持構造と、基板を保持するための基板テーブルと、パターン化されたビームを基板の目標部分に投影するた
めの投影システムを備え、前記投影システムが焦面を持
ち、また焦面の形状を変更できる少なくとも１つの調整
可能な要素を備えることを特徴とするリソグラフィック
投影装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ここで使用している「パターンニング手
段」という用語は、広く解釈すべき用語であって、基板
のターゲット部分に生成されるべきパターンに対応す
る、パターン化された断面を入射放射ビームに与えるの
に使用できる手段を指し、「光学的弁」という用語はこ
の文脈でも使用できる。一般に、前記パターンは、集積
回路やその他のデバイスなど、目標部分に作成されるデ
バイス内の特定の機能層に対応する（以下参照）。この
ようなパターンニング手段には次のような例がある。マ
スク。マスクという概念は、リソグラフィではよく知ら
れており、２値、交互移相、および減衰移相、さらに各
種のハイブリッド・マスク・タイプなどのマスク・タイ
プがある。このようなマスクを放射ビーム内に置くと、
マスク上のパターンに応じて、マスクに衝突した放射の
透過（透過マスクの場合）または反射（反射マスクの場
合）が選択的に行われる。マスクの場合、支持構造は一
般に、マスク・テーブルであり、これにより、マスクを
入射放射ビーム内の所望の位置に保持し、ビームに対し
相対的に移動したければ移動することもできる。プログ
ラム可能ミラーアレイ。このようなデバイスの一例とし
て、粘弾性制御層と反射面を備えるマトリックス・アド
レス指定可能面がある。このような装置の背後にある基
本原理は、（たとえば）反射面のアドレス指定領域は入
射光を回折光として反射するが、非アドレス指定領域は
入射光を非回折光として反射するというものである。適
切なフィルタを使って、前記非回折光を反射ビームから
除去し回折光のみを後に残すことができ、この方法で
は、ビームはマトリックス・アドレス指定可能面のアド
レス指定パターンに応じてパターン化される。プログラ
ム可能ミラーアレイの他の実施形態では、小さなミラー
からなるマトリックス配置を採用し、それぞれ、適当な
局部的電界を作用させるか、または圧電作動手段を採用
することにより軸を中心に個別に傾けることができる。
前と同じように、ミラーはマトリックス・アドレス指定
可能であり、アドレス指定されたミラーは非アドレス指
定ミラーとは異なる方向に入射放射ビームを反射し、こ
の方法により、反射されたビームはマトリックス・アド
レス指定可能ミラーのアドレス指定パターンに応じてパ
ターン化される。必要なマトリックス・アドレス指定を
実行するには、適当な電子的手段を使用する。上述の両
方の状況において、パターンニング手段は１つまたは複
数のプログラム可能ミラーアレイを備えることができ
る。ここで参照しているようなミラーアレイに関する情
報をさらに詳しく調べることができるが、たとえば、米
国特許第５２９６８９１号および米国特許５５２３１９
３号、およびＰＣＴ特許出願ＷＯ９８／３８５９７およ
びＷＯ９８／３３０９６に記載されており、引用により
本発明に取り込む。プログラム可能ミラーアレイの場
合、前記支持構造はフレームまたはテーブルとして具現
化することができ、たとえば、必要に応じて固定または
移動可能にできる。プログラム可能ＬＣＤアレイ。この
ような構造の一例は、米国特許第５２２９８７２にあ
り、これを引用により本発明に取り込む。上記のよう
に、この場合の支持構造はフレームまたはテーブルとし
て具現化することができ、たとえば、必要に応じて固定
または移動可能にできる。

【０００３】簡単のため、これ以降いくつかの段落で、
特に、マスクおよびマスク・テーブルが関連する実例を
取り上げる場合があるが、このような場合に説明してい
る一般原理は上で述べたようにパターンニング手段の広
い文脈において見られるであろう。

【０００４】リソグラフィック投影装置は、たとえば、
集積回路（ＩＣ）の製造で使用できる。このような場
合、パターンニング手段により、ＩＣの個々の層に対応
する回路パターンを生成し、このパターンを放射感光材
料（レジスト）の層で被覆されている基板（シリコン・
ウエハ）の目標部分（たとえば、１つまたは複数のダイ
を含む）にイメージ処理することができる。一般に、単
一のウエハには、投影システムを介して一度に１つずつ
連続して照射される隣接目標部分のネットワーク全体が
含まれる。現装置では、マスク・テーブルへのマスクに
よるパターンニングを採用しており、２種類の機械を区
別できる。ある種類のリソグラフィック投影装置では、
それぞれの目標部分への照射は、マスク・パターン全体
を目標部分に１回で感光させる方法で行い、このような
装置は通常、ウエハ・ステッパと呼ばれている。通常ス
テップアンドスキャン装置と呼ばれる他の装置では、各
目標部分への照射は、所定の基準方向（「スキャン」方
向）に投影ビームの下でマスク・パターンを漸次スキャ
ンすることで行うが、それと同時にこの方向に平行また
は逆平行な基板テーブルの同期スキャンを実行する。一
般に、投影システムは拡大率Ｍ（一般に＜１＞を有する
ので、基板テーブルがスキャンされる速度Ｖは、マスク
・テーブルがスキャンされる速度のＭ倍となる。ここで
説明しているようなリソグラフィック・デバイスに関す
る詳細は、たとえば、引用により本発明に取り込まれて
いる米国特許第６０４６７９２号で詳しく取り扱われて
いる。

【０００５】リソグラフィック投影装置を使用する製造
プロセスでは、放射感光材料（レジスト）の層で少なく
とも一部は覆われている基板上にパターン（たとえば、
マスク内の）をイメージ処理する。このイメージ処理ス
テップの前に、基板に対しプライミング、レジスト・コ
ーティング、およびソフト・ベークなどのさまざまな処
理手順を実行できる。露光した後、基板に対し、後露光
ベーク（ＰＥＢ）、現像、ハード・ベーク、およびイメ
ージ処理された特徴の測定／点検など他の処理手順を実
行することができる。この一連の処理手順は、デバイ
ス、たとえばＩＣの個々の層をパターン化するための基
盤として使用される。このようなパターン化された層に
対し、エッチング、イオン打ち込み（ドーピング）、メ
タライゼーション、酸化、化学機械研磨などのさまざま
な工程を実行することができ、すべて、個々の層を仕上
げることを意図している。複数の層が必要な場合、処理
手順全体またはそのバリエーションを新しい層ごとに繰
り返す必要がある。結局、デバイスのアレイが基板（ウ
エハ）上に存在することになる。そこで、これらのデバ
イスを、ダイシング、のこ引きなどの手法で互いに分割
して、個々のデバイスをピンに接続されているキャリア
などに載せるなどすることができる。このような工程に
関する詳細は、たとえば、ＰｅｔｅｒｖａｎＺａｎ
ｔ著「ＭｉｃｒｏｃｈｉｐＦａｂｒｉｃａｔｉｏｎ：
ＡＰｒａｃｔｉｃａｌＧｕｉｄｅｔｏＳｅｍｉｃ
ｏｎｄｕｃｔｏｒＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ」（第三版、
ＭｃＧｒａｗＨｉｌｌＰｕｂｌｉｓｈｉｎｇＣ
ｏ．，１９９７，ＩＳＢＮ０−０７−０６７２５０−
４）に記載があり、本発明に引用として取り込む。

【０００６】簡単のため、投影システムはこれ以降、
「レンズ」と呼ぶが、この用語は、たとえば、屈折光学
系、反射光学系、および反射屈折光学系を含む、さまざ
まな種類の投影システムを包含すると広く解釈すべきで
ある。放射システムはさらに、投影放射ビームの方向を
定め、形状を決定し、あるいは制御するためこれらの設
計タイプに応じて動作するコンポーネントを含むことが
でき、またこのようなコンポーネントはさらに以下で
は、総称して、あるいは単一のものとして、「レンズ」
と呼ぶ場合がある。さらに、リソグラフィック装置は、
２つまたはそれ以上の基板テーブル（および／または２
つまたはそれ以上のマスク・テーブル）を持つタイプの
ものとすることもできる。このような「多段」デバイス
では、追加テーブルを並列に使用したり、１つまたは複
数の他のテーブルを露光に使用しながら準備ステップを
１つまたは複数のテーブル上で実行することができる。
二段リソグラフィック装置については、たとえば、引用
により本発明に取り込まれている、米国特許第５９６９
４４１号およびＷＯ９８／４０７９１で説明されてい
る。

【０００７】マスク・パターンを基板上に正しくイメー
ジ処理するためには、投影レンズの焦面内にウエハを正
確に配置する必要がある。焦面の位置は、１回露光する
ときや何回か連続して露光するときのマスク照明の位置
と照明および投影システムのイメージ処理設定、さらに
たとえば、装置内の温度および／または圧力変化によっ
て異なる。焦面の位置のこうした変動に対処するため、
透過イメージ・センサ（ＴＩＳ）や反射イメージ・セン
サ（ＲＩＳ）などのセンサを使用して焦面の縦方向の位
置を測定し、ウエハ面を焦面内に配置するようにする方
法が知られている。これは、いわゆる「オンザフライ」
方式のレベリングを使用して行うことができ、レベル・
センサにより露光時のウエハ面の縦方向の位置を測定
し、ウエハ・テーブルの高さおよび／または傾斜を調整
して、イメージ処理性能を最適なものにする。それとは
別に、いわゆる「軸はずれ」レベリングを使用すること
もできる。この方法では、ウエハ面（の一部）の高さマ
ップを、たとえば、多段装置内で露光の前にとり、定義
されている基準に従って焦点を最適化するため露光また
は一連の露光に対する高さおよび傾斜設定点をあらかじ
め計算する。このような軸はずれレベリングの方法とシ
ステムについては、欧州特許ＥＰ−Ａ−１０３７１１７
で述べられている。軸はずれ法では、ウエハ面の正確な
形状と位置を測定し、露光のための高さと傾斜位置を最
適なものにして、その測定されるウエハ面に関して予測
されるピンぼけを最小限に抑えることが提案されてい
る。投影システムの焦面は一般に、平坦であり、ウエハ
面は一般に、平坦ではないため、レベリング処理手順で
は補正できないピンぼけがある程度必ず残る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、露光
領域全体にわたる焦点合わせをさらに改善するリソグラ
フィック投影装置を制御するシステムおよび方法を提示
することである。

【０００９】この目的および他の目的は、冒頭の段落で
指定したようなリソグラフィック装置で本発明により実
施でき、その際に、照射された部分をイメージ処理する
ため露光時に動作する制御手段を使用し、前記調整可能
要素を制御し、前記焦面の形状を変化させ、前記露光領
域の表面輪郭により正確に合うようにする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述のように、焦面を一
般にできる限り平坦に配置し、ピンぼけを最小限に抑え
るように基板の高さおよび／または傾斜を制御する従来
技術の方法だと、ウエハ面は一般に正確に平坦ではない
のである程度ピンぼけが残る。本発明によれば、焦面を
正確に平坦にするのではなく、わざと形を変えて、露出
する露光領域内の基板の測定面輪郭に正確に合うように
する。ウエハの高さおよび傾斜の制御を焦面の形状の制
御と統合することが好ましい。それから、基板の位置決
めにより低次（高さおよび傾斜）の補正を行い、焦面の
形状に合わせて調整することで高次の補正を行うことが
できる。また、焦平面の形状に対する高次調整の低次効
果は、基板の位置決めの際に補正できる。

【００１１】したがって、本発明では、露光領域全体に
わたってピンぼけを低減することによりイメージ処理を
改善することができる。これにより、すべての露光領域
に対するイメージ処理品質が向上し、さらに、以前であ
ればピンぼけ限界を超えていた表面が湾曲している露光
領域にも焦点を合わせることができる。

【００１２】米国特許第５２０２７４８号では、リソグ
ラフィック投影装置で適用可能なプロセス制御システム
を開示しており、これは、ウエハの反りによってウエハ
によって引き起こされる収差を測定できる。このような
収差測定に基づき、またそれに従い、光学縦列の要素を
調整することによる補正またはそのキャンセレーション
またはウエハの意図的な変形について説明する。これ
は、本発明により教示されているように、収差、より詳
しくは焦面逸脱を導くことを教示していないため本発明
から外れる。

【００１３】本発明では、投影システムで使用可能なす
べてのマニピュレータを使用して、焦面の形状に影響を
及ぼす要素を調整できる。このようなマニピュレータに
は、適当なアクチュエータ、たとえばモータ、圧電アク
チュエータ、ソレノイドなどが備えられており、制御手
段でマニピュレータの接続先の要素を調整することが可
能である。調整可能な要素としては、本発明用に特に用
意された要素や、倍率の変化によって引き起こされるフ
ィールド曲率の補正やレンズの非点収差の補正など他の
目的に用意された要素がある。調整可能な要素は、マニ
ピュレータによって変更される６つの自由度のうちいず
れかにおける位置および／または向きを持つことができ
る。さらに、たとえば要素が表面形状を調整するため圧
電素子を備える反射板である場合の要素の形状を調整で
きる。

【００１４】本発明の他の態様により提示されるデバイ
ス製造方法は、放射感光材料の層で少なくとも一部覆わ
れた基板を備えるステップと、放射システムを使用して
投影放射ビームを供給するステップと、断面において投
影ビームにパターンを与えるためパターンニング手段を
使用するステップと、パターン化された放射ビームを投
影システムを使用して放射感光材料の層の目標部分に投
影するステップであって、前記投影システムは焦面を持
ち、また焦面の形状を変更できる少なくとも１つの調整
可能な要素を備えるステップを含み、イメージ処理時に
前記調整可能要素を制御して、前記焦面の形状を変化さ
せ、前記露光領域の表面輪郭により正確に合うようにす
るステップを特徴とする。

【００１５】この文章でＩＣの製造で本発明による装置
を使用することについて具体的に言及している場合があ
っても、そのような装置には他に数多くの可能な用途が
ありうることを明確に理解しておくべきである。たとえ
ば、集積光学系、磁気ドメイン・メモリの誘導および検
出パターン、液晶表示パネル、薄膜磁気ヘッドなどの製
造で使用することができる。当業者であれば、このよう
な他の用途の文脈において、「網線」、「ウエハ」、ま
たは「ダイス」という用語がこの文章で使用されている
場合、それぞれ、「マスク」、「基板」、および「目標
部分」というより一般的な用語で置き換えられと考える
べきである。

【００１６】本文書では、「放射」および「ビーム」と
いう用語は、紫外線（たとえば、波長３６５、２４８、
１９３、１５７、または１２６ｎｍのもの）およびＥＵ
Ｖ（遠紫外線、たとえば波長範囲が５〜２０ｎｍのも
の）、さらにイオン・ビームや電子ビームなどの粒子ビ
ームを含む、電磁放射でのあらゆるタイプを包含する。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下では、実施例と添付の概略図
を参照しながら本発明とその付随する利点についてさら
に詳しく説明する。

【００１８】図１は、本発明の特定の実施形態によるリ
ソグラフィック投影装置の概略を示す。前記装置は、放
射（たとえば、ＵＶまたはＥＵＶ放射）の投影ビームＰ
Ｂを供給する放射システムＬＡ、ＩＬ（ＥＸ、ＩＮ、Ｃ
Ｏ）であって、この特定の場合には、放射源ＬＡも備え
る放射システムと、マスクＭＡ（たとえば、網線）を保
持するためのマスク・ホルダを備え、項目ＰＬに関して
マスクの位置を正確に決めるための第１の位置決め手段
に接続されている第１の対物テーブル（マスク・テーブ
ル）ＭＴと、基板Ｗ（たとえば、レジスト被覆シリコン
・ウエハ）を保持するための基板ホルダを備え、項目Ｐ
Ｌに関して基板の位置を正確に決めるための第２の位置
決め手段に接続されている第２の対物テーブル（基板テ
ーブル）ＷＴａと、基板Ｗ（たとえば、レジスト被覆シ
リコン・ウエハ）を保持するための基板ホルダを備え、
項目ＰＬに関して基板の位置を正確に決めるための第３
の位置決め手段に接続されている第３の対物テーブル
（基板すなわち、ウエハ・テーブル）ＷＴｂと、測定ス
テーションで基板テーブルＷＴａまたはＷＴｂ上に保持
されている基板上で測定（特徴付け）プロセスを実行す
るための測定システムＭＳと、マスクＭＡの照射部分を
露光ステーションの基板テーブルＷＴａまたはＷＴｂに
保持されている基板Ｗの目標部分Ｃ（たとえば、１つま
たは複数のダイスを備える）上にイメージ処理するため
の投影システム（「レンズ」）ＰＬ（たとえば、屈折ま
たは反射屈折光学系、ミラーグループ、またはフィール
ド偏向器のアレイ）を備える。ここで述べたように、装
置は透過型である（つまり、透過マスクを持つ）。しか
し、一般には、たとえば、反射型でもよい（反射マスク
を使用する）。それとは別に、この装置では、他の種類
のパターンニング手段、たとえば上記のようなタイプの
プログラム可能なミラーアレイを採用することもでき
る。

【００１９】発生源ＬＡ（たとえば、Ｈｇランプ、エキ
シマ・レーザー、レーザー出力プラズマ発生源、放出プ
ラズマ発生源、蓄積リングまたはシンクロトロン内の電
子ビームの経路回りに用意された現波器、または電子ま
たはイオンビーム発生源）が放射ビームを出力する。こ
のビームは、直接またはたとえばビーム拡大器ＥＸなど
の調整手段を横切った後、照明システム（照明器）ＩＬ
に送られる。照明器ＩＬは、ビーム内の強度分布の半径
方向の外側および／または内側範囲（通常、それぞれσ
外側およびσ内側と呼ぶ）を設定する調整手段ＡＭを備
えることができる。さらに、積分器ＩＮおよび集光装置
ＣＯなどの他のさまざまなコンポーネントを一般には備
える。このようにして、マスクＭＡに当たったビームＰ
Ｂは断面内で所望の一様性と強度の分布を持つ。

【００２０】図１に関して、発生源ＬＡがリソグラフィ
ック投影装置のハウジング内に置くことができる（たと
えば、発生源ＬＡが水銀灯である場合が多い）が、リソ
グラフィック投影装置から離れた場所にあってもよく、
出力される放射ビームはこの装置に供給され（たとえ
ば、適当な配向ミラーの助けを借りて）、この後者のシ
ナリオでは多くの場合、発生源ＬＡはエキシマ・レーザ
である。本発明および請求項では、これらのシナリオの
両方を含む。

【００２１】その後ビームＰＢはマスク・テーブルＭＴ
上に保持されているマスクＭＡを横取りする。マスクＭ
Ａを横切ったビームＰＢはレンズＰＬを通り、このレン
ズはビームＰＢを基板Ｗの目標部分Ｃに焦点を合わせ
る。干渉測定手段ＩＦの助けを借りて、第２と第３の位
置決め手段により基板テーブルＷＴａ、ＷＴｂを正確に
移動し、たとえば、ビームＰＢの経路内の異なる目標位
置Ｃを定めることができる。同様に、第１の位置決め手
段を使用すると、たとえば、マスク・ライブラリからマ
スクＭＡを取り出した後、あるいはスキャン時に、ビー
ムＰＢの経路に関してマスクＭＡの位置を正確に決める
ことができる。一般に、対物テーブルＭＴ、ＷＴａ、Ｗ
Ｔｂの移動は、長ストローク・モジュール（粗位置決
め）と短ストローク・モジュール（精密位置決め）の助
けを借りて行うが、図１には明示されていない。しか
し、ウエハ・ステッパの場合（ステップアンドスキャン
装置とは反対に）、マスク・テーブルＭＴは短ストロー
ク・アクチュエータに接続するだけか、または固定する
ことができる。

【００２２】第２および第３の位置決め手段は、投影シ
ステムＰＬの下の露光ステーションと測定システムＭＳ
の下の測定ステーションの両方を含む範囲にわたってそ
れぞれの基板テーブルＷＴａ、ＷＴｂの位置を決められ
るように構成できる。それとは別に、第２と第３の位置
決め手段は、独立の露光ステーションおよびそれぞれの
露光ステーション内の基板テーブルを位置決めする測定
ステーションおよび２つの位置決めシステムの間で基板
テーブルを交換するためのテーブル交換手段で置き換え
ることができる。適当な位置決めシステムについては、
特に、上記のＷＯ９８／２８６６５およびＷＯ９８
／４０７９１で説明されている。リソグラフィ装置は複
数の露光ステーションおよび／または複数の測定ステー
ションを備え、測定および露光ステーションの個数は互
いに異なる場合があり、ステーションの総数は基板テー
ブルの個数に等しくなくてよいことに注意する必要があ
る。実際、別の露光および測定ステーションの原理は単
一基板テーブルであっても採用できる。

【００２３】示されている装置は、以下の２つのモード
で使用できる。１．ステップ・モードでは、マスク・テ
ーブルＭＴは本質的に静止状態に保たれ、マスク・イメ
ージ全体が１回で（つまり、単一の「フラッシュ」で）
目標部分Ｃに投影される。その後、基板テーブルＷＴａ
またはＷＴｂをｘおよび／またはｙ方向にずらし、異な
る目標部分ＣにビームＰＢを照射する。２．スキャン・
モードでは、所定の目標部分Ｃが１回の「フラッシュ」
で露光しないことを除き本質的に同じシナリオが適用さ
れる。その代わりに、マスク・テーブルＭＴは、速度ｖ
で所定の方向（いわゆる「スキャン方向」、たとえばｙ
方向）に移動可能であり、投影ビームＰＢがマスク・イ
メージ上をスキャンするが、それとともに、Ｍをレンズ
ＰＬの倍率（通常、Ｍ＝１／４または１／５）とすると
基板テーブルＷＴａまたはＷＴｂが速度Ｖ＝Ｍｖで同じ
方向または反対方向に同時に移動する。このようにし
て、分解能を損なうことなく比較的大きな目標部分Ｃを
露光できる。

【００２４】リソグラフィック装置のイメージ処理品質
に影響を与える重要な要因に、マスク・イメージの焦点
を基板上に合わせる際の精度がある。ウエハは一般に、
平坦度が非常に高くなるまで研磨されるが、しかしなが
ら、ウエハ表面が焦点精度に十分顕著な影響を及ぼす大
きさの完全な平坦度から逸脱（「非平坦」と呼ぶ）が生
じることがある。非平坦性は、例えば、ウエハの厚さの
変動、ウエハの形状の歪み、または基板テーブル上の汚
染が原因で生じることがある。前のプロセス・ステップ
による構造が存在しても、ウエハの高さ（平坦度）が著
しく影響を受ける。本発明では、非平坦の原因はおおむ
ね関係なく、ウエハの上面の高さのみ考慮する。別に文
脈上必要でない限り、以下で「ウエハ表面」と参照して
いる場合、マスク・イメージを投影されるウエハの上面
のことである。

【００２５】ウエハを基板テーブルＷＴａ、ＷＴｂのい
ずれかに装填した後、基板テーブルの物理的基準表面に
関するウエハ表面ＺＷａｆｅｒの高さがマッピングされ
る。このプロセスは、物理的基準面の縦（Ｚ）位置と複
数の点でのウエハ表面ＺＬＳの縦位置を測定するレベル
・センサと呼ばれる第１のセンサと、同じ点で基板テー
ブルＺＩＦの縦位置を同時に属している、第２のセン
サ、たとえばＺ干渉計を使用して、測定ステーションで
実行される。図２に示されているように、ウエハ表面の
高さは、ＺＷａｆｅｒ＝ＺＬＳ−ＺＩＦで求められる。
その後、ウエハが載っている基板テーブルを露光ステー
ションに移動し、物理的基準面の縦位置を再び求める。
そこで高さマップが、露光プロセスで正しい縦位置にウ
エハを配置する際に参照される。この処理手順につい
て、図３〜６を参照しながら以下で詳しく説明する。

【００２６】図３に示されているように、第１に基板テ
ーブルを移動し、基板テーブルに固定されている物理的
基準面がレベル・センサＬＳの下にくるようにする。物
理的基準面は、リソグラフィック装置内のウエハの処理
時、そして最も重要なことであるが、測定ステーション
と露光ステーションの間の基板テーブルの移動時に基板
テーブル上のＸ、Ｙ、およびＺの位置で変化しない都合
のよい表面であればどのようなものでもよい。物理的基
準面は、他の位置合わせマーカを含む基準の一部でよい
が、表面は、ウエハ面の縦位置を測定する場合と同じセ
ンサで縦位置を測定できるような特性を持つものでなけ
ればならない。物理的基準面は、いわゆる透過イメージ
・センサ（ＴＩＳ）が差し込まれる基準内の反射面でよ
い。以下ではＴＩＳについて詳しく説明する。

【００２７】たとえば、レベル・センサは光センサでよ
いが、他に、空気圧センサや容量センサ（例）が考えら
れる。ウエハ表面によって反射される投影回折格子のイ
メージと固定された検出回折格子との間に形成されるモ
アレ・パターンを使用する現在好ましいセンサ形態につ
いては、欧州特許出願ＥＰ−Ａ−１０３７１１７で説明
されている。レベル・センサは、同時にウエハ表面上の
複数の位置からなる縦位置を測定し、位置ごとに、セン
サで特定の領域の平均の高さを測定し、高い空間周波数
の非平坦度の平均を求めるのが好ましい。

【００２８】同時に、レベル・センサＬＳによる物理的
基準面の縦位置の測定では、Ｚ干渉計ＺＩＦを使用して
基板テーブルの縦位置を測定する。たとえば、Ｚ干渉計
は、引用により本発明に取り込まれている、ＷＯ９９
／２８７９０またはＷＯ９９／３２９４０で説明して
いるような３軸、５軸、または６軸の干渉測定システム
の一部とすることもできる。Ｚ干渉計システムは、レベ
ル・センサＬＳの較正された測定位置と同じ、ＸＹ平面
の位置を持つ点で基板テーブルの縦位置を測定するのが
好ましい。これは、レベル・センサおよびその間の補間
／モデリングの測定位置にそった点で基板テーブルＷＴ
の２つの向かい合う辺（ＷＴａまたはＷＴｂ）の縦位置
を測定することで行える。これにより、基板テーブルが
ＸＹ平面から外れて傾斜した場合でも、Ｚ干渉測定は、
レベル・センサの下の基板テーブルの縦位置を正しく示
す。

【００２９】少なくとも第２の物理的基準面を間隔をあ
けて並べる、たとえば、第１の物理的基準面から対角線
に、このプロセスを繰り返すのが好ましい。２つ以上の
位置から高さ測定を行って、基準平面を定義することが
できる。

【００３０】１つまたは複数の物理的基準面の縦位置と
基板テーブルの縦位置を同時に測定することにより、ウ
エハの高さのマッピングに関する基準面を決定する点が
確定する。上述のタイプのＺ干渉計は、実際には、絶対
センサではなく変位センサであり、したがって、ゼロ調
整が必要であるが、広範囲にわたって非常に直線的な位
置測定結果が得られる。他方、適当なレベル・センサ、
たとえば上述のセンサを使用すると、外部で定義した基
準平面に関して絶対位置測定結果（つまり、公称０）が
得られるが、範囲は小さい。このようなセンサを使用す
る場合、基板テーブルをレベル・センサの下に縦に移動
して、物理的基準面がレベル・センサの測定範囲の真ん
中の公称０に位置するようにし、現在の干渉計のＺ値を
読み出すと都合がよい。物理的基準面のこれらの測定結
果の１つまたは複数により、高さマッピングについて基
準平面が確定する。Ｚ干渉計を基準平面に関してゼロ調
整する。このようにして、基準平面は基板テーブルの物
理的表面に関係しており、ＺＷａｆｅｒ高さマップが測
定ステーションでのＺ干渉計の初期ゼロ位置および基板
テーブルが移動される底板の非平坦度などの他の局所的
要因とは無関係に作成される。さらに、高さマップは、
レベル・センサのゼロ位置のドリフトと無関係に作成さ
れる。

【００３１】図４に示されているように、基準平面が確
定されたら、基板テーブルを移動し、レベル・センサの
下でウエハ表面をスキャンし、高さマップを作成する。
ウエハ表面の縦位置と基板テーブル縦位置を既知のＸＹ
位置の複数の点で測定し、互いから引いて、既知のＸＹ
位置のウエハの高さを求める。これらのウエハの高さの
値は、任意の適当な形式で記録できるウエハ高さマップ
を形成する。たとえば、ウエハ高さ値とＸＹ座標は、い
わゆる分割できないペアでいっしょに記憶できる。それ
とは別に、ウエハ高さ値を取る点は、たとえば、所定の
速度で所定の経路に沿ってウエハをスキャンし、所定の
間隔で測定を行うことによりあらかじめ設定することが
できるため、高さ値の単純なリストまたはアレイ（オプ
ションで、測定パターンおよび／または開始点を定義す
る少数のパラメータとともに）があれば高さマップを定
義するのに十分である。

【００３２】高さマッピングのスキャン中の基板テーブ
ルの移動は大体は、ＸＹ平面内に限られる。しかし、レ
ベル・センサＬＳが信頼度の高いゼロ読み取り値が得ら
れるだけのタイプの場合、基板テーブルをさらに縦に移
動し、ウエハ表面をレベル・センサのゼロ位置に保持す
る。ウエハ高さは、本質的に、レベル・センサからゼロ
読み出しを維持するのに必要なＺ干渉計で測定された基
板テーブルのＺ移動から求められる。しかし、出力とウ
エハ高さがの関係が直線的である、あるいは直線化でき
る明らかな測定範囲を持つレベル・センサを使用するの
が好ましい。このような測定範囲は、ウエハ高さの予想
または許容可能最大変動を包含する。このようなセンサ
を使用すると、スキャン時に基板テーブルを縦方向に移
動する必要性が減じか、あるいはその必要がなくなり、
スキャンを高速に実行できるが、それは、スキャン速度
がウエハの輪郭を三次元で追跡するための基板テーブル
の短ストローク位置決め機能ではなくセンサ応答時間に
よって制限されているからである。また、明らかに直線
範囲を持つセンサを使用すると、複数の位置（たとえ
ば、スポットのアレイ）での高さを同時に測定できる。

【００３３】次に、ウエハ・テーブルを露光ステーショ
ンに移動し、図５に示されているように、（物理的）基
準面を投影レンズの下に配置し、投影レンズの焦面内の
基準点に関して縦位置を測定できる。好ましい実施形態
では、これは、以前の測定で使用した基準面に検出器が
物理的に接続されている１つまたは複数の透過イメージ
・センサ（以下で説明）を使用して達成される。透過イ
メージ・センサは、投影レンズの下のマスクから投影さ
れたイメージの縦の焦点位置を決定することができる。
この測定をもとに、基準平面を投影レンズの焦面に関連
付け、ウエハ表面を最適な焦点に維持する露光方式を決
定することができる。従来技術では、これは、たとえば
スキャン経路に沿った点列に対しＺ、Ｒｘ、およびＲｙ
設定点で定められる三次元内の基板テーブルの経路を計
算することで行う。これは、図６に示されている。本発
明によれば、投影レンズにおいて利用可能なマニピュレ
ータを使用して焦点合わせが改善されるように焦面の形
状を調整する。これは、図８に示されている。

【００３４】図８からわかるように、ウエハ面ＷＳが有
意な非平坦性を持つ場合、投影ビームＰＢの露光スリッ
トの領域全体にわたって平坦な焦面１１内に正しく焦点
を合わせることは不可能である。その代わりに、ウエハ
面ＷＳと平坦な焦面１１の間のピンぼけの全体的な度合
いまたは平均の度合いを最小にする位置にウエハを置く
必要がある。本発明によれば、残留するピンぼけは、投
影システムＰＬ内の利用可能なマニピュレータ２２、２
４、２６を使用して焦面を歪ませることにより最小限に
抑えるか、またはなくすることができる。このようなマ
ニピュレータ２２、２４、２６により、投影システム内
の要素２１、２３、２５の縦方向の位置、横方向の位
置、および／または回転位置を調整できる。本発明で使
用するマニピュレータは、投影レンズの現場調整のため
用意することができ、投影ビームで生じるレンズの発熱
などの一時的効果、あるいは特に本発明の対する補正と
なる。システムの倍率の調整により生じるフィールド曲
率を補正するのに使用されるレンズ要素は、特に本発明
で使用する。本発明によれば、フィールド曲率補正を変
更したり、あるいはフィールド曲率を故意に持ち込み、
非平坦な基板の焦点合わせを改善することができる。も
ちろん、１つまたは複数のレンズ要素の（相対的）位置
および／または向きを変える他の利用可能なマニピュレ
ータも使用できる。本発明ではさらに、投影システム内
の要素の形状および／または光学的特性を変えるマニピ
ュレータを使用することもできる。

【００３５】本発明で可能な改善の度合いは、ウエハ表
面と利用可能なマニピュレータの数および効果によって
異なる。図８からわかるように、二次の補正を取り入れ
ると、焦面１２は図のウエハ表面に近くなり、そのため
ピンぼけが減る。四次の補正を取り入れると、焦面１３
はなおいっそうウエハ表面ＷＳに近づき、そのためさら
にピンぼけが減る。投影システムに非対称要素と適当な
マニピュレータが含まれる場合、奇数次の高次補正も行
える。

【００３６】本発明によれば、ｐ１、ｐ２などの設定点
は、ｐ１、ｐ２などを投影システムＰＬの調節可能パラ
メータとして、Ｚ、Ｒｘ、およびＲｙの設定点に加えて
決定される。これらの設定点は、最小自乗法を使ってス
キャン動作中にウエハ・マップ・データと露光スリット
・イメージの焦面との差が最小になるように決定でき
る。計算が簡単になるように、露光スリット・イメージ
およびウエハの相対的動作を静的ウエハに関するスリッ
トの動作として表すことができる。最小自乗法の基準
は、各時刻ｔについて、以下の式の最小値を与える値Ｚ
（ｔ）、Ｒｘ（ｔ）、Ｒｙ（ｔ）、ｐ１（ｔ）、ｐ２
（ｔ）、．．．などを見つけるステップとして表すこと
ができる。

【数１】ただし、ｗ（ｘ，ｙなど）は、ウエハ表面の縦部分を定
義し、ＦＰ（ｐ１（ｔ），ｐ２（ｔ），など）は、焦面
の縦位置をｐ１（ｔ）、ｐ２（ｔ）などの関数として定
義し、ｓはスキャン方向の露光スリットの幅であり、Ｗ
はスキャン方向に垂直な長さである。設定点とウエハ軌
道は、Ｙ（スキャン方向内の位置）またはｔ（時刻）の
いずれかの関数として表すことができるが、これらがＹ
＝ｙ₀＋ｖｔによって関連付けられているからであり、
ｙ₀は開始点、ｖはスキャン速度である。

【００３７】上述のように、物理的基準面は透過イメー
ジセンサ（ＴＩＳ）が差し込まれる表面であるのが好ま
しい。図７からわかるように、２つのセンサＴＩＳ１と
ＴＩＳ２は、ウエハＷで覆われた領域の外の対角線上で
向かい合う位置で、基板テーブル（ＷＴ、ＷＴａ、また
はＷＴｂ）の上面に取り付けられている。基準板は、熱
膨張係数の非常に低い非常に安定した材料、たとえば、
インバールなどでできており、位置合わせプロセスで使
用されるマーカを付けられる平坦な反射上面を備える。
ＴＳ１およびＴＳ２は、投影レンズの空中イメージの縦
方向（および横方向）位置を直接決定するために使用さ
れるセンサである。これらは、それぞれの表面内に開口
部を持ち、その背後近くに、露光プロセスに使用される
放射に感光する光検出器が配置されている。焦面の位置
を決定するために、投影レンズはマスクＭＡ上に用意さ
れ、対照的な明暗領域を持つＴＩＳパターンＴＩＳ−Ｍ
のイメージを空間内に投影する。その後、基板テーブル
を水平方向に（１方向または好ましくは２方向に）、ま
た垂直方向にスキャンし、空中イメージが期待される場
所をＴＩＳの開口が通過するようにする。ＴＩＳ開口が
ＴＩＳパターンのイメージの明暗部分を通過するとき
に、光検出器の出力が変動する。この処理手順を異なる
縦レベルで繰り返す。光検出器出力の振幅の変化率が最
高となる位置は、ＴＩＳパターンが最大のコントラスト
を持つ位置を示し、したがって最適な焦点位置を示す。
それにより、焦面の三次元マップが得られる。このタイ
プのＴＩＳの例については、米国特許第４５４０２７７
号で詳述しており、引用で本発明に取り込まれている。
ＴＩＳの代わりに、米国特許第５１４４３６３号で説明
されているような反射イメージ・センサ（ＲＩＳ）も使
用でき、引用により本発明に取り込まれている。

【００３８】ＴＩＳの表面を物理的基準面として使用す
ると、ＴＩＳの測定結果により高さマップに使用される
基準面が投影レンズの焦面に直接関連付けられ、したが
って露光プロセスで高さマップを使用して基板テーブル
の高さ補正を行えるという利点が生じる。これは図６に
示されており、基板テーブルＷＴはウエハ表面が投影レ
ンズＰＬの下の正しい位置に来るように高さマップで決
定された高さでＺ干渉計の制御に従って配置されている
ものとして示されている。

【００３９】ＴＩＳ表面はさらに、基準マーカを備える
ことができ、その位置はレンズを通して（ＴＴＬ）位置
合わせシステムを使用して検出され、これにより基板テ
ーブルをマスクに合わせる。このような位置合わせシス
テムについては、たとえば、ＥＰ−０４６７４４５Ａに
説明されており、引用により本発明に取り込まれてい
る。個々の露光領域は位置合わせを行うこともできる
し、また露光領域を基板テーブル状の基準マーカに合わ
せるため測定段階で実行される位置合わせ手順により避
けることができる。このような処理手順については、た
とえば、ＥＰ−０９０６５９０Ａに説明されており、引
用により本発明に取り込まれている。

【００４０】意図している露光領域の場所と範囲につい
て判明していれば、本発明により生成された高さマップ
を使用して、露光ごとに基板テーブルまたは投影システ
ムの最適なＺ、Ｒｘ、Ｒｙ、ｐ１、ｐ２などの位置をあ
らかじめ計算することができる。これにより、ウエハが
投影レンズの下に来たときにのみウエハの高さを測定す
る既知の装置のレベリングに要する時間を短縮すること
ができ、したがってスループットが高まる。最適なＺ、
Ｒｘ、Ｒｙ、ｐ１、ｐ２などの設定点を計算するには、
既知のさまざまな数学的技法、たとえば、反復プロセス
を使って露光領域にわたって積分されるピンぼけ（ウエ
ハ表面と理想焦面との距離として定義される）ＬＳＱ
（ｔ）を最小化するなどの方法を使用できる。

【００４１】ステップアンドスキャン・モードには他の
利点も考えられる。このモードでは、投影レンズはマス
ク・パターンの一部のみのイメージを露光領域の対応す
る部分に投影する。その後、投影システムＰＬの対物お
よびイメージ焦面と同期してマスクおよび基板をスキャ
ンし、マスク・パターン全体を露光領域全体にイメージ
処理する。実際には、投影レンズは静止位置に保持さ
れ、マスクおよび基板が動かされるが、多くの場合、ウ
エハ表面でのイメージ・スリットの移動に関してこのプ
ロセスを考慮すると都合がよい。本発明では高さマップ
をあらかじめ決定しているため、ＸＹスキャン経路に一
致する一連のＺ、Ｒｘ、Ｒｙ、ｐ１、ｐ２などの設定点
を計算することができる（通常、スキャンは１方向の
み、たとえばＹ方向で実行される）。設定点の列は、追
加基準に従って最適化でき、たとえば、スループットを
下げたり望ましくない振動を発生するおそれのある縦方
向の加速や傾斜の動きを最小限に抑えることができる。
間隔をあけて並べられている設定点の列を指定すると、
露光のスキャン軌道は、多項式またはスプライン当ては
め手順を使用して計算できる。

【００４２】本発明は、ウエハの位置をＺ、Ｒｘ、およ
びＲｙの最適な位置に定め、所定の露光について焦面の
形状を調整することを目指しているが、露光領域上のウ
エハ表面の高さのバリエーションはウエハを配置できな
いようなものもあるが、領域全体にわたって焦点が正し
く合うように焦面の形状を定めることができる。このよ
うないわゆる焦点スポットがあると、露光が失敗するこ
とがある。しかし、本発明では、このような障害はあら
かじめ予測することができ、対策を講じることができ
る。たとえば、露光不良のウエハをさらに処理するとい
うマイナス効果なしでウエハの表面を剥ぎ取って再コー
ディングすることができる。それとは別に、予測される
障害がウエハ上の１つまたは少数のデバイスにのみ影響
するが他は許容可能である場合、欠陥デバイスが生じる
とあらかじめ予測できる露光をスキップすることにより
スループットを高めることができる。

【００４３】本発明の実装で使用している制御システム
３０を図９に示す。図９では、ウエハ表面を記述するデ
ータは、以前に得られたウエハ高さマップを記憶してい
るメモリを備えることができるウエハ高さマップ３１、
またはウエハ表面をリアルタイムで直接測定するレベル
・センサ、および焦面マップ３２から焦面を記述するデ
ータで与えられる。一般に焦面の形状を連続的に測定す
ることは実際的ではないため、焦面マップ３２は一般
に、必要に応じてイメージ処理パラメータの変化ととも
に焦面が変化するモデルで補足される、焦面形状の定期
的測定の結果を記憶するメモリである。焦面の連続測定
または疑似連続測定が可能な場合は、それも使用でき
る。ウエハ表面および焦面形状を記述するデータをコン
トローラ３３で使用して、基板テーブル位置の設定点
（Ｚ、Ｒｘ、およびＲｙ）および投影レンズ・パラメー
タ（ｐ１、ｐ２など）を計算し、これをサーボ・コント
ローラ３４に供給してテーブル位置決めを行い、サーボ
・コントローラ３５に供給して投影システムＰＬのマニ
ピュレータ２２、２４、２６を制御する。テーブル位置
決めサーボ・コントローラ３４では、干渉変位測定シス
テムＩＦで測定したテーブル位置を使用するフィードバ
ック制御を採用することができる。またテーブル位置を
使用して、あらかじめ計算で求めた設定点のメモリ３３
ａからの読み出しを制御することもできる。投影システ
ム・パラメータｐ１、ｐ２などの調整は、サーボ・コン
トローラ３５から焦面マップ３２にフィードバックでき
る。投影システムは、上述のように、レンズ加熱などの
他の特定の一時的効果に対する補正のため調整される場
合がある。このような効果に対する必要な補正を行うた
めの投影システムの補正は、関連する制御システム３６
が行い、これは、本発明によりレベリングと焦点合わせ
の調整と組み合わせることができる。

【００４４】制御システム３０はさらに、ウエハ高さマ
ップ３１からサーボ・コントローラ３４へのフィードバ
ックを備え、基板テーブルの位置をリアル・タイム（オ
ンザフライ）で制御できる。このフィードバックは、ス
キャン時の基板テーブルの位置があらかじめ記憶される
軸はずれレベリングを実行する場合には省略できる。

【００４５】必要な調整を行って最適な焦点を得るステ
ップを異なる調整可能なパラメータに分ける方法は、本
発明を特定の装置で実装する際に決定される。多くの装
置では、基板テーブルとその応答速度の調整範囲は、投
影システム内の調整可能な要素の調整範囲よりも大きく
なる。このような場合、０次と１次の補正を高次の補正
から分け、これらに合わせて基板テーブルの位置を決め
ると都合がよく、０次と１次の補正は実際には高さと傾
斜の補正であるが、高次の補正はそれゆえウエハ表面の
高さまたは傾斜を変えることにより補正できない露光ス
リット内のウエハ表面におけるバリエーションを表す。
基板テーブルを使用して０次と１次の補正を実行するの
が好ましいが、投影システム内の調整可能な要素を調整
することによりこれらの補正を実行することも考えられ
る。０次と１次の補正を高次の補正から分離するという
方法を利用する場合、この分離は入力データ内で行うこ
ともできる。たとえば、ウエハ表面および焦面を差し引
いて、露光経路内の各露光または点について、平坦だが
傾斜している平面を補正表面に合わせることも可能であ
る。露光スリットの中心にあるその平坦な平面の高さに
より、必要な高さ補正（０次）が決まり、その傾斜によ
り必要な傾斜補正（１次）が決まる。その後、平坦な傾
斜平面を補正表面から差し引くと投影レンズ・パラメー
タの調整により補正に対する高次の項が残る。

【００４６】装置によっては、望む高次補正を得るため
に投影レンズ・パラメータの調整を行うと、焦面の縦位
置および傾斜（０次および１次）の不可避な変化が生じ
ることがある。高次補正と低次補正の間でこのようなク
ロストークが発生する場合、高次と低次の分離ではな
く、統合制御アルゴリズムを使用するのが好ましいと考
えられる。それとは別に、高次補正を計算し、第１の効
果とそれ以降の効果を必要な低次補正の計算に取り込む
ことができる。

【００４７】横切る方向（スキャン方向に垂直）で幅に
比べてスキャン方向に比較的狭い露光スリットを持ち、
投影レンズ内に主に回転対称要素を持つスキャン装置で
は、特に高次の補正は主に、横切る方向でウエハ表面形
状を補正するために実行できる。これは、投影システム
内の対称要素では、スキャン方向と横切る方向で焦面の
形状を別々に変更することが不可能だからである。そこ
で、横切る方向で焦面の曲率を変化させると、スキャン
方向が変化するが、横切る方向の露光スリットの寸法が
大きいため、横切る方向での逸脱を補正するのに必要な
曲率ではスキャン方向で両極端の縦方向の逸脱が小さく
なるだけである。さらに、スキャン方向の焦点ずれはス
キャン動作で平均されるため、多くの場合、無視でき
る。

【００４８】ウエハの形状が主に前のプロセス層で決ま
り、多数の類似または同一のダイスが１つまたは複数の
ウエハにプリントされる場合、１つのウエハまたはウエ
ハのバッチ内のダイス・タイプごとに１回だけ補正を予
測または計算することが可能な場合がある。場合によっ
ては、高次のウエハ形状が前のプロセス層で決まること
もがあるが、ウエハおよび／または露光領域にまたがっ
て、またその間での高さおよび傾斜のバリエーションに
重ね合わされる。このような場合、各ダイス・タイプの
高次の補正をあらかじめ計算しておき、露光領域ごとに
計算で求めた低次補正と組み合わせることができる。

【００４９】上で本発明の特定の実施形態について説明
してきたが、本発明はここで述べた以外の方法でも実施
できることは明白であろう。説明は本発明を制限するこ
とを意図していない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態によるリソグラフィッ
ク投影装置の図である。

【図２】ウエハの高さをレベル・センサとＺ干渉計によ
る測定結果から求める方法を示す図である。

【図３】本発明による焦点制御およびレベリング手順の
さまざまなステップを示す図である。

【図４】本発明による焦点制御およびレベリング手順の
さまざまなステップを示す図である。

【図５】本発明による焦点制御およびレベリング手順の
さまざまなステップを示す図である。

【図６】本発明による焦点制御およびレベリング手順の
さまざまなステップを示す図である。

【図７】本発明による焦点制御およびレベリング手順で
使用するセンサおよび基準を示す基板テーブルの平面図
である。

【図８】本発明で使用する投影レンズ内の調節可能な要
素を示す図である。

【図９】本発明を実施するための制御システムの図であ
る。図面中、類似の参照は類似の部品を示す。

【符号の説明】

１１平坦な焦面１２焦面１３焦面２２、２４、２６マニピュレータ２１、２３、２５投影システム内の要素３０制御システム３１ウエハ高さマップ３２焦面マップ３３コントローラ３３メモリ３４サーボ・コントローラ３５サーボ・コントローラＡＭ調整手段ＣＯ集光装置ＩＦ干渉測定手段ＩＬ照明システム（照明器）ＩＮ積分器ＬＡ放射源ＬＳレベル・センサＭＡマスクＭＳ測定システムＭＴ対物テーブル（マスク・テーブル）ＰＢビームＰＬ投影システム（「レンズ」）ＲＩＳ反射イメージ・センサＴＩＳ透過イメージ・センサＴＩＳ１センサＴＩＳ２センサＷ基板ＷＳウエハ面ＷＴａ第２の対物テーブル（基板テーブル）ＷＴｂ第３の対物テーブル（基板テーブル）Ｚ、Ｒｘ、Ｒｙ設定点ＺＩＦＺ干渉計ＺＬＳウエハ表面ＺＷａｆｅｒウエハ表面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ヨハンネスカタリヌスヒューベルテュスムルケンスオランダ国マーストリヒト、トンゲルセストラート 68 (72)発明者ハンスブトレルオランダ国ベスト、アールドヒューフェル 38 Ｆターム(参考） 5F046 BA04 CB12 CB25 DA14 DB05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】リソグラフィック投影装置であって、投影放射ビームを供給する放射システムと、パターンニング手段を支持する支持構造であって、パタ
ーンニング手段が所望のパターンに応じて投影ビームを
パターン化する働きをする支持構造と、基板を保持するための基板テーブルと、パターン化されたビームを基板の目標部分に投影するた
めの投影システムを備え、前記投影システムが焦面を持
ち、また焦面の形状を変化させることができる少なくと
も１つの調整可能な要素を備え、照射された部分をイメージ処理するため露光時に動作す
る制御手段を使用し、前記調整可能要素を制御し、前記
焦面の形状を変化させ、前記露光領域の表面輪郭により
正確に合うようにすることを特徴とするリソグラフィッ
ク投影装置。
【請求項２】前記制御手段が前記表面輪郭を表すデー
タを記憶するためのメモリを備えた、請求項１に記載の
装置。
【請求項３】前記装置がさらに前記メモリに記憶する
ため少なくとも１つの露光領域の基板表面輪郭を測定す
るため露光の前に動作する基板高さマッピング手段を持
つ測定ステーションを備えた、請求項２に記載の装置。
【請求項４】前記制御手段がさらに外部デバイスから
前記表面輪郭を表すデータを受信するためのインタフェ
ースを備えた、請求項２に記載の装置。
【請求項５】前記制御手段が所定の露光に対する前記
調整可能要素への所望の調整をその露光の前に計算する
ため動作する、請求項２、請求項３、または請求項４に
記載の装置。
【請求項６】前記装置がさらに露光時に前記露光領域
内の複数の点で基板表面の位置を測定するためのセンサ
を備えた、請求項１に記載の装置。
【請求項７】さらに、前記第２の対物テーブルを移動
して基板を望む位置および／または向きに配置する位置
決め手段を備え、前記制御手段がさらに、基板の位置を
決める前記位置決め手段を制御するようにも動作する、
請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の装
置。
【請求項８】前記制御手段が前記位置決め手段を制御
することで低次補正を行い前記露光領域の前記基板の表
面を前記焦面に近接させ、前記調整可能要素を制御する
ことで高次補正を行うように構成されている、請求項７
に記載の装置。
【請求項９】前記低次補正に位置および向きの補正が
含まれる、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】前記制御手段が前記位置決めシステム
を制御して低次補正を行い前記調整可能な要素の調整で
生じる低次効果を補正するように構成されている、請求
項８または請求項９に記載の装置。
【請求項１１】前記調整可能な要素がフィールド曲率
補正レンズである、請求項１から請求項１０までのいず
れか一項に記載の装置。
【請求項１２】前記調整可能な要素が反射板の形状を
変化させる圧電アクチュエータである、請求項１から請
求項１１までのいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】デバイス製造方法であって、放射感光材料の層で少なくとも一部覆われた基板を備え
るステップと、放射システムを使用して投影放射ビームを供給するステ
ップと、断面において投影ビームにパターンを与えるためパター
ンニング手段を使用するステップと、パターン化された放射ビームを投影システムを使用して
放射感光材料の層の目標部分に投影するステップであっ
て、前記投影システムは焦面を持ち、また焦面の形状を
変化させることができる少なくとも１つの調整可能な要
素を備えるステップを含み、イメージ処理時に前記調整可能要素を制御して、前記焦
面の形状を変化させ、前記露光領域の表面輪郭により正
確に合うようにするステップを特徴とする方法。
【請求項１４】さらにイメージ処理するステップの前
に前記露光領域の表面輪郭を測定するステップを含む、
請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】前記測定するステップがリソグラフィ
ック装置内の測定ステーションまたは別の適格性ツール
を使用して実行される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】さらにその露光領域をイメージ処理す
るステップの前に所定の露光領域をイメージ処理するた
め調整可能な要素に対する調整を計算するステップを含
む、請求項１４または請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】複数の類似の露光領域をイメージ処理
し、前記調整を計算するステップで計算した調整を複数
の露光領域のイメージ処理に使用する、請求項１６に記
載の方法。
【請求項１８】請求項１３から請求項１７のいずれか
一項に記載の方法により製造したデバイス。