JP4443632B2 - フォトリソグラフィックシステムにおけるレンズ誤差を補正するレチクル - Google Patents

Description

技術分野
この発明はレチクルに関し、より具体的には集積回路装置を製造するために用いられるフォトリソグラフィックシステムにおいて用いられるレチクルに関する。
背景技術
集積回路装置の製造は、正確に制御された量をウェハまたは基板の非常に小さな領域内に導入するかまたはその領域上に堆積することを必要とする。フォトリソグラフィは典型的にはこれらの領域を規定するパターンを作り出す。すなわち、フォトレジストはウェハ上にスピンコートされ、選択的に放射に露光され、かつその後現像される。ポジ型フォトレジストが用いられる場合はデベロッパは照射された領域を取り除き、一方ネガ型フォトレジストが用いられる場合はデベロッパは照射されない領域を取り除く。フォトレジストがパターニングされた後、ウェハはフォトレジストをマスクとして用いて加算的処理（イオン注入など）または減算的処理（エッチングなど）にさらされる。
フォトリソグラフィックシステムは典型的にはマスクまたはレチクルとともに放射源およびレンズを用いてフォトレジストを選択的に照射する。この放射源はマスクまたはレチクルを通して放射をレンズに投射し、レンズはマスクまたはレチクルの像をウェハ上で結ぶ。マスクはウェハ全体（または別のマスク）上にパターンを１回の露光ステップで転写し、一方レチクルはパターンをウェハの一部分にのみ転写する。ステップアンドリピート方式は複数の露光を用いてウェハ全体の上にレチクルパターンの複数の像を転写する。このレチクルパターンはレンズによる縮小のため、典型的にはウェハ上の像の大きさの２倍から１０倍である。しかしながら、非縮小（１倍）ステッパはより大きいフィールドを提示し、これによって各露光ごとに１を超える数のパターンが印刷されることが可能になる。
レチクルは典型的には、比較的表面に欠陥がなくかつ放射波長での光透過が高い石英からなる。石英は近紫外線光および深(deep)紫外線光に対して熱膨張率が低く、透過が高い。石英は高価になりがちであるが、高品質の合成石英材料の発達に伴ってより入手しやすくなってきた。
レチクルは磨かれかつ洗浄された大きな石英板を切断することによって準備され、その後クロムまたは鉄酸化物などのマスク形成材料で被覆される。クロムは最も広く用いられる材料であり、典型的には１，０００オングストローム未満の厚さまでスパッタリングまたは蒸着によって堆積される。クロムはその後選択的に取り除かれてパターンを形成する。たとえば、フォトレジストの非常に薄い層が、１組の正確に位置付けられた方形の像を写しかつ露光することによって（光学的にまたは電子ビームによって）クロム上に堆積されかつパターニングされ、さらにその後ウエットエッチングが施される。複雑なＶＬＳＩ回路レベルに対してレチクルをパターニングすると１０時間以上にわたって１００，０００回を超える方形の露光を必要とするかもしれない。この間中、位置的誤差を防ぐために極度の温度制御がしばしば必要である。その結果、レチクルの質をクロムがエッチングされた後まで保証することができない。
ステップアンドリピート方式におけるレンズ誤差（lens errors）は非常に望ましくないものである。なぜなら、それによりレチクルからフォトレジストへのパターンの転写が中断され、これが集積回路製造工程に欠陥を導くことになるからである。レンズ誤差とは、非点収差およびディストーションなどのさまざまな光学収差を含む。非点収差はレンズの曲率が不規則なとき起こる。ディストーションは、レンズの中心からの半径距離によってレンズの倍率が変化するときに起こる。たとえば凸または糸巻き型ディストーションでは、各像点は中心から半径方向に外側にずれ、最も距離の離れた像点は最も外側にずれる。凹または樽型ディストーションでは、各像点は中心に向かって半径方向に内側にずれ、最も距離の離れた像点は最も内側にずれる。したがって、レンズ誤差は修正または補正ができるように頻繁に測定される。
レンズ誤差を評価するための典型的な技術は、評価の目的で用いられるように特別に設計されたマスクパターンを用いてフォトレジストの露光および現像を行なうことを含む。このような像処理の後、ウェハは光学検査を受けるかまたは電気的に測定可能なパターンを形成するようにさらに処理されるかのいずれかである。光学システムを監視するようにシリコン上に製造された感光性検出器の使用もまたこの技術分野で公知である。
米国特許第４，５８５，３４２号は放射感応性検出器とともにマトリックス内に配置されるシリコンウェハ、この検出器の各々が投射フィールドの同じ場所に連続して別々に配置されるようにウェハを位置付けるためのｘ−ｙステージ、および光学リソグラフィックシステムの性能を評価する前に検出器を較正するために検出器の出力信号を記録するためのコンピュータを開示する。
米国特許第５，４０２，２２４号は、予め定められた間隔Ｓｘで配置された測定パターンを備えるテストレチクルを提供し、そのパターンをテストレチクルから感光性基板に転写し、テストレチクルと基板とを互いに対してΔＴｘ（ΔＴｘ＜Ｓｘ）分シフトし、測定パターンをテストレチクルから基板へ再度転写し、これらの２つの形成されたパターンの間の相対的なずれを測定してディストーション特性の微分係数を出し、さらに微分係数を積分してディストーション特性を得る、光学システムのディストーション検査を提供する。
ステップアンドリピート方式においてレンズを置換することは、レンズが大きく、重く、この方式の不可欠部分であることから非実用的であると考えられる。さらに、代わりのレンズによって後の修正が不必要になるということは考えにくい。
米国特許出願第５，３０８，９９１号は、既知のレンズディストーションの修正を補正することを組入れたディストーション前(predistorted)のレチクルを開示する。ウェハ上での形のずれをレンズのフィールド位置の関数として表わすレンズディストーションデータが得られる。このレンズディストーションデータは、ｘ次元修正項およびｙ次元修正項を計算するために用いられる。修正項の逆数はステージコントローラの補正値によって乗算され、レチクルを正しく位置付ける。この態様では、レチクルはレンズ誤差を補正するように位置付けられる。米国特許第５，３０８，９９１号の方法は添付の請求項１の前文の主題である。しかしながら、このアプローチの欠点は非常に正確なレチクル位置付け装置が必要となることである。
ＥＰ−Ａ−０３０７７２６は、半導体本体のパターンとパターンを生じさせるマスクとの間のディストーションを補正するための既知の半導体製造方法を開示する。
ＤＥ−Ａ−１５２２２８５は、マスクの曲率が補正を提供するように調整される、半導体製造工程におけるレンズ曲率を補正する方法を開示する。
ＥＰ−Ａ−０６８９０９９およびＥＰ−Ａ−０７２４１９９もまた、投射レンズシステムにおいて生じる誤差を修正および補正するための従来技術の方法を開示する。
したがって、フォトリソグラフィックシステムにおけるレンズ誤差を補正する改良された技術の必要性が存在する。
発明の開示
この発明の１つの目的は、レンズ誤差に対する補正を提供することである。別の目的は、ステップアンドリピート方式のようなフォトリソグラフィックシステムの正確さを向上させることである。この発明は、像パターンを備えた、レンズ誤差を補正するレチクルを提供することによってこれらの目的を達成する。この発明の一局面に従うと、フォトリソグラフィックシステムにおけるレンズ誤差を補正する方法は、像のずれデータによってレンズ誤差を得るステップと、像のずれデータを用いてレチクルを構造的に修正することによりレチクルがレンズ誤差を補正するステップとを含む。好ましくは、像のずれデータはレンズ表面上のｘ座標とｙ座標との関数である。
このレチクルはレチクル上の放射転写領域の構成（またはレイアウト）を調整することによって（たとえば石英基板の上面のクロムパターンを調整することによって）構造的に修正することができる。これに代えて、レチクルはレチクルの曲率を調整することによって（たとえばクロムパターンを石英基板の上面に配置し、石英基板の底面の一部をこすり取ることによって）構造的に修正することができる。
一実施例では、像のずれデータはレンズ加熱の関数として変化し、レチクルを構造的に修正するステップはレチクルパターンに付随するレンズ加熱を補正することを含む。像のずれデータを得るステップは、第１のテストパターンおよびレンズを通して第１の放射量を投射し、第１のレンズ加熱に付随する第１のレンズ誤差を提供するステップと、第２のテストパターンおよびレンズを通して第２の放射量を投射し第２のレンズ加熱に付随する第２のレンズ誤差を提供するステップと、第１および第２のレンズ誤差を用いて像のずれデータを提供するステップとを含む。この態様では、レチクルはレチクルパターンに付随するレンズにおける局所的加熱効果を補正するように構造的に修正され得る。
有利なことに、レチクルは集積回路装置をパターニングするように適合させることができ、この場合レチクルは集積回路装置の製造中にフォトリソグラフィックシステムにおける像パターンおよびレンズ誤差の補正の両方を提供する。
この発明のこれらおよび他の目的、特徴および利点は、さらに詳しく述べられ、後に続く好ましい実施例の詳細な説明を参照することにより、より容易に明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
後に続く好ましい実施例の詳細な説明は、次の図面を参照しながら読むと最もよく理解することができる。
図１は、ステップアンドリピート方式の典型的な配置を表わす斜視図である。
図２および図３は、異なる量のレンズ加熱によるレンズ誤差を表わす図である。
図４は、集積回路装置をパターニングするために用いられるレチクルの上面図である。
図５は、図４のレチクルに付随するレンズ誤差を表わす図である。
図６は、この発明の一実施例に従ったレチクルの上面図である。
図７および８は、図６のレチクルの一部を他のパターンと比較した拡大図である。
図９は、図６のレチクルの断面図である。
図１０は、この発明の別の実施例に従ったレチクルの上面図である。
図１１および１２は、図１０のレチクルの一部を他のパターンと比較した拡大図である。
図１３は、図１０のレチクルの断面図である。
発明を実施するための様態
図面において、示される要素は必ずしも縮尺を合わせて描かれるものではなく、同一または同様の要素が複数の図を通じて同じ参照番号で示される場合もある。
図１は集積回路装置を製造するためのステップアンドリピート方式の典型的な配置を表わす斜視図である。システム１０は放射源１２、レチクル１４、レンズ１６、およびｘ−ｙステッピングテーブル２０上に取付けられたウェハ１８を含む。放射源１２はＩ線紫外線光を生成するための水銀灯を含む。レチクル１４は石英基板上にクロムパターンを含み、放射パターンを転写するためのクロム領域の間には光透過性の線２２を含む。レンズ１６は放射パターンをウェハ１８のフォトレジストで被覆された部分２４上に結像する。コンピュータ（図示せず）は標準デジタルデータプロセッサであり、ステップアンドリピート動作についてステッピングテーブル２０のｘ−ｙ方向の動き、および放射パターンの結像についてｚ方向のレンズ１６の動きを制御する。レチクル、レンズ、およびウェハを電気制御信号に応答してｘ、ｙまたはｚ方向に動かす機構はこの技術分野で公知である。
図２および図３はレンズ加熱の量を変化させた場合のレンズ１６におけるレンズ誤差を表わす図である。小さな円はレンズ底面の放射が通過する点（ｘ座標およびｙ座標によって規定される）を表わす。円についている線はレンズ面のその点でのレンズ誤差を表わす。線の長さは誤差の大きさに対応し、また線の方向は像がずらされる方向に対応する。図２は低温でのレンズ１６のレンズ誤差を表わし、一方図３は高温でのレンズ１６のレンズ誤差を表わす。図からわかるように、レンズ誤差はレンズ加熱の関数である。
図４は集積回路装置の層をパターニングするために用いられるレチクルを表わした図である。レチクル３０は光透過性の線の分離パターンを備える第１の部分３２と、光透過性の線の密集パターンを備える第２の部分３４とを含む。たとえば、第１の部分３２は線３６を含み、第２の部分３４は線３８を含む。第１の部分３２の線は隣接する線から広く間隔をあけられ、一方部分３４の線は隣接する線と近接している。これらの線は同様の線幅を有し、たとえばシステム１０の最小解像度に対応する。したがって、第２の部分３４は第１の部分３２よりはるかに多量の放射を転写する。
図５はレチクル３０が用いられるときのレンズ１６におけるレンズ誤差を表わす図である。図示したように、レンズ１６のうちレチクル３０の部分３２と整列した部分は局所的な加熱をほとんど被ることなく、したがってこれは図２のレンズ誤差に対応し、一方レンズ１６のうちレチクル３０の部分３４と整列した部分は極度の局所的加熱を被り、したがってこれは図３のレンズ誤差と対応する。レンズ１６のうちレチクル３０の部分３２および３４の外側の部分は、局所的な加熱をほとんどまたは全く受けず、これもまた図２のレンズ誤差に対応する。したがって、レンズ１６のレンズ誤差は採用したレチクルパターンによる局所的レンズ加熱の関数である。
レンズ１６のレンズ誤差は従来技術を用いて、レンズ誤差における変化をレンズ加熱の関数として特徴付けようとすることなく、レチクルから独立して検査することができる。しかしながら、レチクルはあるレンズ部分を他の部分よりはるかに多量の放射に露光するという独特のパターンを有することが多い。放射は強度が高くレンズは熱伝導率が低いので、多量の放射にさらされるレンズの部分は、放射にほとんどまたは全くさらされないレンズの部分よりはるかに熱くなりやすい。したがって、特定のレチクルは局所的レンズ加熱のパターンを示す。さらに、レンズは所与の熱膨張係数を有するので、レンズの寸法はレンズ熱の関数として変化する。したがって、レンズ誤差は本来のレンズ欠陥からだけでなくレンズ加熱によってもまた起こる。さらに、レンズ加熱に付随するレンズ誤差は特定のレチクルパターンに依存する。
レチクル３０、または集積回路装置を製造するために用いられる他のレチクルに付随するレンズ誤差の検査は、レチクルの転写パターンを測定し、その転写パターンをレチクルパターンと比較し、さらにその後レチクルのレンズ誤差を計算することによって遂行され得る。この態様では、レンズ誤差はレチクルに付随するレンズ加熱を含む。しかしながら、このアプローチの欠点は、レチクルパターンは通常レンズを検査しやすいように設計されてはいないことである。たとえば、長い線が一方向に際立って引かれるレチクルパターンは、線の方向における像のずれに対しては非常に限定された情報しか提供できないおそれがある。さらに、このレチクルパターンは所望の座標で測定するのが困難であるかもしれない。
レンズ誤差を特徴付けるための好ましいアプローチは、Ｂ．ムーアら（B.Moore et al.）による「フォトリソグラフィックシステムにおけるレンズ加熱に付随するレンズ誤差の検査（Inspection Of Lens Error Associated With Lens Heating In A Photolithographic System）」と題され、１９９８年３月３日に発行された米国特許第５，７２３，２３８号に記述されている。このアプローチは、第１の放射量を第１のテストパターンおよびレンズを通して投射し第１のレンズ加熱に付随する第１のレンズ誤差を提供するステップと、第２の放射量を第２のテストパターンおよびレンズを通して投射し第２のレンズ加熱に付随する第２のレンズ誤差を提供するステップと、第１および第２のレンズ誤差を用いてレンズ加熱の関数として変化する像のずれデータを提供するステップとを含む。この態様では、像のずれデータは第１のレンズ加熱に対応する第１のデータ項目と、第２のレンズ加熱に対応する第２のデータ項目とを、レンズ表面の各座標点について含む。一実施例では、像のずれデータを得るステップは、第１のテストレチクルが第１の放射量をレンズに転写することにより第１のレンズ加熱を提供するように放射を第１のテストレチクルおよびレンズを通して投射することによってウェハ上のフォトレジストの第１の部分上に第１の像パターンを形成するステップと、第２のテストレチクルが第２の放射量をレンズに転写することにより第２のレンズ加熱を提供するように放射を第２のテストレチクルおよびレンズを通して投射することによってフォトレジストの第２の部分上に第２の像パターンを形成し、よって第２の放射量が第１の放射量より実質的に多くなり、その結果第２のレンズ加熱が第１のレンズ加熱より実質上大きくなるステップと、ウェハを選択的に露光するようにフォトレジストを現像するステップと、フォトレジストをエッチングマスクとして用いてウェハをエッチングすることにより第１の像パターンに対応するウェハに第１の転写パターンを形成し、第２の像パターンに対応するウェハに第２の転写パターンを形成するステップと、フォトレジストを剥がすステップと、第１のテストパターンと第１の転写パターンとの間のずれを比較することにより第１のデータ項目を得るステップと、第２のテストパターンと第２の転写パターンとの間のずれを比較することにより第２のデータ項目を得るステップとを含む。
したがって、この発明のレチクルが修正される前にレンズ誤差を何らかの態様で得ることが必要である。好ましくは、レンズ誤差は像のずれを提供する像のずれデータまたはレンズ（または露光フィールド）上の位置の関数としてのオフセットによって表現される。このレンズ位置は、たとえばレンズの中心からの半径距離として、またはレンズ表面上の（ｘ，ｙ）座標として規定され得る。レンズ位置が半径距離であれば、像のずれ（Δｒ）は半径距離の関数である。同様に、レンズ位置が（ｘ，ｙ）座標にあれば、像のずれ（Δｘ，Δｙ）は（ｘ，ｙ）座標の関数である。いくつかのレンズ誤差がレンズ加熱の関数として得られると、レンズ表面の各座標位置について、像のずれデータは第１のレンズ加熱に対応する第１の像のずれと、第２のレンズ加熱に対応する第２の像のずれとを含む。
さらに、第１および第２のレンズ誤差からの像のずれデータは必要に応じて内挿または外挿され得る。たとえば、１次近似として、レンズ誤差における線形の変化をレンズ加熱の関数として仮定することができる。同様に、さらなるレンズ誤差が、特にウェハ上の別個の層についても得られる。所望であれば、第１および第２の転写パターンの複数のものが測定でき、これらの測定値は統計的分析を用いて評価されて第１および第２のレンズ誤差を決定することができる。統計的分析はレンズ誤差の（前の露光からの）残留加熱効果を評価するのにもまた有用であり得る。すなわち、ステップアンドリピート露光は急速に行なわれることが多いので、前の露光がレンズ加熱およびレンズ誤差に影響することもある。複数の露光について、たとえば典型的な露光によるレンズ加熱に基づいた像のずれデータ（ただし最初の露光はレンズ加熱がいくらか少ないかもしれない）を提供するために、統計的分析を用いることができる。
像のずれデータはまた、焦点−露光マトリックスと組合せて決定されてもよい。たとえば、一旦そのウェハ（または別のウェハ）についての焦点−露光マトリックスが得られると、第１および第２のレンズ誤差は最適な焦点および露光パラメータを用いて得られる。さらに、像のずれデータは本質的なレンズ誤差についての修正情報、レンズ加熱誤差、フォトレジストにおける変化、ウェハのトポグラフィにおける変化、およびレンズ誤差に寄与する他の要因を含み得る。
例示の目的で、レンズ１６を低温まで加熱することに付随する第１のレンズ誤差から得られる像のずれデータはレチクル３０の部分３２を修正することに対して適切であると思われ、レンズ１６を高温まで加熱することに付随する第２のレンズ誤差から得られる像のずれデータはレチクル３０の部分３４を修正することに対して適切であると考えられる。すなわち、部分３２は少量のレンズ加熱を示す像のずれデータを用いて修正でき、これは部分３２が少量の放射のみを透過する分離放射透過性パターンを含むからであり、一方部分３４は多量のレンズ加熱を示す像のずれデータを用いて修正でき、これは部分３４が多量の放射を透過する密集放射透過性パターンを含むからである。
図６から９は構造的に修正されるレチクル３０がレチクル３０に付随するレンズ１６のレンズ誤差を補正するための１つのアプローチを表わす。図６から９では、レチクル１３０はレチクル３０の放射透過領域の構成を調整することにより得られる。
図６はレチクル１３０の上面図であり、これは光透過性の線の分離パターンを含む第１の部分１３２と、光透過性の線の密集パターンを含む第２の部分１３４とを含む。たとえば、第１の部分１３２は線１３６を含み、第２の部分１３４は線１３８を含む。レチクル１３０はレチクル３０と類似しているが、レチクル１３０では線の構成がレチクル３０に付随するレンズ誤差を補正するように調整されているという点においてのみ異なる。たとえば、線１３６は線３６に付随するレンズ誤差を補正するように調整されており、線１３８は線３８に付随するレンズ誤差を補正するように調整されている。
図７は線１３６を線３６および３３６と比較した拡大図である。線３６は理想の（収差のない）転写パターンを表わす。線３３６は線３６を用いて得られた転写パターンを表わす。説明の便宜上、線３６、１３６および３３６は意図したレンズの縮小を相殺するように尺度決めされ、ずれが誇張されている。線３６と線３３６との間のずれはレンズ誤差を示す。したがって、線１３６はこのずれを補正するように構成される。すなわち、線１３６が用いられると、理想の転写パターンと実際の転写パターンとの間のずれが減少し、よってレンズ誤差を補正する。
図８は線１３８を線３８および３３８と比較した拡大図である。線３８は理想の（収差のない）転写パターンを表わす。線３３８は線３８を用いて得られた転写パターンを表わす。説明の便宜上、線３８、１３８および３３８は意図したレンズの縮小を相殺するように尺度決めされ、ずれが誇張される。線３８と線３３８との間のずれはレンズ誤差を示す。したがって、線１３８はこのずれを補正するように構成される。すなわち、線１３８が用いられると、理想の転写パターンと実際の転写パターンとの間のずれが減少し、したがってレンズ誤差が補正される。
線３８と線３３８との間のずれは線３６と線３３６との間のずれよりも実質上大きい。というのは、説明のために、部分１３４に付随するレンズ１６の領域は部分１３２に付随するレンズ１６の領域と比べて実質上より局所的な加熱を受けるからである。有利なことに、像のずれデータの第１のデータ項目は線１３６を構成するのに用いられ、像のずれデータの第２のデータ項目は線１３８を構成するのに用いられる。したがって、線３６と線１３６との間のずれは線３８と線１３８との間のずれより小さい。こうして、レチクル１３０はレチクル３０に付随するレンズ誤差の関数として構成される。
図９はレチクル１３０の断面図であり、石英基板１４２上にクロムパターン１４０を含む。石英基板１４２は上面１４４と底面１４６とを含む。面１４４および１４６は平坦である。したがって、レチクル１３０は上面および下面の対向する主表面を含む。集積回路装置の製造中、放射源１２からの放射はレチクル１３０の上主面から底主面、さらにその後レンズ１６へと通過する。クロムパターン１４０は放射遮断パターンを提供し、石英基板１４２は放射透過性基板を提供する。クロムパターン１４０はレンズ誤差を補正するように構成され、石英基板１４２は従来のものである。
図１０から１３は構造的に修正されるレチクル３０がレチクル３０に付随するレンズ１６のレンズ誤差を補正するための別のアプローチを表わす。図１０から１３では、レチクル２３０はレチクル３０の底面の曲率を調整することにより得られる。
図１０はレチクル２３０の上面図であり、光透過性の線の分離パターンを含み、第２の部分２３４は光透過性の線の密集パターンを含む。たとえば、第１の部分２３２は線２３６を含み、第２の部分２３４は線２３８を含む。レチクル２３０はレチクル３０と類似しているが、レチクル２３０の底面がレチクル３０に付随するレンズ誤差を補正するように調整されているという点でのみ異なる。たとえば、線２３６は線３６と一致し、線２３８は線３８と一致する。
図１１は線２３６を線３３６および４３６と比較した拡大図である。線２３６は理想の（収差のない）転写パターンを表わす。線３３６はレチクル３０の線３６を用いて得られた転写パターンを表わす。線４３６は線３３６に付随するレンズ誤差のない転写パターンを表わす。説明の便宜上、線２３６、３３６および４３６は意図したレンズ縮小を相殺するように尺度決めされ、ずれが誇張される。線２３６と線３３６との間のずれはレンズ誤差を示す。したがって、レチクル２３０の底面はこのずれを補正する曲率または「処方策（prescription）」を提供するために研磨される。すなわち、レチクル２３０の底面が歪曲したものが用いられ、理想の転写パターンと実際の転写パターンとの間のずれは減少し、したがって、レンズ誤差が補正される。
図１２は線２３８を線３３８および４３８と比べた拡大図である。線２３８は理想の（収差のない）転写パターンを表わす。線３３８はレチクル３０の線３８を用いて得られた転写パターンを表わす。線４３８は線３３８に付随するレンズ誤差のない転写パターンを表わす。説明の便宜上、線２３８、３３８および４３８は意図したレンズの縮小を相殺するように尺度決めされ、ずれが誇張されている。線２３８と線３３８との間のずれはレンズ誤差を示す。したがって、レチクル２３０の底面はこのずれを補正する曲率を提供するように研磨される。すなわち、レチクル２３０の底面が歪曲したものを用いると、理想の転写パターンと実際の転写パターンとの間のずれが減少し、したがってレンズ誤差が補正される。
線２３８と線３３８との間のずれは線２３６と線３３６との間のずれと比べて実質上大きいが、これは説明の目的で、部分２３４に付随するレンズ１６の領域が部分２３２に付随するレンズ１６の領域に比べて実質上より局所的な加熱を受けるからである。有利なことに、像のずれデータの第１のデータ項目は部分２３２の下のレチクル２３０の底面の曲率を決定するのに用いられ、像のずれデータの第２のデータ項目は部分２３４の下のレチクル２３０の底面の曲率を決定するのに用いられる。したがって、レチクル２３０の底面の曲率は部分２３２の下の方が部分２３４の下に比べて小さい。これは、線２３６と線３３６との間のずれが線２３８と線３３８との間のずれより小さいからである。この態様では、レチクル２３０はレチクル３０に付随するレンズ誤差の関数として構成される。
図１３はレチクル２３０の断面図であり、石英基板２４２上にクロムパターン２４０を含む。石英基板２４２は上面２４４と底面２４６とを含む。上面２４４は平坦であるが、底面２４６は歪曲しており、よって石英基板２４２の選択された部分が他の部分より厚い。したがって、レチクル２３０は上面および下面の対向する主表面を含む。集積回路装置の製造中、放射源１２からの放射はレチクル２３０の上主表面から底主表面、さらにその後レンズ１６へ通過する。クロムパターン２４０は放射遮断パターンを提供し、石英基板２４２は放射透過性基板を提供する。クロムパターン２４０はレチクル３０上のクロムパターンに関しては修正されない。しかしながら、底面２４６の曲率はレンズ誤差を補正するために放射を再び方向付ける。その結果、石英基板２４２は光学修正板を提供する。
したがってこの発明は、フォトリソグラフィックシステムにおけるレンズ誤差を補正するために集積回路装置の製造に適応したレチクルを構造的に修正する方法を提供する。たとえば、レチクルの仕様はこの発明に従って調整でき、その後レチクル製造者が構造的に修正されたレチクルを製造するのに用いるために提供される。好ましくは、像のずれデータはある特定のレンズに特定のものである。また、レチクル修正は少なくとも部分的には元のレチクルに付随する予想されるレンズ誤差に基づくことも好ましい。有利なことに、修正されたレチクルは元のレチクル位置に関して再位置決めまたは再整列される必要はない。すなわち、修正されたレチクルはそれ自体がレンズ誤差を補正するのである。
上述の実施例に対する変形例は明らかである。たとえば、レチクルを構造的に修正することはレチクルの少なくとも一主表面のトポグラフィを変え、所望であれば、対向する主表面のトポグラフィを変えることを含み得る。たとえば、クロムパターンと石英基板の底面の曲率との両方が調整され得る。レンズ誤差はさまざまな技術を用いて、たとえばさまざまな感光性材料（ポジおよびネガの両方）または感光性検出器を用いて像パターンを評価することによって、得られる。所望であれば、構造的に修正されたマスクを用いてウェハ全体を１回の露光ステップでパターニングすることもできる。この発明はさまざまな光学投射システムにおけるレンズ誤差を減じるのに非常に適している。
当業者は、ここに開示された構造および方法を提供するのに必要なステップを容易に実施するであろうし、また処理パラメータ、材料、寸法、およびステップのシーケンスは例示の目的のみで与えられたものであり、所望の結果を達成するために変えることができ、さらにこの発明の範囲内で修正できることを理解するであろう。ここに開示した実施例の変形および修正はここに述べた説明に基づいて、次の請求の範囲に述べるようなこの発明の範囲から離れることなくなされ得る。

Claims (23)

1. フォトリソグラフィックシステムにおけるレンズのレンズ誤差を補正するための方法であって、
   像のずれデータからレンズ誤差を得るステップと、
   像のずれデータを用いてレチクルを構造的に修正することによりそのレチクルが、少なくともレチクルの放射透過パターンに付随する局所的レンズ加熱の結果生じたレンズ誤差を補正するステップとを含み、
   レチクルを構造的に修正するステップがレチクルの放射透過領域の構成を調整するステップを含み、像のずれデータがレンズ加熱の関数として変化する、方法。
2. 像のずれデータを得るステップが、
   第１の放射量を第１のテストパターンおよびレンズを通して投射し、第１のレンズ加熱に付随する第１のレンズ誤差を提供するステップと、
   第２の放射量を第２のテストパターンおよびレンズを通して投射し、第２のレンズ加熱に付随する第２のレンズ誤差を提供するステップと、
   第１および第２のレンズ誤差を用いて像のずれデータを提供するステップとを含む、請求項１に記載の方法。
3. 第１のテストパターンを通して放射を投射し、ウェハ上の感光性材料の第１の部分に第１の像パターンを形成するステップと、
   第２のテストパターンを通して放射を投射し、感光性材料の第２の部分に第２の像パターンを形成するステップと、
   感光性材料を現像してウェハの選択された部分を露光するステップと、
   感光性材料をエッチングマスクとして使用してウェハをエッチングし、それによってウェハに第１の転写パターンと第２の転写パターンとを形成するステップとをさらに含み、第１の転写パターンは第１のテストパターンに付随し、第２の転写パターンは第２のテストパターンに付随する、請求項２に記載の方法。
4. レチクルが集積回路装置をパターニングするように適合される、請求項１に記載の方法。
5. 像のずれデータはレンズ上の位置の関数である、請求項１に記載の方法。
6. 像のずれデータが、放射が通過するレンズの表面上のｘ座標とｙ座標との関数である、請求項１に記載の方法。
7. レチクルを構造的に修正するステップがレチクルのうち少なくとも一部の曲率を調整するステップを含む、請求項１に記載の方法。
8. 集積回路装置の製造中、レチクルを用いて像パターンを提供し、かつレンズ誤差を補正するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
9. 集積回路装置を製造するために用いられるフォトリソグラフィックシステムにおけるレンズのレンズ誤差を補正するための方法であって、
   レンズ表面上のｘ座標およびｙ座標の関数としての像のずれデータによりレンズ誤差を得るステップと、
   像のずれデータを用いてレチクルを構造的に修正することにより、レチクルが、少なくともレチクルの放射透過パターンに付随する局所的レンズ加熱の結果生じたレンズ誤差を補正するステップと、
   レチクルおよびレンズを通して放射を投射することにより、集積回路装置の製造中に、レチクルが像パターンを提供しかつレンズ誤差を補正するステップとを含み、
   レチクルを構造的に修正するステップがレチクルの放射透過領域の構成を調整するステップを含み、像のずれデータがレンズ加熱の関数として変化する、方法。
10. レチクルが放射透過基板上に放射遮断パターンを含み、放射透過領域の構成を調整するステップが放射透過基板に関して放射透過パターンの構成を調整するステップを含む、請求項９に記載の方法。
11. 放射遮断パターンがクロムを含み、放射透過基板が石英を含む、請求項１０に記載の方法。
12. レチクルを構造的に修正するステップがレチクルのうち少なくとも一部の曲率を調整するステップを含む、請求項９に記載の方法。
13. レチクルが放射透過基板上に放射遮断パターンを含み、レチクルの曲率を調整するステップが放射透過基板の曲率を調整するステップを含む、請求項１２に記載の方法。
14. 放射遮断パターンがクロムを含み、放射透過基板が石英を含む、請求項１３に記載の方法。
15. レチクルが第１および第２の対向する主表面を含み、放射が第１の主表面から第２の主表面へ通過し、レチクルを構造的に修正するステップが少なくとも１つの主表面のトポグラフィを調整するステップを含む、請求項９に記載の方法。
16. 第１の主表面が放射遮断パターンを含み、トポグラフィを調整するステップが放射遮断パターンの構成を調整するステップを含む、請求項１５に記載の方法。
17. 第２の主表面が放射透過基板によって提供され、トポグラフィを調整するステップが第２の主表面の一部をこすり取ることにより第２の主表面の曲率を調整するステップを含む、請求項１５に記載の方法。
18. レチクルが石英基板上に配置されるクロムパターンを含み、フォトリソグラフィックシステムがステップアンドリピート方式である、請求項９に記載の方法。
19. レチクルおよびレンズを通って放射を投射し、装置上の感光層に像パターンを形成するステップと、
    感光層を現像して装置を選択的に露光するステップと、
    エッチングを施して像パターンに対応する転写パターンを装置に形成するステップとをさらに含む、請求項９に記載の方法。
20. 像のずれデータが座標の各々について多数のデータ項目を含み、レチクルを構造的に修正するステップがデータ項目の部分集合をレチクルの放射透過パターンの関数として選択するステップを含む、請求項９に記載の方法。
21. 像のずれがレンズの第１の加熱に対応する第１のデータ項目と、レンズの第２の加熱に対応する第２のデータ項目とを含む、請求項９に記載の方法。
22. 像のずれデータを得るステップが、
    ウェハ上のフォトレジストの第１の部分上に、第１のテストレチクルおよびレンズを通して放射を投射することにより第１の像パターンを形成するステップを含み、第１のテストレチクルは第１の放射量をレンズに転写し、それによってレンズの第１の加熱を提供し、前記像のずれデータを得るステップはさらに、
    フォトレジストの第２の部分に、第２のテストレチクルおよびレンズを通して放射を投射することにより第２の像パターンを形成するステップを含み、第２のテストレチクルは第２の放射量をレンズに転写し、それによってレンズの第２の加熱を提供し、第２の放射量は第１の放射量より実質的に多く、この結果レンズの第２の加熱はレンズの第１の加熱より実質上大きくなり、前記像のずれデータを得るステップはさらに、
    フォトレジストを現像してウェハを選択的に露光するステップと、
    フォトレジストをエッチングマスクとして用いてウェハをエッチングし、それによってウェハに第１の像パターンに対応する第１の転写パターンと、第２の像パターンに対応する第２の転写パターンとを形成するステップと、
    フォトレジストを剥がすステップと、
    第１のテストパターンと第１の転写パターンとの間のずれを比較することにより第１のデータ項目を得るステップと、
    第２のテストパターンと第２の転写パターンとの間のずれを比較することにより第２のデータ項目を得るステップとを含む、請求項２１に記載の方法。
23. レンズ誤差のあるレンズを含むフォトリソグラフィックシステムにおいて、レンズ誤差を補正するための方法であって、
    像のずれデータによりレンズ誤差を表現するステップと、
    像のずれデータを用いてレチクルを構造的に修正することにより、レチクルが、少なくとも放射透過パターンに付随する局所的レンズ加熱の結果生じたレンズ誤差を補正するステップと、
    レチクルおよびレンズを通して放射を投射することにより、レチクルが像平面上に像パターンを形成しかつレンズ誤差を補正するステップとを含み、
    レチクルを構造的に修正するステップがレチクルの放射透過領域の構成を調整するステップを含み、像のずれデータがレンズ加熱の関数として変化する、方法。

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