JP2006157014A - オーバレイを減少させるための基板テーブルまたはマスクテーブルの表面平坦度情報の使用 - Google Patents

Abstract

【課題】基板および／またはマスクテーブルの非平坦さを補正して、リソグラフィシステムの基板の連続する２つの描像層間のオーバレイを減少させることを提供する。
【解決手段】投影ビームを提供する照明システムと、投影ビームの断面にパターンを与えるマスクを支持するマスクテーブルと、基板を保持する基板テーブルと、パターン形成したビームを基板の目標部分に投影する投影システムとを含むリソグラフィシステムに関する。システムは、基板テーブルまたはマスクテーブルの表面を表す基準高さマップを使用して、オーバレイ補正値を計算するプロセッサも含む。本発明によって、位置合わせおよび露光中に非平坦度によって生じたウェハグリッドの歪みをフィードフォワード補正し、平坦度特徴の違いが引き起こすオーバレイエラーを軽減することができる。高さマップ情報に基づき、露光チャックの平坦度に関するオーバレイ精度を間接的に認定する方法を提供する。
【選択図】図１ａ

Description

本発明はリソグラフィシステムおよびこのようなシステムを使用するデバイス製造方法に関する。

リソグラフィシステムは、所望のパターンを基板の目標部分に適用する機械である。リソグラフィシステムは例えば、集積回路（ＩＣ）の製造において使用可能である。このような場合、代替的にマスクまたはレチクルとも呼ばれるパターニングデバイスは、ＩＣの個々の層に対応する回路パターンの生成に使用することができ、このパターンを、放射線感光材料（レジスト）の層を有する基板（例えばシリコンウェハ）上の目標部分（例えば１つあるいは幾つかのダイの一部を含む）に結像することができる。一般的に、１枚の基板は、順次照射される近接目標部分のネットワークを含んでいる。既知のリソグラフィシステムは、パターン全体を目標部分に１回露光することによって各目標部分が照射される、いわゆるステッパと、所定の方向（「走査」方向）にパターンを投影ビームで走査し、これと同時に基板をこの方向と平行に、あるいは反平行に走査することにより、各目標部分が照射される、いわゆるスキャナとを含む。

基板は、平坦ではない基板テーブルによって弾性変形（屈曲）することがある。基板の屈曲は、ウェハグリッドの歪みを通してオーバレイエラーを導入する。このウェハグリッドは、Ｘ方向およびＹ方向と呼ばれる２つの直交方向の線によって画成される。良好なオーバレイを確保するために、基板テーブルは、チャック同士で（つまり１台の機械のチャック同士で、および異なる機械のチャック同士で）可能な限り平坦でなければならず、時間が経過しても変化してはならない。露光チャックの平坦度は、チャックアセンブリの個々のハードウェア構成要素の平坦度から生じる特徴であり、基板テーブルがウェハを支持するインタフェースとして作用する。平坦度の差は、製造公差、構成要素の摩耗、または寿命中の欠陥および／または汚染の導入から導入される。平坦ではない基板テーブルのオーバレイに及ぼす影響は２倍になる。平坦ではない表面のせいでウェハグリッドが局所的に歪むと、ウェハグリッドを代表しない全体的位置合わせ誤差を引き起こす。ウェハグリッドは局所的に変形することがあり、その結果（異なる）２次元グリッドの「指紋」（つまり、チャックの非平坦度によって誘発されるチャック固有の体系的歪み）が生じ、フィールドごとにランダムな残留フィールド平行移動および／または局所的フィールド拡張または回転エラーがある。

オーバレイは、マスクテーブルの非平坦さからも引き起こされる。

基板および／またはマスクテーブルの非平坦さを補正することによって、リソグラフィシステムの基板の連続する２つの描像した層間のオーバレイを減少させることが、本発明の目的である。

本発明の１つの実施形態によると、リソグラフィシステムが提供され、これは放射線の投影ビームを提供する照明システムと、パターニングデバイスを支持するマスクテーブルを有し、パターニングデバイスは、投影ビームの断面にパターンを与える働きをし、さらに基板を保持する基板テーブルと、パターン形成したビームを基板の目標部分に投影する投影システムと、基板テーブルの表面を表す第一基準高さマップおよび／または前記マスクテーブルの表面を表す第二基準高さマップを使用して、オーバレイ補正を計算するように配置構成されたプロセッサとを有する。

本発明によって位置合わせ中および露光中に非平坦さによって誘発されたウェハグリッドの歪みのフィードフォワード補正を実行し、それによって平坦度特徴（チャックごと、機械ごと、または時間の経過による１つのチャックの平坦度変化）の違いによって引き起こされるオーバレイエラーを減少させることができる。これは、高さマップ情報に基づく露光チャックの平坦度に関するオーバレイ精度の間接的認定方法を提供する。

本発明のさらなる実施形態によると、デバイス製造方法が提供され、これは、基板テーブル上に基板を配置構成するステップと、マスクテーブル上にパターニングデバイスを配置構成するステップと、照明システムを使用して、放射線の投影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与えるためにパターニングデバイスを使用するステップと、放射線のパターン形成ビームを基板の目標部分に投影するステップとを含む。

オーバレイ補正は、基板テーブルの表面を表す第一基準高さマップおよび／またはマスクテーブルの表面を表す第二基準高さマップを使用して計算することができる。

オーバレイ補正は、投影を実行中に実現することができる。

本発明の別の実施形態によると、リソグラフィシステムを調節するために、コンピュータが以下の動作を実行できるように構成されたコンピュータプログラム製品が提供される。つまり、リソグラフィ装置の基板テーブルの表面を表す第一基準高さマップおよび／またはリソグラフィ装置のマスクテーブルの表面を表す第二基準高さマップを決定すること、第一および／または第二基準高さマップを使用してオーバレイ補正を計算すること、およびオーバレイ補正を使用して、露光中にリソグラフィ装置を制御することである。

本発明の別の実施形態によると、コンピュータプログラム製品を含むデータキャリアが提供される。

ＩＣの製造におけるリソグラフィシステムの使用に特に言及しているが、本明細書で説明するリソグラフィシステムには他の用途もあることは理解されるべきである。例えば、これは、集積光学装置、磁気ドメインメモリ用ガイダンスおよび検出パターン、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッド等の製造に使用され得る。こうした代替的な用途の状況においては、本文にて使用した「ウェハ」または「ダイ」といった用語は、それぞれ「基板」または「目標部分」といった、より一般的な用語に置き換えて使用され得ることが当業者には理解される。本明細書で言及する基板は、露光前または露光後に、例えばトラック（通常はレジストの層を基板に塗布し、露光したレジストを現像するツール）、計測ツールまたは検査ツールで処理することができる。適宜、本発明は、以上およびその他の基板処理ツールに適用することができる。さらに、基板は、例えば多層ＩＣを生成するために、複数回処理することができ、したがって本明細書で使用する基板という用語は、既に複数の処理済み層を含む基板も指す。

本明細書で使用する「放射線」および「ビーム」という用語は、イオンビームあるいは電子ビームといったような粒子ビームのみならず、紫外線（ＵＶ）放射線（例えば、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、あるいは１２６ｎｍの波長を有する）および超紫外線（ＥＵＶ）放射線（例えば、５ｎｍ〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）を含むあらゆるタイプの電磁放射線を網羅するものとして使用される。

本明細書において使用する「パターニングデバイス」なる用語は、基板の目標部分にパターンを生成するように、投影ビームの断面にパターンを与えるために使用し得るデバイスを指すものとして広義に解釈されるべきである。投影ビームに与えられるパターンは、基板の目標部分における所望のパターンに正確に対応しないことがあることに留意されたい。一般的に、投影ビームに与えられるパターンは、集積回路などの目標部分に生成されるデバイスの特別な機能層に相当する。

パターニングデバイスは透過性または反射性でよい。パターニングデバイスの例には、マスク、プログラマブルミラーアレイ、およびプログラマブルＬＣＤパネルがある。マスクはリソグラフィにおいて周知のものであり、これには、様々なハイブリッドマスクタイプのみならず、バイナリマスク、レベンソンマスク、減衰位相シフトマスクといったようなマスクタイプも含まれる。プログラマブルミラーアレイの一例は小さなミラーのマトリクス配列を用いる。そのミラーの各々は、異なる方向に入射の放射線ビームを反射するよう個々に傾斜することができる。この方法で、反射するビームにパターンを与える。

支持構造は、パターニングデバイスを支持、つまりその重量を担持する。これは、パターニングデバイスの方向、リソグラフィ装置の設計、および他の条件、例えばパターニングデバイスが真空環境で保持されているか否かに応じた方法で、パターニングデバイスを保持する。支持体は、機械的締め付け、真空、または他の締め付け技術、例えば真空状態での静電気締め付けを使用することができる。支持構造は、例えばフレームもしくはテーブルでよく、これは必要に応じて、固定式となるか、もしくは可動式となり、パターニングデバイスが例えば投影システムなどに対して所望の位置にあることを保証することができる。本明細書において使用する「レチクル」または「マスク」なる用語は、より一般的な「パターニングデバイス」なる用途と同義と見なすことができる。

本明細書において使用する「投影システム」なる用語は、例えば使用する露光放射線、または浸漬流体の使用や真空の使用などの他の要因に合わせて適宜、例えば屈折光学システム、反射光学システム、反射屈折光学システムを含むさまざまなタイプの投影システムを網羅するものとして広義に解釈されるべきである。本明細書において「レンズ」なる用語を使用した場合、これはさらに一般的な「投影システム」なる用語と同義と見なされる。

照明システムは、放射線の投影ビームの誘導、成形、あるいは制御を行うために、屈折、反射、反射屈折光学構成要素を含む様々なタイプの光学構成要素も網羅し、このような構成要素を以下ではまとめて、または単独に「レンズ」とも呼ぶ。

リソグラフィシステムは２つ（デュアルステージ）あるいはそれ以上の基板テーブル（および／または２つもしくはそれ以上のマスクテーブル）を有するタイプのものである。このような「多段」機械においては、追加のテーブルが並列して使用される。もしくは、１つ以上の他のテーブルが露光に使用されている間に予備工程が１つ以上のテーブルにて実行される。

リソグラフィシステムは、投影システムの最終要素と基板との間の空間を充填するよう、基板を水などの比較的高い屈折率を有する液体に浸漬するタイプでもよい。浸漬液は、例えばマスクと投影システムの最初の要素間など、リソグラフィシステムの他の空間に適用してもよい。浸漬技術は、投影システムの開口数を増加させるために当技術分野でよく知られている。

次に、本発明の実施形態を添付の略図を参照に、例示の方法においてのみ説明する。図面では対応する参照記号は対応する部品を示すものとする。

図１ａは、本発明の特定の実施形態によるリソグラフィシステムを概略的に示したものである。この装置は透過タイプ（例えば透過マスクを使用する）である。この装置は、
− 放射線の投影ビームＰＢを提供するように構成された照明システム（照明装置）ＩＬと、
− パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを支持し、品目ＰＬに対して正確にパターニングデバイスの位置決めを行うために第一位置決め手段ＰＭに連結を行った第一支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴと、
− 基板（例えばレジスト塗布したウェハ）Ｗを支持するように頂部に支持テーブル（ウェハテーブル）ＷＴがあり、品目ＰＬに対して正確に基板Ｗの位置決めを行うために第二位置決め装置ＰＷに連結を行った露光チャックＥＣと、
− パターニングデバイスＭＡによって投影ビームＰＢに与えられたパターンを基板Ｗの目標部分Ｃ（例えば、１つあるいはそれ以上のダイから成る）に投影する投影システム（例えば屈折性投影レンズシステム）ＰＬとを含む。

照明装置ＩＬは放射線ソースＳＯから放射線のビームを受け取る。ソースとリソグラフィシステムとは、例えばソースがエキシマレーザである場合に、別個の存在でよい。このような場合、ソースはリソグラフィ装置の一部を形成すると見なされず、放射線ビームは、例えば適切な集光ミラーおよび／またはビーム拡大器などを含むビーム送出システムＢＤの助けにより、ソースＳＯから照明装置ＩＬへと渡される。他の場合、例えばソースが水銀ランプの場合は、ソースがシステムの一体部品でもよい。ソースＳＯおよび照明装置ＩＬは、必要に応じてビーム送出システムＢＤとともに放射線システムと呼ぶことができる。照明装置ＩＬは、ビームの角度強度分布を調節する調節手段ＡＭを含んでよい。一般的に、照明装置の瞳面における強度分布の外部および／あるいは内部放射範囲（一般的にそれぞれ、σ−ｏｕｔｅｒおよびσ−ｉｎｎｅｒと呼ばれる）を調節することができる。また、照明装置ＩＬは、積分器ＩＮおよびコンデンサＣＯのような他の様々な構成要素を含む。照明装置は、その断面に亘り所望する均一性と強度分布とを有する投影ビームＰＢと呼ばれる調製された放射線のビームを提供する。

投影ビームＰＢは、マスクテーブルＭＴ上に保持されているマスクＭＡに入射する。投影ビームＰＢはマスクＭＡを通り抜けて、基板Ｗの目標部分Ｃ上にビームを集束するレンズＰＬを通過する。第二位置決め手段ＰＷおよび位置センサＩＦ（例えば干渉計デバイス）の助けにより、基板テーブルＷＴは、例えばビームＰＢの経路における異なる目標部分Ｃに位置を合わせるために正確に運動可能である。同様に、第一位置決め手段ＰＭおよび別の位置センサ（図１には明示的に図示せず）を使用して、例えばマスクライブラリから機械的に検索した後に、あるいは走査運動の間に、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。一般的に、オブジェクトテーブルＭＴおよびＷＴの運動は、位置決め手段ＰＭおよびＰＷの部分を形成するロングストロークモジュール（粗動位置決め）およびショートストロークモジュール（微動位置決め）にて行われる。しかし、ステッパの場合（スキャナとは対照的に）、マスクテーブルＭＴはショートストロークアクチュエータにのみ連結されるか、あるいは固定される。マスクＭＡおよび基板Ｗは、マスクアラインメントマークＭ１、Ｍ２および基板アラインメントマークＰ１、Ｐ２を使用して位置合わせすることができる。

ここに表した装置は以下の好ましいモードにて使用可能である。
１．ステップモードにおいては、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴは、基本的に静止状態に保たれている。そして、投影ビームに与えたパターン全体が１つの動作で目標部分Ｃに投影される（すなわち１回の静止露光）。次に基板テーブルＷＴがＸ方向および／あるいはＹ方向にシフトされ、異なる目標部分Ｃが照射され得る。ステップモードでは、照射フィールドの最大サイズが、１回の静止露光で描像される目標部分Ｃのサイズを制限する。
２．走査モードにおいては、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴを同期走査する一方、放射線ビームに与えられたパターンを目標部分Ｃに投影する（つまり１回の動的露光）。マスクテーブルＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度および方向は、投影システムＰＬの拡大（縮小）および像反転特性によって決定される。走査モードでは、照射フィールドの最大サイズが、１回の動的露光で目標部分の（非走査方向における）幅を制限し、走査動作の長さが目標部分の（走査方向における）高さを決定する。
３．別のモードでは、マスクテーブルＭＴが基本的に静止状態に維持されて、プログラマブルパターニングデバイスを保持し、ビームに与えられたパターンを目標部分Ｃに投影する間に、基板テーブルＷＴが動作するか、走査される。このモードでは、一般的にパルス状放射線ソースを使用して、基板テーブルＷＴを動作させるごとに、または走査中に連続する放射線パルス間に、プログラマブルパターニングデバイスを必要に応じて更新する。この動作モードは、プログラマブルミラーアレイなどのプログラマブルパターニングデバイスを使用するマスクなしリソグラフィに容易に適用することができる。

上述した使用モードの組合せおよび／または変形、または全く異なる使用モードも使用することができる。

図１ｂは、本発明の別の実施形態によるリソグラフィシステムを概略的に示したものである。この装置は、
− 放射線ビームＢ（例えばＥＵＶ放射線）を調整するように構成された照明システム（照明装置）ＩＬと、
− パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを支持するように構築され、解く手員ｐパラメータに従って正確にパターニングデバイスの位置決めを行うように構成された第一位置決め装置ＰＭに連結を行ったマスクテーブルＭＴと、
− 基板（例えばレジスト塗布したウェハ）Ｗを支持するように構築され、特定のパラメータに従って正確に基板の位置決めを行うように構成された第二位置決め装置ＰＷに連結を行った基板テーブル（例えばウェハテーブル）と、
− パターニングデバイスＭＡによって放射線ビームＢに与えられたパターンを基板Ｗの目標部分Ｃ（例えば、１つあるいはそれ以上のダイから成る）に投影する投影システムＰＳとを含む。

照明システムＩＬは、放射線の誘導、成形、あるいは制御を行うために、屈折、反射、磁気、電磁気、静電気、または他のタイプの光学構成要素、またはその組み合わせなどの様々なタイプの光学構成要素を含むことができる。

マスクテーブルＭＴは、パターニングデバイスを支持、つまりその重量を担持する。これは、パターニングデバイスの方向、リソグラフィ装置の設計、および他の条件、例えばパターニングデバイスが真空環境で保持されているか否かに応じた方法で、パターニングデバイスを保持する。マスクテーブルＭＴは、パターニングデバイスを保持するために、機械的、真空、静電気、または他の締め付け技術を使用することができる。マスクテーブルＭＴは、パターニングデバイスが例えば投影システムなどに対して所望の位置にあることを保証することができる。

本明細書において使用する「パターニングデバイス」なる用語は、基板の目標部分にパターンを生成するように、放射線ビームの断面にパターンを与えるために使用し得るデバイスを指すものとして広義に解釈されるべきである。放射線ビームに与えられるパターンは、例えばパターンが移相形体またはいわゆるアシスト形体を含む場合、基板の目標部分における所望のパターンに正確に対応しないことがあることに留意されたい。一般的に、放射線ビームに与えられるパターンは、集積回路などの目標部分に生成されるデバイスの特別な機能層に相当する。

本発明の実施形態によると、リソグラフィシステムは、図１ａで示すようなプロセッサＣＰＵ（中央処理ユニット）を有し、これは先験的に知られている２つの高さマップを使用して、第二基板層の頂部に第１基板層を製造するために露光補正値を計算するように配置構成される。プロセッサＣＰＵは、基板表面の様々な位置の高さを測定するように配置構成された高さセンサＬＳからの情報を受信するように配置構成される。このような高さセンサは、例えば参照により全体が本明細書に組み込まれる米国特許第５，１９１，２００号に記載されている。プロセッサＰＣＵは、基板テーブルＷＴの表面を表す基準高さマップを使用して、オーバレイ補正値を計算するように配置構成される。プロセッサＣＰＵは、例えば高さセンサＬＳなどからの情報を使用して基準高さマップを作成するように配置構成してもよい。あるいは、プロセッサＣＰＵにアクセス可能であるかそれに含まれるメモリ（図示せず）内に、基準高さマップを記憶してもよい。

本発明の実施形態では、プロセッサＣＰＵは、計算したオーバレイ補正値を使用して、露光中の基板テーブルＷＴの位置および／または投影システムＰＬの倍率設定を制御するように配置構成される。プロセッサＣＰＵは、非対称の拡大補正または非対称の回転補正のために必要であるマスクテーブルＭＴの位置を制御するように配置構成してもよい。これらの補正は全て、以下でさらに詳細に説明するように、露光フィールドごとに実行する。

図２は、基板テーブルＷＴの（局所的）非平坦状態の影響を示す特定の例を示す。図２の左の像で示すように、基板層２１を基板Ｗ上に製造することができる。基板Ｗは厚さｔを有してよい。基板層２１の頂部に別の基板層２４を製造するために、基板Ｗを基板テーブルＷＴ上に配置する。図２の中心の像を参照のこと。この例では、基板テーブルＷＴは、図２の中心の像で誇張して示すような（局所的）非平坦状態を有する。非平坦の基板テーブルＷＴのせいで、基板Ｗが変形することがある。図２参照。基板層２４のパターンは、マスクＭＡによって、およびマスクＭＡの位置に対する基板テーブルＷＴの位置決めによって決定される。完璧に位置合わせしても、基板層２４は、基板層２１上に正確に位置決めできないことがある。図２参照。図２では、基板Ｗの中央を示す点線２６が図示されている。さらに、角度αは、第一基板層２４が終了する位置において、放射線の方向に平行な線２８と点線２６６に対して直角な別の線２９との間の角度として図示されている。基板Ｗがリソグラフィシステムを出ると、基板Ｗは自然な直線の形態をとる。つまり、基板Ｗが元の状態に屈曲し、その結果、図２の右の像で示す状態になる。

オーバレイエラーは、局所的な屈曲角度αおよび基板の厚さｔに比例する。基板Ｗの局所的屈曲（弾性変形）によって誘発されるオーバレイエラーは、下式で計算することができる。

ここでｔは基板厚さ（約０．７５ｍｍ）を表し、αはウェハの局所的な屈曲角度である。αが非常に小さく、基板Ｗの厚さｔが、製造された層２１、２４の厚さより非常に大きいと仮定する。係数１／２は、非平坦な基板テーブル表面上に屈曲した基板の中性面（つまり点線２６）の位置を反映する。経験的結果は、この係数が実際にはわずかに異なることを示す。

図３ａは、基板テーブルＷＴが完璧に平坦な理想的状況における基板テーブルＷＴを示す。基板テーブルＷＴは、膨れ傷６２を有し、その上に試験基板６３が位置決めされる。露光前に、試験基板３６の上面の高さを、基板上の位置の関数として高さセンサＬＳで測定する。図１参照。高さの情報はプロセッサＣＰＵに転送され、これは測定高さマップを構築し、記憶するように配置構成される。測定高さマップは、試験基板６３上の複数の点の高さを有する。プロセッサＣＰＵは、試験基板６３の厚さに関する先験的情報を受信して、記憶するように配置構成され、測定高さマップから厚さｔを引くように配置構成される。結果は、基板テーブルＷＴの仮想表面の高さマップになり、これは基準高さマップと呼ばれる。図３ａでは、点線６５が基板テーブルＷＴの仮想表面を示す。基準高さマップは先験的に（つまり露光前に）求められる。この情報は、例えば露光ステーションの試験基板による専用の平面度試験測定などを使用して、露光ステーションにて獲得することができる。

図３ｂから図３ｄでは、基板テーブルＷＴの非平坦状態にとって可能な原因の３つの例を示す。図３ｂでは、粒子６８（つまり汚れ）が基板テーブルＷＴと試験基板６３の間に挟まれる。粒子６８によって試験基板６３が局所的に変形する。計算された仮想表面を点線６５で示す。図３ｃでは、１つの膨れ傷６２’が他の膨れ傷６２より大きい別の例を示す。その結果、試験基板６３が局所的に変形する。図３ｄでは、基板テーブル自体が変形し（６９参照）、その結果、試験基板６３が変形する。明快さのために、これらの図では非平坦度の量を非常に誇張して図示していることが分かる。

仮想表面６５を使用して、基板を異なる基板テーブルに配置する度に、処理すべき基板の変形を補正する。これは、基板がレジスト機械のような別の機械で処理された後に、リソグラフィシステムに戻った場合に当てはまる。製造プロセスでは、多くのリソグラフィ装置を並列に使用するので、基板は、異なる平坦度状態を有する多くの異なる基板テーブルを通過する。

図４では、基準高さマップ３０の例を示す。グレースケールを使用して、基準高さマップ３０の様々な高さを示す。プロセッサＣＰＵは、複数のグリッド点（つまりウェハグリッド上の点）で変形の量を計算するために、基準高さマップ３０を使用するように配置構成される。これは、基準高さマップ３０上のグリッド点毎に、局所的なＲｘおよびＲｙ傾斜情報を導き出すことによって実行する。基準高さマップ３０の第一導関数は、局所的屈曲角度を反映する。表面上、つまりＸＹグリッド上でｉ＝１、２、３・・・およびｊ＝１、２、３・・・を有する複数の点それぞれで、歪みベクトルＶ_ijを計算し、ここで歪みベクトルのｘおよびｙ成分、つまりＶ_ij ^xおよびＶ_ij ^yは下式によって求められる。

ここでＳｗ（ｘ，ｙ，ｚ）は、基準高さマップを３次元で表す関数であり、ｋは定数であり、ｔは基板の厚さである。

定数ｋは好ましくは０．４と０．７の間、さらに好ましくは０．４と０．６の間、最も好ましくは０．４５と０．５５の間である。

図４の基準高さマップ４０の結果であるグリッド歪みベクトル場５０を図ｔに示す。本発明の実施形態によると、プロセッサＣＰＵは１つの照射フィールド４０内にあるグリッド歪みベクトル場５０（図５参照）のベクトルを使用して、その照射フィールド４０の露光補正値を求める。位置合わせのための露光補正は、Ｘ方向およびＹ方向における平行移動に関する局所的な位置調節を含む。これらの補正は、位置に依存し、ウェハの位置合わせ中におけるグリッドパラメータの絶対的測定をさらに正確にすることができる。露光補正は各フィールド４０に特有であり、Ｘ方向の平行移動、Ｙ方向の平行移動、および場合によっては対称または非対称の拡大、対称の回転および非対称の回転、またはさらに高い次数の歪み項（２次または３次の歪みなど）を含む。図６および図７では、１つの照射フィールド４０内にあるグリッド歪みベクトル場の２つの例を示す。図６では、ベクトルの大部分がＸ方向を指す。つまり、プロセッサＣＰＵが、この特定の照射フィールド４０内でオーバレイエラーを補正するために、基板テーブルＷＴのＸシフトを生成する。図７では、ベクトルが中心点５１から発散する。この場合、プロセッサＣＰＵは、例えばこの特定の照射フィールドを露光した場合にレンズを調節することによって、この特定の照射フィールドの倍率を補正することができる。

本発明によって、位置合わせ中および露光中に非平坦度によって誘発されるウェハグリッドの歪みをフィードフォワード補正し、それによって平坦度特徴（チャックごと、機械ごと、または時間の経過による１つのチャックの平坦度変化）の違いによって引き起こされるオーバレイエラーを減少させることができる。これは、高さマップ情報に基づく露光チャックの平坦度に関するオーバレイ精度の間接的認定方法を提供する。

本発明の別の実施形態によると、ＣＰＵは、マスクテーブルの非平坦度によって引き起こされるオーバレイの補正値を計算するように配置構成される。この実施形態は、非ＥＵＶシステムの場合によくあるように、マスクを支持体（例えばフレーム）で締め付けるのではなく、マスクテーブル上に吸引するＥＵＶシステムに特に関係する。この実施形態では、マスクテーブルの表面の基準高さマップを事前に求める。これは、特殊な高さセンサを使用して実行することができ、これは図１ｂには図示されていないが、リソグラフィシステムに含めることができる。マスクテーブルＭＴの基準高さマップは、プロセッサＣＰＵが使用して、マスクテーブルＭＴの非平坦度情報に応じてリソグラフィシステムの設定を調節することによってオーバレイを最小にすることができる。

図８は、マスクＭＡおよびマスクテーブルＭＴの部分断面図を示す。図１ｂと比較すると、マスクが逆さまに吊り下げられる。マスクテーブルＭＴが非平坦の状態であるので、マスクＭＡも非平坦になる。図８では、完璧に平坦なマスク表面の虚構の表面８０を点線８０で示す。２本の入射放射線ビーム８１、８２を示す。放射線ビーム８１、８２は、虚構表面８０の垂線８３に対して角度αを形成する。マスクが平坦であれば、放射線ビーム８１が反射ビーム８５で示すように反射し、これによって垂線８３を引いた位置にてマスクＭＡに存在する詳細にて放射線ビームにパターンを形成する。マスク表面は平坦でないので、マスクＭＡの細部をビーム８２でパターン形成することができる。図８参照。ビーム８１およびビーム８２は、図１ｂのＢで示したものと同じビームであることに留意されたい。ビーム８２はマスクＭＡで反射して、反射ビーム８６になる。反射ビーム８５、８６はそれぞれ、投影システムＰＳに到達する。反射ビーム８５、８６はパターン形成ビームとも呼ぶ。投影システムＰＳは、図１ｂで示すように、パターン形成ビームを基板Ｗに投影する。投影システムＰＳは、通常は１／４の倍率ｍでマスクＭＡの細部を拡大するように配置構成される。実施形態によると、プロセッサＣＰＵは、前記マスクテーブルＭＴの表面上でｉ＝１、２、３・・・およびｊ＝１、２、３・・・を有する複数の点（ｉ，ｊ）のそれぞれについて、下式によって決定される面外距離ＯＰＺ_ijを計算するように配置構成される。

ここでＳｍ（ｘ，ｙ，ｚ）は、３次元全部でマスクテーブルＭＴの基準高さマップを記述する関数であり、Ｓ_meanは、全（ｉ，ｊ）のＳｍ（ｘ，ｙ，ｚ）の平均値である。Ｓｍｅａｎは図８の点線８０ではないことに留意されたい。

次に、プロセッサＣＰＵは点（ｉ，ｊ）それぞれについて面外偏差／歪みベクトルＯＰＤ_ijを計算し、これは下式によって決定される。

ここでｍは投影システムＰＳの倍率であり、αは前記マスクテーブルＭＴの垂線８３と前記投影ビーム８１、８２との間の角度である。

マスクテーブルＭＴの表面Ｓｍ（ｘ，ｙ，ｚ）を使用する代わりに、マスクＭＡの実際の表面を使用してもよい。その場合は、マスクＭＡの非平坦度の貢献も考慮に入れることができる。多くの場合で、マスクＭＡの非平坦度の量は、マスクテーブルＭＴの非平坦度の貢献よりさらに大きい。

本発明の他の実施形態、使用法および利点は、本明細書および本明細書で開示した本発明の実践を考察することにより、当業者には明白である。本明細書は、例示のみと見なされ、したがって本発明の範囲は、請求の範囲によってのみ制限されるものとする。

本発明の実施形態によるリソグラフィシステムを示したものである。 本発明の別の実施形態によるリソグラフィシステムを示したものである。 平坦でない基板テーブルの基板に対する影響の特定の例を示したものである。 基板テーブルを示した断面図である。 基板テーブル変形の可能な原因を示したものである。 基板テーブル変形の可能な原因を示したものである。 基板テーブル変形の可能な原因を示したものである。 基板テーブルの測定した基準高さマップを示したものである。 図４の基準高さマップの結果であるグリッド歪みベクトル場を示したものである。 １つの照射フィールド内にあるグリッド歪みベクトル場の例を示したものである。 １つの照射フィールド内にあるグリッド歪みベクトル場の例を示したものである。 マスクテーブルの非平坦さの基板に対する影響の特定の例を示したものである。

Claims (14)

1. リソグラフィシステムであって、
   放射線の投影ビームを提供する照明システムと、
   パターニングデバイスを支持するマスクテーブルにして、パターニングデバイスが、投影ビームの断面にパターンを与える働きをするマスクテーブルと、
   基板を保持する基板テーブルと、
   前記基板テーブルの表面を表す第一基準高さマップおよび前記マスクテーブルの表面を表す第二基準高さマップのうち少なくとも一方を使用して、オーバレイ補正値を計算するように配置構成されたプロセッサとを有するシステム。
2. 前記基板テーブル表面と前記マスクテーブル表面のうち少なくとも一方の様々な位置で高さを測定するように配置構成された高さセンサを有し、プロセッサが、前記高さセンサから情報を受信するように構成される請求項１に記載のシステム。
3. プロセッサが、基板テーブル表面の複数の位置それぞれで歪みベクトルＶ_ijを求め、ここで（ｉ，ｊ）が整数を表し、歪みベクトルがそれぞれ
   
   によって求められるｘおよびｙ成分Ｖ_ij ^xおよびＶ_ij ^yを含み、ここでＳ（ｘ，ｙ，ｚ）が３次元で第一基準高さマップを記述し、ｋが定数で、ｔが基板の厚さである請求項１に記載のシステム。
4. 定数ｋの値が０．４と０．７の間にある請求項３に記載のシステム。
5. 定数ｋの値が０．４と０．６の間にある請求項３に記載のシステム。
6. 定数ｋの値が０．４５と０．５５の間にある請求項３に記載のシステム。
7. プロセッサが、露光フィールド内にある歪みベクトルを使用して、基板上の露光フィールドのオーバレイ補正値を計算する請求項１に記載のシステム。
8. オーバレイ補正値が、Ｘ方向の平行移動、Ｙ方向の平行移動、対称の倍率、非対称の倍率、対称の回転、および非対称の回転のうち少なくとも１つを含む請求項１に記載のシステム。
9. 高さセンサが、校正基板の表面上で複数の点の高さを測定するように構成される請求項１に記載のシステム。
10. さらに投影システムを有し、プロセッサが、オーバレイ補正値に基づいて、投影システムの設定、およびパターニングデバイスに対する基板テーブルの位置のうち少なくとも１つを制御するように配置構成される請求項１に記載のシステム。
11. プロセッサが、マスクテーブル表面上にある複数の位置のそれぞれで面外距離ＯＰＺ_ijを計算するように配置構成され、ここで（ｉ，ｊ）が整数を表し、面外距離ＯＰＺ_ijが
    
    によって求められ、ここでＳ（ｘ，ｙ，ｚ）が３次元で第二基準高さマップを記述し、Ｓ_meanが全ての（ｉ，ｊ）についてＳ（ｘ，ｙ，ｚ）の平均値であり、プロセッサがさらに、複数の位置のそれぞれにおいて、
    
    によって求められる面外偏差／歪みベクトルＯＰＤ_ijを計算するような構成であり、ここでｍは、マスクテーブルと基板テーブルの間で使用する投影システムの倍率であり、αは、マスクテーブルに対する垂線と放射線の投影ビームとの間で測定される角度である請求項１に記載のシステム。
12. デバイス製造方法であって、
    基板テーブル上に基板を配置構成するステップと、
    マスクテーブル上にパターニング手段を配置構成するステップと、
    照明システムを使用して放射線の投影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与えるために、前記パターニング手段を使用するステップと、
    パターン形成した放射線のビームを前記基板の目標部分に投影するステップとを含み、
    前記基板テーブルの表面を表す第一基準高さマップおよび前記マスクテーブルの表面を表す第二基準高さマップのうち少なくとも一方を使用して、オーバレイ補正値を計算すること、および
    前記投影を実行中に前記オーバレイ補正値を使用することを特徴とするデバイス製造方法。
13. リソグラフィシステムを調節するコンピュータプログラム製品であって、コンピュータにロードされた場合に、以下の動作、つまり
    リソグラフィ装置の基板テーブルの表面を表す第一基準高さマップおよびリソグラフィ装置のマスクテーブルの表面を表す第二基準高さマップのうち少なくとも一方を受信するか、求めること、
    前記第一および第二基準高さマップのうち少なくとも一方を使用して、オーバレイ補正値を計算すること、
    前記オーバレイ補正値を使用して、露光中に前記リソグラフィ装置を制御すること
    を実行する機能を前記コンピュータに与えるように配置構成されたコンピュータプログラム製品。
14. 請求項１３に記載のコンピュータプログラム製品を含むデータキャリア。