JP2007081393A - 照明プロファイルを決定する方法及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】同じパターンから一貫した結果をプリントするために使用できるように２つの異なる装置を合致させる迅速且つ効果的な方法を提供すること。
【解決手段】目標リソグラフィ装置の出力に合致するようにリソグラフィ装置において使用可能な照明プロファイルが、基準プロファイルを使用して少なくとも複数のピッチ値でリソグラフィ投影装置に関する基準ＣＤ対ピッチ関数を得る段階と、少なくとも複数のピッチ値で目標ＣＤ対ピッチ関数を得る段階と、所与のパターンについて、リソグラフィ投影装置に関するＣＤ感度マップを生成する段階と、基準ＣＤ対ピッチ関数、目標ＣＤ対ピッチ関数、及びＣＤ感度マップから、所与のパターンを露光するためにリソグラフィ装置において使用すべき適切な照明プロファイルを計算する段階とによって得られる。
【選択図】図７

Description

本発明は、リソグラフィ装置を使用するデバイス製造方法に関し、特に、そのようなデバイス製造方法において使用すべき照明プロファイル（特徴）を決定する方法に関する。

リソグラフィ装置は、基板に、通常は基板の目標部分に所望のパターンを与える機械である。リソグラフィ装置は、例えば集積回路（ＩＣ）の製造で使用することができる。その場合、パターン形成装置（或いは、マスク又はレチクルと呼ばれる）を使用して、ＩＣの個々の層に形成すべき回路パターンを生成することができる。このパターンは、基板（例えばシリコン・ウェハ）上の目標部分（例えば１つ又は複数のダイの一部を備える）に転写することができる。パターンの転写は通常、基板上に提供される感放射線材料（レジスト）の層への像形成によるものである。一般に、単一の基板が、網の目状の隣接する目標部分を含み、目標部分が連続的にパターン形成される。既知のリソグラフィ装置は、目標部分に全パターンを一度に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、放射ビームによって所与の方向（「走査」方向）でパターンを走査し、それと同時に、同期して、この方向と平行又は逆平行に基板を走査することによって各目標部分が照射されるいわゆるスキャナとを含む。また、基板上にパターンをインプリントすることによってパターン形成装置から基板にパターンを転写することもできる。

「ファブ」として知られている多くの半導体製造工場は、多様な異なるリソグラフィ装置を使用する。そのようなファブの操作者は、多くの場合、２つの異なる装置を使用して同じパターンをプリントし、且つ一貫した結果を得ることができることを望む。異なる装置が同一又は同様のモデルである場合、共通の基準に対する単純な較正プロセスが、装置を十分に良く合致させて、一貫した結果を可能にすることができる。しかし、装置が異なるモデルである場合、又は異なる製造業者によって製造される場合、そのような合致は困難であり、各パターンに対して多くの試験露光を必要とする場合がある。

異なる装置間で合致させなければならない露光の最も重要なパラメータは、ピッチの関数としての限界寸法（ＣＤ）である。所与のパターンがいくつかの異なるピッチの領域を含む場合があるので、各装置が、単一のピッチ値でだけでなく、ある範囲のピッチにわたって同じＣＤでプリントすることを保証する必要がある。従来、２つの異なる装置に関するＣＤ対ピッチ関数を合致させることを試みるためにマスクの照明の一貫性が調節されているが、これは十分に良い合致を提供しないことが多い。

同じパターンから一貫した結果をプリントするために使用できるように２つの異なる装置を合致させる迅速且つ効果的な方法を提供することが望まれる。本発明の一態様によれば、リソグラフィ投影装置を使用するデバイス製造方法において使用すべき照明プロファイルを決定する方法であって、基準照明プロファイルを使用して、少なくとも複数のピッチ値で、リソグラフィ投影装置に関する基準ＣＤ対ピッチ関数を得る段階と、少なくとも複数のピッチ値で、目標ＣＤ対ピッチ関数を得るステップと、所与のパターンについて、リソグラフィ投影装置に関するＣＤ感度マップを生成する段階と、基準ＣＤ対ピッチ関数、目標ＣＤ対ピッチ関数、及びＣＤ感度マップから、所与のパターンを露光するためにリソグラフィ装置において使用すべき適切な照明プロファイルを計算する段階とを含む方法が提供される。

本発明の一態様によれば、リソグラフィ投影装置を使用するデバイス製造方法であって、基準照明プロファイルを使用して、少なくとも複数のピッチ値で、リソグラフィ投影装置に関する基準ＣＤ対ピッチ関数を得る段階と、少なくとも複数のピッチ値で、目標ＣＤ対ピッチ関数を得る段階と、所与のパターンについて、リソグラフィ投影装置に関するＣＤ感度マップを生成する段階と、基準ＣＤ対ピッチ関数、目標ＣＤ対ピッチ関数、及びＣＤ感度マップから、適切な照明プロファイルを計算する段階と、適切な照明プロファイルを使用して、所与のパターンを照明する段階と、リソグラフィ装置を使用して、所与のパターンの像を基板上に投影する段階とを含むデバイス製造方法が提供される。

本発明の一態様によれば、第１及び第２の基板上に所与のパターンを転写するために第１及び第２のリソグラフィ装置を使用するデバイス製造方法であって、少なくとも複数のピッチ値で、第１の照明プロファイルを使用して、第１のリソグラフィ投影装置に関する目標ＣＤ対ピッチ関数を得る段階と、基準照明プロファイルを使用して、少なくとも複数のピッチ値で、第２のリソグラフィ投影装置に関する基準ＣＤ対ピッチ関数を得る段階と、所与のパターンについて、第２のリソグラフィ投影装置に関するＣＤ感度マップを生成する段階と、基準ＣＤ対ピッチ関数、目標ＣＤ対ピッチ関数、及びＣＤ感度マップから、第２の照明プロファイルを計算する段階と、第１の照明プロファイルを使用して、第１のリソグラフィ装置で所与のパターンを照明する段階と、第１のリソグラフィ装置を使用して、所与のパターンの像を第１の基板上に投影する段階と、第２の照明プロファイルを使用して、第２のリソグラフィ装置で所与のパターンを照明する段階と、第２のリソグラフィ装置を使用して、所与のパターンの像を第２の基板上に投影する段階とを含むデバイス製造方法が提供される。

次に、本発明の実施例を、添付概略図面を参照して単に例として説明する。図面中、対応する参照符号は対応する部分を示す。

図１に、本発明の一実施例で使用するリソグラフィ装置を図式的に示す。この装置は、
放射ビームＢ（例えばＵＶ放射又はＤＵＶ放射）を調整するように構成された照明システム（照明器）ＩＬと、
パターン形成装置（例えばマスク）ＭＡを支持するように構築された支持構造であって、いくつかのパラメータに従ってパターン形成装置を正確に位置決めするように構成された第１の位置決め手段ＰＭに接続された支持構造（例えばマスク・テーブル）ＭＴと、
基板（例えばレジスト被覆ウェハ）Ｗを保持するように構築された基板テーブルであって、いくつかのパラメータに従って基板を正確に位置決めするように構成された第２の位置決め手段ＰＷに接続された基板テーブル（例えばウェハ・テーブル）ＷＴと、
パターン形成装置ＭＡによって放射ビーム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つ又は複数のダイを備える）に投影するように構成された投影システム（例えば屈折投影レンズ・システム）ＰＳとを備える。

照明システムは、放射を方向付ける、成形する、又は制御するために、屈折、反射、磁気、電磁気、静電気、若しくは他のタイプの光学構成要素、又はそれらの任意の組合せなど様々なタイプの光学構成要素を含むことができる。

支持構造は、パターン形成装置を支持する、すなわちパターン形成装置の重量を支承する。支持構造は、パターン形成装置の向き、リソグラフィ装置の設計、及びその他の条件、例えばパターン形成装置が真空環境内に置かれるか否かなどに応じた様式でパターン形成装置を保持する。支持構造は、パターン形成装置を保持するために、機械的、真空、静電気、又はその他のクランプ技法を使用することができる。支持構造は、例えばフレーム又はテーブルであってよく、必要に応じて固定することも可動にすることもできる。支持構造は、パターン形成装置が例えば投影システム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。本明細書における用語「レチクル」又は「マスク」の使用は、より一般的な用語「パターン形成装置」と同義と考えることができる。

本明細書で使用する用語「パターン形成装置」は、基板の目標部分にパターンを作成する目的で放射ビームの断面にパターンを与えるために使用することができる任意の装置を表すものと広く解釈すべきである。例えばパターンが位相シフト・フィーチャ又はいわゆる補助フィーチャを含む場合、放射ビームに与えられるパターンは、基板の目標部分での所望のパターンに正確には対応しない場合があることに留意されたい。一般に、放射ビームに与えられるパターンは、集積回路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。

パターン形成装置は、透過型又は反射型であってよい。パターン形成装置の例として、マスク、プログラム可能ミラー・アレイ、プログラム可能ＬＣＤパネルが挙げられる。マスクはリソグラフィにおいてよく知られており、バイナリ・マスク、レベンソン型位相シフト・マスク、及びハーフトーン型位相シフト・マスクなどのマスク・タイプ、並びに様々なハイブリッド・マスク・タイプを含む。プログラム可能ミラー・アレイの一例は、小さなミラーのマトリックス配列を採用し、各ミラーは、入射放射ビームを異なる方向に反射するように個別に傾けることができる。傾けられたミラーが、ミラー・マトリックスによって反射される放射ビームにパターンを与える。

本明細書で使用する用語「投影システム」は、使用される露光放射、又は浸液の使用や真空の使用など他の因子に適するように、屈折、反射、反射屈折、磁気、電磁気、及び静電気光学システム、又はそれらの任意の組合せを含めた任意のタイプの投影システムを包含するものと広く解釈すべきである。本明細書における用語「投影レンズ」の使用は、より一般的な用語「投影システム」と同義と考えることができる。

本明細書で示す際、装置は（例えば透過マスクを採用する）透過型である。別法として、装置は（例えば、上で言及したタイプのプログラム可能ミラー・アレイを採用する、又は反射マスクを採用する）反射型であってもよい。

リソグラフィ装置は、２つ（デュアル・ステージ）以上の基板テーブル（及び／又は２つ以上のマスク・テーブル）を有するタイプのものであってよい。そのような「マルチ・ステージ」の機械では、追加のテーブルを並行して使用することができ、或いは、１つ又は複数のテーブルで準備工程を行い、１つ又は複数の他のテーブルを露光用に使用することができる。

また、リソグラフィ装置は、投影システムと基板との間の空間を充填するように、比較的高い屈折率を有する液体、例えば水によって基板の少なくとも一部分を覆うことができるタイプのものであってもよい。浸液は、リソグラフィ装置内の他の空間、例えばマスクと投影システムとの間に適用することもできる。液浸技法は、投影システムの開口数を高めるための技術分野でよく知られている。本明細書で使用する用語「液浸」は、基板などの構造を液体中に浸漬しなければならないことを意味するのではなく、単に、露光中に投影システムと基板との間に液体が位置することを意味する。

図１を参照すると、照明器ＩＬが、放射源ＳＯから放射ビームを受ける。例えば放射源がエキシマ・レーザであるとき、放射源とリソグラフィ装置とを個別の実体とすることができる。そのような場合、放射源は、リソグラフィ装置の一部を成すとはみなされず、放射ビームは、例えば適切な方向付けミラー及び／又はビーム拡大器を備えるビーム送達システムＢＤを用いて、放射源ＳＯから照明器ＩＬに送られる。他の場合には、例えば放射源が水銀ランプであるときには、放射源をリソグラフィ装置の一部にすることができる。放射源ＳＯと照明器ＩＬを、必要であればビーム送達システムＢＤと合わせて、放射システムと呼ぶ場合もある。

照明器ＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調節するための調節器ＡＤを備える場合がある。一般に、照明器の瞳孔面での強度分布の少なくとも外側及び／又は内側半径範囲（通常、それぞれσ−ｏｕｔｅｒ及びσ−ｉｎｎｅｒと呼ばれる）を調節することができる。さらに、照明器ＩＬは、積分器ＩＮや集光器ＣＯなど様々な他の構成要素を備える場合がある。照明器を使用して、断面で所望の一様性及び強度分布を有するように放射ビームを調整することができる。

放射ビームＢは、支持構造（例えばマスク・テーブルＭＴ）上に保持されたパターン形成装置（例えばマスクＭＡ）に入射し、パターン形成装置によってパターン形成される。マスクＭＡを通った後、放射ビームＢは投影システムＰＳを通過し、投影システムＰＳが、ビームを基板Ｗの目標部分Ｃに合焦する。第２の位置決め手段ＰＷ及び位置センサＩＦ（例えば干渉計装置、リニア・エンコーダ、又は容量センサ）を用いて、例えば放射ビームＢの経路内に別の目標部分Ｃを位置決めするために基板テーブル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ＰＭ及び別の位置センサ（図１には明示されていない）を使用して、例えばマスク・ライブラリから機械的に取り出した後に、又は走査中に、マスクＭＡを放射ビームＢの経路に対して正確に位置決めすることができる。一般に、マスク・テーブルＭＴの移動は、第１の位置決め手段ＰＭの一部を成す長行程モジュール（粗い位置決め）及び短行程モジュール（精密な位置決め）を用いて実現することができる。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第２の位置決め手段ＰＷの一部を成す長行程モジュール及び短行程モジュールを使用して実現することができる。（スキャナとは対照的に）ステッパの場合、マスク・テーブルＭＴは、短行程アクチュエータのみに接続すればよく、或いは固定することもできる。マスクＭＡ及び基板Ｗは、マスク位置合わせマークＭ１、Ｍ２及び基板位置合わせマークＰ１、Ｐ２を使用して位置合わせすることができる。例示されている基板位置合わせマークは特定の目標部分に位置しているが、目標部分間の空間内に位置させることもできる（これらは、スクライブ・レーン位置合わせマークとして知られている）。同様に、複数のダイがマスクＭＡ上に提供される状況では、マスク位置合わせマークをダイの間に位置させることができる。

記述した装置は、以下のモードの少なくとも１つで使用することができる。

ステップ・モードでは、マスク・テーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴが本質的に静止して保たれ、放射ビームに与えられた全パターンが目標部分Ｃに一度に投影される（すなわち、ただ１回の静的露光）。次いで、別の目標部分Ｃを露光することができるように、基板テーブルＷＴがＸ及び／又はＹ方向で移動される。ステップ・モードでは、露光領域の最大サイズが、ただ１回の静的露光で像形成される目標部分Ｃのサイズを制限する。

走査モードでは、マスク・テーブルＭＴと基板テーブルＷＴとが同期して走査され、その間に、放射ビームに与えられたパターンが目標部分Ｃに投影される（すなわち、ただ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の速度及び方向は、投影システムＰＳの拡大（縮小）及び像反転特性によって決定することができる。走査モードでは、露光領域の最大サイズが、ただ１回の動的露光における目標部分の（非走査方向での）幅を制限し、走査運動の長さが、目標部分の（走査方向での）高さを決定する。

別のモードでは、マスク・テーブルＭＴは、プログラム可能パターン形成装置を保持して本質的に静止して保たれ、基板テーブルＷＴが移動又は走査され、その間に、放射ビームに与えられたパターンが目標部分Ｃに投影される。このモードでは、通常はパルス放射源が採用され、プログラム可能パターン形成装置は、基板テーブルＷＴの毎回の移動後に、又は走査中、連続する放射パルスの合間に、必要に応じて更新される。この動作モードは、上で言及したタイプのプログラム可能ミラー・アレイなどプログラム可能パターン形成装置を利用するマスクレス・リソグラフィに容易に適用することができる。

上述した使用モードの組合せ及び／又は変形態様、或いは全く異なる使用モードを採用することもできる。

リソグラフィ装置は、よく知られているケーラー照明構成を使用することができ、その構成が図２に図式的に示されている。そのような構成では、照明システムＩＬ内に瞳孔面ＰＰと呼ばれる面（時として複数の面）が存在し、これは、マスクＭＡが位置される投影システムＰＬの対物面のフーリエ共役である。よく知られているように、瞳孔面内での位置（正規化された変数σ_ｘ及びσ_ｙを用いて表現される）は対物面での角度（θ，φ）に対応し、したがってマスクの照明の角度分布は、瞳孔面での強度分布を定義することによって決定することができる。瞳孔面での強度分布を定義するために、ズーム・レンズ、アキシコン、ズーム・アキシコン、回折光学要素、マスキング・ブレード、及びアパーチャ・プレートを含めた様々な装置を使用することができる。

照明プロファイルは、一般に瞳孔面での強度分布の形状によって表され、従来の照明（しばしばσ設定と呼ばれる瞳孔フィリング係数（ｐｕｐｉｌ ｆｉｌｌｉｎｇ ｆａｃｔｏｒ）によって定義される）と、環状照明（しばしばσ_ｉ及びσ_ｏと呼ばれる内側及び外側半径によって定義される）と、双極照明と、四重極照明と、これらの組合せ及びより複雑な分布とを含む。リソグラフィ装置は、調節可能なパラメータを有して又は有さずに、一般的なパターンを像形成するのに適した標準の照明プロファイルを定義するための装置、或いは特定のパターンのための特注照明プロファイルを定義するための装置を設けられる場合がある。本発明は、照明プロファイルを制御又は調節するために１つ又は複数の装置を有する任意のリソグラフィ装置と共に使用することができる。

いくつかの異なるタイプ又はモデルのリソグラフィ投影装置を有するファブでは、異なる装置を使用して所与のパターンを像形成し、しかしそれでも一貫した結果を得ることが望まれることが多い。これは、１つの装置（以下で第２の装置と呼ぶ）の像形成性能が別の装置（目標装置と呼ぶ）に合致されることを必要とする。一般に、より適合性のある装置が、あまり調節性のない装置の性能に合致するように調節される。

多くの場合、合致させるべき最も重要な像形成尺度は、２つの装置のＣＤ対ピッチ関数であり、最も簡単に調節可能なパラメータは、第２の装置の照明プロファイルである。この場合、合致タスクは、第２の装置において、所与の目標ＣＤ対ピッチ関数にできるだけ近いＣＤ対ピッチ関数を提供する照明プロファイルを求めるものとなる。本発明の一実施例では、これを行うために、図７に例示される以下の方法が適用される。

最初に（Ｓ１）、基準照明プロファイルを使用して、第２の装置に関する基準ＣＤ対ピッチ関数が得られる。例えば、図３は、目標装置において様々なピッチに関して得られるＣＤ（正方形のデータ点によって示される）と、基準関数として働くように第２の装置を使用して様々なピッチに関して得られるＣＤ（ダイヤモンド形のデータ点）とを示すグラフである。基準関数を得るために使用される照明プロファイルは図４に示されている。これは、既知のσ_ｉ及びσ_ｏ値を有する環状照明モードである。目標ＣＤ対ピッチ関数を得るために使用される照明プロファイルが分かっている場合には、基準照明プロファイルを同様のものとなるように選択することができ、そうでない場合には、変動を可能にして、全ての所要のピッチ値に関して適切に像形成する簡便な設定が選択される。基準ＣＤ対ピッチ関数は、広く利用可能なシミュレーション・ツールを用いたシミュレーションによって、又はテスト・パターンを露光して、得られるライン幅を測定することによって得ることができる。

第２のステップＳ２は、第２の装置の瞳孔面に関するＣＤ感度マップを計算することである。ＣＤ感度マップは、瞳孔面内の各点での単位強度変化に起因するＣＤの変化を示す関数である。これは、特定の像形成状況、すなわち特定のパターン及び照明プロファイルを使用して得られ、しかし様々なプロファイルに関して限度内で大幅には変化せず、したがって各マスクについて一度だけ計算すればよく、その後は再使用することができる。当業者が容易に入手可能なＰｒｏｌｉｔｈ（商標）などよく知られているシミュレーション・ツールを使用して、これを計算することができる。

次のステップＳ３は、所望の目標ＣＤ対ピッチ関数にできるだけ近いＣＤ対ピッチ関数を提供する第２の装置に関する照明プロファイルを求めることである。これは、Ｉ_{ｍａｔｃｈ}（σ_ｘ，σ_ｙ）に関して関数

を最小にすることによって行うことができ、ここで、Ｉ_{ｍａｔｃｈ}（σ_ｘ，σ_ｙ）は求める照明プロファイルであり、Ｉ_{ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ}（σ_ｘ，σ_ｙ）は基準照明プロファイルであり、

はＣＤ感度マップであり、ΔＣＤ_ｊは、第ｊ番目のピッチ値での、目標ＣＤ対ピッチ関数と基準ＣＤ対ピッチ関数との差である。ここでも、容易に入手可能なツール（例えば、Ｔｈｅ Ｍａｔｈ Ｗｏｒｋｓ ｏｆ Ｎａｔｉｃｋ（米国マサチューセッツ州）によって発行されているＭａｔｌａｂ（商標）のＬＳＱＮＯＮＬＩＮ関数）によって行われる有界非線形最小二乗最小化などよく知られている数学的アルゴリズムを使用することができる。

合致する照明プロファイルを求める際、合致照明プロファイルが回転不変でなければならないという要件など、第２の装置の性能を表す追加の制約が加えられることがある。合致照明プロファイルが特注の要素、例えば回折光学要素を使用して得られる場合には、制約が加えられないことがある。

十分な合致に関する基準尺度は、特定の環境に応じて設定することができ、例えば、考慮中のデバイス層の臨界に依存する場合がある。１つの可能な基準尺度は、

と定義される最大の光近接効果偏差（ΔＯＰＥ）を設定することである。

別の可能性は、課せられた制約を仮定して得ることができる最善の合致を単に受け入れることである。

次いで、得られた照明プロファイルを使用して、知られている方法でデバイス層をプリントする（Ｓ４）。

本発明の実施例による方法を行うことによって得られる例示的な結果が図５及び６に表されている。図５で、ＣＤ対ピッチ関数が、基準照明プロファイルに関して（鎖線）、目標プロファイルに関して（点線）、且つ第１及び第２の合致プロファイルに関して（一点鎖線及び二点鎖線）示されている。図６でも同じライン・タイプを使用して、様々な照明プロファイルの半径方向プロファイルを示し、それらは全て環状プロファイルである。

基準ＣＤ対ピッチ関数が目標ＣＤ対ピッチ関数と全く異なることが見られ、特に基準ＣＤ対ピッチ関数は、５００ｎｍよりも大きいピッチ値では、７０〜８０ｎｍの間にある目標ＣＤ対ピッチ関数よりもはるかに小さい（＜６０ｎｍ）。これは、対応する照明プロファイルの半径方向強度プロファイルに反映される。すなわち、目標ＣＤ対ピッチ関数は０．７〜０．８の間のピークを有し、一方、基準ＣＤ対ピッチ関数に関するピークは０．８よりも大きい。

第１の合致は、任意の追加の制約を課すことなく得られ、目標ＣＤ対ピッチ曲線とほとんど区別がつかないＣＤ対ピッチ曲線を提供する。しかし、目標プロファイルとほぼ同じ半径での半径方向強度プロファイル・ピークは異なる形状を有する。０．０７ｎｍのΔＯＰＥ値が得られた。第２の合致は、強度プロファイルが特定の形状を取るという追加の制約を課すことによって得られ、しかしそれでも、ほとんど区別がつかないＣＤ対ピッチ関数と、同様の半径方向強度プロファイルとを提供する。０．１４ｎｍのΔＯＰＥ値が得られた。

図６には目標照明プロファイルが示されているが、合致照明プロファイルを得る際にそれが使用されなかったことに留意することが重要であり、そのような情報を利用可能でないときでさえ合致照明プロファイルを得ることができる。

本明細書では、ＩＣの製造でのリソグラフィ装置の使用に特に言及する場合があるが、本明細書で説明したリソグラフィ装置が、集積光学システム、磁区メモリ用の誘導及び検出パターン、フラットパネル・ディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドなどの製造など、他の用途を有する場合もあることを理解されたい。そのような他の用途の文脈では、本明細書における用語「ウェハ」又は「ダイ」の使用を、それぞれより一般的な用語「基板」又は「目標部分」と同義と考えることができることを当業者は理解されよう。本明細書で言及する基板は、露光前又は露光後に、例えばトラック（典型的には、レジストの層を基板に塗布し、露光されたレジストを現像するツール）、測定ツール、及び／又は検査ツールで加工することができる。該当する場合には、本明細書における開示を、そのような基板加工ツール、及びその他の基板加工ツールに適用することができる。さらに、例えば多層ＩＣを作成するために基板が複数回加工されることもあり、したがって本明細書で使用される用語「基板」は、複数回加工された層を既に含む基板を表す場合もある。

上では、光リソグラフィの文脈での本発明の実施例の使用に特に言及してきたが、本発明は、他の用途、例えばインプリント・リソグラフィで使用することもでき、文脈が許す限り光リソグラフィに限定されないことを理解されたい。インプリント・リソグラフィでは、パターン形成装置でのトポグラフィが、基板上に作成されるパターンを画定する。パターン形成装置のトポグラフィは、基板に供給されるレジストの層にプレス加工することができ、その後、電磁放射、熱、圧力、又はそれらの組合せを加えることによってレジストが硬化される。レジストが硬化された後に、パターン形成装置がレジストから外され、レジストにパターンが残る。

本明細書で使用する用語「放射」及び「ビーム」は、紫外（ＵＶ）放射（例えば、波長が約３６５、３５５、２４８、１９３、１５７、又は１２６ｎｍ）及び極端紫外（ＥＵＶ）放射（例えば、波長が５〜２０ｎｍの範囲内）、並びにイオン・ビームや電子ビームなどの粒子ビームを含めた全てのタイプの電磁放射を包含する。

用語「レンズ」は、文脈が許す限り、屈折、反射、磁気、電磁気、及び静電気光学構成要素を含めた様々なタイプの光学構成要素の任意の１つ又は組合せを表す場合がある。

本発明の特定の実施例を上述してきたが、説明した以外の形で本発明を実施することもできることを理解されたい。例えば、本発明は、上で開示した方法を記述する機械可読命令の１つ又は複数のシーケンスを含むコンピュータ・プログラム、又は内部にそのようなコンピュータ・プログラムが記憶されたデータ記憶媒体（例えば半導体メモリ、磁気又は光ディスク）の形を取ることができる。

上の説明は例示として意図されており、限定を加えるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲の範囲から逸脱することなく、説明した本発明に修正を加えることができることが当業者には明らかであろう。

本発明の一実施例で使用可能なリソグラフィ装置を示す図である。 ケーラー照明を示す図である。 リソグラフィ装置に関する基準ＣＤ対ピッチ曲線及び目標ＣＤ対ピッチ曲線を示す図である。 環状照明プロファイルを示す図である。 本発明の一実施例で得られるＣＤ対ピッチ曲線を示す図である。 図５のＣＤ対ピッチ曲線を得るために使用される半径方向強度プロファイルを示す図である。 本発明の一実施例による方法の流れ図である。

符号の説明

Ｂ 放射ビーム
ＩＬ 照明システム、照明器
ＭＡ パターン形成装置
ＰＭ 第１の位置決め手段
ＭＴ 支持構造、マスク・テーブル
Ｗ 基板
ＰＷ 第２の位置決め手段
Ｃ 目標部分
ＰＳ 投影システム
ＳＯ 放射源
ＢＤ ビーム送達システム
ＡＤ 調節器
ＩＮ 積分器
ＣＯ 集光器
ＰＬ 投影システム
ＰＰ 瞳孔面

Claims (18)

1. リソグラフィ投影装置を使用するデバイス製造方法において使用すべき照明プロファイルを決定する方法であって、
   基準照明プロファイルを使用して、少なくとも複数のピッチ値で、前記リソグラフィ投影装置に関する基準ＣＤ対ピッチ関数を得る段階と、
   少なくとも前記複数のピッチ値で、目標ＣＤ対ピッチ関数を得る段階と、
   所与のパターンについて、前記リソグラフィ投影装置に関するＣＤ感度マップを生成する段階と、
   前記基準ＣＤ対ピッチ関数、前記目標ＣＤ対ピッチ関数、及び前記ＣＤ感度マップから、前記所与のパターンを露光するために前記リソグラフィ装置において使用すべき適切な照明プロファイルを計算する段階とを含む方法。
2. 前記ＣＤ感度マップが、前記リソグラフィ投影装置の照明システムの前記瞳孔面内の複数の点に関する単位強度変化に起因するＣＤ変化の値の組を備える請求項１に記載の方法。
3. 前記適切な照明プロファイルが、Ｉ_{ｍａｔｃｈ}（σ_ｘ，σ_ｙ）に関して関数
   

   

   
   を最小にすることによって計算され、ここで、Ｉ_{ｍａｔｃｈ}（σ_ｘ，σ_ｙ）は前記適切な照明プロファイルであり、Ｉ_{ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ}（σ_ｘ，σ_ｙ）は前記基準照明プロファイルであり、
   

   

   
   はＣＤ感度マップであり、ΔＣＤ_ｊは、前記複数の点のうちの点ｊでの前記目標ＣＤ対ピッチ関数と基準ＣＤ対ピッチ関数との差である請求項１に記載の方法。
4. 最小化段階が、追加の制約の下で実施される請求項３に記載の方法。
5. 前記追加の制約が、前記適切な照明プロファイルが回転不変であることである請求項４に記載の方法。
6. 前記最小化が、有界非線形最小二乗最小化である請求項３に記載の方法。
7. リソグラフィ投影装置を使用するデバイス製造方法であって、
   基準照明プロファイルを使用して、少なくとも複数のピッチ値で、前記リソグラフィ投影装置に関する基準ＣＤ対ピッチ関数を得る段階と、
   少なくとも前記複数のピッチ値で、目標ＣＤ対ピッチ関数を得る段階と、
   所与のパターンについて、前記リソグラフィ投影装置に関するＣＤ感度マップを生成する段階と、
   前記基準ＣＤ対ピッチ関数、前記目標ＣＤ対ピッチ関数、及び前記ＣＤ感度マップから、適切な照明プロファイルを計算する段階と、
   前記適切な照明プロファイルを使用して、前記所与のパターンを照明する段階と、
   前記リソグラフィ装置を使用して、前記所与のパターンの像を基板上に投影する段階とを含むデバイス製造方法。
8. 前記ＣＤ感度マップが、前記リソグラフィ投影装置の照明システムの前記瞳孔面内の複数の点に関する単位強度変化に起因するＣＤ変化の値の組を備える請求項７に記載の方法。
9. 前記適切な照明プロファイルが、Ｉ_{ｍａｔｃｈ}（σ_ｘ，σ_ｙ）に関して関数
   

   

   
   を最小にすることによって計算され、ここで、Ｉ_{ｍａｔｃｈ}（σ_ｘ，σ_ｙ）は前記適切な照明プロファイルであり、Ｉ_{ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ}（σ_ｘ，σ_ｙ）は前記基準照明プロファイルであり、
   

   

   
   はＣＤ感度マップであり、ΔＣＤ_ｊは、前記複数の点のうちの点ｊでの前記目標ＣＤ対ピッチ関数と基準ＣＤ対ピッチ関数との差である請求項７に記載の方法。
10. 最小化段階が、追加の制約の下で実施される請求項９に記載の方法。
11. 前記追加の制約が、前記適切な照明プロファイルが回転不変であることである請求項１０に記載の方法。
12. 前記最小化が、有界非線形最小二乗最小化である請求項９に記載の方法。
13. 第１及び第２の基板上に所与のパターンを転写するために第１及び第２のリソグラフィ装置を使用するデバイス製造方法であって、
    少なくとも複数のピッチ値で、第１の照明プロファイルを使用して、前記第１のリソグラフィ投影装置に関する目標ＣＤ対ピッチ関数を得る段階と、
    基準照明プロファイルを使用して、少なくとも複数のピッチ値で、前記第２のリソグラフィ投影装置に関する基準ＣＤ対ピッチ関数を得る段階と、
    前記所与のパターンについて、前記第２のリソグラフィ投影装置に関するＣＤ感度マップを生成する段階と、
    前記基準ＣＤ対ピッチ関数、前記目標ＣＤ対ピッチ関数、及び前記ＣＤ感度マップから、第２の照明プロファイルを計算する段階と、
    前記第１の照明プロファイルを使用して、前記第１のリソグラフィ装置で前記所与のパターンを照明する段階と、
    前記第１のリソグラフィ装置を使用して、前記所与のパターンの像を第１の基板上に投影する段階と、
    前記第２の照明プロファイルを使用して、前記第２のリソグラフィ装置で前記所与のパターンを照明する段階と、
    前記第２のリソグラフィ装置を使用して、前記所与のパターンの像を第２の基板上に投影する段階とを含むデバイス製造方法。
14. 前記ＣＤ感度マップが、前記リソグラフィ投影装置の照明システムの前記瞳孔面内の複数の点に関する単位強度変化に起因するＣＤ変化の値の組を備える請求項１３に記載の方法。
15. 前記第２の照明プロファイルが、Ｉ_{ｍａｔｃｈ}（σ_ｘ，σ_ｙ）に関して関数
    

    

    
    を最小にすることによって計算され、ここで、Ｉ_{ｍａｔｃｈ}（σ_ｘ，σ_ｙ）は前記第２の照明プロファイルであり、Ｉ_{ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ}（σ_ｘ，σ_ｙ）は前記基準照明プロファイルであり、
    

    

    
    はＣＤ感度マップであり、ΔＣＤ_ｊは、前記複数の点のうちの点ｊでの前記目標ＣＤ対ピッチ関数と基準ＣＤ対ピッチ関数との差である請求項１３に記載の方法。
16. 最小化段階が、追加の制約の下で実施される請求項１３に記載の方法。
17. 前記追加の制約が、前記適切な照明プロファイルが回転不変であることである請求項１６に記載の方法。
18. 前記最小化が、有界非線形最小二乗最小化である請求項１５に記載の方法。

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