JP2009194368A - 露光スリットの形状が調整された、基板トポロジーによる焦点誤差の抑制を可能にするリソグラフィ装置およびデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の曲率の補償が改良されたリソグラフィ装置を提供する。
【解決手段】照明システムは、スリット型の像をパターニングデバイスの平面に形成するように構成されている。スリット型の像は、スキャニング方向にスリット曲率を有する湾曲した形状を有しており、また、スキャニング方向に長さＬＳを有しており、かつ、スキャニング方向Ｙに対して直角の幅を有している。スリット型の像は、パターニングされた放射ビームの湾曲パターンイメージ部分を投影システムの像平面に生成するように構成されている。
【選択図】図３

Description

[0001] 本発明はリソグラフィ装置およびデバイスを製造するための方法に関する。

[0002] リソグラフィ装置は、基板の上、一般的には基板のターゲット部分に所望のパターンを付与するマシンである。リソグラフィ装置は、たとえば集積回路（ＩＣ）の製造に使用することができる。その場合、マスクまたはレチクルとも呼ばれているパターニングデバイスを使用して、ＩＣの個々の層に形成すべき回路パターンが生成される。生成されたパターンが、基板（たとえばシリコンウェーハ）上のターゲット部分（たとえば１つまたは複数のダイの一部が含まれている）に転送される。パターンの転送は、通常、基板の上に提供されている放射感応性材料（レジスト）の層へのイメージングを介して実施される。通常、１枚の基板には、順次パターニングされる隣接するターゲット部分の回路網が含まれている。知られているリソグラフィ装置には、パターン全体を１回でターゲット部分に露光することによってターゲット部分の各々が照射されるいわゆるステッパと、パターンを放射ビームで所与の方向（「スキャニング」方向）にスキャンし、かつ、基板をこの方向に平行または非平行に同期スキャンすることによってターゲット部分の各々が照射されるいわゆるスキャナがある。パターンを基板にインプリントすることによってパターニングデバイスから基板へパターンを転送することも可能である。

[0003] ＩＣが製造される半導体基板は、通常、ある程度の表面レベルの変化を示す。基板の表面は、一般的には平らではない。通常、表面レベルは、平均レベルを中心にして、基板上の位置の関数として変化する。このような表面レベルの変化は、ある程度までは基板の製造プロセスによって生じる。表面レベル変化のコンポーネントのうちの１つは、表面の（局部）曲率として特性化することができる。実際には、曲率による局部表面レベルの変化は、数十ナノメートルに及ぶことがある。

[0004] 詳細には、局部曲率と同程度の臨界寸法値を達成することができるリソグラフィ装置の場合、場合によってはこの曲率を補償する必要がある。このようなリソグラフィ装置の投影システムの焦点深度は比較的浅いため、イメージを含む像平面と曲率による表面レベルとの間の局部偏差は、局部焦点外れの原因になることがある。したがって、表面に生成されるパターンが、そのパターンのフィーチャのサイズおよび／または位置に関して不正確になることがある。

[0005] 投影システムによって生成されるイメージは、固定の形状を有している（つまり、通常、平らな表面に向かって較正される）ため、曲率を有する基板、または基板上の位置の関数として変化する曲率を有する基板上の露光は、それによって得られるパターンイメージの焦点品質がそのイメージ内の位置の関数として変化することになる。詳細には、基板の縁は、場合によっては、基板のこれらの縁の近傍にパターンをプリントする可能性に影響を及ぼす可能性のある曲率（変化）の問題を抱えている。

[0006] 上で説明したスキャナリソグラフィシステムの場合、スキャン中に、パターニングデバイス（たとえばマスク）のセクションを基板上にイメージングすることによってパターンイメージが生成される。このセクションの投影イメージは、ここでは露光スリットと呼ばれているが、長方形の形を有している。スリットの幅（スキャニング方向に対して直角の方向の幅）は、パターンの像が形成される露光フィールドの幅に対応している。スキャニング方向におけるスリットの長さは、通常、スリットの幅よりはるかに短い。そのため、焦点外れに対する曲率の最大の影響は、場合によっては非スキャニング方向に生じることがある。

[0007] スキャニング方向に沿った曲率による焦点外れは、基板を基板上のスリットの位置の関数として投影システムの像平面に対してレベリングすることによってある程度まで補償することができる。しかしながら、スキャニング方向に対して直角の方向では、曲率が比較的大きく、修正が不可能である場合がある。

[0008] 基板の曲率の補償が改良されたリソグラフィ装置を有することが望ましい。

[0009] 本発明の一態様によれば、放射ビームを調整するように構成された照明システムと、放射ビームの断面にパターンを付与し、パターニングされた放射ビームを形成可能であるパターニングデバイスを支持するように構成されたパターニングデバイス支持体と、基板を保持するように構成された基板テーブルと、スキャニング方向に沿ったスキャニング露光において、パターニングされた放射ビームを基板のターゲット部分に投影するように構成された投影システムとを備えたリソグラフィ装置が提供される。照明システムは、スキャニング方向にスリット曲率を有する湾曲した形状を有するスリット型の像をパターニングデバイスの平面に形成するように構成されている。スリット型の像は、スキャニング方向に長さを有しており、また、スキャニング方向に対して実質的に直角の幅を有している。スリット型の像は、パターニングされた放射ビームの湾曲パターンイメージ部分を投影システムの像平面に生成するように構成されている。
本発明の一態様によれば、放射ビームを調整するステップと、パターニングされた放射ビームを形成するために、放射ビームの断面にパターンを付与するステップと、スキャニング方向に沿ったスキャニング露光において、パターニングされた放射ビームを基板のターゲット部分に投影するステップと、スリット型の像を形成するステップであって、スリット型の像がスキャニング方向に長さを有し、かつ、スキャニング方向に対して実質的に直角の幅を有し、また、スリット型の像がスキャニング方向にスリット曲率を有する湾曲した形状を有するステップと、パターニングされた放射ビームの湾曲パターンイメージ部分を投影システムの像平面に生成するために、スリット型の像を配置するステップとを含むデバイス製造方法が提供される。

[0010] 本発明の一態様によれば、コンピュータによってロードされるコンピュータプログラムが、コンピュータ読取可能媒体上で提供される。コンピュータは、プロセッサおよびプロセッサに接続された記憶装置を備えており、リソグラフィ装置を制御するためにリソグラフィ装置とインタフェースしている。リソグラフィ装置は、放射ビームを調整するように構成された照明システム、放射ビームの断面にパターンを付与し、パターニングされた放射ビームを形成可能であるパターニングデバイスを支持するように構成されたパターニングデバイス支持体、基板を保持するように構成された基板テーブル、およびスキャニング方向に沿ったスキャニング露光において、パターニングされた放射ビームを基板のターゲット部分に投影するように構成された投影システムを備えている。照明システムは、スキャニング方向にスリット曲率を有する湾曲した形状を有し、また、スキャニング方向に長さを有し、かつ、スキャニング方向に対して直角の幅を有するスリット型の像をレチクルの上に形成するように構成されている。コンピュータは、少なくとも照明システムのアクションを制御するために少なくとも照明システムに結合された制御システムとして構成されている。プロセッサは、コンピュータプログラムがロードされると、照明システムを制御して、スリット型の像を形成し、また、パターニングされた放射ビームの湾曲パターンイメージ部分を投影システムの像平面に生成するためにスリット型の像を配置することができる。

[0011] 本発明の一態様によれば、機械読取可能媒体に埋め込まれた、デバイス製造方法を実行するように構成された機械実行可能命令を含んだコンピュータ製品が提供される。デバイス製造方法には、スリット型の像をリソグラフィ装置内のパターニングデバイスの平面に形成するステップが含まれており、パターニングデバイスは、放射ビームをパターニングし、パターニングされた放射ビームを形成するように構成されている。スリット型の像は、スキャニング方向に長さを有しており、また、スキャニング方向に対して実質的に直角の幅を有している。スリット型の像は、スキャニング方向にスリット曲率を有する湾曲した形状を有している。スリット型の像は、パターニングされた放射ビームの湾曲パターンイメージ部分を投影システムの像平面に生成するために形成される。

[0012] 本発明の一態様によれば、放射ビームの断面にパターンを付与し、パターニングされた放射ビームを形成可能であるパターニングデバイスを支持するように構成されたパターニングデバイス支持体と、基板を保持するように構成された基板テーブルと、スキャニング方向に沿ったスキャニング露光において、パターニングされた放射ビームを基板のターゲット部分に投影するように構成された投影システムと、パターニングデバイスの平面に露光スリットを形成し、パターニングデバイスを照射するように構成された照明システムとを備えたリソグラフィ装置が提供される。露光スリットは、スキャニング方向にスリット曲率を有する湾曲した形状、スキャニング方向の長さ、およびスキャニング方向に対して実質的に直角の幅を有している。

[0013] 以下、本発明の実施形態について、単なる例にすぎないが、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。

[0014]本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を示す図である。 [0015]スキャナリソグラフィ装置に使用されている従来のスリットを示す図である。 [0016]平らではない基板表面へのパターンのイメージングを示す図である。 [0017]平らではない基板表面へのパターンのイメージングを示す図である。 [0018]本発明の一実施形態によるスリットを示す図である。 [0019]本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を示す図である。

[0020] 図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を略図で示したものである。この装置は、放射ビームＢ（たとえばＵＶ放射またはＥＵＶ放射）を調整するように構成された照明システム（イルミネータ）ＩＬ、パターニングデバイス（たとえばマスク）ＭＡを支持するように構築された、特定のパラメータに従って該パターニングデバイスを正確に位置決めするように構成された第１のポジショナＰＭに接続されたパターニングデバイス支持体すなわち支持構造（たとえばマスクテーブル）ＭＴ、基板（たとえばレジストコートウェーハ）Ｗを保持するように構築された、特定のパラメータに従って該基板を正確に位置決めするように構成された第２のポジショナＰＷに接続された基板テーブル（たとえばウェーハテーブル）ＷＴ、およびパターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢに付与されたパターンを基板Ｗのターゲット部分Ｃ（たとえば１つまたは複数のダイが含まれている）に投影するように構成された投影システム（たとえば屈折型投影レンズシステム）ＰＳを備えている。

[0021] 照明システムは、放射を導き、整形し、あるいは制御するための、屈折光学コンポーネント、反射光学コンポーネント、磁気光学コンポーネント、電磁光学コンポーネント、静電光学コンポーネントまたは他のタイプの光学コンポーネント、あるいはそれらの任意の組合せなどの様々なタイプの光学コンポーネントを備えることができる。

[0022] 支持構造は、パターニングデバイスの配向、リソグラフィ装置の設計および他の条件、たとえばパターニングデバイス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ニングデバイスを支持している。支持構造には、パターニングデバイスを保持するための機械式クランプ技法、真空クランプ技法、静電クランプ技法または他のクランプ技法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または移動させることができるフレームまたはテーブルであってもよい。支持構造は、パターニングデバイスをたとえば投影システムに対して所望の位置に確実に配置することができる。本明細書における「レチクル」または「マスク」という用語の使用はすべて、より一般的な「パターニングデバイス」という用語の同義語と見なすことができる。

[0023] 本明細書において使用されている「パターニングデバイス」という用語は、放射ビームの断面にパターンを付与し、それにより基板のターゲット部分にパターンを生成するべく使用することができる任意のデバイスを意味するものとして広義に解釈されたい。放射ビームに付与されるパターンは、たとえばそのパターンに移相シフトフィーチャまたはいわゆるアシストフィーチャが含まれている場合、基板のターゲット部分における所望のパターンに必ずしも厳密に対応している必要はないことに留意されたい。放射ビームに付与されるパターンは、通常、ターゲット部分に生成されるデバイス、たとえば集積回路などのデバイス中の特定の機能層に対応している。

[0024] パターニングデバイスは、透過型であってもあるいは反射型であってもよい。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、レベンソン型（alternating）位相シフトおよびハーフトーン型（attenuated）位相シフトなどのマスクタイプ、ならびに様々なハイブリッドマスクタイプが知られている。プログラマブルミラーアレイの例には、マトリックスに配列された、入射する放射ビームが異なる方向に反射するよう個々に傾斜させることができる微小ミラーが使用されている。この傾斜したミラーによって、ミラーマトリックスで反射する放射ビームにパターンが付与される。

[0025] 本明細書において使用されている「投影システム」という用語は、たとえば使用する露光放射に適した、もしくは液浸液の使用または真空の使用などの他の要因に適した、屈折光学システム、反射光学システム、カタディオプトリック光学システム、磁気光学システム、電磁光学システムおよび静電光学システム、またはそれらの任意の組合せを始めとする任意の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。本明細書における「投影レンズ」という用語の使用はすべて、より一般的な「投影システム」という用語の同義語と見なすことができる。

[0026] 図に示されているように、この装置は、透過型（たとえば透過型マスクを使用した）タイプの装置である。別法としては、この装置は、反射型（たとえば上で参照したタイプのプログラマブルミラーアレイを使用した、あるいは反射型マスクを使用した）タイプの装置であってもよい。

[0027] 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（および／または複数のマスクテーブル）を有するタイプの装置であってもよい。このような「マルチステージ」マシンの場合、追加テーブルを並列に使用することができ、あるいは１つまた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つまた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。

[0028] また、リソグラフィ装置は、基板の少なくとも一部が比較的屈折率が大きい液体、たとえば水で覆われ、それにより投影システム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、リソグラフィ装置内の他の空間、たとえばマスクと投影システムの間の空間に液浸液を加えることも可能である。液浸技法は、当分野では、投影システムの開口数を大きくすることで良く知られている。本明細書において使用されている「液浸」という用語は、基板などの構造を液体中に浸さなければならないことを意味しているのではなく、単に、露光の間、投影システムと基板の間に液体が置かれることを意味しているにすぎない。

[0029] 図１を参照すると、イルミネータＩＬは、放射源ＳＯから放射ビームを受け取っている。放射源がたとえばエキシマレーザである場合、放射源およびリソグラフィ装置は、個別の構成要素にすることができる。このような場合、放射源は、リソグラフィ装置の一部を形成しているとは見なされず、放射ビームは、たとえば適切な誘導ミラーおよび／またはビームエキスパンダを備えたビームデリバリシステムＢＤを使用して放射源ＳＯからイルミネータＩＬへ引き渡される。それ以外のたとえば放射源が水銀灯などの場合、放射源はリソグラフィ装置の一構成要素にすることができる。放射源ＳＯおよびイルミネータＩＬは、必要に応じてビームデリバリシステムＢＤと共に放射システムと呼ぶことができる。

[0030] イルミネータＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調整するためのアジャスタＡＤを備えることができる。通常、イルミネータの瞳面内における強度分布の少なくとも外側および／または内側半径範囲（一般に、それぞれσ−ｏｕｔｅｒおよびσ−ｉｎｎｅｒと呼ばれている）は調整が可能である。また、イルミネータＩＬは、インテグレータＩＮおよびコンデンサＣＯなどの他の様々なコンポーネントを備えることができる。イルミネータを使用して放射ビームを条件付け、所望する一様な強度分布をその断面に持たせることができる。

[0031] パターニングデバイス支持体すなわち支持構造（たとえばマスクテーブル）ＭＴの上に保持されているパターニングデバイス（たとえばマスクＭＡ）に放射ビームＢが入射し、パターニングデバイスによってパターニングされる。パターニングデバイス（たとえばマスク）ＭＡを透過した放射ビームＢは、放射ビームを基板Ｗのターゲット部分Ｃに集束させる投影システムＰＳを通過する。基板テーブルＷＴは、第２のポジショナＰＷおよび位置センサＩＦ（たとえば干渉計デバイス、リニアエンコーダまたは容量センサ）を使用して正確に移動させることができ、それによりたとえば異なるターゲット部分Ｃを放射ビームＢの光路内に配置することができる。同様に、第１のポジショナＰＭおよびもう１つの位置センサ（図１には明確に示されていない）を使用して、たとえばマスクライブラリから機械的に検索した後、またはスキャン中に、パターニングデバイス（たとえばマスク）ＭＡを放射ビームＢの光路に対して正確に配置することができる。通常、パターニングデバイス支持体すなわち支持構造（たとえばマスクテーブル）ＭＴの移動は、第１のポジショナＰＭの一部を形成してい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）を使用し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のポジショナＰＷの一部を形成しているロングストロークモジュールおよびショートストロークモジュールを使用して実現することができる。ステッパの場合（スキャナではなく）、パターニングデバイス支持体すなわち支持構造（たとえばマスクテーブル）ＭＴは、ショートストロークアクチュエータのみに接続することができ、あるいは固定することも可能である。パターニングデバイス（たとえばマスク）ＭＡおよび基板Ｗは、マスクアライメントマークＭ１、Ｍ２および基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を使用して整列させることができる。図には専用ターゲット部分を占有している基板アライメントマークが示されているが、基板アライメントマークは、ターゲット部分とターゲット部分の間の空間に配置することも可能である（このような基板アライメントマークは、けがき線アライメントマークとして知られている）。同様に、複数のダイがパターニングデバイス（たとえばマスク）ＭＡ上に提供される場合、ダイとダイの間にマスクアライメントマークを配置することができる。

[0032] 図に示されている装置は、以下に示すモードのうちの少なくとも１つのモードで使用することができる。

[0033] １．ステップモード：パターニングデバイス支持体すなわち支持構造（たとえばマスクテーブル）ＭＴおよび基板テーブルＷＴが基本的に静止状態に維持され、放射ビームに付与されたパターン全体がターゲット部分Ｃに１回で投影される（すなわち単一静止露光）。次に、基板テーブルＷＴがＸ方向および／またはＹ方向にシフトされ、異なるターゲット部分Ｃが露光される。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、単一静止露光で結像するターゲット部分Ｃのサイズが制限される。

[0034] ２．スキャンモード：放射ビームに付与されたパターンがターゲット部分Ｃに投影されている間、パターニングデバイス支持体すなわち支持構造（たとえばマスクテーブル）ＭＴおよび基板テーブルＷＴが同期スキャンされる（すなわち単一動的露光）。パターニングデバイス支持体すなわち支持構造（たとえばマスクテーブル）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ＰＳの倍率（縮小率）および画像反転特性によって決まる。スキャンモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、単一動的露光におけるターゲット部分の幅（非スキャン方向の幅）が制限され、また、スキャン運動の長さによってターゲット部分の高さ（スキャン方向の高さ）が決まる。

[0035] スキャニング露光では、レチクルの上方に配置されているイルミネータＩＬによって整形された放射ビームの照明プロファイルがレチクル上を移動し、それによりウェーハ上にパターンのイメージが形成される。イルミネータＩＬは、照明システムの共役平面つまりレチクル（すなわちパターニングデバイス）の平面にスリット型の像を生成する。

[0036] ３．その他のモード：プログラマブルパターニングデバイスを保持するようにパターニングデバイス支持体すなわち支持構造（たとえばマスクテーブル）ＭＴが基本的に静止状態に維持され、放射ビームに付与されたパターンがターゲット部分Ｃに投影されている間、基板テーブルＷＴが移動またはスキャンされる。このモードでは、通常、パルス放射源が使用され、スキャン中、基板テーブルＷＴが移動する毎に、ある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マブルパターニングデバイスが更新される。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。

[0037] 上で説明した使用モードの組合せおよび／またはその変形形態、あるいは全く異なる使用モードを使用することも可能である。

[0038] 図２ａは、従来技術によるスキャナリソグラフィ装置に使用されているスリット型の像領域ＳＬ０（露光スリットと呼ばれている）を示したものである。

[0039] 露光スリットＳＬ０は、上で説明したようにイルミネータＩＬによって生成される。

[0040] 通常、露光スリットＳＬ０は、幅がＷＳ、長さがＬＳである実質的に長方形の形を有している。露光スリットＳＬ０は、その長さＬＳをスキャニング方向Ｙに平行にして配置される。幅ＷＳは、露光フィールドの幅に実質的に等しい。

[0041] 露光フィールドは、非スキャニング方向Ｘで互いに隣接している複数のターゲット部分Ｃを含むことも可能であるが、露光フィールドの幅は、少なくとも１つのターゲット部分Ｃの幅に対応させることができる。

[0042] 図２ｂは、従来の露光スリットを使用した、平らではない基板表面へのパターンのイメージングの第１の実例を示したものである。

[0043] 図２ｂには、基板Ｗの一部Ｗ１の概要がスキャニング方向Ｙに沿った横断面図で示されている。基板部分Ｗ１の長さＷＦｙは、実質的に露光フィールドの長さに対応している。図に示されているように、基板部分Ｗ１は平らではなく、垂直方向Ｚに示されている局部曲率を示している。

[0044] 一般的な意味における局部曲率は、基板の表面のレベル変化に関連していることは当業者には理解されよう。二次基板表面非一様性としての曲率は、高さおよび傾斜としてのより低次の表面非一様性に続く第１の非修正可能要素である。実際には、表面レベルの変化は、数十ナノメートルに及ぶことがある。

[0045] 基板部分Ｗ１の上方に示されている垂直線ＦＰは、投影システムの像平面（すなわち焦点面）を示している。

[0046] また、露光スリットＳＬ０を介して露光されるパターンイメージ部分ＰＴの一部が、従来技術によるスリットの末端の位置によって示されている。

[0047] 基板の上にパターンが露光されるスキャニング操作の間、リソグラフィ装置は、基板のうちの少なくとも実際に露光される部分を像平面の距離範囲内にもたらし、所定の焦点外れ誤差値より小さい焦点外れ誤差でパターンイメージが露光されるように構成される。レベリングとして知られているこの操作には、通常、基板上の位置を関数とした表面レベルに対する測定データを含んだ基板表面マップが使用される。この表面マップは、実際のスキャニング露光に先だって作成することができるが、別法として、「オンザフライ」すなわち動的に、つまりスキャニング露光中に表面マップを作成することも可能である。これらの代替条件での表面マップの作成方法については、当業者には理解されよう。

[0048] スキャニングの間、この基板表面マップに基づいて、基板表面マップのデータと、スキャン中に基板上に投影されるイメージ部分の実際の位置とを相関させることによって表面レベルが調整される。このレベリング操作には、通常、高さを調整するためのＺ方向に沿った並進による調整、およびＸ方向および／またはＹ方向の周りの回転による調整が含まれている。したがって、Ｚ方向における基板の調整およびＸ方向および／またはＹ方向の周りの回転などの基板のこれらの調整により、基板の照射部分をイメージ焦点面に対して確実に最適位置に配置することができる。

[0049] 図２ｃは、従来のスリットを使用した、平らではない基板表面へのパターンのイメージングの第２の実例を示したものである。

[0050] 図２ｃには、基板Ｗの一部Ｗ１の概要が非スキャニング方向Ｘに沿った横断面図で示されている。基板部分の長さＷＦｘは、実質的に露光フィールドの幅に対応している。図に示されているように、基板部分Ｗ１は平らではなく、垂直方向Ｚに示されている局部的な高さの変化を示している。

[0051] 基板部分の上方に示されている垂直線ＦＰは、投影システムの像平面を示している。何らかの方法で投影システムの像平面を湾曲させることができることに留意されたい。通常、レンズは、イメージ表面と平面が可能な限り緊密に対応するように設定される。

[0052] また、露光されるパターンイメージ部分ＰＴの一部が、従来技術によるスリットの末端の位置によって示されている。非スキャニング方向Ｘでは、露光スリットＳＬ０は、実質的に露光フィールドの幅に等しい幅を有しているため、露光スリットＳＬ０の幅全体にわたる表面レベルの変化を補償することが望ましい。

[0053] 非スキャニング方向Ｘにおける露光フィールドの幅全体にわたる許容可能な最大焦点外れ誤差を有するために、像平面ＦＰの位置は、断面の一部が表面レベルより上方に位置し、また、他の部分が表面レベルより下方に位置する最適レベルの位置になるように選択される。その結果、一部は、矢印ＤＦで示されているような局部焦点外れ誤差を示すことになる。

[0054] 露光スリットＳＬ０の幅ＷＳは、実質的に露光フィールドの幅に対応しているため、上で説明したレベリング操作による表面レベル変化の修正には限界がある。

[0055] 図３は、本発明の一実施形態による露光スリットを示したものである。

[0056] 本発明の一実施形態による露光スリットＳＬは、スキャニング方向Ｙに曲率ΔＹを有する湾曲した形状を有している。露光スリットは、スキャニング方向Ｙに沿って長さＬＳを有しており、また、非スキャニング方向Ｘに幅ＷＳを有している。

[0057] 一実施形態では、長さＬＳは、露光スリットの幅ＷＳ全体にわたって実質的に一定である。幅ＷＳは、露光フィールドの幅に対応させることができる。

[0058] 他の実施形態では、湾曲したスリット形状によって誘導される放射の線量変化を補償するために、長さＬＳを非スキャニング方向に沿って変化させることができる。

[0059] スキャニング方向Ｙに湾曲した露光スリットＳＬを使用することにより、スキャン中、基板をＸ方向に沿って傾斜させることによって非スキャニング方向Ｘに沿ったＺ方向の基板曲率を補償することができる利点が得られる。また、スキャニング方向Ｙに沿った曲率も、依然として、従来のスリットを使用して実施する場合の方法と同じ方法で補償することができることは理解されよう。

[0060] この実施形態では、露光スリットＳＬの曲率は一定である。スリットを通過したパターンイメージは、依然としてＺ方向に平らである像平面ＦＰ内に湾曲したパターンイメージ形状を有することになる。

[0061] 非スキャニング方向Ｘに沿ったＺ方向の曲率を補償するために、リソグラフィ装置は、非スキャニング方向Ｘに沿ってＲｘだけ傾斜した基板テーブルＷＴを、その傾斜した位置における表面レベルすなわちトポロジーと、湾曲したパターンイメージ形状が投影される像平面とが実質的に整列する方法で提供するようになされている。

[0062] したがって、この実施形態では、リソグラフィ装置は、スキャン中、基板上のイメージ部分の実際の位置を関数として、平らな像平面のレベルに対する基板表面の高さ（Ｚ方向の高さ）を調整することができる。さらに、リソグラフィ装置は、露光中の露光フィールド全体の曲率に基づいて基板の傾斜を提供する。

[0063] スキャニング方向に対して実質的に直角で、かつ、基板の表面に実質的に平行の軸の周りの傾斜Ｒｘを提供し、また、基板の表面の高さを調整する能力は、基板テーブルを構築している部品によって達成することができる。

[0064] 表面の曲率は、凸状または凹状のいずれであってもよい。当業者には理解されるように、Ｘ方向に沿った基板の傾斜は、凸状表面または凹状表面のいずれかを備えた像平面のレベルに整合させることができる。

[0065] 一実施形態では、Ｘ方向に沿ったＺ方向の基板曲率は、スリット幅ＷＳに対して約−５０ｎｍないし約５０ｎｍ程度である。基板テーブルＷＴは、補償として最大約５０μｒａｄ（５０×１０^−６ｒａｄ）の最大傾斜角Ｒｘ，ｍａｘを提供するように構成することができる。この最大傾斜角Ｒｘ，ｍａｘは、湾曲した露光スリットＳＬの曲率ΔＹで割ったＸ方向に沿った最大基板曲率に対応している。
Ｒｘ，ｍａｘ＝５０×１０^−９／ΔＹ （式１）
（ΔＹの単位はメートル）

[0066] 一定の角度Ｒｘだけ傾斜させることにより、露光中に、Ｒｘの実際の値に応じてパターンイメージに若干の衰退が生じることがある。衰退は、スキャニング方向に沿った焦点誤差の変化に関連しており、一方、焦点外れは、非スキャニング方向に沿った平均焦点誤差として定義される。スリットの長さがＬＳで、かつ、上で言及した最大傾斜角の露光スリットの場合、誘導される衰退は、
Ｒｘ×ＬＳ＝５０×１０^−９×ＬＳ／ΔＹ （式２）
で与えられる。

[0067] 一例示的実施形態では、衰退として約１５×１０^−９ｍの値のＲｘ×ＬＳを許容することができる。これらの条件の下で、所与の局部曲率（たとえば５０ｎｍ）および所与のＲｘ，ｍａｘ（たとえば５０μｒａｄ）で、かつ、たとえば２．５ｍｍの所与のスリット長ＬＳの場合、約８ｍｍの露光スリットの曲率ΔＹが得られる。

[0068] 本発明の一実施形態による露光スリットを使用して焦点制御を改善することができることに留意されたい。また、スリットの湾曲した形状により、投影システムの光学コンポーネントのサイズを小さくすることができ、延いてはサイズに関連するいくつかの投影システムの収差を抑制することができる。

[0069] 本発明の一実施形態による露光スリットは、ＸＹ平面（すなわちＹ≡Ｘ２）における放物線曲率に限定されず、一般的には、任意の非直線形状の露光スリットＳＬに関連させることができることに留意されたい。

[0070] 一実施形態では、Ｖ形の露光スリットＳＬにすることができる。別法としては、階段形の露光スリットＳＬをＸＹ平面に持たせることも可能である。

[0071] 本発明の一実施形態によれば、スキャニング露光中に基板をレベリングするための方法が提供される。この方法によれば、湾曲した形状のスリットＳＬがスキャナスリットとして提供される。

[0072] この方法によれば、スキャニング方向Ｙのスキャニング露光を使用して基板の表面にパターンイメージを投影するステップが提供され、本発明の一実施形態による湾曲した形状の露光スリットＳＬを使用してパターンイメージが露光される。

[0073] 湾曲した形状の露光スリットＳＬによる露光のため、パターンイメージには、投影システムの像平面内の湾曲パターンイメージが含まれている。

[0074] 上記方法によれば、上で説明したようにリソグラフィ装置内で基板をスキャニング露光している間、基板上のスキャンの経路に沿った投影パターンイメージの位置のスキャニングデータを獲得するステップが提供される。

[0075] この方法によれば、次に、基板の表面形状を測定するステップが提供され、その後に、測定データが基板表面マップに表示されるか、あるいは上で説明したように測定データが「オンザフライ」で使用される。

[0076] この方法によれば、次に、スキャンの経路に沿った投影パターンイメージの位置のスキャニングデータと基板表面マップの測定データとを比較するステップが提供される。

[0077] この方法によれば、次に、スキャンの経路に沿った位置毎に、パターンイメージが投影される像平面のレベルに対する基板の表面レベルの高さを調整するステップが提供される。

[0078] この方法によれば、さらに、基板を傾斜させるステップ、つまり基板をＸ軸の周りにＲｘだけ傾斜させる（非スキャニング方向Ｘに沿って）ステップが提供される。傾斜角の値は、露光中の露光フィールドの曲率値から決定される。この方法によれば、その傾斜位置における湾曲した表面レベルすなわちトポロジーと、湾曲したパターンイメージを含んだ像平面のトポロジーとを実質的に整合させることができる傾斜角値が提供される。

[0079] この方法によれば、基板表面マップから露光フィールド全体の曲率値を引き出すことができる。

[0080] 本発明の一実施形態の方法によれば、レベリング（つまり表面レベルの高さを調整し、かつ、基板を傾斜させること）は、表面の局部曲率、局部傾斜および高さに対するＲｘ傾斜および衰退の最適化であることに留意されたい。

[0081] さらに、この方法によれば、スキャニング露光の間、静的修正または動的修正のいずれかを提供することができる。

[0082] 静的修正モードの場合、フィールド毎に平均Ｒｘ傾斜が計算され、したがってフィールド毎に平均曲率が修正される。動的修正モードでは、スキャン経路に沿った連続的な最適化が実行され、フィールド内の局部曲率に基づいてＲｘ傾斜が連続的に適合される。

[0083] また、本発明の一実施形態は、スキャニング方向に曲率ΔＹを有する湾曲した形状の露光スリットＳＬを備えたリソグラフィ装置による、上で説明した方法の実行を可能にするコンピュータプログラムに関している。

[0084] 他の実施形態では、露光スリットＳＬの曲率が可変であり、レチクルマスキングブレードを相対配置することによって適合させることができる。曲率の適合は、スキャン中に、フィールド毎に実行することができ、あるいは連続的に実行することができる。

[0085] 一実施形態では、上で説明した方法を実行するために、リソグラフィ装置は、算術演算を実行するためのプロセッサＰＲおよび記憶装置ＭＥを備えたコンピュータ構造ＣＡを備えることができる。図４は、これを略図で示したもので、記憶装置ＭＥと通信するようになされたプロセッサＰＲをさらに備えたリソグラフィ装置の一例が示されている。記憶装置ＭＥには、命令およびデータを記憶するようになされた、テープ装置、ハードディスク、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、電気的消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）およびランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などの任意のタイプの記憶装置を使用することができる。

[0086] プロセッサＰＲは、記憶装置ＭＥに記憶されている、リソグラフィ装置を制御して上で説明した方法を実行するための機能をプロセッサＰＲに提供するプログラミングラインを読み出し、かつ、実行するように構成することができる。

[0087] プロセッサＰＲは、上記の方法を実行することができるよう、リソグラフィ装置とインタフェースし（矢印Ａ１、Ａ２で概略的に示されている）、基板上のスキャンの経路に沿った投影パターンイメージの位置に関連するスキャニングデータを獲得し、基板テーブルＷＴの少なくとも一部を制御している。

[0088] 基板テーブルの位置は、Ｘ、Ｙ、Ｚ座標中に画定される位置および少なくともＸ方向に沿った傾斜角Ｒｘに関連している。

[0089] また、プロセッサＰＲは、記憶装置ＭＥ内に存在している、基板上の位置を関数とした表面レベルに対する測定データの基板表面マップを含んだ表面マップデータベースへのアクセスを有している。プロセッサは、実際のスキャニング露光に先だって表面マップを作成し、結果を表面マップデータベースに保存することができることに留意されたい。

[0090] 別法としては、プロセッサは、表面マップを「オンザフライ」で作成することも可能であり、その場合、基板上の位置を関数とした表面レベルの測定値が得られ、スキャニング露光の間、その測定値が使用される。

[0091] プロセッサＰＲは、とりわけ、上で説明した方法の実施形態のうちの１つまたは複数を実行するために提供されたプロセッサであってもよいが、このプロセッサＰＲは、リソグラフィ装置を全体として制御するようになされた中央処理装置であってもよく、その場合、上で説明した実施形態のうちの１つまたは複数を実行するための追加機能を備えることになる。

[0092] 当業者に知られている記憶装置、入力装置および読出し装置などのもっと多くのユニットおよび／または他のユニットを提供することも可能であることを理解されたい。また、必要に応じてそれらのうちの１つまたは複数をプロセッサＰＲから離れた位置に配置することも可能である。プロセッサＰＲは、図には１つのボックスとして示されているが、プロセッサＰＲは、並列構造もしくはマスタ−スレーブ構造で機能する、当業者に知られているように互いに遠隔に配置することができる複数の処理装置を備えることができる。

[0093] 図４の接続は、すべて、配線接続として示されているが、これらの接続のうちの１つまたは複数を無線接続にすることができることが分かっている。これらの接続は、単に、「接続されている」ユニットが互いに何らかの方法で通信するようになされていることを示すことを意図したものにすぎない。コンピュータシステムは、ここで説明した機能を実行するようになされたアナログおよび／またはディジタルおよび／またはソフトウェア技術を使用した任意の信号処理システムであってもよい。

[0094] 図４に示されているコンピュータシステムは、本発明の一実施形態の方法に従って計算を実行するようになされている。コンピュータシステムは、コンピュータ読取可能媒体上に存在しているコンピュータプログラム（またはプログラムコード）を実行することができる。このコンピュータプログラム（またはプログラムコード）がコンピュータシステムにロードされると、コンピュータシステムは、本発明の一実施形態による方法を実行することができる。

[0095] 本明細書においては、とりわけＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用が参照されているが、本明細書において説明したリソグラフィ装置は、集積光学システム、磁気ドメインメモリのための誘導および検出パターン、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、等々の製造などの他のアプリケーションを有することができることを理解されたい。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「ウェーハ」または「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」または「ターゲット部分」という用語の同義語と見なすことができることは当業者には理解されよう。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、基板にレジストの層を塗布し、かつ、露光済みのレジストを現像するツール）、メトロロジーツールおよび／またはインスペクションツール中で、露光前また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およ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、たとえば多層ＩＣを生成するために複数回にわたって処理することができるため、本明細書において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。

[0096] また、本発明による実施形態の使用について、とりわけ光リソグラフィのコンテキストの中で参照されているが、本発明は、他のアプリケーション、たとえばインプリントリソグラフィに使用することができ、コンテキストが許容する場合、光リソグラフィに限定されないことは理解されよう。インプリントリソグラフィの場合、基板に生成されるパターンは、パターニングデバイスのトポグラフィによって画定される。パターニングデバイスのトポグラフィが、基板に供給されているレジストの層にプレスされ、次に、レジストを硬化させるべく、電磁放射、熱、圧力またはそれらの組合せが印加される。レジストが硬化すると、パターニングデバイスがレジストから除去され、後にパターンが残される。

[0097] 本明細書において使用されている「放射」および「ビーム」という用語には、紫外（ＵＶ）放射（たとえば約３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍまたは１２６ｎｍの波長を有する放射）、および極端紫外（ＥＵＶ）放射（たとえば波長の範囲が５〜２０ｎｍの放射）、ならびにイオンビームまた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が包含されている。

[0098] コンテキストが許容する場合、「レンズ」という用語は、屈折光学コンポーネント、反射光学コンポーネント、磁気光学コンポーネント、電磁光学コンポーネントおよび静電光学コンポーネントを始めとする様々なタイプの光学コンポーネントのうちの任意の１つまたは組合せを意味している。

[0099] 以上、本発明の特定の実施形態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。たとえば本発明は、上で開示した方法を記述した１つまたは複数の機械読取可能命令シーケンスを含んだコンピュータプログラムの形態を取ることができ、あるいはこのようなコンピュータプログラムを記憶したデータ記憶媒体（たとえば半導体記憶装置、磁気ディスクまたは光ディスク）の形態を取ることができる。

［00100］ 以上の説明は、実例による説明を意図したものであり、本発明を制限するものではない。したがって、特許請求の範囲に示されている各請求項の範囲を逸脱することなく、上で説明した本発明に修正を加えることができることは当業者には明らかであろう。

Claims (17)

1. 放射ビームを調整するように構成された照明システムと、
   前記放射ビームの断面にパターンを付与し、パターニングされた放射ビームを形成可能であるパターニングデバイスを支持するように構成されたパターニングデバイス支持体と、
   基板を保持するように構成された基板テーブルと、
   スキャニング方向に沿ったスキャニング露光において、前記パターニングされた放射ビームを前記基板のターゲット部分に投影するように構成された投影システムと
   を備え、
   前記照明システムが、前記スキャニング方向にスリット曲率を有する湾曲した形状を有するスリット型の像を、前記パターニングデバイスの平面に形成するように構成され、
   前記スリット型の像が、前記スキャニング方向に長さを有し、かつ、前記スキャニング方向に対して実質的に直角の幅を有し、前記スリット型の像が、前記パターニングされた放射ビームの湾曲パターン像部分を前記投影システムの像平面に生成するように構成された、リソグラフィ装置。
2. 前記基板テーブルが、前記投影システムの前記像平面における前記パターニングされた放射ビームの前記湾曲パターンイメージ部分と、前記パターニングされた放射ビームによって照射される表面部分の表面レベルとを整列させることができるよう、前記スキャニング方向に対して実質的に直角で、かつ、前記基板の表面に実質的に平行の軸の周りに前記基板の表面を傾斜させるように構成され、前記基板の前記表面の前記傾斜が、前記表面部分の前記表面レベルの前記スキャニング方向に沿った局部表面曲率によって決定される、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
3. 前記基板テーブルが、前記パターニングされた放射ビームによって照射される表面部分の表面レベルの高さを調整するように構成され、前記高さの調整が前記表面部分の前記表面レベルの局部レベルによって決定される、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
4. 前記照明システムが、前記基板の前記ターゲット部分への前記スキャニング露光の間、前記湾曲した形状のスリット曲率が固定されるように前記スリット型の像を形成するように構成された、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
5. 前記照明システムが、前記スキャニング露光の間、前記スキャニング方向に沿った前記湾曲した形状のスリット曲率を適合させるように構成され、前記スリット曲率が、前記表面部分の前記表面レベルの前記スキャニング方向に沿った局部表面曲率を決定することによって適合される、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
6. 放射ビームを調整するステップと、
   パターニングされた放射ビームを形成するために、前記放射ビームの断面にパターンを付与するステップと、
   スキャニング方向に沿ったスキャニング露光において、前記パターニングされた放射ビームを基板のターゲット部分に投影するステップと、
   スリット型の像を形成するステップであって、前記スリット型の像が前記スキャニング方向に長さを有し、かつ、前記スキャニング方向に対して実質的に直角の幅を有し、前記スリット型の像が前記スキャニング方向にスリット曲率を有する湾曲した形状を有し、前記スリット型の像が、前記パターニングされた放射ビームの湾曲パターンイメージ部分を投影システムの像平面に生成するために形成されるステップと
   を含むデバイス製造方法。
7. 前記投影システムの前記像平面における前記パターニングされた放射ビームの前記湾曲パターンイメージ部分と、前記パターニングされた放射ビームによって照射される表面部分の表面レベルとを整列させることができるよう、前記スキャニング方向に対して実質的に直角で、かつ、前記基板の表面に実質的に平行の軸の周りに前記基板の前記表面を傾斜させるステップを含み、前記傾斜させるステップが、前記表面部分の前記表面レベルの前記スキャニング方向に沿った局部表面曲率を決定するステップを含む、請求項６に記載のデバイス製造方法。
8. 前記パターニングされた放射ビームによって照射される表面部分の表面レベルの高さを調整するステップを含み、前記調整するステップが、前記表面部分の前記表面レベルの局部レベルによって決定される、請求項６に記載のデバイス製造方法。
9. 前記スキャニング露光の間、前記スキャニング方向に沿った前記湾曲した形状のスリット曲率を適合させるステップを含み、前記適合させるステップが、前記表面部分の前記表面レベルの前記スキャニング方向に沿った局部表面曲率を決定するステップを含む、請求項８に記載のデバイス製造方法。
10. 前記基板上の位置を関数とした前記基板の前記表面レベルの表面レベルデータの表面マップを作成するステップを含み、
    前記表面レベルデータが前記表面部分の前記表面レベルの前記スキャニング方向に沿った前記局部表面曲率に関係している、請求項９に記載のデバイス製造方法。
11. コンピュータによってロードされる、コンピュータ読取可能媒体上のコンピュータプログラムであって、前記コンピュータが、プロセッサおよび前記プロセッサに接続された記憶装置を備え、かつ、前記コンピュータが、
    放射ビームを調整するように構成された照明システムと、
    前記放射ビームの断面にパターンを付与し、パターニングされた放射ビームを形成可能であるパターニングデバイスを支持するように構成されたパターニングデバイス支持体と、
    基板を保持するように構成された基板テーブルと、
    スキャニング方向に沿ったスキャニング露光において、前記パターニングされた放射ビームを前記基板のターゲット部分に投影するように構成された投影システムと
    を備えたリソグラフィ装置とインタフェースし、
    前記照明システムが、前記スキャニング方向にスリット曲率を有する湾曲した形状を有し、また、前記スキャニング方向に長さを有し、かつ、前記スキャニング方向に対して実質的に直角の幅を有するスリット型の像を前記パターニングデバイスの平面に形成するように構成され、
    前記コンピュータが、少なくとも前記照明システムを制御するための制御システムとして構成され、
    前記コンピュータプログラムが、ロードされると、前記プロセッサによる前記照明システムの制御を可能にし、
    前記スリット型の像を形成し、かつ、
    前記パターニングされた放射ビームの湾曲パターンイメージ部分を前記投影システムの像平面に生成するべく前記スリット型の像を配置する
    ように適合されたコンピュータプログラム。
12. 前記コンピュータが前記基板テーブルを制御するように構成され、前記コンピュータプログラムが前記プロセッサによる前記基板テーブルの制御を可能にし、それにより、前記投影システムの前記像平面における前記パターニングされた放射ビームの前記湾曲パターンイメージ部分と、前記パターニングされた放射ビームによって照射される表面部分の表面レベルとを整列させることができるよう、前記スキャニング方向に対して実質的に直角で、かつ、前記基板の表面に実質的に平行の軸の周りに前記基板の前記表面を傾斜させることができ、前記基板の前記表面の前記傾斜が、前記表面部分の前記表面レベルの前記スキャニング方向に沿った局部表面曲率によって決定される、請求項１１に記載のコンピュータプログラム。
13. 機械読取可能媒体に埋め込まれたコンピュータ製品であって、
    スリット型の像をリソグラフィ装置内のパターニングデバイスの平面に形成するステップであって、前記パターニングデバイスが、放射ビームをパターニングし、パターニングされた放射ビームを形成するように構成され、前記スリット型の像が、スキャニング方向に長さを有しており、また、前記スキャニング方向に対して実質的に直角の幅を有しており、前記スリット型の像が、前記スキャニング方向にスリット曲率を有する湾曲した形状を有し、前記スリット型の像が、前記パターニングされた放射ビームの湾曲パターンイメージ部分を投影システムの像平面に生成するために形成されるステップ
    を含むデバイス製造方法を実行するように構成された機械実行可能命令を含むコンピュータ製品。
14. 前記方法が、
    前記放射ビームを調整するステップと、
    前記パターニングされた放射ビームを形成するために前記放射ビームをパターニングするステップと、
    スキャニング方向に沿ったスキャニング露光において、前記パターニングされた放射ビームを基板のターゲット部分に投影するステップと
    をさらに含む、請求項１３に記載のコンピュータ製品。
15. 放射ビームの断面にパターンを付与し、パターニングされた放射ビームを形成可能であるパターニングデバイスを支持するように構成されたパターニングデバイス支持体と、
    基板を保持するように構成された基板テーブルと、
    スキャニング方向に沿ったスキャニング露光において、前記パターニングされた放射ビームを前記基板のターゲット部分に投影するように構成された投影システムと、
    前記パターニングデバイスの平面に露光スリットを形成し、前記パターニングデバイスを照射するように構成された照明システムであって、前記露光スリットが、前記スキャニング方向にスリット曲率を有する湾曲した形状、前記スキャニング方向の長さ、および前記スキャニング方向に対して実質的に直角の幅を有する照明システムと
    を備えたリソグラフィ装置。
16. 前記基板の前記ターゲット部分への前記スキャニング露光の間、前記湾曲した形状のスリット曲率が固定される、請求項１５に記載のリソグラフィ装置。
17. 前記照明システムが、前記スキャニング露光の間、前記スキャニング方向に沿った前記スリット曲率を適合させるように構成された、請求項１５に記載のリソグラフィ装置。

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