JP5576423B2 - リソグラフィ装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

Description

[0001] 本発明は、リソグラフィ装置、デバイス製造方法およびマスクを補正する方法に関する。

[0002] リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板上、通常、基板のターゲット部分上に付与する機械である。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。その場合、ＩＣの個々の層上に形成される回路パターンを生成するために、マスクまたはレチクルとも呼ばれるパターニングデバイスを用いることができる。このパターンは、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つ以上のダイの一部を含む）に転写することができる。通常、パターンの転写は、基板上に設けられた放射感応性材料（レジスト）層上への結像によって行われる。一般には、単一の基板が、連続的にパターニングされる隣接したターゲット部分のネットワークを含んでいる。公知のリソグラフィ装置としては、ターゲット部分上にパターン全体を一度に露光することにより各ターゲット部分を照射するいわゆるステッパ、および放射ビームによってある特定の方向（「スキャン」方向）にパターンをスキャンすると同時に、この方向に平行または逆平行に基板をスキャンすることにより各ターゲット部分を照射するいわゆるスキャナが含まれる。パターンを基板上にインプリントすることにより、パターニングデバイスから基板にパターンを転写することも可能である。

[0003] リソグラフィ投影装置内の基板を、例えば水である比較的高い屈折率を有する液体に浸漬して、それにより投影システムの最終要素と基板との間の空間を充填することが提案されてきている。一実施形態では、液体は蒸留水であるが、別の液体を使用してもよい。本発明の一実施形態は、液体を参照して説明される。しかし、特に湿潤流体、非圧縮性流体、および／または空気よりも高い屈折率、望ましくは水よりも高い屈折率を有する流体である別の流体が適している場合もある。ガスが除かれた流体が特に望ましい。この要点は、露光放射は液体中ではより短い波長を有するのでより小さいフィーチャの結像を可能にすることである（液体の効果は、システムの有効開口数（ＮＡ）を増加すること、および、さらには焦点の深度を増加することとも見なされうる。）。固体粒子（例えばクォーツ）がその中に懸濁された水、または、ナノ粒子懸濁液（例えば１０ｎｍまでの最大寸法を有する粒子）を有する液体含む、他の液浸液も提案されている。懸濁粒子は、それらが懸濁されている液体と同様のまたは同じ屈折率を有していても有していなくてもよい。好適でありうる他の液体には、芳香族化合物といった炭化水素、フッ化炭素水素、および／または水溶液が含まれる。

[0004] 従来のリソグラフィ装置では、マスクまたはレチクルは、マスクブランクと呼ばれるクォーツシートを含み、その上で、結像されるパターンがクロム層内に形成される。クォーツは、露光放射に対して実質的に透明であるのに対して、クロム層は実質的に不透明である。マスクパターンはさらに、それ自体は結像しないがレジスト内に形成されたパターンを様々な方法で改善する光近接効果補正（ＯＰＣ）フィーチャ、すなわちセリフといった非結像フィーチャを含みうる。場合によっては、マスクは位相シフトマスク（例えばレべンソン型（alternating）位相シフトマスク、または、ハーフトーン型（attenuated）位相シフトマスク）であってもよいので、クロム層は、パターンを提供するためにマスクのそれ以外の部分とは異なる、マスクブランク上の部分的または実質的に透明の層またはマスクブランクの部分的または実質的に透明の部分と置き換えられてもよい。

[0005] ペリクルを使用してもよい。ペリクルは、その上に埃が積もることを防ぐことを助けるようにクロム層から小さい距離にあるマスクに取り付けられたフレーム上に取り付けられた透明材料の薄膜である。ペリクル上に積もる埃粒子は、マスクが結像された場合には焦点外となる。

[0006] 極端紫外線（ＥＵＶ）用の反射型マスクは、剛性基板を含み、その上に高い屈折率と低い屈折率を交互に有する材料の多層スタックが形成される。多層スタックは、分散型ブラグ（Bragg）リフレクタを形成し、ＥＵＶ放射の有用な反射率を達成するように使用される。パターンは、多層スタック上のクロム層内に形成される。

[0007] マスクの製造には時間がかかり、また、１つのデバイスの製造のために３０または４０個のマスクが大抵使用されることを考えると高価である。したがって、マスクは慎重に取り扱われ、使用前に検査される。埃粒子は必要に応じて除去され、また、クロムパターンにおける小さな不具合は修繕可能であるが、より大規模な誤差または不具合にはマスクの再製造が伴う。

[0008] クリティカルディメンジョン（ＣＤ）の均一性を制御するために、レーザでマスクに選択的に損傷を与えることによってマスクの透過率の局所的な調節を行うことが提案されている。論文「マスクＣＤＵを向上させるための超高速レーザを用いたマスクＣＤ制御（Mask CD control with ultra fast laser for improving mask CDU）」（ＳＰＩＥ６７３０（２００７））を参照されたい。このプロセスは、超高速フェムト秒レーザを使用して、マスクのバルク材料の内部に容積内（intra-volume）シェーディング要素を書き込む。シェーディング要素の密度を調節することによって、マスクを通る放射の透過率が、補正されたマスクがプリントされた場合に基板ＣＤＵが向上されるように局所的に変更される。このプロセスは、標準サイズのマスクをスキャンするのに数時間かかり、また、専用デバイス内で行われる。

[0009] 例えばマスクの製造後にマスクへの補正を行うことができる改良された方法を提供することが望ましい。

[0010] 本発明の一態様では、放射ビームを提供するように構成された照明システムと、パターンを含むマスクを支持し、かつ、マスクを放射ビーム内に位置決めしてパターンを放射ビームに付与するように構成されたマスクサポートと、マスクによってパターン付けされた放射ビームを基板上に投影するように構成された投影システムと、マスクの特性を、制御可能にかつ局所的に変更するように構成されたマスク補正システムとを含む、リソグラフィ装置が提供される。

[0011] 本発明の一態様では、リソグラフィデバイス製造方法における使用のためのマスクを補正する方法が提供され、かかる方法は、リソグラフィ装置内で、マスクの特性を、マスク上のスポットに選択的に入射するように放射ビームを誘導することによって、局所的に変更することを含む。

[0012] 本発明の一態様では、リソグラフィ装置を使用するデバイス製造方法が提供される。かかる方法は、リソグラフィ装置において、マスクの特性を、マスク上のスポットに選択的に入射するように第１の放射ビームを誘導することによって局所的に変更することと、第２の放射ビームをマスク上に誘導することと、マスクによってパターン付けされた第２の放射ビームを基板上に投影することとを含む。

[0013] 本発明の実施形態を、ほんの一例として、添付概略図を参照しながら説明する。図中、対応する参照記号は対応する部分を示す。
[0014] 図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を示す。 [0015] 図２は、液浸液供給システムとして本発明の一実施形態内に使用されうるバリア部材を断面で示す。 [0016] 図３は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置の選択された部分を示す。 [0017] 図４は、本発明の一実施形態による方法を示す。 [0018] 図５は、本発明の一実施形態によるマスク補正デバイスを示す。 [0019] 図６は、本発明の一実施形態に使用される結像原理を説明する。

[0020] 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す。リソグラフィ装置は、
[0021]−放射ビームＢ（例えばＵＶ放射、ＤＵＶ放射、またはＥＵＶ放射）を調整するように構成された照明システム（イルミネータ）ＩＬと、
[0022]−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成され、かつ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１のポジショナＰＭに接続されたサポート構造（例えばマスクテーブル）ＭＴと、
[0023]−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成され、かつ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２のポジショナ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、
[0024]−パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢに付けられたパターンを基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば１つ以上のダイを含む）上に投影するように構成された投影システム（例えば屈折型投影レンズシステム）ＰＳと、を含む。

[0025] 照明システムとしては、放射を誘導し、整形し、または制御するために、屈折型、反射型、磁気型、電磁型、静電型、またはその他のタイプの光コンポーネント、あるいはそれらの任意の組み合せ等の様々なタイプの光コンポーネントを含むことができる。

[0026] サポート構造ＭＴは、パターニングデバイスを保持する。サポート構造ＭＴは、パターニングデバイスの向き、リソグラフィ装置の設計、および、パターニングデバイスが真空環境内で保持されているか否か等の他の条件に応じた態様で、パターニングデバイスを保持する。サポート構造ＭＴは、機械式、真空式、静電式またはその他のクランプ技術を使って、パターニングデバイスを保持することができる。サポート構造ＭＴは、例えば、必要に応じて固定または可動式にすることができるフレームまたはテーブルであってもよい。サポート構造ＭＴは、パターニングデバイスを、例えば、投影システムに対して所望の位置に確実に置くことができる。本明細書において使用される「レチクル」または「マスク」という用語はすべて、より一般的な「パターニングデバイス」という用語と同義であると考えてよい。

[0027] 本明細書において使用される「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内にパターンを作り出すように、放射ビームの断面にパターンを付与するために使用できるあらゆるデバイスを指していると広く解釈されるべきである。なお、放射ビームに付与されたパターンは、例えばそのパターンが位相シフトフィーチャまた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内の所望のパターンに正確に一致しなくてもよいことに留意されたい。通常、放射ビームに付与されたパターンは、集積回路等のターゲット部分内に作り出されるデバイス内の特定の機能層に対応しうる。

[0028] 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、マスク、プログラマブルミラーアレイ、およびプログラマブルＬＣＤパネルが含まれる。マスクは、リソグラフィでは周知であり、バイナリ、レべンソン型（alternating）位相シフト、およびハーフトーン型（attenuated）位相シフト等のマスク型、ならびに種々のハイブリッドマスク型を含む。プログラマブルミラーアレイの一例では、小型ミラーのマトリックス配列が用いられ、入射する放射ビームを様々な方向に反射させるように各小型ミラーを個別に傾斜させることができる。傾斜されたミラーは、ミラーマトリックスによって反射された放射ビームにパターンを付与する。

[0029] 本明細書において使用される「投影システム」という用語は、使われている露光放射に、或いは液浸液の使用または真空の使用といった他の要因に適切な屈折型、反射型、反射屈折型、磁気型、電磁型、および静電型光学システム、またはそれらの任意の組合せを含むあらゆる種類の投影システムを包含すると広く解釈されるべきである。本明細書において使用される「投影レンズ」という用語はすべて、より一般的な用語「投影システム」と同義であると考えてよい。

[0030] 本明細書に記載されるように、リソグラフィ装置は透過型（例えば透過型マスクを採用している）である。或いは、リソグラフィ装置は反射型（例えば反射型マスクを採用している）であってもよい。

[0031] リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）以上の基板テーブル（および／または２つ以上のパターニングデバイステーブル）を有するタイプのものであってもよい。そのような「マルチステージ」機械では、追加のテーブルを並行して使うことができ、すなわち予備工程を１つ以上のテーブル上で実行しつつ、別の１つ以上のテーブルを露光用に使うこともできる。

[0032] 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取る。放射源とリソグラフィ装置は、例えば放射源がエキシマレーザである場合、別個の構成要素であってよい。この場合、放射源は、リソグラフィ装置の一部を形成しているとは見なされず、放射ビームは、放射源ＳＯからイルミネータＩＬへと、適切な誘導ミラーおよび／またはビームエキスパンダを含むビームデリバリシステムＢＤを使用して、伝えられる。その他の場合、例えば放射源が水銀ランプである場合、放射源はリソグラフィ装置の一体部分とすることもできる。放射源ＳＯおよびイルミネータＩＬは、必要ならばビームデリバリシステムＢＤとともに、放射システムと呼んでもよい。

[0033] イルミネータＩＬは、放射ビームの角強度分布を調節するように構成されたアジャスタＡＤを含むことができる。一般に、イルミネータの瞳面内の強度分布の少なくとも外側および／または内側半径範囲（通常、それぞれσ-outerおよびσ-innerと呼ばれる）を調節することができる。さらに、イルミネータＩＬは、インテグレータＩＮおよびコンデンサＣＯといった様々な他のコンポーネントを含むことができる。イルミネータを使って放射ビームを調整すれば、放射ビームの断面に所望の均一性および強度分布を持たせることができる。放射源ＳＯと同様に、イルミネータＩＬも、リソグラフィ装置の一部を形成していると見なしても見なされなくてもよい。例えばイルミネータＩＬは、リソグラフィ装置の一体部分であっても、リソグラフィ装置とは別個の構成要素であってもよい。後者の場合、リソグラフィ装置は、イルミネータＩＬがその上に取り付け可能であるように構成されてよい。任意選択的に、イルミネータＩＬは取り外し可能で、（例えばリソグラフィ装置製造業者または別の供給業者によって）別個に提供されてもよい。

[0034] 放射ビームＢは、サポート構造（例えばマスクテーブル）ＭＴ上に保持されているパターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡに入射して、パターニングデバイスによってパターン形成される。パターニングデバイスＭＡを横断した後、放射ビームＢは投影システムＰＳを通過し、投影システムＰＳは、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームの焦点を合わせる。第２ポジショナＰＷおよび位置センサＩＦ（例えば、干渉計デバイス、リニアエンコーダ、または静電容量センサ）を使い、例えば様々なターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路内に位置決めするように、基板テーブルＷＴを正確に動かすことができる。同様に、第１ポジショナＰＭおよび別の位置センサ（図１には図示せず）を使い、例えばマスクライブラリからの機械的な取り出しの後またはスキャン中に、パターニングデバイスＭＡを放射ビームＢの経路に対して正確に位置決めすることもできる。通常、サポート構造ＭＴの移動は、第１ポジショナＰＭの一部を形成するロングストロークモジュール（粗動位置決め）およびショートストロークモジュール（微動位置決め）を使って実現することができる。同様に、基板テーブルＷＴの移動も、第２ポジショナＰＷの一部を形成するロングストロークモジュールおよびショートストロークモジュールを使って実現することができる。ステッパの場合（スキャナとは対照的に）、サポート構造ＭＴは、ショートストロークアクチュエータのみに連結されてもよく、または固定されてもよい。パターニングデバイスＭＡおよび基板Ｗは、パターニングデバイスアライメントマークＭ１、Ｍ２と、基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を使って位置合わせされてもよい。例示では基板アライメントマークが専用ターゲット部分を占めているが、基板アライメントマークをターゲット部分とターゲット部分との間の空間内に置くこともできる（これらはスクライブラインアライメントマークとして公知である）。同様に、複数のダイがパターニングデバイスＭＡ上に設けられている場合、パターニングデバイスアライメントマークは、ダイとダイの間に置かれてもよい。

[0035] 例示の装置は、以下に説明するモードのうち少なくとも１つのモードで使用できる。

[0036] １．ステップモードでは、サポート構造ＭＴおよび基板テーブルＷＴを基本的に静止状態に保ちつつ、放射ビームに付与されたパターン全体を一度にターゲット部分Ｃ上に投影する（すなわち、単一静的露光）。その後、基板テーブルＷＴは、Ｘおよび／またはＹ方向に移動され、それにより別のターゲット部分Ｃを露光することができる。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、単一静的露光時に結像されるターゲット部分Ｃのサイズが限定される。

[0037] ２．スキャンモードでは、サポート構造ＭＴおよび基板テーブルＷＴを同期的にスキャンする一方で、放射ビームに付与されたパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する（すなわち、単一動的露光）。サポート構造ＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度および方向は、投影システムＰＳの（縮小）拡大率および像反転特性によって決めることができる。スキャンモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、単一動的露光時のターゲット部分の幅（非スキャン方向）が限定される一方、スキャン動作の長さによって、ターゲット部分の高さ（スキャン方向）が決まる。

[0038] ３．別のモードでは、プログラマブルパターニングデバイスを保持した状態で、サポート構造ＭＴを基本的に静止状態に保ち、また基板テーブルＷＴを動かす、またはスキャンする一方で、放射ビームに付与されているパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する。このモードでは、通常、パルス放射源が採用され、さらにプログラマブルパターニングデバイスは、基板テーブルＷＴの移動後ごとに、またはスキャン中の連続する放射パルスと放射パルスとの間に、必要に応じて更新される。この動作モードは、前述のタイプのプログラマブルミラーアレイといったプログラマブル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。

[0039] 上述の使用モードの組合せおよび／またはバリエーション、或いは完全に異なる使用モードもまた採用可能である。

[0040] 多くのリソグラフィ装置において、より小さいフィーチャを結像可能とするように、および／または、リソグラフィ装置の有効ＮＡを増加するように、特に、例えば液浸液である液体である流体が、投影システムの最終要素と基板との間に、液体供給システムＩＨを使用して供給される。本発明の一実施形態を、かかる液浸装置を参照して以下にさらに説明するが、非液浸装置においても同様に具現化されうる。投影システムの最終要素と基板との間に液体を供給する配置は、少なくとも２つの一般的なカテゴリに分類することができる。これらは、浴式（bath type）配置と、いわゆる局所的液浸システムである。浴式配置では、基板の実質的に全体と任意選択的に基板テーブルの一部とが、液体浴内に浸される。いわゆる局所的液浸システムは、液体が基板の局所的領域にしか供給されない液体供給システムを使用する。後者のカテゴリの場合、液体によって充填される空間は、平面図において、基板の上面よりも小さく、また、液体によって充填された領域は、基板がその領域の下で移動する間、投影システムに対して実質的に静止したままである。本発明の実施形態の対象となる別の配置は、液体が閉じ込められない、全湿潤（all wet）の解決手法である。この配置では、基板の実質的に全上面と基板テーブルの全部または一部が、液浸液で覆われる。少なくとも基板を覆う液体の深さは小さい。液体は、基板上の液体の薄膜といった膜であってよい。

[0041] 提案されている配置は、投影システムの最終要素と基板テーブルとの間の空間の境界の少なくとも一部に沿って延在する液体閉じ込め部材を有する液体供給システムを提供することである。このような配置は、図２に示される。液体閉じ込め部材は、ＸＹ面において投影システムに対して実質的に静止しているが、Ｚ方向（光軸方向）には幾らかの相対動作がありうる。シールが、液体閉じ込めと基板の表面との間に形成される。一実施形態では、シールは、液体閉じ込め構造と基板の表面との間に形成され、ガスシールといったように非接触シールでありうる。このようなシステムは、米国特許出願公報第２００４／０２０７８２４号に開示されている。

[0042] 図２は、流体ハンドリング構造１２を有する局所的液体供給システムを概略的に示す。流体ハンドリング構造は、投影システムの最終要素と、基板テーブルＷＴまたは基板Ｗとの間の空間の境界の少なくとも一部に沿って延在する（なお、以下の文書において、基板Ｗの表面との言及は、特に明記されない限り、基板テーブルの表面の追加としてまたは代替として言及されることに留意されたい。）。流体ハンドリング構造１２は、ＸＹ面において投影システムに対して実質的に静止しているが、Ｚ方向（光軸方向）には幾らかの相対動作がありうる。一実施形態では、シールが、バリア部材と基板Ｗの表面との間に形成され、望ましくはガスシールである流体シールといった非接触シールでありうる。

[0043] 流体ハンドリング構造１２は、投影システムＰＳの最終要素と基板Ｗとの間の空間１１内に液体を少なくとも部分的に封じ込める。基板Ｗに対して非接触のシール１６が投影システムのイメージフィールド周りに形成され、それにより液体は基板Ｗの表面と投影システムＰＳの最終要素との間の空間内に閉じ込められうる。この空間は、投影システムＰＳの最終要素の下に位置決めされて最終要素を取り囲む流体ハンドリング構造１２によって少なくとも部分的に形成される。液体は、投影システムの下の空間と流体ハンドリング構造１２内に、液体インレット１３によって入れられる。液体は、液体アウトレット１３によって除去されうる。流体ハンドリング構造１２は、投影システムの最終要素の少し上方に延在しうる。液面は、最終要素よりも上に上昇し、それにより、液体のバッファが与えられる。一実施形態では、流体ハンドリング構造１２は、上端では、投影システムまたはその最終要素の形状に厳密に一致する内周面を有し、また、例えば円形でありうる。底部では、内周面は、例えば矩形であるイメージフィールドの形状に厳密に一致するが、必ずしもそうである必要はない。

[0044] 一実施形態では、液体は、使用時に、液体ハンドリング構造１２の底部と基板Ｗの表面との間に形成されるガスシール１６によって空間１１内に封じ込められる。ガスシールは、例えば空気または合成空気といったガスによって形成されるが、一実施形態では、Ｎ_２や他の不活性ガスによって形成される。ガスシール内のガスは、インレット１５を介して、流体ハンドリング構造１２と基板Ｗとの間の間隙に、加圧されて供給される。ガスは、アウトレット１４を介して引き抜かれる。ガスインレット１５での過度圧力、アウトレット１４での真空レベル、および間隙の形状は、液体を閉じ込める高速のガスフロー１６が内側に向けてあるように構成される。液体取扱い構造１２と基板Ｗとの間の液体にかかるガスの力が、液体を空間１１内に封じ込める。インレット／アウトレットは、空間１１を囲む環状溝であってよい。この環状溝は、連続的であっても不連続的であってもよい。ガスフロー１６は、液体を空間１１内に封じ込めるのに効果的である。このようなシステムは、米国特許出願公開第２００４／０２０７８２４号に開示される。

[0045] 多くの他のタイプの液体供給システムが可能である。本発明は、任意の特定のタイプの液体供給システムにも、液浸リソグラフィにも限定されるものではない。本発明は、任意のリソグラフィに等しく適用されうる。ＥＵＶ放射リソグラフィ装置では、ビーム路は実質的に真空にされて、上述した液浸配置は使用されない。

[0046] 制御システム５００が、リソグラフィ装置１の全体の動作を制御し、特に、以下にさらに説明する最適化プロセスを実行する。制御システム５００は、中央演算処理ユニットおよび揮発性および／または不揮発性記憶装置を含む好適にプログラムされた汎用コンピュータとして具現化されうる。制御システムは、キーボードおよびスクリーンといった１つ以上の入力および出力デバイスと、１つ以上のネットワーク接続と、リソグラフィ装置の様々な部分への１つ以上のインタフェースとを含みうる。なお、制御するコンピュータとリソグラフィ装置間の１対１の関係が必ずしも必要ではないことは理解されよう。本発明の一実施形態では、１つのコンピュータが、複数のリソグラフィ装置を制御してもよい。本発明の一実施形態では、ネットワークでつなげられた複数のコンピュータを使用して、１つのリソグラフィ装置を制御してもよい。制御システム５００はさらに、リソグラフィ装置がその一部を形成するリソセルまたはクラスタ内の１つ以上の関連付けられたプロセスデバイスおよび基板ハンドリングデバイスを制御するように構成されうる。制御システム５００は、リソセルまたはクラスタの監督制御システム、および／または、研究室の統括制御システムに従属するように構成されうる。

[0047] 図３は、通常マスクブランクと呼ばれ、典型的にはクロム層ＣＲ内であるが、その上にまたはその中にパターンＣＲ（通例は実質的に不透明）が形成される、実質的に透過的な基板ＢＬを含む透過型マスクＭＡ（パターニングデバイスの一例として）を示す。マスクは、通常、製造されるデバイスの各層に対して製造される。これは、１つのデバイスを製造するのに３０または４０のマスクが必要となりうることを意味する。この数は、１層あたりに２つのマスクを使用するダブルパターニング技術を使用してクリティカル層が形成される場合には増加する。したがって、１つのデバイスに対するマスクセットの製造は、相当な出費となる。新しいマスクを製造することよりも安くておよび／または速い、マスクを補正または調節する方法および機構が望ましい。本発明の一実施形態は、マスクの１つ以上の特性を制御可能にかつ局所的に変更する、リソグラフィ装置におけるマスク補正デバイスおよび方法を提供する。このようにすると、リソグラフィ装置内に取り付けられた場合のマスクにおける不所望のおよび制御不可能なパターンの歪みおよび／または変更（例えばマスクのクランピングによるマスクの歪み）の影響を補正することができる。

[0048] 上述したように、マスクを通る放射の透過率を調節するために、マスクブランクのバルク材料内に容積内シェーディング要素を書き込むために超高速フェムト秒レーザを使用することが提案されている。この手法は、フィールド内のＣＤ均一性誤差を補正するためには使用することができるが、他の問題は補正しない。例えばパターン歪み、具体的にはフィーチャの位置、および／または、マスク歪みを補正することが望ましい。マスク歪みには、マスクのクランピング、ペリクルＰＬの取り付け、および／または投影システムによって引き起こされる歪みが含まれうる。

[0049] 本発明の一実施形態では、マスク補正デバイス１００が、マスクレベルにおいて、リソグラフィ装置内に設けられる。このことは図３に示される。第２のポジショナＰＭは、基板Ｗのスキャン露光のために投影システムＰＳのオブジェクトフィールド内でマスクテーブルＭＴ上に保持されたマスクＭＡをスキャンする。第２のポジショナＰＭはさらに、マスクテーブルＭＴを、マスクＭＡがロードまたはアンロードされて、マスク検査デバイス２００によって検査される第２の位置またはステーションに移動させる。マスク検査デバイス２００は、欠陥および／または例えば埃である粒子の存在を見つけるべくマスクを検査する。マスク補正デバイス１００は、リソグラフィ装置内で、マスク検査デバイス２００と同じセクション内に配置されることが好都合である。第２のポジショナＰＭは、マスク補正デバイス１００の前のマスクを少なくとも１つの方向、例えばＹ方向にスキャンする。マスク補正デバイス１００は、マスクパターンを補正するために、強力放射ビームをマスクブランクＢＬおよび／またはパターンＣＲ（例えばパターンが部分的にまたは実質的に透過的である場所）に誘導し、それによりその特性を局所的に変更する。イメージセンサＴＩＳが基板テーブルＷＴ上に設けられて、マスクのフィーチャ（例えばアライメントマーカーまたはオーバーレイマーカー）の投影されたイメージのこれらの直交方向（例えばＸ、Ｙ、Ｚ）における位置を測定する。好適なイメージセンサ、例えば透過イメージセンサが当該技術において周知である。

[0050] 本発明の一実施形態では、マスク補正デバイスは、パターンの要素または要素の一部の位置を微細に調節するために、マスクブランクおよび／またはパターンの形状を局所的に変更する。マスクブランクおよび／またはパターンの形状は、熱膨張を引き起こすことによって変更できる。ヒステリシスに起因して、マスクブランクおよび／またはパターンは、それが最初に有していた形状と全く同じ形状には戻らない。一実施形態では、偏光放射を使用して、２つの直交方向において膨張差をもたらす。これにより、パターンの要素の位置のより微細な制御が可能となる。或いはまたは追加的に、マスクの照射を使用して、照明ビームの放射に対する透過率、照明ビームの１つ以上の特定の偏光状態に対する透過率、および複屈折性を含む、マスクの他の特性を変更することが可能である。一実施形態では、マスク補正デバイスは、制御可能な偏光の放射を適用することによってマスクの光学密度を局所的に変更する。一実施形態では、マスク補正デバイスは、マスクブランクの厚さ未満の、好適にはマスクブランクの厚さの半分未満の焦点深度を有し、マスク面に垂直な方向において強力放射ビームの焦点の位置を変更させるように構成される。このようにすると、マスクの厚さの様々な位置において様々な効果を達成することができる。

[0051] 図４に、本発明の一実施形態による方法が示される。まず、マスクは、マスクテーブル上にロードされ、マスクテーブルにクランプされる（ステップＳ１）。クランプは、微細位置制御のためと、高加速時にマスクを抑えるように使用されうるが、場合によりマスクに歪みをもたらすことがある。クランプは、例えば機械式クランプ、真空式クランプ、または静電式クランプであってよい。次に、マスクパターンが測定されて歪みがあるか否かが判定される（ステップＳ２）。望ましくは、マスクパターンは、基板の露光と同様に、マスクパターンのイメージを投影し、例えば基板テーブルと一体にされたイメージセンサを使用して基板レベルにおいて投影されたイメージを測定することによって、測定される。或いは、試験基板が露光されて、レジスト内に露光されたまたは基板に転写されたパターンの測定が行われうる。一実施形態では、マスクパターンの歪みは、オーバーレイマーカーを測定すること、および／または、アライメントマーカーの相対位置を測定することによって特徴付けられる。一実施形態では、補正されるべき歪みの判定は、２ステッププロセスである。１つのステップでは、マスク上の例えばアライメントマーカーまたはオーバーレイマーカーといったフィーチャの位置が、マスク上で直接測定される。別のステップでは、投影システムによって投影された例えばアライメントマーカーまたはオーバーレイマーカーといったフィーチャのイメージの位置が、基板レベルにおいて測定される。このようにすると、マスク自体の、その場にある歪みを、投影システムによって導入された歪みから区別することができる。

[0052] ステップＳ３では、マスク測定の結果を使用して、例えば倍率といったリソグラフィ装置の関連の制御を調節して、フィールド全体およびフィールド間補正を行う。平行して（または連続して）、マスク補正デバイスを使用して、任意の必要なまたは望ましいフィールド内補正を行う（ステップＳ４）。すべての補正が行われた後、生産基板（production substrate）が露光される（ステップＳ５）。リソグラフィ装置内でマスク補正を行うことによって、マスククランプによって引き起こされるマスク歪み、および／または、投影システムによって導入される歪みの影響が考慮される。一実施形態では、ステップＳ３においてリソグラフィ装置の可変制御が使用されて、比較的低い空間周波歪みが補正され、ステップＳ４においてマスク補正デバイスが使用されて、比較的高い空間周波歪みが補正される。低空間周波数と高空間周波数とのカットオフは、実施、特にリソグラフィ装置の利用可能な制御の効果に依存する。一実施形態では、５次以下の効果（fifth or lower effect）は、投影システムの調節、および／または、基板および／またはマスクテーブルのダイナミクスの調節によって補正される。高次の効果（higher order effect）は、マスク補正デバイスによって補正される。一実施形態では、ステップＳ３においてマスク補正デバイスによって適用される補正の予測結果に基づいて、フィードフォワード補正が、ステップＳ３において適用される補正に対して行われる。

[0053] 図５に、マスク補正デバイス１００の詳細が説明される。その出力が第１のレンズ１０３によってコリメートされるビームエキスパンダ１０１が、マスク補正デバイス１００とは別個でありうる、例えば高出力フェムト秒パルスレーザである放射源１０１によって照明される。第１のマイクロレンズアレイ１０４は、レンズ１０５を介して、例えば可動ミラーのアレイ１０７である空間光変調器（ＳＬＭ）１０６上に投影されるサブビームのアレイを形成する。各サブビームは、ＳＬＭの各要素上に投影される。ＳＭＬ１０６の制御可能な要素１０７（例えばミラー）は、各サブビームが投影光学部品１０８に誘導される第１の配置（例えば位置）と、各サブビームがビームストップ（図示せず）に誘導される第２の配置（例えば位置）との間で個々に切り替え可能である。投影光学部品１０８は、サブビームを、マスクＭＡ上にスポットの２次元アレイを形成する第２のマイクロレンズアレイ１０９上に投影する。アレイ内のスポットの数は、あるマスク特性に所望の変更をもたらすために必要な放射源パワーおよびエネルギー量に依存して、マスク補正を行うことができる速度を最大限にするよう選択されることが望ましい。一実施形態では、アレイの各行に少なくとも１６個、望ましくは少なくとも３２個、より望ましくは少なくとも６４個、さらにより望ましくは少なくとも１２８個のスポットがある。一実施形態では、少なくとも８、望ましくは少なくとも１６、より望ましくは少なくとも３２の行がある。

[0054] 図６は、マスクがデバイスに対してスキャンされる際にマスクのフルカバレッジを得ることに役立つようにどのようにアレイの行と列に角度が付けられうるかを示す。スポットのアレイ１１０の行１１２の少なくとも１つの行と、列１１１とは、スキャン方向（例えばＹ）に対して鋭角θをなす。角度θの値は、行と列の間隔と、ビームスポットのサイズとに依存する。この手法は、ピクセルグリッドイメージングとして周知であり、いわゆるマスクレスリソグラフィに対して提案されている。複数のスポットを実質的に同時に書き込むことによって、スキャン速度はそれに応じて乗算され、それにより露光時間を過剰に失うことなくリソグラフィ装置内でマスク補正が行われることを可能にする。

[0055] マスク特性の差別的変化をもたらすために、ポラライザ（図示せず）を、サブビームのうちの選択されたサブビームまたはすべてのサブビーム内に入れることができる。ポラライザは、例えばＸまたはＹである直線偏光状態を付与することができる。リターダを設けて偏光状態を変更することができる。ポラライザを使用することは、追加のスキャンを要する場合がある。或いは、各ミラーが放射をアレイ内の２つ以上のスポットに選択的に誘導できる可動ミラーデバイスを使用することが可能である。直交ポラライザが、サブビームの半数のビーム路に１つずつ、配置され、それにより各スポットが、一方または両方の偏光状態で、選択的に書き込みされることを可能にする。

[0056] 当然ながら、上述した特徴はいずれも任意の他の特徴と共に使用することが可能であり、本願において対象となるのは、明示的に説明されたこれらの組み合わせだけではない。

[0057] 本明細書において、ＩＣ製造におけるリソグラフィ装置の使用について具体的な言及がなされているが、本明細書記載のリソグラフィ装置が、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用のガイダンスパターンおよび検出パターン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッド等の製造といった、マイクロスケールまたはさらにはナノスケールの特徴を有するコンポーネントの製造における他の用途を有し得ることが理解されるべきである。当業者には当然のことであるがそのような別の用途においては、本明細書で使用される「ウェーハ」または「ダイ」という用語はすべて、それぞれより一般的な「基板」または「ターゲット部分」という用語と同義であるとみなしてよい。本明細書に記載した基板は、露光の前後を問わず、例えば、トラック（通常、基板にレジスト層を塗布し、かつ露光されたレジストを現像するツール）、メトロロジーツール、および／またはインスペクションツールで処理されてもよい。適用可能な場合には、本明細書中の開示内容を上記のような基板プロセシングツールおよびその他の基板プロセシングツールに適用してもよい。さらに基板は、例えば、多層ＩＣを作るために複数回処理されてもよいので、本明細書で使用される基板という用語は、すでに多重処理層を包含している基板を表すものとしてもよい。

[0058] 本明細書において使用される「放射」および「ビーム」という用語は、紫外線（ＵＶ）（例えば、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、または１２６ｎｍの波長またはおよそこれらの値の波長を有する）を含むあらゆる種類の電磁放射を包含している。

[0059] 「レンズ」という用語は、文脈によって、屈折および反射型光コンポーネントを含む様々な種類の光コンポーネントのいずれか１つまたはこれらの組合せを指しうる。

[0060] 以上、本発明の具体的な実施形態を説明してきたが、本発明は、上述以外の態様で実施できることが明らかである。例えば、本発明の実施形態は、上に開示された方法を記述する１つまたは複数のシーケンスの機械可読命令を含むコンピュータプログラム、または、かかるコンピュータプログラムが記憶されたデータ記憶媒体（例えば半導体メモリ、磁気または光ディスク）の形態を取りうる。さらに、機械可読命令は、２つ以上のコンピュータプログラムに具現化されてもよい。この２つ以上のコンピュータプログラムは、１つ以上の異なるメモリおよび／またはデータ記憶媒体に記憶されてもよい。

[0061] 上述したコントローラは、信号を受信し、処理し、および送信するための任意の適切な構成を有しうる。例えば各コントローラは、上述した方法のための機械可読命令を含むコンピュータプログラムを実行するための１つ以上のプロセッサを含みうる。コントローラはさらに、かかるコンピュータプログラムを記憶するためのデータ記憶媒体、および／または、かかる媒体を受け取るためのハードウェアを含みうる。

[0062] 本発明の１つ以上の実施形態を、任意の液浸リソグラフィ装置、排他的にではないが特に、液浸液が浴式で供給されても、基板の局所的な表面領域上にのみ供給されても、または、基板および／または基板テーブルにおいて閉じ込められていない状態であってもなくても、上述したタイプに適用されうる。非閉じ込め式の配置では、液浸液は、基板および／または基板テーブルの表面からこぼれ、それにより、基板テーブルおよび／または基板の覆われていない表面全体が湿潤される。このような非閉じ込め式の浸漬システムでは、液体供給システムは、液浸液を閉じ込めないか、または、浸漬液のある割合の閉じ込めを与えうるが、浸漬液の実質的に完全な閉じ込めは与えない。

[0063] 本明細書において考慮される液体供給システムは、広く解釈されるべきである。特定の実施形態では、液体供給システムとは、投影システムと、基板および／または基板テーブルとの間の空間に、液体を提供する機構または構造の組み合わせでありうる。液体供給システムは、空間に液体を供給する、１つ以上の構造、１つ以上の液体インレット、１つ以上のガスインレット、１つ以上のガスアウトレット、および／または、１つ以上の液体アウトレットの組み合わせを含みうる。一実施形態では、空間の表面は、基板および／または基板テーブルの一部であっても、または、空間の表面は、基板および／または基板テーブルの表面を完全に覆っても、または、空間は、基板および／または基板テーブルを包み込んでもよい。液体供給システムは、任意選択的に、液体の位置、量、質、形状、流量、または任意の他の特徴を制御する１つ以上の要素を含みうる。

[0064] 本発明は、以下の節を使用してさらに説明されうる。
１．パターンを含むマスクを支持し、かつ、マスクを放射ビーム内に位置決めしてパターンを放射ビームに付与するように構成されたマスクサポートと、
マスクによってパターン付けされた放射ビームを基板上に投影するように構成された投影システムと、
マスクの特性を、制御可能にかつ局所的に変更するように構成されたマスク補正システムと、を含む、
リソグラフィ装置。
２．マスク補正システムは、放射ビームに対する透過率、放射ビームの偏光状態に対する透過率、複屈折性、および形状からなる群から選択される、マスクの１つ以上の特性を局所的に変更するように構成される、
節１に記載のリソグラフィ装置。
３．マスク補正システムは、第２の放射ビームをマスク上のスポットに誘導してマスクの特性が局所的に変更されるように構成されたフォーカシング光学システムを含む、
節１または節２に記載のリソグラフィ装置。
４．マスク補正システムは、第２の放射をマスク上の複数のスポットに実質的に同時に誘導するように構成される、
節３に記載のリソグラフィ装置。
５．マスクサポートは、第１の方向において、マスク補正システムに対してマスクをスキャンするように構成されたポジショナを含む、
節４に記載のリソグラフィ装置。
６．ポジショナは、マスクが放射ビーム内に位置決めされている場合に、第１の方向においてマスクをスキャンするようにさらに構成される、
節５に記載のリソグラフィ装置。
７．複数のスポットは、２次元アレイに構成され、スポットの２次元アレイの少なくとも行または列が、第１の方向に対して鋭角を形成する、
節４から６のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
８．フォーカシング光学システムは、
第２の放射ビームを、対応する離間されたスポットにおいてマスクに入射される複数のサブビームに分割するビームデバイダと、
サブビームの各々を、マスク上の対応するスポットに選択的に誘導するビームディレクタと、
を含む、
節４から７のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
９．ビームデバイダは、マイクロレンズアレイを含み、ビームディレクタは、可動ミラーのアレイを含み、マイクロレンズアレイの各マイクロレンズは、サブビームを、可動ミラーのうち対応する１つに合焦させるように構成される、
節８に記載のリソグラフィ装置。
１０．各可動ミラーは、サブビームのうち対応する１つが、マスク上の対応するスポットに入射するように誘導される第１の位置と、サブビームのうち対応する１つマスクに入射しないように誘導される第２の位置との間で可動である、
節９に記載のリソグラフィ装置。
１１．各可動ミラーは、複数の位置間で可動であり、複数の位置の各々において、サブビームのうち対応する１つが、マスク上の対応するスポットに入射するように誘導される、
節９に記載のリソグラフィ装置。
１２．フォーカシング光学システムは、第２の放射ビームを提供するように構成された放射源を含む、
節３から１１のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
１３．マスク補正デバイスは、第２の放射ビームに所望の偏光状態を選択的に付与するように構成された制御可能なポラライザをさらに含む、
節３から１１のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
１４．制御可能なポラライザは、ポラライザと、ポラライザを第２の放射ビーム内および外へと選択的に移動させるように構成された切替えデバイスを含む、
節１３に記載のリソグラフィ装置。
１５．マスク検査デバイスをさらに含み、マスク補正デバイスは、マスクがマスク検査デバイスによって検査される位置にある場合にマスクを取り替えるように構成される、
節１から１４のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
１６．リソグラフィデバイス製造方法における使用のためのマスクを補正する方法であって、
リソグラフィ装置内で、マスクの特性を、マスク上のスポットに選択的に入射するように放射ビームを誘導することによって、局所的に変更することを含む、
方法。
１７．放射ビームにより局所的に変更されるマスクのプロパティは、リソグラフィデバイス製造方法に使用される第２の放射ビームに対する透過率、第２の放射ビームの偏光状態に対する透過率、複屈折性、および形状からなる群から選択される、１つ以上の特性である、
節１６に記載の方法。
１８．誘導することは、放射ビームを複数のスポットに実質的に同時に誘導することを含む、
節１６または節１７に記載の方法。
１９．誘導することを行っている際に、第１の方向において、放射ビームに対してマスクをスキャンすることをさらに含む、
節１８に記載の方法。
２０．複数のスポットが、２次元アレイに構成され、スポットの２次元アレイの少なくとも行または列が、第１の方向に対して鋭角を形成する、
節１８または節１９に記載の方法。
２１．所望の偏光状態を放射ビームに選択的に付与することをさらに含む、
節１６から２０のいずれかに記載の方法。
２２．放射ビームを誘導する前でかつリソグラフィ装置内で、マスクのイメージを投影して、イメージの特性の値を測定することをさらに含み、変更することは、測定された値に応じる、
節１６から２１のいずれかに記載の方法。
２３．イメージの特性の値を測定することは、イメージ内のマーカーの位置を測定することを含む、
節２２に記載の方法。
２４．マーカーの位置を測定することは、リソグラフィ装置と一体にされたイメージセンサを使用して行われる、
節２３に記載の方法。
２５．マーカーの位置を測定することは、
基板の放射感応性層をマスクのイメージに露光させることと、
放射感応性層におけるマーカーの位置を測定することと、を含む、
節２３に記載の方法。
２６．マーカーは、アライメントマーカーおよびオーバーレイマーカーからなる群から選択される１つ以上のマーカーである、
節２３から２５のいずれかに記載の方法。
２７．変更することの後に、投影することと測定することとを繰り返すことをさらに含む、
節２２から２６のいずれかに記載の方法。
２８．リソグラフィ装置を使用するデバイス製造方法であって、
リソグラフィ装置において、マスクの特性を、マスク上のスポットに選択的に入射するように第１の放射ビームを誘導することによって局所的に変更することと、
第２の放射ビームをマスク上に誘導することと、
マスクによってパターン付けされた第２の放射ビームを基板上に投影することと、を含む、
方法。

[0065] 上述した説明は、限定ではなく例示を意図している。したがって、当業者であれば、以下に記載する特許請求の範囲から逸脱することなく、記載した発明を変更しうることは明らかであろう。

Claims (14)

1. パターンを放射ビームに付与するように、前記パターンを有するマスクを支持しかつ前記マスクを前記放射ビーム内に位置決めするマスクサポートと、
   前記マスクによってパターン付けされた前記放射ビームを基板上に投影する投影システムと、
   前記マスクの特性を、制御可能にかつ局所的に変更するマスク補正システムと、を備え、
   前記マスク補正システムは、第２の放射ビームを前記マスク上のスポットに誘導して前記マスクの前記特性を局所的に変更させるフォーカシング光学システムを有し、前記第２の放射ビームを前記マスク上の複数のスポットに実質的に同時に誘導する、
   リソグラフィ装置。
2. 前記マスク補正システムは、前記放射ビームに対する透過率、前記放射ビームの偏光状態に対する透過率、複屈折性、およびジオメトリからなる群から選択される、前記マスクの１つ以上の特性を局所的に変更する、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
3. 前記マスクサポートは、第１の方向において、前記マスク補正システムに対して前記マスクをスキャンするポジショナを有する、請求項１又は２に記載のリソグラフィ装置。
4. 前記マスクサポートは、前記マスクが前記放射ビーム内に位置決めされている場合に前記マスクをスキャンするポジショナを有する、請求項１又は２に記載のリソグラフィ装置。
5. 前記複数のスポットは、２次元アレイに配置され、前記スポットの２次元アレイの少なくとも行または列が、前記第１の方向に対して鋭角を形成する、請求項１から４の何れか一項に記載のリソグラフィ装置。
6. 前記フォーカシング光学システムは、前記第２の放射ビームを対応する離間されたスポットにおいて前記マスクに入射される複数のサブビームに分割するビームデバイダと、前記サブビームの各々を前記マスク上の対応するスポットに選択的に誘導するビームディレクタと、を有する、請求項１から５の何れか一項に記載のリソグラフィ装置。
7. 前記ビームデバイダは、マイクロレンズアレイを有し、
   前記ビームディレクタは、可動ミラーのアレイを有し、
   前記マイクロレンズアレイの各マイクロレンズは、サブビームを前記可動ミラーのうち対応する１つに合焦させる、請求項６に記載のリソグラフィ装置。
8. 各可動ミラーは、前記サブビームのうち対応する１つが、前記マスク上の対応するスポットに入射するように誘導される第１の位置と、前記サブビームのうち前記対応する１つが前記マスクに入射しないように誘導される第２の位置と、の間で可動である、請求項７に記載のリソグラフィ装置。
9. 各可動ミラーは、複数の位置間で可動であり、前記複数の位置の各々において、前記サブビームのうち対応する１つが、前記マスク上の対応するスポットに入射するように誘導される、請求項７に記載のリソグラフィ装置。
10. 前記フォーカシング光学システムは、前記第２の放射ビームを提供する放射源を有する、請求項１から９の何れか一項に記載のリソグラフィ装置。
11. 前記マスク補正システムは、前記第２の放射ビームに所望の偏光状態を選択的に付与する制御可能なポラライザをさらに有する、請求項１から１０の何れか一項に記載のリソグラフィ装置。
12. 前記制御可能なポラライザは、ポラライザと、前記ポラライザを前記第２の放射ビーム内および外へと選択的に移動させる切替えデバイスと、を有する、請求項１１に記載のリソグラフィ装置。
13. マスク検査デバイスをさらに有し、前記マスク補正システムは、前記マスクが前記マスク検査デバイスによって検査される位置にある場合に前記マスクを取り替える、請求項１から１２の何れか一項に記載のリソグラフィ装置。
14. リソグラフィ装置を使用するデバイス製造方法であって、
    放射ビームをマスク上に誘導するステップと、
    前記マスクによってパターン付けされた前記放射ビームを基板上に投影するステップと、
    前記リソグラフィ装置において、マスクの特性を、前記マスク上のスポットに選択的に入射するように第２の放射ビームを誘導することによって局所的に変更するステップと、を含み、
    前記変更ステップは、前記第２の放射ビームを前記マスク上の複数のスポットに実質的に同時に誘導することを含む、方法。