JP4926115B2 - 処理工程の特性を明らかにする方法、デバイスを製造する方法、及びコンピュータ・プログラム - Google Patents

Description

本発明は、リソグラフィ装置を用いて、処理工程の特性を明らかにする方法、及びデバイスを製造する方法に関するものである。

リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板の標的部分に適用する機械である。リソグラフィ装置は、例えば集積回路（ＩＣ）の製造に用いることができる。そうした状況では、マスクなどのパターン形成手段を用いてＩＣの個々の層に対応する回路パターンを生成することが可能であり、このパターンを、感放射線性材料（レジスト）の層を有する基板（例えばシリコン・ウェハ）上の（例えば１つ又は複数のダイの一部を含む）標的部分に結像させることができる。一般に、単一の基板は連続して露光される隣接する標的部分のネットワークを含む。周知のリソグラフィ装置には、パターン全体を標的部分に一度に露光することによって各標的部分を照射する、いわゆるステッパと、パターンを投影ビームにより所与の方向（「走査」方向）に走査する一方、この方向に対して平行又は逆平行に基板を同期して走査することによって各標的部分を照射する、いわゆるスキャナとが含まれる。

リソグラフィ処理によって一般的なデバイスを製造するには、それぞれが数工程からなる複数のサイクルが必要である。これには、基板を感光材料で被覆する工程と、感光材料に像を投影する工程と、感光材料を現像する工程と、基板を処理する工程とが含まれ、基板を新しい材料層で被覆する工程を含めることもできる。リソグラフィ処理で遭遇する問題の１つは、連続する層が互いの上面で正確に結像されず、その結果、いわゆる重ね合わせ誤差が生じることである。構成要素の性能にとって好ましくない重ね合わせ誤差が既に存在する場合に、後続の工程に進まないようにするために、各サイクルの後で重ね合わせ誤差を測定する。次いで、重ね合わせ誤差が大きすぎる場合には、最も新しい層を除去し、次のサイクルに進む前にそのサイクルを繰り返すことができる。

重ね合わせ誤差を最小にするため、露光工程の前に、投影装置内での基板テーブル上の基板の正確な位置を測定することができるように、基板は複数の基準マークを備えている。このように、基板、既にパターンが形成された層、及びマスクのリソグラフィ装置での相対位置が知られるため、露光工程の精度を最大にすることが可能である。

マルチ・サイクルのリソグラフィ処理に伴う他の問題は、特定の層及び／又は特定のパターンを適用する場合に生じる可能性のある基板の変形である。変形には、例えば起伏のある３次元変形、基準マークの変形（形又は深さ）、又はウェハ上に被着した層の特性又は厚さの変化が含まれる。化学的機械的研磨（ＣＭＰ）は、基板の変形を引き起こすことがよく知られている。直径が３００ｍｍ以上の基板ウェハを用いる場合、ウェハの変形はさらに重要な要素になることが予想される。変形を最小にするには、基板の領域全体にわたり各処理をできるだけ均質に保つ必要がある。基板ウェハの変形によってウェハの結像に誤差が生じることがあり、その結果、特定の工程を繰り返すことが必要になる。また、リソグラフィによって製造される特定の構成要素に対する処理の間に、基板の変形量を最小にするか、又は少なくとも限界範囲内に抑えるように処理が最適化される。重ね合わせ誤差、又は基板変形の結果としての誤差を低減させるか、又はそうした誤差を少なくとも早期に発見することによって、歩留まりが改善される。

欧州特許公開ＥＰ０７９４４６５（Ａ２）号は、あるロットから選択されたウェハに対して行われた重ね合わせの測定から位置決めの補正値を導出し、それを同一又は次のロットの他のウェハの露光に用いるリソグラフィ法を開示している。

米国特許出願２００２／０１２４８２（Ａ１）号は、工場で基準ウェハを製造し、それを用いてウェハ・ステージの位置合わせ性能を決定する方法を開示している。

米国特許第５２５２４１４号は、パターン形成された第１のレジスト層の上に第２のレジスト層を適用する、レジスト被覆の評価方法を開示している。第１及び第２のレジスト層のパターン間の重ね合わせ精度により、レジスト被覆の定量評価が与えられる。

米国特許第５８６３６８０号は、それまでの処理層の間の重ね合わせ誤差、及び露光条件に関する情報を用いて次の層の位置決めを補正するデバイス製造方法を開示している。

本発明の目的は、歩留まりを改善するデバイス製造方法を提供することである。

本発明の一観点によれば、複数の基準マークをその上に有する基板上で実施される処理工程の特性を明らかにする方法が提供され、その方法は、
前記基板に提供された感光層にデバイスの機能部分の層を表すパターンを露光して、潜在パターンをインプリントする工程と、
前記感光層の前記潜在パターンを現像して、前記パターンを顕在化させる工程と、
前記基板を処理する工程と、
前記基板の前記基準マークの相対位置を測定する工程と、
前記測定工程の結果を前記基準マークの公称位置に関する基準情報と比較することにより、前記処理工程の特性を明らかにする工程と
を含む。

この方法では、基準マークの相対位置を測定する工程は露光工程より時間がかからず、また場合によっては、露光工程に用いられる操作手順（ｐｒｏｔｏｃｏｌ）に関する基板の位置決めを評価するために、どんな場合でも実施する必要があるので、処理量を低下させることなく製造中の基板の変形を監視することが可能である。この方法により、他の装置で実施された処理工程の影響を、パターン形成に用いるリソグラフィ装置で監視することが可能になる。

比較の結果が所定の最大値より大きい場合には、操作者に警告を出してもよい。これにより、ある一定量を超えて変形した基板は、次の露光、現像、及び処理工程を実施する前に拒否されるため、顧客にとっては歩留まりの改善が可能になる。さらに、リソグラフィを用いてデバイスを製造するためのマルチ・ステップ処理の進展中に、許容できない基板の変形を引き起こす工程を、早い段階で特定することができる。本発明では、装置にずれが起こり、規格外の基板が製造されている場合に、装置のユーザに警告を出すことも可能である。

情報は、任意の種類のデータ、例えば未加工の位置データ、基板マーカーを示す未加工のセンサ・データ、拡大、並進、回転などのデータからの計算結果、あるいは、それぞれが基板全般及び／又は関心のある特定の層、並びに統計的測定に関係しているパラメータで説明される基準格子に対する個々の測定値の差分を含むことが可能である。

データベースに格納された情報が先の測定工程の結果である場合には、平均的な測定結果からの偏差に応じて基板を受け入れることも拒否することも、あるいは、処理条件の変化又は装置若しくは処理条件に伴う問題を明らかにすることもできる。このような場合、それらの基板すべてが同じ処理を受けたことが分かるように、情報が同じ基板バッチに属する基板に対する前の測定工程の結果であることが好ましい。もちろん、他の比較を行うこともできる。例えば、比較に用いられるデータベースの情報を、異なるウェハのバッチの、同じ層からの値としてもよい。バッチ又はロットとは、同じ工程を施される一連のウェハのことである。

この方法では、結果の履歴が保存されるように、前記測定工程及び／又は比較工程の結果を自動的に前記データベースに格納する工程を含むことが好ましい。これは、歩留まりを最適化するために特定の処理を研究する技術者向けの診断装置として有用となることがある。

前のサイクルの比較工程の結果に応じて、露光工程を制御することも可能である。したがって、測定された基板の変形を考慮し、それによって露光工程が基板に存在する変形を補償するような方法で基板を確実に露光するように、露光工程を制御することができる。

本発明の他の観点によれば、
基板を提供する工程と、
照明装置を用いて放射線の投影ビームを提供する工程と、
パターン形成手段を用いて投影ビームの断面にパターンを付与する工程であって、前記パターンが位置調整用（アライメント）マーク及びデバイス層の機能部分を含む工程と、
パターンが形成された放射線ビームを基板の標的部分に投影して潜在パターンを形成する工程と、
前記潜在パターンを現像して、前記パターンを顕在化させる工程と、
前記基板を処理する工程と、
前記基板上の前記基準マークの相対位置を測定する工程と、
前記測定工程の結果を前記基準マークの公称位置に関する基準情報と比較して、前記処理工程の特性を明らかにする工程とを含むデバイス製造方法が提供される。

本明細書では、リソグラフィ装置をＩＣの製造に用いることについて特に言及することがあるが、本明細書に記載するリソグラフィ装置は、一体型光学装置、磁気ドメイン・メモリ用の誘導及び検出パターン、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドなど、他にも多くの用途を有することを理解すべきである。こうした別の用途についての文脈では、本明細書中の「ウェハ」又は「ダイ」という用語の使用はいずれも、それぞれ「基板」又は「標的部分」という、より一般的な用語と同義であると考えられることが当業者には理解されよう。本明細書で基板と称するものは、露光の前又は後に、例えばトラック（一般に基板にレジスト層を適用し、露光されたレジストを現像する装置）や測定若しくは検査装置で処理することができる。適用可能であれば、本明細書の開示をこうした基板処理装置、及び他の基板処理装置に適用してもよい。さらに、例えば多層ＩＣを作製するために、基板を２回以上処理することも可能であり、したがって本明細書で使用する基板という用語は、既に複数の処理が施された層を含む基板を指すこともある。

本明細書で使用する「放射線」及び「ビーム」という用語は、（例えば３６５、２４８、１９３、１５７、又は１２６ｎｍの波長を有する）紫外線（ＵＶ）、及び（例えば５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）極紫外線（ＥＵＶ）を含むあらゆる種類の電磁放射線、並びにイオン・ビームや電子ビームなどの粒子ビームを包含している。

本明細書で使用する「パターン形成手段」という用語は、基板の標的部分にパターンを形成するなど、投影ビームの断面にパターンを付与するために用いることができる手段を指すものと広く解釈すべきである。投影ビームに付与されたパターンは、基板の標的部分の所望のパターンに厳密に対応していないことがある。一般に、投影ビームに付与されるパターンは、集積回路など標的部分に作製されるデバイスの特定の機能層に対応している。

パターン形成手段は透過性でも反射性でもよい。パターン形成手段の例には、マスク、プログラム制御可能なミラー・アレイ（配列）、及びプログラム制御可能なＬＣＤパネルが含まれる。マスクはリソグラフィの分野では周知であり、それにはバイナリ・マスク、レベンソン型位相シフト・マスク及びハーフトーン型位相シフト・マスクなどのマスク・タイプ、並びに様々なハイブリッド型のマスク・タイプが含まれる。プログラム制御可能なミラー・アレイの一例は、小さいミラーのマトリクス（行列）状の配列を使用するものであり、入射する放射線ビームを異なる方向に反射するように、それぞれのミラーを別々に傾斜させることができ、このようにして反射ビームにパターンが形成される。パターン形成手段の各例において、支持構造は、例えばフレーム又はテーブルとすることが可能であり、これらは、例えば投影装置に対して、必要に応じて固定することも移動させることもでき、またパターン形成手段が所望の位置にあることを保証することもできる。本明細書中の「レチクル」又は「マスク」という用語の使用はいずれも、「パターン形成手段」という、より一般的な用語と同義であると考えられる。

本明細書で使用する「投影装置」という用語は、例えば使用される露光放射線に適した、又は浸漬液の使用や真空の使用などの他の要素に適した、屈折光学系、反射光学系及び反射屈折光学系を含めた様々な種類の投影装置を包含するものと広く解釈すべきである。本明細書中の「レンズ」という用語の使用はいずれも、「投影装置」という、より一般的な用語と同義であると考えられる。

照明装置も、放射線の投影ビームを導く、又は成形する、又は制御するために、屈折、反射及び反射屈折光学部品を含めた様々な種類の光学部品を包含することが可能であり、こうした部品を以下では一括して、又は単独で「レンズ」と呼ぶこともある。

リソグラフィ装置は、２つ（デュアル・ステージ）又はそれより多い基板テーブル（及び／又は２つ以上のマスク・テーブル）を有する種類のものであってもよい。こうした「マルチ・ステージ」装置では、追加のテーブルを並行して用いてもよく、あるいは１つ又は複数のテーブルで予備工程を実施し、それと同時に１つ又は複数の他のテーブルを露光に用いることもできる。

リソグラフィ装置は、投影装置の最後の要素と基板との間の空間を満たすために、例えば水など比較的高い屈折率を有する液体に基板を浸す種類のものであってもよい。例えばマスクと投影装置の最初の要素との間など、リソグラフィ装置の他の空間に浸漬液を適用することもできる。浸漬技術は投影装置の開口数を増加させるため、当分野ではよく知られている。

次に本発明の実施例を、添付の概略図を参照して例示のみの目的で説明する。

尚、図中において同じ参照記号は同じ部品を示す。

図１は、本発明の特定の実施例によるリソグラフィ投影装置を概略的に示している。この装置は、
− 放射線の投影ビームＰＢ（例えば、ＵＶ又はＥＵＶ放射）を提供するための照明装置（照明器）ＩＬと、
− パターン形成手段（例えばマスク）ＭＡを支持するための第１の支持構造体（例えばマスク・テーブル）ＭＴであって、部材ＰＬに対してパターン形成手段を正確に位置決めするための第１の位置決め手段ＰＭに接続された第１の支持構造体ＭＴと、
− 基板（例えばレジスト被覆ウェハ）Ｗを保持するための基板テーブル（例えばウェハ・テーブル）ＷＴであって、部材ＰＬに対して基板を正確に位置決めするための第２の位置決め手段ＰＷに接続された基板テーブルＷＴと、
− 投影ビームＰＢに付与されたパターンを、パターン形成手段ＭＡによって基板Ｗの（例えば１つ又は複数のダイを含む）標的部分Ｃに結像させるための投影装置（例えば反射投影レンズ）ＰＬとを含む。

本明細書に示すように、この装置は、（例えば反射性マスク、又は先に言及した種類のプログラム制御可能なミラー・アレイを使用した）反射形式のものである。あるいは、装置は（例えば透過性マスクを使用した）透過形式のものであってもよい。

照明器ＩＬは、放射線源ＳＯから放射線ビームを受け取る。例えば放射線源がプラズマ放電源である場合、放射線源及びリソグラフィ装置を別々の構成体とすることができる。その場合には、放射線源がリソグラフィ装置の一部を形成しているとは考えられず、放射線ビームは一般に、例えば適切な集光ミラー及び／又はスペクトル純度フィルタ（ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｐｕｒｉｔｙ ｆｉｌｔｅｒ）を含む放射線収集装置を用いて、放射線源ＳＯから照明器ＩＬへ伝えられる。例えば放射線源が水銀ランプであるなど他の場合には、放射線源を装置に一体化した部分とすることができる。放射線源ＳＯ及び照明器ＩＬを放射線装置と呼ぶことがある。

照明器ＩＬは、ビームの角強度分布を調整するための調整手段を含んでもよい。一般に、少なくとも照明器の瞳面内の強度分布の外側及び／又は内側の半径方向範囲（それぞれ一般にσ−アウタ（σ−ｏｕｔｅｒ）、σ−インナ（σ−ｉｎｎｅｒ）と呼ばれる）を調整することができる。照明器は、投影ビームＰＢと呼ばれる、その断面内に所望の均一性及び強度分布を有する調節された放射線ビームを提供する。

投影ビームＰＢは、マスク・テーブルＭＴに保持されたマスクＭＡに入射される。マスクＭＡにより反射されると、投影ビームＰＢはレンズＰＬを通過し、このレンズＰＬはビームを基板Ｗの標的部分Ｃに集束させる。第２の位置決め手段ＰＷ及び位置センサＩＦ２（例えば干渉装置）を用いて、例えば異なる標的部分ＣをビームＰＢの経路内に位置決めするように、基板テーブルＷＴを正確に移動させることができる。同様に、第１の位置決め手段ＰＭ及び位置センサＩＦ１を用いて、マスクＭＡを、例えばマスク・ライブラリから機械的に取り出した後、又は走査中に、ビームＰＢの経路に対して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及びＷＴの移動は、位置決め手段ＰＭ及びＰＷの一部を形成する長ストローク・モジュール（粗い位置決め）及び短ストローク・モジュール（細かい位置決め）を用いて実現される。しかし、（スキャナではなく）ステッパの場合には、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でもよいし、又は固定してもよい。マスクＭＡ及び基板Ｗは、マスクの位置調整用マークＭ１、Ｍ２、及び基板の位置調整用マークＰ１、Ｐ２を用いて位置を調整することができる。

図示した装置は、以下の好ましいモードで使用することができる。
１．ステップ・モードでは、投影ビームに付与されたパターン全体を１回で標的部分Ｃに投影する（すなわち、ただ１回の静止露光の）間、マスク・テーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴを本質的に静止した状態に保つ。次いで、異なる標的部分Ｃを露光できるように、基板テーブルＷＴをＸ方向及び／又はＹ方向に移動させる。ステップ・モードでは、露光領域の最大サイズによって１回の静止露光中に結像される標的部分Ｃの大きさが制限される。
２．走査モードでは、投影ビームに付与されたパターンを標的部分Ｃに投影する（すなわち、ただ１回の動的露光の）間、マスク・テーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴを同時に走査する。マスク・テーブルＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度及び方向は、投影装置ＰＬの拡大（縮小）及び像反転の特性によって決まる。走査モードでは、露光領域の最大サイズによって１回の動的露光での標的部分の（非走査方向の）幅が制限され、走査運動の長さによって標的部分の（走査方向の）高さが決定される。
３．他のモードでは、投影ビームに付与されたパターンを標的部分Ｃに投影する間、プログラム制御可能なパターン形成手段を保持しながらマスク・テーブルＭＴを本質的に静止した状態に保ち、基板テーブルＷＴを移動又は走査させる。このモードでは、一般にパルス式の放射線源が使用され、プログラム制御可能なパターン形成手段は、基板テーブルＷＴの移動後その都度、又は走査中の連続する放射線パルスの合間に、必要に応じて更新される。この動作モードは、先に言及した種類のプログラム制御可能なミラー・アレイなどのプログラム制御可能なパターン形成手段を用いる、マスクを用いないリソグラフィに対して簡単に適用することができる。前記の使用モードの組合せ、及び／又は変形形態、あるいは全く異なる使用モードを採用することもできる。

図２は、上面に適用された複数の基準マーク２０を有する基板Ｗを、平面図として示している。２ステージ・リソグラフィ投影装置では、基準マーク２０の数を基板Ｗごとに２５の範囲内とすることができる。基板Ｗの各基準マーク２０の相対位置を正確に測定するためにこうした装置を用いる場合、測定工程に多くの時間がかかる。

図３は、本方法の各工程を示している。本方法の第１の工程は、基板Ｗの各基準マーク２０の相対位置を測定する測定工程Ｓ１である。この工程は、いずれの場合にも基板Ｗと基板テーブルＷＴとの間の位置調整、及び水平調整測定のために基準マーク２０の位置が測定されるリソグラフィ投影装置で実施することができる。あるいは、この工程を別の装置で実施することもできる。測定工程Ｓ１に用いる装置は、基板Ｗ上の連続する２つの層の間の位置の整合関係（アライメント）を測定する、重ね合わせの検証のために用いるものと同じ装置とすることができる。重ね合わせ検証工程Ｓ３については後述する。

測定工程Ｓ１の間、測定装置は、制御装置の制御の下で基板Ｗの複数の基準マーク２０の相対位置を測定する。処理装置を用いて測定Ｓ１の結果をデータベースの情報／値と比較する。

測定結果とデータベースに格納されている情報との比較結果に応じて、本方法のいくつかの変形形態が可能である。例えば、比較によって基板Ｗが所定の限界を超えて変形していることが明らかになった場合、操作者用警告装置を作動させてもよい。あるいは、比較の結果を用いて、後続の基板Ｗの露光を制御装置で制御してもよい。いずれの場合も、その処理中に基板の変形がどのように変化したかの履歴を蓄積する助けとなるように、測定工程の結果及び比較工程の結果を自動的にデータベースに格納し、情報に追加することができる。これは、その特定の基板についての履歴、及び異なる基板が経時的にどのように変形してきたかを比較する際に用いる履歴の両方として有用である。

測定工程Ｓ１に続いてウェハをリソグラフィ投影装置で露光し、その後現像する（図３の工程Ｓ２）。通常、露光及び現像工程Ｓ２の終了時に参照マーク２０は被覆されておらず（又は、重なっている層を通して見える場合、被覆されたままである可能性がある）、したがってこの参照マーク２０を用いて、重ね合わせ精度を評価する重ね合わせ検査Ｓ３を含めた次の測定を実施することができる。次の工程Ｓ４はパターン転写工程であり、この工程には感光材料で被覆されていない（すなわち、現像中に除去された）基板領域に対する層の被着、例えばイオン放射によるドーピング、又はエッチングを含めることができる。もちろん、リソグラフィ投影装置での次の露光の前に、それ自体が放射線装置によって生成された投影ビームにパターンを形成して所望のパターンにするように働くパターン形成手段を支持する支持構造体に対する基板Ｗの位置及び方向が、基準マーク２０を用いて測定される。投影ビームはもちろん、投影装置によって基板Ｗの標的部分に投影される。

一実施例では、測定された変形及び工程Ｓ１での比較結果を考慮するために、フィード・フォワード・ループ（Ｆｅｅｄ Ｆｏｒｗａｒｄ Ｌｏｏｐ）ＦＦを用いて露光及び現像工程Ｓ２の現像工程を制御する。

露光及び現像工程Ｓ２に続いて、連続するサイクル中に基板Ｗに被着した次の２つの層の位置の整合関係（アライメント）を測定する、位置整合測定工程Ｓ３が実施される。この処理は、最も新しい層のその前の層に対する位置調整が不十分であれば、その最新の層を除去して新たな層を被着させることが可能であり、その結果、検出された層間の位置ずれによってそうした基板が使用できない場合にも基板Ｗにさらに次の層を適用することに不要な労力を費やさずに済む。

図３は、基準マーク２０の位置を互いに対して測定し、その結果をデータベースの情報と比較する、別の又は追加の測定工程Ｓ５を示している。ある種類の装置では、位置整合測定工程Ｓ３と測定工程Ｓ５とを同時に実施して、既に測定された基板を露光するためにリソグラフィ投影装置を空けるようにすると好都合である（点線で示す）。あるいは、測定工程Ｓ３を工程Ｓ４の後に、工程Ｓ５とは無関係に実施してもよい。露光工程Ｓ２のフィード・フォワード制御も可能である（図３にＡＦＦで示す）。そうすると、投影装置内でマスクに対する基板Ｗの位置を調整するために、工程Ｓ１でいくつかの基準マーク２０を測定することが必要になるだけである。

測定、露光、現像、位置整合測定、及びパターン転写の各工程Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４は１つのサイクルを形成し、このサイクルは基板Ｗに所望される構造により必要に応じて複数回実施される。測定工程Ｓ１、Ｓ５のそれぞれの結果を、自動格納装置によって自動的にデータベースに格納してもよい。このように、基板Ｗの変形の履歴をその処理中に蓄積することができる。これによって工程技師は、複数の露光、現像及び処理工程Ｓ２、Ｓ４のどれが許容できない量の基板Ｗの変形をもたらしているのかを特定することができる。

基板Ｗが露光される前の第１の測定工程は、データベースとの比較なしに実施してもよい。この状況では、露光又は処理はまだ行われないため、露光又は処理による基板Ｗの変形は生じていない。

場合によっては、比較工程で、データベースに格納されている同じ基板Ｗのバッチに属する基板Ｗから得られた値と比較するだけで有利になることがある。異なるバッチの基板は所与の露光、現像及び処理工程に対して異なる方法で反応する可能性があり、したがって同じ基板のバッチからの値のみが有効な比較をもたらす。操作者用警報装置を作動させることにより、リソグラフィ投影装置の設定の偏移、又は大きすぎる変形を受けた基板Ｗを操作者に知らせることができる。

データベースの値は、検討中の特定の基板Ｗに対する前の測定工程Ｓ１、Ｓ５の値であってもよい。比較によりサイクル間又は全体の変形が所定の値を超えることが示された場合、操作者用警報装置を作動させるか、又は変形を補償するように露光工程Ｓ２を制御装置によって制御することができる。

制御装置は、（自動的に、又は操作者に手動調整を行うように警告を出すことにより）位置のずれ又は非直交変形、あるいはさらに高次の変形（すなわち非線形変形）を補償するように露光工程Ｓ２を制御することができる。

図４は、所与のロットに対する特定のサイクルの結果を予測するために、いくつかのロットについて平均した特定のサイクル、サイクルｎに関するフィンガープリント・データ、及び所与のロット、ロットｍの基板について平均した基板データをどのように用いることができるかを示している。

一致しない基板を特定する統計的方法は、以下のモデルに基づく線形回帰分析を用いる。
Δ＝β_０＋β_１ｘ＋β_２ｙ＋残差
上式で、Δは（ｘ，ｙ，ｚ）で表された測定位置と予測位置との間の差である。一般にモデルの適合度は完全ではなく、そのため測定値ごとに残差が生じる。この残差は、いわゆる補正不能成分及びランダム成分の２つの成分からなると考えられる。補正不能成分は、定義すれば、適用されたモデルによって記述できない定数である。ランダム成分は測定ノイズと呼ばれることもあり、実際の測定装置に関連するノイズ、及び例えば測定目的物の特性のランダムな変化からなる。

実際には、多重線形回帰がいくつかの構成要素に対して適用され、その場合、構成要素は基板とすることが可能であり、バッチ又はロットごとの複数の基板の複数の位置整合測定値を含む。したがって、基板データをモデル化すると、測定位置ごとに残差が生じることになる。すべての基板について各測定値の残差を平均することにより、その位置の補正不能誤差の推定値が得られる。処理の変更、基板テーブル上の粒子などの誤差、又は層間の相互作用がある場合には、補正不能誤差のパターンが変化し、それを容易に検出することができる。

ここまで本発明の特定の実施例について説明してきたが、本発明は記載したものとは別の方法で実施することが可能であることが理解されよう。前記説明は本発明を限定するものではない。

本発明の一実施例によるリソグラフィ投影装置を示す図。 一般的な基準マークのパターンを有する基板ウェハを示す図。 本発明の一実施例による方法の様々な工程を示す概略図。 予測を行うための、サイクルのフィンガープリント・データ及び基板データの使用を示す図。

Claims (12)

1. 複数の基準マークを有する基板上で実施される処理工程の特性を明らかにする方法において、
   前記基板に提供された感光層にデバイスの機能部分の層を表すパターンを露光して、潜在パターンをインプリントする工程と、
   前記感光層の前記潜在パターンを現像して、前記パターンを顕在化させる工程と、
   前記基板を処理する工程と、
   前記基板の前記基準マークの相対位置を測定する工程と、
   前記測定工程の結果を前記基準マークの公称位置に関する基準情報と比較して、前記処理工程で生じる可能性のある、前記基板の変形を検出及び／又は測定し、前記処理工程の特性を明らかにする工程と、
   を含み、
   前記処理工程の特性は、前記測定工程の結果と前記基準情報の差の線形回帰モデルから計算される残差により明らかにされ、
   前記基準マークの相対位置を測定する工程を、前記基準マークを用いて重ね合わせ精度を評価するための重ね合わせ検査と同時に実施する、
   処理工程の特性を明らかにする方法。
2. 前記基準情報を得るために、前記処理工程の前に前記基板の前記基準マークの相対位置を測定する工程をさらに含む、
   請求項１に記載された処理工程の特性を明らかにする方法。
3. 適用、露光、現像及び処理の各工程が、同じバッチの複数の基板に対して実施され、前記基板の第１の基板の前記基準マークの相対位置を測定することにより前記基準情報を得て、次いでそれを用いて前記バッチの他の基板の全ての変形を検出及び／又は測定する工程をさらに含む、
   請求項１に記載された処理工程の特性を明らかにする方法。
4. 適用、露光、現像及び処理の各工程が複数の基板に対して実施され、前記測定及び比較工程が１つの基板に対して実施され、前記１つの基板の後の基板に対して実施される処理工程の条件が、前記測定及び比較工程に基づいて調整される、
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載された処理工程の特性を明らかにする方法。
5. 前記基板に提供された第２の感光層にデバイスの機能部分の層を表す第２のパターンを露光して、第２の潜在パターンをインプリントする工程と、
   前記感光層の前記第２の潜在パターンを現像して、前記第２のパターンを顕在化させる工程と、
   前記基板を処理する工程と、
   をさらに含み、
   前記第２のパターンの露光工程が、前のサイクルの比較工程の結果に応じて制御される、
   請求項１乃至４のいずれか１項に記載された処理工程の特性を明らかにする方法。
6. 前記測定及び／又は比較工程の結果を自動的にデータベースに格納する工程をさらに含む、
   請求項１乃至５のいずれか１項に記載された処理工程の特性を明らかにする方法。
7. 前記基板の処理工程が前記パターンを前記基板に転写する処理を含む、
   請求項１乃至６のいずれか１項に記載された処理工程の特性を明らかにする方法。
8. 前記基板の処理工程が前記基板に形成された処理層を変更する工程を含む、
   請求項１乃至７のいずれか１項に記載された処理工程の特性を明らかにする方法。
9. 前記基準マークの相対位置を測定する工程で用いる測定装置として、前記重ね合わせ検査で用いる測定装置と同じ装置を用いる、
   請求項１乃至８のいずれか１項に記載された処理工程の特性を明らかにする方法。
10. デバイスを製造する方法において、
    基板を提供する工程と、
    照明装置を用いて放射線の投影ビームを提供する工程と、
    パターン形成手段を用いて前記投影ビームの断面にパターンを付与する工程であって、前記パターンが位置調整用マーク及びデバイス層の機能部分を含む、工程と、
    前記パターンが形成された放射線ビームを前記基板の標的部分に投影して潜在パターンを形成する工程と、
    前記潜在パターンを現像して、前記パターンを顕在化させる工程と、
    前記基板を処理する工程と、
    前記基板の基準マークの相対位置を測定する工程と、
    前記測定工程の結果を前記基準マークの公称位置に関する基準情報と比較して、前記処理工程で生じる可能性のある、前記基板の変形を検出及び／又は測定し、前記処理工程の特性を明らかにする工程と、
    を含み、
    前記処理工程の特性は、前記測定工程の結果と前記基準情報の差の線形回帰モデルから計算される残差により明らかにされ、
    前記基準マークの相対位置を測定する工程を、前記基準マークを用いて重ね合わせ精度を評価するための重ね合わせ検査と同時に実施する、
    デバイスを製造する方法。
11. コンピュータ装置で実行された場合に、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載された方法の工程を実施するように装置を制御するのに有効なコード手段を含む、
    コンピュータ・プログラム。
12. 複数の基準マークを有する基板上で実施される処理工程の特性を明らかにする方法において、
    前記基板の前記基準マークの相対位置を測定する第１の測定工程と、
    前記第１の測定工程の結果とデータベースに格納される情報とを比較して、該比較により前記基板が所定の限界を超えて変形していることが明らかになった場合、操作者用警告装置を作動させる工程と、
    前記基板に提供された感光層にデバイスの機能部分の層を表すパターンを露光して、潜在パターンをインプリントする工程と、
    前記感光層の前記潜在パターンを現像して、前記パターンを顕在化させる工程と、
    前記基板上の連続する２つの層の間の位置の整合関係を測定し、重ね合わせ検証する工程と、
    前記基板を処理する工程と、
    前記基板の前記基準マークの相対位置を測定する第２の測定工程と、
    前記第２の測定工程の結果を前記基準マークの公称位置に関する基準情報と比較して、前記処理工程で生じる可能性のある、前記基板の変形を検出及び／又は測定し、前記処理工程の特性を明らかにする工程と、
    を含み、
    前記処理工程の特性は、前記測定工程の結果と前記基準情報の差の線形回帰モデルから計算される残差により明らかにされ、
    前記第２の測定工程と前記重ね合わせ検証する工程とを同時に実施する、
    処理工程の特性を明らかにする方法。

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