JP2012253336A

JP2012253336A - 計算プロセス制御

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Publication number: JP2012253336A
Application number: JP2012114388A
Authority: JP
Inventors: Jun Ye; イエ，ジュン; Yu Cao; カオ，ユー; James Patrick Koonmen; コーンメン，ジェームス，パトリック
Original assignee: ASML Netherlands BV
Current assignee: ASML Netherlands BV
Priority date: 2011-05-25
Filing date: 2012-05-18
Publication date: 2012-12-20
Also published as: JP6215290B2; CN102799075B; US20150025668A1; US20120303151A1; CN102799075A; NL2008702A; US10007192B2; JP2016048399A; US8856694B2

Abstract

【課題】本発明は計算プロセス制御（ＣＰＣ）の分野で幾つかの革新技術を提供する。
【解決手段】本発明の実施形態によって、リソグラフィ装置の性能及び／又はリソグラフィ工程のパラメータを、事前定義されたベースライン条件の実質的に近辺に維持することで、プロセスウィンドウの最適化及びより高い歩留まりが可能になる。これは、リソグラフィ工程シミュレーションモデルを用いて、測定された時間的なドリフトをベースライン性能モデルと比較することで実行される。製造に入ると、ＣＰＣはウェーハ計測技術及びフィードバックループを活用することで特定のパターン又はレチクルに合わせてスキャナを最適化し、とりわけ、時間経過と共にオーバレイ及び／又はＣＤの均一性（ＣＤＵ）性能をモニタ及び制御してシステムをベースライン条件近くに連続して維持する。
【選択図】図３

Description

[0001] 本発明の技術分野は、概して、リソグラフィ工程及び装置に関し、特にリソグラフィ装置及び工程の性能安定性制御に関する。

[0002] 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、マスクは、ＩＣの個々の層に対応する回路パターンを含むことができ、このパターンを放射感応性材料（レジスト）の層でコーティングされた基板（シリコンウェーハ）上のターゲット部分（例えば、１つ以上のダイを含む）に結像することができる。一般に、１つのウェーハは、投影システムを介して一度に１つずつ連続的に照射される隣接するターゲット部分のネットワーク全体を含む。あるタイプのリソグラフィ投影装置では、マスクパターン全体をターゲット部分に一度に露光することで各ターゲット部分が照射される。上記装置は、一般にウェーハステッパと呼ばれる。一般にステップアンドスキャン装置と呼ばれる別の装置では、各ターゲット部分は、投影ビームの下でマスクパターンを所与の基準方向（「スキャン方向」）に漸次スキャンしながらそれに同期してこの方向に平行又は逆平行に基板テーブルをスキャンすることで照射される。一般に、投影システムは、拡大率Ｍ（一般に、１未満）を持つので、基板テーブルがスキャンされる速度Ｖは、マスクテーブルがスキャンされる速度のＭ倍の値となる。

[0003] リソグラフィ投影装置を用いた製造工程では、放射感応性材料（レジスト）の層で少なくとも部分的に覆われた基板上にマスクパターンが結像される。この結像ステップを行う前に、プライミング、レジストコーティング、及びソフトベークなどの種々の処理を基板に対して行うことができる。露光後、基板に対して、結像されたフィーチャの露光後ベーク（ＰＥＢ）、現像、ハードベーク及び測定／検査などの他の処理を実行することができる。この一連の処理は、例えば、ＩＣのようなデバイスの個々の層にパターン形成する基準として使用される。次に、そのようなパターン形成された層に対して、個々の層を完成させるためのエッチング、イオン注入（ドーピング）、金属化、酸化、化学的機械的研磨などの種々の処理を行うことができる。幾つかの層が必要な場合、処理全体、又はその変形処理を新しい層ごとに繰り返す必要がある。最終的に、デバイスのアレイが基板（ウェーハ）上に形成される。次に、これらのデバイスは、ダイシング又はソーイングなどの技術によって互いに分離され、それにより個々のデバイスをキャリア上に装着することもできるし、ピンなどに接続することもできる。

[0004] 話を分かりやすくするため、以下、投影システムを「レンズ」と呼ぶことがある。しかし、この用語は、例えば、屈折光学系、反射光学系、及び反射屈折光学系を含む種々のタイプの投影システムを含むものと広義に解釈されるべきである。放射システムは、また、放射投影ビームを誘導し、整形し、又は制御する任意のこれらの設計タイプに従って動作するコンポーネントを含むことができる。このようなコンポーネントも、以下において集合的に又は単独で「レンズ」と呼ぶことがある。さらに、リソグラフ装置は、２つ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もよい。このような「マルチステージ」デバイスでは、追加のテーブルを、並列に使用することもでき、又は、１つ以上の他のテーブルを露光に使用している間に、１つ以上のテーブル上で準備ステップを実行することもできる。

[0005] 上記フォトリソグラフィマスクは、シリコンウェーハ上に集積する回路コンポーネントに対応する幾何学パターンを含む。このようなマスクを作成するのに使用するパターンは、この工程が多くの場合ＥＤＡ（電子設計オートメーション）と呼ばれるＣＡＤ（コンピュータ支援設計）プログラムを用いて生成される。大半のＣＡＤプログラムは、機能マスクを作成するために一組の所定の設計ルールに従う。これらのルールは、処理及び設計の制限によって設定される。例えば、設計ルールは、回路デバイス（ゲート、コンデンサなど）又は相互接続線間の空間許容範囲を定義して、回路デバイス又は線が好ましくない形で相互動作しないようにする。設計ルールの限界は、「クリティカルディメンション」（ＣＤ）とも呼ばれる。回路のクリティカルディメンションは、線若しくは穴の最小幅又は２本の線若しくは２つの穴の間の最小空間として定義することができる。それ故、ＣＤは、設計された回路の全体のサイズと密度とを決定する。もちろん、集積回路の製作の目標の１つは、元の回路設計をウェーハ上に（マスクを介して）忠実に再現することである。

[0006] 上記のように、マイクロリソグラフィは、半導体集積回路の製造における中心的な工程であり、半導体ウェーハ基板上に形成されたパターンがマイクロプロセッサ、メモリチップなどの半導体デバイスの機能素子を画定する。同様のリソグラフィ技術をフラットパネルディスプレイ、マイクロ電気機械システム（ＭＥＭ）及びその他のデバイスの形成にも使用することができる。

[0007] 半導体製造工程が進化し続ける一方で、回路素子の寸法は絶えず低減し、その間、デバイス当たりのトランジスタなどの機能素子の数は、一般に「ムーアの法則」と呼ばれる傾向に従って数十年間にわたって着実に増加しつつある。現行の技術では、先端デバイスのクリティカルレイヤが、深紫外線レーザ光源の照明を用いて基板上にマスク画像を投影して１００ｎｍをはるかに下回る（すなわち投影光の波長の半分に満たない）寸法を有する個別の回路フィーチャを作成するスキャナとして知られている光リソグラフィ投影システムを用いて製造される。

[0008] 光投影システムの伝統的な解像限界よりも小さい寸法を有するフィーチャが印刷されるこの工程は、一般に解像度の式、ＣＤ＝ｋ_１×λ／ＮＡによる低ｋ_１リソグラフィとして知られている。この式で、λは使用する放射の波長（現在ほとんどの場合、２４８ｎｍ又は１９３ｎｍ）、ＮＡは投影光学系の開口数、ＣＤは「クリティカルディメンション」、すなわち、一般に印刷される最小のフィーチャサイズ、及びｋ_１は経験的解像度係数である。一般に、ｋ_１が小さいほど、特定の電気的機能と性能を達成するために回路設計者が計画する形状と寸法に似たパターンをウェーハ上に再現することは困難になる。これらの困難を克服するために、投影システムだけでなくマスク設計にも高度の微調整ステップが適用される。これらは、例えば、ＮＡ及び光コヒーレンス設定の最適化、カスタム化された照明方法、移相マスクの使用、マスクレイアウト内の光近接効果補正、又は．一般に「高解像度化技術」（ＲＥＴ）と呼ばれるその他の方法を含むが、これらに限定されない。

[0009] ＲＥＴの１つの重要な例として、光学近接補正（ＯＰＣ）は、ウェーハ上に印刷されたフィーチャの最終サイズ及び配置がマスク上の対応するフィーチャのサイズ及び配置の関数であるというのに留まらないという事実を扱う。「マスク」及び「レチクル」という用語は、本明細書では交換可能であることに留意されたい。典型的な回路設計に存在する微小なフィーチャサイズと高いフィーチャ密度と得るために、所与のフィーチャの特定の縁部の位置は他の隣接するフィーチャがあるか否かにある程度影響される。これらの近接効果は、フィーチャ同士を結合する微量の光から発生する。同様に、近接効果は、露光後ベーク（ＰＥＢ）中の拡散及びその他の化学作用、レジストの現像、及び一般にリソグラフィ露光後のエッチングから発生する場合もある。

[0010] 上記のフィーチャが所与のターゲット回路設計の要件に従って半導体基板上で確実に生成されるように、最新の数値モデルを用いて近接効果を予測しなければならず、また、ハイエンドデバイスの製造を可能にするためにまずマスクの設計を補正するか、又は予歪を加える必要がする。通常のハイエンド設計では、ほとんどすべてのフィーチャ縁部を多少変形してターゲット設計に十分に近い印刷パターンを達成する必要がある。これらの変形は、縁部位置又は線幅の移動又はバイアスと、印刷を意図してはいないが関連付けられた一次フィーチャの特性に影響する「アシスト」フィーチャの適用とを含んでもよい。

[0011] ＯＰＣは計算リソグラフィ分野に導入されているが、半導体製品分野ではウェーハ計測ベースのプロセス制御が使用されている。全体の開発サイクル時間と製造のソリューションとを最適化するために、計算リソグラフィ製造業者及び半導体製品製造業者は共同でターゲット設計、リソグラフィ工程及びリソグラフィ装置のパラメータを最適化している。かつて、チップ製造業者は互いに独自に様々な製造工程を最適化してきた。しかし、３２ｎｍ技術ノード以下へ移行すると、独自の最適化では十分でない。計算リソグラフィ、ウェーハ計測ベースのリソグラフィ、及びプロセス制御が必要である。

[0012] 本発明は計算プロセス制御（ＣＰＣ）の分野で幾つかの革新技術を提供する。ＣＰＣはリソグラフィ装置／工程の時間的なドリフトを分析することでチップ製造サイクル中にユニークな診断機能を提供し、リソグラフィ装置／工程の性能安定性の達成へ向けた解決策を提供する。本発明の各実施形態によって、リソグラフィ装置の性能及び／又はリソグラフィ工程のパラメータを事前定義されたベースライン条件の実質的に近辺に維持することでプロセスウィンドウの最適化及びより高い歩留まりが可能になる。これは測定された時間的なドリフトをベースライン性能モデルと比較することで実行される。製造に入ると、ＣＰＣはウェーハ計測技術及びフィードバックループを活用することで特定のパターン及び又はレチクルに合わせてスキャナを最適化し、とりわけ、時間経過と共にオーバレイ及び／又はＣＤの均一性（ＣＤＵ）性能をモニタ及び制御してシステムをベースライン条件近くに連続して維持する。ＣＰＣは特定の顧客要件、特定の技術ノード、及び／又は特定の用途に合わせて調整することができる。

[0013] 本発明の追加の態様は、レジスト工程のドリフトの特徴付けなどの非スキャナ効果を補償することである。

[0014] 本発明のさらに別の態様は工程署名パターン（ＰＳＰ）から収集したウェーハ計測データを用いたスキャナマッチングを可能にすることである。

[0015] 以下の図面及び詳細な説明に鑑みて、当業者であれば、上記の方法に対応するシステム及びコンピュータプログラム製品を含む本発明のこれら及び他の態様は明らかであろう。

[0016] 当業者であれば、添付の図面と共に本発明の特定の実施形態に関する以下の説明を読めば、本発明の上記及び他の態様及び特徴を理解することができるだろう。
[0017]本発明の例示的実施態様によるリソグラフィシステムの様々なサブシステムのブロック図である。 [0018]図１のサブシステムに対応するシミュレーションモデルのブロック図である。 [0019]本発明のある実施形態によるリソグラフィ装置／工程の安定性制御方法の幾つかの主要な機能を示すフロー図である。 [0020]本発明のある実施形態による初期設定フローの一例を示す。 [0021]本発明のある実施形態による性能モニタフローの一例を示す。 [0022]本発明の実施形態を実施できる例示的なコンピュータシステムのブロック図である。 [0023]本発明の実施形態が適用可能なリソグラフィ投影装置の概略図である。

[0024] 当業者が本発明を実践することができるように、本発明の例示的な例として提供される図面を参照して以下に本発明を詳述する。特に、以下の図及び例は本発明の範囲を１つの実施形態に限定するものではなく、下記又は図示の要素の一部又は全部を入れ替えることで別の実施形態も可能である。さらに、既知のコンポーネントを用いて本発明の特定の要素を部分的に又は完全に実施することができる場合、本発明を分かりにくくしないように、本発明の理解に必要な既知のコンポーネントのそれらの部分のみを説明し、それら既知のコンポーネントのその他の部分の詳細な説明は省略する。ソフトウェアで実施される実施形態はそれに限定されてはならず、特に断りのない限り、当業者には明らかなように、ハードウェア、又はソフトウェアとハードウェアとの組合せで実施される実施形態を含むことができ、またその逆の場合も同様である。本明細書では、単一のコンポーネントを示す実施形態は限定的と考えてはならず、特に本明細書で断りのない限り、複数の同じコンポーネントを含む別の実施形態を包含し、またその逆の場合も同様である。さらに、特に断りのない限り、出願人らは明細書又は特許請求の範囲のいかなる用語にも一般的でない又は特殊な意味を与えることはない。さらに、本発明は、本明細書の図で参照する既知のコンポーネントの現在及び将来の既知の同等物を包含する。

[0025] 一般に、半導体業界は「小型化」、すなわち、多くの場合、デバイス性能の向上と製造コストの低減とにつながるチップフィーチャを微細化する能力によって駆り立てられている。しかし、チップフィーチャが微細化すると、許容差又は製造業者がその範囲内で作業をしなければならない「プロセスウィンドウ」も微細化する。プロセスウィンドウが微細化すると、適切に機能するチップの製造が困難になる。プロセスウィンドウが微細化すると、通常、オーバレイ及びクリティカルディメンションの均一性（ＣＤＵ）などのパラメータに極端に厳格な要件が課される。

[0026] リソグラフィによるチップ製造可能性の問題を扱うため、リソグラフィ装置を制御する能力の向上は必須である。スキャンリソグラフィ装置を、これに限定されないが含む、リソグラフィ装置のタイプは各種あるが、「スキャナ」という用語はこの用途ではリソグラフィ工程を実行するための任意のリソグラフィ装置を示すために使用されることが多いことに留意されたい。さらに、リソグラフィ装置は物理的な装置でなく、物理的な装置のシミュレートされたモデルであってもよい。

[0027] スキャナ安定性制御システム及び方法によって、製造業者はそのスキャナの焦点及びオーバレイ（すなわち、レイヤ同士のアライメント）の均一性に対する強大な制御機能を得る。これによって、所与のフィーチャサイズとチップ用途について最適化され安定化したプロセスウィンドウが得られ、小型化の継続とより進化したチップの生産が可能になる。スキャナ安定性制御方法は、プログラマブル照明瞳制御、投影光学系（レンズ）制御などの他の制御要素と連携して機能することに留意されたい。

[0028] リソグラフィシステムが最初にインストール／使用されるとき、較正が実行されて最適な動作が確保される。しかし、時間と共に、システム性能パラメータはドリフトする。少量のドリフトには耐えられるが、一定のしきい値を超えたドリフトはリソグラフィ工程及び／又は装置が仕様を満足しない危険を伴う。したがって、製造業者は再較正のために生産を停止しなければならない。較正の頻度が上がるとプロセスウィンドウのサイズが拡大するが、それは普通、計画停止時間の増大を意味する。

[0029] スキャナ安定性制御オプションは、これらの生産停止を大幅に低減する。停止の代わりに、スキャナ安定性制御システムは、リソグラフィ装置／工程を事前定義された基準性能（多くの場合、「ベースライン」と呼ばれる）に自動的にリセットする。リセットの期間は、ユーザによって制御される。例えば、毎日のリセット、任意の動作時間後のリセット、一定数の工程実行後のリセットなどがある。リセットを実行するために、スキャナ安定性制御システムは計測ツールを用いてウェーハについて取得した標準測定値を受け取る。ウェーハは試験ウェーハ又はモニタウェーハであってもよい。モニタウェーハは特別のスキャトロメトリマークを含む特別のテストレチクルを用いて露光される。しかし、スキャトロメトリマークは、例えばウェーハの周辺領域の２つのチップ間のスクライブラインに沿って、実際のターゲットウェーハ内に収容してもよいことは当業者には明らかであろう。さらに、ウェーハ測定技術は、スキャトロメトリに限定されない。ウェーハ測定技術は、スキャン電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いた従来の測定を含んでもよい。本出願のスキャナ安定性制御システムは特定のウェーハ計測方法に限定されない。

[0030] ウェーハ計測から、スキャナ安定性制御システムはシステムがそのベースラインからどの程度ドリフトしたかを決定する。次に、例えば、ウェーハレベルのオーバレイ及び焦点補正データを計算する。次に、リソグラフィ装置は上記の補正データセットを生産ウェーハを含む後続ウェーハ上の各露光についての特定の補正値に変換する。

[0031] スキャナ安定性制御の幾つかの主要な機能及び利点は、以下を含むが、これらの例に限定されない。
−スキャナの生産性を損なうことがない様々な工程条件下での長期間の焦点の安定性
−スキャナの生産性を損なうことがない様々な工程条件下での長期間のマッチングしたマシンオーバレイの安定性
−スキャナオーバレイ及び焦点をモニタする能力
−完全自動／半自動工程への効率的な統合。

Ａ．本発明の例示的実施形態を実施するリソグラフィシステムの一般的な環境
[0032] 本発明を説明する前に、設計全体及び結像工程について簡潔に説明する。図１は、例示的リソグラフィ投影装置１０を示す。主要なコンポーネントは、例えば、部分的なコヒーレンスを定義するとともに特定の光源整形光学系１４、１６ａ及び１６ｂを含んでいてもよいEUV波長の照明光学系を含む深紫外線エキシマレーザ放射源や他の波長の光源などの光源１２、マスク又はレチクル１８、及び、ウェーハ面２２上にレチクルパターンの画像を生成する投影光学系１６ｃである。瞳面の調整式フィルタ又はアパーチャ２０は、ウェーハ面２２に当たるビーム角度の範囲を制限することができ、可能な最大角度は投影光学系の開口数ＮＡ＝ｓｉｎ（Θ_ｍａｘ）を定義する。

[0033] リソグラフィシミュレーションシステムでは、これらの主要システムコンポーネントを例えば図２に示すように別々の機能モジュールによって記述することができる。図２を参照すると、機能モジュールは、ターゲット設計を定義する設計レイアウトモジュール２６と、結像工程で使用するマスクを定義するマスクレイアウトモジュール２８と、シミュレーション工程中に使用するマスクレイアウトのモデルを定義するマスクモデルモジュール３０と、リソグラフィシステムの光学コンポーネントの性能を定義する光学モデルモジュール３２と、所与の工程で使用されているレジストの性能を定義するレジストモデルモジュール３４と、を含む。知られているように、シミュレーション工程の結果は、例えば、結果モジュール３６内に予測輪郭及びＣＤを生成する。

[0034] より詳細には、照明及び投影光学系の特性が、ＮＡ−シグマ（σ）設定と、任意の特定の照明源の形状（σ（又はシグマ）はイルミネータの外側半径範囲である）と、を含む光学モデル３２内で捕捉されるが、これらに限定されないことに留意されたい。基板上にコーティングされたフォトレジスト層の光学特性、すなわち、屈折率、膜厚、伝搬及び偏光効果も光学モデル３２の一部として捕捉できる。マスクモデル３０は、レチクルの設計フィーチャを捕捉し、マスクの詳細な物理特性の表現を含むこともできる。最後に、レジストモデル３４は、例えば、基板ウェーハ上に形成されるレジストフィーチャの輪郭を予測するために、露光、ＰＥＢ及び現像中に生起する化学工程の影響を説明する。シミュレーションの目的は、例えば、ターゲット設計と比較される縁部の配置及びＣＤを正確に予測することである。ターゲット設計は一般にＯＰＣ前マスクレイアウトとして定義され、ＧＤＳＩＩ又はＯＡＳＩＳなどの標準化されたデジタルファイル形式で提供される。入力ファイル形式はこの限りではないことは当業者には明らかであろう。

Ｂ．本発明の方法の例
[0035] 図３は、本発明による例示的なリソグラフィ性能安定性制御システムの幾つかの主要なステップを示す。ステップＳ３０２で、リソグラフィ装置又はリソグラフィ工程のためのベースライン性能モデルが定義される。このモデルは経験に基づいて、又は初期設定／較正に基づいて作成される。リソグラフィ装置の初期設定の一例について図４を参照しながら説明する。ベースライン性能モデルは「パイロットモデル」、「基準モデル」、「ベースラインモデル」、又は「ベースライン基準モデル」とも呼ばれる。

[0036] 特定の実施形態では、ベースライン性能モデルは、１つ以上の工程パラメータの変動に対する任意のテストパターンのＣＤ（又はその他のメトリック）の感度がモデルから計算できる「感度モデル」として使用される。これについて図４に関して詳述する。

[0037] ステップＳ３０４で、リソグラフィ装置又はリソグラフィ工程の性能安定性がモニタされる。これは、ベースライン性能に関する一定の事前定義された期間にわたる、及び／又は事前設定された間隔での一定の性能メトリックの時間的なドリフトを分析することで実行される。言い換えれば、ベースライン性能は、時間と共に性能がどれくらい低下したかを測定するためのガイドの役割を果たす。このステップについて図５を参照しながら詳述する。

[0038] ステップＳ３０２及びＳ３０４の一方又は両方で、ウェーハ計測データを使用してもよい。

[0039] ステップＳ３０６で、リソグラフィ装置の１つまたは複数の設定がステップ３０２で定義されたモデルを用いて調整され、時間的なドリフトが補償される。したがって、性能は所望のベースライン性能に実質的に近い値に戻る。当業者は、「設定」（すなわち、調整可能なつまみによって設定できる条件）として物理的に調整できないリソグラフィ装置又は工程（又はそのシミュレートされたモデル）のパラメータが存在することを理解できるであろう。リソグラフィ装置の「設定」はリソグラフィパラメータのより大きいセットのサブセットであってもよい。物理スキャナでは、制御可能又は調整可能な設定の幾つかの例は、（プログラマブルミラーその他の手段による）照明源の照度分配つまみ、照明源の偏光制御つまみ、レンズの瞳面又は投影光学システムに沿ったその他の平面の収差制御つまみ、開口率制御つまみなどである。調整可能な設定のその他の例は、照明源の波長スペクトル、レチクルの傾き、ウェーハの傾きなどを含んでもよい。本発明は装置の設定の調整による物理的なスキャナ効果の補償ドリフトに限定されないことに留意されたい。レジスト工程ドリフトなどの幾つかの例示的な非スキャナ効果も装置の設定の調整によって補償できる。レジスト工程のドリフトモニタリングに関連する例示的なパラメータは、レジスト画像パラメータ、レジスト拡散、消光剤濃度などである。例えば、レジスト拡散効果によって画像コントラスト及び線量寛容度の劣化を引き起こし、ステージ振動で大幅に劣化する。一定の光学設定を調整して画像コントラストの損失、例えば、ＮＡ又はステージ振動を部分的に補償することができる。レジスト画像パラメータは、クリティカルディメンションの均一性（ＣＤＵ）、縁部配置エラー（ＥＰＥ）、オーバレイエラー、側壁角度（ＳＷＡ）、及びベストフォーカスオフセットを含んでもよい。

[0040] 図４は、ベースライン性能モデルを生成及び／又は較正するリソグラフィ装置の初期設定のフローチャートである。

[0041] ステップＳ４０２で、既存のパターンプールからテストパターンのセットを設計及び／又は入手できる。テストパターンはチップレイアウトの部分ではない専用のテストパターンを含んでもよいことに留意されたい。あるいは、チップレイアウトの一部、すなわち、幾つかのターゲットパターンはテストパターンとして使用できる。ステップＳ４０４で、テストパターンでレチクルが作成される。レチクルは、専用のテストパターンを有するテストレチクル、又はターゲットパターン及び／又はテストパターンを有するターゲットレチクルであってもよい。ターゲットレチクルは、ウェーハ上に再現される実際の回路に対応するレイアウトを有する。ターゲットレチクルは、テストパターンを有してもよい。ターゲットレチクルにおいて、テストパターンは、スクライブラインに沿って若しくはレチクル縁部にて収容されてもよく、又は任意の利用可能な未使用スペースにてレチクル内のターゲットパターンと共に点在してもよい。

[0042] 通常、工程モニタリング及び制御のために、限られた数のパターンが使用される。例えば、２０〜５０個のパターンが使用できるが、それらの例は本発明の範囲を限定しない。テストパターンは「工程署名パラメータ（ＰＳＰ）」とも呼ばれる。限られた数のＰＳＰではスキャナ性能の時間的なドリフトを正確に測定し補償するための補償に必要な多数の工程パラメータの変動を適切に表すには十分でない。

[0043] 多数のＰＳＰと対応する工程パラメータの変動を最適に感知するＰＳＰのそれぞれのセットを適当に設計することで、「感度モデル」又は「ベースラインモデル」を作成できる。言い換えれば、ＰＳＰの第１のサブセットが第１のリソグラフィ工程パラメータの変動に対応し、ＰＳＰの第２のサブセットが第２のリソグラフィ工程パラメータの変動に対応する複数のＰＳＰが設計される。第１のサブセットと第２のサブセットは、単一のパターンを含んでもよい。最適に設計及び／又は選択されたＰＳＰは正確なベースライン性能モデルを構築するためにリソグラフィ工程の変動スペースを適切に拡張することができる。ＰＳＰの詳細は、Ｙｅ他の、「Method for identifying and using process window signature patterns for lithography process control」と題された共同所有の米国特許第７，６９５，８７６号に記載されている。ＰＳＰは使用する計測ツール、すなわち、ＳＥＭベースの計測ツール又はスキャトロメトリベースの計測ツールに従ってレイアウトすることができる。

[0044] ステップＳ４０６で、レチクルは事前定義された露光条件を用いて露光される。これは時間ｔ＝０における設定／較正目的の初期露光と考えられる。

[0045] ステップＳ４０８で、計測ツールの出力からウェーハ計測データが収集される。計測データは、ＣＤＵ、縁部配置エラー（ＥＰＥ）（又はオーバレイエラー）、側壁角度（ＳＷＡ）、ベストフォーカスオフセットなどを含んでもよいが、これらの例に限定されない。計測ツールは反復可能でかつ堅牢でなければならない。

[0046] ステップＳ４１０で、ウェーハ計測データを用いてベースラインモデルが生成及び／又は較正される。ベースラインモデルは、スキャナの調整可能パラメータと特定の計測条件下でのＰＳＰの挙動と、の関係を記述する。計測ツールの差分挙動が既存の基準リソグラフィモデルによって十分に予測できるという前提で既存の基準リソグラフィモデルからベースラインモデルを抽出できるということは当業者には明らかであろう。実行ごとの制御の場合、絶対挙動ではなく、基準モデルに対する差分挙動のみが重要である。

[0047] ベースライン性能モデルが定義されると、図５のフローチャートに示すモニタリング安定性制御動作を実行できる。

[0048] 図５は、初期設定後の後続時間「ｔ」におけるレチクル（すなわち、ＰＳＰを有するレチクル）の露光で開始する。ウェーハ計測データが再度収集される。時間ｔ＝０及び時間「ｔ」におけるウェーハ計測データが比較され、スキャナ性能の時間的なドリフトが定量化される（ステップＳ５０６）。時間的なドリフトが測定される時間間隔はスキャナ時間オーバヘッド、計測オーバヘッド、及び計算オーバヘッド、以前の時間的なドリフトの分析から得た歴史的データ、ユーザの好み、又は上記及びその他の要因の組合せに基づいて自動的に決定できる。「オーバヘッド」という用語は、幾つかのカスタム化された需要／最終目標を有する特定の手順を収容するために必要な追加の時間を意味する。例えば、スキャナ時間オーバヘッドは、本明細書に記載する時間的なドリフトの測定ステップが確実に収容されるようにするのに必要な追加の時間である。時間間隔は毎日、ｎ回の工程実行ごと、数時間ごとなどのユーザによる事前設定が可能である。

[0049] ステップＳ５０８で、調整可能つまみが調整される。すなわち、ドリフト分析からの計算された補正条件に基づいてリソグラフィ装置の設定が変更される。フィードバック制御ループを用いて設定を調整してもよい。フィードバック制御ループへの入力は、初期時間と後続時間とにおけるウェーハ計測データの差分（例えば、ΔＣＤ）、リソグラフィ工程パラメータの変動に対するレチクル上のＰＳＰの感度などのうち１つ以上を含んでもよい。実行ごとの制御の場合、安定したフィードバックループ制御を達成するために特定の減衰機構を意図的に導入してもよい。例えば、調整可能なつまみの計算された最適な補正量を直ちに１回で適用すると過剰補償になり安定性を損なうおそれがあるため、これを回避してもよい。１回ごとに計算された最適な補正量の一部を適用することで複数回の調整が究極的に最適値に収束することが可能になる。その場合、ベースラインモデルは正確な差分挙動を予測する代わりに補償の一般的な差分方向を正確に記述しさえすればよい。フィードバック制御ループは、残留誤差を考慮する。これはＯＰＣ収束に似ている。時間間隔ΔｔごとにステップＳ５０２〜Ｓ５１０を繰り返すことができる。

[0050] ステップＳ５０８で調整可能なつまみの設定を更新することで時間的なドリフトが補償され、したがってリソグラフィ装置の現在のドリフトした性能は所望のベースライン性能に復帰することに留意されたい。一実施形態では、リソグラフィ工程がプロセスウィンドウの中央又は中央付近に維持されるように調整領域が計算される。

[0051] 本発明の範囲はスキャナマッチング、すなわち、基準スキャナ（又はそのシミュレートされたモデル）の性能にリソグラフィ装置の現在の性能をマッチングする処理に拡張することができる。用途から独立したスキャナマッチングのために、ＰＳＰ及びベースライン基準モデルを使用できる。すべてのレチクルがその上にＰＳＰ構造を有していれば、ウェーハ計測データを用いてスキャナマッチングレシピを生成でき、それによって特定のスキャナの性能が基準スキャナの性能にマッチング又は適合する。

[0052] さらに、ターゲットが繰り返しマスク上（フィールド内）にレイアウトされるか又は複数のウェーハ位置（フィールド間）で露光されかつウェーハ測定値が収集される限り、ＰＳＰターゲットの（フィールド内又はフィールド間の）ＣＤ変動から線量変動成分を抽出できる。次に、そのような変動を、線量の空間変動をマッピングし及び／又は調整するモジュールに入力して、ＣＤの空間変動（又はその他のメトリック）を補償することができる。

[0053] 本開示に照らして、リソグラフィモデルを用いてリソグラフィ装置の１つ以上の設定の変化／調整に関するリソグラフィ工程の感度を決定できるということは当業者には明らかであろう。この感度相関を用いて、１つ以上の設定の適合によって安定したリソグラフィ工程が得られ、及び／又はその適合を用いて、１つ以上の設定の適合後のリソグラフィ工程が再びベースライン性能から大きく隔たるような不要なオーバシュートを確実に防止することが可能になる。

[0054] さらに、本発明のある実施形態では、リソグラフィ装置は例えばシステムの完全な較正を実行することなく、事前定義された範囲内で変動可能な幾つかのつまみを有してもよい。リソグラフィモデルを使用することで、つまみの設定を計算して、上記の特定のつまみをこの事前定義された範囲外で変動させる必要性を防止しながら、リソグラフィ工程を事前定義されたプロセスウィンドウ内に復帰させることができる。このために、完全なシステム較正を拡張してそのようなリソグラフィ装置の停止時間を低減できる。言い換えれば、リソグラフィ装置の１つ以上の設定のサブセットは、事前定義された範囲内で変動できる。１つ以上の設定のサブセットを事前定義された範囲内に維持しながらリソグラフィ工程を定義されたベースライン性能に又は実質的にその近辺に維持するために、あるいは、１つ以上の設定のサブセットを事前定義された範囲内に維持しながらリソグラフィ工程を事前定義されたプロセスウィンドウ内に維持するために、リソグラフィモデルを用いてリソグラフィ装置の１つ以上の設定を決定することができる。

[0055] リソグラフィ装置の幾つかのつまみは、リソグラフィ装置の制約のため、又はリソグラフィ装置のユーザが強いる制約のために固定されてもよいことに留意されたい。その場合、リソグラフィモデルを用いて、リソグラフィ装置上の他のつまみを使用しながらリソグラフィモデルをベースライン性能の少なくとも近くに、又は事前定義されたプロセスウィンドウ内に維持し続ける異なる設定の集合を見つけることができる。

[0056] 上述したように、リソグラフィモデルを用いてリソグラフィ装置の１つ以上の設定を調整するステップは繰り返し実行でき、各反復ステップは１つ以上の設定の比較的小さい調整を含む。この実施形態を用いてつまみの設定を比較的小さいきざみで繰り返し調整することで特定のつまみの一種の感度を決定し、リソグラフィ工程に与える効果を確認することができる。比較的小さいきざみ又は比較的小さい調整という用語は、調整がリソグラフィ装置をベースライン性能内又は少なくともその近くに維持するのに、又はリソグラフィ装置を事前定義されたプロセスウィンドウ内に維持するのに必要な完全な調整よりも実質的に小さいということを意味する。

[0057] 本開示に照らして、リソグラフィ装置を定義されたベースライン性能に又は実質的にその近辺に維持するために、あるいは、リソグラフィ工程を事前定義されたプロセスウィンドウ内に維持するために、リソグラフィモデルを用いてリソグラフィ装置の１つ以上の設定の効率の程度（相対的又は絶対的）を決定することができることを、当業者は理解できるであろう。例えば、本発明のこの実施形態を用いてリソグラフィ装置上のどのつまみがリソグラフィ工程の現在のドリフトを低減するのに効率的であるかを見つけることができる。したがって、最も効率的なつまみを用いてリソグラフィ工程を事前定義されたプロセスウィンドウ内に維持することができる。

[0058] 上記の例示的実施形態は特定の用途のために、及び／又は、ユーザの好みに応じて、本発明の範囲内で変形することができる。

Ｃ．本発明の実施形態を実施するコンピュータシステムの詳細
[0059] 図６は、本明細書に開示するパターン選択方法の実施を支援することができるコンピュータシステム１００を示すブロック図である。コンピュータシステム１００は、情報を送受信するバス１０２又はその他の通信機構と、情報を処理するバス１０２に結合された１つ以上のプロセッサ１０４（及び１０５）と、を含む。コンピュータシステム１００は、また、情報及びプロセッサ１０４によって実行される命令を記憶するためのバス１０２に結合されたランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）又はその他のダイナミックストレージデバイスなどのメインメモリ１０６を含む。メインメモリ１０６は、またプロセッサ１０４によって実行される命令の実行中に、一時的変数又はその他の中間情報を記憶するために使用することができる。コンピュータシステム１００は、さらにプロセッサ１０４のために静的情報及び命令を記憶するバス１０２に結合された読取専用メモリ（ＲＯＭ）１０８又はその他のスタティックストレージデバイスを含む。磁気ディスク又は光ディスクなどのストレージデバイス１１０が提供され、バス１０２に結合され、情報及び命令を記憶する。

[0060] コンピュータシステム１００は、バス１０２を介して、コンピュータユーザに対して情報を表示する陰極管（ＣＲＴ）又はフラットパネル又はタッチパネルディスプレイなどのディスプレイ１１２に結合することができる。英数字キー及びその他のキーを含む入力デバイス１１４がバス１０２に結合され、情報と選択したコマンドとをプロセッサ１０４へと送信する。別のタイプのユーザ入力デバイスは、方向情報と選択したコマンドとをプロセッサ１０４へと送信しディスプレイ１１２上でのカーソルの動きを制御するマウス、トラックボール、又はカーソル方向キーなどのカーソル制御装置１１６である。この入力デバイスは、通常、第１軸（例えば、ｘ）と第２軸（例えば、ｙ）の２軸で自由度２を有し、これによってデバイスは平面内の位置を指定することができる。入力デバイスとしてタッチパネル（画面）ディスプレイも使用することができる。

[0061] 本発明の一実施形態によれば、プロセッサ１０４によるメインメモリ１０６に含まれる１つ以上の命令の１つ以上のシーケンスの実行に応答してコンピュータシステム１００によってシミュレーション工程の一部を実行することができる。このような命令は、ストレージデバイス１１０などの別のコンピュータ可読媒体からメインメモリ１０６に読み込むことができる。メインメモリ１０６内に含まれる命令シーケンスを実行すると、プロセッサ１０４は本明細書に記載する各プロセスステップを実行する。マルチ処理装置内の１つ以上のプロセッサを使用してメインメモリ１０６内に含まれる命令シーケンスを実行することができる。代替実施形態では、ソフトウェア命令の代わりに、又はそれと組み合わせてハードワイヤード回路を使用することができる。したがって、本発明の実施形態は、ハードウェア回路とソフトウェアとの特定の組合せに限定されない。

[0062] 本明細書で使用する「コンピュータ可読媒体」という用語は、実行のためにプロセッサ１０４に命令を提供するステップに加わる任意の媒体を指す。このような媒体は、不揮発性媒体、揮発性媒体、及び伝送媒体を含む多くの形態をとることができるが、これらに限定されない。不揮発性媒体は、例えば、ストレージデバイス１１０などの光又は磁気ディスクを含む。揮発性媒体は、メインメモリ１０６などのダイナミックメモリを含む。伝送媒体は、バス１０２を構成するワイヤを含む同軸ケーブル、銅線及び光ファイバを含む。また伝送媒体は、無線周波数（ＲＦ）及び赤外線（ＩＲ）データ通信中に生成される音波又は光波の形態をとることができる。コンピュータ可読媒体の一般形態は、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、その他の任意の磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、その他の任意の光媒体、パンチカード、紙テープ、穴のパターンを有するその他の任意の物理媒体、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、フラッシュＥＰＲＯＭ，その他の任意のメモリチップ又はカートリッジ、以下に記載する搬送波、又はコンピュータが読み取り可能なその他の任意の媒体を含む。

[0063] 様々な形態のコンピュータ可読媒体がプロセッサ１０４へ１つ以上の命令の１つ以上のシーケンスを搬送して実行するステップに含まれる。例えば、命令は、最初リモートコンピュータの磁気ディスク上に記憶されていてもよい。リモートコンピュータは、命令をダイナミックメモリにロードし、モデムを用いて電話回線上で命令を送信することができる。コンピュータシステム１００側のモデムは電話回線上でデータを受信し、赤外線送信機を用いてデータを赤外線信号に変換する。バス１０２に結合された赤外線検出器が赤外線信号で搬送されたデータを受信し、データをバス１０２上に配置することができる。バス１０２はデータをメインメモリ１０６へ搬送し、そこからプロセッサ１０４が命令を取り出して実行する。オプションとして、メインメモリ１０６によって受信された命令は、プロセッサ１０４による実行前又は後にストレージデバイス１１０に記憶することができる。

[0064] また、コンピュータシステム１００は、バス１０２に結合された通信インターフェイス１１８を含むことが好ましい。通信インターフェイス１１８は、ローカルネットワーク１２２に接続されたネットワークリンク１２０への双方向データ通信接続を提供する。例えば、通信インターフェイス１１８は、対応するタイプの電話回線にデータ通信接続を提供する総合デジタル通信サービス網（ＩＳＤＮ）カード又はモデムであってもよい。別の例として、通信インターフェイス１１８は、互換ＬＡＮにデータ通信接続を提供するローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）であってもよい。無線リンクも実施することができる。そのような任意の実施態様で、通信インターフェイス１１８は、様々なタイプの情報を表すデジタルデータストリームを搬送する電気信号、電磁信号又は光信号を送受信する。

[0065] ネットワークリンク１２０は、通常、１つ以上のネットワークを通してデータ通信を他のデータデバイスに提供する。例えば、ネットワークリンク１２０は、ローカルネットワーク１２２を通してインターネットサービスプロバイダ（ＩＳＰ）１２６が運用するホストコンピュータ１２４又はデータ装置に接続を提供することができる。次いでＩＳＰ１２６は、ワールドワイドパケットデータ通信ネットワーク（現在の通称は「インターネット」）１２８を通してデータ通信サービスを提供する。ローカルネットワーク１２２とインターネット１２８は共に、デジタルデータストリームを搬送する電気信号、電磁信号又は光信号を使用する。デジタルデータをコンピュータシステム１００との間で送受信する様々なネットワークを介した信号及びネットワークリンク１２０上の信号及び通信インターフェイス１１８を介した信号は情報を伝送する搬送波の例示的形態である。

[0066] コンピュータシステム１００は、ネットワーク、ネットワークリンク１２０、及び通信インターフェイス１１８を通してメッセージを送信し、プログラムコードを含むデータを受信することができる。インターネットの例では、インターネット１２８、ＩＳＰ１２６、ローカルネットワーク１２２及び通信インターフェイス１１８を通してサーバ１３０がアプリケーションプログラムのために要求されたコードを送信することができる。本発明によれば、そのような１つのダウンロードされたアプリケーションは、例えばこの実施形態の選択したテストパターンに備える。受信されたコードは、それが受信されるとプロセッサ１０４によって実行することができ、及び／又はストレージデバイス１１０又はその他の不揮発性記憶装置に記憶して後で実行することができる。このようにして、コンピュータシステム１００は搬送波の形式でアプリケーションコードを入手することができる。

Ｄ．リソグラフィツールの例
[0067] 図７は、本発明のテストパターン選択工程を用いて較正された計算リソグラフィモデルを使用してその性能をシミュレートでき、及び／又は最適化できる例示的なリソグラフィ投影装置を概略的に示す。この装置は、以下のコンポーネントを含む。
[0068] −放射投影ビームＰＢを供給する放射システムＥｘ、ＩＬ。この例では、放射システムは放射源ＳＯをさらに含む。
[0069] −マスクＭＡ（例えば、レチクル）を保持するマスクホルダを備え、投影システムＰＳに対してマスクを正確に位置決めする第１の位置決め手段ＰＭに接続された第１のオブジェクトテーブル（マスクテーブル）ＭＴ。
[0070] −基板Ｗ（例えば、レジストコートシリコンウェーハ）を保持する基板ホルダを備え、投影システムＰＳに対して基板を正確に位置決めする第２の位置決め手段ＰＷに接続された第２のオブジェクトテーブル（基板テーブル）ＷＴ。
[0071] −基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば、１つ以上のダイを含む）上にマスクＭＡの照射部分を結像する投影システム（「レンズ」）ＰＳ（例えば、屈折、反射光学、又は反射屈折光学システム）。

[0072] 本明細書に記載するように、装置は透過型である（すなわち、透過マスクを有する）。しかし、一般に、装置は例えば（反射マスクを備えた）反射型であってもよい。あるいは、装置は、マスクの使用に代えて別の種類のパターニング手段を使用してもよい。その例として、プログラマブルミラーアレイ又はＬＣＤマトリクスがある。

[0073] 放射源ＳＯ（例えば、水銀ランプ又はエキシマレーザ）は、放射ビームを生成する。このビームは、直接、又はビームエキスパンダ又はビームデリバリシステムＢＤなどの調節手段を通った後で、照明システム（イルミネータ）ＩＬに供給される。イルミネータＩＬは、ビーム内の強度分散の外側及び／又は内側半径範囲（それぞれ一般にσ-outer、σ-innerと呼ばれる）を設定する調整手段ＡＤを備えていてもよい。さらに、イルミネータＩＬは、一般に、インテグレータＩＮ及び集光器ＣＯなどの様々な他のコンポーネントを備える。このようにして、マスクＭＡに当たるビームＢは、断面に所望の均一性と強度とを有する。

[0074] 図７に関して、放射源ＳＯはリソグラフィ投影装置のハウジング内にあってもよい（例えば、多くの場合、放射源ＳＯが水銀ランプの場合にあてはまる）が、リソグラフィ投影装置から離れていてもよく、生成する放射ビームを装置内に（例えば、適切な誘導ミラーにより）誘導する構成であってもよいことに留意されたい。この後者のシナリオは、多くの場合、放射源ＳＯが（ＫｒＦ、ＡｒＦ又はＦ_２レージングに基づく）エキシマレーザの時にあてはまる。本発明は、少なくともこれらの両方のシナリオを包含する。

[0075] その後、ビームＢは、マスクテーブルＭＴ上に保持されたマスクＭＡに達する。マスクＭＡを横断したビームＢは、レンズＰＳを通過し、レンズＰＳは基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームＢを合焦させる。第２の位置決め手段（及び干渉測定手段ＩＦ）により、基板テーブルＷＴを正確に移動させて様々なターゲット部分ＣをビームＢの経路内に位置決めすることができる。同様に、第１の位置決め手段を用いて、例えば、マスクライブラリからマスクＭＡを機械的に取り出した後で、又はスキャン中に、ビームＢ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。一般に、オブジェクトテーブルＭＴ、ＷＴの移動は、図７には明示していないロングストロークモジュール（粗動位置決め）とショートストロークモジュール（微動位置決め）により実現する。しかし、ウェーハステッパ（ステップアンドスキャンツールとは対照的に）の場合、マスクテーブルＭＴをショートストロークアクチュエータに接続するだけでよく、又は固定してもよい。

[0076] パターニングデバイスＭＡ及び基板Ｗは、必要に応じてパターニングデバイス内のアライメントマークＭ１、Ｍ２とウェーハ上のアライメントマークＰ１、Ｐ２を用いて整列させることができる。

[0077] 図のツールは、下記の２つの異なるモードで使用することができる。
[0078] −ステップモードでは、マスクテーブルＭＴは、基本的に固定状態に維持され、全マスク画像は、１回で（すなわち、１回の「フラッシュ」で）ターゲット部分Ｃ上に投影される。次に、異なるターゲット部分ＣをビームＢで照射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方向にシフトされる。
[0079] −スキャンモードでは、所与のターゲット部分Ｃが１回の「フラッシュ」で露光されない点を除けば、基本的には同じシナリオが適用される。代わりに、マスクテーブルＭＴを、速度ｖで所与の方向（例えば、ｙ方向のような、いわゆる「スキャン方向」）に移動することができ、その結果、投影ビームＰＢはマスク画像上をスキャンする。同時に、基板テーブルＷＴは、速度Ｖ＝Ｍｖで同じ方向又は反対方向に同時に移動する。ここで、Ｍは、レンズＰＬの倍率（通常、Ｍ＝１／４又は１／５である）である。このようにして、解像度を犠牲にしないで比較的広いターゲット部分Ｃを露光することができる。

[0080] 本明細書に開示する概念は、サブ波長フィーチャを結像する任意の汎用の結像システムをシミュレートするか又は数学的にモデル化することができ、特にますます微細化するサイズの波長を生成することができる台頭しつつある結像技術で有用である。すでに普及している新興技術は、ＡｒＦレーザを用いて１９３ｎｍの波長を生成することができ、さらにフッ素レーザを用いて１５７ｎｍの波長を生成することができるＤＵＶ（深紫外線）リソグラフィを含む。さらに、ＥＵＶリソグラフィは、シンクロトロンを用いて、又は高エネルギーの電子を材料（固体又はプラズマ）に衝突させて２０ｎｍ〜５ｎｍの範囲に光子を生成してこの範囲内の波長を生成することができる。この範囲内では大半の材料が光を吸収するため、モリブデンとシリコンのマルチスタックを備えた反射ミラーによって照明を生成することができる。マルチスタックミラーは、各層の厚さが波長の４分の１であるモリブデンとシリコンの４０個のペアの層を有する。Ｘ線リソグラフィでさらに小さい波長を生成することができる。通常、シンクロトロンを用いてＸ線波長が生成される。Ｘ線波長では大半の材料が光を吸収するため、光吸収性材料の薄片によってどこにフィーチャを印刷し（正レジスト）、どこに印刷しないか（負レジスト）を定義することができる。

[0081] 本明細書に開示する概念はシリコンウェーハなどの基板上の結像に使用することができるが、開示された概念は、例えば、シリコンウェーハ以外の基板上の結像に使用される任意のタイプのリソグラフィ結像システムと共に使用することができることを理解されたい。

[0001] 本発明について、下記の条項を用いてさらに説明する。
１．リソグラフィ工程に使用されるリソグラフィ装置の性能の時間的なドリフトを低減することで前記リソグラフィ工程を制御する方法であって、
（ａ）前記リソグラフィ装置のベースライン性能を定義するステップであって、前記ベースライン性能のリソグラフィモデルは、初期時間において前記リソグラフィ工程を用いて露光されたパターンから収集されたウェーハ計測データの第１のセットを用いて入手され、前記リソグラフィモデルは、前記リソグラフィ装置の１つ以上の設定に関連する１つ以上のリソグラフィ工程パラメータの変動をシミュレートするように構成された、ステップと、
（ｂ）前記ベースライン性能に関する前記リソグラフィ装置の現在の性能に関連付けられた時間的なドリフトを分析することで前記リソグラフィ装置の性能の安定性をモニタするステップであって、前記時間的なドリフトは、前記初期時間において収集されたウェーハ計測データと、後続時間において露光されたパターンから収集された後続のウェーハ計測データと、を比較することで決定される、ステップと、
（ｃ）前記リソグラフィ装置の１つ以上の設定を調整し、前記ベースライン性能と前記現在の性能との差分を低減することで前記決定された時間的なドリフトを低減し、それによって前記リソグラフィ工程を前記定義されたベースライン性能内又は実質的にその近くに維持するステップと、
を含む、方法。
２．ステップ（ｃ）で、フィードバック制御ループを用いて前記リソグラフィ装置の１つ以上の設定が調整され、前記フィードバック制御ループへの入力が、前記初期時間と前記後続時間とにおけるウェーハ計測データの差分、及び、前記１つ以上のリソグラフィ工程パラメータの変動に対する前記レチクル上のパターンの感度、のうち１つ以上を含む、条項１に記載の方法。
３．ステップ（ｂ）で、前記時間的なドリフトを分析する時間間隔が、リソグラフィ装置の時間オーバヘッド、計測オーバヘッド、計算オーバヘッド、以前の時間的なドリフトの分析、及び、ユーザの好みのうち１つ以上に基づいて決定される、条項１に記載の方法。
４．前記時間間隔は、自動的に決定される、条項３に記載の方法。
５．リソグラフィ工程の１つ以上のパラメータの時間的なドリフトを低減することで前記リソグラフィ工程を制御する方法であって、
（ａ）ベースラインリソグラフィ工程を定義するステップであって、前記ベースラインリソグラフィ工程のモデルは、初期時間において前記リソグラフィ工程を用いて基板上の露光されたパターンから収集されたウェーハ計測データの第１のセットを用いて入手され、前記モデルは、１つ以上のリソグラフィ工程パラメータの変動をシミュレートするように構成された、ステップと、
（ｂ）現在のリソグラフィ工程に関連付けられた前記パラメータの前記時間的なドリフトを分析することで前記リソグラフィ工程の安定性をモニタするステップであって、前記時間的なドリフトは、前記初期時間において入手されたウェーハ計測データと、後続時間において露光されたパターンから収集された後続のウェーハ計測データと、を比較することで決定される、ステップと、
（ｃ）前記リソグラフィ工程を実行するための前記リソグラフィ装置の１つ以上の設定を調整し、前記ベースラインリソグラフィ工程と前記現在のリソグラフィ工程との差分を低減することで前記決定された時間的なドリフトを低減し、それによって前記リソグラフィ工程を前記定義されたベースラインリソグラフィ工程内又は実質的にその近くに維持するステップと、
を含む、方法。
６．前記リソグラフィ工程のパラメータは、レジスト画像パラメータ、レジスト拡散、消光剤濃度、のうち１つ以上を含む、条項５に記載の方法。
７．リソグラフィ工程に使用されるリソグラフィ装置の性能の時間的なドリフトを低減することで前記リソグラフィ工程を制御する方法であって、
（ａ）前記リソグラフィ装置のベースライン性能を定義するステップであって、前記ベースライン性能のリソグラフィモデルは、初期時間において計測データの第１のセットを用いて入手され、前記リソグラフィモデルは、前記リソグラフィ装置の１つ以上の設定に関連する１つ以上のリソグラフィ工程の変動をシミュレートするように構成された、ステップと、
（ｂ）前記ベースライン性能に関連して前記リソグラフィ装置の現在の性能に関連付けられた前記時間的なドリフトを分析することで前記リソグラフィ装置の性能安定性をモニタするステップであって、前記時間的なドリフトは、前記初期時間において入手された前記計測データと、後続時間において収集された後続の計測データと、を比較することで決定される、ステップと、
（ｃ）前記リソグラフィモデルを用いて前記リソグラフィ装置の１つ以上の設定を調整し、前記ベースライン性能と前記現在の性能との差分を低減することで前記決定された時間的なドリフトを低減するステップと、
を含む、方法。
８．前記リソグラフィモデルを入手する前記ステップは、計測データの第１のセットを用いて前記リソグラフィモデルを生成すること、及び、計測データの前記第１のセットを用いて既存のリソグラフィモデルを較正すること、のうち一方を含む、条項７に記載の方法。
９．前記初期時間における計測データと前記後続時間における計測データとの一方又は両方は、前記リソグラフィ装置を用いてパターンを露光すること、及び、前記リソグラフィ工程を用いて前記露光されたパターンを処理すること、から収集されたウェーハ計測データを含む、条項７に記載の方法。
１０．前記リソグラフィ装置の１つ以上の設定の調整に応答する前記リソグラフィ工程の感度を、前記リソグラフィモデルを用いて決定する、条項７に記載の方法。
１１．前記リソグラフィ工程を前記定義されたベースライン性能内又は実質的にその近くに維持するために、あるいは、前記リソグラフィ工程を事前定義されたプロセスウィンドウ内に維持するために、前記リソグラフィモデルを用いて前記リソグラフィ装置の１つ以上の設定のいずれを調整するかを決定する、条項７に記載の方法。
１２．前記リソグラフィ工程を前記定義されたベースライン性能内又は実質的にその近くに維持するために、あるいは、前記前記リソグラフィ工程を事前定義されたプロセスウィンドウ内に維持するために、前記リソグラフィモデルを用いて前記リソグラフィ装置の１つ以上の設定の最小の変化を決定する、条項７に記載の方法。
１３．前記リソグラフィ装置の前記１つ以上の設定のサブセットは、当該サブセットがその中で変動を許される事前定義された範囲を有し、前記１つ以上の設定のサブセットを事前定義された範囲内に維持しながら前記リソグラフィ工程を前記定義されたベースライン性能に又は実質的にその近辺に維持するために、あるいは、前記１つ以上の設定のサブセットを前記事前定義された範囲内に維持しながら前記リソグラフィ工程を事前定義されたプロセスウィンドウ内に維持するために、前記リソグラフィモデルを用いて前記リソグラフィ装置の前記１つ以上の設定を決定する、条項７に記載の方法。
１４．前記リソグラフィ装置の１つ以上の設定のサブセットが固定され、前記リソグラフィ工程を前記定義されたベースライン性能に又は実質的にその近辺に維持するために、あるいは、前記リソグラフィ工程を事前定義されたプロセスウィンドウ内に維持するために、前記リソグラフィモデルを用いて前記リソグラフィ装置の残りの前記１つ以上の設定のいずれを調整するかを決定する、条項７に記載の方法。
１５．前記リソグラフィモデルを用いて前記リソグラフィ装置の１つ以上の設定を調整する前記ステップが繰り返し実行され、各反復ステップは、１つ以上の設定の比較的小さい調整を含む、条項７に記載の方法。
１６．前記リソグラフィ工程を前記定義されたベースライン性能内又は実質的にその近くに維持するために、あるいは、前記リソグラフィ工程を事前定義されたプロセスウィンドウ内に維持するために、前記リソグラフィモデルを用いて前記リソグラフィ装置の１つ以上の設定の効率を決定する、条項７に記載の方法。
１７．ステップ（ｃ）で、前記リソグラフィ工程は、事前定義されたプロセスウィンドウ内に維持される、条項７に記載の方法。

[0082] 以上、本発明について、その好適な実施形態を参照しながら説明してきたが、当業者であれば、本発明の精神及び範囲を逸脱することなく、形式及び細部において変更及び修正できることが容易に明らかとなろう。添付の特許請求の範囲がこのような変更及び修正を包含することが意図されている。

Claims

リソグラフィ工程に使用されるリソグラフィ装置の性能の時間的なドリフトを低減することで前記リソグラフィ工程を制御する方法であって、
（ａ）前記リソグラフィ装置のベースライン性能を定義するステップであって、前記ベースライン性能のリソグラフィモデルは、初期時間において前記リソグラフィ工程を用いて露光されたパターンから収集されたウェーハ計測データの第１のセットを用いて入手され、前記リソグラフィモデルは、前記リソグラフィ装置の１つ以上の設定に関連する１つ以上のリソグラフィ工程パラメータの変動をシミュレートする、ステップと、
（ｂ）前記ベースライン性能に関する前記リソグラフィ装置の現在の性能に関連付けられた時間的なドリフトを分析することで前記リソグラフィ装置の性能の安定性をモニタするステップであって、前記時間的なドリフトは、前記初期時間において収集されたウェーハ計測データと、後続時間において露光されたパターンから収集された後続のウェーハ計測データと、を比較することで決定される、ステップと、
（ｃ）前記リソグラフィ装置の１つ以上の設定を調整し、前記ベースライン性能と前記現在の性能との差分を低減することで前記決定された時間的なドリフトを低減し、それによって前記リソグラフィ工程を前記定義されたベースライン性能内又は実質的にその近くに維持するステップと、
を含む、方法。
前記リソグラフィ工程が前記ベースライン性能内又は実質的にその近くに復帰するまでステップ（ｂ）及びステップ（ｃ）が繰り返される、請求項１に記載の方法。
ステップ（ｃ）で、前記リソグラフィ工程は、事前定義されたプロセスウィンドウ内に維持される、請求項１に記載の方法。
ステップ（ａ）に先立って複数のパターンが設計され、
前記複数のパターンの第１のサブセットは、第１のリソグラフィ工程の変動に対応し、前記複数のパターンの第２のサブセットは、第２のリソグラフィ工程の変動に対応する、請求項１に記載の方法。
前記ウェーハ計測データは、クリティカルディメンションの均一性（ＣＤＵ）、縁部配置エラー（ＥＰＥ）、オーバレイエラー、側壁角度（ＳＷＡ）、及びベストフォーカスオフセット、のうち１つ以上を含む、請求項１に記載の方法。
前記パターンは、テストレチクル上のテストパターン、ターゲットレチクル上のテストパターン、又はターゲットレチクル上のターゲットパターンを含む、請求項１に記載の方法。
ターゲットレチクル上のテストパターンは、スクライブライン、設計レイアウトの１つ以上の縁部、及び、ターゲットパターンに隣接又はそれと共に点在する前記設計レイアウト上の未使用スペース、のうちの１つ以上の場所に位置する、請求項６に記載の方法。
前記ベースライン性能の前記リソグラフィモデルは、既存の基準モデルにマッチング又は適合することで得られる、請求項１に記載の方法。
ステップ（ｃ）における前記リソグラフィ装置の前記１つ以上の設定は、照明源の照度分配、照明源の偏光制御マップ、投影光学系の設定、照明源の波長スペクトル、レチクルの傾き、及び、ウェーハの傾きを含む、請求項１に記載の方法。
リソグラフィ工程の１つ以上のパラメータの時間的なドリフトを低減することで前記リソグラフィ工程を制御する方法であって、
（ａ）ベースラインリソグラフィ工程を定義するステップであって、前記ベースラインリソグラフィ工程のモデルは、初期時間において前記リソグラフィ工程を用いて基板上の露光されたパターンから収集されたウェーハ計測データの第１のセットを用いて入手され、前記モデルは、１つ以上のリソグラフィ工程パラメータの変動をシミュレートする、ステップと、
（ｂ）現在のリソグラフィ工程に関連付けられた前記パラメータの前記時間的なドリフトを分析することで前記リソグラフィ工程の安定性をモニタするステップであって、前記時間的なドリフトは、前記初期時間において入手されたウェーハ計測データと、後続時間において露光されたパターンから収集された後続のウェーハ計測データと、を比較することで決定される、ステップと、
（ｃ）前記リソグラフィ工程を実行するための前記リソグラフィ装置の１つ以上の設定を調整し、前記ベースラインリソグラフィ工程と前記現在のリソグラフィ工程との差分を低減することで前記決定された時間的なドリフトを低減し、それによって前記リソグラフィ工程を前記定義されたベースラインリソグラフィ工程内又は実質的にその近くに維持するステップと、
を含む、方法。
前記リソグラフィ工程のパラメータは、レジスト画像パラメータ、レジスト拡散、消光剤濃度、のうち１つ以上を含む、請求項１０に記載の方法。
リソグラフィ工程に使用されるリソグラフィ装置の性能の時間的なドリフトを低減することで前記リソグラフィ工程を制御する方法であって、
（ａ）前記リソグラフィ装置のベースライン性能を定義するステップであって、前記ベースライン性能のリソグラフィモデルは、初期時間において計測データの第１のセットを用いて入手され、前記リソグラフィモデルは、前記リソグラフィ装置の１つ以上の設定に関連する１つ以上のリソグラフィ工程の変動をシミュレートする、ステップと、
（ｂ）前記ベースライン性能に関連して前記リソグラフィ装置の現在の性能に関連付けられた前記時間的なドリフトを分析することで前記リソグラフィ装置の性能安定性をモニタするステップであって、前記時間的なドリフトは、前記初期時間において入手された前記計測データと、後続時間において収集された後続の計測データと、を比較することで決定される、ステップと、
（ｃ）前記リソグラフィモデルを用いて前記リソグラフィ装置の１つ以上の設定を調整し、前記ベースライン性能と前記現在の性能との差分を低減することで前記決定された時間的なドリフトを低減するステップと、
を含む、方法。
前記リソグラフィモデルは、前記リソグラフィ装置の１つ以上の設定の調整に応答する前記リソグラフィ工程の感度を決定するために用いられる、請求項１２に記載の方法。
前記リソグラフィモデルは、前記リソグラフィ工程を前記定義されたベースライン性能に又は実質的にその近くに維持するために、あるいは、前記リソグラフィ工程を事前定義されたプロセスウィンドウ内に維持するために、前記リソグラフィ装置の１つ以上の設定のいずれを調整するかを決定するために用いられる、請求項１２に記載の方法。
前記リソグラフィ装置の前記１つ以上の設定のサブセットは、当該サブセットがその中で変動を許される事前定義された範囲を有し、
前記リソグラフィモデルは、前記１つ以上の設定のサブセットを前記事前定義された範囲内に維持しながら前記リソグラフィ工程を前記定義されたベースライン性能に又は実質的にその近辺に維持するために、あるいは、前記１つ以上の設定のサブセットを前記事前定義された範囲内に維持しながら前記リソグラフィ工程を事前定義されたプロセスウィンドウ内に維持するために、前記リソグラフィ装置の前記１つ以上の設定を決定するために用いられる、請求項１２に記載の方法。
前記リソグラフィ装置の１つ以上の設定のサブセットが固定され、
前記リソグラフィモデルは、前記リソグラフィ工程を前記定義されたベースライン性能に又は実質的にその近辺に維持するために、あるいは、前記リソグラフィ工程を事前定義されたプロセスウィンドウ内に維持するために、前記リソグラフィ装置の残りの前記１つ以上の設定のいずれを調整するかを決定するために用いられる、請求項１２に記載の方法。