JP2005072602A - リソグラフィック装置、デバイス製造方法及びコンピュータ・プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】リソグラフィック装置、デバイス製造方法及びそれによって製造されたデバイスを提供すること。
【解決手段】リソグラフィック製造プロセスは、入力セクション８、予備画像化プロセス１０、基板を測定するセクション１２、基板を露光するセクション１４、画像化後プロセス１６及び出力セクション１８からなっている。コントローラ２０は、予備画像化プロセス１０から到着する基板の速度に関する入力２１に基づいて、スキャナ６内での処理に費やされる時間を制御している。したがってスキャナ６は、スキャナ６内でのプロセスの持続期間を選択的に変更することにより、製造するデバイスの精度を最適化することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、基板上のデバイスを露光するためのリソグラフィック投影装置であって、
−投影放射ビームを提供するための放射システムと、
−投影ビームを所望のパターンに従ってパターン化するべく機能するパターン化手段を支持するための支持構造と、
−前記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射するための投影システムと、
−それぞれ複数のサブステップを含んだ露光を実行するべく前記リソグラフィック投影装置を制御するための制御システムと
を備えたリソグラフィック投影装置に関する。

本明細書に使用されている「パターン化手段」という用語は、入射する放射ビームの断面を、基板の目標部分に生成すべきパターンに対応するパターンにパターン化するべく使用することができる手段を意味するものとして広義に解釈されたい。また、このコンテキストにおいては、「光バルブ」という用語を使用することも可能である。一般的には、前記パターンは、目標部分に生成されるデバイス、たとえば集積回路若しくは他のデバイス（以下を参照されたい）中の特定の機能層に対応している。このようなパターン化手段の実施例としては、以下のものが挙げられる。
マスク
マスクの概念についてはリソグラフィにおいては良く知られており、バイナリ、交番移相及び減衰移相などのマスク・タイプ、及び様々なハイブリッド・マスク・タイプが知られている。このようなマスクを放射ビーム中に配置することにより、マスクに衝突する放射をマスク上のパターンに従って選択的に透過させ（透過型マスクの場合）、或いは選択的に反射させている（反射型マスクの場合）。マスクの場合、支持構造は、通常、入射する放射ビーム中の所望の位置に確実にマスクを保持することができ、かつ、必要に応じてマスクをビームに対して確実に移動させることができるマスク・テーブルである。
プログラム可能ミラー・アレイ
粘弾性制御層及び反射型表面を有するマトリックス処理可能表面は、このようなデバイスの実施例の１つである。このような装置の基礎をなしている基本原理は、（たとえば）反射型表面の処理領域が入射光を回折光として反射し、一方、未処理領域が入射光を非回折光として反射することである。適切なフィルタを使用することにより、前記非回折光を反射ビームからフィルタ除去し、回折光のみを残すことができるため、この方法により、マトリックス処理可能表面の処理パターンに従ってビームがパターン化される。プログラム可能ミラー・アレイの代替実施例には、マトリックス配列された微小ミラーが使用されている。微小ミラーの各々は、適切な局部電界を印加することによって、或いは圧電駆動手段を使用することによって、１つの軸の周りに個々に傾斜させることができる。この場合も、微小ミラーは、入射する放射ビームを反射する方向が、処理済みミラーと未処理ミラーとでそれぞれ異なるようにマトリックス処理することが可能であり、この方法により、マトリックス処理可能ミラーの処理パターンに従って反射ビームがパターン化される。必要なマトリックス処理は、適切な電子手段を使用して実行される。上で説明したいずれの状況においても、パターン化手段は、１つ又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。上で参照したミラー・アレイに関する詳細な情報については、たとえば、いずれも参照により本明細書に組み込まれている米国特許ＵＳ５，２９６，８９１号及びＵＳ５，５２３，１９３号、並びにＰＣＴ特許出願ＷＯ９８／３８５９７号及びＷＯ９８／３３０９６号を参照されたい。プログラム可能ミラー・アレイの場合、前記支持構造は、たとえば、必要に応じて固定或いは移動させることができるフレーム若しくはテーブルとして実施されている。
プログラム可能ＬＣＤアレイ
参照により本明細書に組み込まれている米国特許ＵＳ５，２２９，８７２号に、このような構造の実施例の１つが記載されている。この場合の支持構造も、プログラム可能ミラー・アレイの場合と同様、たとえば、必要に応じて固定或いは移動させることができるフレーム若しくはテーブルとして実施されている。

分かり易くするために、本明細書の以下の特定の部分、とりわけ実施例の部分にはマスク及びマスク・テーブルが包含されているが、このような実施例の中で考察されている一般原理は、上で説明したパターン化手段のより広義のコンテキストの中で理解されたい。

リソグラフィック投影装置は、たとえば集積回路（ＩＣ）の製造に使用することができる。このような場合、パターン化手段によってＩＣの個々の層に対応する回路パターンが生成され、生成されたパターンが、放射線感応材料（レジスト）の層で被覆された基板（シリコン・ウェハ）上の目標部分（たとえば１つ又は複数のダイからなる）に画像化される。通常、１枚のウェハには、投影システムを介して順次照射される目標部分に隣接する回路網全体が含まれている。現在、マスク・テーブル上のマスクによるパターン化を使用した装置には２種類のマシンがある。第１の種類のリソグラフィック投影装置では、マスク・パターン全体を１回の照射で目標部分に露光することによって目標部分の各々が照射される。このような装置は、一般にウェハ・ステッパと呼ばれている。一般にステップ・アンド・スキャン装置と呼ばれている代替装置では、マスク・パターンを投影ビームの下で所与の基準方向（「走査」方向）に連続的に走査し、かつ、基板テーブルを基準方向に平行に、或いは非平行に同期走査することによって目標部分の各々が照射される。通常、投影システムは、倍率係数Ｍ（通常＜１）を有しているため、基板テーブルを走査する速度Ｖは、マスク・テーブルを走査する速度を係数Ｍ倍した速度になる。上で説明したリソグラフィック装置に関する詳細な情報については、たとえば、参照により本明細書に組み込まれているＵＳ６，０４６，７９２号を参照されたい。

リソグラフィック投影装置を使用した製造プロセスでは、パターン（たとえばマスクのパターン）が、少なくとも一部が放射線感応材料（レジスト）の層で被覆された基板上に画像化される。この画像化ステップに先立って、プライミング、レジスト・コーティング及びソフト・ベークなどの様々な処理手順が基板に加えられる。放射線への露光後、露光後ベーク（ＰＥＢ）、現像、ハード・ベーク及び画像化されたフィーチャの測定／検査などの他の処理手順が基板に加えられる。この一連の処理手順は、たとえばＩＣなどのデバイスの個々の層をパターン化するための基本として使用されている。次に、パターン化されたこのような層に、エッチング、イオン注入（ドーピング）、メタライゼーション、酸化、化学機械研磨等、様々な処理が施される。これらの処理はすべて個々の層の仕上げを意図したものである。複数の層を必要とする場合、すべての処理手順又はそれらの変形手順を新しい層の各々に対して繰り返さなければならないが、最終的にはデバイスのアレイが基板（ウェハ）上に出現する。これらのデバイスは、次に、ダイシング又はソーイングなどの技法を使用して互いに分離され、分離された個々のデバイスは、キャリアに実装し、或いはピンに接続することができる。このようなプロセスに関する詳細な情報については、たとえば、参照により本明細書に組み込まれている著書「Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ：Ａ Ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ｇｕｉｄｅ ｔｏ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ」（Ｐｅｔｅｒ ｖａｎ Ｚａｎｔ著、第３版、ＭｃＧｒａｗ Ｈｉｌｌ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃｏ．、１９９７年、ＩＳＢＮ ０−０７−０６７２５０−４）を参照されたい。

分かり易くするために、以下、投影システムを「レンズ」と呼ぶが、この用語には、たとえば、屈折光学系、反射光学系及びカタディオプトリック系を始めとする様々なタイプの投影システムが包含されているものとして広義に解釈されたい。また、放射システムには、投影放射ビームを導き、整形し、或いは制御するための任意の設計タイプに従って動作するコンポーネントが含まれており、以下、このようなコンポーネントについても、集合的若しくは個々に「レンズ」と呼ぶ。また、リソグラフィック装置の中には、複数の基板テーブル（及び／又は複数のマスク・テーブル）を有しているタイプの装置もあり、このような「多重ステージ」デバイスの場合、追加テーブルが並列に使用されているか、或いは１つ又は複数の他のテーブルが露光のために使用されている間、１つ又は複数のテーブルに対して予備ステップが実行されている。たとえば、いずれも参照により本明細書に組み込まれているＵＳ５，９６９，４４１号及びＷＯ９８／４０７９１号に、二重ステージ・リソグラフィック装置が記載されている。

従来のリソグラフィック装置の場合、画像化セクションは、画像化セクションがウェハ・ステッパ装置であれ、ステップ・アンド・スキャン装置であれ、一定の時間で個々のウェハを処理している。この時間は、デバイスの製造「レシピ」によって決まり、画像化に先立つ処理手順から次のウェハが到着する前に、確実に露光処理を完了させている。画像化セクションは、基板の露光を完了した後、次のウェハが到着するまでの間、若干の待機時間を消化しており、投影システムの使用を非能率的にしている。

本発明の目的は、リソグラフィック装置における投影システムの利用を改善することである。

上記及び他の目的は、本発明による、冒頭の段落で明記した、
−所望するスループット・レートを受け取るための入力手段
を特徴とするリソグラフィック装置であって、前記制御システムが、前記所望のスループット・レートで動作させるべくリソグラフィック装置を制御するように適合され、かつ、前記所望のスループット・レートが、前記装置による達成が可能な最大スループット・レートより小さい場合に、前記露光の精度を向上させるべく、前記サブステップの１つ又は複数に割り当てる時間を延長するように適合されたリソグラフィック装置によって達成される。

制御システムを追加し、サブステップに割り当てる時間を能動制御することにより、精度を最適化することができる。また、すべての時間を基板の露光に確実に有効利用することができるため、次の基板の到着を待機する無駄な時間が排除される。

このリソグラフィック装置は、任意選択で、前記目標部分を含んだ前記基板の表面の少なくとも一部の表面特性を測定するための測定システムをさらに備えており、前記サブステップには、前記測定システムを使用して前記基板の表面の高さ及び傾斜を測定するステップが含まれ、また、前記制御システムは、前記測定システムが実施する測定回数を増やすことができる。

測定システムを使用することにより、画像化に先立って、基板の表面の高さ及び傾斜のあらゆる変化を測定することができ、測定した表面の高さ及び傾斜を使用して、基板表面の変化による投影画像のあらゆる変化を補償することができる。この測定に費やす時間を長くすることにより、表面特性をより正確に知ることができ、延いては投影画像をより正確に補償することができるため、精度が向上する。また、測定により多くの時間を費やすことにより、すなわち測定回数を増やすことにより、一連の露光中に基板の軌道を計算し、最適焦点面を実際の基板表面により良好に適合させることができる。

前記基板は複数のデバイスを含み、前記コントローラは、基板の露出表面の縁に隣接して配置されたデバイスに対する測定回数を多くすることが有利である。

基板の縁は中心より一様性に劣り、また、より湾曲しやすいため、基板の縁に隣接して配置されたデバイスは、基板の中心近くに配置されたデバイスより表面の変化がより大きいことが期待され、したがって基板の縁に隣接して配置されたデバイスの測定により多くの時間を費やすことにより、より大きな利益が得られる。

前記サブステップには、前記基板を位置合せするステップが含まれ、また、前記制御システムは、前記位置合せステップで実行する位置合せ回数を増やすことがきることが好ましい。

基板の位置合せに費やす時間を長くすることにより、基板がより正確に位置決めされるため、後続するステップをより正確に実施することができる。

前記サブステップには、基板及び／又は装置の動作状態が変化した後、それらを整定させるステップが含まれ、また、前記制御システムは、前記整定に割り当てる時間を延長することができることが好ましい。

新しい動作状態に正確に到達させるためにはより多くの時間を必要とするため、整定時間を延長することによって精度が向上する。

前記サブステップには、前記基板テーブルを移動させるステップが含まれ、また、前記制御システムは、前記基板テーブルの移動速度を遅くすることによって前記移動に割り当てる時間を延長することができることが好ましい。

基板テーブルの移動速度をより遅くすることにより、基板テーブルの移動をより正確に制御することができ、延いては総合精度が向上する。

前記入力手段は、製造するデバイスに対する所望の精度を受け取るためのものであり、リソグラフィック装置は、
−基板をリソグラフィック装置に到着させる速度データを出力するための出力部
をさらに備え、前記制御システムを使用して、前記所望の精度に基づいて前記サブステップに時間を割り当てることによって基板を到着させる前記速度を決定することが有利である。

リソグラフィック装置は、製造するデバイスに対する所望の精度を受け取り、受け取った精度を達成するために必要な最短製造時間を計算する。この最短製造時間は、初期製造プロセスで使用し、リソグラフィック装置への基板の到着が早過ぎることなく、かつ、遅すぎることなく、適切に到着することを保証するべく出力される。したがって、スループットを最大化するだけではなく、所望する精度に基づいてリソグラフィック装置を動作させることができる。

本発明の他の態様によれば、上で定義した、対応するインタフェースによってトラックに接続される装置が提供され、前記装置と前記トラックの間で、前記インタフェースを介してスループット・レートすなわち基板を到着させる速度に関するデータが転送される。

したがって、投影装置はトラックとデータを交換することができる。このデータは、利用可能な時間内に製造されるデバイスの精度を最適化するべく投影装置によって使用され、或いは適切な速度での基板の供給を保証するべくトラックによって使用される。

本発明の他の態様によれば、
−少なくとも一部が放射線感応材料の層で被覆された基板を提供するステップと、
−放射システムを使用して投影放射ビームを提供するステップと、
−投影ビームの断面をパターン化するべくパターン化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放射線感応材料の層の目標部分に投射するステップと、
−それぞれ複数のサブステップからなる露光を実施するべく前記リソグラフィック投影装置を制御するステップと
を含み、
−所望のスループット・レートの入力を受け取るステップ
を特徴とするデバイス製造方法であって、前記制御ステップが、前記所望のスループット・レートで動作させるべくリソグラフィック投影装置を制御し、かつ、前記所望のスループット・レートが、前記装置による達成が可能な最大スループット・レートより小さい場合に、前記露光の精度を向上させるべく、前記サブステップの１つ又は複数に割り当てる時間を延長するデバイス製造方法が提供される。

この方法によれば、製造するデバイスの精度を最適化することができる。すべての時間を基板の露光に有効利用することができるため、待機時間がない。また、様々なサブステップに割り当てる時間を、精度に対するその影響に応じて能動的に割り当てることにより、デバイスの精度が改善される。

前記サブステップには、任意選択で、
−前記目標部分を含んだ前記基板の表面の少なくとも一部の表面の高さ及び傾斜を測定する
ステップが含まれ、前記測定に割り当てられる時間は、実行する測定の回数を増やすことによって延長される。

基板への画像の投影に先立って、基板の表面の高さ及び傾斜の変化を測定し、基板表面の変化を補償することにより投影画像の品質を改善することができる。

前記基板は複数のデバイスを含み、基板の露出表面の縁に隣接するデバイスに対する測定回数を増やすことが好ましい。

基板の縁は、その表面の高さ及び傾斜の変化が基板の中心より大きいことが期待されるため、基板の縁に隣接する、中心に近い基板の測定により多くの時間を費やすことにより、より大きな精度の改善が達成される。

前記サブステップには、前記基板を位置合せするステップが含まれ、実行する位置合せ回数を増やすことによって、前記位置合せステップに割り当てる時間が延長されることが好ましい。

位置合せステップにより多くの時間を費やすことは、基板の位置をより正確に知ることができ、延いてはデバイスをより正確に製造することができることを意味している。

前記サブステップには、基板及び／又は装置の動作状態が変化した後、それらを整定させるステップが含まれ、前記整定に割り当てる時間が延長されることが好ましい。

整定時間を延長することにより、動作状態をより正確に変化させることができる。

前記サブステップには、前記基板テーブルを移動させるステップが含まれ、前記基板テーブルの移動速度を遅くすることによって前記移動に割り当てる時間が延長されることが好ましい。

基板の移動速度をより遅くすることにより、基板をより正確に位置決めすることができ、延いては精度が改善される。

前記受取りステップが、製造するデバイスに対する所望の精度を受け取り、上記方法が、
−基板をリソグラフィック装置に到着させる速度データを出力するステップ
をさらに含み、前記所望の精度に基づいて前記サブステップに時間を割り当てることによって基板を到着させる前記速度が決定されることが好ましい。

デバイスに対する所望の精度が分かると、それを使用して、投影及び／又は測定ステージ内で処理時間を設定することができるため、処理するべき基板の到着に必要な速度に関する情報が得られる。したがって、投影に先立って基板に施されるプロセスの単純な持続期間によってではなく、製造するデバイスの品質によって製造プロセスをドライブすることができる。

本発明の他の態様によれば、コンピュータ・システム上で実行されると、リソグラフィック投影装置を制御する符号手段からなる、特許請求の範囲の請求項９から請求項１５までのいずれか一項に記載の方法を実施するべく前記リソグラフィック投影装置に制御するコンピュータ・プログラムが提供される。

本明細書においては、本発明による装置の、とりわけＩＣの製造における使用が参照されているが、本発明による装置は、他の多くの可能アプリケーションを有していることを明確に理解されたい。たとえば、本発明による装置は、集積光学系、磁気領域メモリのための誘導及び検出パターン、液晶表示パネル、薄膜磁気ヘッド等の製造に使用することができる。このような代替アプリケーションのコンテキストにおいては、本明細書における「レチクル」、「ウェハ」或いは「ダイ」という用語の使用はすべて、それぞれより一般的な「マスク」、「基板」及び「目標部分」という用語に置換されているものと見なすべきであることは、当分野の技術者には理解されよう。

本明細書においては、「放射」及び「ビーム」という用語は、紫外放射（たとえば、波長が３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ若しくは１２６ｎｍの放射）、ＥＵＶ（極紫外放射、たとえば５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する放射）、及びイオン・ビーム或いは電子ビームなどの粒子線を含むあらゆるタイプの電磁放射を包含するべく使用されている。

以下、本発明の実施例について、単なる実施例に過ぎないが、添付の略図を参照して説明する。

図において、対応する参照記号は、対応する部品を表している。

「実施例１」
図１は、本発明の特定の実施例によるリソグラフィック投影装置を略図で示したものである。この装置は、
−投影放射ビームＰＢ（たとえばＵＶ放射）を供給するための放射システムＥｘ、ＩＬ（この特定のケースでは、放射源ＬＡをさらに備えている）と、
−マスクＭＡ（たとえばレチクル）を保持するためのマスク・ホルダを備えた、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・ウェハ）を保持するための基板ホルダを備えた、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の対物テーブル（基板テーブル）ＷＴと、
−マスクＭＡの照射部分を基板Ｗの目標部分Ｃ（たとえば１つ又は複数のダイからなっている）に結像させるための投影システム（「レンズ」）ＰＬ（たとえば屈折レンズ系）と
を備えている。

図に示すように、この装置は透過型（たとえば透過型マスクを有する）装置であるが、一般的には、たとえば反射型装置（たとえば反射型マスクを備えた）であっても良い。別法としては、この装置は、たとえば上で参照したプログラム可能ミラー・アレイ・タイプなど、他の種類のパターン化手段を使用することも可能である。

放射源ＬＡ（たとえばＨｇランプ）は放射ビームを生成している。この放射ビームは、照明システム（イルミネータ）ＩＬに直接供給されるか、或いは、たとえばビーム拡大器Ｅｘなどの調整手段を介して供給される。イルミネータＩＬは、ビーム内の強度分布の外部及び／又は内部ラジアル・エクステント（一般に、それぞれσ−外部及びσ−内部と呼ばれている）を設定するための調整手段ＡＭを備えることができる。また、イルミネータＩＬは、通常、インテグレータＩＮ及びコンデンサＣＯなど、他の様々なコンポーネントを備えている。この方法により、マスクＭＡに衝突するビームＰＢの断面に、所望する一様な強度分布を持たせることができる。

図１に関して、放射源ＬＡをリソグラフィック投影装置のハウジング内に配置し（放射源ＬＡがたとえば水銀灯の場合にしばしば見られるように）、かつ、リソグラフィック投影装置から離して配置することにより、放射源ＬＡが生成する放射ビームをリソグラフィック投影装置に供給する（たとえば適切な誘導ミラーを使用することによって）ことができることに留意されたい。この後者のシナリオは、放射源ＬＡがエキシマ・レーザの場合にしばしば見られるシナリオである。本発明及び特許請求の範囲には、これらのシナリオの両方が包含されている。

次に、ビームＰＢが、マスク・テーブルＭＴ上に保持されているマスクＭＡによって遮断される。マスクＭＡを通過したビームＰＢは、ビームＰＢを基板Ｗの目標部分Ｃに集束させるレンズＰＬを通過する。第２の位置決め手段（及び干渉測定手段ＩＦ）を使用することにより、たとえば異なる目標部分ＣをビームＰＢの光路中に配置するべく、基板テーブルＷＴを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、たとえばマスク・ライブラリからマスクＭＡを機械的に検索した後、或いは走査中に、マスクＭＡをビームＰＢの光路に対して正確に配置することができる。通常、対物テーブルＭＴ及びＷＴの移動は、図１には明確に示されていないが、長ストローク・モジュール（粗位置決め）及び短ストローク・モジュール（精密位置決め）を使用して実現されている。しかし、ウェハ・ステッパ（ステップ・アンド・スキャン装置ではなく）の場合、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で良く、或いは固定することも可能である。

図に示す装置は、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、基本的に静止状態に維持され、マスク画像全体が目標部分Ｃに１回の照射（すなわち単一「フラッシュ」で）投影される。次に、基板テーブルＷＴがｘ及び／又はｙ方向にシフトされ、異なる目標部分ＣがビームＰＢによって照射される。
２．走査モードでは、所与の目標部分Ｃが単一「フラッシュ」に露光されない点を除き、ステップ・モードと基本的に同じシナリオが適用される。走査モードでは、マスク・テーブルＭＴを所与の方向（いわゆる「走査方向」、たとえばｙ方向）に速度νで移動させることができるため、投影ビームＰＢでマスク画像を走査し、かつ、基板テーブルＷＴを同時に同じ方向又は逆方向に、速度Ｖ＝Ｍνで移動させることができる。ＭはレンズＰＬの倍率である（通常、Ｍ＝１／４若しくはＭ＝１／５）。この方法によれば、解像度を犠牲にすることなく、比較的大きい目標部分Ｃを露光することができる。

図２は、本発明の第１の実施例における基板の処理を略図で示したものである。この基板処理は、３つのセクションに分割される。入力／出力セクション２は、処理の準備が整ったブランク基板を受け取り、処理済みの基板を送り出している。予備処理／事後処理セクションすなわちトラック４は、デバイスを製造するべく、画像化のための準備及び画像化後の準備を整えるための様々な処理を基板に施している。最後に、スキャナ装置６によって、製造すべきデバイスのパターンを使用して基板が露光される。スキャナ装置６は、コントローラ２０によって制御されている。

基板の処理は以下の通りである。入力／出力セクション２が位置８でブランク基板を受け取る。この基板は、次に、様々な予備画像化ステップ１０を通過する。これらの予備画像化ステップ１０は、製造するデバイスによって様々であるが、通常、プライミング、レジスト・コーティング及びソフト・ベークが含まれている。基板は、次にスキャナ・セクション６にもたらされ、測定セクション１２で、基板を露光する際に補償すべきあらゆる表面の高さ若しくは傾斜の変化が正確に測定される。測定が完了した基板は、露光セクション１４に引き渡され、そこでマスクからのパターンに露光される。露光が完了すると、製造するデバイスの性質に応じて様々な露光後プロセス１６が施される。通常、これらの露光後プロセスには、露光後ベーク、現像、ハード・ベーク及び画像フィーチャの測定／検査が含まれている。最後に、出力セクション１８に基板が引き渡され、リソグラフィック投影装置から除去される。リソグラフィック投影装置から除去された基板は、引き続いて個々のデバイスに分割される。

露光前プロセス１０には一定の時間を要するため、画像化すべき基板をスキャナ６に安定して供給することができる。基板の各々には、所与のバッチで同じ露光前プロセスが適用されるため、スキャナ６への供給速度は一定である。スキャナ６への供給速度に関するデータは、トラック４によってコントローラ２０の入力部２１に供給される。したがってコントローラ２０は、スキャナ６が個々の基板に費やすことができる最長時間を計算することができる。したがってコントローラ２０は、スキャナ６が常に使用状態にあるように、スキャナ６に必要なサブステップの各々に時間を割り当てることができるため、スキャナ６による処理が完了した後、予備画像化プロセス１０からの新しい基板の到着を待機するために費やされる無駄な時間は存在しない。

スキャナ６における適切な処理時間を達成するためには、コントローラ２０は、構成プロセスすなわちスキャナで実施されるサブステップの各々に時間を割り当てている。たとえば、基板は、測定に先立って整列させた後、測定し、続いて露光セクションに移動させ、もう一度整列させた後、露光し、続いてスキャナから送り出さなければならない。

コントローラは、様々な方法を使用して、サブステップの各々に割り当てる時間を決定することができる。第１の方法では、コントローラは、製造するデバイスの性質に応じて、また、サブステップの持続期間を変化させることによる、製造する最終デバイスの精度に対する効果についての知識に応じて、サブステップの各々の持続期間を選択的に変化させることができる。たとえば、基板の整列に費やす時間を延長することにより、これらのプロセスの開始に先立って、より正確に基板が位置決めされるため、より正確に測定し、かつ、画像化することができる。別法としては、より低速で移動する対象物は、そのより正確な制御がより容易であるため、基板テーブルの移動速度を遅くすることも可能である。同様に、アイテムが移動した後若しくは動作パラメータが変化した後に許容される整定時間を、リソグラフィック投影装置内で延長することも可能である。他のオプションは、基板の測定に費やす時間を延長すること、つまり測定回数を増やすことであり、それにより基板の軌跡を計算し、最適焦点面を実際の基板表面により良好に適合させることができる。精度に対するこれらの手段の各々による効果は、理論的に、或いは実験によって決定することができる。

第２の方法の場合、コントローラ２０はより複雑である。所与の基板上では、製造されるデバイスは、基板の中心に向かうほど、基板の外縁に製造されるデバイスより正確になる傾向がある。これは、基板の縁がより湾曲しやすく、縁に隣接して製造されるデバイスの精度に影響を及ぼしていることによるものである。図３は、基板上のダイの可能な配列の１つを示したものである。円形の基板２２は、その表面全体に一様に間隔を隔てて配列されたダイを有している。コントローラ２０は、より多くの時間が基板上の外側のダイの測定すなわち画像化に費やされるようにプロセスを制御することができる。たとえば、ダイ２４は、すべて基板２２の縁に隣接しており、したがって縁に隣接していないダイより多くの時間がこれらのダイの処理に費やされる。コントローラ２０は、様々な方法を使用して、どのダイにより多くの処理時間を費やすべきかを決定することができる。最も単純な方法は、基板の縁に隣接しているすべてのダイを、他のダイより長い時間をかけて処理することを単純に定義することであるが、もっと複雑な制御を使用することも可能であり、たとえば所与のダイの処理に費やす時間の長さを、基板の縁からの距離に応じて変化させることができる。この処理時間の変更は、ウェハ上の所与の位置におけるダイに対する処理時間の延長によって得られる相対利益の実験データに基づいて実施される。

したがって、この実施例による装置は、基板が到着してから次の基板が到着するまでの間のすべての時間に渡るスキャナ６の利用を可能にしており、基板の到着を待機する必要はない。この装置は、利用可能なすべての時間に渡って常に使用状態にあるため、この装置を使用して製造されるデバイスの精度が改善されるが、また、コントローラ２０によってデバイスの精度が最適化されるため、利用可能時間の間、確実に最良の精度が得られる。

この実施例の説明は、製造プロセスのクリティカル・パスにおける制限プロセスが露光前プロセス１０であると仮定しているが、露光後プロセス１６などの他のあらゆるプロセスも制限プロセスになり得る。この装置は、制限プロセスによって得られた時間に関するデータを単純にコントローラ２０の入力部２１に供給することによって、容易にこれに適合することができる。

この実施例の制御システムは、改装を施すことによって既存の装置に適合させることができ、それにより、その構造に若干の改変を加えるだけで既存の装置の精度を改善することができる。

以上、基板の測定を実施するスキャナ６について説明したが、基板を測定していない装置に制御システムを適用することも可能であり、また、上で説明した二重ステージ装置のみならず、単一若しくは多重ステージのスキャナに制御システムを適用することも可能である。

「実施例２」
図４は、本発明の第２の実施例による製造プロセスを示したものである。この実施例の構造は、以下の説明を除き、第１の実施例の構造と同じである。

この実施例では、コントローラ３０は、スキャナ・セクション６内で製造されるデバイスの精度を最適化している。必要な精度は、コントローラ３０の入力部２６に入力される。この精度は、たとえば最大オーバレイ誤差ベクトル、つまりｘ方向若しくはｙ方向における最大オーバレイ誤差として表現することができる。コントローラ３０は、この情報を、記憶されている、製造するデバイスの所与の処理時間に対する精度に関するデータと共に使用して、スキャナ６内における総処理時間を設定し、設定した総処理時間を出力部２８を介してトラック４に出力している。トラック４は、スキャナ６内での処理時間に必要な速度で基板が供給されるよう、予備画像化プロセス１０を実行している。

総時間は、必要な精度を有する基板を製造するための最も速い方法としてコントローラ３０によって計算される。製造するデバイスのプロセス時間に対する精度に関するデータは、コントローラ３０に記憶されている。目標精度を達成するための時間を変更することにより、第１の実施例の方法を使用することができる。また、精度に対する各プロセスの持続期間の影響に関する知識を使用して、必要な精度に対する製造時間が最短化される。

最初にコントローラ３０によって計算された処理時間が、トラック４によって予備画像化プロセス１０から基板を提供することができる最大速度未満である場合、この情報がコントローラ３０の入力部２１に帰還され、コントローラ３０は、第１の実施例で説明した、基板を供給する速度に応じて精度が決定されるモードに動作を切り換える。これにより最高品質のデバイスが確実に製造され、かつ、スキャナ・セクション６内での不要な待機時間が存在しない。

実験データ
以下の表は、製造するデバイスの精度を改善するための、ステッパ若しくはスキャナ内での、通常は使用されない待機時間の使用による効果を示したものである。実験は、露光に先立つ遅延が存在せず、かつ、露光後の遅延がわずかに４５ｍｓである広く知られている処理と、露光に先立って余分に４００ｍｓの待機時間を使用し、かつ、露光後に標準の４５ｍｓの待機時間を使用した改良型処理と、露光の前後にそれぞれ余分に４００ｍｓの待機時間を使用した改良型処理の３つの条件で実施された。この余分の時間を使用して、基板テーブルがステッパ装置内を移動する前、若しくは移動した後の整定時間が延長された。

露光前後の整定時間を延長することにより、製造するデバイスの精度が改善されることが分かる。しかしながら、この状況の場合、露光に先立って４００ｍｓの遅延を使用した２組の結果の間の極めてわずかな差が示すように、露光後よりも露光前により多くの時間を使用する方が利益が大きい。２組の結果は極めて類似しており、露光後にさらに４００ｍｓ遅延させても、それによる利益は、露光に先立つ４００ｍｓの遅延より小さいことを示している。

この実験は、ステッパ若しくはスキャナ内で浪費される待機時間を利用することによって如何にプロセスの精度が改善されるかを示しているが、このデータは、得られる精度と時間を相関させることにより、所与の精度でのデバイスの製造にも適用することができる。

以上、本発明の特定の実施例について説明したが、説明した以外の方法で本発明を実践することができることは理解されよう。以上の説明は、本発明を制限することを意図したものではない。

本発明の一実施例によるリソグラフィック投影装置を示す図である。 本発明の第１の実施例によるリソグラフィック投影プロセスを示す図である。 基板上のダイの一配列を示す図である。 本発明の第２の実施例によるリソグラフィック投影プロセスを示す図である。

符号の説明

２ 入力／出力セクション
４ トラック
６ スキャナ装置（スキャナ・セクション）
８ 入力／出力セクションがブランク基板を受け取る位置
１０ 予備画像化ステップ（露光前プロセス）
１２ 測定セクション
１４ 露光セクション
１６ 露光後プロセス
１８ 出力セクション
２０、３０ コントローラ
２１、２６ コントローラの入力部
２２ 円形基板
２４ ダイ
２８ コントローラの出力部
ＡＭ 調整手段
Ｃ 目標部分
ＣＯ コンデンサ
Ｅｘ、ＩＬ 放射システム（照明システム（イルミネータ）、ビーム拡大器）
ＩＦ 干渉測定手段
ＩＮ インテグレータ
ＬＡ 放射源
ＭＡ マスク
ＭＴ 第１の対物テーブル（マスク・テーブル）
ＰＢ 投影放射ビーム
ＰＬ 投影システム（レンズ）
Ｗ 基板
ＷＴ 第２の対物テーブル（基板テーブル）

Claims (16)

1. 基板上のデバイスを露光するためのリソグラフィック投影装置であって、
   投影放射ビームを提供するための放射システムと、
   前記投影ビームを所望のパターンに従ってパターン化するべく機能するパターン化手段を支持するための支持構造と、
   前記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前記基板の目標部分に投射するための投影システムと、
   それぞれ複数のサブステップを含んだ露光を実行するべく前記リソグラフィック投影装置を制御するための制御システムとを備え、
   所望するスループット・レートを受け取るための入力手段を特徴とし、前記制御システムが、前記所望のスループット・レートで動作させるべく前記リソグラフィック装置を制御するように適合され、かつ、前記所望のスループット・レートが、前記装置による達成が可能な最大スループット・レートより小さい場合に、前記露光の精度を向上させるべく、前記サブステップの１つ又は複数に割り当てる時間を延長するように適合されたリソグラフィック投影装置。
2. 前記目標部分を含んだ前記基板の表面の少なくとも一部の表面特性を測定するための測定システムをさらに備え、前記サブステップが、前記測定システムを使用して前記基板の表面の高さ及び傾斜を測定するステップを含み、前記制御システムが、前記測定システムが実施する測定回数を増やすことができる、請求項１に記載の装置。
3. 前記基板が複数のデバイスを含み、前記コントローラが、前記基板の露光表面の縁に隣接して配置されたデバイスに対する測定回数を多くする、請求項２に記載の装置。
4. 前記サブステップが、前記基板を位置合せするステップを含み、前記制御システムが、前記位置合せステップで実行する位置合せ回数を増やすことができる、請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の装置。
5. 前記サブステップが、前記基板及び／又は装置の動作状態が変化した後、それらを整定させるステップを含み、前記制御システムが、前記整定に割り当てる時間を延長することができる、請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の装置。
6. 前記サブステップが、前記基板テーブルを移動させるステップを含み、前記制御システムが、前記基板テーブルの移動速度を遅くすることによって前記移動に割り当てる時間を延長することができる、請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の装置。
7. 前記入力手段が、製造するデバイスに対する所望の精度を受け取るためのものであり、前記リソグラフィック投影装置が、
   基板を前記リソグラフィック投影装置に到着させる速度データを出力するための出力部をさらに備え、前記制御システムを使用して、前記所望の精度に基づいて前記サブステップに時間を割り当てることによって基板を到着させる前記速度が決定される、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。
8. 対応するインタフェースによってトラックに接続され、前記装置と前記トラックの間で、前記インタフェースを介して前記スループット・レートすなわち基板を到着させる速度に関するデータが転送される、請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の装置。
9. リソグラフィック投影装置のためのデバイス製造方法であって、
   少なくとも一部が放射線感応材料の層で被覆された基板を提供するステップと、
   放射システムを使用して投影放射ビームを提供するステップと、
   前記投影ビームの断面をパターン化するべくパターン化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前記放射線感応材料の層の目標部分に投射するステップと、
   それぞれ複数のサブステップからなる露光を実施するべく前記リソグラフィック投影装置を制御するステップとを含み、
   所望のスループット・レートの入力を受け取るステップを特徴とし、前記制御ステップが、前記所望のスループット・レートで動作させるべく前記リソグラフィック投影装置を制御し、かつ、前記所望のスループット・レートが、前記装置による達成が可能な最大スループット・レートより小さい場合に、前記露光の精度を向上させるべく、前記サブステップの１つ又は複数に割り当てる時間を延長する方法。
10. 前記サブステップが、
    前記目標部分を含んだ前記基板の表面の少なくとも一部の表面の高さ及び傾斜を測定するステップを含み、前記測定に割り当てられる時間が、実行する測定の回数を増やすことによって延長される、請求項９に記載の方法。
11. 前記基板が複数のデバイスを含み、前記基板の露光表面の縁に隣接するデバイスに対する測定回数が増える、請求項１０に記載の方法。
12. 前記サブステップが前記基板を位置合せするステップを含み、実行する位置合せ回数を増やすことによって前記位置合せステップに割り当てられる時間が延長される、請求項９から請求項１１までのいずれか一項に記載の方法。
13. 前記サブステップが、前記基板及び／又は装置の動作状態が変化した後、それらを整定させるステップを含み、前記整定に割り当てられる時間が延長される、請求項９から請求項１２までのいずれか一項に記載の方法。
14. 前記サブステップが前記基板テーブルを移動させるステップを含み、前記基板テーブルの移動速度を遅くすることによって前記移動に割り当てられる時間が延長される、請求項９から請求項１３までのいずれか一項に記載の方法またはコンピュータ・プログラム。
15. 前記受取りステップが、製造するデバイスに対する所望の精度を受け取り、前記方法が、
    基板を前記リソグラフィック投影装置に到着させる速度データを出力するステップをさらに含み、前記所望の精度に基づいて前記サブステップに時間を割り当てることによって基板を到着させる前記速度が決定される、請求項９から請求項１４までのいずれか一項に記載の方法。
16. リソグラフィック投影装置を制御するコンピュータ・システム上で実行されると、請求項９から請求項１５までのいずれか一項に記載の方法を実施するべく前記リソグラフィック投影装置に命令する符号手段を含む、コンピュータ・プログラム。

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