JP2008258657A - リソグラフィ処理におけるウェハの熱変形に対する最適補正 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 事前指定の露光情報P204に従って基板の複数のフィールド上に1つのパターンを露光する段階P204と、フィールドの属性を測定し、露光処理の熱効果によって誘導されるフィールドの変形を評価する段階P206,P208とを含む。本方法はさらに、測定された属性に基づいて補正情報を決定する段階と、補正情報に基づいて事前指定の露光情報を調整し熱誘導性のフィールド変形を補償する段階P210とを含む。
【選択図】 図2A
Description
照射システム:すなわち、放射(例えば、UV放射又はEUV放射)の投影ビームPBを提供するための照射器ILと、
第1の支持構造:すなわち、パターン形成機器(例えば、マスク)MAを支持するための(例えば、マスク・テーブル、マスク・ホルダ)MTであって、アイテムPLに対してパターン形成機器を正確に位置決めするために第1の位置決め機構PMに接続されるMTと、
基板テーブル:すなわち、基板(例えば、レジストをコーティングしたウェハ)Wを保持するための(例えば、ウェハ・テーブル、ウェハ・ホルダ)WTであって、アイテムPLに対して、基板を正確に位置決めするために第2の位置決め機構PWに接続されるWTと、
投影システム:すなわち、パターン形成機器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の標的フィールドC(例えば、1つ又は複数のダイを備える)上に結像するための(例えば、反射性投影レンズ)PLと、を備える。
ステップモード(投影ビームに与えられた全体パターンが標的フィールドC上に一挙に投射(すなわち単一の静的露光)されている間、マスクテーブルMT及び基板テーブルWTは本質的に静止に保たれる。次いで、異なる標的フィールドCを露光できるように、この基板テーブルWTはX及び/又はY方向に動かされる。ステップモードでは、露光フィールドの最大サイズによって単一の静的露光で結像される標的フィールドCのサイズが制限される)と、
走査モード(投影ビームに与えられたパターンが標的フィールドC上に投射(すなわち単一の動的露光)されている間、マスクテーブルMT及び基板テーブルWTは同期させた走査を受ける。マスクテーブルMTを基準とした基板テーブルWTの速度及び方向は投影システムPLの拡大(縮小)及び画像反転特性によって決定される。走査モードでは、露光フィールドの最大サイズは、単一の動的露光における標的フィールドの幅(非走査方向)が制限されており、一方走査移動の長さによって標的フィールドCの高さ(走査方向)が決定される)と、
その他モード(投影ビームに与えられたパターンが標的フィールドC上に投射されている間、マスクテーブルMTはプログラム可能パターン形成機器を保持しながら本質的に静止に保たれており、基板テーブルWTは移動又は走査を受ける。このモードでは一般的に、パルス状の放射線源が利用されると共に、基板テーブルWTの各移動の後、又は走査中の後続の放射パルスの間において必要に応じてプログラム可能パターン形成機器が更新される。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・アレイなどのプログラム可能パターン形成機器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)と、
で使用することができる。
照射システム:すなわち、放射(例えば、UV放射又はその他の放射)の投影ビームPBを提供するための照射器ILと、
第1の支持構造:すなわち、パターン形成機器(例えば、マスク)MAを支持するための(例えば、マスク・テーブル、マスク・ホルダ)MTであって、アイテムPLに対してパターン形成機器を正確に位置決めするために第1の位置決め機構PMに接続されるMTと、
基板テーブル:すなわち、基板(例えば、レジストをコーティングしたウェハ)Wを保持するための(例えば、ウェハ・テーブル、ウェハ・ホルダ)WTであって、アイテムPLに対して、基板を正確に位置決めするために第2の位置決め機構PWに接続されるWT
投影システム:すなわち、パターン形成機器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の標的フィールドC(例えば、1つ又は複数のダイを備える)上に結像するための(例えば、屈折性投影レンズ)PLと、を備える装置を概略的に表している。
ステップモード:投影ビームに与えられた全体パターンが標的フィールドC上に一掃引で投射(すなわち単一の静的露光)されている間、マスクテーブルMT及び基板テーブルWTは本質的に静止に保たれる。次いで、異なる標的フィールドCを露光できるように、この基板テーブルWTはX及び/又はY方向にシフトされる。ステップモードでは、露光フィールドの最大サイズによって単一の静的露光で結像される標的フィールドCのサイズが制限される。
走査モード:投影ビームに与えられたパターンが標的フィールドC上に投射(すなわち単一の動的露光)されている間、マスクテーブルMT及び基板テーブルWTは同期させた走査を受ける。マスクテーブルMTを基準とした基板テーブルWTの速度及び方向は投影システムPLの拡大(縮小)及び画像反転特性によって決定される。走査モードでは、露光フィールドの最大サイズは、単一の動的露光における標的フィールドCの幅(非走査方向)が制限されており、一方走査移動の長さによって標的フィールドCの高さ(走査方向)が決定される。
その他モード:投影ビームに与えられたパターンが標的フィールドC上に投射されている間、マスクテーブルMTはプログラム可能パターン形成機器を保持しながら本質的に静止に保たれており、基板テーブルWTは移動又は走査を受ける。このモードでは一般的に、パルス状の放射線源が利用されると共に、基板テーブルWTの各移動の後、又は走査中の後続の放射パルスの間において必要に応じてプログラム可能パターン形成機器が更新される。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・アレイなどのプログラム可能パターン形成機器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。
図2Aは、本発明の具体的な一実施例に従って構築され動作する熱補正処理200の概括的な発明概念を概略的に表している。図2Aに示したように、補正処理200は初期露光レシピを提供する手順タスクP202で開始される。露光レシピは、露光パターンに関する製造者の指定したフィーチャ及びプロフィールに一致するように、ウェハ基板Wの標的フィールドCi−CNの各々の上に投影ビームPBによって集束させるエネルギー量を指定する。幾つかの実施例に関しては、ウェハ基板Wの標的フィールドCi−CNが受け取る総エネルギー付与量を一定に保つことが望ましいことを理解されたい。しかし、これらの実施例の場合であっても、その露光時間(すなわち、走査速度)及び露光エネルギー(例えば、レーザーのパワー)は、熱効果を低減させるために総エネルギー付与量が一定に保たれる限りにおいて、露光レシピの調節可能なパラメータとして構成することができる。
図2Bは、本発明の具体的な一実施例に従って構築され動作する熱補正処理250の概括的な発明概念を概略的に表している。図2Bに示したように、補正処理250は初期露光レシピを提供する手順タスクP252で開始される。上で検討したように、この露光レシピは、露光時間、露光エネルギー、露光座標位置決め、及び露光順序付け情報を含むことがある。
図3は、本発明の具体的な一実施例に従って構築され動作する熱補正処理300の概括的な発明概念を概略的に表している。図3に示したように、補正処理300は初期露光レシピを提供する手順タスクP302で開始される。別の実施例に関して上で検討したように、この露光レシピは、露光時間、露光エネルギー、露光座標位置決め、及び露光順序付け情報を含むことがある。
図4Aは、本発明の具体的な一実施例に従って構築され動作する熱補正処理400の概括的な発明概念を概略的に表している。図4Aに示したように、補正処理400は初期露光レシピを提供する手順タスクP402で開始される。開示した別の実施例に関して上で検討したように、この露光レシピは、露光時間、露光エネルギー、露光座標位置決め、及び露光順序付け情報を含むことがある。
図5Aは、本発明の具体的な一実施例に従って構築され動作する熱補正処理500の概括的な発明概念を概略的に表している。図4Aに示したように、補正処理500は初期露光レシピを提供する手順タスクP502で開始される。開示した別の実施例に関して上で検討したように、露光レシピは、露光パターンに関する製造者の指定したフィーチャ及びプロフィールに一致するようにウェハ基板Wの標的フィールドCi−CNの各々の上に投影ビームPBによって集束させるエネルギー量を指定する。この露光レシピはさらに、各標的フィールドCi−CNに関して投影ビームPBを集束させる箇所である事前指定の座標を特定する関連する露光位置情報と、投影ビームPBによって標的フィールドCi−CNのそれぞれを露光する際の事前指定の順序付けを特定する関連する露光順序付け情報とを含む。
図6は、本発明の具体的な一実施例に従って構築され動作する熱補正処理600の概括的な発明概念を概略的に表している。図6に示したように、補正処理600は初期露光レシピを提供する手順タスクP602で開始される。開示した別の実施例に関して上で検討したように、この露光レシピは、露光時間、露光エネルギー、露光座標位置決め、及び露光順序付け情報を含むことがある。
150 透過性構成のリソグラフィ装置
200 熱補正処理
250 熱補正処理
300 熱補正処理
400 熱補正処理
500 熱補正処理
600 熱補正処理
BD ビーム伝達システム
C 標的フィールド
CO コンデンサ
IF 位置センサ
IL 照射器
IN 積算器
M1 マスクアライメント・マーク
M2 マスクアライメント・マーク
MA パターン形成機器、マスク
MT マスクテーブル、マスクホルダ
P1 基板アライメント・マーク
P2 基板アライメント・マーク
PB 投影ビーム
PL レンズ
PM 第1の位置決め機構
PW 第2の位置決め機構
SO 放射線源
W 基板、ウェハ
WT ウェハテーブル、ウェハホルダ、基板テーブル
Claims (50)
- リソグラフによって露光された基板に対する熱誘導性のフィールド変形を補正する方法であって、
事前指定の露光情報に従って基板の複数のフィールド上に1つのパターンを露光する段階と、
前記フィールドの属性を測定し、前記露光の熱効果によって誘導される前記フィールドの変形を評価する段階と、
前記測定された属性に基づいて補正情報を決定する段階と、
前記補正情報に基づいて前記事前指定の露光情報を調整し熱誘導性のフィールド変形を補償する段階と、を含む方法。 - 前記露光情報は、露光エネルギー情報、露光時間情報、露光フィールド位置情報、露光フィールド順序付け情報、及び露光フィールド変形情報のうちの少なくとも1つを含む請求項1に記載の方法。
- 前記事前指定の露光情報を調整する段階は、前記補正情報によって決定される位置オフセット情報に基づいて前記事前指定の露光フィールド位置情報を調整する段階を含む請求項2に記載の方法。
- 熱誘導性のフィールド変形情報を予測するためのモデルを提供する段階と、
露光の前に前記予測される熱誘導性の変形情報に基づいて前記事前指定の露光情報を修正する段階と、
をさらに含む請求項2に記載の方法。 - 前記事前指定の露光情報を調整する段階は、前記露光の後で前記補正情報によって決定される予測オフセット情報に基づいて前記修正された事前指定の露光情報を調整する段階を含む請求項4に記載の方法。
- 前記予測される熱誘導性のフィールド変形情報は、前記フィールドのそれぞれの中で選択された点の変形の影響を全域膨張モデルに基づいて予測することを含む請求項4に記載の方法。
- 前記事前指定の露光情報を調整する段階は、前記予測される熱誘導性のフィールド変形情報に基づいて前記露光フィールド順序付け情報を調整する段階を含む請求項7に記載の方法。
- 前記熱誘導性のフィールド変形情報は、前記ウェハ全体にエネルギーが移送される際の時間−減衰特性に基づいて前記フィールドのそれぞれの中で選択された点の変形の影響を予測する段階を含む請求項4に記載の方法。
- 前記予測モデルは、
τがリソグラフィ露光構成要素の温度特性に依存する時間感度定数を表し、
χがリソグラフィ露光構成要素の空間温度特性を表し、
kがリソグラフィ露光構成要素の温度特性に依存する比例定数を表し、
dxpがx軸に沿った予測される変形を表し、
dypがy軸に沿った予測される変形を表す請求項9に記載の方法。 - 前記事前指定の露光情報を調整する段階は、前記予測される熱誘導性のフィールド変形情報に基づいて前記露光フィールド順序付け情報を調整する段階を含む請求項10に記載の方法。
- 露光の前に前記基板の表面上の温度変動を測定する段階と、
前記測定された基板温度変動に基づいて変形マップを作成する段階とをさらに含む請求項2に記載の方法。 - 露光の前に前記変形マップに基づいて前記事前指定の露光情報を修正する段階をさらに含む請求項12に記載の方法。
- 前記温度変動測定はサーモグラフィック・イメージングを含む請求項13に記載の方法。
- 前記事前指定の露光情報を調整する段階は、前記露光の後で前記補正情報によって決定される変形オフセット情報に基づいて前記修正された事前指定の露光情報を調整する段階を含む請求項13に記載の方法。
- リソグラフによって露光された基板に対する熱誘導性のフィールド変形を補正する方法であって、
露光の熱効果によって誘導される基板の複数のフィールドの変形を予測するためのモデルを提供する段階と、
前記予測される熱誘導性の変形情報に基づいて前記基板のフィールドの露光を構成するために使用される露光情報を修正する段階と、
前記修正された露光情報に従って前記基板のフィールド上に1つのパターンを露光する段階と、
前記フィールドの属性を測定し、前記露光の熱効果によって誘導される前記フィールドの変形を評価する段階と、
前記測定された属性に基づいて補正情報を決定する段階と、
前記補正情報に基づいて前記修正された露光情報を調整し熱誘導性のフィールド変形を補償する段階と、
を含む方法。 - 前記予測される熱誘導性のフィールド変形情報は、前記フィールドのそれぞれの中で選択された点の変形の影響を全域膨張モデルに基づいて予測する段階を含む請求項17に記載の方法。
- 前記事前指定の露光情報を調整する段階は、前記予測される熱誘導性のフィールド変形情報に基づいて前記露光フィールド順序付け情報を調整する段階を含む請求項19に記載の方法。
- 前記熱誘導性のフィールド変形情報は、前記ウェハ全体にエネルギーが移送される際の時間−減衰特性に基づいて前記フィールドのそれぞれの中で選択された点の変形の影響を予測する段階を含む請求項17に記載の方法。
- 前記予測モデルは、
τがリソグラフィ露光構成要素の温度特性に依存する時間感度定数を表し、
χがリソグラフィ露光構成要素の空間温度特性を表し、
kがリソグラフィ露光構成要素の温度特性に依存する比例定数を表し、
dxpがx軸に沿った予測される変形を表し、
dypがy軸に沿った予測される変形を表す請求項21に記載の方法。 - 前記事前指定の露光情報を調整する段階は、前記予測される熱誘導性のフィールド変形情報に基づいて前記露光フィールド順序付け情報を調整する段階を含む請求項22に記載の方法。
- リソグラフによって露光された基板に対する熱誘導性のフィールド変形を補正する方法であって、
露光しようとする複数のフィールドを含む基板の表面上で温度変動を測定する段階と、
前記測定された基板温度変動に基づいて変形マップを作成する段階と、
前記変形マップに基づいて前記基板のフィールドの露光を構成するために使用される露光情報を修正する段階と、
前記修正された露光情報に従って前記フィールド上に1つのパターンを露光する段階と、
前記露光の熱効果によって誘導される前記フィールドの変形を評価するために前記フィールドの属性を測定する段階と、
前記測定された属性に基づいて補正情報を決定する段階と、
熱誘導性のフィールド変形を補償するために前記補正情報に基づいて前記修正された露光情報を調整する段階と、
を含む方法。 - 前記温度変動測定は、サーモグラフィック・イメージングを含む請求項24に記載の方法。
- 前記事前指定の露光情報を調整する段階は、前記露光の後で前記補正情報によって決定される変形オフセット情報に基づいて前記修正された事前指定の露光情報を調整する段階を含む請求項26に記載の方法。
- リソグラフィ装置によって露光した基板の熱誘導性のフィールド変形を補正する方法であって、
少なくとも1つの以前の基板の露光済みの標的フィールドに基づいて補正情報を決定する段階と、
前記補正情報を露光情報に適用する段階と、
補正情報が適用された前記露光情報に従って後続の基板の標的フィールドを露光する段階と、
を含む方法。 - 前記露光情報は、露光エネルギー情報、露光時間情報、露光フィールド位置情報、及び露光フィールド順序付け情報のうちの少なくとも1つを含む請求項28に記載の方法。
- 前記補正情報を決定する段階は、前記少なくとも1つの以前の基板の複数の標的フィールド上に1つのパターンを露光する段階と、前記少なくとも1つの以前の基板の標的フィールドの属性を測定して前記露光の熱効果によって誘導される変形を評価する段階とを含む請求項28に記載の方法。
- 前記補正情報を決定する段階は、
Tiが標的フィールドCiを露光することの熱効果を表し、tが現在の時間であり、tiが標的フィールドCiを露光する時間であり、
Diが露光済みの標的フィールドCiと現在露光しようとする標的フィールドとの間の距離によって誘導される影響を表し、
- 前記補正情報を決定する段階は、
dxpがx軸に沿った予測される変形を表し、
dxmaxが最終の標的フィールドが露光され終わった後におけるウェハ基板Wのx方向で予測される総変形を表し、
xがウェハ基板W上の1つの点のx座標を表し、
rwがウェハ基板Wの半径を表し、
Niが現在の標的フィールドの指標番号を表し、
Ntotが標的フィールドの総数を表し、
dypがy軸に沿った予測される変形を表し、
dymaxが最終の標的フィールドが露光され終わった後におけるウェハ基板Wのy方向で予測される総変形を表し、
yがウェハ基板W上の1つの点のy座標を表す請求項30に記載の方法。 - 前記補正情報を決定する段階は、
τがリソグラフィ露光構成要素の温度特性に依存する時間感度定数を表し、
χがリソグラフィ露光構成要素の空間温度特性を表し、
kがリソグラフィ露光構成要素の温度特性に依存する比例定数を表し、
dxpがx軸に沿った予測される変形を表し、
dypがy軸に沿った予測される変形を表す請求項30に記載の方法。 - 前記補正情報を決定する段階は、
前記少なくとも1つの以前の基板の表面上の温度変動を測定する段階と、
前記測定された基板温度変動に基づいて変形マップを作成する段階とを含んでおり、
前記変形マップは、
dxpがx軸に沿った予測される変形を表し、
xiがフィールドiのx座標を表し、
cが比例定数(熱膨張係数)を表し、
Niが加算において考慮するフィールドの数を表し、
kがウェハ中心とフィールドiの間の接続線に沿って関連するフィールド全体にわたって加算することであり、
Tkが測定したフィールドkの測定温度を表し、
Tnomがその装置をセットアップする際の目標とする公称温度を表し、
yiがフィールドiのy座標を表し、
dypがy軸に沿った予測される変形を表す請求項30に記載の方法。 - 放射ビームを提供するように構成された照射システムと、
その断面に1つのパターンを有する前記放射ビームを与える働きをするパターン形成機器を支持するように構成された支持構造と、
複数の標的フィールドを含む基板を保持するように構成された基板ホルダと、
基板の前記標的フィールドのうちの少なくとも1つの上に前記パターン形成したビームを露光するように構成された投影システムと、
前記露光済みの標的フィールドの属性を測定するように構成された測定ステーションと、を備えるリソグラフィ・システムであって、
前記露光済みの標的フィールドは事前指定の露光情報に従って露光され、前記フィールドは前記露光の熱効果によって誘導される前記フィールドの変形を評価するために前記測定ステーションによって測定されており、
補正情報は前記測定されたフィールド変形に基づいて決定されており、前記事前指定の露光情報は熱誘導性のフィールド変形を補償するために前記補正情報に基づいて調整される、リソグラフィ・システム。 - 前記露光情報は、露光エネルギー情報、露光時間情報、露光フィールド位置情報、露光フィールド順序付け情報、及び露光フィールド変形情報のうちの少なくとも1つを含む請求項35に記載のリソグラフィ・システム。
- 前記事前指定の露光情報を調整する段階は、前記補正情報によって決定される位置オフセット情報に基づいて前記事前指定の露光フィールド位置情報を調整する段階を含む請求項36に記載のリソグラフィ・システム。
- 熱誘導性のフィールド変形情報を予測するためのモデルを提供する段階と、
露光の前に前記予測される熱誘導性の変形情報に基づいて前記事前指定の露光情報を修正する段階と、
をさらに含む請求項36に記載のリソグラフィ・システム。 - 前記事前指定の露光情報を調整する段階は、前記露光の後で前記補正情報によって決定される予測オフセット情報に基づいて前記修正された事前指定の露光情報を調整する段階を含む請求項38に記載のリソグラフィ・システム。
- 前記予測される熱誘導性のフィールド変形情報は、前記フィールドのそれぞれの中で選択された点の変形の影響を全域膨張モデルに基づいて予測する段階を含む請求項38に記載のリソグラフィ・システム。
- 前記予測モデルは、
dxpがx軸に沿った予測される変形を表し、
dxmaxが最終の標的フィールドが露光され終わった後におけるウェハ基板Wのx方向で予測される総変形を表し、
xがウェハ基板W上の1つの点のx座標を表し、
rwがウェハ基板Wの半径を表し、
Niが現在の標的フィールドの指標番号を表し、
Ntotが標的フィールドの総数を表し、
dypがy軸に沿った予測される変形を表し、
dymaxが最終の標的フィールドが露光され終わった後におけるウェハ基板Wのy方向で予測される総変形を表し、
yがウェハ基板W上の1つの点のy座標を表す請求項40に記載のリソグラフィ・システム。 - 前記事前指定の露光情報を調整する段階は、前記予測される熱誘導性のフィールド変形情報に基づいて前記露光フィールド順序付け情報を調整する段階を含む請求項41に記載のリソグラフィ・システム。
- 前記熱誘導性のフィールド変形情報は、前記ウェハ全体にエネルギーが移送される際の時間−減衰特性に基づいて前記フィールドのそれぞれの中で選択された点の変形の影響を予測する段階を含む請求項38に記載のリソグラフィ・システム。
- 前記予測モデルは、
τが、リソグラフィ露光構成要素の温度特性に依存する時間感度定数を表し、
χがリソグラフィ露光構成要素の空間温度特性を表し、
kがリソグラフィ露光構成要素の温度特性に依存する比例定数を表し、
dxpがx軸に沿った予測される変形を表し、
dypがy軸に沿った予測される変形を表す、請求項43に記載のリソグラフィ・システム。 - 前記事前指定の露光情報を調整する段階は、前記予測される熱誘導性のフィールド変形情報に基づいて前記露光フィールド順序付け情報を調整する段階を含む請求項44に記載のリソグラフィ・システム。
- 露光の前に前記基板の表面上の温度変動を測定する段階と、
前記測定された基板温度変動に基づいて変形マップを作成する段階と、
をさらに含む請求項36に記載のリソグラフィ・システム。 - 露光の前に前記変形マップに基づいて前記事前指定の露光情報を修正する段階をさらに含む請求項46に記載のリソグラフィ・システム。
- 前記温度変動測定はサーモグラフィック・イメージングを含む請求項46に記載のリソグラフィ・システム。
- 前記事前指定の露光情報を調整する段階は、前記露光の後で前記補正情報によって決定される変形オフセット情報に基づいて前記修正された事前指定の露光情報を調整する段階を含む請求項47に記載のリソグラフィ・システム。
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