JP2005184015A - マップを決定するための方法、デバイス製造方法及びリソグラフィック装置 - Google Patents

Abstract

【課題】マップを決定するための方法、デバイス製造方法及びリソグラフィック装置を提供すること。
【解決手段】本発明の一実施例による方法には、１つの基板群に属する基板の第２の部分のマップを決定するステップが含まれている。この方法には、平均プロファイル・マップ若しくは平均高さマップを生成するべく、上記基板群に属する少なくとも１つの基板の第１の部分を測定するステップと、平均プロファイル・マップ若しくは平均高さマップに基づいて上記基板群に属する基板の第２の部分のマップを計算するステップが含まれている。計算されたマップは、後に上記基板群からの基板の高さ若しくは傾斜を決定する際に使用するべく保存される。
【選択図】図３

Description

本発明は、リソグラフィック投影装置及び方法に関する。

本明細書に使用されている「パターン化構造」という用語は、入射する放射ビームの断面に、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を付与するべく使用することができる任意の構造すなわち電界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。パターン化構造上に「表示される」パターンは、たとえば基板若しくは基板の層（たとえば、フィーチャの予備バイアス化、光学近似補正フィーチャ、位相及び／又は偏光変分技法、及び／又は多重露光技法が使用される）に最終的に転写されるパターンとは実質的に異なっていてもよいことを理解されたい。このようなパターンは、一般的には、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。パターン化構造は、反射型及び／又は透過型にすることができる。パターン化構造の実施例としては、以下の構造を挙げることができる。

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ることができる（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、且つ、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、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。この方法に対応する方法で回折格子光バルブ（ＧＬＶ）のアレイを使用することも可能であり、ＧＬＶの各々は、入射光を回折光として反射する回折格子を形成するべく、互いに対して変形可能な（たとえば電位を印加することによって）複数の反射型リボンを備えることができる。プログラム可能ミラー・アレイの他の代替実施例には、マトリックスに配列された極めて微小な（場合によっては微視的な）ミラーが使用されている。これらの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。たとえば、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微小ミラーを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、パターン化構造は、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、米国特許第５，２９６，８９１号及び第５，５２３，１９３号、並びにＰＣＴ特許出願ＷＯ９８／３８５９７号及びＷＯ９８／３３０９６号を参照されたい。これらの文書は、いずれも参照により本明細書に組み込まれている。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、必要に応じて固定若しく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具体化することができる。

プログラム可能ＬＣＤパネル：
参照により本明細書に組み込まれている米国特許第５，２２９，８７２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、必要に応じて固定若しく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具体化することができる。

支持構造は、パターン化構造を支持している（つまりパターン化構造の重量を支えている）。支持構造は、パターン化構造の配向、リソグラフィック装置の設計及び他の条件（たとえばパターン化構造が真空環境中で保持されているか否か等）に応じた方法でパターン化構造を保持している。パターン化構造の支持には、機械式クランプ技法、真空クランプ技法若しくは他のクランプ技法（たとえば、場合によっては真空条件下での静電クランプ）を使用することができる。支持構造は、たとえば必要に応じて固定若しくは移動させることができ、且つ、たとえば投影システムに対してパターン化構造を確実に所望の位置に配置することができるフレームであっても、或いはテーブルであってもよい。本明細書における「レチクル」或いは「マスク」という用語の使用はすべて、より一般的な「パターン化構造」という用語の同義語と見なすことができる。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（すなわち「レチクル」）及びマスク・テーブル（すなわち「レチクル・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構造のより広義のコンテキストの中で理解されたい。

リソグラフィック装置を使用して、表面（たとえば基板の目標部分）に所望のパターンを適用することができる。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、パターン化構造を使用して、ＩＣの個々の層に対応する回路パターンが生成され、このパターンが、放射線感応材料（たとえばレジスト）の層で被覆された基板（たとえばシリコン若しくは他の半導体材料のウェハ）上の目標部分（たとえば１つ又は複数のダイ及び／又は１つ又は複数のダイ部分からなる）に画像化される。通常、１枚のウェハには、投影システムによって順次照射される目標部分（たとえば１回の照射で１つの目標部分が照射される）に隣接するマトリックスすなわち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ているリソグラフィック投影装置には２種類の装置がある。そのうちの１つは、マスク・パターン全体を目標部分に１回で露光することによって目標部分の各々を照射する装置で、一般にウェハ・ステッパと呼ばれている。もう１つは、マスク・パターンを投影ビームで所与の基準方向（「走査」方向）に連続的に走査し、且つ、基板テーブルをこの方向に平行に、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を照射する装置で、一般にステップ・アンド・スキャン装置と呼ばれている。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。走査型の装置の場合、投影ビームは、走査方向にスリット幅を有するスリットの形態にすることができる。上で説明したリソグラフィック・デバイ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米国特許第６，０４６，７９２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（たとえばレジスト）の層で被覆された基板上に画像化される。この画像化処理手順に先立って、プライミング、レジスト・コーティング及び／又はソフト・ベークなどの様々な他の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／又は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、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本として使用されている。たとえば、これらの転写処理手順によって基板上のレジスト層をパターン化することができる。この一連の処理手順に続いて、蒸着、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、１つ又は複数のパターン化プロセスを継続することができる。これらはすべて、個々の層の生成、修正若しくは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が新しい層の各々に対して繰り返されるが、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がキャリアに実装され、或いはピンに接続される。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、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。

本明細書において参照されている基板は、たとえばトラック（通常、基板にレジスト層を塗布し、且つ、露光済みレジストを現像するツール）或いは度量衡学ツール若しくは検査ツール中で、露光前若しくは露光後に処理することができる。適用可能である場合、本明細書における開示は、このような基板処理ツール及び他の基板処理ツールに適用することができる。また、基板は、複数回に渡って処理することができるため（たとえば多層ＩＣを生成するめに）、本明細書に使用されている基板という用語は、処理済みの複数の層が既に含まれている基板を指している場合もある。

「投影システム」という用語には、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。使用される露光放射のタイプ、露光経路内における１つ又は複数の液浸液或いはガス充填領域の有無、露光経路のすべてに渡って、或いは露光経路の一部に真空が使用されているかどうかなどの要因に基づいて特定の投影システムを選択することができる。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。また、放射システムには、投影放射ビームを導き、整形し、縮小し、拡大し、パターン化し、且つ／又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は、場合によっては複数の基板テーブル（及び／又は複数のマスク・テーブル）を有するタイプの装置であり、このような「多重ステージ」デバイスの場合、追加テーブルを並列に使用することができ、或いは１つ又は複数の他のテーブルを露光のために使用している間、１つ又は複数のテーブルに対して予備ステップを実行することができる。たとえば米国特許第５，９６９，４４１号及びＰＣＴ出願第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。これらの文書は、参照により本明細書に組み込まれている。

また、リソグラフィック装置は、基板が比較的屈折率の大きい液体中（たとえば水中）に浸され、それにより投影システムの最終エレメントと基板の間の空間が充填されるタイプの装置であってもよい。また、リソグラフィック装置内の他の空間、たとえばマスクと投影システムの最初のエレメントの間に液浸液を充填することも可能である。液浸技法の使用は、当分野においては、投影システムの有効開口数を大きくすることで良く知られている。

本明細書における「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（たとえば波長の範囲が５〜２０ｎｍの極紫外放射）及び粒子線（イオン・ビーム或いは電子ビームなど）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。

本明細書においては、リソグラフィック装置の、とりわけＩＣの製造における使用が参照されているが、このような装置は、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、リソグラフィック装置は、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、ＤＮＡ分析装置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「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「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。

基板は、必ずしも完全に平らではなく、また、投影システムの焦点面における基板の水平調整、とりわけ基板の目標部分或いは基板の周辺に近い部分を可能な限り良好に水平調整することは困難である。

本発明の一実施例による表面のマップを決定する方法には、１つの基板群に属する基板の第１の部分を測定するステップと、測定ステップの結果に基づいて、上記基板群に属する少なくとも１つの基板の第２の部分のマップを計算するステップが含まれている。第１の部分は少なくとも部分的に、第２の部分と重なっている。また、他の実施例による方法には、上記基板群に属する基板の高さ若しくは傾斜を決定するステップと、決定した高さ若しくは傾斜を修正するべくマップを適用するステップが含まれている。また、本明細書においては、装置（たとえば測定装置及び／又はリソグラフィック装置）及びこのような方法を実行するための命令を含んだコンピュータ可読媒体を開示する。

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。

本発明の実施例には、たとえば、レベル・センサでは測定することができない部分の基板の高さ若しくは傾斜のより正確な決定を可能にするべく使用することができる方法及び装置が包含されている。

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、以下に列記するアイテムを備えている。

放射システム：
投影放射ビーム（たとえばＵＶ放射若しくはＥＵＶ放射）を供給（たとえば供給することができる構造を有する）するべく構成された放射システムである。この特定の実施例では、放射システムＲＳは、放射源ＳＯ、ビーム引渡しシステムＢＤ及び照明システムＩＬを備えている。照明システムＩＬには、照明モードを設定するための調整構造ＡＭ、インテグレータＩＮ及び集光光学系ＣＯが含まれている。

支持構造：
投影ビームをパターン化することができるパターン化構造を支持するべく構成された支持構造である。この実施例では、第１の対物テーブル（マスク・テーブル）ＭＴは、マスクＭＡ（たとえばレチクル）を保持するためのマスク・ホルダを備えており、マスクをアイテムＰＬに対して正確に位置決めするための第１の位置決め構造ＰＭに接続されている。

第２の対物テーブル（基板テーブル）：
基板を保持するべく構成された第２の対物テーブル（基板テーブル）である。この実施例では、基板テーブルＷＴは、基板Ｗ（たとえばレジスト被覆半導体ウェハ）を保持するための基板ホルダを備えており、基板をアイテムＰＬに対して正確に位置決めするための第２の位置決め構造ＰＷ、及びレンズＰＬに対する基板及び／又は基板テーブルの位置を正確に指示するべく構成された（たとえば干渉）測定構造ＩＦに接続されている。

投影システム（「レンズ」）：
パターン化されたビームを投射するべく構成された投影システム（「レンズ」）である。この実施例では、投影システムＰＬ（たとえば屈折レンズ群、カタディオプトリック系若しくはカトプトリック系及び／又はミラー系）は、マスクＭＡの照射部分を基板Ｗの目標部分Ｃ（たとえば１つ又は複数のダイ及び／又は１つ又は複数のダイ部分からなる）に結像させるべく構成されている。別法としては、投影システムに二次ソースの画像を投影させることも可能であり、その場合、プログラム可能パターン化構造のエレメントをシャッタとして作用させることができる。また、投影システムは、たとえば二次ソースを形成し、且つ、基板に微小スポットを投影するべく微小レンズ・アレイ（ＭＬＡ）を備えることができる。

図に示すように、この装置は透過型の装置である（たとえば透過型マスクを有している）が、一般的にはたとえば反射型（たとえば反射型マスクを備えた）装置であってもよい。別法としては、この装置は、たとえば上で参照したタイプのプログラム可能ミラー・アレイなどの他の種類のパターン化構造を使用することも可能である。

放射源ＳＯ（たとえば水銀灯、エキシマ・レーザ、電子銃、レーザ生成プラズマ源すなわち放電プラズマ源、或いはストレイジ・リング若しくはシンクロトロン内の電子ビームの経路の周りに設けられたアンジュレータ）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、或いは調節構造すなわち電界を介して供給される。たとえば、ビーム引渡しシステムＢＤは、適切な誘導ミラー及び／又はビーム拡大器を備えることができる。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構造すなわち電界ＡＭを備えており、投影ビームによってたとえば基板に引き渡される放射エネルギーの角分布に影響を及ぼすことができる。また、この装置は、通常、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ＳＯ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ＳＯがたとえば水銀灯の場合にしばしば見られるように）、且つ、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ＳＯ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ことができる（たとえば適切な誘導ミラーを使用して）ことに留意されたい。この後者のシナリオは、放射源ＳＯ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（或いはマスクＭＡで選択的に反射した）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の位置決め構造ＰＷ（及び干渉測定構造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の位置決め構造ＰＭ（及び場合によってはもう１つの位置センサ）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が、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。マスクＭＡ及び基板Ｗは、マスク位置合せマークＭ１、Ｍ２及び基板位置合せマークＰ１、Ｐ２を使用して整列させることができる。

図に示す装置は、以下に示すいくつか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
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。ステップ・モードでは、露光視野の最大サイズによって、単一静止露光で画像化される目標部分Ｃのサイズが制限される。

２．走査モード
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、基本的にステップ・モードと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ｖ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することができ、同時に基板テーブルＷＴが同じ方向又は逆方向に、速度Ｖ＝Ｍｖで移動する。ＭはレンズＰＬの倍率である（通常、Ｍ＝１／４若しくはＭ＝１／５）。マスク・テーブルＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度及び方向は、倍率、縮小率及び／又は投影システムＰＬの画像反転特性によって決まる。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。走査モードでは、露光視野の最大サイズによって、単一動的露光における目標部分の幅（非走査方向の）が制限され、且つ、走査運動の長さによって目標部分の高さ（走査方向の）が左右される。

３．他のモード
プログラム可能パターン化構造を保持するべくマスク・テーブルＭＴが基本的に静止状態に維持され、投影ビームに付与されたパターンが目標部分Ｃに投影されている間、基板テーブルＷＴが移動若しくは走査される。このモードでは、通常、パルス放射源が使用され、走査中、基板テーブルＷＴが移動する毎に、或いは連続する放射パルスと放射パルスの間に、必要に応じてプログラム可能パターン化構造が更新される。この動作モードは、上で参照したタイプのプログラム可能ミラー・アレイなどのプログラム可能パターン化構造を利用しているマスクレス・リソグラフィに容易に適用することができる。

上で説明した使用モードの組合せ及び／又はその変形形態若しくは全く異なる使用モードを使用することも可能である。

次に、従来技術について、多数の目標部分Ｃ_ｉ（ｉ＝１、２、．．．）に分割された基板Ｗを略図で示す図２ｂを参照して考察する。本明細書に使用されている基板Ｗという用語は、露光に使用することができる、たとえば焦点縁クリアランス領域を除く基板Ｗの領域として広義に解釈されたい。

基板Ｗへのパターンの画像化は、通常、レンズ或いはミラーなどの光エレメントを使用して実施される。鮮明な画像を生成するためには、光エレメントの焦点面に基板上のレジスト層を配置しなければならない。したがって従来技術では、露光する目標部分Ｃ_ｉの高さを測定し、これらの測定に基づいて、たとえば基板Ｗが配置されている（図示せず）基板テーブルを移動させることによって光エレメントに対する基板Ｗの高さを調整している。基板Ｗは完全に平らな対象物ではないため、目標部分Ｃ_ｉ全体のレジスト層を光学系の焦点面に正確に配置することは不可能であり、従来技術にできることは、せいぜい基板Ｗを可能な限り良好に配置することだけである。

また、基板Ｗの頂部表面を焦点面に可能な限り良好に配置するために、基板Ｗの配向を変更することも可能である。レジスト層を焦点面に可能な限り良好に配置するべく、基板テーブルを６自由度のすべてにおいて並進させ、回転させ、或いは傾斜させることができる。これは、すべての目標部分Ｃ_ｉに対して必要であるが、これらの目標部分は、通常、縁の存在によって傾斜しているため、とりわけ基板の縁に位置する目標部分に対して必要である。

光エレメントに対する基板Ｗの最適位置を決定するために、たとえば米国特許第５，１９１，２００号に記載されているように、レベル・センサを使用して基板Ｗの表面を測定することができる。この手順は、基板Ｗの露光中の部分或いは次に露光する部分を測定することによって露光中に実施することができる（オン・ザ・フライ）が、予め基板Ｗの表面を測定することも可能である。この後者の手法は、遠隔位置で実施することも可能である。後者の場合、いわゆる高さマップの形で測定結果を保存することができ、且つ、基板Ｗを光エレメントの焦点面に対して配置するべく露光中に使用することができる。

いずれの場合においても、特定の領域の高さを決定するレベル・センサを使用して基板Ｗの頂部表面を測定することができる。この特定の領域は、図２に示すように、幅が目標部分Ｃ_ｉの幅に概ね等しく、且つ、長さが目標部分Ｃ_ｉの長さの一部でしかないスリット１０であってもよい。目標部分Ｃ_ｉの高さマップは、目標部分Ｃ_ｉを矢印Ａの方向に走査することによって測定することができる。たとえば４スポット測定若しくは８スポット測定などの多重スポット測定を適用することにより、レベル・サンサによって基板の高さが決定される。スポット１１はスリット１０の全体に広がっており、異なるスポット１１から得られる測値に基づいて高さマップが作成される。

しかしながら、図２で測定されている目標部分Ｃ_１の場合のように、目標部分Ｃ_ｉが基板Ｗの縁にあり、且つ、スポットを投射するレベル・センサが部分的に基板Ｗの外側に位置している領域にある場合、上で説明した手順を首尾良く適用することは困難であり、或いは不可能である。スリット１０が矢印Ａの方向に移動すると、多数のスポット１１の一部若しくはすべてが基板Ｗの表面の外側に投射されることになり、目標部分Ｃ_１のその部分に対する正確なスポット測定は不可能である。したがって、スポット測定でカバーすることができる目標部分Ｃ_１の範囲が不適切であるため、目標部分Ｃ_１に対する基板高さの決定は、その質が劣り、さらには、必要な組合せのスポット測値を利用することができない場合、高さの決定自体が不可能になる可能性がある。基板Ｗに投射されるレベル・センサのスポット１１の組合せが必要な組合せより少ない場合、とりわけ目標部分Ｃ_１の傾斜の決定が不可能になり、或いは決定の質が悪くなる。目標部分Ｃ_５についても同様である。

目標部分Ｃは複数のチップからなっているため、正確にパターンが投影されることが望ましい。目標部分Ｃの一部が基板Ｗ上に存在しない場合であっても、チップのいくつかは完全に基板上に存在しており、有効な製品になる。

従来技術によれば、目標部分Ｃの高さ、若しくはレベル・センサを使用してもはや正確に測定することができない目標部分Ｃの部分は、基板Ｗ上の隣接する領域に作成される高さマップの補外に基づいて決定されている。図２から分かるように、必要な組合せのスポットが基板Ｗの境界内に完全に存在していないため、走査中の目標部分Ｃ_１の頂部部分を正確に測定することは不可能である。したがって目標部分Ｃ_１の頂部部分の高さマップは、周囲の領域、たとえば隣接する目標部分Ｃ_２などに対する実施済みの測定に基づいて作成され、或いは同じ目標部分Ｃ_１の下部部分に対する実施済みの測定に基づいて作成されている。隣接するこれらの領域の高さマップの結果は、補外を使用して作成されている。測定することができない領域の傾斜は、隣接する領域に対して決定される傾斜に等しいと仮定されており、一方、高さは、線形補外を使用して補外されている。

しかしながらこの補外が適切であるのは、基板Ｗ上の隣接する領域が（実質的に）平らな平面上に存在している場合のみであり、この条件が必ずしも常に満たされることはなく、とりわけ基板Ｗの縁では表面が湾曲していることがしばしばであることは明らかである。この湾曲は、基板Ｗ自体の形状によるものである場合もあるが、基板Ｗに施される研磨工程などの処理による場合もあり、或いは基板Ｗをクランプする基礎基板ステージによる場合もある。湾曲する原因は様々であり、したがって湾曲の形状も様々である。

図２ａには、リソグラフィック投影装置のマスクＭＡと基板テーブルＷＴの間のセクション１４が示されている。このセクション１４には、いわゆる投影システムＰＬ（たとえば図１に示すような投影システム）が提供されている。投影システムＰＬには、当分野の技術者に知られているように、投影放射ビームＰＢを導き、且つ、条件付けするための複数のエレメントが含まれている。投影システムＰＬを通過した投影放射ビームＰＢは、基板テーブルＷＴ上の基板Ｗの表面に当たる。ウェハ・テーブルＷＴについては、図３を参照して以下でより詳細に考察する。

基板テーブルＷＴは、アクチュエータ２３に接続されている。これらのアクチュエータ２３は、中央処理装置（ＣＰＵ）８及び記憶装置９を備えた制御デバイス６に接続されている。中央処理装置８は、さらに、ウェハ・テーブルＷＴ若しくはウェハ・テーブル・ホルダの実際の位置を、たとえば電気的（容量的、誘導的）若しくは光学的（たとえば図１に示すように干渉的）に測定しているセンサ２５から情報を受け取っている。

また、ＣＰＵ８は、投影ビームＰＢが基板表面に当たる基板上の目標領域から高さ情報及び／又は傾斜情報を測定しているセンサ１５から入力を受け取っている。このセンサ１５は、以下、レベル・センサＬＳとも呼ぶ。このレベル・センサには、たとえば光センサを使用することができ、別法としては、（たとえば）空気圧センサ若しくは容量センサが意図されている。米国特許第５，１９１，２００号に記載されているように、このセンサには、ウェハの表面で反射する投影回折格子の画像と固定検出回折格子の画像の間に形成されるモアレ・パターンを利用した光センサを使用することが望ましい。また、レベル・センサ１５は、複数の位置の垂直方向の高さを同時に測定し、且つ／又は個々の位置における微小領域の平均高さを測定し、それにより高空間周波数の非平面度を平均化することが望ましい。図２ａに示す構造は、光源２、投影光学系（図示せず）及び検出光学系（図示せず）を備えている。センサ１５は、ＣＰＵ８に供給される高さ依存信号を生成している。

レベル検出方法は、多重スポット・センサ１５（たとえば４検出領域若しくは８検出領域）を使用し、図２ｂに示し、且つ、以下でさらに考察するスリット１０などの微小領域の平均高さを測定することができる。

上で既に考察したように、図２ｂは、異なる目標部分Ｃ_ｉ（ｉ＝１、２、．．．）に分割された基板Ｗの一部を示したものである。基板Ｗの形状は円形であり、また、目標部分Ｃは長方形の形で形成されているため、基板Ｗの縁の近傍に位置する目標部分Ｃは、そのすべてが完全に基板Ｗ上に存在していない。レベル・センサを使用して基板Ｗの高さマップを決定する場合（たとえば、目標部分Ｃをスリット１０などの測定領域で走査することによって）、高さ及び／又は傾斜を目標部分Ｃ_１全体に渡って首尾良く決定することはできない。スリット１０が矢印Ａの方向に移動すると、多数のスポット１１の一部若しくはすべてが基板Ｗの表面の外側に投射されることになり、目標部分Ｃ_１のその部分に対する正確なスポット測定は不可能である。したがって、スポット測定でカバーすることができる目標部分Ｃ_１の範囲が不適切であるため、目標部分Ｃ_１に対する基板高さの決定は、その質が劣り、さらには、利用可能なスポット測値の組合せが必要な組合せより少ない場合、決定自体が不可能になる可能性がある。基板Ｗに投射されるレベル・センサのスポット１１の組合せが必要な組合せより少ない場合、とりわけ目標部分Ｃ_１の傾斜の決定が不可能になり、或いは決定の質が悪くなる。

従来技術によれば、レベル・センサを使用して正確に測定することができない部分の基板Ｗの高さマップは、隣接する正確な測定が可能な領域の高さマップの補外によって作成することができる。隣接するこれらの領域には、隣接している目標部分Ｃ_２若しくはＣ_３を使用することができるが、同じ目標部分Ｃ_１の正確な測定が可能な部分を使用することもできる。

基板Ｗは、通常、基板Ｗの縁の近傍で湾曲しているため、隣接する領域に対して決定された高さマップの絶対的な補外では高さマップが正確に決定されない可能性がある。

本発明のいくつかの実施例は、同様の環境に晒された基板Ｗ（特定のバッチからの基板Ｗ、同様の処理工程を経た基板Ｗ及び／又は同じチャックにクランプされている基板Ｗなど）は、その縁の近傍が同じように湾曲することが期待される、という見解の上に立っている。この湾曲の形状が分かると、より正確に補外を実施することができる。基板の形状は平均高さマップによって記述されるが、この平均高さマップには、特定の状況下での特定の基板の一般形状に関する情報が含まれている。このような平均高さマップからの情報を使用することにより、隣接する領域からの補外を正確に実施することができる。

平均高さマップを作成し、且つ、使用して、レベル・センサでは正確に測定することができない基板Ｗ上の領域の高さマップを決定することができる。平均高さマップは、バッチからの既知の基板Ｗの形状などの異なる情報に基づいて作成することができる。また、基板Ｗに施される処理工程の既知の効果、たとえば基板Ｗの研磨に使用される方法などを平均高さマップを作成するための基本にすることも可能である。また、平均高さマップは、基板Ｗを配置するチャックの平面度マップに基づくことも可能であり、さらには基底石の湾曲を考慮することも可能である。

図３は、基板テーブルＷＴ、ミラー・ブロックＭＢ、空気クッション発生装置２１及び石２２を備えたチャック２０上に配置された基板Ｗを示したものである。ミラー・ブロックＭＢは、チャックの位置、間接的には基板Ｗの位置を決定するべく干渉計（図３には図示せず）が使用することができるミラーを備えている。石２２は、空気クッション発生装置２１が配置された、がっちりした基礎であることが仮定されている。ミラー・ブロックＭＢは、たとえばミラー・ブロックＭＢを振動のない状態で配置するべく空気クッション発生装置２１の頂部に配置することができる。ミラー・ブロックＭＢと空気クッション発生装置２１の間に、ミラー・ブロックＭＢを正確に位置決めするためのアクチュエータ２３が配置されている。ミラー・ブロックＭＢの上には、基板Ｗを配置することができる複数のピンプルを備えた基板テーブルＷＴが配置されている。

図３は、基板Ｗの頂部表面が完全に平らでなくてもよいことを略図で示したものである。実際には、基板Ｗの下部表面も完全に平らでなくてもよいが、ここで関係しているのは、結果として得られる頂部表面の形状のみであるため、図３には頂部表面のみが非平坦表面として示されている。基板Ｗは、クランプ機構（図示せず）によって基板テーブルＷＴにクランプされている。このようなクランプ機構には、たとえば電磁クランプ機構若しくは真空クランプ機構を使用することができる。

既に言及したように、基板Ｗの縁の近傍における基板Ｗの湾曲には、たとえば基板Ｗ自体の形状、基礎構造（基板テーブルＷＴなど）の形状、或いはチャック２０への基板のクランプに使用されるクランプ機構の影響など、多数の原因がある。本発明の一実施例によれば、これらのすべての原因が同時に考慮されるが、以下で説明するように、異なる原因を個別に取り扱うことも可能である。

図３には、さらに、センサ３０及び記憶装置３２と通信するようになされた処理ユニット３１が示されている。センサ３０は、上で考察したレベル・センサより正確に基板Ｗの表面を測定するようになされている。つまり、センサ３０は、基板Ｗの縁の近傍における基板Ｗの高さを測定することもできる。センサ３０には、たとえば図４に示すような単一スポット・レベル・センサを使用することができるが、空気ゲージ若しくは外部プロフィルメータを使用することも可能である。

図４は、基板Ｗの表面に向かって光ビームを投射するビーム発生器４０を示したものである。光ビームは基板Ｗの表面で反射し、反射した光ビームが光検出器４１によって検出される。基板Ｗは、ビーム発生器４０及び光検出器４１に対して横方向に移動する。当分野の技術者には容易に理解されるように、光検出器４１に衝突する反射ビームによって、光ビームが反射する位置における基板Ｗの高さに関する情報が提供される。したがって基板Ｗを横方向に移動させることにより、高さマップ、たとえば基板Ｗ上の位置を関数とした高さ情報からなる一組のデータを引き出すことができる。図３にはすべてセンサ３０によって代表されている干渉センサなどの別のセンサ３０を使用することも可能である。

センサ３０は、基板の縁の近傍における基板の高さマップを測定することが望ましい。センサ３０によって得られた測値は、処理ユニット３１によって処理される。処理ユニット３１は、センサ３０によって得られた測値に基づいて平均高さマップを作成し、記憶装置３２に保存する。

平均高さマップには、特定のタイプの基板Ｗの形状に関する情報が含まれている。以下で考察するように、この情報は、１つ又は複数の基板Ｗ、チャック、使用されているクランプ機構等に対する測値に基づくことができる。「平均高さマップ」という用語は、複数の測値に基づいたマップを意味しているが、単一の測値を平均高さマップの基本として使用することも可能である。単一の測値から得られる情報には、既に、特定のタイプの基板Ｗの一般形状に関する情報が含まれている。平均高さマップは、複数の測値に基づくことも当然可能である。

本明細書に使用されている「平均高さマップ」という用語は、基板表面上の複数の位置における高さ情報（ｚ（ｘ、ｙ））からなる二次元マップを意味しているが、回転情報（Ｒ_ｘ（ｘ、ｙ））からなる二次元マップを意味している場合もある。また、平均高さマップは、特定の関数ｆ（ｙ）に従う特定のｙ位置を開始点とするｙ方向の高さの補外を示す情報からなっていてもよい。したがって、高さを測定するステップと補外スキームを適用するステップの間の中間ステップとして必ずしも完全な二次元関係を計算する必要はない。

処理ユニット３１は、センサ３０によって得られた測値に基づいて平均高さマップを作図している。センサ３０は、基板Ｗの上面図である図５ａに示すように、基板Ｗの縁に対して直角をなす１本の線ＡＡに沿って基板Ｗの高さマップを測定することができる。このような測定に基づいて、基板Ｗの縁の近傍の湾曲に関する情報を得ることができる。平均高さマップは、線ＡＡに沿ったこの測定高さに等しいと仮定することができるが、当分野の技術者には理解されるように、線ＡＡに沿ったこの測定高さを処理し、たとえば高周波変動を円滑化することも可能である。処理ユニットは、１つ又は複数のマイクロプロセッサ若しくは他のプログラム可能ユニット（たとえばディジタル信号プロセッサ）及び／又は書替え可能ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）若しくは他の論理素子アレイなどの専用ユニット（たとえばプログラム済みユニット若しくは非プログラム式ユニット）を備えることができる。

しかし、センサ３０は、図５ａに示すように、複数の線に沿って基板Ｗの高さマップを測定することもできる。図５ａでは、センサ３０は、基板Ｗの異なる縁部分に対して直角をなす４本の線ＡＡ、ＢＢ、ＣＣ及びＤＤに沿って基板Ｗの高さを測定している。これらの線に沿って測定された高さがプロセッサ３１によって処理され、且つ／又は平均化される。

また、センサ３０を使用して、図５ｂに示すように、基板Ｗの縁に沿ったリング形領域の基板Ｗの高さを測定することができる。基板の縁に沿った湾曲は、たとえばサドル形状の湾曲など特定のタイプの基板Ｗ毎に異なっており、あらゆる種類の測定戦略を使用することができることは理解されよう。センサ３０は、たとえば１つのバッチの複数の基板Ｗの高さを測定し、その複数の基板Ｗを平均化した平均高さマップを計算することができる。

提案されているこれらの測定の少なくともいくつかは、既知の露光手順に対する追加測定であるため、時間がかかり、延いてはスループットを小さくしている。しかし、限られた量の基板Ｗ（たとえば１枚の基板）に対してのみ測定を実施し、且つ／又は基板Ｗの限られた領域（たとえば１本の線ＡＡ）に対してのみ測定を実施することが可能である。

作図された平均高さマップは、記憶装置３２に保存される。図６は、平均高さマップの２つの可能実施例Ｉ及びＩＩを示したものである。グラフＩは、基板Ｗの縁に向かって高さが高くなる平均高さマップを示しており、また、グラフＩＩは、基板Ｗの縁に向かって高さが低くなる平均高さマップを示している。

露光を施すべく基板Ｗがレベル・センサ１５によって測定されると、記憶装置３２から情報が検索される。この情報検索には、たとえば同じ処理ユニット３１を使用することができるが、別の処理ユニット（図示せず）を使用することも可能である。レベル・センサが目標部分Ｃ_ｉの完全に基板Ｗ上に位置していない部分の高さ若しくは傾斜を測定することができない場合、或いは適切に決定することができない場合、基板Ｗのその部分の高さマップを予測するべく補外が実施される。隣接する領域で得られた高さ測値の補外によって予測高さマップが作図される。図２ｂを参照すると、目標部分Ｃ_１の一部の予測高さマップを作図する場合、たとえば目標部分Ｃ_２及びＣ_３の高さ測値を使用することができる。また、目標部分Ｃ_１の他の部分から高さ測値を得ることも可能である。この予測高さマップに基づいて、基板Ｗのその部分を光学系の焦点面に対して可能な限り良好に配置するべく基板Ｗの位置及び配向を調整することができる。

本発明によるいくつかの実施例のアプリケーションでは、既に作図済みの平均高さマップを利用して隣接する高さ測値の補外を実施することができる。基板Ｗが、上向きの平均高さマップＩ（図６）を示す第１のタイプの基板の場合、この情報を補外に使用し、基板Ｗの縁の近傍の高さ若しくは傾斜をより正確に予測することができる。得られた平均高さマップに基づいて、適切な補外スキームを構築することができる。たとえば平均高さマップが基板の縁の近傍で特定の放物線形状を示す場合、これと同じ湾曲が補外領域に考慮される。また、基板Ｗの縁の近傍における基板の湾曲は、チャック２０の影響を受けるため、平均高さマップの作図は、同一若しくは類似のチャック２０に配置された基板Ｗに対して実施された測定に基づくことが望ましい。

基板の縁の近傍における基板の絶対高さに関する情報をこの平均高さマップに提供させることができ、或いは提供させないようにすることができる。たとえば縁の近傍の基板Ｗの形状に関する平均高さマップによって提供される情報のみを使用することが可能であり、したがって基板Ｗ上の隣接する領域の高さ測値から絶対高さ情報を検索することができ、且つ、相対高さ情報を平均高さマップに保存することができる。したがって平均高さマップは、平均プロファイル・マップによって表すこともできる。

上で考察した実施例では、基板Ｗの縁の近傍における基板Ｗの湾曲に影響するすべての異なる原因が同時に考慮されているが、これらの影響のうちの一部のみを考慮した平均高さマップを作図することも可能であり、たとえばクランプ機構及びチャック２０及び／又は石２２の形状によって生成される湾曲の平均高さマップを作図することができる。このような平均高さマップは、特定のチャック２０及び／又は石２２に対して一度作成するだけでよい。また、基板テーブルの影響を個別に決定することができる。基板を支持するようになされた構造の影響を考慮した平均高さ（プロファイル）マップは、基板を直接支持するための構造の形状を測定することによって決定することができるが、このような構造上に配置された基板（たとえば、表面がとりわけ平らな基板）を測定することによって決定することも可能である。

このような平均高さマップは、特定のタイプの基板Ｗの湾曲を考慮した平均高さマップ若しくは基板Ｗに施される処理工程の影響を考慮した平均高さマップと組み合わせて使用することができる。したがって、異なる原因を考慮した異なる平均高さマップを作図することができる。これらの異なる平均高さマップは、同時に使用することもできるが、可能湾曲の一部のみを考慮した平均高さマップを使用し、且つ、この平均高さマップを使用して補外を改善することも可能である。このような解決法は必ずしも最適な解決法ではないが、合理的な結果を得ることができる。

本発明の一実施例による方法には、１つの群に属する少なくとも１つの基板の少なくとも第１の部分を測定するステップが含まれている。この第１の部分は、レベル・センサ若しくは他の測定デバイスを使用して正確に測定することができる基板の一部に対応している。また、本発明による方法には、上記群に属する基板の少なくとも第１の部分から得られた測値から平均プロファイル・マップを計算するステップと、後に上記群からの基板の高さ若しくは傾斜を決定する際に使用するべく、計算した平均プロファイル・マップを保存するステップが含まれている。この平均プロファイル・マップに基づいて、上記群に属する少なくとも１つの基板の第２の部分のプロファイル・マップを計算することができる。この第２の部分は、レベル・センサ若しくは他の測定デバイスを使用して正確に測定することができない基板の一部に対応しており、したがって基板の隣接する領域の平均プロファイル・マップの補外を使用して作図される。本発明の代替実施例では、この第２の部分は、少なくとも部分的に第１の部分と重なっている。

本発明の他の実施例による方法は、１つの基板群に属する基板の少なくとも第１の部分の第１の平均プロファイル・マップを決定し、且つ、第１の平均プロファイル・マップの補外に基づいて、上記基板群に属する少なくとも１つの基板の少なくとも第２の部分を計算する方法に関している。本発明の一実施例では、第１の平均プロファイル・マップには、第１のタイプの基板に関連する、予め作成済みの平均プロファイル・マップが含まれている。上記方法には、１つの基板群に属する基板の第１の部分を測定するステップと、測定したデータを保存するステップがさらに含まれている。上記基板群に属する基板の少なくとも第１の部分の第２の平均プロファイル・マップは、測定したデータから計算することができ、後に上記基板群からの基板の高さ若しくは傾斜を決定する際に使用することができる。第１の平均プロファイル・マップ及び第２の平均プロファイル・マップのうちの少なくともいずれか１つに基づいて、上記基板群に属する少なくとも１つの基板の第２の部分のプロファイル・マップを計算することができる。本発明の一実施例では、この第２の部分は第１の部分に隣接しており、本発明の代替実施例では、この第２の部分は第１の部分に隣接し、且つ、少なくとも部分的に第１の部分と重なっている。

平均プロファイル・マップは、特定の基板群の形状に関する情報からなっている。本明細書においては、「平均高さマップ」という用語には、同じく平均プロファイル・マップが含まれている。この情報は、その基板群の基板の、レベル・センサでは測定することができない部分の高さ若しくは傾斜の決定に有利に使用することができる。本明細書に使用されている「群」という用語は、何らかの点で類似している基板群、たとえば同様の処理工程が施され、且つ／又は同様のパターン化ビームに露光された基板群、同一バッチからの基板群等を意味している。これらの基板は、たとえば基板の縁の近傍に同様の形状を有していることが仮定されている。この平均高さマップを使用することにより、より正確に補外を実施することができ、たとえば平均高さマップを使用して適切な補外スキームを構築することができる。このような方法は、とりわけ、高さの測定がより困難であり、且つ、基板が比較的大きく湾曲していることがしばしばである基板の縁の近傍に有利に使用することができる。

第１及び第２の部分は、少なくとも部分的に互いに重なっていることが望ましい。

本発明の他の実施例による方法では、基板の縁に沿った条片が第１の部分に含まれている。レベル・センサはその一部が基板の縁部分の外側に位置しているため、とりわけ基板の縁に沿った高さ測値及び傾斜測値を得ることは比較的困難である。

本発明の他の実施例による方法では、基板の縁に対してそれぞれ直角をなしている少なくとも１本の線を使用して第１の部分の測値を得ることができる。

本発明の他の実施例による方法では、露光中の基板の走査方向にそれぞれ直角若しくは平行の少なくとも１本の線を使用して第１の部分を得ることができる。

本発明の他の実施例による方法では、基板の縁に沿った条片を使用して第１の部分を得ることができる。ここで言及する第１の部分の実施例は、品質が比較的良好な平均プロファイル・マップの適用及び提供が比較的単純である。

本発明の他の実施例による方法では、単一スポット・レベル・センサを使用して第１の部分を測定することができる。単一スポット・レベル・センサは、高い精度で表面を測定することができる。

本発明の他の実施例による方法では、高さを決定する際に配置されるチャックと同じチャック若しくは同様のチャックに基板が配置されている間に、第１の部分の測定を実施することができる。基板の配置に使用されるチャックは、完全に平らではないため、使用する特定のチャックが基板の湾曲に影響を及ぼすことがある。基板の湾曲に対する影響は、チャックによって様々であるため、平均高さマップの作図は、露光中の基板の支持に使用されるチャックと同じチャックに配置された基板から得られた測値に基づいていることが望ましい。この手法が考慮することができるのは、基板の形状に対するチャックの影響のみであるが、チャックは何度も使用することができ、その影響を決定する必要があるのは１回のみである。

本発明の他の実施例による方法では、チャックは、露光中の基板の支持に使用されるクランプ機構と同様のクランプ機構を備えている。また、特定の位置での基板の保持に使用されるクランプ機構も、同じく基板の形状に影響を及ぼすことがあるため、平均高さマップを決定する際には、露光中に使用されるクランプ機構と同様のクランプ機構を使用し、それによりレベル・センサ測値及び平均高さマップを基板の水平調整に利用することが望ましい。このようなクランプ機構には、真空クランプ機構若しくは電磁クランプ機構を使用することができる。露光中における基板の形状に対するこれらのクランプ機構の影響は、一度決定するだけでよい。

本発明の他の実施例による方法では、露光中の基板が配置される基板テーブルと同じ基板テーブル若しくは同様の基板テーブルに基板が配置されている間に、基板の第１の部分の測定を実施することができる。また、平均高さマップは、基板テーブルの形状に関する情報に基づくことができる。この手法を使用して修正することができるのは、基板の形状に影響を及ぼす原因の一部のみであるが、基板テーブルは何度も使用することができ、基板の形状に対するその影響を決定する必要があるのは１回のみである。

本発明の一実施例によるデバイス製造方法には、基板を提供するステップと、照明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、投影ビームの断面にパターンを付与するべくパターン化構造を使用するステップと、パターン化された放射ビームを基板の目標部分に投射するステップと、センサを使用して基板の一部の高さ若しくは傾斜を決定するステップであって、目標部分が少なくとも１つの基板の第１の部分に隣接しているステップと、本明細書において説明したように、少なくとも１つの基板の第１の部分から得られる平均プロファイル・マップに基づいて、基板の目標部分の高さ若しくは傾斜の補外によって少なくとも１つの基板の第２の部分の高さ若しくは傾斜を決定するステップが含まれている。

本発明の他の実施例によるデバイス製造方法では、センサには多重スポット・センサを使用することができる。

本発明の一実施例によるリソグラフィック装置は、投影放射ビームを提供するための照明システムと、投影ビームの断面にパターンを付与するべく機能するパターン化構造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を備えている。このリソグラフィック装置は、さらに、１つの基板群に属する基板の少なくとも第１の部分の平均プロファイル・マップを決定するようになされており、センサ及び記憶装置と通信するようになされた処理ユニットをさらに備えている。センサ・ユニットは、上記基板群からの少なくとも１つの基板の少なくとも第１の部分を測定するようになされ、また、処理ユニットは、センサによって得られた測値に基づいて上記基板群に属する基板の少なくとも第１の部分の平均プロファイル・マップを決定するようになされている。また、記憶装置は、後に上記基板群に属する基板の高さ若しくは傾斜を決定する際に使用するべく平均プロファイル・マップを保存するようになされている。

他の実施例によるリソグラフィック装置は、投影放射ビームを提供するための照明システムと、投影ビームの断面にパターンを付与するべく機能するパターン化構造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を備えている。このリソグラフィック装置は、さらに、１つの基板群に属する基板の少なくとも第１の部分の平均プロファイル・マップを決定するようになされており、センサ及び記憶装置と通信するようになされた処理ユニットをさらに備えている。センサ・ユニットは、上記基板群からの少なくとも１つの基板の少なくとも第１の部分を測定するようになされ、記憶装置は、測定データを保存するようになされている。また、処理ユニットは、後に上記基板群に属する基板の高さ若しくは傾斜を決定する際に、センサによって得られた測値に基づいて前記基板群に属する基板の少なくとも第１の部分の平均プロファイル・マップを決定するようになされている。

本発明の一実施例による平均プロファイル・マップを決定するための方法には、基板を支持するようになされた構造の少なくとも一部の高さプロファイルを測定するステップと、上記構造によって支持された基板の平均プロファイル・マップを計算するステップと、計算した平均プロファイル・マップを、基板を露光している間に使用する高さ値及び傾斜値を後に決定する際に使用するべく保存するステップが含まれている。このような支持構造によって、該支持構造によって支持される基板の高さプロファイルが影響を受ける。基板の形状に対する特定の支持構造の影響に関する情報を使用して、レベル・センサでは正確に測定することができない部分の基板の高さプロファイルを決定するための補外スキームをより正確に構築することができる。このような支持構造には、基板の形状、たとえば基板の初期形状などに影響を及ぼすすべての原因、或いは基板に施された様々な処理工程の影響が考慮されていないが、より正確に補外することが可能である。このような方法の他の潜在的な利点は、支持構造の平均高さマップを決定する必要があるのは、特定の支持構造に対して１回のみであり、新しいバッチ毎に反復する必要がないことである。

基板に関連してここで使用されている「支持構造」という用語は、チャック、基板のクランプに使用されるクランプ機構、基板テーブル及び／又は石のうちの１つ若しくは複数を意味している。また、この用語は、一般的には、ウェハ（基板）或いはマスク（レチクル）若しくは他のパターン化構造のすべて若しくは一部を支持するために使用されるあらゆる構造を意味している。支持構造の異なる部分を考慮した異なる平均高さマップを組み合わせることができ、また、支持構造を考慮した平均高さマップと、支持構造に配置されていない基板の形状を考慮した平均高さマップを組み合わせることも可能である。

本発明の一実施例による、基板を支持するようになされた構造の少なくとも第１の部分の平均プロファイル・マップを決定するための方法には、支持構造によって支持された少なくとも１つの基板の少なくとも第１の部分を測定するステップであって、少なくとも１つの基板の第１の部分が支持構造の第１の部分によって支持されるステップと、支持構造の少なくとも第１の部分の平均プロファイル・マップを計算するステップと、計算した平均プロファイル・マップを、支持構造に配置される後続する基板の高さ若しくは傾斜を後に決定する際に使用するべく保存するステップが含まれている。

本発明の他の実施例による、基板を支持するようになされた構造の少なくとも第１の部分の平均プロファイル・マップを決定するための方法には、支持構造によって支持された少なくとも１つの基板の少なくとも第１の部分を測定するステップであって、少なくとも１つの基板の第１の部分が支持構造の第１の部分に支持されるステップと、測定データを保存するステップと、支持構造に配置される後続する基板の高さ若しくは傾斜を後に決定する際に、支持構造の少なくとも第１の部分の平均プロファイル・マップを計算するステップが含まれている。この平均プロファイル・マップには、基板に対する支持構造の影響を含めることができる。このような平均プロファイルは、支持構造から直接得られた測値に基づくことができるが、このような支持構造によって支持された基板の測値に基づくことも可能である。

本明細書においては、１つの基板群に属する基板の少なくとも第１の部分の平均プロファイル・マップを決定するための方法について説明した。また、本明細書においては、デバイス製造方法について説明し、さらに、投影放射ビームを提供するための照明システムと、投影ビームの断面にパターンを付与するべく機能するパターン化構造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を備えたリソグラフィック装置について説明した。

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特許請求する本発明を実践することができることは理解されよう。たとえば、本発明による実施例は、さらに、論理素子アレイ（たとえばプロセッサ）による実行が可能な命令（たとえば本明細書において開示した方法を記述した命令）を保存する記憶装置若しくはデータ記憶媒体（たとえばディスク或いはＣＤ−ＲＯＭなどの磁気媒体或いは位相変化媒体、若しくはＲＯＭ、ＲＡＭ、ＳＤＲＡＭ或いはフラッシュＲＡＭなどの揮発性若しくは不揮発性半導体媒体を始めとする装置若しくは媒体）を備えている。これらの実施例についての説明が、特許請求する本発明の制限を意図したものではないことに明確に留意されたい。本発明の範囲は、特許請求の範囲によってのみ決定されるものとする。

本発明の一実施例によるリソグラフィック装置の略図である。 本発明の一実施例によるリソグラフィック投影装置の一部を示す略図である。 多数の目標部分に分割された基板の略図である。 本発明の一実施例によるチャック上に配置された基板の略図である。 本発明の一実施例によるセンサの略図である。 本発明の一実施例による基板の略上面図である。 本発明の一実施例による基板の他の略上面図である。 ２つの平均高さマップを示すグラフである。

符号の説明

２ 光源
６ 制御デバイス
８ 中央処理装置（ＣＰＵ）
９、３２ 記憶装置
１０ スリット
１１ スポット
１４ マスクＭＡと基板テーブルＷＴの間のセクション
１５ センサ（レベル・センサ）
２０ チャック
２１ 空気クッション発生装置
２２ 石
２３ アクチュエータ
２５、３０ センサ
３１ 処理ユニット（プロセッサ）
４０ ビーム発生器
４１ 光検出器
ＡＭ 調整構造
ＢＤ ビーム引渡しシステム
Ｃ 目標部分
ＣＯ 集光光学系（コンデンサ）
ＩＦ 測定構造
ＩＬ 照明システム（イルミネータ）
ＩＮ インテグレータ
Ｍ１、Ｍ２ マスク位置合せマーク
ＭＡ マスク
ＭＢ ミラー・ブロック
ＭＴ 第１の対物テーブル（マスク・テーブル）
Ｐ１、Ｐ２ 基板位置合せマーク
ＰＢ ビーム
ＰＬ レンズ（投影システム）
ＰＭ 第１の位置決め構造
ＰＷ 第２の位置決め構造
ＲＳ 放射システム
ＳＯ 放射源
Ｗ 基板
ＷＴ 基板テーブル（ウェハ・テーブル）

Claims (48)

1. 表面のマップを決定する方法であって、
   １つの基板群に属する基板の第１の部分を測定するステップと、
   前記測定ステップの結果に基づいて、前記基板群に属する少なくとも１つの基板の第２の部分のマップを計算するステップであって、前記第１の部分が少なくとも部分的に前記第２の部分と重なるステップとを含む方法。
2. 前記マップに基づいて、前記基板群に属する前記基板及び他の基板のうちの少なくとも一方の高さ及び傾斜のうちの少なくともいずれかを決定するステップをさらに含む、請求項１に記載のマップを決定する方法。
3. 前記基板群に属する前記基板及び他の基板のうちの前記少なくとも一方の高さ及び傾斜のうちの少なくともいずれかを測定するステップをさらに含み、
   前記決定ステップが、高さ及び傾斜のうちの少なくともいずれかを測定する前記ステップの結果を修正するステップを含む、請求項２に記載のマップを決定する方法。
4. 前記測定ステップの間、前記基板がチャック上に配置され、
   前記決定ステップの間、前記基板及び他の基板のうちの前記少なくとも一方が、前記チャック及び前記チャックと同様の第２のチャックのうちの少なくともいずれかに配置される、請求項２に記載のマップを決定する方法。
5. 前記測定ステップの間、クランプ機構によって前記基板が前記チャックにクランプされ、
   前記決定ステップの間、前記クランプ機構及び前記クランプ機構と同様の第２のクランプ機構のうちの少なくともいずれかによって、前記基板及び他の基板のうちの前記少なくとも一方が前記チャック及び前記第２のチャックのうちの少なくともいずれかにクランプされる、請求項４に記載のマップを決定する方法。
6. 前記測定ステップの間、前記基板が基板テーブル上に配置され、
   前記決定ステップの間、前記基板及び他の基板のうちの前記少なくとも一方が、前記基板テーブル及び前記基板テーブルと同様の第２の基板テーブルのうちの少なくともいずれかに配置される、請求項２に記載のマップを決定する方法。
7. パターン化された放射ビームを、前記基板群に属する前記基板及び他の基板のうちの前記少なくとも一方の目標部分に投射するステップをさらに含む、請求項２に記載のマップを決定する方法。
8. 前記決定ステップが、前記マップに基づいて高さ及び傾斜のうちの少なくともいずれかを補外するステップを含む、請求項７に記載のマップを決定する方法。
9. 前記基板群に属する前記基板及び他の基板のうちの前記少なくとも一方の高さ及び傾斜のうちの少なくともいずれかを測定するべくセンサを使用するステップをさらに含む、請求項７に記載のマップを決定する方法。
10. 前記サンサが多重スポット・センサである、請求項９に記載のマップを決定する方法。
11. 前記測定ステップの結果を保存するステップをさらに含む、請求項１に記載のマップを決定する方法。
12. 前記第２の部分が前記基板の縁に沿った条片を備えた、請求項１に記載のマップを決定する方法。
13. 前記測定ステップが、前記基板の縁に対して直角をなす線に沿って測定するステップを含む、請求項１に記載のマップを決定する方法。
14. 前記測定ステップが、前記基板の露光中、走査方向に直角及び平行の線のうちの少なくともいずれかに沿って測定するステップを含む、請求項１に記載のマップを決定する方法。
15. 前記第１の部分が前記基板の縁に沿った条片を備えた、請求項１に記載のマップを決定する方法。
16. 前記測定ステップが、単一スポット・レベル・センサを使用するステップを含む、請求項１に記載のマップを決定する方法。
17. 前記マップが平均高さマップである、請求項１に記載のマップを決定する方法。
18. 前記マップが平均プロファイル・マップである、請求項１に記載のマップを決定する方法。
19. １つの基板群に属する基板の第１の部分を測定するようになされたセンサと、
    前記測定の結果に基づいて、前記基板群に属する少なくとも１つの基板の第２の部分のマップを計算するようになされた処理ユニットであって、前記第１の部分が少なくとも部分的に前記第２の部分と重なる処理ユニットとを備えた装置。
20. 前記マップを保存するようになされた記憶装置をさらに備えた、請求項１９に記載の装置。
21. 前記処理ユニットが、前記マップに基づいて、前記基板群に属する前記基板及び他の基板のうちの少なくとも一方の高さ及び傾斜のうちの少なくともいずれかを決定するようになされた、請求項１９に記載の装置。
22. パターン化された放射ビームを、前記基板群に属する前記基板及び他の基板のうちの前記少なくとも一方の目標部分に投射するようになされた投影システムをさらに備えた、請求項２１に記載の装置。
23. 論理素子アレイによって実行可能な、表面のマップを決定する方法を記述した命令を保存するデータ記憶媒体であって、
    １つの基板群に属する基板の第１の部分を測定するステップと、
    前記測定ステップの結果に基づいて、前記基板群に属する少なくとも１つの基板の第２の部分のマップを計算するステップであって、前記第１の部分が少なくとも部分的に前記第２の部分と重なるステップとを含むデータ記憶媒体。
24. 前記マップに基づいて、前記基板群に属する前記基板及び他の基板のうちの少なくとも一方の高さ及び傾斜のうちの少なくともいずれかを決定するステップをさらに含む、請求項２３に記載のデータ記憶媒体。
25. 前記基板群に属する前記基板及び他の基板のうちの前記少なくとも一方の高さ及び傾斜のうちの少なくともいずれかを測定するステップをさらに含み、
    前記決定ステップが、高さ及び傾斜のうちの少なくともいずれかを測定する前記ステップの結果を修正するステップを含む、請求項２４に記載のデータ記憶媒体。
26. 前記第１の部分及び前記第２の部分のうちの少なくともいずれか一方が前記基板の縁に沿った条片を備えた、請求項２３に記載のデータ記憶媒体。
27. 前記基板群に属する前記基板及び他の基板のうちの前記少なくとも一方の高さ及び傾斜のうちの少なくともいずれかを測定するステップをさらに含む、請求項２３に記載のデータ記憶媒体。
28. 表面のマップを決定する方法であって、
    １つの基板群に属する基板の第１の部分を測定するステップと、
    前記測定ステップの結果を保存するステップと、
    前記測定ステップの結果に基づいて、前記基板群に属する少なくとも１つの基板の第２の部分及び前記基板群に属する他の基板の一部のうちの少なくとも一方のマップを計算するステップであって、前記第１の部分が少なくとも部分的に前記第２の部分と重なるステップとを含む方法。
29. マップを計算する前記ステップが、前記基板群に属する前記基板及び他の基板のうちの少なくとも一方の高さ及び傾斜のうちの少なくともいずれかを決定している間に実施される、請求項２８に記載のマップを決定する方法。
30. １つの基板群に属する基板の第１の部分を測定するようになされたセンサと、
    前記測定の結果を保存するようになされた記憶装置と、
    前記測定の結果に基づいて、前記基板群に属する少なくとも１つの基板の第２の部分及び他の基板の一部のうちの少なくとも一方のマップを計算するようになされた処理ユニットであって、前記第１の部分が少なくとも部分的に前記第２の部分と重なる処理ユニットとを備えた装置。
31. 前記処理ユニットが、前記基板群に属する前記基板及び他の基板のうちの少なくとも一方の高さ及び傾斜のうちの少なくともいずれかを決定するようになされ、且つ、
    前記処理ユニットが、前記決定ステップの間に前記マップを計算するようになされた、請求項３０に記載の装置。
32. 表面のマップを決定する方法であって、
    基板を支持するようになされた構造の少なくとも一部のプロファイルを測定するステップと、
    前記構造によって支持された基板のマップを計算するステップと、
    前記マップを保存するステップとを含む方法。
33. プロファイルを測定するステップが高さプロファイルを測定するステップを含む、請求項３２に記載の表面のマップを決定する方法。
34. 前記マップを保存する前記ステップに続いて、前記マップに基づいて、前記構造によって支持された基板の高さ及び傾斜のうちの少なくともいずれかを決定するステップをさらに含む、請求項３２に記載の表面のマップを決定する方法。
35. 表面のマップを決定する方法であって、
    構造によって支持された基板の第１の部分を測定するステップと、
    前記測定ステップの結果に基づいて前記構造の少なくとも一部のマップを計算するステップと、
    前記マップを保存するステップとを含む方法。
36. 前記マップが平均プロファイル・マップを含んだ、請求項３５に記載の表面のマップを決定する方法。
37. 前記マップに基づいて、他の基板の高さ及び傾斜のうちの少なくともいずれかを決定するステップをさらに含む、請求項３５に記載の表面のマップを決定する方法。
38. 表面のマップを決定する方法であって、
    構造によって支持された基板の第１の部分を測定するステップと、
    前記測定ステップの結果を保存するステップと、
    前記構造の少なくとも一部のマップを計算するステップとを含む方法。
39. マップを計算する前記ステップが、他の基板の高さ及び傾斜のうちの少なくともいずれかを決定している間に実施される、請求項３８に記載の表面のマップを決定する方法。
40. 前記マップが平均プロファイル・マップを含んだ、請求項３８に記載の表面のマップを決定する方法。
41. 前記基板群に属する前記基板の前記第１の部分及び前記基板群に属する前記少なくとも１つの基板の前記第２の部分が同じ基板に対応する、請求項１に記載のマップを決定する方法。
42. 前記基板群に属する前記基板の前記第１の部分及び前記基板群に属する前記少なくとも１つの基板の前記第２の部分が異なる基板に対応する、請求項１に記載のマップを決定する方法。
43. 基板の表面に関連するプロファイル・マップを補外する方法であって、
    １つの基板群に属する基板の第１の部分を測定するステップと、
    少なくとも前記基板の前記第１の部分の測定に基づいて平均プロファイル・マップを決定するステップと、
    前記平均プロファイル・マップの値に基づいて、前記基板群に属する少なくとも１つの基板の第２の部分のプロファイル・マップを計算するステップとを含み、前記第１の部分が前記第２の部分に隣接して配置される方法。
44. 前記平均プロファイル・マップが、保存されているデータに基づいて決定される、請求項４３に記載の方法。
45. 前記平均プロファイル・データが、前記基板群に属する前記基板の処理に先立って決定される、請求項４３に記載の方法。
46. 前記平均プロファイル・データが、前記基板群に属する前記基板の処理中に決定される、請求項４３に記載の方法。
47. 前記基板群に属する前記基板の前記第１の部分及び前記基板群に属する前記少なくとも１つの基板の前記第２の部分が同じ基板に対応する、請求項４３に記載の方法。
48. 前記基板群に属する前記基板の前記第１の部分及び前記基板群に属する前記少なくとも１つの基板の前記第２の部分が異なる基板に対応する、請求項４３に記載の方法。

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