JP3913701B2 - デバイス製造法、その方法により製造されるデバイスおよびコンピュータ・プログラム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はデバイス製造法で、
−少なくとも部分的に放射線感受性材料の層で覆われた基板を提供するステップと、
−放射システムを使用して投影放射ビームを提供するステップと、
−投影ビームの断面にパターンを与えるパターン形成手段を使用するステップと、
−パターン形成した放射線ビームを放射線感受性材料の層の第１および第２標的部分に投影するステップとを含み、前記標的部分が縁に沿って隣接する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
「パターン形成手段」という用語は、本明細書では、入射放射線ビームに、基板の標的部分に生成すべきパターンに対応するパターンを形成した断面を与えるために使用することができる手段を指すものと広義に解釈されたい。「光弁」という用語も、この文脈で使用することができる。概して、前記パターンは、集積回路または他のデバイス（以下参照）など、標的部分に生成されるデバイスの特定の機能的層に対応する。このようなパターン形成手段の例は以下を含む。
−マスク。マスクの概念はリソグラフィでよく知られ、バイナリ、交互位相ずれ、および減衰位相ずれ、さらに様々な複合マスク・タイプを含む。このようなマスクを放射線ビームに配置すると、マスク上のパターンに従いマスクに衝突する放射線の選択的透過（透過性マスクの場合）または反射（反射性マスクの場合）が生じる。マスクの場合、支持構造は概ねマスク・テーブルであり、これによりマスクを入射放射ビームの所望の位置に保持でき、所望に応じてビームに対して移動できることが保証される。
−プログラマブル・ミラー・アレイ。このような装置の一例は、粘弾性制御層および反射性表面を有するマトリックス・アドレス指定可能表面である。このような装置の元となる原理は、（例えば）反射性表面のアドレス指定された区域は、回折光として入射光を反射し、アドレス指定されない区域は非回折光として入射光を反射することである。適切なフィルタを使用すると、前記非回折光を反射ビームから除去し、回折光のみを残すことができ、この方法で、ビームはマトリックス・アドレス指定可能表面のアドレス指定パターンに従ってパターン形成される。プログラマブル・ミラー・アレイの代替実施形態は、微小なミラーのマトリックス構成を使用し、各ミラーは、局所化した適切な電界を与えるか、圧電起動手段を使用することによって軸線の周囲で個々に傾斜させることができる。この場合もミラーはマトリックス・アドレス指定可能であり、したがってアドレス指定されたミラーは、アドレス指定されないミラーとは異なる方向に放射ビームを反射し、この方法により、反射ビームはマトリックス・アドレス指定可能ミラーのアドレス指定パターンに従ってパターン形成される。必要なマトリックス・アドレス指定は、適切な電子的手段を使用して実施することができる。上述した状況の双方で、パターン形成手段は、１つまたは複数のプログラマブル・ミラー・アレイを備えることができる。本明細書で言及するミラー・アレイに関する詳細な情報は、例えば米国特許第５，２９６，８９１号および米国特許第５，５２３，１９３号および国際ＰＣＴ特許出願第９８／３８５９７号および第９８／３３０９６号で収集することができ、これらは参照により本明細書に組み込まれる。プログラマブル・ミラー・アレイの場合、前記支持構造は、必要に応じて固定するか動作可能なフレームまたはテーブルなどとして実現してもよい。
−プログラマブルＬＣＤアレイ。このような構造の一例が米国特許第５，２２９，８７２号で与えられ、これは参照により本明細書に組み込まれる。上記と同様、この場合の支持構造は、必要に応じて固定するか動作可能なフレームまたはテーブルなどとして実現してもよい。
単純にするため、本明細書ではこれ以降、特定の箇所で、マスクおよびマスク・テーブルに関わる例を特に指向するが、このような場合に検討される一般原理は、以上で記述したようなパターン形成手段という、より広義の文脈で考慮されたい。
【０００３】
リソグラフィ投影装置は、例えば集積回路（ＩＣ）の製造に使用することができる。このような場合、パターン形成手段は、ＩＣの個々の層に対応する回路パターンを生成してよく、このパターンを、放射線感受性材料（レジスト）の層で被覆した基板（例えばＳｉ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＡｌＴｉＣまたはＳｉＧｅウェーハ）上の標的部分に撮像することができる。概して、１枚のウェーハが、１回に１つずつ投影システムを介して連続的に放射される隣接標的部分の全ネットワークを含む。マスク・テーブル上のマスクによるパターン形成を使用するこの装置では、２つの異なるタイプの機械を区別することができる。一方の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１回で標的部分に曝露させることにより、各標的部分に放射し、このような装置は通常、ウェーハ・ステッパと呼ばれる。一般に走査ステップ式装置と呼ばれる代替装置では、投影ビームの下で任意の基準方向（「走査」方向）でマスク・パターンを漸進的に走査しながら、この方向に平行または逆平行に基板テーブルを同期走査することにより、各標的部分に放射する。概して、投影システムは倍率Ｍ（概ね＜１）を有するので、基板テーブルを走査する速度Ｖは、係数Ｍにマスク・テーブルを走査する速度となる。本明細書で説明するようなリソグラフィ装置に関する詳細な情報は、例えば参照により本明細書に組み込まれる米国特許第６，０４６，７９２号で収集することができる。
【０００４】
リソグラフィ投影装置を使用する製造プロセスでは、少なくとも部分的に放射線感受性材料（レジスト）の層で覆われた基板に、（例えばマスクの）パターンを撮像する。この撮像ステップの前に、基板にはプライミング、レジスト被覆およびソフト・ベークなどの様々な手順を実施する。露光後、基板は、撮像した特徴の現像前ベーク（ＰＥＢ）、現像、ハード・ベークおよび測定／検査など、他の手順を実施することができる。この一連の手順は、例えばＩＣなど、デバイスの個々の層にパターン形成するためのベースとして使用する。このようなパターン形成した層は、次にエッチング、注入（ドーピング）、メタライゼーション、酸化、化学機械的研磨などの様々なプロセスを実施することができ、これらは全て、個々の層を仕上げるよう意図されている。数層が必要な場合は、手順全体またはその変形を新しい層ごとに反復しなければならない。最終的に、アレイ状のデバイスが基板（ウェーハ）上に存在する。次にこれらのデバイスを、ダイシングまたはソーイングなどの技術によって相互から分離し、ここで個々のデバイスをキャリア上に装着したり、ピンに接続したりすることができる。このようなプロセスに関するさらなる情報の詳細は、例えばPeter van Zant著の「Microchip Fabrication: A Practical Guide to Semiconductor Processing」第３版(McGraw Hill Publishing Co., 1997, ISBN 0-07-067250-4)を参照されたい。
【０００５】
単純にするため、投影システムをこれ以降「レンズ」と呼ぶが、この用語は、例えば屈折光学系、反射光学系および反射屈折光学系など、様々なタイプの投影システムを含むものと広義に解釈されたい。放射システムは、投影放射ビームを配向、成形、または制御するため、これらの設計タイプのいずれかにより動作するコンポーネントも含むことができ、このようなコンポーネントは、以下で集合的または単独で「レンズ」とも呼ぶことができる。さらに、リソグラフィ装置は、２つ以上の基板テーブル（および／または２つ以上のマスク・テーブル）を有するタイプでもよい。このような「複数ステージ」のデバイスでは、追加テーブルを平行して使用するか、１つまたは複数のテーブルで予備ステップを実施しながら、１つまたは複数のテーブルを露光に使用する。二重ステージ・リソグラフィ装置の詳細は、例えば米国特許第５，９６９，４４１号および国際特許第９８／４０７９１号に記載されている。
【０００６】
以前は、リソグラフィ技術によって製造された多くのデバイスは、１回露光または走査でリソグラフィ装置によりプリント可能な標的面積より小さいか、同じサイズであった。しかし、放射線センサ、液晶ディスプレイまたは基板を横断する正確な線に沿って製造されるデバイスなど、リソグラフィ装置の最大プリント可能標的面積より大きいデバイスを生成できることが、ますます望ましくなっている。このようなデバイスは拡張デバイスと呼ばれる。そのため、高精度で位置合わせしなければならない複数の隣接露光部を使用する必要がある。このプロセスは、通常、「ステッチング」と呼ばれる。リソグラフィ装置には、基板上の隣接露光部の位置合わせ不良（ステッチングまたは突き合わせエラー）につながるような幾つかのエラー源がある。これらのエラー源には、サーボ・システムのＸ、Ｙおよびθ解像度、ミラー・マップのステージ位置およびエラーを測定する干渉計システムの解像度から影響を受けるステージ位置の再現性、ステージのレベリング、ステージの動力学的性質、ウェーハおよびマスク・ホルダの平坦性、および投影レンズの歪みなどがある。これらのエラー源はそれぞれ、ステッチング・エラーの要件に確実に適合するため、最小にするか、補償する必要がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
デバイス製造法で隣接する露光部の位置合わせにおいて、上述したエラー源の少なくとも一部を最小にするか、解消することが、本発明の目的である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的およびその他の目的は、本発明により、
−少なくとも部分的に放射線感受性材料の層で覆われた基板を設けるステップと、
−放射線システムを使用して放射線の投影ビームを設けるステップと、
−投影ビームの断面にパターンを与えるため、パターン形成手段を使用するステップと、
−パターン形成した放射線のビームを放射線感受性材料の層の第１および第２標的部分に投影するステップとを含み、前記標的部分が縁に沿って隣接し、
前記投影ステップで、前記投影システムの全フィールドにおける投影フィールドのサイズおよび位置が、前記第１標的部分と第２標的部分に投影される像の前記縁に沿った位置エラー間の差が最小になるよう選択されることを特徴とするデバイス製造法で達成される。
【０００９】
これらの標的部分が隣接する位置で、第１標的部分と第２標的部分に投影する像の位置エラー間の差を最小にするよう、投影されるフィールドのサイズおよび位置を適切に選択することにより、ステッチング・エラーが最小になる。従来、投影されるフィールドのサイズおよび位置の選択は、スループットの考慮事項およびマスク・パターンの要件によって決定される。概して、投影されるフィールドは、デバイスが可能な限り少数の露光でプリントできるよう、可能な限り大きくする。しかし、投影される像の位置的歪みは、概ね投影されるフィールドの縁で最大となるので、最大サイズの投影フィールドを選択すると、ステッチング・エラーが大きくなる可能性が生じる。本発明は、投影するために小さくしたフィールドを適切に選択することにより、ステッチング・エラーの数を減少させる。使用するフィールドを小型化すると、プリントされたデバイスのスループットが減少するが、ステッチング・エラーを減少させることにより、正常に機能するデバイスの割合が上昇し、したがって正常に機能するデバイスの正味スループットを改善することができる。撮像のためにデバイスを分割した後の部分の数、サイズおよび方向は、撮像すべきパターンの内容、さらに投影されるフィールドの位置的歪みに従って選択することができる。全ての部分が同じサイズおよび形状である必要はない。
【００１０】
標的部分が重なる縁は、ステッチ境界と呼ぶことができ、この境界にある像はわずかに重なるか、重ならずに衝接することもある。
【００１１】
小型化した投影フィールドの選択は、使用すべき投影レンズにおいてデータを特徴づける位置的歪みに基づき、投影されたフィールドは、フィールドの対向する側にある位置エラー同士の違いが最小となるフィールドを求めることによって選択できることが好ましい。
【００１２】
ステッチング・エラーのさらなる減少は、露光の順番を最適化し、装置全体のレベリングを最適化することによって達成することができる。
【００１３】
本発明は、リソグラフィ投影装置を使用し、前記投影システムを使用して基板に設けた放射線感受性層の第１および第２標的部分に像を撮像するデバイス製造法で、投影システムの全フィールド内での投影フィールドの最適なサイズおよび位置を選択するためのコンピュータ・プログラムを提供し、前記第１および第２標的部分は縁に沿って隣接し、前記コンピュータ・プログラムはプログラム・コード手段を備え、これをコンピュータ・システムで実行すると、
前記投影ステップで使用した投影システムの最大フィールドにわたって、投影された像の位置変位を表すデータを参照することにより、前記最大フィールド内の複数の小型化したフィールドの対向する側における位置変位の差を決定するステップを実行し、前記複数の小型化したフィールドは、前記最大フィールド内で異なるサイズ、縦横比および／または位置を有し、さらに、
前記複数の小型化したフィールドから、位置変位間の差が最小であるフィールドを前記小型化フィールドとして選択するステップを実行するようコンピュータ・システムに命令する。
【００１４】
本明細書では、本発明による装置をＩＣの製造に使用することに特に言及しているが、このような装置は、他の多くの用途が可能であることを明示的に理解されたい。例えば、集積光学システム、磁気ドメイン・メモリの案内および検出パターン、液晶表示パネル、薄膜磁気ヘッドなどに使用してもよい。このような代替用途に関して、本明細書で「レチクル」、「ウェーハ」または「ダイ」という用語を使用する場合、それはそれぞれより一般的な「マスク」、「基板」および「標的部分」という用語に置換するものと考えるべきことが当業者には理解される。
【００１５】
本明細書では、「放射線」および「ビーム」という用語は、紫外線（例えば波長が４３１、４１０、３６５、２４８、１９３、１５７または１２６ｎｍ）およびＥＵＶ（極紫外線で、例えば５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）、さらにイオン・ビームや電子ビームなどの粒子ビームを含む全タイプの電磁放射線を含むよう使用される。
【００１６】
次に、本発明の実施形態について、添付概略図を参照しながら、例示によってのみ説明する。
【００１７】
図では、対応する参照記号は対応する部品を示す。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の特定の実施形態によるデバイス製造法に使用できるリソグラフィ投影装置を概略的に示す。装置は、
−この特定のケースでは放射線源ＬＡも含む、放射線の投影ビーム（ＰＢ）（ＤＵＶ放射線など）を供給する放射線システムＥｘ、ＩＬと、
−マスクＭＡ（レチクルなど）を保持するためにマスク・ホルダを設け、アイテムＰＬに対してマスクを正確に位置決めするための第１位置決め手段に接続された第１オブジェクト・テーブル（マスク・テーブル）ＭＴと、
−基板Ｗ（レジスト被覆したシリコン・ウェーハなど）を保持するために基板ホルダを設け、アイテムＰＬに対して基板を正確に位置決めするための第２位置決め手段に接続された第２オブジェクト・テーブル（基板テーブル）ＷＴと、
−マスクＭＡの照射部分を基板Ｗの標的部分Ｃ（例えば１つまたは複数のダイを備える）に撮像する投影システム（「レンズ」）ＰＬ（屈折レンズ・システムなど）とを備える。
本明細書で示すように、装置は透過性タイプ（例えば透過性マスクを有する）である。しかし、概して例えば屈折タイプ（例えば屈折性マスクを有する）でもよい。また、装置は、上述したようなタイプのプログラマブル・ミラー・アレイのような別種のパターン形成手段を使用してもよい。
【００１９】
ソースＬＡ（エキシマ・レーザなど）は放射線ビームを生成する。このビームを、直接、または例えばビーム拡張器Ｅｘなどの調整手段を横断した後、照明システム（照明装置）ＩＬに供給する。照明装置ＩＬは、ビームの強度分布の外径および／または内径範囲（一般にそれぞれ外部σおよび内部σと呼ぶ）を設定する調節手段ＡＭを備えてもよい。また、これは概して、集積器ＩＮおよびコンデンサＣＯなどの様々な他のコンポーネントを備える。この方法で、マスクＭＡに衝突するビームＰＢは、その断面に所望の均一性および強度分布を有する。
【００２０】
図１に関して、ソースＬＡは、（ソースＬＡが例えば水銀灯の場合によくあるように）リソグラフィ投影装置のハウジング内でよいが、リソグラフィ投影装置から隔離していてもよく、これが生成する放射線ビームを（例えば適切な配向ミラーの助けで）装置内に導いてもよく、後者の場合は、往々にして、ソースＬＡがエキシマ・レーザであることに留意されたい。本発明および請求の範囲は、これらのシナリオ両方を含む。
【００２１】
ビームＰＢはその後、マスク・テーブルＭＴ上に保持されたマスクＭＡと交差する。マスクＭＡを横断した後、ビームＰＢはレンズＰＬを通過し、これはビームＰＢを基板Ｗの標的部分Ｃに集束する。第２位置決め手段（および干渉計測定手段ＩＦ）の助けにより、基板テーブルＷＴを、例えばビームＰＢの路の異なる標的部分Ｃに位置決めするよう、正確に移動させることができる。同様に、第１位置決め手段を使用して、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、または走査中に、ビームＰＢの路に対してマスクＭＡを正確に位置決めすることができる。概して、オブジェクト・テーブルＭＴ、ＷＴの動作は、図１には明示的に図示されていない長ストローク・モジュール（コース位置決め）および短ストローク・モジュール（微細位置決め）の助けにより実現される。しかし、ウェーハ・ステッパの場合、（走査ステップ式装置とは異なり）マスク・テーブルＭＴを短ストローク・アクチュエータに接続するだけ、またはこれに固定すればよい。
【００２２】
図示の装置は、２つの異なるモードで使用することができる。
１．ステップ・モードでは、マスク・テーブルＭＴは基本的に静止状態に維持し、マスク像全体を１回で（つまり１つの「フラッシュ」で）標的部分Ｃに投影する。次に、ビームＰＢで異なる標的部分Ｃを照射できるよう、基板テーブルＷＴをｘおよび／またはｙ方向にシフトさせる。
２．走査モードでは、基本的に同じシナリオが当てはまるが、１つの「フラッシュ」で所与の目標部分Ｃを露光しない。代わりに、マスク・テーブルＭＴは速度ｖで所与の方向（いわゆる「走査方向」、例えばｙ方向）に動作可能であり、これにより投影ビームＰＢがマスク像を走査して、それと同時に基板テーブルＷＴが速度Ｖ＝Ｍｖで同方向または逆方向に同時に移動し、ここでＭはレンズＰＬの倍率（通常はＭ＝１／４または１／５）である。この方法で、解像度を妥協することなく、比較的大きい標的部分Ｃを露光することができる。
【００２３】
図２は、マスク・パターンを基板に投影する場合に投影レンズに発生する歪みを特徴づけるベクトル図の例である。図では、各矢印の方向および大きさが、矢印の尾に名目的に配置された像における点の位置エラーを示す。しかし、歪みのサイズは本図では非常に誇張されていることに留意されたい。本図で提示されるレンズ・サインは、投影システムＰＬごとに異なるが、周知の技術で測定し、記録することができる。投影レンズによって発生する歪みを測定するプロセスでは、測定レチクルの締め付けによって引き起こされる歪み、および測定レチクル自身の歪みも測定されることに留意されたい。測定レチクルの歪みは、本発明の方法に使用する前に、測定プロットから引くことができる。締め付けによる歪みも、少なくとも締め付けによる生産レチクルの歪みとは異なる程度まで、引くとよい。
【００２４】
図３は、同じレンズ・サインのより高次のプロットである。これはベクトル・データから計算され、投影される像において理想線が歪む様子を示す。高次適合データから、使用可能な全フィールド内の最適フィールドを決定することが可能であり、したがって最適フィールドの対向する境界上にある点間の位置エラーの差が最小になる。この決定では、投影される像の２次、および任意選択でより高次の歪みを考慮に入れる。露光する毎に最適フィールドを使用して隣接フィールドをプリントすると、ステッチング・エラーが、それに応じて最小になる。図３は、レンズ・サイン例のこのような最適フィールドＯＦの例を示す。
【００２５】
最適フィールドＯＦは、異なるフィールド・サイズおよび位置について、左右および／または上下の歪みベクトルを計算し、比較することによって決定することができる。これで、最適フィールドのサイズおよび位置を容易に選択することができる。しかし、最適化には、ステッチング・エラーを最少にする以上に、追加の制約があることに留意されたい。というのは、多くの場合、最小ステッチング・エラーはゼロのフィールド・サイズで達成されるからである。したがって、最適化は、最小ステッチング・エラーとなる所与の最小サイズおよび／または最小ステッチング・エラーを与える縦横比のフィールドを探求することに制約される。プリントすべきパターンが、ある部分で別の部分よりステッチング精度の重要性が異なるような場合、最適なフィールドのサイズおよび位置を選択する前に、異なる境界の部分におけるステッチング・エラーの重要性に従い、位置エラー間の差に重み付けしてもよい。
【００２６】
また、１つのデバイスを構成するために使用する幾つかの像が、異なるフィールド・サイズを有してもよいことに留意されたい。図６は、２つの異なるサイズおよび２つの異なる方向の像Ｃ１からＣ６で構成されたデバイスＤを示す。デバイス全体のパターンの詳細および投影レンズの歪みに従い、異なる露光について像フィールドのサイズおよび方向を選択する。
【００２７】
最適フィールドのサイズおよび位置を計算した後、フィールドの対向する側の位置エラーに差が残っていることがある。多くの場合、差は平均でゼロではない、つまりフィールドに投影された層の一方側が１つの方向にシフトしている。したがって、１つの露光を補償するのに適切な量だけシフトさせることにより、縁に沿った一致の改善を獲得することができる。これは図４に図示され、これは２つの隣接する標的部分Ｃ１、Ｃ２の２次プロットを示す。結合部に沿った一致は、標的部分Ｃ２を矢印ＳＯで示した方向に相対的にシフトさせることによって改善されることが分かる。
【００２８】
ステッチングのオフセットを適用すると、像フィールドの対向する側の位置エラーの差が、縁全体またはその大部分で同じ方向である場合に、最大の利点を提供することが理解される。縁の異なる部分における位置エラーの差が異なる方向である場合、ステッチングのオフセットによる改善は少ないか、全くない。したがって、最適フィールドのサイズおよび位置を選択する際に、ステッチングのオフセットにより達成可能な改善も考慮に入れるとよい。
【００２９】
ステッチング・エラーをさらに最小にするため、一連の試験露光または他の測定を実施して、ウェーハ・テーブル・サーバ・システムのＸおよびＹステッピング・エラーを特徴づけるデータを獲得することにより、基板テーブルの位置決めの再現性を特徴づけることができる。テーブル位置決めのエラーは、概して、ランダムおよび体系的な要素を含む。試験を反復して、最適露光シーケンスの決定に考慮するべき体系的エラーを識別する。このようなエラーは、ウェーハ・テーブルの位置決めおよび制御システム、さらに干渉計変位測定システムＩＦから導くことができる。試験露光は、可能なエラー発生源全てを考慮するよう配置することが好ましい。試験露光を使用して、所与の装置のレンズ・サインに匹敵するテーブル位置決めの指紋を得ることができる。次に、この指紋を使用して、下式のようなステッピング補正マトリックスｆiを得ることができる。
ｆi＝（Δｘ，Δｙ，Δφ，Δψ、Δτ）
ここでΔｘ、Δｙは位置エラーを、Δφは回転エラーを、Δψはレベリング補正を、Δτはステップ・パターン固有の補正を示す。
【００３０】
ＸおよびＹステッピング・エラー特徴づけデータが与えられたら、最適化のルーチンで、ステージ位置決めエラーによって生じるステッチング・エラーを最少にしながらデバイスを構築するために必要な露光の適切な実施順序を、容易に決定することができる。今日まで、露光順序は、スループットについてのみ最適化されてきた。
【００３１】
図５は、デバイスＤ１からＤ４をプリントすべき基板Ｗを示す。各デバイスは標的エリアＣ１からＣ４で構成される。異なる標的エリアをプリントするために辿るべき可能な路Ｐ１からＰ４も示す。基板上に異なるデバイスをプリントするための最適な順序は、ＸおよびＹステッピング・エラーが基板のエリアによって異なる場合は、異なることが理解される。本発明によると、拡張デバイスを完成するために必要な露光は全て、次のデバイスを開始する前に実施し、拡張デバイスを完成するために移動する総距離が最小となるよう、ステップ・パターンを配置することが好ましい。
【００３２】
露光を実施する場合は、標的部分が投影レンズＰＬの焦点面に最適に位置決めされるよう、基板を位置決めすることは従来行われている。このプロセスはレベリングとして知られ、実行中に、つまり露光中に、基板の表面の位置をリアルタイムで測定するレベル・センサを使用して実施することができる。あるいは、事前にウェーハの表面輪郭を測定し、走査中に基板の最適高さ（Ｚ）位置および傾斜（Ｒｘ，Ｒｙ）を計算してもよい。レベリング・プロセスは、投影システムＰＬの焦点面に位置決めしうる、基板輪郭の平均を表す最適面を決定することと見なすことができる。従来、このような面は露光毎に別個に決定されていた。本発明によると、最適面は、拡張デバイス全体について決定する。
【００３３】
本発明の最適化手順は全て、事前に求めたリソグラフィ装置、および適宜、撮像すべきパターンのデータおよび露光される基板の特徴に基づき、一連の露光中に、または事前にリアルタイムで実施することができる。最適化手順は、リソグラフィ装置の制御システムの一部を形成するコンピュータ・システム、または別個のコンピュータ・システムによって実行することができる。
【００３４】
さらに、上述した様々な最適化は、所望に応じて個々に、または様々な組合せで使用してよいことが理解される。
【００３５】
本発明の特定の実施形態について以上で説明してきたが、本発明は記述以外の方法で実践できることが理解される。説明は、本発明を制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態による方法で使用するリソグラフィ投影装置を示す。
【図２】リソグラフィ投影装置の投影システムのレンズ・サインのベクトル・プロット例である。
【図３】本発明による方法に使用する最適フィールドを示す、より高次のレンズ・サインの例である。
【図４】本発明による方法に適用するステッチング・オフセットを示す図である。
【図５】本発明による方法で使用可能なステップ・パターンを示す図である。
【図６】デバイスの撮像に、異なるサイズおよび方向の幾つかの異なるフィールドを使用することを示す図である。
【符号の説明】
ＡＭ 調節手段
Ｃ 標的部分
ＣＯ コンデンサ
Ｄ デバイス
Ｅｘ ビーム拡張器
ＩＦ 干渉計変位測定システム
ＩＬ 照明装置
ＩＮ 集積器
ＬＡ 放射線源
ＭＡ マスク
ＭＴ マスク・テーブル
ＯＦ 最適フィールド
Ｐ 路
ＰＢ 投影ビーム
ＰＬ 投影システム
Ｗ 基板
ＷＴ 基板テーブル
【発明の属する技術分野】
本発明はデバイス製造法で、
−少なくとも部分的に放射線感受性材料の層で覆われた基板を提供するステップと、
−放射システムを使用して投影放射ビームを提供するステップと、
−投影ビームの断面にパターンを与えるパターン形成手段を使用するステップと、
−パターン形成した放射線ビームを放射線感受性材料の層の第１および第２標的部分に投影するステップとを含み、前記標的部分が縁に沿って隣接する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
「パターン形成手段」という用語は、本明細書では、入射放射線ビームに、基板の標的部分に生成すべきパターンに対応するパターンを形成した断面を与えるために使用することができる手段を指すものと広義に解釈されたい。「光弁」という用語も、この文脈で使用することができる。概して、前記パターンは、集積回路または他のデバイス（以下参照）など、標的部分に生成されるデバイスの特定の機能的層に対応する。このようなパターン形成手段の例は以下を含む。
−マスク。マスクの概念はリソグラフィでよく知られ、バイナリ、交互位相ずれ、および減衰位相ずれ、さらに様々な複合マスク・タイプを含む。このようなマスクを放射線ビームに配置すると、マスク上のパターンに従いマスクに衝突する放射線の選択的透過（透過性マスクの場合）または反射（反射性マスクの場合）が生じる。マスクの場合、支持構造は概ねマスク・テーブルであり、これによりマスクを入射放射ビームの所望の位置に保持でき、所望に応じてビームに対して移動できることが保証される。
−プログラマブル・ミラー・アレイ。このような装置の一例は、粘弾性制御層および反射性表面を有するマトリックス・アドレス指定可能表面である。このような装置の元となる原理は、（例えば）反射性表面のアドレス指定された区域は、回折光として入射光を反射し、アドレス指定されない区域は非回折光として入射光を反射することである。適切なフィルタを使用すると、前記非回折光を反射ビームから除去し、回折光のみを残すことができ、この方法で、ビームはマトリックス・アドレス指定可能表面のアドレス指定パターンに従ってパターン形成される。プログラマブル・ミラー・アレイの代替実施形態は、微小なミラーのマトリックス構成を使用し、各ミラーは、局所化した適切な電界を与えるか、圧電起動手段を使用することによって軸線の周囲で個々に傾斜させることができる。この場合もミラーはマトリックス・アドレス指定可能であり、したがってアドレス指定されたミラーは、アドレス指定されないミラーとは異なる方向に放射ビームを反射し、この方法により、反射ビームはマトリックス・アドレス指定可能ミラーのアドレス指定パターンに従ってパターン形成される。必要なマトリックス・アドレス指定は、適切な電子的手段を使用して実施することができる。上述した状況の双方で、パターン形成手段は、１つまたは複数のプログラマブル・ミラー・アレイを備えることができる。本明細書で言及するミラー・アレイに関する詳細な情報は、例えば米国特許第５，２９６，８９１号および米国特許第５，５２３，１９３号および国際ＰＣＴ特許出願第９８／３８５９７号および第９８／３３０９６号で収集することができ、これらは参照により本明細書に組み込まれる。プログラマブル・ミラー・アレイの場合、前記支持構造は、必要に応じて固定するか動作可能なフレームまたはテーブルなどとして実現してもよい。
−プログラマブルＬＣＤアレイ。このような構造の一例が米国特許第５，２２９，８７２号で与えられ、これは参照により本明細書に組み込まれる。上記と同様、この場合の支持構造は、必要に応じて固定するか動作可能なフレームまたはテーブルなどとして実現してもよい。
単純にするため、本明細書ではこれ以降、特定の箇所で、マスクおよびマスク・テーブルに関わる例を特に指向するが、このような場合に検討される一般原理は、以上で記述したようなパターン形成手段という、より広義の文脈で考慮されたい。
【０００３】
リソグラフィ投影装置は、例えば集積回路（ＩＣ）の製造に使用することができる。このような場合、パターン形成手段は、ＩＣの個々の層に対応する回路パターンを生成してよく、このパターンを、放射線感受性材料（レジスト）の層で被覆した基板（例えばＳｉ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＡｌＴｉＣまたはＳｉＧｅウェーハ）上の標的部分に撮像することができる。概して、１枚のウェーハが、１回に１つずつ投影システムを介して連続的に放射される隣接標的部分の全ネットワークを含む。マスク・テーブル上のマスクによるパターン形成を使用するこの装置では、２つの異なるタイプの機械を区別することができる。一方の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１回で標的部分に曝露させることにより、各標的部分に放射し、このような装置は通常、ウェーハ・ステッパと呼ばれる。一般に走査ステップ式装置と呼ばれる代替装置では、投影ビームの下で任意の基準方向（「走査」方向）でマスク・パターンを漸進的に走査しながら、この方向に平行または逆平行に基板テーブルを同期走査することにより、各標的部分に放射する。概して、投影システムは倍率Ｍ（概ね＜１）を有するので、基板テーブルを走査する速度Ｖは、係数Ｍにマスク・テーブルを走査する速度となる。本明細書で説明するようなリソグラフィ装置に関する詳細な情報は、例えば参照により本明細書に組み込まれる米国特許第６，０４６，７９２号で収集することができる。
【０００４】
リソグラフィ投影装置を使用する製造プロセスでは、少なくとも部分的に放射線感受性材料（レジスト）の層で覆われた基板に、（例えばマスクの）パターンを撮像する。この撮像ステップの前に、基板にはプライミング、レジスト被覆およびソフト・ベークなどの様々な手順を実施する。露光後、基板は、撮像した特徴の現像前ベーク（ＰＥＢ）、現像、ハード・ベークおよび測定／検査など、他の手順を実施することができる。この一連の手順は、例えばＩＣなど、デバイスの個々の層にパターン形成するためのベースとして使用する。このようなパターン形成した層は、次にエッチング、注入（ドーピング）、メタライゼーション、酸化、化学機械的研磨などの様々なプロセスを実施することができ、これらは全て、個々の層を仕上げるよう意図されている。数層が必要な場合は、手順全体またはその変形を新しい層ごとに反復しなければならない。最終的に、アレイ状のデバイスが基板（ウェーハ）上に存在する。次にこれらのデバイスを、ダイシングまたはソーイングなどの技術によって相互から分離し、ここで個々のデバイスをキャリア上に装着したり、ピンに接続したりすることができる。このようなプロセスに関するさらなる情報の詳細は、例えばPeter van Zant著の「Microchip Fabrication: A Practical Guide to Semiconductor Processing」第３版(McGraw Hill Publishing Co., 1997, ISBN 0-07-067250-4)を参照されたい。
【０００５】
単純にするため、投影システムをこれ以降「レンズ」と呼ぶが、この用語は、例えば屈折光学系、反射光学系および反射屈折光学系など、様々なタイプの投影システムを含むものと広義に解釈されたい。放射システムは、投影放射ビームを配向、成形、または制御するため、これらの設計タイプのいずれかにより動作するコンポーネントも含むことができ、このようなコンポーネントは、以下で集合的または単独で「レンズ」とも呼ぶことができる。さらに、リソグラフィ装置は、２つ以上の基板テーブル（および／または２つ以上のマスク・テーブル）を有するタイプでもよい。このような「複数ステージ」のデバイスでは、追加テーブルを平行して使用するか、１つまたは複数のテーブルで予備ステップを実施しながら、１つまたは複数のテーブルを露光に使用する。二重ステージ・リソグラフィ装置の詳細は、例えば米国特許第５，９６９，４４１号および国際特許第９８／４０７９１号に記載されている。
【０００６】
以前は、リソグラフィ技術によって製造された多くのデバイスは、１回露光または走査でリソグラフィ装置によりプリント可能な標的面積より小さいか、同じサイズであった。しかし、放射線センサ、液晶ディスプレイまたは基板を横断する正確な線に沿って製造されるデバイスなど、リソグラフィ装置の最大プリント可能標的面積より大きいデバイスを生成できることが、ますます望ましくなっている。このようなデバイスは拡張デバイスと呼ばれる。そのため、高精度で位置合わせしなければならない複数の隣接露光部を使用する必要がある。このプロセスは、通常、「ステッチング」と呼ばれる。リソグラフィ装置には、基板上の隣接露光部の位置合わせ不良（ステッチングまたは突き合わせエラー）につながるような幾つかのエラー源がある。これらのエラー源には、サーボ・システムのＸ、Ｙおよびθ解像度、ミラー・マップのステージ位置およびエラーを測定する干渉計システムの解像度から影響を受けるステージ位置の再現性、ステージのレベリング、ステージの動力学的性質、ウェーハおよびマスク・ホルダの平坦性、および投影レンズの歪みなどがある。これらのエラー源はそれぞれ、ステッチング・エラーの要件に確実に適合するため、最小にするか、補償する必要がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
デバイス製造法で隣接する露光部の位置合わせにおいて、上述したエラー源の少なくとも一部を最小にするか、解消することが、本発明の目的である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的およびその他の目的は、本発明により、
−少なくとも部分的に放射線感受性材料の層で覆われた基板を設けるステップと、
−放射線システムを使用して放射線の投影ビームを設けるステップと、
−投影ビームの断面にパターンを与えるため、パターン形成手段を使用するステップと、
−パターン形成した放射線のビームを放射線感受性材料の層の第１および第２標的部分に投影するステップとを含み、前記標的部分が縁に沿って隣接し、
前記投影ステップで、前記投影システムの全フィールドにおける投影フィールドのサイズおよび位置が、前記第１標的部分と第２標的部分に投影される像の前記縁に沿った位置エラー間の差が最小になるよう選択されることを特徴とするデバイス製造法で達成される。
【０００９】
これらの標的部分が隣接する位置で、第１標的部分と第２標的部分に投影する像の位置エラー間の差を最小にするよう、投影されるフィールドのサイズおよび位置を適切に選択することにより、ステッチング・エラーが最小になる。従来、投影されるフィールドのサイズおよび位置の選択は、スループットの考慮事項およびマスク・パターンの要件によって決定される。概して、投影されるフィールドは、デバイスが可能な限り少数の露光でプリントできるよう、可能な限り大きくする。しかし、投影される像の位置的歪みは、概ね投影されるフィールドの縁で最大となるので、最大サイズの投影フィールドを選択すると、ステッチング・エラーが大きくなる可能性が生じる。本発明は、投影するために小さくしたフィールドを適切に選択することにより、ステッチング・エラーの数を減少させる。使用するフィールドを小型化すると、プリントされたデバイスのスループットが減少するが、ステッチング・エラーを減少させることにより、正常に機能するデバイスの割合が上昇し、したがって正常に機能するデバイスの正味スループットを改善することができる。撮像のためにデバイスを分割した後の部分の数、サイズおよび方向は、撮像すべきパターンの内容、さらに投影されるフィールドの位置的歪みに従って選択することができる。全ての部分が同じサイズおよび形状である必要はない。
【００１０】
標的部分が重なる縁は、ステッチ境界と呼ぶことができ、この境界にある像はわずかに重なるか、重ならずに衝接することもある。
【００１１】
小型化した投影フィールドの選択は、使用すべき投影レンズにおいてデータを特徴づける位置的歪みに基づき、投影されたフィールドは、フィールドの対向する側にある位置エラー同士の違いが最小となるフィールドを求めることによって選択できることが好ましい。
【００１２】
ステッチング・エラーのさらなる減少は、露光の順番を最適化し、装置全体のレベリングを最適化することによって達成することができる。
【００１３】
本発明は、リソグラフィ投影装置を使用し、前記投影システムを使用して基板に設けた放射線感受性層の第１および第２標的部分に像を撮像するデバイス製造法で、投影システムの全フィールド内での投影フィールドの最適なサイズおよび位置を選択するためのコンピュータ・プログラムを提供し、前記第１および第２標的部分は縁に沿って隣接し、前記コンピュータ・プログラムはプログラム・コード手段を備え、これをコンピュータ・システムで実行すると、
前記投影ステップで使用した投影システムの最大フィールドにわたって、投影された像の位置変位を表すデータを参照することにより、前記最大フィールド内の複数の小型化したフィールドの対向する側における位置変位の差を決定するステップを実行し、前記複数の小型化したフィールドは、前記最大フィールド内で異なるサイズ、縦横比および／または位置を有し、さらに、
前記複数の小型化したフィールドから、位置変位間の差が最小であるフィールドを前記小型化フィールドとして選択するステップを実行するようコンピュータ・システムに命令する。
【００１４】
本明細書では、本発明による装置をＩＣの製造に使用することに特に言及しているが、このような装置は、他の多くの用途が可能であることを明示的に理解されたい。例えば、集積光学システム、磁気ドメイン・メモリの案内および検出パターン、液晶表示パネル、薄膜磁気ヘッドなどに使用してもよい。このような代替用途に関して、本明細書で「レチクル」、「ウェーハ」または「ダイ」という用語を使用する場合、それはそれぞれより一般的な「マスク」、「基板」および「標的部分」という用語に置換するものと考えるべきことが当業者には理解される。
【００１５】
本明細書では、「放射線」および「ビーム」という用語は、紫外線（例えば波長が４３１、４１０、３６５、２４８、１９３、１５７または１２６ｎｍ）およびＥＵＶ（極紫外線で、例えば５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）、さらにイオン・ビームや電子ビームなどの粒子ビームを含む全タイプの電磁放射線を含むよう使用される。
【００１６】
次に、本発明の実施形態について、添付概略図を参照しながら、例示によってのみ説明する。
【００１７】
図では、対応する参照記号は対応する部品を示す。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の特定の実施形態によるデバイス製造法に使用できるリソグラフィ投影装置を概略的に示す。装置は、
−この特定のケースでは放射線源ＬＡも含む、放射線の投影ビーム（ＰＢ）（ＤＵＶ放射線など）を供給する放射線システムＥｘ、ＩＬと、
−マスクＭＡ（レチクルなど）を保持するためにマスク・ホルダを設け、アイテムＰＬに対してマスクを正確に位置決めするための第１位置決め手段に接続された第１オブジェクト・テーブル（マスク・テーブル）ＭＴと、
−基板Ｗ（レジスト被覆したシリコン・ウェーハなど）を保持するために基板ホルダを設け、アイテムＰＬに対して基板を正確に位置決めするための第２位置決め手段に接続された第２オブジェクト・テーブル（基板テーブル）ＷＴと、
−マスクＭＡの照射部分を基板Ｗの標的部分Ｃ（例えば１つまたは複数のダイを備える）に撮像する投影システム（「レンズ」）ＰＬ（屈折レンズ・システムなど）とを備える。
本明細書で示すように、装置は透過性タイプ（例えば透過性マスクを有する）である。しかし、概して例えば屈折タイプ（例えば屈折性マスクを有する）でもよい。また、装置は、上述したようなタイプのプログラマブル・ミラー・アレイのような別種のパターン形成手段を使用してもよい。
【００１９】
ソースＬＡ（エキシマ・レーザなど）は放射線ビームを生成する。このビームを、直接、または例えばビーム拡張器Ｅｘなどの調整手段を横断した後、照明システム（照明装置）ＩＬに供給する。照明装置ＩＬは、ビームの強度分布の外径および／または内径範囲（一般にそれぞれ外部σおよび内部σと呼ぶ）を設定する調節手段ＡＭを備えてもよい。また、これは概して、集積器ＩＮおよびコンデンサＣＯなどの様々な他のコンポーネントを備える。この方法で、マスクＭＡに衝突するビームＰＢは、その断面に所望の均一性および強度分布を有する。
【００２０】
図１に関して、ソースＬＡは、（ソースＬＡが例えば水銀灯の場合によくあるように）リソグラフィ投影装置のハウジング内でよいが、リソグラフィ投影装置から隔離していてもよく、これが生成する放射線ビームを（例えば適切な配向ミラーの助けで）装置内に導いてもよく、後者の場合は、往々にして、ソースＬＡがエキシマ・レーザであることに留意されたい。本発明および請求の範囲は、これらのシナリオ両方を含む。
【００２１】
ビームＰＢはその後、マスク・テーブルＭＴ上に保持されたマスクＭＡと交差する。マスクＭＡを横断した後、ビームＰＢはレンズＰＬを通過し、これはビームＰＢを基板Ｗの標的部分Ｃに集束する。第２位置決め手段（および干渉計測定手段ＩＦ）の助けにより、基板テーブルＷＴを、例えばビームＰＢの路の異なる標的部分Ｃに位置決めするよう、正確に移動させることができる。同様に、第１位置決め手段を使用して、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、または走査中に、ビームＰＢの路に対してマスクＭＡを正確に位置決めすることができる。概して、オブジェクト・テーブルＭＴ、ＷＴの動作は、図１には明示的に図示されていない長ストローク・モジュール（コース位置決め）および短ストローク・モジュール（微細位置決め）の助けにより実現される。しかし、ウェーハ・ステッパの場合、（走査ステップ式装置とは異なり）マスク・テーブルＭＴを短ストローク・アクチュエータに接続するだけ、またはこれに固定すればよい。
【００２２】
図示の装置は、２つの異なるモードで使用することができる。
１．ステップ・モードでは、マスク・テーブルＭＴは基本的に静止状態に維持し、マスク像全体を１回で（つまり１つの「フラッシュ」で）標的部分Ｃに投影する。次に、ビームＰＢで異なる標的部分Ｃを照射できるよう、基板テーブルＷＴをｘおよび／またはｙ方向にシフトさせる。
２．走査モードでは、基本的に同じシナリオが当てはまるが、１つの「フラッシュ」で所与の目標部分Ｃを露光しない。代わりに、マスク・テーブルＭＴは速度ｖで所与の方向（いわゆる「走査方向」、例えばｙ方向）に動作可能であり、これにより投影ビームＰＢがマスク像を走査して、それと同時に基板テーブルＷＴが速度Ｖ＝Ｍｖで同方向または逆方向に同時に移動し、ここでＭはレンズＰＬの倍率（通常はＭ＝１／４または１／５）である。この方法で、解像度を妥協することなく、比較的大きい標的部分Ｃを露光することができる。
【００２３】
図２は、マスク・パターンを基板に投影する場合に投影レンズに発生する歪みを特徴づけるベクトル図の例である。図では、各矢印の方向および大きさが、矢印の尾に名目的に配置された像における点の位置エラーを示す。しかし、歪みのサイズは本図では非常に誇張されていることに留意されたい。本図で提示されるレンズ・サインは、投影システムＰＬごとに異なるが、周知の技術で測定し、記録することができる。投影レンズによって発生する歪みを測定するプロセスでは、測定レチクルの締め付けによって引き起こされる歪み、および測定レチクル自身の歪みも測定されることに留意されたい。測定レチクルの歪みは、本発明の方法に使用する前に、測定プロットから引くことができる。締め付けによる歪みも、少なくとも締め付けによる生産レチクルの歪みとは異なる程度まで、引くとよい。
【００２４】
図３は、同じレンズ・サインのより高次のプロットである。これはベクトル・データから計算され、投影される像において理想線が歪む様子を示す。高次適合データから、使用可能な全フィールド内の最適フィールドを決定することが可能であり、したがって最適フィールドの対向する境界上にある点間の位置エラーの差が最小になる。この決定では、投影される像の２次、および任意選択でより高次の歪みを考慮に入れる。露光する毎に最適フィールドを使用して隣接フィールドをプリントすると、ステッチング・エラーが、それに応じて最小になる。図３は、レンズ・サイン例のこのような最適フィールドＯＦの例を示す。
【００２５】
最適フィールドＯＦは、異なるフィールド・サイズおよび位置について、左右および／または上下の歪みベクトルを計算し、比較することによって決定することができる。これで、最適フィールドのサイズおよび位置を容易に選択することができる。しかし、最適化には、ステッチング・エラーを最少にする以上に、追加の制約があることに留意されたい。というのは、多くの場合、最小ステッチング・エラーはゼロのフィールド・サイズで達成されるからである。したがって、最適化は、最小ステッチング・エラーとなる所与の最小サイズおよび／または最小ステッチング・エラーを与える縦横比のフィールドを探求することに制約される。プリントすべきパターンが、ある部分で別の部分よりステッチング精度の重要性が異なるような場合、最適なフィールドのサイズおよび位置を選択する前に、異なる境界の部分におけるステッチング・エラーの重要性に従い、位置エラー間の差に重み付けしてもよい。
【００２６】
また、１つのデバイスを構成するために使用する幾つかの像が、異なるフィールド・サイズを有してもよいことに留意されたい。図６は、２つの異なるサイズおよび２つの異なる方向の像Ｃ１からＣ６で構成されたデバイスＤを示す。デバイス全体のパターンの詳細および投影レンズの歪みに従い、異なる露光について像フィールドのサイズおよび方向を選択する。
【００２７】
最適フィールドのサイズおよび位置を計算した後、フィールドの対向する側の位置エラーに差が残っていることがある。多くの場合、差は平均でゼロではない、つまりフィールドに投影された層の一方側が１つの方向にシフトしている。したがって、１つの露光を補償するのに適切な量だけシフトさせることにより、縁に沿った一致の改善を獲得することができる。これは図４に図示され、これは２つの隣接する標的部分Ｃ１、Ｃ２の２次プロットを示す。結合部に沿った一致は、標的部分Ｃ２を矢印ＳＯで示した方向に相対的にシフトさせることによって改善されることが分かる。
【００２８】
ステッチングのオフセットを適用すると、像フィールドの対向する側の位置エラーの差が、縁全体またはその大部分で同じ方向である場合に、最大の利点を提供することが理解される。縁の異なる部分における位置エラーの差が異なる方向である場合、ステッチングのオフセットによる改善は少ないか、全くない。したがって、最適フィールドのサイズおよび位置を選択する際に、ステッチングのオフセットにより達成可能な改善も考慮に入れるとよい。
【００２９】
ステッチング・エラーをさらに最小にするため、一連の試験露光または他の測定を実施して、ウェーハ・テーブル・サーバ・システムのＸおよびＹステッピング・エラーを特徴づけるデータを獲得することにより、基板テーブルの位置決めの再現性を特徴づけることができる。テーブル位置決めのエラーは、概して、ランダムおよび体系的な要素を含む。試験を反復して、最適露光シーケンスの決定に考慮するべき体系的エラーを識別する。このようなエラーは、ウェーハ・テーブルの位置決めおよび制御システム、さらに干渉計変位測定システムＩＦから導くことができる。試験露光は、可能なエラー発生源全てを考慮するよう配置することが好ましい。試験露光を使用して、所与の装置のレンズ・サインに匹敵するテーブル位置決めの指紋を得ることができる。次に、この指紋を使用して、下式のようなステッピング補正マトリックスｆiを得ることができる。
ｆi＝（Δｘ，Δｙ，Δφ，Δψ、Δτ）
ここでΔｘ、Δｙは位置エラーを、Δφは回転エラーを、Δψはレベリング補正を、Δτはステップ・パターン固有の補正を示す。
【００３０】
ＸおよびＹステッピング・エラー特徴づけデータが与えられたら、最適化のルーチンで、ステージ位置決めエラーによって生じるステッチング・エラーを最少にしながらデバイスを構築するために必要な露光の適切な実施順序を、容易に決定することができる。今日まで、露光順序は、スループットについてのみ最適化されてきた。
【００３１】
図５は、デバイスＤ１からＤ４をプリントすべき基板Ｗを示す。各デバイスは標的エリアＣ１からＣ４で構成される。異なる標的エリアをプリントするために辿るべき可能な路Ｐ１からＰ４も示す。基板上に異なるデバイスをプリントするための最適な順序は、ＸおよびＹステッピング・エラーが基板のエリアによって異なる場合は、異なることが理解される。本発明によると、拡張デバイスを完成するために必要な露光は全て、次のデバイスを開始する前に実施し、拡張デバイスを完成するために移動する総距離が最小となるよう、ステップ・パターンを配置することが好ましい。
【００３２】
露光を実施する場合は、標的部分が投影レンズＰＬの焦点面に最適に位置決めされるよう、基板を位置決めすることは従来行われている。このプロセスはレベリングとして知られ、実行中に、つまり露光中に、基板の表面の位置をリアルタイムで測定するレベル・センサを使用して実施することができる。あるいは、事前にウェーハの表面輪郭を測定し、走査中に基板の最適高さ（Ｚ）位置および傾斜（Ｒｘ，Ｒｙ）を計算してもよい。レベリング・プロセスは、投影システムＰＬの焦点面に位置決めしうる、基板輪郭の平均を表す最適面を決定することと見なすことができる。従来、このような面は露光毎に別個に決定されていた。本発明によると、最適面は、拡張デバイス全体について決定する。
【００３３】
本発明の最適化手順は全て、事前に求めたリソグラフィ装置、および適宜、撮像すべきパターンのデータおよび露光される基板の特徴に基づき、一連の露光中に、または事前にリアルタイムで実施することができる。最適化手順は、リソグラフィ装置の制御システムの一部を形成するコンピュータ・システム、または別個のコンピュータ・システムによって実行することができる。
【００３４】
さらに、上述した様々な最適化は、所望に応じて個々に、または様々な組合せで使用してよいことが理解される。
【００３５】
本発明の特定の実施形態について以上で説明してきたが、本発明は記述以外の方法で実践できることが理解される。説明は、本発明を制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態による方法で使用するリソグラフィ投影装置を示す。
【図２】リソグラフィ投影装置の投影システムのレンズ・サインのベクトル・プロット例である。
【図３】本発明による方法に使用する最適フィールドを示す、より高次のレンズ・サインの例である。
【図４】本発明による方法に適用するステッチング・オフセットを示す図である。
【図５】本発明による方法で使用可能なステップ・パターンを示す図である。
【図６】デバイスの撮像に、異なるサイズおよび方向の幾つかの異なるフィールドを使用することを示す図である。
【符号の説明】
ＡＭ 調節手段
Ｃ 標的部分
ＣＯ コンデンサ
Ｄ デバイス
Ｅｘ ビーム拡張器
ＩＦ 干渉計変位測定システム
ＩＬ 照明装置
ＩＮ 集積器
ＬＡ 放射線源
ＭＡ マスク
ＭＴ マスク・テーブル
ＯＦ 最適フィールド
Ｐ 路
ＰＢ 投影ビーム
ＰＬ 投影システム
Ｗ 基板
ＷＴ 基板テーブル
Claims (8)
- デバイス製造法で、
−少なくとも部分的に放射線感受性材料の層で覆われた基板を設けるステップと、
−放射線システムを使用して放射線の投影ビームを設けるステップと、
−投影ビームの断面にパターンを与えるため、パターン形成手段を使用するステップと、
−パターン形成した放射線のビームを放射線感受性材料の層の第１および第２標的部分に投影するステップとを含み、前記標的部分が縁に沿って隣接し、
前記投影ステップで、前記投影システムの全フィールドにおける投影フィールドのサイズおよび位置が、前記第１標的部分と第２標的部分に投影される像の前記縁に沿った位置エラー間の差が最小になるよう選択されることを特徴とする方法。 - 投影されるフィールドの前記サイズおよび位置が、
前記投影ステップで使用した投影システムの最大フィールドにわたって、投影された像の位置変位を表すデータを参照することにより、前記最大フィールド内の複数の小型化したフィールドの対向する側における位置変位の差を決定するステップを実行し、前記複数の小型化したフィールドは、前記最大フィールド内で異なるサイズ、縦横比および／または位置を有し、さらに、
前記複数の小型化したフィールドから、位置変位間の差が最小であるフィールドを前記小型化フィールドとして選択するステップによって選択される、請求項１に記載の方法。 - さらに、前記第１標的部分と第２標的部分に投影される像同士の位置合わせを改善するよう、前記第１および第２標的部分の一方に投影される像の前記基板上の相対位置を、名目位置からオフセットするステップを含む、請求項１または２に記載の方法。
- 前記デバイスが拡張デバイスであり、その１つの層が、複数の隣接する標的部分を露光することによってプリントされる、請求項１、２または３に記載の方法。
- 前記複数の隣接標的部分を露光する順序が、前記隣接標的部分間の結合部におけるエラーを最少にするよう選択される、請求項４に記載の方法。
- 前記投影ステップにて、前記投影ステップに使用する投影システムの焦点面に対する前記基板の位置および方向が、拡張デバイス全体にわたって最適化される、請求項４または５に記載の方法。
- 請求項１から６いずれか１項に記載のステップを実行するため、リソグラフィ装置に命令するプログラム・コード手段を備えるコンピュータ・プログラム。
- リソグラフィ投影装置を使用し、前記投影システムを使用して基板に設けた放射線感受性層の第１および第２標的部分に像を撮像するデバイス製造法にて、投影システムの全フィールド内での投影フィールドの最適なサイズおよび位置を選択するためのコンピュータ・プログラムであって、前記第１および第２標的部分は縁に沿って隣接し、前記コンピュータ・プログラムはプログラム・コード手段を備え、これをコンピュータ・システムで実行すると、
前記投影ステップで使用した投影システムの最大フィールドにわたって、投影された像の位置変位を表すデータを参照することにより、前記最大フィールド内の複数の小型化したフィールドの対向する側における位置変位の差を決定するステップを実行し、前記複数の小型化したフィールドは、前記最大フィールド内で異なるサイズ、縦横比および／または位置を有し、さらに、
前記複数の小型化したフィールドから、位置変位間の差が最小であるフィールドを前記小型化フィールドとして選択するステップを実行するようコンピュータ・システムに命令するコンピュータ・プログラム。
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| US7879514B2 (en) * | 2006-08-04 | 2011-02-01 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic method and patterning device |
| DE102008060293B4 (de) * | 2008-12-03 | 2015-07-30 | Carl Zeiss Sms Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Messung des relativen lokalen Lagefehlers eines der Abschnitte eines abschnittsweise belichteten Objektes |
| CN102243373B (zh) * | 2011-06-24 | 2014-06-25 | 南京英田光学工程有限公司 | 远距离特大出瞳直径透镜式检测仪光学系统 |
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| US5281996A (en) * | 1992-09-04 | 1994-01-25 | General Signal Corporation | Photolithographic reduction imaging of extended field |
| US5854819A (en) * | 1996-02-07 | 1998-12-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Mask supporting device and correction method therefor, and exposure apparatus and device producing method utilizing the same |
| KR100468234B1 (ko) * | 1996-05-08 | 2005-06-22 | 가부시키가이샤 니콘 | 노광방법,노광장치및디스크 |
| US5773836A (en) * | 1996-10-28 | 1998-06-30 | International Business Machines Corporation | Method for correcting placement errors in a lithography system |
| US6816302B2 (en) * | 1998-03-02 | 2004-11-09 | Micronic Laser Systems Ab | Pattern generator |
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