JP2011097056A - リソグラフィ方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リソグラフィエラーを低減する。
【解決手段】方法が開示される。基板上に投影されるまたはされるべき放射ビームの伝搬方向と実質的に平行な方向におけるその基板の位置の変化が、そのような位置の変化がその放射ビームを使用したその基板へのパターン付与の際にリソグラフィエラーを生じうる状況において、決定される。リソグラフィエラーを低減するために、基板の位置の変化を使用して、放射ビームが基板上に投影されるときまたはされるにつれて、放射ビームの性質が制御される。
【選択図】図６

Description

本発明は、リソグラフィ方法および装置に関する。

リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板のターゲット部分に転写する機械である。リソグラフィ装置は例えば集積回路（ＩＣ）の製造に用いられる。この場合、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を使用して、ＩＣの個々のレイヤに対応する回路パターンを作成することができる。このパターンは、放射感応性材料（レジスト）の層を有する基板（例えばシリコンウェーハ）上のターゲット部分（例えば１つまたは複数のダイの一部を含む）に転写することができる。一般に、単一の基板は、連続して露光される隣接するターゲット部分のネットワークを含む。従来のリソグラフィ装置は、ターゲット部分にパターン全体を一度に露光することで各ターゲット部分が照射されるいわゆるステッパーと、所与の方向（「走査」方向）にビームによりパターンを走査する一方、この方向と平行にまたは逆平行に基板を同期して走査することで各ターゲット部分が照射されるいわゆるスキャナとを含む。

基板を放射で露光する前に基板のトポグラフィに関する情報を取得することが知られている。基板のトポグラフィ、またはより詳細にはそのトポグラフィの変化は、基板へのパターン付与に影響を及ぼしうる。例えば、そのトポグラフィの変化の結果、基板の異なる部分部分が公称距離よりも投影システムにより近くなるか投影システムから離れることとなりうる。このため、放射ビームが基板に入射する際、その放射ビームの焦点が僅かにずれる可能性がある。これは、基板に付与されるパターンのパターンフィーチャ、例えば基板に付与されるパターンフィーチャのクリティカルディメンジョン（critical dimension）に影響を与えうる。

露光が行われる前にトポグラフィに関する情報を決定することによって、トポグラフィの変化を露光自体の間に考慮に入れる（すなわち、少なくとも部分的にその変化を補償する）ことが可能となる。例えば、露光が生じるにつれて、トポグラフィの変化を考慮に入れるように露光特性（すなわち、放射ビームの特性）が制御されうる。そのような露光特性の一つは例えば、放射ビームによって提供される放射のドーズである。基板の異なる領域についてのドーズは、基板のその特定の領域のトポグラフィに対して制御されうる。

露光が生じる前に基板のトポグラフィが知られたとしても、基板へのパターンの付与におけるリソグラフィエラーが基板の露光中に生じうる。例えば、露光中に基板を走査することによって、リソグラフィ装置の投影システムに向けてまたはそれから離れる向きで（すなわち、放射ビームの伝搬方向または投影方向に実質的に平行な方向において）基板が意図せず動きうる。そのような動きが原因で、放射ビームが基板に、焦点が合わないまま入射したりあるいはまた所望の角度強度分布を有さないまま入射したりしうる。その結果、基板へのパターンの付与においてリソグラフィエラーが生じうる。リソグラフィエラーは、基板に付与されるパターンフィーチャのひとつまたは複数の寸法の意図しない増大または減少であってもよく、例えば基板に付与されるパターンフィーチャの幅、高さ、側壁角、または形状の変化であってもよい。

基板が露光中に走査されない場合であっても、上記と同じまたは同様の課題は存在しうる。例えば、リソグラフィ装置の使用中、理由は何であれ基板が投影システムに向けてまたはそれから離れる向きに動いた場合、基板に付与されるパターンにリソグラフィエラーが生じうる。

例えば、ひとつまたは複数の問題をそれが本明細書で指摘されているかそれ以外によって指摘されているかにかかわらず取り除くまたは和らげる、あるいは既存のリソグラフィ方法および／またはリソグラフィ装置に対する代替を提供するリソグラフィ方法および／またはリソグラフィ装置を提供することが望まれる。

本発明の第１の態様によると、次の動作を含むリソグラフィ方法が提供される。基板上に投影されるまたはされるべき放射ビームの伝搬方向と実質的に平行な方向におけるその基板の位置の変化を、そのような位置の変化がその放射ビームを使用したその基板へのパターン付与の際にリソグラフィエラーを生じうる状況において、決定すること。リソグラフィエラーを低減するために、基板の位置の変化を使用して、放射ビームが基板上に投影されるときまたはされるにつれて、放射ビームの性質を制御すること。

放射ビームの伝搬方向と実質的に直交する方向に基板が走査されるにつれて基板の位置の変化が決定されてもよい。

基板が走査されるにつれて放射ビームの性質が制御されてもよい。この性質の制御は位置の変化に応じるものであり、したがって位置の変化に追従するものであってもよい。

基板の位置の変化は、実質的に固定された基準に対して決定されてもよい。

基板の位置の変化は、リソグラフィ装置の要素であって放射ビームの性質を制御するためにおよび／または放射ビームを基板上に投影するために使用されるべき要素に対して決定されてもよい。

制御される放射ビームの性質は、放射ビームによって提供されるドーズ、および／または放射ビームの帯域幅、および／または放射ビームの波長、および／または放射ビームの焦点特性、および／または放射ビームの角度または空間強度分布、のうちのひとつまたは複数であってもよい。

放射源の構成、および／または照明システムの構成、および／またはパターニングデバイスの位置または構成、および／または投影システムの構成または位置、および／または放射ビームの経路に関して放射源と基板との間に配置された光学要素の位置または構成、のうちのひとつまたは複数を制御することによって、放射ビームの性質が制御されてもよい。

基板の位置の変化を決定することは、基板自体の位置の変化を決定すること、および／または基板のホルダの位置の変化を決定すること、および／または基板のホルダの位置決めデバイスの位置の変化を決定すること、のうちのひとつまたは複数によって行われてもよい。

リソグラフィエラーは、例えばパターンフィーチャのひとつまたは複数の寸法の意図せぬ増加または減少からなってもよい。

リソグラフィエラーを低減するために、基板の位置の変化を使用して、放射ビームが基板上に投影されるときまたはされるにつれて、放射ビームの性質を制御することは、放射ビームを構成するひとつまたは複数の放射パルスの長さ（すなわち、継続時間）、強度、形状、プロファイル、波長または帯域幅を制御すること、を含んでもよい。

本発明の第２の態様によると、リソグラフィ装置が提供される。照明システムは放射ビームを提供する。パターニングデバイスは放射ビームの断面にパターンを付与する。基板ホルダは基板を保持する。投影システムは基板のターゲット部分にパターン付与された放射ビームを投影する。測定構成は、使用中基板上に投影されるまたはされるべきパターン付与された放射ビームの伝搬方向と実質的に平行な方向における基板の位置の変化を、そのような位置の変化がそのパターン付与された放射ビームを使用したその基板へのパターン付与の際にリソグラフィエラーを生じうる状況において、決定する。コントローラは、リソグラフィエラーを低減するために、基板の位置の変化を使用して、使用中放射ビームが基板上に投影されるときまたはされるにつれて、放射ビームの性質を制御する。

コントローラは、放射ビームによって提供されるドーズ、および／または放射ビームの帯域幅、および／または放射ビームの焦点特性、および／または放射ビームの角度または空間強度分布、のうちのひとつまたは複数を制御してもよい。

コントローラは、リソグラフィ装置の一部を形成するまたはリソグラフィ装置と接続されている放射源の構成、および／または照明システムの構成、および／またはパターニングデバイスの位置または構成、および／または投影システムの構成または位置、および／または放射ビームの経路に関して放射源と基板との間に配置された光学要素の位置または構成、のうちのひとつまたは複数を制御することによって放射の性質を制御してもよい。

そのような制御を行うために、コントローラはリソグラフィ装置の任意のひとつまたは複数の要素または放射源と有線または無線によって接続されてもよい。

測定構成は、基板自体の位置の変化を決定する、および／または基板のホルダの位置の変化を決定する、および／または基板のホルダの位置決めデバイスの位置の変化を決定する、ことによって基板の位置の変化を決定してもよい。

本発明の第３の態様によると、本発明の任意の態様または実施の形態に係る方法または装置を使用して製造されたデバイスの少なくとも一部が提供される。

添付の図面を参照して以下に、本発明のさらなる特徴および利点が本発明の種々の実施の形態の構成および動作と共に詳述される。本発明は本明細書で説明される特定の実施の形態に限定されないことを注意しておく。そのような実施の形態は本明細書では例示のみを目的として提示される。本明細書に含まれる教示に基づいた追加的な実施の形態は、当業者には明らかである。

添付の図面は、ここに組み込まれ、本明細書の一部を構成しているが、明細書と共に本発明を説明し、さらに、本発明の原理を説明し、当業者が本発明を利用するのに役立つものである。

例示的なリソグラフィ装置を模式的に示す図である。

投影システムに対する基板の走査を模式的に示す図である。

基板の位置の変化が決定されうる２つの異なる方法を模式的に示す図である。

本発明の実施の形態に係る、放射ビームを構成する放射パルスおよび放射パルスの長さおよび／または強度の変化を模式的に示す図である。

本発明の実施の形態に係る、放射ビームを構成する放射パルスの帯域幅およびその帯域幅の変化を模式的に示す図である。

基板の位置の変化を決定する測定構成と、決定された基板の位置の変化に応じて（リソグラフィ装置のコンポーネントの性質を制御することによって）放射ビームの性質を制御するコントローラと、を備えるリソグラフィ装置を模式的に示す図である。

図面と共に以下の詳細な説明によって、本発明の特徴および利点がより明らかとなるであろう。図面では一貫して、類似の参照符号は対応する要素を示す。図面では、類似の参照番号は一般に、同一の、機能的に類似する、および／または構造的に類似する要素を示す。ある要素が最初に現れる図面は、対応する参照番号において最も左の桁によって示される。

本明細書は本発明の特徴を組み入れた１つまたは複数の実施の形態を開示する。開示された実施の形態は本発明の例示にすぎない。本発明の範囲は開示された実施の形態には限定されない。本発明は添付の請求項により定義される。

説明される実施の形態および本明細書において「一実施の形態」、「実施の形態」「例示的な実施の形態」などと指し示されるものは、説明される実施の形態が特定の特徴、構造、または特性を含んでいてもよいが、すべての実施の形態がその特定の特性、構造、または特徴を必ずしも含んでいなくてもよいことを表す。さらにまた、上記のフレーズは必ずしも同じ実施の形態を指すものではない。さらに、特定の特性、構造、または特徴を実施の形態に関して説明するとき、明示的に説明しようがしまいが、他の実施の形態に関してそのような特定の特性、構造、または特徴を作用させることは、当業者の知識の範囲内であるとして理解すべきである。

本発明の実施の形態は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、またはそれらの組み合わせで実現されてもよい。本発明の実施の形態はまた、一つ以上のプロセッサにより読み込まれ、実行されるコンピュータ読み取り可能媒体に記憶されたインストラクションとして実現されてもよい。コンピュータ読み取り可能媒体は、機械により読み取り可能な形式の情報を記憶または伝送するメカニズムを含んでもよい（例えば、コンピュータデバイス）。例えば、コンピュータ読み取り可能媒体は、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）；ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）；磁気ディスク記憶媒体；光記憶媒体；フラッシュメモリ装置；電気的、光学的、音響的またはその他の形式の伝搬信号（例えば、搬送波、赤外線信号、デジタル信号）などを含んでもよい。さらに、ファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、インストラクションは、特定の動作を実行できるものとして、ここで説明されてもよい。しかしながら、このような説明は、単に便宜上のためだけであり、このような動作は、実際は、ファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、インストラクションなどを実行するコンピュータデバイス、プロセッサ、コントローラ、その他のデバイスによって生じるものであると理解すべきである。

しかしながら、そのような実施の形態をより詳細に説明する前に、本発明の実施の形態が使用されうる例示的な環境を提示しておくことは有益である。

ＩＣ製造時におけるリソグラフィ装置の使用について本文で特定した言及がなされるかもしれないが、本明細書で述べるリソグラフィ装置は、集積光学システム、磁気領域メモリ用の誘導及び検出パターン（guidance and detection pattern）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッド等の製造といった他の応用形態も有していることを理解すべきである。当業者は、このような代替的な応用形態の文脈において、「ウェーハ」または「ダイ」という用語のあらゆる使用が、より一般的な用語である「基板」または「ターゲット部分」とそれぞれ同義であるとみなしうることを認められよう。本明細書で参照される基板を、例えばトラック（通常、基板にレジスト層を塗布し露光されたレジストを現像する工具）または計測工具または検査工具で、露光の前後に処理することができる。可能であれば、本明細書の開示をこれらの及び他の基板処理工具に適用することができる。さらに、例えば多層ＩＣを作製するために基板を２回以上処理してもよく、したがって、本明細書で使用される基板という用語は、複数回処理された層を既に有している基板のことも指す場合がある。

本明細書において「放射」および「ビーム」という用語は、紫外（ＵＶ）放射（例えば３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、または１２６ｎｍ、の波長を有する）や、極端紫外（ＥＵＶ）放射（例えば５ｎｍ−２０ｎｍの範囲の波長を有する）や、イオンビームや電子ビームなどの粒子線を含むあらゆる種類の電磁放射を示す。

本明細書に使用されている「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、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。

パターニングデバイスは透過型であっても反射型であってもよい。パターニングデバイスの例としては、例えばマスクやプログラマブルミラーアレイ、プログラマブルＬＣＤパネルなどがある。マスクはリソグラフィの分野では周知であり、バイナリマスクやレベンソン型位相シフトマスク、ハーフトーン型位相シフトマスク、更に各種のハイブリッド型マスクが含まれる。プログラマブルミラーアレイの一例としては、小型のミラーがマトリックス状に配列され、各ミラーが入射してくる放射ビームを異なる方向に反射するように個別に傾斜されるというものがある。このようにすることで、反射されたビームにパターンが付与されることになる。

サポート構造はパターニングデバイスを保持する。サポート構造は、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保持している。サポートは、機械的固定、真空固定、または真空環境中での静電固定などの他の固定用技術を使用できる。サポート構造は、例えば必要に応じて固定または移動させることができ、パターニングデバイスを例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フレームまたはテーブルであってもよい。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みなすことができる。

本明細書に使用されている「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、屈折光学系、反射光学系、カタディオプトリック光学系を含む種々の種類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みなすことができる。

照明システムは、放射ビームを方向付け、成形し、あるいは制御するために、屈折光学素子、反射光学素子、反射屈折光学素子、を含む様々な種類の光学素子を含んでもよい。以下、そのような素子は、集合的にまたは単独で、「レンズ」と称されうる。

リソグラフィ装置は２つ以上（２つの場合にはデュアルステージと呼ばれる）の基板ホルダ（および／または２つ以上のサポート構造）を備える種類のものであってもよい。このような「多重ステージ」型の装置においては追加されたホルダは並行して使用されるか、あるいは１以上のホルダで露光が行われている間に他の１以上のホルダで準備工程を実行するようにしてもよい。

また、リソグラフィ装置は、基板が比較的屈折率の大きい液体、たとえば水に浸けられ、それにより投影システムの最終要素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。液浸技術は、投影システムの開口数を大きくするため技術として周知である。

図１は、例示的なリソグラフィ装置を模式的に示す図である。この装置は、放射ビームＰＢ（例えばＵＶ放射またはＥＵＶ放射）を調整するための照明システム（イルミネータ）ＩＬと、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを支持するためのサポート構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴであって、要素ＰＬに対してパターニングデバイスを正確に位置決めするよう構成されている第１の位置決め装置ＰＭに接続されているサポート構造ＭＴと、基板（例えばレジストでコーティングされたウェーハ）Ｗを保持するための基板ホルダ（例えばウェーハテーブル）ＷＴであって、要素ＰＬに対して基板を正確に位置決めするよう構成されている第２の位置決め装置ＰＷに接続されている基板ホルダＷＴと、パターニングデバイスＭＡにより放射ビームＰＢに付与されたパターンを基板Ｗの（例えば１つまたは複数のダイからなる）ターゲット部分Ｃに描画するよう構成されている投影システム（例えば屈折投影レンズ）ＰＬと、を備える。

ここに図示されるのは、（例えば透過型マスクを用いる）透過型のリソグラフィ装置である。これに代えて、（例えば上述のようなプログラマブルミラーアレイを用いる）反射型のリソグラフィ装置を用いることもできる。

イルミネータＩＬは放射源ＳＯから放射ビームを受け取る。例えば光源がエキシマレーザである場合には、光源とリソグラフィ装置とは別体であってもよい。この場合、光源はリソグラフィ装置の一部を構成しているとはみなされなく、放射ビームは光源ＳＯからイルミネータＩＬへとビーム搬送系ＢＤを介して受け渡される。すなわち、放射源ＳＯはリソグラフィ装置と接続されてもよい。ビーム搬送系ＢＤは例えば適当な方向変更用のミラー及び／またはビームエキスパンダを含んで構成される。あるいは光源が例えば水銀ランプである場合には、光源はリソグラフィ装置に一体に構成されていてもよい。光源ＳＯとイルミネータＩＬとは、またビーム搬送系ＢＤが必要とされる場合にはこれも合わせて、放射システムと総称される。

イルミネータＩＬはビームの角強度分布を調整するためのアジャスタＡＭを備えてもよい。一般には、イルミネータの瞳面における強度分布の少なくとも半径方向外径及び／または内径の大きさ（通常それぞれ「シグマ−アウタ（σ−ｏｕｔｅｒ）」、「シグマ−インナ（σ−ｉｎｎｅｒ）」と呼ばれる）が調整される。加えてイルミネータＩＬは一般に、インテグレータＩＮ及びコンデンサＣＯなどの種々の他の要素を備えてもよい。イルミネータは、ビーム断面における所望の均一性及び強度分布を有する、調整された放射ビームＰＢを提供する。

放射ビームＰＢは、サポート構造ＭＴに保持されるパターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡに入射する。パターニングデバイスＭＡを通過したビームＰＢは投影システムＰＬを通る。投影システムＰＬはビームを基板Ｗのターゲット部分Ｃに集束する。第２の位置決め装置ＰＷと位置センサＩＦ（例えば干渉計）により基板ホルダＷＴを正確に移動させることができる。基板ホルダＷＴは例えばビームＰＢの経路に異なるターゲット部分Ｃを位置決めするように移動される。同様に、第１の位置決め装置ＰＭと他の位置センサ（図１には明示せず）とを使用して、ビームＰＢの経路に対してパターニングデバイスＭＡを正確に位置決めすることができる。この位置決めは例えばマスクライブラリからのマスクの機械的交換後や露光走査中に行われる。一般に物体テーブル／ホルダＭＴ、ＷＴの移動は、位置決め装置ＰＭ、ＰＷの一部を構成するロングストロークモジュール（粗い位置決め用）及びショートストロークモジュール（精細な位置決め用）により実現されるであろう。ステッパでは（スキャナとは逆に）、サポート構造ＭＴはショートストロークのアクチュエータにのみ接続されているか、あるいは固定されていてもよい。パターニングデバイスＭＡと基板Ｗとは、パターニングデバイスアライメントマークＭ１、Ｍ２及び基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を用いてアライメントされてもよい。

図示の装置は例えば以下の好ましいモードで使用され得る。

１．ステップモードにおいては、放射ビームＰＢに付与されたパターンの全体が１回の照射（すなわち単一静的露光）でターゲット部分Ｃに投影される間、サポート構造ＭＴ及び基板ホルダＷＴは実質的に静止状態とされる。そして基板ホルダＷＴがＸ方向及び／またはＹ方向に移動されて、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が単一静的露光で転写されるターゲット部分Ｃのサイズを制限することになる。

２．スキャンモードにおいては、ビームＰＢに付与されたパターンがターゲット部分Ｃに投影される間（すなわち、単一動的露光）、サポート構造ＭＴ及び基板ホルダＷＴは同期して走査される。サポート構造ＭＴに対する基板ホルダＷＴの速度及び方向は、投影系ＰＬの拡大（縮小）特性及び像反転特性により定められる。スキャンモードでは露光フィールドの最大サイズが単一動的露光でのターゲット部分の（非走査方向の）幅を制限し、スキャン移動距離がターゲット部分の（走査方向の）長さを決定する。

３．別のモードにおいては、サポート構造ＭＴがプログラム可能パターニングデバイスを保持して実質的に静止状態とされ、ビームＰＢに付与されたパターンがターゲット部分Ｃに投影される間、基板ホルダＷＴが移動または走査される。このモードではパルス放射源が通常用いられ、プログラム可能パターニングデバイスは、基板ホルダＷＴの毎回の移動後、または走査中の連続放射パルス間に必要に応じて更新される。この動作モードは、上述のプログラマブルミラーアレイ等のプログラム可能パターニングデバイス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。

上記で記載したモードを組み合わせて動作させてもよいし、各モードに変更を加えて動作させてもよいし、さらに全く別のモードでリソグラフィ装置を使用してもよい。

図２は、上述されたスキャンモードで動作しているときの図１のリソグラフィ装置の一部を模式的に示す。特に、図２は基板Ｗ上に放射ビームＰＢを投影している投影システムＰＬを示す。基板Ｗは基板テーブルＷＴによって保持されている。

基板の走査中、基板テーブルＷＴおよびその基板テーブルＷＴ上に保持された基板を投影システムＰＬに対して走査するために基板テーブルＷＴが動かされる。基板テーブルＷＴは位置決め装置（不図示）によって動かされてもよい。放射ビームＰＢは一般にＺ軸に沿って（すなわち、基板の表面に実質的に垂直に）基板Ｗに投影される。基板テーブルＷＴおよびしたがって基板Ｗは、放射ビームＰＢの投影（または伝搬）の方向と実質的に直交する方向に走査される。本例示では、これは基板テーブルＷＴおよび基板ＷがＸ方向に走査されることを意味する。大きな黒色の矢印は、基板テーブルＷＴおよび基板Ｗの移動および走査の方向を示す。より小さい黒色の矢印は、放射ビームＰＢの投影（または伝搬）の方向と実質的に平行な方向における基板テーブルＷＴおよびしたがって基板Ｗの位置の変化を示す。本例示では、基板の位置の変化はＺ方向におけるものである。

走査中の基板Ｗの位置の変化によって、放射ビームＰＢを使用した基板Ｗへのパターン付与においてリソグラフィエラーが生じうる。例えば、投影システムＰＬに向けたまたは投影システムＰＬから離れる向きの基板Ｗの動きによって、放射ビームＰＢが望む通りまたは意図した通りに基板上に焦点を結ばないことが起こりうる。この場合、例えば基板にパターンを付与するために基板上に投影されたイメージのコントラストが失われうる。一般に、リソグラフィエラーは、基板に付与されるパターンフィーチャのひとつまたは複数の寸法の意図せぬ増加または減少からなってもよい。パターンフィーチャのひとつまたは複数の寸法の意図せぬ増加または減少は、パターンフィーチャの幅や高さや側壁角や全体的な形状などの意図せぬ増加または減少であってもよく、またはそれからなってもよい。

リソグラフィエラーを低減または除去することで、パターンフィーチャが意図されたとおりに基板に付与されることをより確かなものとすることが望まれる。本発明の実施の形態の場合では、リソグラフィエラーは、基板に入射するまたはするべき放射ビームの投影または伝搬の方向と実質的に平行な方向におけるその基板の位置の変化によって生じうる。基板の位置の変化を考慮に入れるおよび／または少なくとも部分的にその変化を補償することが可能であることが望まれる。この場合、そうでなければ位置の変化によって生じうるリソグラフィエラーが低減または除去されうる。

本発明のある実施の形態によると、基板上に投影されるまたはされるべき放射ビームの伝搬（または投影）の方向と実質的に平行な方向におけるその基板の位置の変化を、そのような位置の変化が（例えば、そうでなければ）その放射ビームを使用したその基板へのパターン付与の際にリソグラフィエラーを生じうる状況において、決定することを含むリソグラフィ方法が提供される。この基板の位置の変化は次に、リソグラフィエラーを低減または除去するために、放射ビームが基板上に投影されるときまたはされるにつれて放射ビームの性質を制御するために使用される。したがって、フィードバックループが提供される。このフィードバックループでは、例えば（放射ビームがリソグラフィ装置を通じてとる経路に関して）投影システムに向けたまたは投影システムから離れる向きの基板の位置の変化に関する情報がコントローラなどに入力され、放射ビームのひとつまたは複数の性質が制御される。基板の位置の変化を考慮に入れるおよび／または少なくとも部分的にその変化を補償するために、リソグラフィ装置のひとつまたは複数の要素またはその装置に接続された放射源を適切に制御することによって放射ビームの性質が制御されうる。その結果、そうでなければ生じうるリソグラフィエラーが低減されるまたは除去される。このようにして、放射ビームの性質の変化は基板の位置の変化に追従する。

基板の位置の変化は、基板が放射ビームの伝搬または投影の方向と実質的に直交する方向に走査されるにつれて決定されてもよい。本発明の実施の形態は、基板が走査されない状況にも適用されうる。しかしながら、上述の問題は、基板の走査中により顕在化しうる。走査中の基板の動きによって、放射ビームの伝搬の方向と実質的に平行な方向へ動きが生じる可能性が増大しうるからである。この理由により、放射ビームの性質は基板が走査されるにつれて制御されうる。

基板の位置の変化は、リソグラフィ装置のメトロロジフレームやハウジングなどの実質的に固定された基準に関して決定されてもよい。これにより、基板の位置の変化が実質的に絶対的に決定されうる。しかしながら、ある例では、絶対測定は要求されておらず、必要ともされておらず、さらに有利でもないかもしれない。基板の位置の相対変化、例えば放射ビームの性質を制御するためおよび／または放射ビームを基板に投影するために使用されるリソグラフィ装置の要素を基準にした相対変化、が決定されることがより望ましいまたはより有利であるかもしれない。基板とリソグラフィ装置の特定の要素との位置の相対変化はリソグラフィエラーの発生頻度またはそのエラーの大きさを決定しうるからである。例えば、投影システムと基板の両方が走査中に動くがその動きは位相が揃って同期しており放射ビームの伝搬または投影の方向において相対的な動きが生じないのであれば、リソグラフィエラーは僅かであるかまたは全くないであろう。

図３は、図２に示され図２に関して説明されたリソグラフィ装置の同じ部分を模式的に示す。図３を参照すると、メトロロジフレーム２が示される。図は、放射ビームの伝搬または投影の方向と実質的に平行な方向における基板Ｗの位置の変化の決定は多くの方法のうちのひとつによってなされうるという原則を模式的に示す。第１の例では、位置４の実質的に絶対的な変化は、基板Ｗの位置の変化をメトロロジフレーム２に対して決定することによって決定されうる。他の例では、基板Ｗとこの例では投影システムＰＬとの位置の相対変化が決定されうる。ある実施の形態では、投影システムＰＬはメトロロジフレーム２に取り付けられてもよい。この取り付けは投影システムＰＬの性能上重要であり得、したがってノンリジッド（non-rigid）であってもよい。この場合、投影システムＰＬの位置がメトロロジフレーム２に対してずれることが許される。

基板Ｗの位置の決定または基板Ｗの位置の変化の決定は、基板Ｗ自体の位置の変化の決定、および／または基板ＷのホルダＷＴの位置の変化の決定、および／または基板ホルダＷＴの位置決めデバイス（不図示）の位置の変化の決定、のうちのひとつまたは複数によって行われてもよい。基板の位置の変化は多くの方法のうちの任意のひとつによって決定されてもよい。そのような方法では例えば、ひとつまたは複数のエンコーダや光学エンコーダや干渉計システムなどを使用してもよい。基板の位置の相対変化は、基板Ｗ（または基板ホルダＷＴや位置決めデバイス）を基準として使用しリソグラフィ装置の要素の位置の変化をその基板Ｗ（または基板ホルダＷＴや位置決めデバイス）に対して測定することによって決定されてもよい。

基板の位置の変化が決定されるときおよび決定されるにつれて、位置の変化を詳述する情報がリソグラフィ装置のひとつまたは複数の要素のコントローラにフィードバックされうる。基板の位置の変化を少なくとも部分的に補償し、もってそうでなければ生じうるリソグラフィエラーを低減するために、コントローラは放射ビームのひとつまたは複数の性質を制御できる。例えば、基板の位置の変化を決定した結果、基板が投影システムから離れる向きに動いたことが分かった場合、放射ビーム（例えば、そのパルス）によって提供されるドーズが増やされてもよく、または放射ビームの帯域幅が増やされてもよく、または放射ビームの波長が変えられてもよく、または放射ビームの焦点特性（例えば、焦点位置、焦点面、焦点、または焦点深度）が動かされてもよい。一般に、制御されるまたは制御されうる放射ビームの性質は、放射ビームによって提供されるドーズ、放射ビームの帯域幅、放射ビームの波長、放射ビームの焦点特性、または放射ビームの角度または空間強度分布のうちのひとつまたは複数であってもよい。放射源の構成（例えば、その放射源によって提供される放射の帯域幅、強度またはパルス継続時間）、または照明システムの構成（例えば、そのシステムの反射性要素または屈折性要素の位置または向き）、またはパターニングデバイスの位置または構成（例えば、そのデバイスの反射性要素または屈折性要素の位置または向き）、または投影システムの構成または位置（例えば、そのシステムの反射性要素または屈折性要素の位置または向き）、または一般に放射ビームの経路において放射源と基板との間に配置された任意のひとつまたは複数の光学要素の位置または構成、のうちのひとつまたは複数を制御することによって、放射ビームの性質が制御されてもよい。例えば、光学要素は、放射ビームの所望の性質を制御するよう制御されうる（例えば、調整されうる）ひとつまたは複数の反射性または屈折性の光学要素であってもよく、あるいはそれを含んでもよい。

図４は、放射ビームを構成するパルスの強度対時間特性を模式的に示しているグラフである。放射ビームのひとつまたは複数のパルスによって提供されるドーズは、例えばパルス強度８またはパルス長さ１０（すなわち、パルス継続時間）を制御することによって制御されうる。図５は、代替的にまたは追加的に、放射ビームを構成するひとつまたは複数の放射パルスの帯域幅１２が制御されうることを示す。そのような制御は、放射パルスを提供する放射源の知られている適切な制御によって実現されうる。

放射ビーム（またはそのパルス）の帯域幅が増えると、その放射ビームの焦点深度が大きくなりうる。放射ビームの波長（すなわち、図５のグラフのピーク位置）は、放射ビームの焦点位置に影響を与えうる。帯域幅を適切に調整することによって、焦点深度が低減されうる。放射ビームの波長を変えることによって（例えば、制御することによってまたは調整することによって）、Ｚ方向における焦点深度の位置が変えられうる。ある例では、帯域幅は公称のデフォルトレベルである第１レベルに設定され、次に基板の位置の変化を考慮に入れるように帯域幅が減らされるかピーク波長がシフトされてもよい。最初に帯域幅を増やすことによって、例えば基板上のパターンフィーチャの公称コントラストが少々犠牲になるかもしれないが、その後の帯域幅の全体的な制御によって、リソグラフィエラーが全体的に軽減されうる。

本発明の別ではあるが関連した実施の形態によると、リソグラフィ装置が提供される。その装置は、放射ビームを提供する照明システムと、放射ビームの断面にパターンを付与するパターニングデバイスと、を備える。基板を保持するための基板ホルダも提供される。基板の部分に（パターン付与された）放射ビームを投影するための投影システムがさらに提供される。その装置は、使用中基板上に投影されるまたはされるべきパターン付与された放射ビームの伝搬方向と実質的に平行な方向における基板の位置の変化を、そのような位置の変化がその（パターン付与された）放射ビームを使用したその基板へのパターン付与の際にリソグラフィエラーを生じうる状況において、決定する（例えば、測定する）測定構成をさらに備える。さらに、基板の位置の変化を使用して、使用中放射ビームが基板上に投影されるときまたはされるにつれて、放射ビームの性質を制御し、そのような制御がなければ生じうるリソグラフィエラーを低減するコントローラが提供される。その装置は上述の方法の利点を全て有し、使用中はその方法を使用してもよい。

図６は、図１のリソグラフィ装置を模式的に示す。図１に示される装置に加えて、図６はコントローラ１４も模式的に示す。コントローラ１４は計算デバイスまたはそのようなものであってもよい。コントローラ１４は、使用中基板Ｗ上に投影されるまたはされるべきパターン付与された放射ビームの伝搬（または投影）方向と実質的に平行な方向における基板の位置の変化を決定する測定構成と（例えば、有線接続または無線接続によって）接続される。本実施の形態では測定構成は干渉計構成ＩＦであるが、他の実施の形態では、基板の位置の変化を上述のように決定できる測定構成の任意の適切な形でありうる。コントローラ１４はまた、リソグラフィ装置を構成するひとつまたは複数の異なる要素と（有線接続または無線接続を介して）接続される。例えば、コントローラ１４は、放射源ＳＯ、ビームデリバリシステムＢＤ、照明システムＩＬ、パターニングデバイスＭＡ、パターニングデバイスのためのサポート構造ＭＴ、または投影システムＰＬと接続されてもよい。コントローラは、放射ビームの性質を制御するために、リソグラフィ装置のこれらの要素のうちの任意のひとつまたは複数、の位置または構成を制御してもよい。そうでなければ基板へのパターン付与の際にリソグラフィエラーを生じうる基板の位置の変化に応じて、放射ビームの性質が制御される。そのような制御によってこのリソグラフィエラーが低減される。

基板の位置の変化はある周波数で生じると共に他の周波数では生じないことがある。例えば、所定の周波数（例えば、２００Ｈｚ）より高い摂動では、大きなリソグラフィエラーを導入する程度まで投影システムまたは基板（またはホルダまたは位置決めデバイス）の塊を動かすことはできないであろう。所定の周波数（例えば、１００Ｈｚ）より下の摂動は、基板または投影システム（または投影システムのコンポーネント）の位置決め装置またはホルダ内の私の矯正機構において少なくとも部分的に補償されてもよい。したがって、本発明の実施の形態は、１００Ｈｚから２００Ｈｚの間の周波数において生じる基板の位置の変化に対して特に適用されうる。

本発明の実施の形態の概要は以下のように記述されうる。基板に投影されるまたはされるべき放射ビームの伝搬方向と実質的に平行な方向における（すなわち、Ｚ方向における）基板の位置の変化によって、基板の焦点ぼけが生じうる。この焦点ぼけによって例えばコントラストロスが発生しうる。このコントラストロスは、基板に付与されるパターニフィーチャのクリティカルディメンジョンの一様性に影響を与える（例えば、線幅が増えるか減る）。放射ビームの性質（例えば、ドーズ、波長、帯域幅）の変化もまた、基板に付与されるパターンフィーチャのクリティカルディメンジョンの一様性に影響を与えうる。基板の焦点ぼけとクリティカルディメンジョンの一様性に対するその焦点ぼけの影響との関係が既知であり、かつ、ビーム性質の変化とクリティカルディメンジョンの一様性に対するその変化の影響との関係が既知の場合、ビーム性質の変化を使用して焦点の変化を相殺することができる（例えば、そうでなければ焦点の変化によって生じうるリソグラフィエラーを低減できる）。その関係は、モデリングや実験などによって確立されうる。
結論

サマリ（Summary）および要約（Abstract）の欄ではなく、詳細な説明（Detailed Description）の欄が特許請求の範囲の解釈に使用するよう意図されていることを認識されたい。サマリおよび要約の欄は、本発明の発明者が想定する本発明の全ての具体例ではなく、１つ以上の例示的具体例について述べているかもしれず、したがって本発明および添付の特許請求の範囲をいかなる意味でも制限するものではない。

本発明は上で、複数の特定の機能の実現およびそれらの間の関係を示す機能ブロックの助けを借りて説明された。これらの機能ブロックの境界は本明細書では説明の便宜のために任意に決められた。複数の特定の機能およびそれらの間の関係が適切になされる限り、代替的な境界が決められてもよい。

特定の実施の形態についての上記説明は十分に本発明の概要を明らかにするはずのものであるから、他者は当技術分野のスキルの範囲内の知識を適用することによって、種々のアプリケーションに対してそのような特定の実施の形態を、過度の実験に依らずとも、また、本発明の概念から離れることなく、容易に変形するおよび／または適合させることができる。したがって、本明細書で示された教示および示唆に基づいて、そのような適合や変形は開示の実施の形態の均等物の意味および範囲の中にあることが意図されている。本明細書における言語の使用法や用語の使用法は説明を目的とするものであって限定を目的とするものではなく、本明細書における言語の使用法や用語の使用法は当業者によって本明細書の教示および示唆に照らして解釈されるべきであることは理解されるべきである。

本発明の範囲と精神は上記の例示的な実施の形態のいずれによっても限定されず、請求項とその均等物によってのみ定義されるものである。

Claims (15)

1. （ａ）基板上に投影されるまたはされるべき放射ビームの伝搬方向と実質的に平行な方向におけるその基板の位置の変化を、そのような位置の変化がその放射ビームを使用したその基板へのパターン付与の際にリソグラフィエラーを生じうる状況において、決定することと、
   （ｂ）リソグラフィエラーを低減するために、基板の位置の変化を使用して、放射ビームが基板上に投影されるときまたはされるにつれて、放射ビームの性質を制御することと、を含むリソグラフィ方法。
2. 放射ビームの伝搬方向と実質的に直交する方向に基板が走査されるにつれて基板の位置の変化が決定される、請求項１に記載のリソグラフィ方法。
3. 基板が走査されるにつれて放射ビームの性質が制御される、請求項２に記載のリソグラフィ方法。
4. 基板の位置の変化は、実質的に固定された基準に対して決定される、請求項１から３のいずれかに記載のリソグラフィ方法。
5. 基板の位置の変化は、リソグラフィ装置の要素であって放射ビームの性質を制御するためにおよび／または放射ビームを基板上に投影するために使用されるべき要素に対して決定される、請求項１から４のいずれかに記載のリソグラフィ方法。
6. 制御される放射ビームの性質は、
   （ａ）放射ビームによって提供されるドーズ、および／または
   （ｂ）放射ビームの帯域幅、および／または
   （ｃ）放射ビームの焦点特性、および／または
   （ｄ）放射ビームの波長、および／または
   （ｅ）放射ビームの角度または空間強度分布、
   のうちのひとつまたは複数である、請求項１から５のいずれかに記載のリソグラフィ方法。
7. （ａ）放射源の構成、および／または
   （ｂ）照明システムの構成、および／または
   （ｃ）パターニングデバイスの位置または構成、および／または
   （ｄ）投影システムの構成または位置、および／または
   （ｅ）放射ビームの経路に関して放射源と基板との間に配置された光学要素の位置または構成、
   のうちのひとつまたは複数を制御することによって、放射ビームの性質が制御される、請求項１から６のいずれかに記載のリソグラフィ方法。
8. 基板の位置の変化を決定することは、
   （ａ）基板自体の位置の変化を決定すること、および／または
   （ｂ）基板のホルダの位置の変化を決定すること、および／または
   （ｃ）基板のホルダの位置決めデバイスの位置の変化を決定すること、
   のうちのひとつまたは複数によって行われる、請求項１から７のいずれかに記載のリソグラフィ方法。
9. リソグラフィエラーはパターンフィーチャのひとつまたは複数の寸法の意図せぬ増加または減少からなる、請求項１から８のいずれかに記載のリソグラフィ方法。
10. リソグラフィエラーを低減するために、基板の位置の変化を使用して、放射ビームが基板上に投影されるときまたはされるにつれて、放射ビームの性質を制御することは、
    （ａ）放射ビームを構成するひとつまたは複数の放射パルスの長さ、強度、波長または帯域幅を制御すること、
    を含む、請求項１から９のいずれかに記載のリソグラフィ方法。
11. （ａ）放射ビームを提供するための照明システムと、
    （ｂ）放射ビームの断面にパターンを付与するためのパターニングデバイスと、
    （ｃ）基板を保持するための基板ホルダと、
    （ｄ）基板のターゲット部分にパターン付与された放射ビームを投影するための投影システムと、
    （ｅ）使用中基板上に投影されるまたはされるべきパターン付与された放射ビームの伝搬方向と実質的に平行な方向における基板の位置の変化を、そのような位置の変化がそのパターン付与された放射ビームを使用したその基板へのパターン付与の際にリソグラフィエラーを生じうる状況において、決定する測定構成と、
    （ｆ）リソグラフィエラーを低減するために、基板の位置の変化を使用して、使用中放射ビームが基板上に投影されるときまたはされるにつれて、放射ビームの性質を制御するコントローラと、
    を備えるリソグラフィ装置。
12. 前記コントローラは、
    （ａ）放射ビームによって提供されるドーズ、および／または
    （ｂ）放射ビームの帯域幅、および／または
    （ｃ）放射ビームの波長、および／または
    （ｄ）放射ビームの焦点特性、および／または
    （ｅ）放射ビームの角度または空間強度分布、
    のうちのひとつまたは複数を制御する、請求項１１に記載のリソグラフィ装置。
13. 前記コントローラは、
    （ａ）前記リソグラフィ装置の一部を形成するまたは前記リソグラフィ装置と接続されている放射源の構成、および／または
    （ｂ）照明システムの構成、および／または
    （ｃ）パターニングデバイスの位置または構成、および／または
    （ｄ）投影システムの構成または位置、および／または
    （ｅ）放射ビームの経路に関して放射源と基板との間に配置された光学要素の位置または構成、
    のうちのひとつまたは複数を制御することによって放射の性質を制御する、請求項１１または１２に記載のリソグラフィ装置。
14. 前記測定構成は、
    （ａ）基板自体の位置の変化を決定する、および／または
    （ｂ）基板のホルダの位置の変化を決定する、および／または
    （ｃ）基板のホルダの位置決めデバイスの位置の変化を決定する、
    ことによって基板の位置の変化を決定する、請求項１１から１３のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
15. 請求項１から１４のいずれかに記載の方法または装置を使用して製造されたデバイスの少なくとも一部。

Images