JP2003158071A - リソグラフィ装置の投影システムの収差を測定する方法、デバイス製造法、およびそれにより作製されたデバイス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光学投影システムの収差を判定する方法を提
供すること。 【解決手段】 複数の異なるσ設定および開口数設定に
関して、投影システムによって形成されるテスト・パタ
ーンの空間画像の少なくとも１つのパラメータのリアル
タイムで直接的な測定を実行し、前記複数の異なる設定
で測定した前記少なくとも１つのパラメータに基づいて
前記投影システムの収差を表わす少なくとも１つの係数
を算出することを含む。このテスト・パターンは前記分
離領域を含む前記テスト・パターンの一領域と対比する
分離領域３１０、３２０、３３０、３４０、３５０、お
よび３６０の二次元格子２０７を含み、前記格子の単位
セルは少なくとも３つの分離領域を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、放射の投影ビーム
を供給するための放射システムと、所望のパターンに従
って投影ビームをパターン化するパターン形成手段を支
持するための支持構造と、基板を保持するための基板テ
ーブルと、パターン化したビームを基板のターゲット部
分に投影するための投影システムとを含むリソグラフィ
装置の投影システムの収差を判定する方法に関するもの
であって、その方法は、テスト・パターンに従って前記
パターン形成手段で投影ビームをパターン化するステッ
プと、投影システムにより形成されるテスト・パターン
の空間画像の少なくとも１つのパラメータのリアルタイ
ムで直接的な測定を、前記放射システムおよび前記投影
システムを含むシステムのグループから選択される少な
くとも１つのシステムの複数の異なる設定について実行
するステップと、前記複数の異なる設定で測定した前記
少なくとも１つのパラメータに基づいて前記投影システ
ムの収差を表わす少なくとも１つの係数を計算するステ
ップとを含む。

【０００２】

【従来の技術】ここで使用されるような「パターン形成
手段」という用語は、基板の目標部分に作成すべきパタ
ーンに対応するパターン形成された断面を、入射放射ビ
ームに与えるために使用することができる手段のことを
言うものとして、広く解釈すべきである。また、用語
「光弁」は、この背景で使用することができる。一般
に、前記のパターンは、集積回路または他のデバイスの
ような目標部分に作られるデバイス内の特定の機能層に
対応する（下を参照されたい）。そのようなパターン形
成手段の実施例は、次のものを含む。すなわち、マス
ク。マスクの概念は、リソグラフィではよく知られてお
り、様々な混成マスクの種類はもちろんのこと、２進位
相シフト、交番位相シフト、および減衰位相シフトのよ
うなマスクの種類が含まれる。そのようなマスクを放射
ビーム内に配置することで、マスクのパターンに応じ
て、マスクに当る放射の選択的な透過（透過マスクの場
合）または反射（反射マスクの場合）が起こる。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
のマスク・テーブルによって、マスクは、確実に入射放
射ビーム内の所望の位置に保持することができるように
なり、さらに、望むならば、マスクをビームに対して移
動させることができるようになる。プログラム可能ミラ
ー・アレイ。そのようなデバイスの一例は、粘弾性制御
層および反射表面を有するマトリックス・アドレス指定
可能表面である。そのような装置の基本原理は、（例え
ば）反射表面のアドレス指定された領域は入射光を回折
光として反射するが、アドレス指定されない領域は入射
光を非回折光として反射する。適当なフィルタを使用し
て、前記の非回折光を、反射ビームからフィルタ除去し
て、後に回折光だけを残すことができる。このようにし
て、マトリックス・アドレス指定可能表面のアドレス指
定パターンに従って、ビームはパターン形成されるよう
になる。必要なマトリックス・アドレス指定は、適当な
電子的な手段を使用して行うことができる。ここで言及
したようなミラー・アレイについて、例えば、米国特許
第５，２９６，８９１号および米国特許第５，５２３，
１９３号からより多くの情報を収集することができる。
これらは参照して本明細書に組み込む。プログラム可能
ミラー・アレイの場合、前記の支持構造は、例えば、フ
レームまたはテーブルとして具体化することができ、必
要に応じて、固定するか、可動にすることができる。プ
ログラム可能ＬＣＤアレイ。そのような構造の実施例
は、米国特許第５，２２９，８７２号に与えられてい
る。この特許は、参照して本明細書に組み込む。上記の
ように、この場合の支持構造は、例えば、フレームまた
はテーブルとして具体化することができ、それは、必要
に応じて、固定するか、可動にすることができる。簡単
にするために、本明細書の残りは、ある場所で、特別
に、マスクおよびマスク・テーブルを含む実施例に向け
られる。しかし、そのような例で述べる一般的な原理
は、上で述べたようなパターン形成手段のより広い背景
の中で理解すべきである。

【０００３】リソグラフィ投影装置は、例えば、集積回
路（ＩＣ）の製造で使用することができる。そのような
場合、パターン形成手段は、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る。このパターンの
像が、放射敏感材料（レジスト）の層で覆われた基板
（シリコン・ウェーハ）上の目標部分（例えば、１つま
たは複数のダイで構成される）に形成される。一般に、
単一のウェーハは全体として網の目のような隣接する目
標部分を含み、この隣接する目標部分が、投影システム
により、一度に１つずつ、連続的に放射を照射される。
マスク・テーブルのマスクによるパターン形成を使用す
る現在の装置は、２つの異なる種類の機械に区別するこ
とができる。一方の種類のリソグラフィ投影装置では、
全マスクパターンを一括して目標部分に露出させること
で、各目標部分が放射を照射される。そのような装置
は、通常、ウェーハ・ステッパと呼ばれる。走査ステッ
プ式装置と通常呼ばれる他方の装置では、投影ビームの
当るマスク・パターンを特定の基準方向（「走査」方
向）に漸進的に走査し、同時に、同期して、この方向に
対して平行または逆平行に基板テーブルを走査すること
で、各目標部分が放射を照射される。一般に、投影シス
テムは、拡大率Ｍ（一般に、Ｍ＜１）を持つので、基板
テーブルが走査される速度Ｖは、マスク・テーブルが走
査される速度の因数Ｍ倍となる。ここで説明したような
リソグラフィ装置に関して、例えば、米国特許第６，０
４６，７９２号から、もっと多くの情報を収集すること
ができる。この特許は、参照して本明細書に組み込む。

【０００４】リソグラフィ投影装置を使用する製造プロ
セスでは、放射敏感材料（レジスト）の層で少なくとも
部分的に覆われた基板に、パターン（例えば、マスク内
の）の像が作られる。この像形成ステップの前に、基板
は、下塗り、レジスト被覆、およびソフト・ベークのよ
うな様々な手順を経る可能性がある。露出後に、基板
は、露出後ベーク（ＰＥＢ）、現像、ハード・ベーク、
および形成された像の特徴の測定／検査のような他の手
順に供される可能性がある。この手順の配列は、デバイ
ス例えばＩＣの個々の層をパターン形成する基礎として
使用される。次に、そのようなパターン形成層は、エッ
チング、イオン打込み（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ような、全て個々の層
を仕上げるために意図された、様々なプロセスを経る可
能性がある。いくつかの層が必要な場合には、この全手
順またはその変形を、新しい層ごとに繰り返さなければ
ならない。最終的に、デバイスの配列が基板（ウェー
ハ）上に存在するようになる。次に、ダイシングまたは
鋸引きのような方法で、これらのデバイスを互いに分離
し、それから、個々のデバイスは、ピンなどに接続され
たキャリアに取り付けることができる。そのようなプロ
セスに関するより多くの情報は、例えば、「Ｍｉｃｒｏ
ｃｈｉｐ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ： Ａ ｐｒａｃｔ
ｉｃａｌ Ｇｕｉｄｅ ｔｏ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔ
ｏｒ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ（マイクロチップの製造：
半導体処理への実用的入門書）」，Ｔｈｉｒｄ Ｅｄｉ
ｔｉｏｎ，ｂｙ Ｐｅｔｅｒ ｖａｎ Ｚａｎｔ，Ｍｃ
Ｇｒａｗ Ｈｉｌｌ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃｏ．，
１９９７，ＩＳＢＮ０−０７−０６７２５０−４の本か
ら得ることができる。この本を参照して本明細書に組み
込む。

【０００５】簡単にするために、投影システムをこれ以
降「レンズ」と称するが、しかしながらこの用語は、例
えば屈折光学系、反射光学系、およびカタディオプトリ
ック系を含む様々なタイプの投影システムを含んでいる
と広義に解釈されるべきである。放射システムもまた、
これらの設計タイプのいずれかに従って動作する構成要
素を含み、そのような構成要素もやはり以降はひとまと
めに、または単に「レンズ」と称することもある。放射
システムならびに投影システムは概して放射の投影ビー
ムを偏向、成形または制御する構成要素を含む。特に投
影システムは、投影システムの開口数（一般に「ＮＡ」
と称される）を設定する手段を概して含むであろうし、
放射システムは通常、パターン形成手段（放射システム
のひとみ内）の上流の強度分布の外側および／または内
側半径範囲（一般にσ−ｏｕｔｅｒおよびσ−ｉｎｎｅ
ｒとそれぞれ称される）の設定のための調節手段を含
む。さらに、このリソグラフィ装置は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）を有するタイプであってもよい。
そのような「マルチ・ステージ」の装置では追加のテー
ブルが並列に使用されるか、または１つまたは複数のテ
ーブルで準備段階が実行され、１つまたは複数の他のテ
ーブルが露光のために使用されていることもある。たと
えば二重ステージのリソグラフィ装置は、ここで参考資
料で取り入れたＵＳ ５，９６９，４４１号およびＷＯ
９８／４０７９１号に述べられている。

【０００６】概して、ＩＣの中の増えている数の電子部
品の集積化を実現するために、ＩＣの表面積を増大さ
せ、かつ／または部品のサイズを小さくすることが必要
である。投影システムについては、これは特に、ますま
す小さな細部または線幅が充分に規定されてターゲット
部分に映像化され得るように解像度が上げられなければ
ならないことを意味する。これは極めて厳しい品質要求
に応じなければならない投影システムを必要とする。例
えば、製造誤差および包括的なレンズ設計の制限のせい
で、投影システムは除去しきれない収差を示すかもしれ
ない。実際のところ、投影システムは理想的な（回折制
限型の）システムではなく、概して投影システムは収差
制限型のシステムである。除去しきれない収差の影響
は、リソグラフィ投影装置の解像力を高めるために、位
相シフト・マスクやオフアクシス照射のようなより新し
い技術に応用するにつれて一層重大になる。前記除去不
能収差は（例えば第３次の歪み、第３次のｘ非点収差、
第３次の４５°非点収差、第３次のｘコマ、第３次のｙ
コマおよび第３次の球面収差のような）低次の収差なら
びに（例えば第５次および第７次の歪み、ｘおよび４５
°非点収差、ｘおよびｙコマ、ｘおよびｙの３波収差の
ような）より高次の収差を含むことがある。以上に述べ
た収差に関するさらなる情報については、例えばここで
参考資料で取り入れたＤ．Ｆｌａｇｅｌｌｏ等により著
された論文「Ｔｏｗａｒｄｓ ａ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎ
ｓｉｖｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｆｕｌｌ−ｆｉｅｌ
ｄ ｉｍａｇｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｉｎ ｏｐｔｉｃａ
ｌ ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ」、Ｐｒｏｃ．
ＳＰＩＥ ３０５１，ｐｐ．６７２〜６８５，１９９７
を参照されたい。

【０００７】例えば環境条件の変化、あるいはレンズの
発熱により生じる可逆的変化、あるいは投影ビームの放
射と部品との相互作用によって生じる投影システムの前
記部品の老朽化のせいで、低次および高次の収差は時間
的に一定でない。除去不能収差を最少化するために、最
新のリソグラフィ装置は（例えば製造行程の間で間欠的
に）前記除去不能収差に寄与する低次および／または高
次の収差を測定する手段、（例えば投影システムの１つ
または複数の可動レンズ素子、または支持構造の位置の
調節を通じて）前記収差を調節する手段、および必要な
調節量を計算して適用する手段を概して含む。前記除去
不能収差を実質的に最少化する方法の説明については、
例えばここで参考資料で取り入れた欧州特許出願０１３
０３０３６．６号を参照されたい。

【０００８】ここで参考資料で取り入れた国際特許出願
ＷＯ ００／３１５９２号は光学投影システム内で収差
の判定をするための方法を開示している。特に、前記Ｗ
Ｏ出願は収差リング・テスト（「ＡＲＴ」）を記載して
いる。この技術は特別なテスト・レチクルに一連のリン
グ様の形状特徴を使用し、それが光学投影システムを通
して光感受性の基板上に画像化される。基板上のリング
様形状特徴のこの画像はその後、ＳＥＭ（走査型電子顕
微鏡）のような技術を使用して調べられる。測定画像を
レチクル上の対応する本来の形状特徴と比較すると光学
投影システムが画像に導入した収差のタイプが明らかに
なる。前記ＷＯ出願はまた、ＡＲＴＥＭＩＳ（ＡＲＴ
Ｅｘｔｅｎｄｅｄ ｔｏ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｌｌｕ
ｍｉｎａｔｉｏｎ Ｓｅｔｔｉｎｇｓ）として知られる
ＡＲＴを洗練化した技術をも記述している。この洗練化
は、各々の種類の収差は各々がゼルニケ収差係数と重み
因子を伴なったいくつかのゼルニケ多項式と呼ばれるも
のの組み合わせである特異フーリエ調波として数学的に
表現することができるという事実を使用する。そのよう
なゼルニケ収差係数の数Ｎを判定するために、σ−ｏｕ
ｔｅｒ、σ−ｉｎｎｅｒおよびＮＡの設定の複数Ｎの異
なるグループでＡＲＴ技術が実行される。簡明化のため
に、σ−ｏｕｔｅｒ、σ−ｉｎｎｅｒおよびＮＡの設定
のグループをこれ以降σ−ＮＡ設定と称する。この方式
で、複数Ｎのσ−ＮＡ設定の各々について同じフーリエ
調波を測定することができる。シミュレーション・プロ
グラムを使用して、上述した重み因子について基準値を
得ることができる。組み合わせで、これは所望のゼルニ
ケ収差係数のセットの算出を可能にし、したがって関係
する収差の定量化が可能になる。

【０００９】リソグラフィの投影システムの収差を測定
する別の方法が、ここで参考資料で取り入れた欧州特許
出願０１３０１５７１．４号に述べられている。それは
収差のイン・サイチューの測定に関わるものであって、
単位時間当たりに処理できる基板の数を実質的に損なわ
ないように充分に速い。この方法によると、投影ビーム
は所望のテスト・パターンにパターン化され、投影され
たテスト・パターンの空間画像の強度分布がイン・サイ
チューで、基板テーブルに組み込まれた検出手段を使用
して検出される。前記テスト・パターンの投影された空
間画像の（投影システムの光学軸に沿って）最も焦点の
合った位置、ならびに（投影システムの光学軸に直角で
互いに直交する方向の）横方向位置が複数の異なるσ−
ＮＡ設定に関して測定される。投影システムの１つまた
は複数の収差を表わす係数は前記焦点最合致位置および
横方向位置測定の結果に基づいて算出することができ
る。本方法をこれ以降ＴＡＭＩＳ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓ
ｉｏｎ ｉｍａｇｅ ｓｅｎｓｉｎｇ Ａｔ Ｍｕｌｔ
ｉｐｌｅ Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ Ｓｅｔｔｉｎ
ｇ）と称する。前記テスト・パターンは通常は、例えば
投影ビームの放射をそれぞれ実質的に遮断および透過さ
せる線および間隔を含む周期的な回折格子の断片であ
る。前記線の幅に比べて前記間隔の幅の方が大きいその
ような回折格子の断片もやはりテスト・パターンとして
使用される。通常は、前記線と間隔を並列に、２つの対
応する相互に直交する方向（パターンを含む平面）に配
列して備えた２つのテスト・パターンは、例えばｘコマ
とｙコマのような収差の測定を可能にするために使用さ
れる。しかしながら、そのような測定にも関わらず、そ
のような何らかの回折格子断片の投影空間画像の強度分
布は、例えば３波収差のような高次の収差の存在に関す
る実質的に検出可能な情報を生じない可能性がある。し
たがって、低次と高次の収差の両方の存在および程度を
信頼性良く示し、測定し、その測定は単位時間当たりに
処理できる基板の数を実質的に損なわないようにイン・
サイチューで為され得るような適切なテスト・パターン
を供給する問題が存在する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】以上に述べた問題を軽
減することが本発明の目的である。詳細には、改善され
た感度で収差を測定する方法を供給することが本発明の
目的である。

【００１１】

【課題を解決するための手段】これらおよびその他の目
的は、本発明によれば、分離領域を含む前記テスト・パ
ターンの一領域と対比する前記分離領域の二次元格子を
有する前記テスト・パターンで特徴付けられる、冒頭の
段落で特定されたような光学投影システムの収差判定方
法において達成され、そこでは前記格子の単位セルは少
なくとも３つの分離領域を含む。ここで、「対比する」
という動詞は投影ビームの放射に及ぼすパターン化の効
果を有することを称する。例えば、分離領域の対比は実
質的に透明なレチクル表面の不透明または反射色の領域
として、またはレチクル表面を覆う放射遮断または反射
色コーティング内の実質的な透過領域として具現化され
ることもある。ハーフトーン形位相シフトマスクから類
推すると、分離領域の透過率および／または位相シフト
特性もまた、例えば前記分離領域を含む一領域の透過率
および／または位相シフト特性と異なることもある。

【００１２】デバイスの個々の層を表わすパターンは通
常、そのパターンを含む平面内の架空の二次元格子に従
って配置されるフィーチャの二次元構造を含む。本発明
は、そのようなパターンの投影（空間）画像の忠実度
が、一般に、特定の高次の収差の存在に強く依存すると
いう経験に基づいたものである。したがって、本発明に
よると前記二次元格子に従って配置された分離領域の繰
り返し二次元構造を特徴とするテスト・パターンは特に
前記特定の高次の収差を測定するのに適している。

【００１３】前記単位セルが六角形のセルであってこの
六角形セルの６つの角またはその近辺に位置する６つの
分離領域を含む前記格子に従って配置される分離領域を
特徴とするテスト・パターンは、（高次の）３波収差に
対する優れた感度を得るのに使用されることになるのが
好ましい。

【００１４】概して、特定の様々なタイプの高次の収差
に対する所望の感度を得るために、前記格子の前記単位
セルは三角形、四角形および六角形を含む形状のグルー
プから選択される形状を有するかもしれない。前記分離
領域は必ずしも単位セルの角に配置される必要はない。
それらはまた、単位セルの辺に沿って、あるいは単位セ
ルの角と辺沿いとの両方に、あるいは単位セルの中に配
置されることもある。

【００１５】収差の測定は、投影システムにより形成さ
れる空間画像の少なくとも１つのパラメータのリアルタ
イムで直接的な測定を、前記放射システムと前記投影シ
ステムを含むシステムのグループから選択されるの少な
くとも１つのシステムの複数の異なる設定（例えば複数
の異なるσ−ＮＡ設定）について実施することを基本と
する。前記少なくとも１つのパラメータは１つの単位セ
ル内の少なくとも２つの分離領域の投影画像の性質の間
の差異をあらわすことが好ましい。前記性質は、例えば
ピーク強度、空間的面積強度、空間的強度分布、画像断
面形状および画像断面のサイズを含む性質のグループか
ら選択される性質であってもよい。前記差異を表わすパ
ラメータの利用可能性は、例えばテスト・パターンとし
ての回折格子断片の使用との組み合わせにおいてＴＡＭ
ＩＳと比較するとき、より多数の収差係数測定を可能に
する。

【００１６】本発明の特定の実施形態では、テスト・パ
ターンの空間画像の少なくとも１つのパラメータの前記
リアルタイムで直接的な測定は透過率パターン化放射絞
りを含む放射検出手段で為され、前記透過率パターン化
放射絞りは前記分離領域を含む前記放射絞りの一領域の
透過率とは実質的に異なる透過率をもつ分離領域の二次
元格子を有する。検出絞りの分離領域の相互に関する位
置は、投影システムの倍率因子Ｍを考慮にいれて、前記
テスト・パターンの分離領域の位置に整合をとられるこ
とが可能である。前記テスト・パターンの投影画像を走
査するため、および収差を測定するためのそのような検
出絞りの使用は、スリット形状の検出絞りの使用と比較
して増進された感度という結果につながり得る。

【００１７】複数のパラメータは、投影システムの対応
する複数の異なる開口数設定および／または放射システ
ムのひとみ平面での異なるひとみ充満の設定で測定され
ることが好ましい。ひとみ充満のこれらの異なる設定
は、例えばディスク形状、環状、四極、双極および軟多
重極のイルミネーション・モードを含むグループから選
択される様々なイルミネーション・モードを含むことが
できる。イルミネーション・モードの定義および実現化
に関するさらなる情報については、例えばここで参考資
料で取り入れた米国特許出願０９／２８７，０１４号を
参照されたい。

【００１８】場合によっては、前記少なくとも１つのパ
ラメータはテスト・パターンの投影画像の最も焦点の合
った位置および／または横方向位置であってもよい。

【００１９】本発明はまた、投影システムの収差を表わ
す前記少なくとも１つの係数のわずかな変化の関数とし
てそのまたは各々の測定パラメータの理論的変動を、前
記複数の設定の各々について算出するステップをも供給
する。その後に、連立方程式のセットの重回帰または最
小二乗法適合によって前記少なくとも１つの係数を算出
することができる。特に、ゼルニケ収差係数を得ること
ができる。

【００２０】本発明のさらなる実施形態では、格子に従
って配置された分離領域を特徴とする前記テスト・パタ
ーンに加えて、例えばｘ非点収差および４５°非点収差
のような収差を測定するための少なくとも１つの付加的
なテスト・パターンが供給される。前記付加的テスト・
パターンは、例えば周期的な線と間隔を備えた回折格子
断片を含む二次元構造、および並列の線形の分離領域の
繰り返し構造のグループから選択されるかもしれない。

【００２１】本発明のさらなる態様によると、（ａ）少
なくとも部分的に放射感受性材料の層で覆われる基板を
供給するステップと、（ｂ）放射システムを使用して放
射の投影ビームを供給するステップと、（ｃ）投影ビー
ムにその断面でパターンを与えるためのパターン形成手
段を使用するステップと、（ｄ）放射のパターン化され
たビームを放射感受性材料層のターゲット部分に投影す
るために投影システムを使用するステップと、（ｅ）ス
テップ（ｄ）に先行して、テスト・パターンに従って前
記パターン形成手段で投影ビームをパターン化するステ
ップと、（ｆ）前記放射システムおよび前記投影システ
ムを含むシステムのグループから選択される少なくとも
１つのシステムの複数の異なる設定について、投影シス
テムによって形成されたテスト・パターンの空間画像の
少なくとも１つのパラメータのリアルタイムで直接的な
測定を遂行するステップと、（ｇ）前記複数の異なる設
定で測定した前記少なくとも１つのパラメータに基づい
て、前記投影システムの収差を表わす少なくとも１つの
係数を算出するステップとを含み、分離領域を含む前記
テスト・パターンの一領域と対比する前記分離領域の二
次元格子を含み、そこでは前記格子の単位セルが少なく
とも３つの分離領域を含むテスト・パターンを使用する
ことと、前記投影システムによって投影される画像の収
差を低減するために前記少なくとも１つの算出した係数
に基づいて前記収差を補正することを特徴とする、デバ
イス製造方法が供給される。

【００２２】ＩＣの製造の本発明による装置の使用に対
して本文で特定の参考資料が示されるかもしれないけれ
ども、そのような装置が多くの他のあり得る用途を有す
ることははっきりと理解されるべきである。例えば、そ
れは、磁区メモリー、液晶ディスプレイ・パネル、薄膜
磁気ヘッドなどのための、集積光学システム誘導および
検出パターンの製造に使用できる。当業者であれば、そ
のような別の応用の前後関係で、本文中の「レチク
ル」、「ウェーハ」あるいは「ダイ」という用語のいず
れの使用も、もっと一般的な用語の「マスク」、「基
板」および「ターゲット部分」にそれぞれ置き換えられ
ると考えるべきであることを理解するであろう。

【００２３】本文書中では、「放射」および「ビーム」
という用語は紫外線放射（例えば波長３６５、２４８、
１９３、１５７または１２６ｎｍ）およびＥＵＶ（極端
紫外線放射、例えば波長５から２０ｎｍの範囲）を含め
たあらゆるタイプの電磁気放射を包含するように使用さ
れる。

【００２４】

【発明の実施の形態】ここで本発明の実施形態は、実施
例としてのみ添付の模式図を参照して説明する。

【００２５】実施形態１ 図１は本発明の特定の実施形態によるリソグラフィの投
影装置を図式的に描いている。本装置は、 ・ 放射（例えば紫外線放射、または実質的に２４８ｎ
ｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、１２６ｎｍあるいは１
３．５ｎｍに中心を置くスペクトル波長範囲内の波長を
もつ放射）の投影ビームＰＢを供給するための放射シス
テムＥｘ、ＩＬを含み、この特定のケースでは放射シス
テムは放射源ＬＡをも含み、 ・ マスクＭＡ（例えばレチクル）を保持するマスク・
ホルダーが設けられ、アイテムＰＬに対してマスクを正
確に位置決めするための第１の位置決め手段に接続され
た第１の対象物テーブル（マスク・テーブル）ＭＴを含
み、 ・ 基板Ｗ（例えばレジスト塗布したシリコン・ウェー
ハ）を保持する基板ホルダーが設けられ、アイテムＰＬ
に対して基板を正確に位置決めするための第２の位置決
め手段に接続された第２の対象物テーブル（基板テーブ
ル）ＷＴを含み、 ・ マスクＭＡの照射された部分を基板Ｗのターゲット
部分Ｃ（例えば１つまたは複数のダイを含む）上に画像
化させるための投影システム（「レンズ」）ＰＬ（例え
ば石英および／またはＣａＦ₂レンズ・システム、その
ような材料から作製されたレンズ素子を含むカタディオ
プトリック・システム、またはミラー・システム）を含
む。

【００２６】ここに描いたように、本装置は透過型（す
なわち透過マスクを有する）である。しかしながら、概
して、それは例えば反射型（すなわち反射マスクを有す
る）であってもよい。場合によっては、本装置は上述し
たようなタイプのプログラム可能なミラー・アレイのよ
うな別の種類のパターン形成手段を使用することもあ
る。

【００２７】供給源ＬＡ（例えば紫外線エキシマ・レー
ザ、レーザで発生するプラズマ源、放電源、あるいはス
トレイジリングやシンクロトロン内で電子ビームの径路
の周辺に設けられるアンジュレータまたはウィッグラ）
は放射のビームを発生する。このビームは直ぐに、また
は例えばビーム拡大器Ｅｘのような調節手段を通過した
後にイルミネーション・システム（照明器）ＩＬに供給
される。照明器ＩＬはビーム内の強度分布のσ−ｏｕｔ
ｅｒとσ−ｉｎｎｅｒをそれぞれ調節するための調節手
段ＡＭを含む。付け加えると、それは概して積分器ＩＮ
および集光器ＣＯのような様々な他の部品を含むであろ
う。この方式で、マスクＭＡに突き当たるビームＰＢ
は、その断面で所望の均一性と強度分布を有する。

【００２８】図１に関して留意すべきことであるが、放
射源ＬＡは、リソグラフィ投影装置のハウジング内にあ
ることがあるが（例えば、放射源ＬＡが水銀ランプの場
合、そうであることが多い）、また、放射源ＬＡがリソ
グラフィ投影装置から遠く離れており、それの生成する
放射ビームが装置の中に導かれることがある（例えば、
適当な方向付けミラーを使用して）。この後者のシナリ
オは、放射源ＬＡがエキシマ・レーザである場合に多
い。本発明および特許請求の範囲は、これらのシナリオ
の両方を含む。

【００２９】ビームＰＢは、その後、マスク・テーブル
ＭＴに保持されているマスクＭＡと交差する。マスクＭ
Ａを通り抜けたビームＰＢは、レンズＰＬを通り抜け
る。このレンズＰＬは、基板Ｗの目標部分ＣにビームＰ
Ｂを収束させる。第２の位置決め手段（および干渉測定
手段ＩＦ）を使って、基板テーブルＷＴは、例えばビー
ムＰＢの経路内に異なった目標部分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
位置決め手段を使用して、例えば、マスク・ライブラリ
からマスクＭＡを機械的に取り出した後で、または走査
中に、ビームＰＢ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。一般に、物体テーブルＭＴ、
ＷＴの移動は、長行程モジュール（粗い位置決め）と短
行程モジュール（精密位置決め）を使って行われる。こ
れらのモジュールは、図１に明示的に示さない。しか
し、ウェーハ・ステッパ（走査ステップ式装置に対し
て）の場合は、マスク・テーブルＭＴは、短行程用アク
チュエータに接続されるだけでよく、または、固定され
ることもある。

【００３０】図示の装置は、２つの異なるモードで使用
することができる。１．ステップ・モードでは、マスク
・テーブルＭＴは基本的に静止したままであり、全マス
ク像が一括して（すなわち、単一「フラッシュ」で）目
標部分Ｃに投影される。次に、異なる目標部分Ｃがビー
ムＰＢで照射されるように、基板テーブルＷＴがｘおよ
び／またはｙ方向に移動される。走査モードでは、基本
的に同じシナリオが当てはまるが、ただ、特定の目標部
分Ｃが単一「フラッシュ」で露出されないことが異な
る。代わりに、マスク・テーブルＭＴが、特定の方向
（いわゆる「走査方向」、例えば、ｙ方向）に速度ｖで
移動可能であり、その結果、投影ビームＰＢはマスク像
全体を走査することができるようになる。これと並行し
て、基板テーブルＷＴが、速度Ｖ＝Ｍｖで、同じまたは
反対方向に同時に移動する。ここで、ＭはレンズＰＬの
拡大率である（一般に、Ｍ＝１／４または１／５）。こ
のようにして、分解能で妥協する必要なく、比較的大き
な目標部分Ｃを露出させることができる。

【００３１】収差の測定を可能にするために、特定のマ
スクはテスト・パターンを含む。概して、ｘおよびｙ方
向に沿って等しい線／間隔（例えば画像化されたマーク
で線幅８μｍ）で構成される図１の標準的な位置合わせ
マーク、および特別な非対称に区分化された位置合わせ
マーカーがテスト・パターンとして使用される。テスト
・パターンの空間画像の横方向の位置（すなわち図１に
示したｘ，ｙ平面内の位置、これ以降は水平位置とも称
する）および最も焦点の合った位置（すなわち図１のｚ
方向に沿った位置、これ以降は垂直位置とも称する）は
透過型イメージ・センサＴＩＳで測定することができ
る。透過型イメージ・センサＴＩＳは基板テーブルＷＴ
に結合した物理的基準面に挿入される。特定の実施形態
では、基板テーブルＷＴの上面に装着された基準プレー
ト上に、ウェーハＷで覆われる領域の外側で対角線上に
対向して２つのセンサが搭載される。この基準プレート
は極めて低い熱膨張係数の高度に安定な材料、例えばイ
ンバールで作製され、位置合わせ工程で他の基準と使用
されるマーカーを担持することもある平坦な反射型の上
側表面を有する。透過型のイメージ・センサＴＩＳは投
影レンズによって投影されるマスクのテスト・パターン
の空間画像の垂直および水平位置を直接的に判定するの
に使用される。それは反射表面に絞りを有し、そのすぐ
後ろに露光工程に使用される放射に感受性のある光検出
器が設置される。特に、それは図１のｘおよび／または
ｙ方向に並列のスリットを備えたスリット形状の絞りを
含むことがある。概して、特異的なテスト・パターンが
透過型イメージ・センサＴＩＳの特異的な対応する絞り
と組み合わせて使用される。焦点面の位置を判定するた
めに、投影レンズはマスクＭＡ上に投影され、対比する
明と暗の領域を有するテスト・パターンの画像を空間に
投影する。その後、基板ステージが水平方向（一または
好ましくは二方向）および垂直方向に走査され、それに
より透過型イメージ・センサＴＩＳの対応する絞りは空
間画像が在ると予期される空間を通過する。前記対応す
る絞りがテスト・パターン画像の明と暗の部分を通過す
ると、光検出器の出力は波動する（モアレ効果）。光検
出器出力の振幅変化率が最高になる垂直方向高さはテス
ト・パターンの画像が最大のコントラストを有する高さ
を示し、それゆえに最適の焦点面を示す。変化率が最大
となる水平方向位置は空間画像の横方向位置を示す。こ
のタイプの透過型イメージ・センサの範例はここで参考
資料で取り入れたＵＳ４，５４０，２７７号にさらに詳
細に記述されている。透過型イメージ・センサの利点に
は、それがレジスト露光を含まない直接的測定技術であ
るがゆえに、強さとスピードが含まれる。

【００３２】本発明の実施形態では低次の収差および高
次の収差（３波収差など）を測定するのに適したテスト
・パターンが考慮される。３波収差の存在は、「レンガ
壁」と呼ばれる構造を備えたパターンの投影画像の忠実
度に特に悪影響を及ぼす。レンガ壁構造では長方形の分
離領域がレンガ壁のレンガのように配列される。したが
って、本発明によると、レンガ壁の幾何学形状に従った
繰り返しの二次元構造はこの特異的な高次収差の測定精
度を向上させるために使用することができる。

【００３３】図２には（二次元）レンガ壁２００の特徴
的構造が描かれている。（二次元的な）レンガ２０１を
表わす各々の長く延びた長方形分離領域の位置は２つの
点２０３の位置によって規定することが可能であり、各
々の点はレンガ２０１の長手対称軸上で前記レンガ２０
１の対応する端面から一定の距離に位置する。レンガ２
０１の点２０３は格子２０７の格子点２０５と合致す
る。格子２０７は六角形の単位セル２０９で特徴付けら
れる。そのような格子をこれ以降はハニカム格子または
ＨＣ格子と称し、格子点２０５またはその付近に位置す
る分離領域を備えたテスト・パターンをハニカム・パタ
ーンまたはＨＣパターンと称する。

【００３４】図３にはＨＣパターンの単位セルの代表的
なレイアウトが示されている。ＨＣパターンの単位セル
の分離領域３１０、３２０、３３０、３４０、３５０お
よび３６０は六角形格子２０７の点２０５によって実質
的に中心設定される。マスクの場合では、ＨＣパターン
は、例えばレチクル表面上で放射遮断層（例えばクロム
層など）によって囲まれた実質的に透過性の正方形領域
として具現化される。間隔３０１、３０２、および３０
３は、例えば好ましい実施形態ではそれぞれ４００ｎ
ｍ、２００ｎｍ、および３５０ｎｍである。

【００３５】そのようなＨＣパターンの投影画像は単位
セルおよび単位セルに隣接する１つの分離領域について
図４に図式的に示されている。その画像中で、ＨＣパタ
ーンの単位セルの分離領域３１０、３２０、３３０、３
４０、３５０および３６０の存在は対応する格子４０７
の点４０５またはその近辺にある対応する強度分布４１
０、４２０、４３０、４４０、４５０および４６０で見
られる。図４の強度分布４８０はテスト・パターン中で
隣接する単位セルの対応する分離領域の一画像であり、
その他のそのような強度分布は（単純化のために）図４
に示していない。全体としてのＨＣパターンの画像の強
度分布を、例えば強度分布４４０のような単一の分離領
域の画像の強度分布から区別するために、これ以降は後
者を「局所的」強度分布と称することがある。図４で、
局所的強度分布の作図は強度分布４４０について示され
ている。縦軸に沿った作図は、強度分布４４０に含まれ
る格子点４０５を横切ってｘ方向のラインに沿った位置
の関数としての投影ビーム放射強度である。図４の強度
等高線４４１、４４２、および４４３のセットはそれぞ
れ強度４０１、４０２および４０３の等しい局所的強度
の線を表わす。同様にこれらの強度は局所的強度分布４
１０、４２０、４３０、４４０、４５０、４６０、およ
び４８０をそれぞれ特性付ける強度等高線のセット（４
１１、４１２、４１３）、（４２１、４２２、４２
３）、（４３１、４３２、４３３）、（４５１、４５
２、４５３）、（４６１、４６２、４６３）および（４
８１、４８２、４８３）で表わされる。

【００３６】収差が無いと、（例えば局所的強度分布の
ピーク強度のような）分離領域の画像の前記特性は実質
的に等しく、この状況は図４に示されている。概して除
去不能収差が存在すると、分離領域の画像の前記特性は
相互に異なる。例えば、ｘ３波収差が存在すると、強度
分布４１０、４３０と４５０のピーク強度は強度分布４
２０、４４０、４６０と４８０のピーク強度とは異な
る。図５にこの効果が描かれており、例えば局所的強度
分布４６０と４８０それぞれの強度等高線４６１、４６
２、４６３と４８１、４８２、４８３は図４のそれらの
位置に対して対応する格子点４０５から半径方向で外側
に移動しており、ピーク強度の増大を示している。同様
に、局所的強度分布４１０と４５０それぞれの等高線４
１１、４１２、４１３と４５１、４５２、４５３は半径
方向で内側に移動しており、ピーク強度の低下を示して
いる。この効果はテスト・パターンの画像の強度分布を
ＴＩＳのスリット形状の絞り５１０（図５のｙ軸に平行
なスリット）で（図５のｘ方向に）走査することによっ
て測定することができる。図５中のグラフはＴＩＳによ
ってｘ方向に沿ったスリットの位置の関数として検出さ
れた強度を縦軸沿いに示すものである。除去不能収差が
無いと、検出された強度５２０は周期的に変化するｘの
関数であってピーク値はスリットのｘ位置５２１で生じ
る。ｘの３波収差の存在は（位相）シフトした周期的変
化の強度信号５３０につながり、ピーク値はスリットの
ｘ位置５２２で生じる。例えば、テスト・パターンの画
像の（ｘ３波収差を表わす）測定可能パラメータは図５
の矢印５２３で示された位置のシフトである。しかしな
がら、本実施形態はこのパラメータに限定されるわけで
はない。例えば、検出信号５３０から最も適合した正弦
波状変化関数５３１を判定することが可能であり、信号
５２０と５３１との間の位相シフトを測定することがで
きる。場合によっては、図６に描かれているように、検
出信号５３０を前記最適合正弦波状変化関数５３１と第
１高調波信号６３２に分解することができる。信号６３
２の位相シフト６３３はｘ３波収差を表わす測定可能パ
ラメータである。

【００３７】ゼルニケ係数とも称されるゼルニケ収差係
数を測定することが好ましい。前記投影システムの前記
収差を表わすこれらの係数は特に投影レンズの波面収差
を示す。波面収差Ｗはゼルニケ展開と呼ばれる角形状に
従った級数として書くことができる。 Ｗ＝Ｚｉｆ_i（ｒ，θ）＋Ｚｊｆ_j（ｒ，θ）＋Ｚｋｆ_k（ｒ，θ）＋．．． （１） ここで各々のＺはゼルニケ係数であり、各々のｆは対応
するゼルニケ多項式であり、ｒおよびθはそれぞれ半径
および角座標である。ここで、ｒは投影システムのひと
みの半径で標準化される。関数ｆはｒと、ｍθの正弦ま
たは余弦との多項式の積の形をとる。図７に示した一覧
表はカラム１にゼルニケ係数、カラム２に対応するゼル
ニケ多項式、カラム３に収差の「次数」と呼ばれるも
の、カラム４に収差の呼称を掲げている。カラム５は以
下の参照のために使用される。

【００３８】ＴＡＭＩＳ法によると、ゼルニケ収差係数
を測定するのに使用できるパラメータには全体としての
テスト・パターンの画像の最も焦点の合った位置、およ
び横方向位置が含まれる。上記で説明したように、例え
ば上述の局所的強度分布間の差異に関するパラメータも
同様に使用することができる。あらゆるパラメータも複
数の異なるσ−ＮＡ設定について測定されることが好ま
しい。測定したパラメータとゼルニケ収差係数との間の
関係は以下の方式で表わすことができる。

【数１】 ここで、ベクトルＰｍｅａｓの成分はいずれかの好まし
いσ−ＮＡ設定で測定されたいかなるパラメータであっ
てもよい。さらに、ベクトルＺの成分は測定対象となる
ゼルニケ収差係数であり、行列

【数２】 の要素は直線近似でゼルニケ収差の値を測定されたパラ
メータの値に関連付ける算出された感度係数である。図
３に部分的に示したＨＣパターンで、例えばベクトルＺ
は図７に示した一覧表に「ｈｃ ｘ」と印を付けたゼル
ニケ収差係数を含むことがあり得る。図３のｘ，ｙ平面
で９０度回転させた付加的なＨＣパターンは図７に示し
た一覧表に「ｈｃ ｙ」と印を付けたゼルニケ収差を測
定するのに使用することができる。ゼルニケ収差係数は
測定したデータから等式（２）を反転することによって
算出することができる。測定データから単一の収差係数
を算出するのに互いに直交する２つのＨＣパターンの使
用が必要となるとき、図７に示した一覧表のカラム５で
これは「ｈｃ ｘ，ｙ」で示される。

【００３９】本発明の技術の有用性の確認を図８に描
く。波長２４８ｎｍで動作し、０．７５の最大ＮＡで特
徴付けられるリソグラフィの投影装置の特定の投影シス
テムに関すると、ゼルニケ係数は画像野（ターゲット部
分Ｃに対応）のｘ方向に沿って１３の異なる位置のセッ
トでレンズ製造者によって、これ以降ＳＩＦ（製造者に
よって開発されたレンズを通るＳｈｅａｒｉｎｇ Ｉｎ
ｔｅｒＦｅｒｏｍｅｔｒｙ法）と称する技術を使用して
測定された。ＳＩＦで得られた測定結果は参照基準とし
て使用され、ＡＲＴＥＭＩＳおよび現在の方法に従って
測定したゼルニケ収差と比較される。結果として、後者
の２つの方法について、前記１３の異なる位置のセット
に対応する１３の差異値が各々のゼルニケ係数に関して
得られる。図８では前記１３差異値の実効値がいくつか
の異なるゼルニケ収差係数に関してｎｍで縦軸沿いに作
図される。濃い黒色の棒グラフはＡＲＴＥＭＩＳで得ら
れた結果を表わし、薄い棒グラフはＨＣパターンを使用
してここに開示した、これ以降はＨＣ−ＴＡＭＩＳと称
する方法で得られた結果を表わす。図８は、ＨＣ−ＴＡ
ＭＩＳ測定結果とＳＩＦ測定結果の相関がＡＲＴＥＭＩ
Ｓ測定結果とＳＩＦ測定結果の相関と対比できるかまた
はそれより優れていることを示している。ＡＲＴＥＭＩ
Ｓを超える改善はｘ３波およびｙ３波の収差係数Ｚ１０
およびＺ１１それぞれの測定で特に実質的である。

【００４０】実施形態２ 本発明はＨＣパターンの使用に限らない。下記に説明す
ることを除いて第１の実施形態と同じであってもよい第
２の実施形態では、分離領域の二次元格子を含むテスト
・パターンが使用され、そこでは単位セルは四角形の形
状を有する。例えばそのようなテスト・パターンはｘお
よびｙの４波収差の存在に敏感である。

【００４１】四角形単位セルが配列された格子によって
特徴付けられるテスト・パターンは格子の角またはその
近辺に分離領域を有することもあるが、そのようなレイ
アウトに限定されるわけではない。図９に、８つの分離
領域９２０（そのうちの４つは単位セルの角９３０また
はその近辺に位置する）をもつ四角形の単位セル９１０
で特徴付けられる格子９００に整合のとれたテスト・パ
ターンの範例が示されている。そのようなテスト・パタ
ーンの使用は３波と４波収差の両方に対して増進した感
度につながる。

【００４２】概して、特定の収差に対する所望の感度に
応じて三角形、四角形および六角形の形状の単位セルを
備えたテスト・パターンが使用され得る。場合によって
は、例えば、ｘおよびｙのコマ、ｘおよび４５°の非点
収差を測定するために周期的な線と間隔を備えた回折格
子の断片を含み、かつ／または並列で線形の分離領域の
繰り返し構造を含むテスト・パターンを使用することが
できる。収差を測定するためのテスト・パターンは、例
えば、ここで説明したような複数の異なって構成される
テスト・パターンを含むことが好ましい。

【００４３】実施形態３ 下記に説明することを除いて第１または第２の実施形態
と同じであってもよい第３の実施形態では、イメージ・
センサＴＩＳは基準プレートの反射性の上面で、分離さ
れて実質的に透過性の領域の二次元格子を特徴とする放
射絞りを有する。この方式で、収差の存在に対する検出
信号の感度はスリット形状の絞りを使用して得られる感
度と比較して増進され得る。

【００４４】例えば、ＨＣパターンと組み合わせてテス
ト・パターンとして使用するときには、分離された絞り
（簡明化のためにこれ以降は「部分絞り」と称する）の
六角形の配列を含む検出絞りを使用することができる。
この部分絞りの形状は厳密なものではなく、例えば部分
絞りの形状は円形でも方形でもよい。前記部分絞りの相
互に関する位置は、基準プレートの前記反射性上面で、
投影システムの倍率因子Ｍを考慮に入れて前記ＨＣテス
ト・パターンの分離領域の位置に整合をとられる。この
方式で、ＨＣテスト・パターンの分離領域の画像の位置
との整合は、テスト・パターンが検出絞りと位置合わせ
されるときに得ることができる。前記部分絞りを有する
検出絞りの領域は、例えば、実施形態１で述べたように
スリット形状であってもよい。ＨＣパターンの投影され
た画像を前記部分絞りを有するそのようなスリット形状
の検出絞りで走査することは検出信号を検出絞りの走査
位置の関数として変調するのを増進させ、図５のグラフ
５３０に示されたような、収差の存在の検出信号に与え
る影響を増進することにつながる。

【００４５】場合によっては、各々が二次元格子に従っ
て位置決めされた部分絞りを有し、かつ各々が放射を対
応する隔てられた放射検出器に供給する２つの隔てられ
た放射絞りを使用することができる。例えば、一方の放
射絞りの部分絞りが三角形の単位セルを特徴とする格子
に従って位置決めされ、それによって、上述の位置合わ
せで、図４の強度分布４１０、４３０および４５０の位
置との整合を生じさせることがあり得る。同様に、他方
の放射絞りの部分絞りが、位置合わせで、図４の強度分
布４２０、４４０および４６０の位置と整合するように
具現化されることがあり得る。そのような二重の絞りレ
イアウトは、図４の強度分布４２０、４４０および４６
０に関しての強度分布４１０、４３０および４５０の収
差誘導性の移動に対する感度の増進を供給する。

【００４６】本発明はＨＣパターンの範例、およびテス
ト・パターンの六角形単位セルの所望の特定の分離領域
への部分絞りの整合の図式に限られるものではない。同
様の方式で、三角形と四角形の単位セルを特徴とする格
子に従ったテスト・パターンと使用するために、部分絞
りを有する１つまたは複数の放射検出絞りを具現化する
ことができる。テスト・パターンの単位セルの所望の特
定の分離領域への部分絞りの整合のあらゆる所望の図式
もやはり、上記の例に述べられたようにして具現化する
ことができる。

【００４７】本発明の特定の実施形態を以上に説明して
きたが、説明したのとは別の方法で本発明が実施され得
ることは理解されるであろう。本説明は本発明を限定す
るように意図するものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態によるリソグラフィの投影装
置を描いた図である。

【図２】「レンガ壁」パターンと呼ばれるものおよび六
角形の単位セルを備えた対応する格子を描いた図であ
る。

【図３】六角形の単位セルの格子に対応する分離領域の
テスト・パターンを描いた図である。

【図４】除去不能収差が無いときの（図３に描いたよう
な）六角形の単位セルの格子に対応する分離領域のテス
ト・パターンの投影画像の強度分布を描いており、縦軸
が格子点を横切るｘ方向のラインに沿った位置の関数と
なる投影ビーム放射強度となるようにして局所的強度分
布を示している図である。

【図５】３波収差が存在するときのテスト・パターンの
投影画像の強度分布を示しており、スリット形状の放射
検出器によって測定された検出信号を縦軸に、前記スリ
ット形状の放射検出器の横方向位置を水平軸に示すグラ
フを描いた図である。

【図６】検出信号を調波信号と第１高調波に分解してお
り、信号を縦軸に、スリット形状の放射検出器の横方向
位置を水平軸に作図して示す図である。

【図７】ゼルニケ係数と多項式の一覧表を記載した図で
ある。

【図８】ＡＲＴＥＭＩＳで測定したとき、Ｓｈｅａｒｉ
ｎｇ ＩｎｔｅｒＦｅｒｏｍｅｔｅｒで測定したとき、
および本方法で測定したときの収差についての測定結果
の間の相関を描いており、縦軸に測定結果間の差異の実
効値をｎｍで描画した図である。

【図９】四角形の単位セルを特徴とする格子上に配置し
た分離領域を備えたテスト・パターンを示す図である。

【符号の説明】

Ｅｘ ビーム拡大器 ＩＬ 照明器（イルミネーション・システム） ＰＢ 投影ビーム ＬＡ 放射源 ＭＴ マスク・テーブル ＭＡ マスク ＰＬ アイテム（投影システム、レンズ） Ｗ 基板（ウェーハ） ＷＴ 基板テーブル Ｃ ターゲット部分 ＴＩＳ 透過型イメージ・センサ ＡＭ 調節手段 ＩＮ 積分器 ＣＯ 集光器 ２００ レンガ壁構造 ２０１ レンガ ２０３ 点 ２０５、４０５ 格子点 ２０７、４０７、９００ 格子 ２０９、９１０ 単位セル ３０１、３０２、３０３ 間隔 ３１０、３２０、３３０、３４０、３５０、３６０、９
２０ 分離領域 ４０１、４０２、４０３ 強度 ４１０、４２０、４３０、４４０、４５０、４６０、４
８０ 強度分布 ４１１、４１２、４１３、４２１、４２２、４２３、４
３１、４３２、４３３、４４１、４４２、４４３、４５
１、４５２、４５３、４６１、４６２、４６３、４８
１、４８２、４８３ 等高線 ５１０ スリット形状の絞り ５２０、５３０ 検出信号波形 ５２１、５２２ スリットのｘ位置 ５２３ 位置のシフトを示す矢印 ５３１ 最適合の正弦波状変化関数 ６３２ 第１高調波 ６３３ 位相シフト ９３０ 角

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放射の投影ビームを供給するための放射
   システムと、 所望のパターンに従って投影ビームをパターン化するパ
   ターン形成手段を支持するための支持構造と、 基板を保持するための基板テーブルと、 パターン化したビームを基板のターゲットに投影するた
   めの投影システムとを含むリソグラフィ装置の投影シス
   テムの収差を判定する方法であって、その方法が、 テスト・パターンに従って前記パターン形成手段で投影
   ビームをパターン化するステップと、 投影システムにより形成されるテスト・パターンの空間
   画像の少なくとも１つのパラメータのリアルタイムで直
   接的な測定を、前記放射システムおよび前記投影システ
   ムを含むシステムのグループから選択される少なくとも
   １つのシステムの複数の異なる設定について実行するス
   テップと、 前記複数の異なる設定で測定した前記少なくとも１つの
   パラメータに基づいて前記投影システムの収差を表わす
   少なくとも１つの係数を計算するステップとを含み、 分離領域を含む前記テスト・パターンの一領域と対比す
   る前記分離領域の二次元格子であってかつ前記格子の単
   位セルが少なくとも３つの分離領域を含む二次元格子を
   含む前記テスト・パターンを特徴とする方法。
2. 【請求項２】 前記格子の前記単位セルが六角形セルの
   ６つの角またはその近辺に位置する６つの分離領域を含
   む六角形セルである、請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 前記格子の前記単位セルが三角形形状、
   四角形形状および六角形形状の形状グループから選択さ
   れる形状を有する、請求項１に記載の方法。
4. 【請求項４】 前記パラメータが、１つの単位セル内の
   少なくとも２つの分離領域の画像の特性間の差異を表わ
   す、請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の
   方法。
5. 【請求項５】 前記特性が、ピーク強度、空間的面積強
   度、空間的強度分布、画像断面形状および画像断面のサ
   イズを含む特性のグループから選択される特性である、
   請求項４に記載の方法。
6. 【請求項６】 前記リアルタイムで直接的な測定が、二
   次元マトリックス・パターンで配列された複数の放射絞
   りを含む放射検出手段で遂行される、請求項１から請求
   項５までのいずれか一項に記載の方法。
7. 【請求項７】 前記複数の異なる設定が異なる開口数設
   定を含む、請求項１から請求項６までのいずれか一項に
   記載の方法。
8. 【請求項８】 前記複数の異なる設定が、放射システム
   内のひとみ平面での強度分布の外側および／または内側
   半径範囲の異なる設定を含む、請求項１から請求項７ま
   でのいずれか一項に記載の方法。
9. 【請求項９】 前記複数の異なる設定が、ディスク形
   状、環状、四極、双極および軟多重極のイルミネーショ
   ン・モードを含むグループから選択される異なるイルミ
   ネーション・モードを有する、請求項１から請求項８ま
   でのいずれか一項に記載の方法。
10. 【請求項１０】 前記少なくとも１つのパラメータがテ
    スト・パターンの前記画像の最も焦点の合った位置およ
    び／または横方向位置である、請求項１から請求項９ま
    でのいずれか一項に記載の方法。
11. 【請求項１１】 前記複数の異なる設定の各々につい
    て、そのまたは各々の測定パラメータの理論的変動を前
    記少なくとも１つの係数の変化の関数として算出するス
    テップをさらに含む、請求項１から請求項１０までのい
    ずれか一項に記載の方法。
12. 【請求項１２】 前記少なくとも１つの係数が連立方程
    式のセットの重回帰または最小二乗法適合によって算出
    される、請求項１から請求項１１までのいずれか一項に
    記載の方法。
13. 【請求項１３】 前記少なくとも１つの係数がゼルニケ
    係数である、請求項１から請求項１２までのいずれか一
    項に記載の方法。
14. 【請求項１４】 前記テスト・パターンが収差を測定す
    るための少なくとも１つの付加的テスト・パターンを含
    む、請求項１から請求項１３までのいずれか一項に記載
    の方法。
15. 【請求項１５】 前記少なくとも１つの付加的テスト・
    パターンが、周期的な線と間隔をもつ回折格子の断片を
    含む二次元構造、および並列で線形の分離領域の繰り返
    し構造のグループから選択される、請求項１４に記載の
    方法。
16. 【請求項１６】 リソグラフィの投影システムを使用し
    てデバイスを製造する方法であって、 （ａ）放射感受性材料の層で少なくとも部分的に覆われ
    る基板を供給するステップと、 （ｂ）放射システムを使用して放射の投影ビームを供給
    するステップと、 （ｃ）投影ビームにその断面でパターンを与えるための
    パターン形成手段を使用するステップと、 （ｄ）放射のパターン化されたビームを放射感受性材料
    層のターゲット部分に投影するために投影システムを使
    用するステップと、 （ｅ）ステップ（ｄ）に先行して、テスト・パターンに
    従って前記パターン形成手段で投影ビームをパターン化
    するステップと、 （ｆ）前記放射システムおよび前記投影システムを含む
    システムのグループから選択される少なくとも１つのシ
    ステムの複数の異なる設定について、投影システムによ
    って形成された空間画像の少なくとも１つのパラメータ
    のリアルタイムで直接的な測定を遂行するステップと、 （ｇ）前記複数の異なる設定で測定した前記少なくとも
    １つのパラメータに基づいて、前記投影システムの収差
    を表わす少なくとも１つの係数を算出するステップとを
    含み、 前記分離領域を含む前記テスト・パターンの一領域と対
    比する分離領域の二次元格子を含み、かつそこでは前記
    格子の単位セルが少なくとも３つの分離領域を含む、テ
    スト・パターンを使用することと、 前記投影システムによって投影される画像の収差を低減
    するために前記少なくとも１つの算出した係数に基づい
    て前記収差を補正することを特徴とする方法。
17. 【請求項１７】 放射の投影ビームを供給するための放
    射システムと、 所望のパターンに従って投影ビームをパターン化するパ
    ターン形成手段を支持するための支持構造と、 基板を保持するための基板テーブルと、 パターン化したビームを基板のターゲット部分に投影す
    るための投影システムとを含むリソグラフィ装置の投影
    システムの収差を判定する方法であって、その方法が、 テスト・パターンに従って前記パターン形成手段で投影
    ビームをパターン化するステップと、 投影システムにより形成されるテスト・パターンの空間
    画像の少なくとも１つのパラメータのリアルタイムで直
    接的な測定を実行するステップと、 前記少なくとも１つのパラメータに基づいて前記投影シ
    ステムの収差を表わす少なくとも１つの係数を計算する
    ステップとを含み、 分離領域を含む前記テスト・パターンの一領域と対比す
    る前記分離領域の二次元格子であってかつ前記格子の単
    位セルが少なくとも３つの分離領域を含む二次元格子を
    含む前記テスト・パターンを特徴とする方法。