JP4943463B2 - 投影システムの焦点面に対して基板の少なくとも１つのターゲット部分を配置する方法およびデバイス製造方法 - Google Patents

投影システムの焦点面に対して基板の少なくとも１つのターゲット部分を配置する方法およびデバイス製造方法 Download PDF

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Description

[0001] 本発明は、基板表面の高さデータを取得するリソグラフィ装置及び方法、高さデータを取得するプログラム及びそのプログラムを含むメモリ、及び、前記方法により取得した高さデータを補正する方法、装置、プログラム及びメモリに関する。本発明は、投影システムの焦点面に対して基板のターゲット部分を配置する方法、レベルセンサによって取得された高さデータを補正する補正高さを生成する方法、さらにこのような方法のリソグラフィ装置、コンピュータ構成、コンピュータプログラムプロダクト、及び、このようなコンピュータプログラムプロダクトを備えるデータキャリアにも関する。
[0002] 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）の製造に使用可能である。このような場合、代替的にマスク又はレチクルとも呼ばれるパターニング構造を使用して、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できる。これは、レチクルと基板の間にあって、レチクルの照射部分を基板のターゲット部分に結像するために提供された投影システムを使用して実行される。投影システムは、放射のビームを誘導、成形及び／又は制御するコンポーネントを含む。このパターンを、レジストなどの放射感応性材料の層を有する例えばシリコンウェーハなどの基板のターゲット部分（例えば１つ又は幾つかのダイの一部を含む）に結像することができる。一般的に、１枚の基板は、順次パターンが与えられる網の目状の互いに近接したターゲット部分を含んでいる。従来のリソグラフィ装置は、パターン全体をターゲット部分に１回で露光することによって各ターゲット部分が照射される、いわゆるステッパと、基板を所定の方向(「スキャン」方向）と平行あるいは逆平行にスキャンしながら、パターンを所定の方向（「スキャン」方向）に投影ビームでスキャンすることにより、各ターゲット部分が照射される、いわゆるスキャナとを具備している。
[0003] リソグラフィ装置は２つ（デュアルステージ）又はそれ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）を有するタイプでよい。これについては、以下でさらに詳細に説明する。
[0004] 現在のデュアルステージ装置では、データを収集し、ターゲット部分の中心に対してちょうど同じ位置で各ターゲット部分（フィールド）をレベルセンサと同じ高さにする。可能なレベルセンサについて、以下でさらに詳細に説明する。
[0005] 投影システムは、放射のビームを誘導、成形及び／又は制御するコンポーネントを含む。パターンを、レジストなどの放射に敏感な材料の層を有する基板、例えばシリコンウェーハ上のターゲット部分（例えば１つ又は幾つかのダイの一部を含む）に結像することができる。一般的に、１枚の基板は、順次パターンが与えられる網の目状の互いに近接したターゲット部分を含んでいる。従来のリソグラフィ装置は、パターン全体をターゲット部分に１回で露光することによって各ターゲット部分が照射される、いわゆるステッパと、基板を通常は「スキャン」方向と呼ばれる任意の方向に平行あるいは逆平行にスキャンしながら、パターンをその方向に投影ビームでスキャンすることにより、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んでいる。
[0006] 単純にするために、以降では投影システムを「レンズ」と呼ぶことがあるが、この用語は、例えば屈折光学システム、反射光学システム、反射屈折光学システム、荷電粒子光学システムを含む様々なタイプの投影システムを網羅するものとして広義に解釈されるべきである。放射システムは、投影ビームを誘導、成形又は制御するこれらの原理のいずれかに従って動作する要素も含んでよく、このような要素も以下ではまとめて、又は単独に「レンズ」と呼ぶことができる。また、第一及び第二オブジェクトテーブルを、それぞれ「マスクテーブル」及び「基板テーブル」と呼ぶことができる。
[0007] リソグラフィ装置は、１つのマスクテーブル及び１つの基板テーブルを含むことができるが、少なくとも２つの別個に移動可能な基板テーブルを有することも可能である。例えば、国際特許出願ＷＯ９８／２８６６５号及びＷＯ９８／４０７９１号に記載されたマルチステージ装置を参照されたい。このようなマルチステージ装置の基本的な動作原理は、第一基板テーブルが、そのテーブルに配置された第一基板を露光するために、投影システムの下の露光位置にある間、第二基板テーブルが装填位置へと進み、以前に露光した基板を放出して、新しい基板を取り上げ、新しい基板で何らかの初期測定を実行し、これで、第一基板の露光が終了するとすぐに投影システムの下の露光位置へと新しい基板を移送するための準備を整えることができることであり、次にこのサイクルを繰り返す。この方法で、機械のスループットを大幅に増加することが可能であり、したがって機械の所有費を改善する。露光位置と測定位置の間で移動する１つのみの基板テーブルでも、同じ原理を使用できることを理解されたい。
[0008] 露光プロセス中に、マスクイメージがウェーハ上に正確に焦点を合わせることを保証することが重要である。従来、これは、露光又は一連の露光の前に、投影レンズに対する空間像の最適焦点面の垂直位置を測定することによって実行されている。各露光中に、投影レンズに対するウェーハの上面の垂直位置を測定し、ウェーハ表面が最適焦点面にあるように、ウェーハテーブルの位置を調節する。
[0009] 投影システムＰＬの焦点面の位置を調節するための範囲は限られ、そのシステムの焦点深さは小さい。つまり、ウェーハ（基板）の露光区域を、投影システムＰＬの焦点面に厳密に配置しなければならない。
[00010] ウェーハは非常に高い平坦度まで研磨されるが、それでもウェーハの表面に、完璧な平坦さから、焦点の精度に影響するほど目立つような十分に大きい偏差（「非平坦度」と呼ぶ）が生じることがある。非平坦度は、例えばウェーハ厚さの変動、ウェーハの形状の歪み、又はウェーハホルダ上の汚染物質によって引き起こされることがある。以前のプロセスステップによる構造の存在も、ウェーハの高さ（平坦度）に大きく影響する。本発明では、非平坦さの原因は重要でなく、ウェーハの上面の高さのみを考慮する。本文中の他の箇所で要求されていない限り、以下で「ウェーハ表面」に言及した場合、それはマスク像が投影されるウェーハの上面を指す。
[00011] 露光中に、投影光学系に対するウェーハ表面の位置及び方向を測定し、ウェーハテーブルＷＴの垂直位置（Ｚ）及び水平方向の傾斜（Ｒｘ、Ｒｙ）を調節して、ウェーハ表面を最適な焦点位置に維持する。
[00012] 上述したように、基板Ｗへのパターンの結像は通常、レンズ又はミラーなどの光学要素で実行する。鮮明な像を生成するために、ウェーハＷ上のレジストの層は、光学要素の焦点面に、又はその付近になければならない。したがって、先行技術によれば、露光されるターゲット部分Ｃの高さを測定する。これらの測定に基づいて、光学要素に対する基板Ｗの高さを、例えば基板Ｗが配置された基板テーブルＷＴを移動することによって調節する。基板Ｗは完璧に平坦なオブジェクトではないので、ターゲット部分Ｃ全体で、レジストの層を光学系の焦点面に正確に配置することが可能でないことがあり、したがって基板Ｗは可能な限り良好に配置できるだけである。
[00013] 基板Ｗを可能な限り良好に（例えば焦点面をレジスト厚さの中心に一致させることによって）焦点面に配置するために、基板Ｗの方向を変更することができる。レジストの層を可能な限り良好に焦点面に配置するために、基板テーブルＷＴを６自由度で平行移動、回転又は傾斜することができる。
[00014] 光学要素に対する基板Ｗの最適位置を割り出すために、例えば米国特許第５，１９１，２００号に記載されているように、レベルセンサを使用して基板Ｗの表面を測定することができる。この手順は、露光中又は次に露光される基板Ｗの部分を測定することによって、露光中に（オンザフライ）実行することができるが、基板Ｗの表面は事前に測定してもよい。この後者のアプローチは、遠隔位置で実行してもよい。後者の場合、レベルセンサ測定の結果を、いわゆる高さマップ又は高さプロフィールの形態で記憶し、露光中に使用して、光学要素の焦点面に対して基板Ｗを位置決めすることができる。
[00015] 両方の場合で、基板Ｗの上面は、特定の区域の高さを割り出すレベルセンサで測定することができる。この区域は、ターゲット部分Ｃの幅とほぼ等しい、又はそれより大きい幅を有してよく、ターゲット部分Ｃの長さの一部にすぎない長さを有してよいが、それについては以下で説明する（区域は点線で指示）。ターゲット部分Ｃの高さマップは、矢印Ａの方向にターゲット部分Ｃをスキャンすることによって測定することができる。
[00016] エアゲージは、当業者に知られているように、気体出口から基板Ｗの表面に気体流を供給することにより、基板Ｗの高さを割り出す。基板Ｗの表面が高い、つまり基板Ｗの表面が気体出口に比較的近い場合、気体流は、比較的高い抵抗を経験する。基板Ｗ上のエアゲージの空間位置の関数として、流れの抵抗を測定することにより、基板Ｗの高さマップを取得することができる。エアゲージのさらなる検討については、参照により組み込まれる欧州特許ＥＰ０３８０９６７号に見ることができる。エアゲージ（ＡＧ）は、レベルセンサの空気圧較正センサである。
[00017] 代替方法によると、スキャンニードルプロファイラを使用して、基板Ｗの高さマップを割り出す。このようなスキャンニードルプロファイラは、ニードルで基板Ｗの高さマップをスキャンし、高さ情報も提供する。
[00018] 実際、高さデータを生成するために、基板Ｗの高さ測定を実行するように構成されたあらゆるタイプのセンサを使用することができる。
[00019] レベル感知方法は、少なくとも１つの感知区域を使用し、レベルセンサスポットＬＳＳと呼ばれる小さい区域の平均高さを測定する。実施形態によれば、レベルセンサは幾つかの測定放射ビームを同時に適用し、基板Ｗの表面の幾つかのレベルセンサスポットＬＳＳを生成することができる。
[00020] レベルセンサＬＳは、多スポット測定、例えば９スポット測定などを適用することにより、基板Ｗの高さを割り出す。レベルセンサスポットＬＳＳが区域全体に広がり、異なるレベルセンサスポットから取得した測定値に基づいて、高さデータを収集することができる。
[00021] 本明細書で使用する「高さ」という用語は、基板Ｗの表面に対して実質的に直角の方向、つまり露光される基板Ｗの表面に対して実質的に直角の方向を指す。レベルセンサの測定の結果、基板Ｗの特定の位置の相対的高さに関する情報を含む高さデータになる。これを高さマップと呼ぶこともできる。
[00022] 円柱状のターゲット部分レイアウトという最も一般的な事例では、完全な基板表面に関する高さデータを取得するには、各円柱を読み取るレベルセンサの「ストローク」を必要とする。これは、複数のフィールド４０がある基板Ｗ及びレベルセンサのスキャンパス又はストロークを表す矢印を示す図２に関して、さらに例証する。
[00023] この高さデータに基づいて、例えば基板の様々な部分の対応する高さデータ（例えば、様々なターゲット部分Ｃ内の同様の相対位置に対応する高さデータ）を平均することによって、高さプロフィールを計算することができる。このような高さデータが入手不可能な場合は、高さプロフィールは高さデータと同等と考えられる。
[00024] 高さデータ又は高さプロフィールに基づいて、レベリングプロフィールを割り出し、投影システムＰＳに対する基板Ｗの最適配置を示すことができる。このようなレベリングプロフィールは、高さデータ又は高さプロフィール（の一部）を通して線形適合を適用することにより、例えば測定される区域の内側にある点を通して（三次元の）最小二乗適合を実行することによって割り出すことができる。
[00025] 以上で説明したように、正確なレベリングには、例えばレベルセンサを使用して、基板の形状及びトポグラフィーを測定する必要があり、その結果、基板Ｗ（の一部）の高さデータが生成され、それに基づいてレベリングプロフィールを割り出すことができる。このようなレベリングプロフィールは、基板Ｗの局所形状及び高さを考慮して、投影システムＰＳに対する基板Ｗの最適位置を表すことができる。
[00026] プロセスに依存するレベルセンサもある。レンズセンサから取得した高さデータは、基板の頂部を表すと予想されるが、取得した値が実際の高さに対応しない値を表すことがある。値は、実際の値より上又は下であり得る。基板のフィールドＣでは、誤差の大きさが数十ナノメートルのオーダになることがある。測定した（見かけの）高さと実際の高さとの間に差を引き起こす効果は、様々な背景を有し得る。知られている１つの効果は、波面傾斜による見かけの表面窪みＡＳＤである。別の効果が、図４に詳細に図示されている。本発明は、最新技術で知られている効果の少なくとも１つを補正する計算補正データを指向する。現在のところ知られていない効果を使用して本発明を実現し、新しい効果を使用して高さデータの誤差／補正値を計算することが、当業者には明白になる。
[00027] 図４は、基板表面の断面図を概略的に示す。断面図はｙ軸に沿って、又は図２に示すようなストロークによるスキャン方向に沿って切り取られている。レベルセンサの概略的に図示された放射源１０１からの入射放射１００が、「段階的」表面構造を有する基板Ｗに投影される。この表面構造は、以前の製造段階で、基板上の層を次々に結像することによって形成されている。層は、層スタックデータに対応して形成され、これは特定のトポロジを有する最終プロダクトの層を形成することに対応する。最終層は、プロセス層データに従って最上層に結像される。「プロセス層データ」という用語は、本明細書では、基板上に基板表面の一部である少なくとも最終層を形成するために使用されるデータを指す。プロセス層データは、以前の／より古い層で、その後に覆われている層のデータを備えてよい。
[00028] 基板表面という用語は、少なくとも最上基板層を指すが、その後のより下の／古い層を備えてよい。
[00029] 左手側で、入射ビーム１００は中間最上層１０２によって部分的に反射する。例では、入射放射の約５０％が反射する。高さ読み取り値の誤差の量は、最上層の材料の吸収、屈折率などに依存する。入射放射の約２０％はその下の層で、３０％はさらに古い層で反射する。したがって、プロセスの依存度は、最も新しい層の１つ又は複数にも依存する。
[00030] さらなる入射ビーム１０４が、図４の右手側に図示されている。約２０％は層１０５で反射し、約４０％は層１０６で、４０％は基板表面の別の部分で反射する。反射した放射を検出するレベルセンサは、さらなる情報がない状態で、最上層の位置を計算することができる。
[00031] 図４は、基板Ｗ上にデバイスを製造するために基板／レジストを照明する場合に、リソグラフィ装置の投影システムの焦点面の望ましい高さを点線１２０でさらに示す。望ましい高さ１２０は、ターゲット区域における基板表面の平均高さである。
[00032] プロセスの依存度を考慮しないと、反射した放射から望ましい高さ１２０の近似値を提供することは不可能である。実際の高さ読み取り値の誤差（実際の高さからの見かけの高さの差になる）は、レベルセンサの光スペクトル、偏光及びハードウェアの特性にさらに依存する。
[00033] 図４に例示したレベルセンサなどの放射の高さ読み取り値誤差レベルセンサで取得したデータの補正として、エアゲージの較正は時間がかかる測定である。較正をさらに迅速に実行することが望ましい。ＡＧ較正などの較正は、ドリフトによってさらに悪化する。
[00034] 投影システムの焦点面に対して基板の少なくとも１つのターゲット部分を配置する方法を提供することによって、以上で検討した問題を少なくとも部分的に緩和することが、本発明の態様であり、方法は、基板の少なくとも一部の高さ測定を実行して、高さデータを生成すること、予め割り出された補正高さを使用して、補正した高さデータを計算すること、及び、補正した高さデータに少なくとも部分的に基づいて、投影システムの焦点面に対して基板のターゲット部分を配置することを含み、方法は、プロセススタックデータを入力することをさらに含み、予め割り出された補正高さは、プロセススタックデータに少なくとも部分的に基づいて計算された補正高さである。
[00035] 予め割り出された補正高さを計算することは、グリッド部分を有するグリッドを規定し、各グリッド部分の高さ読み取り値誤差を計算し、ターゲット区域の各グリッド部分で計算された差を平均することを含む。
[00036] ＬＳ読み取り値誤差を計算することは、基板に積み重ねた層の見かけの差とプロセススタックデータに基づく実際の最上層との差を計算することを含んでよい。高さの測定は、基板の少なくとも一部をレベルセンサでスキャン方向にスキャンすることによって実行することができる。
[00037] さらなる態様によれば、放射の投影ビームを供給する放射システムと、マスクを保持するマスクホルダを備えた第一オブジェクトテーブルと、基板を保持する基板ホルダを備えた第二オブジェクトテーブルと、前記オブジェクトホルダの１つによって保持されたオブジェクトの少なくとも１つの水平軸の周囲の垂直位置及び傾斜のうち少なくとも一方を測定して、位置信号を生成するレベルセンサと、前記オブジェクトを所望の位置へと移動するために前記位置信号に応答するサーボシステムと、を備えるリソグラフィ投影装置を使用して、デバイスを製造する方法が提供され、方法は、パターンを有するマスクを前記第一オブジェクトテーブルに提供すること、放射感応性層を有する基板を前記第二オブジェクトテーブルに提供すること、及び、前記サーボシステムを操作することによって、マスクの前記照射部分を基板の前記ターゲット部分に結像して、前記オブジェクトを前記所望の位置に維持すること、を含み、所望の位置は、プロセススタックデータに少なくとも部分的に基づいて計算した補正高さデータに少なくとも部分的に基づいている。
[00038] 予め割り出された補正高さを計算することは、グリッド部分を有するグリッドを規定し、各グリッド部分のＬＳ高さ読み取り値誤差を計算し、ターゲット区域の各グリッド部分で計算した差を平均することを含んでよい。実施形態では、方法は、高さ測定における層スタックの見かけの高さと実際の最上層との差を計算することによって、ＬＳ高さ読み取り値誤差を計算することをさらに含み、前記計算は、プロセススタックデータに部分的に基づく。
[00039] さらなる態様によれば、リソグラフィ投影装置が提供され、装置は、放射ビームの断面にパターンを与えて、パターン付き放射ビームを形成することができるパターニングデバイスを支持するように構成された支持体と、基板を保持するように構成された基板テーブルと、パターン付き放射ビームを基板のターゲット部分に投影するように構成された投影システムと、基板の少なくとも一部の高さ測定を実行して、投影システムの焦点面に対する基板のターゲット部分の配置に使用する高さデータを生成するように構成されたレベルセンサと、投影システムに対して基板テーブルを配置するアクチュエータと、アクチュエータを制御して、補正した高さ測定値に従って投影システムの焦点面に基板のターゲット部分を配置するように構成された制御装置と、を備え、制御装置は、高さ測定値をメモリからの予め割り出された補正高さで補正する処理装置を備え、メモリは、プロセススタックデータに少なくとも部分的に基づく補正高さを含む。
[00040] 実施形態では、メモリはプロセススタックデータを表す命令を含み、処理装置は、メモリ内のプロセススタックデータに少なくとも部分的に基づいて予め割り出された補正高さを計算するように構成される。
[00041] メモリは、基板材料の反射特性を表す命令をさらに含むことができ、処理装置は、メモリ内の基板材料の反射特性に少なくとも部分的に基づいて予め割り出された補正高さを計算するように構成される。
[00042] さらに別の態様によれば、基板の位置を制御するシステムが提供され、システムは処理装置及びメモリを備え、メモリは、処理装置が高さデータを使用して、投影システムの焦点面に対して基板のターゲット部分を配置する方法を実行することによって実行可能な命令を含むコンピュータプログラムでコード化され、方法は、基板の少なくとも一部の高さ測定を実行して、高さデータを生成すること、予め割り出された補正高さを使用して、高さデータの補正された高さデータを計算すること、及び、補正された高さデータに少なくとも部分的に基づいて投影システムの焦点面に対して基板のターゲット部分を配置することを含み、予め割り出された補正高さは、プロセススタックデータに少なくとも部分的に基づいて計算される。
[00043] システムは、レベルセンサからの高さ測定値を処理するような構成でよい。
[00044] さらなる態様によれば、処理装置が高さデータを使用して、投影システムの焦点面に対して基板のターゲット部分を配置する方法を実行することによって実行可能な命令を含むコンピュータプログラムでコード化されたコンピュータ読み取り可能媒体が提供され、方法は、基板の少なくとも一部の高さ測定を実行して、高さデータを生成すること、予め割り出された補正高さを使用して、高さデータの計算された高さデータを計算すること、及び、補正された高さデータに少なくとも部分的に基づいて投影システムの焦点面に対して基板のターゲット部分を配置することを含み、予め割り出された補正高さは、プロセススタックデータに少なくとも部分的に基づいて計算される。
[00045] 次に、本発明の実施形態を添付の略図を参照しながら、ほんの一例として説明する。図面では対応する参照記号は対応する部品を示している。
[00046]本発明の実施形態によるリソグラフィ装置を示した図である。 [00047]複数のターゲット部分がある基板、及び、先行技術によるレベルセンサのスキャンパスを示す矢印を概略的に示した図である。 [00048]図１の装置の部分をさらに詳細に示した図である。 [00049]複数のターゲット部分がある基板、及び、先行技術によるレベルセンサのスキャンパスを示す矢印を概略的に示した図である。 [00050]本発明の実施形態によるウェーハの高さデータを概略的に示した図である。 [00051]本発明の実施形態によるリソグラフィ装置の制御装置を概略的に示した図である。 [00052]本発明の実施形態による補正した高さデータの計算方法を概略的に示した図である。
[00053] 図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示したものである。この装置は、
− 放射ビームＢ（例えばＵＶ放射又はＥＵＶ放射）を調節するように構成され、構築された照明システム（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を支持するように構築され、特定のパラメータに従ってパターニングデバイスを正確に位置決めするように構成された第一位置決め装置ＰＭに接続された支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴと、
− 基板（例えばレジストコートウェーハ）Ｗを保持するように構築され、特定のパラメータに従って基板を正確に位置決めするように構成された第二位置決め装置ＰＷに接続された基板テーブル（例えばウェーハテーブル）ＷＴと、
− パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢに与えられたパターンを基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば１つ又は複数のダイを含む）に投影するように構成された投影システム（例えば屈折投影レンズシステム）ＰＳとを含む。
[00054] 照明システムは、放射の誘導、成形、又は制御を行うための、屈折、反射、磁気、電磁気、静電気型等の光学コンポーネント、又はその任意の組み合わせなどの種々のタイプの光学コンポーネントを含んでいてもよい。
[00055] 支持構造は、パターニングデバイスを支持、つまりその重量を支えている。該支持構造は、パターニングデバイスの方向、リソグラフィ装置の設計等の条件、例えばパターニングデバイスが真空環境で保持されているか否かに応じた方法で、パターニングデバイスを保持する。この支持構造は、パターニングデバイスを保持するために、機械的、真空、静電気等のクランプ技術を使用することができる。支持構造は、例えばフレーム又はテーブルでよく、必要に応じて固定式又は可動式でよい。支持構造は、パターニングデバイスが例えば投影システムなどに対して確実に所望の位置にくるようにできる。本明細書において「レチクル」又は「マスク」という用語を使用した場合、その用語は、より一般的な用語である「パターニングデバイス」と同義と見なすことができる。
[00056] 本明細書において使用する「パターニングデバイス」という用語は、基板のターゲット部分にパターンを生成するように、放射ビームの断面にパターンを与えるために使用し得る任意のデバイスを指すものとして広義に解釈されるべきである。ここで、放射ビームに与えられるパターンは、例えばパターンが位相シフトフィーチャ又はいわゆるアシストフィーチャを含む場合、基板のターゲット部分における所望のパターンに正確には対応しないことがある点に留意されたい。一般的に、放射ビームに与えられるパターンは、集積回路などのターゲット部分に生成されるデバイスの特別な機能層に相当する。
[00057] パターニングデバイスは透過性又は反射性でよい。パターニングデバイスの例には、マスク、プログラマブルミラーアレイ、及びプログラマブルＬＣＤパネルがある。マスクはリソグラフィにおいて周知のものであり、これには、バイナリマスク、レベンソン型(alternating)位相シフトマスク、ハーフトーン(attenuated)位相シフトマスクのようなマスクタイプ、さらには様々なハイブリッドマスクタイプも含まれる。プログラマブルミラーアレイの一例として、小さなミラーのマトリクス配列を使用し、そのミラーは各々、入射する放射ビームを異なる方向に反射するよう個々に傾斜することができる。傾斜したミラーは、ミラーマトリクスによって反射する放射ビームにパターンを与える。
[00058] 本明細書において使用する「投影システム」という用語は、例えば使用する露光放射、又は液浸液の使用や真空の使用などの他の要因に合わせて適宜、例えば屈折光学システム、反射光学システム、反射屈折光学システム、磁気光学システム、電磁気光学システム及び静電気光学システム、又はその任意の組合せを含む任意のタイプの投影システムを網羅するものとして広義に解釈されるべきである。本明細書において「投影レンズ」という用語を使用した場合、これはさらに一般的な「投影システム」という用語と同義と見なされる。
[00059] ここに示している本装置は透過タイプである（例えば透過マスクを使用する）。あるいは、装置は反射タイプでもよい（例えば上記で言及したようなタイプのプログラマブルミラーアレイを使用する、又は反射マスクを使用する）。
[00060] リソグラフィ装置は２つ（デュアルステージ）又はそれ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）を有するタイプでよい。このような「マルチステージ」機械においては、追加のテーブルを並行して使用するか、１つ又は複数の他のテーブルを露光に使用している間に１つ又は複数のテーブルで予備工程を実行することができる。
[00061] リソグラフィ装置は、投影システムと基板との間の空間を充填するように、基板の少なくとも一部を水などの比較的高い屈折率を有する液体で覆えるタイプでもよい。液浸液は、例えばマスクと投影システムの間など、リソグラフィ装置の他の空間に使用してもよい。液浸技術は、投影システムの開口数を増加させるために当技術分野で周知である。本明細書で使用する「液浸」という用語は、基板などの構造を液体に沈めなければならないという意味ではなく、露光中に投影システムと基板の間に液体が存在するというほどの意味である。
[00062] 図１を参照すると、イルミネータＩＬは放射源ＳＯから放射ビームを受ける。放射源とリソグラフィ装置とは、例えば放射源がエキシマレーザである場合に、別々の構成要素であってもよい。このような場合、放射源はリソグラフィ装置の一部を形成すると見なされず、放射ビームは、例えば適切な誘導ミラー及び／又はビームエクスパンダなどを備えるビームデリバリシステムＢＤの助けにより、放射源ＳＯからイルミネータＩＬへと渡される。他の事例では、例えば放射源が水銀ランプの場合は、放射源がリソグラフィ装置の一体部分であってもよい。放射源ＳＯ及びイルミネータＩＬは、必要に応じてビームデリバリシステムＢＤとともに放射システムと呼ぶことができる。
[00063] イルミネータＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調節するアジャスタＡＤを備えていてもよい。通常、イルミネータＩＬの瞳面における強度分布の外側及び／又は内側半径範囲（一般にそれぞれ、σ-outer及びσ-innerと呼ばれる）を調節することができる。また、イルミネータＩＬは、インテグレータＩＮ及びコンデンサＣＯなどの他の種々のコンポーネントを備えていてもよい。また、イルミネータを用いて放射ビームを調整し、その断面にわたって所望の均一性と強度分布とが得られるようにしてもよい。
[00064] 放射ビームＢは、支持構造（例えばマスクテーブルＭＴ）上に保持されたパターニングデバイス（例えばマスクＭＡ）に入射し、パターニングデバイスによってパターンが与えられる。放射ビームＢはマスクＭＡを通り抜けて、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームを集束する投影システムＰＳを通過する。第二位置決め装置ＰＷ及び位置センサＩＦ（例えば干渉計デバイス、リニアエンコーダ又は容量センサ）の助けにより、基板テーブルＷＴを、例えば放射ビームＢの経路において様々なターゲット部分Ｃに位置決めするように正確に移動できる。同様に、第一位置決め装置ＰＭ及び別の位置センサ（図１には明示されていない）を使用して、例えばマスクライブラリから機械的に検索した後に、又はスキャン中に、放射ビーム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。一般的に、マスクテーブルＭＴの移動は、第一位置決め装置ＰＭの部分を形成するロングストロークモジュール（粗動位置決め）及びショートストロークモジュール（微動位置決め）の助けにより実現できる。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第二位置決め装置ＰＷの部分を形成するロングストロークモジュール及びショートストロークモジュールを用いて実現できる。ステッパの場合（スキャナとは対照的に）、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のみに接続するか、固定してもよい。マスクＭＡ及び基板Ｗは、マスクアラインメントマークＭ１、Ｍ２及び基板アラインメントマークＰ１、Ｐ２を使用して位置合わせすることができる。図示のような基板アラインメントマークは、専用のターゲット部分を占有するが、ターゲット部分の間の空間に配置してもよい（スクライブレーンアラインメントマークとして知られる）。同様に、マスクＭＡ上に複数のダイを設ける状況では、マスクアラインメントマークをダイ間に配置してもよい。
[00065] 図示のリソグラフィ装置は以下のモードのうち少なくとも１つにて使用可能である。
[00066] １．ステップモードにおいては、マスクテーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴは、基本的に静止状態に維持される一方、放射ビームに与えたパターン全体が１回でターゲット部分Ｃに投影される（すなわち１回の静止露光）。次に、別のターゲット部分Ｃを露光できるように、基板テーブルＷＴがＸ方向及び／又はＹ方向に移動される。ステップモードでは、露光ターゲット部分の最大サイズによって、１回の静止露光で像が形成されるターゲット部分Ｃのサイズが制限される。
[00067] ２．スキャンモードにおいては、マスクテーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴは同期的にスキャンされる一方、放射ビームに与えられたパターンをターゲット部分Ｃに投影する（つまり１回の動的露光）。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、投影システムＰＳの拡大（縮小）及び像反転特性によって求めることができる。スキャンモードでは、露光ターゲット部分の最大サイズによって、１回の動的露光におけるターゲット部分の（非スキャン方向における）幅が制限され、スキャン動作の長さによってターゲット部分の（スキャン方向における）高さが決まる。
[00068] ３．別のモードでは、マスクテーブルＭＴはプログラマブルパターニングデバイスを保持して基本的に静止状態に維持され、基板テーブルＷＴを移動又はスキャンさせながら、放射ビームに与えられたパターンをターゲット部分Ｃに投影する。このモードでは、一般にパルス状放射源を使用して、基板テーブルＷＴを移動させる毎に、又はスキャン中に連続する放射パルスの間で、プログラマブルパターニングデバイスを必要に応じて更新する。この動作モードは、以上で言及したようなタイプのプログラマブルミラーアレイなどのプログラマブルパターニングデバイスを使用するマスクレスリソグラフィに容易に利用できる。
[00069] 上述した使用モードの組合せ及び／又は変形、又は全く異なる使用モードも利用できる。
レベルセンサ
[00070] レベルセンサは、基板Ｗの高さ又は基板テーブルＷＴの区域の高さを測定して、高さデータを生成する。高さが測定される表面を基準位置へと運び、測定放射ビームで照明する。測定放射ビームは、９０°未満の角度で測定される表面に当たる。入射角は高さ読み取り値誤差の角度に等しいので、測定放射ビームは同じ角度で表面から反射し、反射放射ビームを形成する。測定放射ビームと反射放射ビームは、測定面を規定する。レベルセンサは、測定面で反射放射ビームの位置を測定する。
[00071] 表面が測定放射ビームの方向に移動して、別の測定を実行すると、反射放射ビームが以前と同じ方向に反射する。しかし、反射放射ビームの位置は、表面が移動したのと同じ方法でシフトしている。
[00072] レベルセンサは、ターゲット部分でレベルセンサスキャンを実行して、ターゲット部分のレベルセンサデータを提供するように構成される。
[00073] 本明細書で説明する実施形態は、言うまでもなくエアゲージなどの他のタイプのレベルセンサにも使用することができる。エアゲージは、当業者に知られているように、気体出口から基板Ｗの表面に気体流を供給することによって、基板Ｗの高さを割り出す。基板Ｗの表面が高い、つまり基板Ｗの表面が気体出口に比較的近い場合、気体流は、比較的高い抵抗を経験する。基板Ｗ上のエアゲージの空間位置の関数として、流れの抵抗を測定することにより、基板Ｗの高さマップを取得することができる。エアゲージのさらなる検討については、参照により組み込まれる欧州特許ＥＰ０３８０９６７号に見ることができる。
[00074] 代替方法によると、スキャンニードルプロファイラを使用して、基板Ｗの高さマップを割り出す。このようなスキャンニードルプロファイラは、ニードルで基板Ｗの高さマップをスキャンし、高さ情報も提供する。
[00075] 実際、高さデータを生成するために、基板Ｗの高さ測定を実行するように構成されたあらゆるタイプのセンサを使用することができる。
[00076] レベル感知方法は、レベルセンサスポットＬＳＳと呼ばれる少なくとも１つの感知区域を使用する。方法は、その区域の平均高さを測定するものである。実施形態では、５個、７個又は９個のスポットをまとめて使用する。
[00077] 実施形態によれば、レベルセンサは、幾つかの測定放射ビームを同時に適用し、基板Ｗの表面に幾つかのレベルセンサスポットＬＳＳを生成することができる。図１に示すように、レベルセンサは例えば列状の５つのレベルセンサスポットＬＳＳを生成することができる。レベルセンサスポットＬＳＳを生成は、矢印Ａ（操作方向）で示されたように基板Ｗとレベルセンサを相互に対して相対的に移動させることにより、測定される基板Ｗの区域（例えばターゲット部分Ｃ）をスキャンする。
[00078] 基板Ｗ上のレベルセンサスポットＬＳＳの位置に応じて、選択機構が１つ又は複数のレベルセンサスポットＬＳＳを選択し、これは測定ターゲット区域Ｃの高さデータを導き出すために適用可能である。選択されたレベルセンサスポットＬＳＳに基づき、レベルプロフィールを計算することができる。
[00079] 図示された装置は、様々な方法で使用することができる。例えばステップモードでは、マスクテーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴは、基本的に静止状態に維持される一方、放射ビームに与えたパターン全体が１回でターゲット部分Ｃに投影される（すなわち１回の静止露光）。次に、別のターゲット部分Ｃを露光できるように、基板テーブルＷＴがＸ方向及び／又はＹ方向に移動される。ステップモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、１回の静止露光で像が形成されるターゲット部分Ｃのサイズが制限される。
図３では、リソグラフィ装置の測定ステーションの領域の部分が図示されている。基板Ｗは基板テーブルＷＴ上に保持されている。図３には、２つのウェーハステージチャックＷＴが見える。左手側は露光位置Ｉにある基板テーブルであり、右手側は測定位置ＩＩにある基板テーブルＷＴである。
[00081] 絶対ミラーマップを割り出すために、干渉計ＩＦを使用してウェーハテーブルＷＴのｘ位置を監視し、複数のレベルセンサＬＳの測定をウェーハ全体の様々な異なるｘ位置で実行する。各レベルセンサの測定は、任意選択で静止状態でよい。この場合、通常は各レベルセンサが各測定点で何回か測定し、平均値を提供して、ノイズの効果を軽減する。典型的な例では、各レベルセンサは、１つの点で６００の値を読み取ることができるが、異なる数の値を読み取るように、異なるセンサを構築し、構成してもよく、実際に基板テーブルの異なる位置で異なる数の値を読み取ってもよい。認識されるように、測定値の数を増加させると、ノイズの効果は低下するが、測定時間も延長させる。したがって、較正時間と測定精度との兼ね合いがある。静止測定の代替法として、レベルセンサアレイＬＳが測定している間に、ウェーハテーブルＷＴをレベルセンサアレイＬＳの方向に沿って移動させることができる。ウェーハの特定の点に関する測定値は、適切な時にセンサ出力をサンプリングすることによって取得することができる。この場合、各点で取得した測定値の数は通常、静止測定の場合より少なく、１つのみでもよい。
[00082] 処理装置８はさらに、電気（容量、誘導）又は光学、例えば干渉計デバイスによって基板テーブルＷＴ又は基板テーブルホルダの実際の位置を測定する位置センサ２５から情報を受信する。図１及び図２は、方向の定義Ｘ、Ｙ、Ｚの例を示す。Ｚは通常、図１の右手側で示すように高さ方向を示す。基板Ｗは、図２に示すようにＸ−Ｙ面に配置される。図３による表面のスキャンは、基板Ｗ上のフィールド４０の中央部分でＹ方向にロングストロークを実行することにより実行される。
[00083] 図３は、ウェーハ／基板テーブルＷＴ、又は本技術分野で呼ばれることもある「チャック」上でウェーハの位置を割り出すシステムを示す。これは、基板テーブルＷＴの対向する側に１つずつで、２つの干渉計ＩＦを含む。各干渉計ＩＦは、テーブルの対向する側壁に設けられた第一対のミラーＭ１の一方に測定放射を誘導するように配置され、これらのミラーＭ１は、関連する干渉計ＩＦから放出された放射に対して実質的に直角である。これらをＸミラーＭ１と呼ぶ。また、各干渉計ＩＦは、干渉計ＩＦからの放射の伝搬方向に対して４５°の角度である第二対のミラーＭ２の一方に測定放射を誘導するように配置される。これらのミラーＭ２は、テーブルＷＴの対向する側壁に設けられる。これらを傾斜ミラーＭ２と呼ぶ。
[00084] ＸミラーＭ１及び傾斜ミラーＭ２は、ウェーハテーブルＷＴ上に担持され、したがってテーブルＷＴが移動すると移動する。各ＸミラーＭ１から反射した放射は、関連する干渉計ＩＦへと戻るように誘導され、ウェーハテーブルＷＴのｘ位置を割り出すために使用することができる。傾斜ミラーＭ２から反射した放射は、ウェーハテーブルＷＴのレベルより上に配置された１対のＺミラーＺＭの一方へと誘導され、その後に反射して干渉計ＩＦに戻る。図２のＺミラーＺＭ上に図示された点は、測定中に干渉計ＩＦのビームが存在する位置を示す。各ＺミラーＺＭから反射した放射を、ＸミラーＭ１を使用して割り出したｘ位置の測定値と組み合わせて使用することにより、ＺミラーＺＭの高さ、したがってウェーハテーブルＷＴの高さを間接的に測定することが可能である。
[00085] 処理装置８は、投影ビームＰＢが基板表面に当たる基板Ｗ上のターゲット区域Ｃから高さ及び／又は傾斜情報を測定するレベルセンサＬＳからの入力も受信する。制御デバイス６は、レポーティングシステム９に接続され、これはＰＣ又はプリンタ又は任意の他の登録又は表示デバイスを備えてよい。
[00086] レベルセンサＬＳは、例えば本明細書で述べるような光学センサでよく、あるいは（例えば）空気圧又は容量センサが考えられる。図２には、測定位置にあるエアゲージＧＡも図示されている。
[00087] レベルセンサは、基板Ｗのレベルパラメータを割り出して、制御装置６が投影システムＰＳの焦点面に基板表面を配置できるように設けられる。レベルセンサは、基板の表面と構造を囲む表面とのレベル差を測定するように構築されたレベル差センサを備えてよく、レベルパラメータはレベル差を含む。この構成の利点は、レベル差の測定を１つの行為で実行可能にすることができ、したがって基板と周囲構造のレベルを別個に測定する必要がなくなることである。さらに、レベル差は、基板の露光中に焦点制御に使用される既存のレベルセンサで測定することができる。
[00088] 別の実施形態では、レベルセンサは、基板テーブルに保持された場合に、基板の表面のレベルを測定するように構築されたレベル測定センサを備え、レベルパラメータは、基板の表面のレベルを含む。この場合、制御装置には、周囲構造に対して基板テーブルを配置するために、周囲構造のレベルがさらに提供される。この構成の利点は、基板テーブルのみがアクチュエータによって移動し、周囲構造は静止している実施形態に有用な単純な解決法を提供することである。
[00089] レベルセンサＬＳは概ね、基板Ｗの例えば５ｍｍ2（例えば２．８×２．５ｍｍ）など、１〜１０ｍｍ2という１つ又は複数の小さい区域（レベルセンサスポットＬＳＳ）の垂直位置を測定する。図２に示すレベルセンサＬＳは、放射ビーム１６を生成する放射源、光ビーム１６を基板Ｗに投影する投影光学系（図示せず）、検出光学系（図示せず）及びセンサ又は検出器を備える。レベルセンサは、投影部分２及び検出部分１５を備える。
[00090] ＬＳＳはＬＳＳグリッドを規定する。ＬＳＳグリッドは区域の別個のセットであり、区域毎に高さ測定を実行する。高さ測定値は、グリッド位置に従って収集及び／又は記憶することができる。例示的なＬＳＳグリッドが図５に図示されている。
[00091] 検出部分１５は高さに依存する信号を生成し、これは処理装置８に供給される。処理装置８は、高さ情報を処理して、測定高さマップを構築するように構成される。測定された高さのマップは、ＬＳＳグリッドに対応する分解能を有する。このような高さマップは、処理装置８によってメモリ１０に記憶し、露光中に使用することができる。
[00092] 代替方法によれば、レベルセンサ２、１５は、米国特許第５，１９１，２００号に記載されたように、基板表面から反射した投影構成と固定検出格子の像の間に形成された干渉模様を使用する光学センサでよい。レベルセンサ１５は、複数の位置の垂直高さを同時に測定する、及び／又は各位置について小さい区域の平均高さを測定することが望ましい。
[00093] アクチュエータ（図には図示せず）は、リソグラフィ装置に固定されたレベルセンサに対する基板テーブルＷＴの相対運動を生成するように構成される。図４によるスキャンは、アクチュエータの機能によって制限される（最高）スキャン速度をＹ方向に有する。
[00094] アクチュエータに接続された制御装置６は、アクチュエータの動作を制御するように構築され、構成される。制御装置６には、レベルセンサからの出力信号も提供される。
[00095] 制御装置６は、電子制御装置、アナログ、デジタル、又はその組合せのように、任意のタイプの制御装置を備えることができ、例えばマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、他のタイプのプログラミングデバイス、用途に特定の集積回路、又は任意の他のタイプのプログラミングデバイスを備える。アクチュエータは、アナログライン、デジタルライン、多重デジタルライン、又は任意の他の通信チャネルのように任意の適切な接続部を介して、制御装置に接続することができる。
[00096] 図２は、基板Ｗのフィールド４０をスキャン中に実行されるストロークの例を概略的に示す。ストロークは、フィールドの中心で概ねＹ方向にスキャンされる。本発明の実施形態内で、他のスキャン例も可能である。本発明は図４の例に限定されない。実施形態では、基板のフィールド４０のレイアウトを考慮しない、レイアウトに依存しないスキャンも考察される。
[00097] さらなるアクチュエータで、基板のＺ方向の運動、さらに３つの軸のいずれかの周囲で回転することが可能になる。傾斜アクチュエータによって、基板はＲｘ、Ｒｙ及びＲｚの周囲で傾斜することができる。Ｒｘ及びＲｙの周囲の傾斜、さらにＺ方向での相対的配置は、投影システムＰＳの焦点面に基板表面Ｗを配置することに関係がある。相対的配置は、メモリ１０からの値を使用して処理装置８が計算した値又はデータに従って制御装置６によって制御される。この用途で使用されるような基板テーブルＷＴの望ましい位置は、基板表面が投影システムの焦点面にあるように基板を保持している時の基板テーブルの位置である。
[00098] レベルセンサはプロセスに依存する。レベルセンサは、基板の上面の表示ではなく、意図された値より上又は下の値を読み取る。誤差変動の大きさは、基板のターゲット区域と定義されているフィールド全体で、数十ナノメートルである。この食い違いは、ウェーハ上に存在する／製造されるプロセス層に依存する。高さデータの測定値が入手可能な場合は、フィールドオフセットマップを使用してこれらのデータを補正しなければならない。このようなフィールドオフセットマップをさらに迅速に提供することが、少なくとも本発明の意図である。
[00099] 例示的な基板のプロセス依存性が図４に図示され、以降で検討される。
[000100] 本発明によれば、例えば図４に示した方法などにより取得したレベルセンサデータが補正される。高さデータの測定値を、補正高さデータを使用して補正する。補正高さデータは、本発明によると、例えばエアゲージ（ＡＧ）などを使用してその後に測定するのではなく、計算によって取得される。本発明によると、その後の較正又は補正測定は余計であるので、重要な時間量を節約でき、その結果、費用の節約になる。
[000101] 図５は、ウェーハマップの例示的なグラフを示す。ウェーハマップは、レベルセンサ２、１５に接続され、レベルセンサから測定データを受信する制御装置６内の処理装置８を使用して計算することによって取得される。図５によるウェーハマップは、上方向に曲がった縁部を有するウェーハテーブルＷＴ上にある基板Ｗの相対的曲がりを示す。
[000102] このようなウェーハマップによって、制御装置はその後のステップとしてレベリングプロフィールを計算することができ、レベリングプロフィールは、動作モードの１つで投影システムＰＳの焦点面に対して基板Ｗを保持している基板テーブルＷＴの相対位置に対応する。図５によるウェーハマップを使用して、基板テーブルＷＴが制御装置６の制御下で移動して、基板Ｗが投影システムの焦点面に配置されるという望ましい位置に配置される。当業者は、図５と同様のウェーハマップを使用して、それに基づき、このような配置を実行することができる。基板テーブルＷＴを配置するアクチュエータ、さらに基板テーブルＷＴを傾斜させるアクチュエータを組み合わせて使用し、リソグラフィ装置の任意の動作モードで使用することができる。
[000103] 実施形態では、レベルセンサ２、１５が基板表面をスキャンして、高さデータを検出する。以上で例示したような通常のプロセス依存性から影響されるデータを含む未補正のウェーハマップを取得するために、この高さデータを処理することができる。このような未補正のウェーハマップを、図５と同様の方法で表示することができる。
[000104] 補正高さデータは、プロセススタックデータを使用して計算することによって取得することができる。本発明によるプロセススタックデータは、レベル測定を実行する対象である現在の層、又は最後に形成された層に関連するデータである。したがって、本発明によるプロセススタックデータは、基板上にデバイスを製造するプロセスのまさにそのステップに依存する。プロセススタックデータは、基板Ｗ上に最後に形成された層に関する情報を含む。したがって、本発明によりリソグラフィ装置上にデバイスを製造する方法の１ステップにおけるプロセススタックデータは、必ずしもでデバイス内／基板上にある（形成された又はこれから形成される）全ての層に関する情報を含むわけではない。
[00105] プロセススタックデータは、実施形態によると基板表面上又はその付近に形成された層の位置及び厚さ、例えば図４の層１０５、１０６の層厚さに関するデータを含む。プロセススタックデータによって、図４に示すような効果を計算するためにシミュレーションソフトウェアが計算することができる。
[000106] 当技術分野ではシミュレーションソフトウェアが知られている。本発明によると、レベルセンサで生成され、測定された未補正のウェーハマップ高さ測定値に関するフィールドオフセットマップを計算するためにプログラムが提供される。投影システムの焦点面に基板を配置するために使用可能な補正済み高さウェーハを取得するために、フィールドオフセットマップを高さ測定マップに適用することができる。
[000107] 例えばリソグラフィ装置に存在する処理装置８で、少なくともプロセススタックデータを使用し、フィールドオフセットマップを計算することができる。しかし、フィールドオフセットマップはリソグラフィ装置の外部から提供することもできる。
[000108] 実施形態では、基板内及び基板上の材料の特性に少なくとも部分的に基づき、処理装置８でフィールドオフセットマップを計算する。関連する材料特性は屈折率、吸収、偏光を含むが、それに限定されない。関連する材料特性はデータテーブルとして、例えばメモリ１０などのメモリ内で使用可能な電子データとして提供することができる。関連する材料特性は、本発明により記録可能又はプログラム可能な媒体に記憶された命令に含むことができる。実施形態では、関連する材料特性のデータは、ネットワークを通してネットワークに接続された記憶装置にてアクセス可能である。ネットワークはインタネットでよい。関連する材料特性、又はデータの少なくとも一部を、メモリ１０に一時的に記憶することができる。
[000109] 本発明によるプログラムの命令は、プロセス依存度に関してレベルセンサで測定したデータを補正するために、本発明によりプロセススタックデータを使用して計算したフィールドオフセットマップを生成することができる。
[000110] さらなる実施形態では、プロセス依存の利得を補正するためにレベルセンサの利得誤差マップを計算することが可能である。レベルセンサの平均パラメータ又は機械に固有のレベルセンサのパラメータを、これに使用することができる。ＬＳ利得曲線は正弦状の形状を有してよい。利得補正の第二の方法は、ＬＳ格子と基板上の格子状パターンとの相互作用を含む。レベルセンサのパラメータは、リソグラフィ装置上の処理装置８に接続可能であるか、そこからアクセス可能であるメモリ内に記憶することができる。別の実施形態では、レベルセンサの利得マップを、本発明による計算を通して外部で生成することができ、利得誤差マップを処理するために、計算した命令をリソグラフィ装置に提供する。
[000111] レベルセンサは、レベルセンサスポットＬＳＳを有するレベルセンサでよい。スポットは、１〜４ｍｍ（Ｘ）×１〜５ｍｍ（Ｙ）、例えば２．５ｍｍ×２．８ｍｍという特定のサイズを有する。Ｘ方向の測定ピッチは１〜６ｍｍ、特に３．４ｍｍでよく、Ｙ方向では０．１〜４ｍｍ、特に０．５ｍｍでよい。特定されたサイズの結果、図５による別個の又は「ブロック状」ウェーハマップになる。本発明の特定の実施形態は、サンプリングされた対応する（別個の又はブロック状）設定を有する、例えば同じ規模又はグリッドを有するフィールドオフセットマップを計算することを含む。
[000112] 本発明によれば、フィールドオフセットマップを計算する方法は、グリッド部分を有するグリッドを生成することを含む。これは、図７にステップ１６０として示されている。ステップ１６０は、例えば５０ｎｍ×５０ｎｍの面積のような小さいグリッド部分のグリッドを設定することを含む。プロセススタックデータを、これに対応して別個にすることができる。グリッド部分毎に、少なくとも高さ、１つ又は複数の層の厚さ、及び材料の物質が知られる。実施形態では、グリッド部分はより大きい区域に対応することができ、それは１００ｎｍ×１００ｎｍ又はそれより大きくなることさえある。
[000113] さらなるステップ１６１では、方法は、メモリ１６２から供給されるプロセススタックデータに少なくとも部分的に基づいて、各グリッド部分の高さ読み取り値誤差を使用し、見かけの高さと実際の高さとの差と等しい高さ読み取り値誤差を計算することをさらに含む。プロセススタックデータは、形成された基板で、高さ測定を実行し、補正しなければならない基板の構造に関する情報を提供する。プロセススタックデータは、個々のグリッド部分で積み重ねられた層に関する処理装置情報を提供する。処理装置はグリッド部分毎に、適切なアルゴリズムを使用し、これもメモリ１６２から使用可能な材料特性を使用して、高さの差／高さの読み取り誤差を計算することができる。５０×５０ｎｍというミニグリッド区域毎に、高さの誤差を計算する。マキシグリッドとは、例えば５０．０００＾２のミニグリッド区域を備えると定義することができ、ミニグリッド区域の高さの誤差を使用して、マキシグリッドの平均高さ誤差を計算することができる。各マキシグリッド区域は、概ねマクロ規模のＬＳＳに対応することができる。
[000114] 特定の実施形態では、グリッド部分の高さ誤差の計算は、周囲のグリッド部分の効果を計算することを含む。これは特に、最上層及び上面のこのような層の境界について実行することができる。基板の最上層は、それに続くそれより下の層から延在しているので、下層から最上層への遷移部における境界効果は、反射率の影響を受けることがある。
[000115] メモリ１６３から、基板の最上層の正確な位置が入手可能である。メモリ１６３は同じメモリ１６２でよい。最上層の位置は、プロセススタックデータから知られる。最上層の位置は、ステップ１６０で規定したようなグリッドと同様の方法で別個にすることができる。これによって、グリッド部分毎に層の最上位置に関するデータを取得することができる。
[000116] ステップ１６４で、層の最上位置をステップ１６１により計算した高さ読み取り値の誤差と組み合わせることにより、局所的なレベルセンサ誤差を含むデータセットを取得することができる。ステップ１６４で、フィールドオフセットマップが使用可能である。
[000117] 実際、このフィールドオフセットマップは、図４に概略的に示された高さの差と局所的に対応し、これは左手側の基板の頂部と、レベルセンサが高さ読み取り値の誤差を使用して測定した高さとの差であり、これはそれに続く様々な層の５０％、２０％及び３０％という複合高さ読み取り値誤差に基づくか、そこから演繹された高さ測定値である。高さ測定値は、最上レベルの高さより多少低い。
[000118] ステップ１６４では、レベルセンサ測定データの誤差を補正するために、ステップ１６０にて生成された小さいグリッドを有する非常に詳細なマップを使用可能である。ステップ１６５で、このデータを平均する。ＬＡ測定誤差を平均することによって、各グリッド部分のデータを使用し、ＬＳ測定を使用して取得したウェーハマップデータと概ね同じ規模で、フィールドオフセットマップを取得する。図５によるウェーハマップは、例えば２ｍｍ×２ｍｍのグリッドを有する。当業者は、ステップ１６０で規定したような小さめのグリッドを平均して、ウェーハマップのこれより大きいグリッドにするアルゴリズムを提供することができる。
[000119] ステップ１６５の結果は、レベルセンサ誤差を補正するために、予め割り出された補正データを形成する。予め割り出された補正データを処理装置８が使用して、補正済み高さデータを割り出すことができる。
[000120] さらなるステップでは、方法は、高さプロフィールを生成するために、基板Ｗのターゲット部分について図４に示されたような望ましい位置１２０を計算するステップを含む。
[000121] リソグラフィ装置のオペレータは、リソグラフィ装置のメモリにプロセススタックデータを提供することができる。補正高さデータは、幾つかの方法で指定することができる。特定の実施形態では、本発明による補正高さデータ又はフィールドオフセットマップの計算を、処理装置１５３及び幾つかのメモリ１５０、１５１、１５２を備える別個のコンピュータで実行する。これによって、リソグラフィ装置とは別の位置で指定された補正データを計算することができ、この場合は補正データを予め割り出すことができる。フィールドオフセットマップを計算するために別個のシステムを提供すると、本発明による計算のような高負荷の計算を実行するために構成され、構築された特殊な処理装置１５３を有するコンピュータに、このようなシステムを提供可能にすることができる。安全性及びセキュリティの理由で、基板のトポロジ及び層スタックを構築するステップに関する重要なノウハウを、リソグラフィ装置とは別個のコンピュータに提供することが、さらに可能である。あるいは、指定された補正高さを、局所的に又はリソグラフィ装置自体から離れて、オンザフライで計算することができ、「予め割り出された」という用語は、記載されたステップの時間的順序を示唆する必要はない。
[000122] 本発明によるこのようなシステムには、メモリ１５０、１５１、１５２から命令が提供され、これは１つの同じメモリでよい。情報は、データキャリアなどの１つ又は複数の読み取り可能媒体からメモリにロードすることができる。データキャリアは、本発明の方法を実行するように構成され、構築された命令を備えてよい。
[000123] メモリ１５０内で、高さ読み取り誤差を計算するモデルに関する命令を使用可能である。モデルは、レベルの依存度を計算するアルゴリズムを備える。
[000124] メモリ１５１内では、リソグラフィ装置のオペレータから提供されるプロセススタックに関する命令を使用可能である。第三メモリ１５２では、反射率、吸収及び偏光などの材料特性に関する命令が使用可能である。第三メモリ１５２は、放射に使用される波長、入射角などのようなレベルセンサのパラメータに関する命令も含むことができる。メモリ１５０及び１５２は、予めプログラムされたメモリでよい。メモリ１５１は、オペレータがアクセス可能なメモリでよい。
[000125] メモリ１５０〜１５２は、メモリから入手可能なデータを使用して、特にメモリ１５０内で提供されるようなモデルを使用して本発明の実施形態によりフィールドオフセットマップを計算するマイクロプロセッサ１５３に接続される。
[000126] 以上では光学リソグラフィとの関連で本発明の実施形態の使用に特に言及しているが、本発明は、インプリントリソグラフィなどの他の用途においても使用可能であり、状況が許せば、光学リソグラフィに限定されないことが理解される。インプリントリソグラフィでは、パターニングデバイスの微動構成によって、基板上に生成されるパターンが画定される。パターニングデバイスの微動構成を基板に供給されたレジストの層に押しつけ、その後に電磁放射、熱、圧力又はその組合せにより、レジストを硬化する。パターニングデバイスをレジストから離し、レジストを硬化した後にパターンを残す。
[000127] 本文書では、「放射」及び「ビーム」という用語は、紫外線放射（例えば、３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ又は１２６ｎｍの波長を有する）、極端紫外線放射（ＥＵＶ）、Ｘ線、電子及びイオンを含むが、それに限定されないあらゆるタイプの電磁放射又は粒子束を網羅するように使用される。本明細書では、直交するＸ、Ｙ及びＺ方向の基準系を使用して本発明を説明し、Ｉ方向に平行な軸線を中心とする回転をＲｉとする。さらに、文脈で要求されていない限り、本明細書で使用する「垂直」Ｚという用語は、装置の特定の方向を示唆するのではなく、基板又はマスク表面に直角の方向を指すものとする。同様に、「水平」という用語は、基板又はマスク表面に平行な方向を指し、したがって「垂直」方向に対して直角である。
[000128] 「レンズ」という用語は、状況が許せば、屈折、反射、磁気、電磁気及び静電気光学部品を含む様々なタイプの光学部品のいずれか、又はその組合せを指す。
[000129] 以上、本発明の特定の実施形態を説明したが、説明とは異なる方法でも本発明を実践できることが理解される。例えば、本発明は、上記で開示したような方法を述べる機械読み取り式命令の１つ又は複数のシーケンスを含むコンピュータプログラム、又はその内部に記憶されたこのようなコンピュータプログラムを有するデータ記憶媒体（例えば半導体メモリ、磁気又は光ディスク）の形態をとることができる。
[000130] 上記の説明は例示的であり、限定的ではない。したがって、請求の範囲から逸脱することなく、記載されたような本発明を変更できることが当業者には明白である。

Claims (3)

  1. 投影システムの焦点面に対して基板の少なくとも１つのターゲット部分を配置する方法であって、
    前記基板の少なくとも一部の高さ測定を実行して、高さデータを生成すること、
    指定された補正高さを使用して、補正した高さデータを計算すること、及び、
    前記補正した高さデータに少なくとも部分的に基づいて、前記投影システムの前記焦点面に対して前記基板の前記ターゲット部分を配置すること、
    を含み、
    前記補正した高さデータが、
    グリッド部分を有するグリッドを規定すること、
    前記基板の表面の少なくとも上位３つの層の厚さに関するデータを備えるプロセススタックデータを入力すること、
    前記基板の層スタックの見かけの高さと前記プロセススタックデータに基づく実際の最上層との差を計算することによって各グリッド部分のレベルセンサの高さ読み取り値誤差を計算すること、及び、
    前記ターゲット部分における各グリッド部分の前記計算された読み取り値誤差を平均すること、により計算される、
    方法。
  2. 前記基板の様々な部分の前記補正した高さデータを平均することによって、高さプロフィールを計算することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
  3. 放射の投影ビームを供給する放射システムと、
    マスクを保持するマスクホルダを備えた第一オブジェクトテーブルと、
    基板を保持する基板ホルダを備えた第二オブジェクトテーブルと、
    前記オブジェクトホルダの１つによって保持されたオブジェクトの少なくとも１つの水平軸の周囲の垂直位置及び傾斜のうち少なくとも一方を測定して、位置信号を生成するレベルセンサと、
    前記オブジェクトを所望の位置へと移動するために前記位置信号に応答するサーボシステムと、
    を備えるリソグラフィ投影装置を使用して、デバイスを製造する方法であって、
    パターンを有するマスクを前記第一オブジェクトテーブルに提供すること、
    放射感応性層を有する基板を前記第二オブジェクトテーブルに提供すること、及び、
    前記基板の少なくとも一部の高さ測定を実行して、高さデータを生成すること、
    指定された補正高さを使用して、補正した高さデータを計算すること、及び、
    前記補正した高さデータに少なくとも部分的に基づいて前記所望の位置を求め、前記サーボシステムを操作することによって、前記マスクの前記照射部分を前記基板の前記ターゲット部分に結像して、前記オブジェクトを前記所望の位置に維持すること、を含み、
    前記補正した高さデータを計算することが、グリッド部分を有するグリッドを規定し、前記基板の表面の少なくとも上位３つの層の厚さに関するデータを備えるプロセススタックデータを入力し、前記基板の層スタックの見かけの高さと前記プロセススタックデータに基づく実際の最上層との差を計算することによって各グリッド部分のレベルセンサの高さ読み取り値誤差を計算し、前記ターゲット部分における各グリッド部分の前掲計算された読み取り値誤差を平均すること、を含む、
    方法。
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