JP5068844B2 - リソグラフィ方法及びリソグラフィ装置 - Google Patents

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Description

本発明は、リソグラフィの方法及び構成に関する。リソグラフィ構成は、後述のようにリソグラフィ装置であってもよいし、リソグラフィ装置を備えてもよい。
リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板の目標部分に転写する機械である。リソグラフィ装置は例えば集積回路（ＩＣ）の製造に用いられる。この場合、例えばマスクまたはレチクルとも称されるパターニングデバイスが、集積回路の各層に対応した回路パターンを形成するために使用され得る。このパターンが放射感応性材料（レジスト）層を有する基板（例えばシリコン基板）の（例えばダイの一部、あるいは１つまたは複数のダイからなる）目標部分に結像される。一般に一枚の基板にはネットワーク状に隣接する一群の目標部分が含まれ、これらは連続的に露光される。公知のリソグラフィ装置にはいわゆるステッパとスキャナとがある。ステッパにおいては、目標部分にパターン全体が一度に露光されるようにして各目標部分は照射を受ける。スキャナにおいては、所与の方向（スキャン方向）に放射ビームによりパターンを走査するとともに基板をスキャン方向に平行または逆平行に走査するようにして各目標部分は照射を受ける。
基板に転写されるパターンフィーチャの寸法（例えばライン幅やクリティカルディメンション）は、そのフィーチャを基板に与えるのに用いられる放射ビームの放射波長によって制限される。よって、最小のフィーチャサイズを小さくするためには、より短い波長の放射を使用することになる。ところが、実際には、波長を短くすることはしばしば技術的に困難でありかつ高価である。例えば、極紫外域の電磁スペクトルにより最小フィーチャサイズを小さくしようとする場合はそうである。このため、基板に転写するフィーチャサイズを別の手法で小さくすることも研究されている。そのような基板に転写するパターンのフィーチャサイズを小さくする手法の１つは、ダブルパターニングである。ダブルパターニングは基板にパターンフィーチャを与えるのに用いられる多くの技術を包含する広い意味の用語であるが、例えば、１回の露光及びその露光パターンの１回のレジスト現像では実現し得ない寸法に形成されまたはそのようにして実現し得ない距離だけ離隔されたパターンフィーチャを得るための技術を意味する。
ダブルパターニングの一例は二重露光として知られている。二重露光は、１つのレジスト層に対する２回の露光をそれぞれ２つの異なるマスクを使用して（あるいは、同一のマスクをシフトさせ、レジストに転写すべきパターンの目標位置をシフトさせて）行う一連の処理である。基板及び／またはマスクは、レジスト露光に使用される放射波長よりも相当小さい距離移動される。一例においては、レジストに第１パターンが露光される。その後基板及び／またはマスクが移動され、第２露光が行われて第２パターンが転写される。このとき第２パターンのフィーチャが第１パターンのフィーチャの中間に位置するように（互いに間に入り込むように）する。第１パターン及び第２パターンはともに同様の制限を受けている。すなわち、それぞれの露光で使用された放射波長によって最小のパターンフィーチャサイズが制限されている。しかし、上述のパターンフィーチャは第１パターンと第２パターンとを互いの中間に配置して組み合わせているから、１回のみの露光によって得られるであろうパターンフィーチャよりも密なものが得られる。ところがこの手法の問題は、第１パターンと第２パターンとを精密に位置合わせして、組み合わされたパターンにおいてパターンフィーチャの間隔（言い換えればオーバレイ）が所望のものとなるようにしなければならないということである。信頼性及び一貫性をもってこれを実現するのは必ずしも容易でない。
スペーサリソグラフィと呼ばれる他の手法もある。自己位置合わせスペーサ処理などとも呼ばれる（その他にも多くの呼び名がある）。この処理は、１つまたは複数の第１パターンフィーチャを基板に形成することを含む。この第１パターンフィーチャの最小寸法は上述のように、パターンフィーチャ形成に使用される放射波長により制限を受ける。次に、第１パターンフィーチャ上に材料が形成される。この材料は第１パターンフィーチャの側壁（サイドウォール）を被覆する。このサイドウォール・コーティングはスペーサとして知られており、この手法の名称を与えている。その後第１パターンフィーチャ自体は除去されるが、サイドウォール上の材料は残される。この材料が２つの第２パターンフィーチャを形成する。第２パターンフィーチャは元の第１パターンフィーチャの幅を分割する。よって、１つの第１パターンフィーチャの代わりに２つの第２パターンフィーチャが形成される。第２パターンフィーチャは例えば元の第１パターンフィーチャのおよそ半分のピッチを有する。使用する放射波長を小さくすることなくピッチを半分にすることができる。
スペーサリソグラフィ処理においては露光回数は１回のみであるから、上述の二重露光に付随する位置合わせまたはオーバレイの必要性を考慮する必要がない。しかし、別の問題がスペーサリソグラフィ処理にはある。例えば、第２パターンフィーチャのそれぞれが同じ寸法（例えば同じライン幅）を持ち、等間隔の配列であることが保証されていることが、基板に形成されるパターンをできるだけ規則的かつ均一にするためには望ましい。これを達成するのは難しい。
本明細書に言及されているか否かにかかわらず先行技術における１つまたは複数の問題を防止または緩和するための例えばリソグラフィ方法及び構成を提供することが望ましい。
本発明の第１の態様によれば、基板表面に第１材料層を形成し、サイドウォールを有する第１パターンフィーチャを第１材料層に形成すべく、当該サイドウォールのサイドウォール角を制御するよう焦点特性が制御されている放射ビームで第１材料層の一部を露光し、第１パターンフィーチャのサイドウォールにコーティングを形成するための第２材料層を第１パターンフィーチャ上に形成し、第２材料層の一部を除去して第１パターンフィーチャのサイドウォールに第２材料層のコーティングを残し、第１材料層で形成されている第１パターンフィーチャを除去し、第１パターンフィーチャのサイドウォールにコーティングを形成していた第２材料層の少なくとも一部を基板上に残し、基板上に残された第２材料層の当該一部が除去された第１パターンフィーチャのサイドウォール位置に隣接する位置に第２パターンフィーチャを形成することを含むリソグラフィ方法が提供される。
前記焦点特性の制御は、第１パターンフィーチャのサイドウォールのサイドウォール角を制御することにより第１パターンフィーチャのサイドウォールにおける第２材料層のコーティングの寸法に影響を与えてもよい。第１パターンフィーチャのサイドウォールにおける第２材料層のコーティングの寸法に影響を与えることによって、第１パターンフィーチャの除去後に基板上に残される第２材料層の少なくとも一部の寸法に影響を与えてもよい。
放射ビームの焦点特性を制御することに加えて、第１パターンフィーチャのサイドウォールのサイドウォール角を制御するために、放射ビームにより与えられる放射のドーズ量を制御してもよい。ドーズ量の変化は、放射ビームの焦点特性を制御することにより実現されてもよい。
先に形成された第２パターンフィーチャ、または先に形成された第２パターンフィーチャの間隔の測定結果に応じて焦点特性の制御が実行されてもよい。
第１パターンフィーチャのための焦点特性の制御は、第１パターンフィーチャが特定の形式である場合に実行されてもよい。
第１パターンフィーチャのための焦点特性の制御は、基板の全領域ではない基板の１つまたは複数の特定領域に対して実行されてもよい。
前記焦点特性の制御は、基板表面に垂直な方向の焦点特性を制御することを含んでもよい。前記焦点特性の制御は、焦点特性を基板表面に接近させまたは離隔させるよう移動させることを含んでもよい。前記焦点特性の制御は、焦点特性を基板表面に垂直な方向に伸張または縮小することを含んでもよい。
前記焦点特性は、放射ビームを提供する装置の焦点距離、放射ビームの焦点、放射ビームの焦点深度の１つであってもよい。
リソグラフィ方法は、複数の第１パターンフィーチャを形成することにより、対応して複数の第２パターンフィーチャを形成することを含んでもよい。
第１材料層で形成されている第１パターンフィーチャを除去し、第１パターンフィーチャのサイドウォールにコーティングを形成していた第２材料層の少なくとも一部を基板上に残し、基板上に残された第２材料層の当該一部が除去された第１パターンフィーチャのサイドウォール位置に隣接する位置に第２パターンフィーチャを形成すること、の後に、リソグラフィ方法は、第２パターンフィーチャを基板に転写することを含んでもよい。第２パターンフィーチャを基板に転写することは、第３パターンフィーチャを形成することであると記述されてもよい。第３パターンフィーチャは、公知のように、第２パターンフィーチャに形状、寸法、構造、及び／または配列が一致していてもよい。
本発明の第２の態様によれば、放射ビームを提供する照明系と、放射ビームの断面にパターンを付与するパターニングデバイスを支持するための支持構造と、基板を保持するための基板テーブルと、パターンが付与された放射ビームを基板の目標部分に投影する投影系と、コントローラと、を備えるリソグラフィ装置であって、前記リソグラフィ装置は、基板表面に第１材料層を形成し、サイドウォールを有する第１パターンフィーチャを第１材料層に形成すべく放射ビームで第１材料層の一部を露光し、第１パターンフィーチャのサイドウォールにコーティングを形成するための第２材料層を第１パターンフィーチャ上に形成し、第２材料層の一部を除去して第１パターンフィーチャのサイドウォールに第２材料層のコーティングを残し、第１材料層で形成されている第１パターンフィーチャを除去し、第１パターンフィーチャのサイドウォールにコーティングを形成していた第２材料層の少なくとも一部を基板上に残し、基板上に残された第２材料層の当該一部が除去された第１パターンフィーチャのサイドウォール位置に隣接する位置に第２パターンフィーチャを形成することを含む方法の少なくとも一部を実行するために使用され、前記方法の少なくとも一部を実行するためにリソグラフィ装置が使用される前に、前記コントローラは、先に形成された第２パターンフィーチャ、または先に形成された第２パターンフィーチャの間隔の測定結果に関連する情報を受信し、前記方法の実行中に、前記コントローラは、第１パターンフィーチャのサイドウォールのサイドウォール角を制御するよう放射ビームの焦点特性を制御するために前記リソグラフィ装置の少なくとも一部を制御することを特徴とするリソグラフィ装置が提供される。
本発明の第３の態様によれば、本発明の第１または第２の態様のリソグラフィ方法またはリソグラフィ装置を使用して製造されたデバイスの少なくとも一部が提供される。
上記の態様は、放射ビームの焦点特性を制御との文脈で述べられている。放射ビームはパターンフィーチャの形成に使用され、そのパターンフィーチャのサイドウォール角が制御される。サイドウォール角の制御は、第２パターンフィーチャ及び／またはその次に形成される第３パターンフィーチャの寸法（例えばライン幅）を制御するために、またはある程度の制御性を与えるために使用される。他の態様においては、放射ビームの他の１つまたは複数の特性の制御が、放射ビームを使用して形成される第１パターンフィーチャのサイドウォール角を制御するために使用されてもよい。これに代えてまたはこれとともに、第１パターンフィーチャの特性を変化させる制御のために放射ビームの何らかの特性が使用されてもよい。このようにして第２パターンフィーチャ更には第３パターンフィーチャの寸法（例えばライン幅）にある程度の制御性を与えてもよい。例えば、第１パターンフィーチャの形状特性を変化させるために、放射ビームのいかなる特性が使用されてもよい。その放射ビームの特性は焦点特性以外のものであってもよい。第１パターンフィーチャの特性はサイドウォール角以外のものであってもよい。
よって、本発明の第４の態様は、以下のリソグラフィ方法として記述されてもよい。この方法は、基板表面に第１材料層を形成し、サイドウォールを有する第１パターンフィーチャを第１材料層に形成すべく、第１パターンフィーチャの特性を制御するように特性が制御されている放射ビームで第１材料層の一部を露光し、第１パターンフィーチャのサイドウォールにコーティングを形成するための第２材料層を第１パターンフィーチャ上に形成し、第２材料層の一部を除去して第１パターンフィーチャのサイドウォールに第２材料層のコーティングを残し、第１材料層で形成されている第１パターンフィーチャを除去し、第１パターンフィーチャのサイドウォールにコーティングを形成していた第２材料層の少なくとも一部を基板上に残し、基板上に残された第２材料層の当該一部が除去された第１パターンフィーチャのサイドウォール位置に隣接する位置に第２パターンフィーチャを形成することを含む。制御される放射ビームの特性は、第１パターンフィーチャの特性に影響すべきであり、次に形成される第２パターンフィーチャ（及び、さらに次に形成される第３パターンフィーチャ）の寸法にも影響をもつ。
本発明の実施形態が以下に説明されるがこれらは例示に過ぎない。この説明に用いられる参照符号は各図面において対応する部分を指し示す。各図面において同様の符号は同様の部分を示す。
本発明の一実施形態に係るリソグラフィ装置を模式的に示す図である。 スペーサリソグラフィ処理の一実施例を模式的に示す図である。 図２を参照して述べた処理に関連する露光の原理を模式的に示す図である。 本発明の一実施形態に係り、パターンフィーチャ形成に使用される放射ビームの焦点特性を変化させたことによるパターンフィーチャのサイドウォールのサイドウォール角への影響を模式的に示す図である。 本発明の一実施形態に係るスペーサリソグラフィ処理の一部を模式的に示す図である。 本発明の一実施形態に係り、第１パターンフィーチャ形成に使用される放射ビームの焦点シフト量と、その第１パターンフィーチャを用いて形成される第２パターンフィーチャのライン幅との関係を模式的に示すグラフである。 本発明の一実施形態に係り、放射ビームの焦点特性を制御する方法を表すフローチャートを模式的に示す図である。
本明細書ではＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用を例として説明しているが、リソグラフィ装置は他の用途にも適用することが可能であるものと理解されたい。他の用途としては、集積光学システム、磁区メモリ用案内パターンおよび検出パターン、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドなどがある。当業者であればこれらの他の適用に際して、本明細書における「ウエーハ」あるいは「ダイ」という用語がそれぞれ「基板」あるいは「目標部分」という、より一般的な用語と同義であるとみなされると理解することができるであろう。基板は露光前または露光後においてトラック（典型的にはレジスト層を基板に塗布し、露光後のレジストを現像する装置）、メトロロジツール、及び／またはインスペクションツールにより処理されてもよい。適用可能であれば、本明細書の開示はこれらのまたは他の基板処理装置にも適用され得る。また、基板は例えば多層ＩＣを製造するために複数回処理されてもよく、その場合には本明細書における基板という用語は既に処理されている多数の処理層を含む基板をも意味する。
本明細書において「放射」及び「ビーム」という用語は、紫外（ＵＶ）放射（例えば約３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、１２６ｎｍまたはそれ以下の波長を有する）、及び極紫外（ＥＵＶ）放射（例えば５乃至２０ｎｍの範囲の波長を有する）を含むあらゆる種類の電磁放射を示す。
本明細書では「パターニングデバイス」という用語は、基板の目標部分にパターンを形成すべく放射ビームの断面にパターンを付与するために使用され得るいかなるデバイスをも指し示すよう広く解釈されるべきである。放射ビームに与えられるパターンは、基板の目標部分に所望されるパターンと厳密に対応していなくてもよい。一般には、放射ビームに付与されるパターンは、目標部分に形成される集積回路などのデバイスの特定の機能層に対応する。
パターニングデバイスは透過型であっても反射型であってもよい。パターニングデバイスの例としては、例えばマスクやプログラマブルミラーアレイ、プログラマブルＬＣＤパネルなどがある。マスクはリソグラフィの分野では周知であり、バイナリマスクやレベンソン型位相シフトマスク、ハーフトーン型位相シフトマスク、更に各種のハイブリッド型マスクが含まれる。プログラマブルミラーアレイの一例としては、小型のミラーがマトリックス状に配列され、各ミラーが入射してくる放射ビームを異なる方向に反射するように個別に傾斜されるというものがある。これにより、反射ビームにパターンが付与される。
支持構造またはパターニングデバイス支持部は、パターニングデバイスを支持する。支持構造は、パターニングデバイスの向きやリソグラフィ装置の構成、あるいはパターニングデバイスが真空環境下で保持されるか否かなどの他の条件に応じた方式でパターニングデバイスを保持する。支持部は、機械的固定、真空固定、または他の固定用技術を用いる。他の固定技術には例えば真空環境下での静電固定がある。支持構造は例えばフレームまたはテーブルであってよく、必要に応じて固定されていてもよいし移動可能であってもよい。支持構造は、パターニングデバイスを例えば投影系に対して所望の位置に位置決めできるようにしてもよい。本明細書では「レチクル」または「マスク」という用語を用いた場合には、より一般的な用語である「パターニングデバイス」に同義であるとみなされるものとする。
本明細書では「投影系」という用語は、例えば屈折光学系、反射光学系、反射屈折光学系を含み、使用される露光光あるいは液浸や真空の利用などの他の要因に関して適切とされるいかなる投影系をも包含するよう広く解釈されるべきである。以下では「投影レンズ」という用語は、より一般的な用語である「投影系」と同義に用いられ得る。
照明系は、放射の方向や形状の調整またはその他の制御用に、各種の光学素子例えば屈折光学素子、反射光学素子、反射屈折光学素子を含んでもよい。これらの光学素子を以下では総称して「レンズ」と称する場合がある。
リソグラフィ装置は２つ以上（２つの場合にはデュアルステージと呼ばれる）の基板テーブル（及び／または２つ以上の支持構造）を備えてもよい。このような多重ステージ型の装置においては追加されたテーブルは並行して使用されるか、あるいは１以上のテーブルで露光が行われている間に他の１以上のテーブルで準備工程を実行するようにしてもよい。
リソグラフィ装置は、基板の少なくとも一部が液体で覆われるものであってもよい。この液体は比較的高い屈折率を有する例えば水などの液体であり、投影系の最終要素と基板との間の空隙を満たす。液浸技術は投影系の開口数を増大させる技術として周知である。
図１は、本発明の一実施形態に係るリソグラフィ装置を模式的に示す図である。この装置は、
放射ビームＰＢ（例えばＵＶ放射またはＥＵＶ放射）を調整するよう構成されている照明光学系（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を支持するよう構成され、要素ＰＬに対してパターニングデバイスを正確に位置決めするよう構成されている第１の位置決め装置ＰＭに接続されている支持構造またはパターニングデバイス支持部（例えば支持構造）ＭＴと、
基板（例えばレジストでコーティングされたウエーハ）Ｗを保持するよう構成され、要素ＰＬに対して基板を正確に位置決めするよう構成されている第２の位置決め装置ＰＷに接続されている基板テーブル（例えばウエーハテーブル）ＷＴと、
パターニングデバイスＭＡにより放射ビームＰＢに付与されたパターンを基板Ｗの（例えば１つまたは複数のダイからなる）目標部分Ｃに投影するよう構成されている投影系（例えば屈折投影レンズ）ＰＬと、を備える。
ここに図示されるのは、（例えば透過型マスクを用いる）透過型のリソグラフィ装置である。これに代えて、（例えば上述のようなプログラマブルミラーアレイを用いる）反射型のリソグラフィ装置を用いることもできる。
イルミネータＩＬは放射源ＳＯから放射ビームを受け取る。例えば光源がエキシマレーザである場合には、光源とリソグラフィ装置とは別体であってもよい。この場合、光源はリソグラフィ装置の一部を構成しているとはみなされなく、放射ビームは光源ＳＯからイルミネータＩＬへとビーム搬送系ＢＤを介して受け渡される。ビーム搬送系ＢＤは例えば適当な方向変更用のミラー及び／またはビームエキスパンダを含んで構成される。あるいは光源が例えば水銀ランプである場合には、光源はリソグラフィ装置に一体に構成されていてもよい。光源ＳＯとイルミネータＩＬとは、またビーム搬送系ＢＤが必要とされる場合にはこれも合わせて、放射系または放射システムと総称される。
イルミネータＩＬは放射ビームの角強度分布を調整するためのアジャスタＡＭを備えてもよい。一般には、イルミネータの瞳面における強度分布の少なくとも半径方向外径及び／または内径の大きさ（通常それぞれ「シグマ−アウタ（σ−ｏｕｔｅｒ）」、「シグマ−インナ（σ−ｉｎｎｅｒ）」と呼ばれる）が調整される。加えてイルミネータＩＬは、インテグレータＩＮ及びコンデンサＣＯなどの他の要素を備えてもよい。イルミネータはビーム断面における所望の均一性及び強度分布を得るべく放射ビームＰＢを調整するために用いられる。
放射ビームＰＢは、パターニングデバイス支持部ＭＴに保持されるパターニングデバイス（例えばマスクＭＡ）に入射する。パターニングデバイスＭＡを通過した放射ビームＰＢはレンズＰＬに進入する。レンズＰＬはビームを基板Ｗの目標部分Ｃに投影する。第２の位置決め装置ＰＷと位置センサＩＦ（例えば干渉計）により基板テーブルＷＴを正確に移動させることができる。基板テーブルＷＴは例えば放射ビームＰＢの経路に異なる目標部分Ｃを順次位置決めするように移動される。同様に、第１の位置決め装置ＰＭと他の位置センサ（図１には明示せず）とにより放射ビームＰＢの経路に対してパターニングデバイスＭＡを正確に位置決めすることができる。この位置決めは例えばマスクライブラリからのマスクの機械的交換後や露光走査中に行われる。一般に物体テーブルＭＴ、ＷＴの移動は、位置決め装置ＰＭ、ＰＷの一部を構成するロングストロークモジュール（粗い位置決め用）及びショートストロークモジュール（精細な位置決め用）により実現される。ステッパでは（スキャナとは逆に）、支持構造ＭＴはショートストロークのアクチュエータにのみ接続されているか、あるいは固定されていてもよい。パターニングデバイスＭＡと基板Ｗとは、パターニングデバイスアライメントマークＭ１、Ｍ２及び基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を用いてアライメントされてもよい。
図示の装置は例えば以下の好ましいモードで使用され得る。
１．ステップモードにおいては、放射ビームＰＢに付与されたパターンの全体が１回の照射（すなわち単一静的露光）で目標部分Ｃに投影される間、パターニングデバイス支持部ＭＴ及び基板テーブルＷＴは実質的に静止状態とされる。そして基板テーブルＷＴがＸ方向及び／またはＹ方向に移動されて、異なる目標部分Ｃが露光される。ステップモードでは露光フィールドの最大サイズが単一静的露光で転写される目標部分Ｃのサイズを制限することになる。
２．スキャンモードにおいては、放射ビームＰＢに付与されたパターンが目標部分Ｃに投影される間（すなわち単一動的露光の間）、パターニングデバイス支持部ＭＴ及び基板テーブルＷＴは同期して走査される。パターニングデバイス支持部ＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度及び方向は、投影系ＰＬの拡大（縮小）特性及び像反転特性により定められる。スキャンモードでは露光フィールドの最大サイズが単一動的露光での目標部分の（非走査方向の）幅を制限し、スキャン移動距離が目標部分の（走査方向の）長さを決定する。
３．別のモードにおいては、パターニングデバイス支持部ＭＴがプログラム可能パターニングデバイスを保持して実質的に静止状態とされ、放射ビームＰＢに付与されたパターンが目標部分Ｃに投影される間、基板テーブルＷＴが移動または走査される。このモードではパルス放射源が通常用いられ、プログラム可能パターニングデバイスは、基板テーブルＷＴの毎回の移動後、または走査中の連続放射パルス間に必要に応じて更新される。この動作モードは、上述のプログラマブルミラーアレイ等のプログラム可能パターニングデバイスを利用するマスクレスリソグラフィに容易に適用することができる。
上記で記載したモードを組み合わせて動作させてもよいし、各モードに変更を加えて動作させてもよいし、さらに全く別のモードでリソグラフィ装置を使用してもよい。
上述のように、１回の露光をレジスト層にした後にそのレジストを現像する場合には、レジストに形成されるいかなるパターンの最小フィーチャ寸法も、そのパターンの形成に使用される放射波長によって制限される。露光を２回行う場合には各露光のパターンが各々の中間に配置され（互いに間に入り込むようにされ）、その結果得られるパターンフィーチャは、１回の露光及び１回のレジスト現像で可能なものよりも近接させることが可能である。しかしながら、この方法によるパターン形成は、各露光パターンの正確な位置合わせ（例えばオーバレイ）を要する。好ましい（あるいは、少なくとも代替的である）手法は、位置合わせ問題（またはオーバレイ問題）のないスペーサリソグラフィ処理を用いることである。スペーサリソグラフィ処理を図２ａ乃至図２ｈに模式的に示す。
図２ａは基板を模式的に示す。基板は例えば、図１を参照して述べた基板と類似または同一の基板である。図２ｂは基板２の表面への第１材料層４の形成を模式的に示す。第１材料層４は、本処理中の後工程で犠牲となる（除去される）ことから、犠牲層と呼ばれることもある。第１材料層４は放射ビーム（例えば、パターンが付与された放射ビ−ム）で露光され、第１材料層４には第１パターンフィーチャが形成される。そして第１材料層４は現像される。図２ｃは第１材料層が現像された状態の第１基板２を示す。基板２上に第１パターンフィーチャ６が配置されている。第１パターンフィーチャ６はサイドウォール８を有する。サイドウォール８は、基板２の表面に実質的に垂直な方向に延びている。
図２ｄは第１パターンフィーチャ６上に形成された第２材料層１０を示す。第２材料層１０は第１パターンフィーチャ６のサイドウォール８を覆う。第２材料層１０は、第１パターンフィーチャ６の形状に一致していることから、形状一致層（コンフォーマル層）と呼ばれることもある。
図２ｅは第２材料層の一部が例えばエッチング等により除去された状態を示す。第２材料層のコーティング１２が第１パターンフィーチャ６のサイドウォール８に残されている（例えばカバーまたはコーティングをしている）。この第２材料層のコーティング１２は第１パターンフィーチャ６のサイドウォール８に残されいることからしばしばスペーサと称され、例えばいま説明している処理はスペーサリソグラフィ処理とも呼ばれる。よって、本明細書で使用される「スペーサ」なる用語は、第１パターンフィーチャ６のサイドウォール８上の第２材料層コーティングを意味するものと理解されたい。第１パターンフィーチャ６はその後、例えばエッチングまたは化学処理等により除去される。
図２ｆは第１パターンフィーチャが除去された状態を示す。第１パターンフィーチャを除去したときに基板２上には、第１パターンフィーチャのサイドウォール（いまは除去されている）上のコーティング１２を形成していた第２材料層の少なくとも一部が残されている。この材料１２は今度は第２パターンフィーチャ１２を基板２上に形成することになる。第２パターンフィーチャ１２は、除去された第１パターンフィーチャのサイドウォールの位置に隣接する位置に存在する。以下では材料１２を第２パターンフィーチャ１２と呼ぶ。図２ｃと図２ｆとを比較すると、図２ｆの第２パターンフィーチャ１２が図２ｃの第１パターンフィーチャ６の半分のピッチをもつことがわかる。パターンフィーチャ形成に用いる放射波長を小さくするのではなく、１回の露光の前後に適切な処理（例えば層の形成及び除去）をすることにより、ピッチを半分にすることができている。
図２ｆに戻ると、多様な間隔及び幅が示されている。Ｓ１は、１つの第１パターンフィーチャの両側のサイドウォールに形成されていた第２パターンフィーチャ１２の間隔である。Ｓ２は、隣り合う異なる第１パターンフィーチャのサイドウォールに隣り合って形成された第２パターンフィーチャ１２の間隔である。Ｌ１は、第１パターンフィーチャの第１のサイドウォールに隣接して形成された第２パターンフィーチャ１２の幅（言い換えれば、ライン幅）である。Ｌ２は、その第１パターンフィーチャの反対側の第２のサイドウォールに隣接して形成された第２パターンフィーチャの幅（言い換えれば、ライン幅）である。
均一な構造をもち均一な間隔で配列されたパターンフィーチャを生成するには、Ｓ１とＳ２とを等しくし、Ｌ１とＬ２とを等しくすることが好ましい。図２ａ乃至図２ｆ及びその説明から理解することができるように、間隔Ｓ１は主として、第１パターンフィーチャ６を形成するリソグラフィ処理によって決定される（例えば図２ｂ、図２ｃを参照）。間隔Ｓ２もまた、第１パターンフィーチャ６を形成するリソグラフィ処理によって決定される（例えば図２ｂ、図２ｃを参照）。間隔Ｓ２は、第２材料層１０の形成（図２ｄ参照）と、それに続く第２材料層１０の一部分の除去（図２ｅ参照）とによっても決定される。第２パターンフィーチャ１２のライン幅Ｌ１、Ｌ２は、形成された第２材料層１０の厚さ（例えば図２ｄ参照）と、それに続く第２材料層１０の一部分の除去（図２ｅ参照）とによって決定される。理解されるように、間隔Ｓ１、Ｓ２、Ｌ１、Ｌ２を決定することになるこれらの処理すべてを正確にかつ一貫して制御することは困難であり得る。すなわち、第２パターンフィーチャ１２を均一な間隔で均一な幅に形成することは困難であり得る。
図２ａ乃至図２ｆに示す処理には続きがあってもよい。図２ｆに示す第２パターンフィーチャが基板２に転写されるようになっていてもよい。図２ｇは、第２パターンフィーチャ１２で保護されていない基板２の領域が例えばエッチング等により除去される様子を示す。第２パターンフィーチャ１２で保護された領域は第３パターンフィーチャ１４を形成する。第３パターンフィーチャ１４は基板２と同一の材料で形成されている。その後第２パターンフィーチャ１２は例えばエッチング等により除去される。図２ｈは、第２パターンフィーチャが除去されたときの基板２を示す。第３パターンフィーチャ１４が基板２に残されており、第３パターンフィーチャ１４のライン幅Ｌ１、Ｌ２及び間隔Ｓ１、Ｓ２は図２ｆを参照して説明したものと実質的に同一であることがわかる。
図２ｂ、図２ｃを参照して、基板にパターンフィーチャを形成するために放射ビームが使用されることが述べられていた。図３ａ、図３ｂはこれがどのように実行されるかを模式的に示す。図３ａは、第１材料層４が形成された基板２を示す。第１材料層４は、パターニングデバイス（例えばマスク）１８を通過してパターンが与えられた放射１６（例えばＵＶ放射）で露光される。適切ないかなるパターニングデバイスが使用されてもよい。引き続いて現像が行われることにより、放射ビームの露光は、図２ｃを参照して述べたように、第１パターンフィーチャを形成する。図３ｂは、基板２上に形成された第１パターンフィーチャ６を示す。第１パターンフィーチャ６が形成される際には、放射ビーム１６が第１パターンフィーチャ６の形成に使用された第１材料層に集束されることが知られている。あるいは、第１パターンフィーチャのクリティカルディメンションの感度が焦点特性（例えば放射ビームの焦点）の変化に対し最も鈍感な（基板表面に対向する）平面に集束される。このことは、第１パターンフィーチャ６のサイドウォール８を良好に画定し、基板２の表面に実質的に垂直に延ばすことを保証するのに役立つ。
本発明の一実施形態によれば、第１パターンフィーチャを形成するのに使用される放射ビームの焦点特性を制御して、第１パターンフィーチャのサイドウォールのサイドウォール角を制御してもよい。後述するように、焦点特性を制御して第１パターンフィーチャのサイドウォールのサイドウォール角を制御することにより、第１パターンフィーチャのサイドウォールに形成される第２材料層の被覆の寸法（例えば厚さなど）に影響を与えることができる。これにより、第１パターンフィーチャの除去後に基板に残される第２材料層の少なくとも一部の寸法（すなわち第２パターンフィーチャの寸法（例えばライン幅））に影響を与えることができる。よって、本発明の一実施形態によれば、第２パターンフィーチャ１２の寸法を、処理の制御（例えば層の堆積及び層の除去）とは別個に、またはそれら処理の制御に組み合わせて、リソグラフィ的に制御することが可能となる。
本発明の一実施形態を、例示目的である図４乃至図７を参照して説明する。
図４ａは基板２０を模式的に示す。基板２０には第１材料層が形成されている。第１材料層は放射ビームで露光され現像されて、第１パターンフィーチャ２２が形成されている（図２ａ乃至図２ｃを参照して述べたものと実質的に同様である）。第１パターンフィーチャ２２はサイドウォール２４を有する。第１パターンフィーチャ２２の形成に使用された放射ビームの一部が等高線２６で示されている。等高線２６は例えば、第１パターンフィーチャ２２が形成された領域近傍（例えばフィーチャ間）の放射ビーム（またはその一部）の強度分布を表す。等高線２６は単に例示であり、本発明の理解を助けるために基本的かつ模式的に描かれている。実際には等高線はもっと複雑であり、図示されたちょうどその位置に存在するとも言えない。
等高線２６は、放射ビームの焦点特性を表す。焦点特性は、放射ビームを与えるシステムの焦点距離、放射ビームの焦点、または放射ビームの焦点深度のいずれかであってもよい。焦点特性は、基板表面に実質的に垂直な方向に焦点特性を制御することによって制御される。例えば、焦点特性は、基板２０の表面に接近または表面から離れるように移動されてもよい（例えば焦点が移動されてもよい）。焦点特性は、基板２０の表面に実質的に垂直な方向に伸張または縮小されてもよい（例えば焦点深度が伸張または縮小されてもよい）。図４ａ乃至図４ｃにおいては、基板２０に等高線２６を接近させて移動させたり基板２０から等高線を離すように移動させたりすることによる制御を示す。図示しない他の実施例においては、焦点特性の変化（例えば焦点深度の変化）が基板２０の表面に実質的に垂直な方向における等高線２６の形状の伸張または圧縮によって表されてもよい。
図４ａにおいては、基板２０のちょうど表面に放射ビームが集束されている。つまり、等高線２６の中心が基板２０の表面に位置している。この実施例では、この位置に焦点が位置するときに、第１パターンフィーチャ２２のサイドウォール２４を最終的に形成する第１材料層の領域が実質的に等しい露光量で露光されている。これは、サイドウォール２４が基板２０の表面に対し実質的に垂直であることを意味する。サイドウォール２４のサイドウォール角が９０度であるとも言えるし（基板２０の表面から測定した場合）、０度であるとも言える（基板２０の表面に実質的に垂直な方向から測定した場合）。
図４ｂは、放射ビームの焦点が（図において）下方にシフトされた状態を示す。例えば、基板２０の表面を画定する平面に向けて、あるいはその平面の内側にシフトされている。よって、図４ｂにおいては等高線２６が図４ａに示す等高線２６よりも下方に示されている。図４ｂに示されるように、サイドウォール２４のサイドウォール角が等高線２６に従う。図４ｂに示される構成においては、サイドウォール２４は、基板２０から離れるにつれて隣の第１パターンフィーチャ２２のサイドウォール２４に近づくように傾斜している。
図４ｃは図４ｂに示したのと類似の状態を示すが、図４ｃは放射ビームの焦点が基板２０から離れるようにシフトされており、基板２０から離れるようにシフトされた等高線２６が示されている。サイドウォール２４のサイドウォール角は同様に等高線２６に実質的に従う。図４ｃにおいては、サイドウォール２４は、基板２０から離れるにつれて隣の第１パターンフィーチャ２２のサイドウォール２４から離れるように傾斜している。
サイドウォール角に対する等高線の位置の影響は単に例示であり、本発明の理解を助けるために基本的かつ模式的に描かれている。実際には（焦点特性に関する）等高線の位置とその結果得られるサイドウォール角との関係はもっと複雑であり、図示されるような直接的な関係があるとは限らない。
サイドウォールのサイドウォール角を変化させる（すなわち制御する）ことによって、そのあとに第１パターンフィーチャに形成される第２材料層の寸法（例えば厚さ）も変化する（すなわち制御される）。第１パターンフィーチャに形成される第２材料層の寸法（例えば厚さ）が制御可能であることにより、第１パターンフィーチャ除去後に形成される第２パターンフィーチャの寸法（例えばライン幅または厚さ）を制御することができる。これを図５ａ乃至図５ｆに示す。これらはスペーサリソグラフィ処理の一部を模式的に示す。
図５ａは、図４ｂの基板２０及び第１パターンフィーチャ２２を模式的に示す。第１パターンフィーチャ２２は、図２ａ乃至図２ｃを参照して説明したのと概ね同様にして形成されるが、図４ｂを参照して説明したようにパターンフィーチャ形成に使用する放射ビームの焦点特性の制御が行われている。第１パターンフィーチャ２２のサイドウォール２４は、基板２０から離れて延びるにつれて隣の第１パターンフィーチャ２２のサイドウォール２４に近づくように傾斜している。図５ａには、第１パターンフィーチャ２２の上に形成された第２材料層３０も示されている。第２材料層３０は、第１パターンフィーチャ２２のサイドウォール２４を覆う。第２材料層３０は、第１パターンフィーチャ２２の形状に一致していることから、形状一致層（コンフォーマル層）と呼ばれることもある。
図５ｂは、第２材料層の一部が例えばエッチング等により除去された状態を示す。第２材料層のコーティング３２が第１パターンフィーチャ２２のサイドウォール２４に残されている（例えばカバーまたはコーティングをしている）。第１パターンフィーチャ２２のサイドウォール２４に残されている第２材料層コーティング３２はしばしばスペーサと称され、例えばいま説明している処理はスペーサリソグラフィ処理とも呼ばれる。よって、本明細書で使用される「スペーサ」なる用語は、第１パターンフィーチャ２２のサイドウォール２４上の第２材料層コーティングを意味するものと理解されたい。第１パターンフィーチャ２２はその後、例えばエッチングまたは化学処理等により除去される。
図５ｂと図２ｅ（図５ｂとは異なりサイドウォールが基板から垂直に延びている）との比較から、サイドウォールのコーティングが図５ｂと図２ｅとでは異なる厚さをもつことがわかる。具体的には、図５ｂに示すサイドウォールコーティングは図２ｅに示すものよりも厚い。この違いの重要性を以下に述べる。
図５ｃにおいては第１パターンフィーチャが除去されている。第１パターンフィーチャを除去したときに基板２０上には、第１パターンフィーチャのサイドウォール（いまは除去されている）上のコーティング３２を形成していた第２材料層の少なくとも一部が残されている。この材料３２は今度は第２パターンフィーチャ３２を基板２０上に形成することになる。第２パターンフィーチャ３２は、除去された第１パターンフィーチャのサイドウォールの位置に隣接する位置に存在する。以下では材料３２を第２パターンフィーチャ３２と呼ぶ。図４ｂと図５ｃとを比較すると、図５ｃの第２パターンフィーチャ３２が図４ｂの第１パターンフィーチャ２２の半分のピッチをもつことがわかる。パターンフィーチャ形成に用いる放射波長を小さくするのではなく、１回の露光の前後に適切な処理（例えば層の形成及び除去）をすることにより、ピッチを半分にすることができている。
図５ｃに戻ると、多様な間隔及び幅が示されている。Ｓ１は、１つの第１パターンフィーチャの両側のサイドウォールに形成されていた第２パターンフィーチャ３２の間隔である。Ｓ２は、隣り合う異なる第１パターンフィーチャのサイドウォールに隣り合って形成された第２パターンフィーチャ３２の間隔である。Ｌ１は、第１パターンフィーチャの第１のサイドウォールに隣接して形成された第２パターンフィーチャ３２の幅（言い換えれば、ライン幅）である。Ｌ２は、その第１パターンフィーチャの反対側の第２のサイドウォールに隣接して形成された第２パターンフィーチャの幅（言い換えれば、ライン幅）である。
図５ａ乃至図５ｃに示す処理には続きがあってもよい。図５ｃに示す第２パターンフィーチャ３２が基板２０に転写されるようになっていてもよい。図５ｄは、第２パターンフィーチャ３２で保護されていない基板２０の領域が例えばエッチング等により除去される様子を示す。第２パターンフィーチャ３２で保護された領域は第３パターンフィーチャ３４を形成する。第３パターンフィーチャ３４は基板２０と同一の材料で形成されている。その後第２パターンフィーチャ３２は例えばエッチング等により除去される。図５ｅは、第２パターンフィーチャが除去されたときの基板２０を示す。第３パターンフィーチャ３４が基板２０に残されており、第３パターンフィーチャ３４のライン幅Ｌ１、Ｌ２及び間隔Ｓ１、Ｓ２は図５ｃを参照して説明したものと実質的に同一であることがわかる。
図５ｆは上述の図５ｃと同一であり、比較のために再掲している。図５ｇは図２ｆと同一である。要するに図５ｇには、基板２に形成された第２パターンフィーチャ１２を示す。第２パターンフィーチャ１２は、基板２から実質的に垂直に立設された第１パターンフィーチャのサイドウォールにコーティングを形成することにより形成されている。図５ｆと図５ｇとを比較する。図５ｆにおいては第２パターンフィーチャ３２は、第１パターンフィーチャのサイドウォールが基板２０に垂直に立設されているのではない場合に形成されている。第１パターンフィーチャのサイドウォールは垂直から傾斜しており（例えば図５ｂ参照）、図５ｇよりも厚みがある（例えばライン幅が大きくなる）。図５ｇは、基板２から実質的に垂直に立設された第１パターンフィーチャのサイドウォールにコーティングを形成することにより第２パターンフィーチャ１２が形成されている（例えば図２ｅ参照）。基板に第１パターンフィーチャを形成するのに使用される放射ビームの焦点特性を変化させることにより、第１パターンフィーチャのサイドウォールのサイドウォール角に影響を与えている。サイドウォール角の変化によって、第１パターンフィーチャ除去後にサイドウォールのコーティングにより形成される第２パターンフィーチャのライン幅が制御される。要するに、第１パターンフィーチャ形成に使用される放射ビームの焦点特性変化によって、第１パターンフィーチャ（例えば第１パターンフィーチャのサイドウォール）を使用して形成される第２パターンフィーチャの寸法（例えばライン幅）を制御することができる。
第２パターンフィーチャのライン幅を制御するために放射ビームの焦点特性を制御することの利点は、第１の形式のパターンフィーチャ（例えば、密に配置された規則的なライン、あるピッチのライン、あるライン幅のラインなど）に焦点特性の変化をローカルに適用することができることにある。あるいは、基板の１つまたは複数の特定の領域（例えば、密に配置された規則的なラインが形成されるべき領域）に適用することができることにある。このことは、エッチングや現像等の処理法とは対照的である。これらは通常基板全体に（すなわちグローバルに）適用されるからである。更なる利点は、焦点特性は、例えばリソグラフィ装置の特性（例えば、イルミネータ、投影レンズ、投影系など）を適切に制御することにより、正確に制御可能であるということである。また、正確な制御を基板の異なる領域に（例えば、基板または放射ビーム、あるいはその双方の移動を正確に制御することにより）正確に適用することができる。例えば、この制御を適用して、異なるダイ、目標部分、または露光フィールドに対し異なる焦点特性を与えることができる。図６は、放射ビームの焦点シフト量（公称値からのシフト量、公称値は例えば基板表面または第１材料層表面に焦点が一致するときの値である）と本発明の一実施形態により得られる第２（または第３）パターンフィーチャのライン幅との関係を模式的に示すグラフである。基板に接近または離隔させて焦点を２００ｎｍシフトさせることにより、第２パターンフィーチャのライン幅を２ｎｍ変化させることができる。１００ｎｍの焦点シフトにより第２パターンフィーチャのライン幅を１ｎｍ変化させることができる。焦点シフト量を適切に正確に制御することによりライン幅を正確に制御可能であることがグラフに示されている。
第１パターンフィーチャ形成（最終的には第２パターンフィーチャ形成）に使用される放射ビームの焦点特性を制御することに加えて、放射のドーズ量を制御してもよい。ドーズ量を制御することにより第１パターンフィーチャのサイドウォールのサイドウォール角を制御して、その結果形成される第２パターンフィーチャの寸法（例えばライン幅）を制御してもよい。放射ビームの焦点特性を制御することによりドーズ量変化を実現してもよい。
放射ビームの焦点特性制御は、先に形成された第２パターンフィーチャの（例えば寸法の）測定結果、または先に形成された第２パターンフィーチャの間隔（例えば上述のＳ１、Ｓ２、Ｌ１、Ｌ２）の測定結果に応答して実行されてもよい。測定結果を処理することにより、第２パターンフィーチャの寸法（例えばライン幅Ｌ１、Ｌ２）を変化させる（例えば増加または減少させる）必要があるか否かが決定される。増加または減少が要求される場合には、上述のように第１パターンフィーチャのサイドウォールのサイドウォール角を制御するために放射ビームの焦点特性が制御される。この制御は、測定結果を得た基板自体の第１パターンフィーチャ形成に実行されてもよいし、別の基板に実行されてもよい。
図７は、放射ビームを使用して形成される第１パターンフィーチャのサイドウォールのサイドウォール角を制御するために放射ビームの焦点特性を制御するときにどのように測定結果が使用されるかを模式的に示すフローチャートである。リソグラフィ装置及び処理（例えばエッチング）ツールが箱５０で模式的に示される。スペーサリソグラフィ処理がリソグラフィ装置及び処理ツール５０を用いて実行され、図５ａ乃至図５ｆを参照して説明した方法が行われる。第２パターンフィーチャを有する基板がメトロロジ（例えば計測）ステージ５４へと搬送される（矢印５２で示す）。メトロロジステージ５４においては各種の計測、例えば上述の間隔Ｓ１、Ｓ２、またはライン幅Ｌ１、Ｌ２の計測が行われる。計測結果に関する情報が箱５８で示されるコントローラに送信される（矢印５６で示す）。コントローラ５８はこの情報５６を受信するよう構成されている。情報５６は、先に形成された第２パターンフィーチャ、または先に形成された第２パターンフィーチャの間隔の測定値に関連しているか、または等しい。コントローラ５８は、リソグラフィ装置の少なくとも一部（例えばイルミネータまたは投影系の一部）を制御するよう構成されている。こうして、第１パターンフィーチャのサイドウォールのサイドウォール角を制御するために、次回の露光の放射ビームの焦点特性が制御される。
図７に示すコントローラはリソグラフィ装置の一部を構成していてもよい。リソグラフィ装置は、放射ビームを提供する照明系と、放射ビーム断面にパターンを付与するパターニングデバイスを支持する支持構造と、基板を保持する基板テーブルと、パターンが付与された放射ビームを基板の目標部分に投影する投影系と、上述のコントローラと、を含んでもよい。よって、リソグラフィ装置は、例えば図１に示すリソグラフィ装置と、この装置の少なくとも一部のためのコントローラと、を含んでもよい。使用時においてはリソグラフィ装置は、上述の方法の少なくとも一部を実行するために使用されてもよい。この方法は、基板表面に第１材料層を形成すること、サイドウォールを有する第１パターンフィーチャを第１材料層に形成するために放射ビームで第１材料層の一部を露光すること、第１パターンフィーチャのサイドウォールにコーティングを形成する第２材料層を第１パターンフィーチャに形成すること、第２材料層の一部を除去すること、（例えば上述の１つまたは複数のスペーサを形成するために）第１パターンフィーチャのサイドウォールに第２材料層のコーティングを残すこと、第１材料層で形成された第１パターンフィーチャを除去し、第１パターンフィーチャのサイドウォールにコーティングを形成していた第２材料層の少なくとも一部を基板に残し、その第２材料層の一部が除去された第１パターンフィーチャのサイドウォール位置に隣接する位置に第２パターンフィーチャ（すなわちスペーサ）を形成すること、を含んでもよい。上記の方法に先行して、コントローラは、以前に形成された第２パターンフィーチャの寸法、または以前に形成された第２パターンフィーチャの間隔の寸法の測定値に関連する情報を受信するよう構成されていてもよい。また、上記の方法の実行中に、コントローラは、第１パターンフィーチャのサイドウォールのサイドウォール角を制御するべく放射ビームの焦点特性を制御するために、リソグラフィ装置の少なくとも一部（例えばイルミネータまたは投影系の一部）を制御するよう構成されていてもよい。サイドウォール角の制御によって、例えば、第１パターンフィーチャを使用して形成される第２パターンフィーチャのライン幅が制御される。
コントローラは、例えばリソグラフィ装置の一部を制御可能とするいかなる適切な構成であってもよい。例えば、コントローラはコンピュータ、または組み込みプロセッサであってもよい。あるいは、コンピュータまたは組み込みプロセッサで使用されるコードであってもよい。
上記の説明においては第２パターンフィーチャに関して述べた。例えば、先に形成された第２パターンフィーチャ（の例えば寸法）、または先に形成された第２パターンフィーチャの間隔の測定結果（例えば上述のＳ１、Ｓ２、Ｌ１、Ｌ２）に応じて、放射ビームの焦点特性制御が行われると述べている。これとともにまたはこれに代えて、先に形成された第３パターンフィーチャ（の例えば寸法）、または先に形成された第３パターンフィーチャの間隔の測定結果（例えば上述のＳ１、Ｓ２、Ｌ１、Ｌ２）に応じて、放射ビームの焦点特性制御が行われてもよい。この第３パターンフィーチャは上述のように（例えば第２パターンフィーチャから、及び／または第２パターンフィーチャを使用して）形成されている。本発明の一実施形態による第１パターンフィーチャを形成するよう放射ビームが投影されるべき同一の基板に対して測定が実行されてもよいし、異なる基板に対して測定が実行されてもよい。
本発明の実施形態は特に、パターンフィーチャ（例えば上述の第１パターンフィーチャ、第２パターンフィーチャ、または第３パターンフィーチャ）の１つまたは複数の寸法（例えばライン幅またはクリティカルディメンション）がナノメートルオーダであるナノメートルスケールのリソグラフィに適用可能である。
第１パターンフィーチャが第２材料層で覆われるという手法により、第１パターンフィーチャの寸法（例えばライン幅）は第２材料層の寸法（例えば厚さ）よりも大きい。これにより、第１パターンフィーチャの寸法（例えばライン幅）は、第２材料層を使用して形成される第２パターンフィーチャの寸法（例えばライン幅）よりも大きい。
本発明の一実施形態に係る第２（及び／または第３）パターンフィーチャの形成は、デバイスの一部または全体の製造工程に使用することができる。したがって、本発明の一実施形態によれば、上述の本発明の一実施形態による装置または方法を使用して製造されたデバイスの少なくとも一部が提供される。
上述の実施形態は、パターンフィーチャのサイドウォール角を制御するためにそのパターンフィーチャの形成に使用される放射ビームの焦点特性を制御するとの文脈で説明している。サイドウォール角の制御は、第２パターンフィーチャ更には第３パターンフィーチャの寸法（例えばライン幅）の制御またはある程度の制御をするために使用されている。他の実施例においては、放射ビームの他の１つまたは複数の特性の制御が、放射ビームを使用して形成される第１パターンフィーチャのサイドウォール角を制御するために使用されてもよい。これに代えてまたはこれとともに、第１パターンフィーチャの特性を変化させる制御のために放射ビームの何らかの特性が使用されてもよい。このようにして第２パターンフィーチャ更には第３パターンフィーチャの寸法（例えばライン幅）にある程度の制御性を与えてもよい。放射ビームの特性は焦点特性以外のものであってもよい。第１パターンフィーチャの特性はサイドウォール角以外のものであってもよい。
本発明の具体的な実施形態が上述のように説明されたが、本発明は上述の形式以外の形式でも実施可能であると理解されたい。上記の説明は本発明を限定することを意図していない。

Claims (12)

  1. 基板表面に第１材料層を形成することと、
    サイドウォールを有する第１パターンフィーチャを第１材料層に形成すべく、当該サイドウォールのサイドウォール角を制御するよう焦点特性が制御されている放射ビームで第１材料層の一部を露光することと、
    第１パターンフィーチャのサイドウォールにコーティングを形成するための第２材料層を第１パターンフィーチャ上に形成することと、
    第２材料層の一部を除去して第１パターンフィーチャのサイドウォールに第２材料層のコーティングを残すことと、
    第１材料層で形成されている第１パターンフィーチャを除去し、第１パターンフィーチャのサイドウォールにコーティングを形成していた第２材料層の少なくとも一部を基板上に残し、基板上に残された第２材料層の当該一部が除去された第１パターンフィーチャのサイドウォール位置に隣接する位置に第２パターンフィーチャを形成することと、を含み、
    前記焦点特性の制御は、第１パターンフィーチャのサイドウォールのサイドウォール角を制御することにより第１パターンフィーチャのサイドウォールにおける第２材料層のコーティングの寸法に影響を与え、
    第１パターンフィーチャのサイドウォールにおける第２材料層のコーティングの寸法に影響を与えることによって、第１パターンフィーチャの除去後に基板上に残される第２材料層の少なくとも一部の寸法に影響を与え、
    前記焦点特性の制御により前記第２材料層の少なくとも一部の寸法に影響を与えることによって、前記基板上の第３パターンフィーチャのクリティカルディメンションを制御することを特徴とするリソグラフィ方法。
  2. 放射ビームの焦点特性を制御することに加えて、第１パターンフィーチャのサイドウォールのサイドウォール角を制御するために、放射ビームにより与えられる放射のドーズ量を制御することを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 先に形成された第２パターンフィーチャ、または先に形成された第２パターンフィーチャの間隔の測定結果に応じて焦点特性の制御が実行されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  4. 第１パターンフィーチャのための焦点特性の制御は、第１パターンフィーチャが特定の形式である場合に実行されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  5. 第１パターンフィーチャのための焦点特性の制御は、基板の全領域ではない基板の１つまたは複数の特定領域に対して実行されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  6. 前記焦点特性の制御は、基板表面に垂直な方向の焦点特性を制御することを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  7. 前記焦点特性の制御は、焦点特性を基板表面に接近させまたは離隔させるよう移動させることを含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
  8. 前記焦点特性の制御は、焦点特性を基板表面に垂直な方向に伸張または縮小することを含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
  9. 前記焦点特性は、放射ビームを提供する装置の焦点距離、放射ビームの焦点、放射ビームの焦点深度の１つであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  10. 複数の第１パターンフィーチャを形成することにより、対応して複数の第２パターンフィーチャを形成することを含むことを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の方法。
  11. 第１材料層で形成されている第１パターンフィーチャを除去し、第１パターンフィーチャのサイドウォールにコーティングを形成していた第２材料層の少なくとも一部を基板上に残し、基板上に残された第２材料層の当該一部が除去された第１パターンフィーチャのサイドウォール位置に隣接する位置に第２パターンフィーチャを形成すること、の後に、
    第２パターンフィーチャを基板に転写し、前記第３パターンフィーチャを形成することを含むことを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の方法。
  12. 放射ビームを提供する照明系と、
    放射ビームの断面にパターンを付与するパターニングデバイスを支持するための支持部と、
    基板を保持するための基板テーブルと、
    パターンが付与された放射ビームを基板の目標部分に投影する投影系と、
    コントローラと、を備えるリソグラフィ装置であって、
    前記リソグラフィ装置は、
    基板表面に第１材料層を形成し、
    サイドウォールを有する第１パターンフィーチャを第１材料層に形成すべく放射ビームで第１材料層の一部を露光し、
    第１パターンフィーチャのサイドウォールにコーティングを形成するための第２材料層を第１パターンフィーチャ上に形成し、
    第２材料層の一部を除去して第１パターンフィーチャのサイドウォールに第２材料層のコーティングを残し、
    第１材料層で形成されている第１パターンフィーチャを除去し、第１パターンフィーチャのサイドウォールにコーティングを形成していた第２材料層の少なくとも一部を基板上に残し、基板上に残された第２材料層の当該一部が除去された第１パターンフィーチャのサイドウォール位置に隣接する位置に第２パターンフィーチャを形成することを含む方法の少なくとも一部を実行するために使用され、
    前記方法の少なくとも一部を実行するためにリソグラフィ装置が使用される前に、前記コントローラは、先に形成された第２パターンフィーチャ、または先に形成された第２パターンフィーチャの間隔の測定結果に関連する情報を受信し、前記方法の実行中に、前記コントローラは、第１パターンフィーチャのサイドウォールのサイドウォール角を制御するよう放射ビームの焦点特性を制御するために前記リソグラフィ装置の少なくとも一部を制御し、
    前記焦点特性の制御は、第１パターンフィーチャのサイドウォールのサイドウォール角を制御することにより第１パターンフィーチャのサイドウォールにおける第２材料層のコーティングの寸法に影響を与え、
    第１パターンフィーチャのサイドウォールにおける第２材料層のコーティングの寸法に影響を与えることによって、第１パターンフィーチャの除去後に基板上に残される第２材料層の少なくとも一部の寸法に影響を与え、
    前記焦点特性の制御により前記第２材料層の少なくとも一部の寸法に影響を与えることによって、前記基板上の第３パターンフィーチャのクリティカルディメンションを制御することを特徴とするリソグラフィ装置。
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