JP5815887B2 - リソグラフィ装置、デバイス製造方法およびコンピュータプログラム - Google Patents

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１１年１１月２９日に出願された米国特許仮出願第６１／５６４，６４２号の利益を主張し、その全体が本明細書に援用される。

本発明は、露光装置、リソグラフィ装置、デバイス製造方法、およびコンピュータプログラムに関する。

リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板に、または基板の部分に与える機械である。リソグラフィ装置は例えば、集積回路（ＩＣ）、フラットパネルディスプレイ、微細形状を備えるその他のデバイス又は構造の製造に用いられる。従来のリソグラフィ装置においては、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、ＩＣやフラットパネルディスプレイ、その他のデバイスの個々の層に対応する回路パターンを生成するために使用されることがある。このパターンは例えば、（例えばシリコンウェーハまたはガラスプレート等の）基板上に設けられた放射感応性材料（レジスト）層への結像により、基板（の部分）へと転写される。同様に、露光装置は、基板（またはその一部）の中またはその上に所望のパターンを形成するときに放射ビームを使用する装置である。

パターニングデバイスを使用して、回路パターンではなく例えばカラーフィルタのパターンやドットのマトリックス状配列などの他のパターンを生成する場合もある。従来のマスクに代えて、パターニングデバイスは、回路パターンまたはその他の適用可能なパターンを生成する個別に制御可能な素子の配列を備えるパターニングアレイを備えてもよい。このような「マスクレス」方式では従来のマスクを使用する方式に比べて迅速かつ低コストにパターンを準備したり変更したりできるという利点がある。

故に、マスクレスシステムはプログラマブルパターニングデバイス（例えば、空間光変調器、コントラストデバイスなど）を含む。プログラマブルパターニングデバイスは、個別制御可能素子のアレイを使用して所望のパターンが与えられたビームを形成するよう（例えば電子的に、または光学的に）プログラムされている。プログラマブルパターニングデバイスの種類には、マイクロミラーアレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）アレイ、グレーティングライトバルブアレイ、自発光型コントラストデバイスなどがある。基板上に投影される放射のスポットを例えば移動させるか、または基板から離れて、例えば放射ビームアブソーバに放射ビームを断続的に偏向するように構成された電気−光偏光器から、プログラマブルパターニングデバイスを形成することも可能である。このような装置ではいずれも、放射ビームは連続的である。

リソグラフィプロセスまたは露光プロセスでは、複数の放射ビームが作成され、パターン付与され、基板上に投影される。ビームは明確に画成された境界を有しておらず、変化する範囲で重なり合っていてもよい。一例では、上で特定したように、放射ビームを生成するために自発光型コントラストデバイスを使用してもよい。しかしながら、自発光型コントラストデバイスはそれぞれ名目プロファイルの放射ビームを提供するように設計されているが、自発光型コントラストデバイスのそれぞれによって提供される放射ビームのプロファイルにはいくらかの変動がある傾向がある。この結果、例えば、製造上の公差および／または環境的な要因から、使用する自発光型コントラストデバイスの性能に影響を与えることがある。自発光型コントラストデバイスは、例えばレーザダイオードであってもよい。

基板上に投影される放射ビームのプロファイルが変動することは望ましくない。具体的には、ビームプロファイルの変動は、隣接する結像点間の相互作用に影響を与える。実際には、クロストークまたはビーム間のカップリングを生じる。これを解決するために、結像時の個々のビームの相互作用を調節して、近隣スポットの影響を考慮してもよい。各ビームの（デ−）コンボリューションカーネルを使用して、相互作用を計算する。したがって、例えば、一つまたは複数の放射ビームのプロファイルが名目プロファイルから逸脱することによって導入される一つまたは複数の問題を軽減するか最小化することができる、リソグラフィシステムまたは露光システムを提供することが望ましい。

本発明の一実施形態によると、個別に制御可能な強度を有する複数の放射ビームを生成するように構成された放射源と、各放射ビームをターゲット上のそれぞれの場所に投影するように構成された投影システムと、各放射ビームのターゲット強度値を計算して、ターゲットを所望のパターンに露光するとともに、放射源を制御してターゲット強度値を持つビームを放出させるように構成されたコントローラと、を備える露光装置が提供される。コントローラは、投影システムに対する各場所の位置および／または回転を参照してターゲット強度値を計算する。

本発明の一実施形態によると、所望のパターンでターゲットが照射されるデバイス製造方法が提供される。この方法は、ターゲットを放射するために使用される複数の放射ビームのそれぞれについて強度値を計算することを含み、計算は、ターゲット上の複数の場所の投影システムに対する位置および／または回転を参照して実行される。この方法は、投影システムを使用して、それぞれの場所の上に計算された強度値を有する放射ビームを投影することをさらに含む。

本発明の一実施形態によると、ターゲットを照射するために使用される複数の放射ビームのそれぞれについて強度値を計算するためのコンピュータプログラムであって、ターゲット上の複数の場所それぞれの投影システムに対する位置および／または回転を参照して計算を実行するようにプロセッサに命令するコードを含む、コンピュータプログラムが提供される。

本発明のいくつかの実施の形態が付属の概略的な図面を参照して以下に説明されるがこれらは例示に過ぎない。対応する参照符号は各図面において対応する部分を指し示す。

本発明のある実施の形態に係るリソグラフィ装置または露光装置の部分を示す図である。

本発明のある実施の形態に係る図１のリソグラフィ装置または露光装置の部分の上面図である。

本発明のある実施の形態に係るリソグラフィ装置または露光装置の部分を高度に概略的に示す斜視図である。

本発明のある実施の形態に係り、基板上への図３に係るリソグラフィ装置または露光装置による投影を示す概略上面図である。

本発明の一実施形態の一部の断面図である。

所望のデバイスパターンのベクタ形式の（vector-based）表現を制御信号に変換するためのデータパスの一部を示す図である。

スポット露光グリッドの一部を示す図である。

ラスタ化グリッドの一部を示す図である。

本発明の一実施形態におけるデータパスの一部を示す図である。

本発明の一実施形態におけるデータパスの一部を示す図である。

本発明のある実施の形態は、プログラマブルパターニングデバイスを含んでもよい装置に関連し、当該デバイスは例えば自発光型コントラストデバイスのアレイからなることがある。こうした装置に関する更なる情報は国際公開第２０１０／０３２２２４号、米国特許出願公開第２０１１−０１８８０１６号、米国特許出願第６１／４７３６３６号、米国特許出願第６１／５２４１９０号を参照してもよく、この全体が本明細書に援用される。しかしながら、例えば上述したものを含む任意の形態のプログラマブルパターニングデバイスとともに本発明の一実施形態を使用してもよい。

図１は、リソグラフィ装置または露光装置の部分の概略側断面図を概略的に示す。この実施形態においては、装置は、後述するようにＸＹ面で実質的に静止した個別制御可能素子を有するが、そうである必要はない。装置１は、基板を保持する基板テーブル２と、基板テーブル２を最大６自由度で移動させる位置決め装置３と、を備える。基板は、レジストで被覆された基板であってもよい。ある実施の形態においては、基板はウェーハである。ある実施の形態においては、基板は多角形（例えば矩形）の基板である。ある実施の形態においては、基板はガラスプレートである。ある実施の形態においては、基板はプラスチック基板である。ある実施の形態においては、基板は箔である。ある実施の形態においては、装置は、ロールトゥロール製造に適する。

装置１は、複数のビームを発するよう構成されている複数の個別に制御可能な自発光型コントラストデバイス４をさらに備える。ある実施の形態においては、自発光型コントラストデバイス４は、放射発光ダイオード（例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）、高分子ＬＥＤ（ＰＬＥＤ））、または、レーザダイオード（例えば、固体レーザダイオード）である。ある実施の形態においては、個別制御可能素子４の各々は青紫レーザダイオード（例えば、三洋の型式番号DL-3146-151）である。こうしたダイオードは、三洋、日亜、オスラム、ナイトライド等の企業により供給される。ある実施の形態においては、ダイオードは、例えば約３６５ｎｍまたは約４０５ｎｍの波長を有するＵＶ放射を発する。ある実施の形態においては、ダイオードは、０．５ｍＷないし２００ｍＷの範囲から選択される出力パワーを提供することができる。ある実施の形態においては、レーザダイオードの（むき出しのダイの）サイズは、１００μｍないし８００μｍの範囲から選択される。ある実施の形態においては、レーザダイオードは、０．５μｍ^２ないし５μｍ^２の範囲から選択される発光領域を有する。ある実施の形態においては、レーザダイオードは、５度ないし４４度の範囲から選択される発散角を有する。ある実施の形態においては、それらのダイオードは、合計の明るさを約６．４×１０^８Ｗ／（ｍ^２・ｓｒ）以上にするための構成（例えば、発光領域、発散角、出力パワーなど）を有する。

自発光型コントラストデバイス４は、フレーム５に配設されており、Ｙ方向に沿って及び／またはＸ方向に沿って延在してもよい。１つのフレーム５が図示されているが、装置は、図２に示すように複数のフレーム５を有してもよい。フレーム５には更に、レンズ１２が配設されている。フレーム５、従って、自発光型コントラストデバイス４及びレンズ１２はＸＹ面内で実質的に静止している。フレーム５、自発光型コントラストデバイス４、及びレンズ１２は、アクチュエータ７によってＺ方向に移動されてもよい。それに代えて又はそれとともに、レンズ１２はこの特定のレンズに関係づけられたアクチュエータによってＺ方向に移動されてもよい。任意選択として、各レンズ１２にアクチュエータが設けられていてもよい。

自発光型コントラストデバイス４はビームを発するよう構成されていてもよく、投影系１２、１４、１８はそのビームを基板の目標部分に投影するよう構成されていてもよい。自発光型コントラストデバイス４及び投影系が光学コラムを形成する。装置１は、光学コラム又はその一部を基板に対して移動させるためのアクチュエータ（例えばモータ）１１を備えてもよい。フレーム８には視野レンズ１４及び結像レンズ１８が配設されており、そのアクチュエータを用いてフレーム８は回転可能であってもよい。視野レンズ１４と結像レンズ１８との結合が可動光学系９を形成する。使用時においては、フレーム８は自身の軸１０まわりを、例えば図２に矢印で示す方向に、回転する。フレーム８は、アクチュエータ（例えばモータ）１１を使用して軸１０まわりに回転させられる。また、フレーム８はモータ７によってＺ方向に移動されてもよく、それによって可動光学系９が基板テーブル２に対し変位させられてもよい。

内側にアパーチャを有するアパーチャ構造１３がレンズ１２の上方でレンズ１２と自発光型コントラストデバイス４との間に配置されてもよい。アパーチャ構造１３は、レンズ１２、それに関連する自発光型コントラストデバイス４、及び／または、隣接するレンズ１２／自発光型コントラストデバイス４の回折効果を限定することができる。

図示される装置は、フレーム８を回転させると同時に光学コラム下方の基板テーブル２上の基板を移動させることによって、使用されてもよい。自発光型コントラストデバイス４は、レンズ１２、１４、１８が互いに実質的に整列されたときこれらのレンズを通じてビームを放つことができる。レンズ１４、１８を移動させることによって、基板上でのビームの像が基板の一部分を走査する。同時に光学コラム下方の基板テーブル２上の基板を移動させることによって、自発光型コントラストデバイス４の像にさらされる基板の当該部分も移動する。光学コラム又はその一部の回転を制御し、自発光型コントラストデバイス４の強度を制御し、かつ基板速度を制御するコントローラにより自発光型コントラストデバイス４の「オン」と「オフ」とを高速に切り換える制御をすることによって（例えば、「オフ」であるとき出力がないか、しきい値を下回る出力を有し、「オン」であるときしきい値を上回る出力を有する）、所望のパターンを基板上のレジスト層に結像することができる。

図２は、自発光型コントラストデバイス４を有する図１の装置の概略上面図である。図１に示す装置１と同様に、装置１は、基板１７を保持する基板テーブル２と、基板テーブル２を最大６自由度で移動させる位置決め装置３と、自発光型コントラストデバイス４と基板１７とのアライメントを決定し、自発光型コントラストデバイス４の投影に対して基板１７が水平か否かを決定するためのアライメント／レベルセンサ１９と、を備える。図示されるように基板１７は矩形形状を有するが、追加的に又は代替的に円形の基板が処理されてもよい。

自発光型コントラストデバイス４はフレーム１５に配設されている。自発光型コントラストデバイス４は、放射発光ダイオード、例えばレーザダイオード、例えば青紫レーザダイオードであってもよい。図２に示されるように、自発光型コントラストデバイス４はＸＹ面内に延在するアレイ２１に配列されていてもよい。

アレイ２１は細長い線であってもよい。ある実施の形態においては、アレイ２１は、自発光型コントラストデバイス４の一次元配列であってもよい。ある実施の形態においては、アレイ２１は、自発光型コントラストデバイス４の二次元配列であってもよい。

回転フレーム８が設けられていてもよく、これは、矢印で図示される方向に回転してもよい。回転フレームには、各自発光型コントラストデバイス４の像を与えるためのレンズ１４、１８（図１参照）が設けられていてもよい。本装置には、フレーム８及びレンズ１４、１８を備える光学コラムを基板に対して回転させるためのアクチュエータが設けられていてもよい。

図３は、周辺部にレンズ１４、１８が設けられている回転フレーム８を高度に概略的に示す斜視図である。複数のビーム、本実施例では１０本のビームが、それらレンズの一方へと入射し、基板テーブル２により保持された基板１７のある目標部分に投影されている。ある実施の形態においては、複数のビームは直線に配列されている。回転可能フレームは、アクチュエータ（図示せず）によって軸１０まわりに回転可能である。回転可能フレーム８の回転の結果として、それらビームは、一連のレンズ１４、１８（視野レンズ１４及び結像レンズ１８）に入射する。一連のレンズの各々に入射してビームは偏向され、それによりビームは基板１７の表面の一部分に沿って動く。詳しくは図４を参照して後述する。ある実施の形態においては、各ビームが対応する源によって、すなわち自発光型コントラストデバイス、例えばレーザダイオードによって、生成される（図３には図示せず）。図３に示される構成においては、ビームどうしの距離を小さくするために、それらビームはともに、あるセグメントミラー３０によって偏向されかつ運ばれる。それによって、後述するように、より多数のビームを同一のレンズを通じて投影し、要求解像度を実現することができる。

回転可能フレームが回転すると、ビームが連続する複数のレンズへと入射する。このときあるレンズがビームに照射されるたびに、レンズ表面上でビームが入射する場所が移動する。レンズ上のビーム入射場所に依存してビームが異なって（例えば、異なる偏向をもって）基板に投影されるので、（基板に到達する）ビームは後続のレンズが通過するたびに走査移動をすることになる。この原理について図４を参照して更に説明する。図４は、回転可能フレーム８の一部を高度に概略的に示す上面図である。第１ビームセットをＢ１と表記し、第２ビームセットをＢ２と表記し、第３ビームセットをＢ３と表記する。ビームセットのそれぞれが、回転可能フレーム８の対応するレンズセット１４、１８を通じて投影される。回転可能フレーム８が回転すると、複数ビームＢ１が基板１７に投影され、走査移動によって領域Ａ１４を走査する。同様に、ビームＢ２は領域Ａ２４を走査し、ビームＢ３は領域Ａ３４を走査する。対応するアクチュエータによる回転可能フレーム８の回転と同時に、基板１７及び基板テーブルが（図２に示すＸ軸に沿う方向であってもよい）方向Ｄに移動され、そうして領域Ａ１４、Ａ２４、Ａ３４におけるビームの走査方向に実質的に垂直に移動される。方向Ｄの第２のアクチュエータによる移動（例えば、対応する基板テーブルモータによる基板テーブルの移動）の結果、回転可能フレーム８の一連のレンズによって投影されるとき連続する複数回のビーム走査が互いに実質的に隣接するよう投影されて、実質的に隣接する領域Ａ１１、Ａ１２、Ａ１３、Ａ１４がビームＢ１の走査のたびに生じ（図４に示すように、領域Ａ１１、Ａ１２、Ａ１３は以前に走査され、領域Ａ１４は今回走査されている）、領域Ａ２１、Ａ２２、Ａ２３、Ａ２４がビームＢ２の走査のたびに生じ（図４に示すように、領域Ａ２１、Ａ２２、Ａ２３は以前に走査され、領域Ａ２４は今回走査されている）、領域Ａ３１、Ａ３２、Ａ３３、Ａ３４がビームＢ３の走査のたびに生じる（図４に示すように、領域Ａ３１、Ａ３２、Ａ３３は以前に走査され、領域Ａ３４は今回走査されている）。このようにして、基板表面の領域Ａ１、Ａ２、Ａ３が、回転可能フレーム８を回転させる間に基板を方向Ｄに移動させることにより、覆われてもよい。多数のビームを同一のレンズを通じて投影することにより、（回転可能フレーム８をある同一の回転速度とすると）より短い時間で基板全体を処理することができる。レンズ通過のたびに各レンズにより基板を複数のビームが走査するので、連続する複数回の走査に際して方向Ｄの変位量を大きくすることができるからである。見方を変えると、多数のビームを同一のレンズを通じて基板に投影するとき、ある所与の処理時間における回転可能フレームの回転速度を小さくしてもよいということである。こうして、回転可能フレームの変形、摩耗、振動、乱流などといった高回転速度による影響を軽減してもよい。ある実施の形態においては、図４に示すように、複数のビームは、レンズ１４、１８の回転の接線に対してある角度をなして配列されている。ある実施の形態においては、複数のビームは、各ビームが重なるか、又は各ビームが隣接ビームの走査経路に隣接するように配列されている。

多数のビームを一度に同一レンズにより投影する態様の更なる効果は、公差の緩和に見ることができる。レンズの公差（位置決め、光学投影など）があるために、連続する領域Ａ１１、Ａ１２、Ａ１３、Ａ１４（及び／または領域Ａ２１、Ａ２２、Ａ２３、Ａ２４及び／またはＡ３１、Ａ３２、Ａ３３、Ａ３４）の位置には、互いの位置決めにいくらかの不正確さが現れ得る。したがって、連続する領域Ａ１１、Ａ１２、Ａ１３、Ａ１４間にいくらかの重なりが必要とされるかもしれない。１本のビームの例えば１０％を重なりとする場合、同一レンズに一度にビームが一つであると、同様に１０％の係数で処理速度が遅くなるであろう。一方、同一レンズを通じて一度に５本又はそれより多数のビームが投影される状況においては、（上記同様１本のビームについて）同じ１０％の重なりが５本又はそれより多数の投影線ごとにあるとすると、重なりの総計は概ね５（又はそれより多数）分の１である２％（又はそれ未満）へと小さくなるであろう。これは、全体的な処理速度を顕著に小さくする効果をもつ。同様に、少なくとも１０本のビームを投影することにより、重なりの総計をおよそ１０分の１に小さくしうる。したがって、多数のビームを同時に同一レンズにより投影するという特徴によって、基板の処理時間に生じる公差の影響を小さくしうる。それに加えて又はそれに代えて、より大きな重なり（従って、より大きな公差幅）が許容されてもよい。一度に同一レンズにより多数のビームを投影するのであれば、重なりが処理に与える影響が小さいからである。

多数のビームを同一レンズを通じて同時に投影することに代えて又はそれとともに、インタレース技術を使用することができるかもしれない。しかしながらそのためには、より厳格にレンズどうしを整合させることが必要になるかもしれない。従って、それらレンズのうちある同一レンズを通じて一度に基板に投影される少なくとも２つのビームは相互間隔を有し、装置は、その間隔の中に後続のビーム投影がなされるように光学コラムに対して基板を移動させるよう第２アクチュエータを動作させるよう構成されていてもよい。

１つのグループにおいて連続するビームどうしの方向Ｄにおける距離を小さくするために（それによって、例えば方向Ｄに解像度を高くするために）、それらビームは方向Ｄに対して、互いに斜めに配列されていてもよい。そうした間隔は、各セグメントが複数ビームのうち対応する１つのビームを反射するセグメントミラー３０を光路に設けることによって更に縮小されてもよい。それらセグメントは、それらミラーに入射するビームどうしの間隔よりもミラーで反射されたビームどうしの間隔を狭くするよう配設されている。そうした効果は、複数の光ファイバによっても実現しうる。この場合、ビームのそれぞれが複数ファイバのうち対応する１つのファイバに入射し、それらファイバが、光路に沿って光ファイバ上流側でのビームどうしの間隔よりも光ファイバ下流側でのビームどうしの間隔を狭くするよう配設されている。

また、そうした効果は、複数ビームのうち対応する１つのビームを各々が受光する複数の入力を有する集積光学導波路回路を使用して実現されてもよい。この集積光学導波路回路は、光路に沿って集積光学導波路回路の上流側でのビームどうしの間隔よりも集積光学導波路回路の下流側でのビームどうしの間隔を狭くするよう構成されている。

基板に投影される像のフォーカスを制御するためのシステムが提供されてもよい。上述のある構成において、ある光学コラムの部分又は全体により投影される像のフォーカスを調整するための構成が提供されてもよい。

一実施形態では、投影システムは、基板１７の上方の物質層から形成された基板上に少なくとも一つの放射ビームを投影する。基板上で、レーザ誘起された物質の移動によって材料（例えば金属）の液滴の局所堆積を生じさせるように、デバイスが形成されている。

図５を参照すると、レーザ誘起物質移動の物理的なメカニズムが描かれている。一実施形態では、材料２０２（例えばガラス）のプラズマブレークダウンより低い強度で、実質的に透明な材料２０２を通して放射ビーム２００が集中される。材料２０２を覆っているドナー材料層２０４（例えば金属膜）で形成された基板上で、表面熱吸収が発生する。熱吸収により、ドナー材料２０４が溶解する。さらに、熱によって前方方向への誘起圧力勾配が生じ、ドナー材料層２０４から、ひいてはドナー構造（例えばプレート）２０８からドナー材料の液滴２０６を前方に加速させる。こうして、ドナー材料層２０４からドナー材料の液滴２０６が解放され、その上にデバイスが形成される基板１７に向けて基板上に（重力の助けでまたは重力の助けなしに）移動する。ドナープレート２０８上の適切な位置にビーム２００を向けることによって、基板１７上にドナー材料パターンを堆積させることができる。一実施形態では、ドナー材料層２０４上にビームが集中される。

一実施形態では、ドナー材料の移動を引き起こすために、一つまたは複数の短パルスが使用される。一実施形態では、溶解物質の準１次元の前方への熱および質量の移動を行うためのパルスの長さは数ピコ秒または数フェムト秒であってもよい。このような短パルスは、材料層２０４内の横方向の熱の流れをなくすことを促進することは殆どなく、ドナー構造２０８上の熱負荷はわずかであるか全くない。短パルスにより、物質の急速な溶解および前方加速が可能になる（例えば、金属などの蒸発した物質は前方の方向性を失い、スプラッタ状の堆積につながる）。短パルスにより、加熱温度のすぐ上であるが蒸発温度よりは低い温度に物質を加熱することができる。例えば、アルミニウムでは、約９００−１０００°Ｃの温度が望ましい。

一実施形態では、レーザパルスの使用中に、ある量の材料（例えば金属）が１００−１０００ｎｍの液滴の形態でドナー構造２０８から基板１７に移動される。一実施形態では、ドナー材料は金属を含むか本質的に金属からなる。一実施形態では、金属はアルミニウムである。一実施形態では、材料層２０４はフィルムの形態である。一実施形態では、フィルムが別の本体または層に取り付けられる。上述したように、本体または層はガラスであってもよい。

基板上に形成されるべき所望のデバイスパターンのベクタ形式表現を、プログラマブルパターニングデバイスの駆動に適した制御信号に変換するために、「データパス」を構成するハードウェアおよび／またはソフトウェアを設けてもよい。図６は、このようなデータパスに含めることができる例示的な処理ステージ１００を示す模式図である。一実施形態では、ステージはそれぞれ隣接するステージに直接接続される。しかしながら、必ずしもこうである必要はない。一実施形態では、図示のステージのうちの任意のものの間に、一つまたは複数の追加処理ステージが設けられてもよい。加えてまたは代替的に、一つまたは複数のステージのそれぞれが複数のステージを備えていてもよい。一つまたは複数のステージが組み合わされてもよい。

図６に示す例では、所望のデバイスパターンのベクタ形式表現がステージ１０２で提供される。ベクタ形式表現は、ＧＤＳＩＩなどのベクタ設計パッケージを用いて構築されてもよい。記憶されたベクタ形式表現は、直接にあるいは一つ以上の中間ステージを経由して、ラスタ化ステージ１０４に送られる。中間ステージの例には、ベクタプリプロセッシングステージおよびローパスフィルタステージが含まれる。ローパスフィルタステージは、例えばアンチエイリアス処理を実行してもよい。

ラスタ化ステージ１０４は、所望のデバイスパターンのベクタ形式表現（または、ベクタ形式表現の処理済みバージョン）を、所望のデバイスパターンに対応する所望のドースパターンのラスタ化表現（すなわち、基板の露光後処理によって所望のデバイスパターンを形成するのに適した表現）に変換する。ラスタ化表現は、例えばビットマップデータを含んでもよい。ビットマップデータは、「ピクセルマップ」データとも呼ばれることがある。ビットマップデータは、グリッド点の各点において、所望のドースを示す一連の値を含んでもよい。グリッド点はラスタ化グリッドと呼ばれることもある。

（ラスタ化ステージ１０４からの直接的なまたはさらなる処理後の出力としての）ラスタ化表現が、制御信号生成ステージ１０６に提供されてもよい。制御信号生成ステージ１０６は、（図示のように）単一ステージとして実装されてもよいし、複数の別個のステージとして実装されてもよい。

制御信号生成ステージ１０６は、ラスタ化グリッドと、ターゲット（例えば基板）レベルでパターニングデバイスがスポット露光を形成できる場所を定義するグリッド（「スポット露光グリッド」と呼ばれることもある）と、の間のマッピング操作を実行してもよい。マッピング操作は、ラスタ化グリッドとスポット露光グリッドの間の内挿を含んでもよい。マッピング操作は、メトロロジデータ記憶ステージ１０８からメトロロジデータを受け取るように構成されてもよい。メトロロジデータは、例えば、搭載される基板および／または搭載される基板上の以前に形成されたデバイスパターンの、パターニングデバイスに対する位置および／または姿勢（orientation）を特定してもよい。メトロロジデータは、搭載される基板または以前に形成されたデバイスパターンの測定された歪みを特定してもよい。歪みには、例えばずれ、回転、スキューおよび／または拡大が含まれてもよい。したがって、メトロロジデータは、ターゲット上の所望のドースパターンの適切な位置決めを確保するために、ラスタ化グリッドとスポット露光グリッドの間の内挿をいかに実行すべきかについての情報を提供する。

制御信号生成ステージ１０６は、所望のドースパターンを形成するためにスポット露光グリッド内の各位置に適用すべき一連の強度を計算してもよい。一連の距度は、グリッド内の各位置について、例えばその位置におけるスポットの生成に使用されるべき放射ビームの強度を定義してもよい。この計算は光投影システムの特性を考慮してもよく、したがって「インバースオプティクス（inverse-optics）」計算と呼ばれてもよい。この計算は、例えば、光投影システムの特性によって決定される個別のスポットのサイズおよび／または形状を考慮してもよい。スポットの取り得る適用される強度の所与のセットのそれぞれに付いて、サイズおよび／または形状が定義されてもよい。スポットサイズおよび／または形状は、例えば所与のスポットに対して適用されるドースの位置の変動を定義してもよい。理想的な（すなわち、工学的な誤差のない）スポット露光グリッドジオメトリによって定義される名目位置からのスポットの位置の変動を考慮に入れて、計算が行われてもよい。

スポットはターゲットレベルで互いに重なり合い、その結果、スポット露光グリッドにおける基準位置で達成される最終的なドースは、多数の近隣スポットにおいて適用された強度によって決まる。この影響は、コンボリューション演算によって数学的にモデル化することができる。制御信号生成ステージ１０６は、リバースプロセスを実行（所与の所望のドースパターンについて各位置で適用される必要のある強度を決定）する必要があり、したがってデコンボリューション演算が実行される。デコンボリューション演算はデコンボリューションカーネルによって定義されてもよい。デコンボリューションカーネルはデコンボリューション行列によって表現されてもよい。このようなデコンボリューション行列の係数は、所望のドースパターン内の基準点の領域内の点におけるドースが、スポット露光グリッド内の対応する点（またはスポット）に適用されるべき強度を計算するときに、考慮に入れられる必要のある程度を定義する重みとして解釈されてもよい。

図７および８は、このようなデコンボリューション演算のステップを模式的に示す。

図７は、例示的なスポット露光グリッド１２０の一部を示す。グリッド１２０内の各点１２５は、ターゲット上にパターニングデバイスによって形成されるスポットの中心を表している。デコンボリューション演算は、点１２５のそれぞれに適用する強度値を決定することを目的とする。スポット露光グリッド１２０は、ターゲット上にパターニングデバイスが形成することができるスポット露光のパターンに対応するジオメトリを有している。したがって、スポット露光グリッドのジオメトリは不規則であってもよい。不規則なグリッドでは、本願の意味の範囲内で、グリッド点の密度が位置の関数として変化する。そのため、単一のグリッド点のみを含む単一のユニットセルをモザイクにする（tessellate）ことによってグリッドを完全に構成することは不可能である。図７に示すグリッド１２０のジオメトリは非常に単純化されており、商用デバイスに関連するスポット露光グリッドを必ずしも表してはいない。

図８は、ラスタ化グリッド１２２の例示的な部分を示す。この例では、ラスタ化グリッド１２２は規則的なジオメトリである。この例では、規則的なジオメトリは長方形である。規則的なグリッドのグリッド点の密度は、本願の意味の範囲内で、単一グリッド点のみを含む単一タイプのユニットセルのモザイクによってグリッドを完全に形成することができるという意味で、「一様」である。点線１２１は例示的なユニットセルを表す。点線は四つのグリッド点の１／４と交差しており、したがって全体として一つのグリッド点を含む。所望のドースパターンのサンプルが、グリッド１２２内の点１２６のそれぞれに設けられてもよい。

図７の黒丸グリッド点１２３は、（ランダムに選択される）基準グリッド点を表している。黒丸グリッド点１２３に適用されるべき強度を導出するためのデコンボリューション演算の適用は、基準グリッド点１２３の位置に対応するスポット露光グリッドの領域における、スポット露光グリッド内の複数のグリッド点における所望のドースパターンのサンプルの重み付き寄与を必要とする。図８の黒丸グリッド点１２７は、このようなデコンボリューション演算に必要となるグリッド点を模式的に表している。一実施形態では、行列として表現されるデコンボリューションカーネルは、（行列内の非ゼロの係数の位置によって）いずれのグリッド点１２６が関与するかを、および（行列内の非ゼロの係数の値によって）グリッド点が関与する程度を定義する。

デコンボリューション演算の性質は、露光グリッド内の異なる点および／または点同士の間で異なっていてもよい。この変動は、例えばパターニングデバイスの光学性能の変動を考慮してもよい。キャリブレーション測定を用いて光学性能の変動が求められてもよい。一実施形態では、キャリブレーション測定から選択的に取得される、デコンボリューションカーネルのライブラリが記憶されており、必要に応じてアクセスされてもよい。

制御信号生成ステージ１０６は、制御信号を生成するために、スポット露光グリッド内の各点に適用されるべき一連の強度値をセットポイント値に変換してもよい。セットポイント値は、パターニングデバイスの性質を考慮に入れてもよい。例えば、パターニングデバイスが複数の自発光型コントラストデバイスを含む場合、セットポイント値は、自発光型コントラストデバイスの応答における非線形性を考慮してもよい。セットポイント値は、例えばキャリブレーション測定による名目上は同一のコントラストデバイスの特性における変動を考慮してもよい。

制御信号出力ステージ１１０は、制御信号生成ステージから制御信号を受け取り、その信号をパターニングデバイスに提供する。

図示の例では、ステージ１０２、１０４はデータパスのオフライン部１１２において実行され、ステージ１０６−１１０はデータパスのオンライン部１１４において実行される。しかしながら、これは本質的ではない。一実施形態では、ステージ１０４に関連する機能の全てまたは一部がオンラインで実行されてもよい。代替的にまたは追加して、ステージ１０６および／または１０８の機能の全てまたは一部がオフラインで実行されてもよい。

上記の図７は、単一の平面、例えば最も焦点の合った名目平面でのスポット露光グリッド１２０を表している。その平面内では、様々な理由によって、グリッド点の位置が理想的な一様のグリッドから変化する。各グリッド点は、ターゲット上のビームの名目的な場所を表している。最も焦点の合った名目平面に直交し、投影システムの光軸と平行なＺ方向における位置を考慮する必要があるかもしれない。一般に、例えば、基板の変形や初期の処理ステップにおいてその上に形成され構造に起因して、パターン付与されるべき基板は平坦ではない。そのため、例えば、一部のビームがターゲットに入射する場所において最も焦点の合った平面に対して最適な位置にターゲット（例えば基板）が光学的に配置されるとき、ターゲット面は、最も焦点の合った平面内に正確に位置しているわけではない。

ターゲット（例えば基板）表面が、投影ビームの入射場所において最も焦点の合った平面内にない場合、さらなる誤差が生じるおそれがある。これらの誤差は、投影ビームのテレセントリック性および／またはＺ方向（焦点）における投影ビームプロファイル内の変化に起因するものと信じられている。テレセントリック性およびＺ方向におけるビームプロファイルの変化の影響は、効果的なスポット位置、および別のグリッド位置で結像する一つのビームの効果が、Ｚ方向におけるターゲット位置とともに変化するということである。したがって、本発明の一実施形態によると、ターゲット上の複数のスポットを投影するためのビーム強度を計算するときに、ビームの入射場所におけるターゲットのＺ方向位置および／または回転（チルト）が考慮される。本発明の一実施形態は、ラインエッジの粗さを約５０％削減することができる。

図９を参照して、本発明の一実施形態では、制御信号生成ステージ１０６は、例えば、パターン露光のための投影システムに対するターゲット（例えば基板）の軌跡を表すセットポイントなどの情報を記憶する第１メモリ１０６２に接続されたプロセッサユニット１０６１を備える。プロセッサ１０６１は、各グリッド点１２６に対する複数のデコンボリューションカーネルを記憶する第２メモリ１０６３にも接続されている。複数のデコンボリューションカーネルは、それぞれＺ位置および／または回転に関連付けられる。一実施形態では、複数のデコンボリューションカーネルは、約１０μｍの範囲に広がりこれをサンプリングするＺ位置に関連している。デコンボリューション演算を実行して点１２５のそれぞれに適用する強度値を決定するとき、プロセッサ１０６１は、メトロロジデータ記憶ステージ１０８からのメトロロジデータと、第１メモリ１０６２内に記憶されている軌跡情報と、を参照し、露光の予定時間におけるグリッド点１２５に対応する基板上の場所の予定されるＺ位置および／または回転を決定する。続いて、計算されたまたは予測されたＺ位置および／または回転を使用して、第２メモリ１０６３に記憶されているデコンボリューションカーネルから適切な一つを選択する。

一実施形態では、第２メモリ１０６３は、適切なデコンボリューションカーネルを選択するために使用される、計算済みのＺ位置および／または回転を有するルックアップテーブルとして構成されている。一実施形態では、計算済みのＺ位置および／または回転が、記憶されたデコンボリューションカーネルの一つのＺ位置および／または回転と正確に対応していない場合に、記憶されているデコンボリューションカーネルから内挿または外挿によってデコンボリューションカーネルが計算される。各グリッド点１２５に対して適切なデコンボリューションカーネルを選択または計算した後、デコンボリューション計算が上記のように進行する。例えば記憶されているカーネルに基づくカーネルの計算時に、Ｚ軸と直交する方向の周りの基板の角度が考慮されてもよい。

一実施形態では、一度に露光されるべき面積によって定義されるボリューム、およびデコンボリューションカーネルによってカバーされるＺ位置範囲について、３次元のデコンボリューション計算が実行される。３次元の計算は、Ｚ方向における複数のステップのそれぞれにおいて、事実上２次元の計算である。３次元の計算を実行した後、複数の計算された値の中から各グリッド位置における予定のＺ位置に対する適切なものを選択することによって、スポット強度が求められる。

上記実施形態では、露光に先立ってビーム強度の計算が実行される。図１０に示す本発明の一実施形態では、デコンボリューション計算は「オンザフライ」で、すなわち露光が実行されている間に実行される。上述の実施形態と他の点では同一であるこの実施形態では、ターゲット軌跡の情報を記憶する第１メモリ１０６２が省略されている。代わりに、ターゲットのＺ方向位置および／または回転のリアルタイム測定を提供するために、アライメント／レベルセンサ１９からのデータが使用される。その後、第２メモリ１０６３に記憶されているデコンボリューションカーネルのライブラリに基づき適切なデコンボリューションカーネルを選択または決定するために、このデータが使用される。一実施形態では、アライメント／レベルセンサ１９は、ターゲット上の限られた数（例えば３つ）の場所におけるＺ位置および／または回転情報を提供する。メトロロジデータベース１０８内に記憶されている、ターゲットの外形を画成するメトロロジ情報を使用して、アライメント／レベルセンサ１９からのデータに基づき、関連するグリッド点に対応する場所におけるＺ位置および／または回転を計算する。

実施形態では、異なるＺ位置および／または回転に対するデコンボリューションカーネルが、キャリブレーション過程によって求められる。例えば、最も焦点の合う名目平面とその上方及び下方の５段階で、ＣＣＤなどの撮像装置を使用して、異なるＺ位置によってビームのイメージが取得される。このような画像から、デコンボリューションカーネルを計算することができる。計算されたデコンボリューションカーネルの数は、測定の数よりも多くてもよい。

あるデバイス製造方法によると、パターンが投影された基板から、ディスプレイ、集積回路、又はその他の任意の品目等のデバイスが製造されうる。

本書ではＩＣの製造におけるリソグラフィ装置または露光装置の使用を例として説明しているが、本明細書に説明したリソグラフィ装置または露光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、磁気ドメインメモリ用案内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「ウェーハ」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。本書に言及された基板は露光前または露光後において、例えばトラック（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し得る。

「レンズ」という用語は、文脈が許す限り、屈折光学部品、回折光学部品、反射光学部品、磁気的光学部品、電磁気的光学部品、静電的光学部品、またはこれらの組み合わせを含む各種の光学部品のいずれかを指し示してもよい。

本発明の特定の実施形態が上述されたが、説明したもの以外の態様で本発明が実施されてもよい。例えば、本発明は、上述の方法を記述する機械で読み取り可能な命令の１つまたは複数のシーケンスを含むコンピュータプログラム、または、そうしたコンピュータプログラムを記録したデータ記録媒体（例えば半導体メモリ、磁気ディスク、または光ディスク）の形式をとってもよい。また、機械で読み取り可能な命令は、２以上のコンピュータプログラムにより具現化されていてもよい。それら２以上のコンピュータプログラムは、１つ又は複数の異なるメモリ及び／またはデータ記録媒体に記録されていてもよい。

上述の説明は例示であり、限定を意図しない。よって、以下に述べる請求項の範囲から逸脱することなく既述の本発明に変更を加えることができるということは、当業者には明らかなことである。

Claims (13)

1. 個別に制御可能な強度を有する複数の放射ビームを生成するように構成された放射源と、
   各放射ビームをターゲット上のそれぞれの場所に投影するように構成された投影システムと、
   各放射ビームのターゲット強度値を計算して、ターゲットを所望のパターンに露光するとともに、前記放射源を制御して前記ターゲット強度値を持つビームを放出させるように構成されたコントローラと、
   を備え、
   前記コントローラは、前記投影システムに対する各場所の位置および／または回転を参照して前記ターゲット強度値を計算し、
   前記ターゲットは、その上にデバイスが形成されるべき基板から間隔を空けて配置されたドナー材料の層であることを特徴とする露光装置。
2. 前記コントローラは、ビームと近隣のビームとの間のクロスカップリングをモデル化する、各放射ビームの関数を使用して、前記ターゲット強度値を計算するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. 前記関数は、前記投影システムに対する各場所の位置に依存することを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
4. 前記コントローラは、各放射ビームに対して複数の関数を記憶するルックアップテーブルを備え、前記コントローラは、前記それぞれの場所の位置にしたがって前記ルックアップテーブルから各放射ビームの関数を選択するように構成されることを特徴とする請求項３に記載の露光装置。
5. 前記関数はデコンボリューションカーネルであることを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の露光装置。
6. 放射ビームがターゲット上に投影されている間、前記投影システムに対するターゲット上の場所の位置および／または回転を測定するように構成された位置センサをさらに備える請求項１ないし５のいずれかに記載の露光装置。
7. 前記ターゲットの表面プロファイルのマップを表すデータを記憶するように構成された第１メモリと、
   前記ターゲットの軌跡を表すデータを記憶するように構成された第２メモリと、
   前記マップおよび前記軌跡から、各場所の位置および／または回転を計算するように構成された位置計算器と、
   をさらに備える請求項１ないし５のいずれかに記載の露光装置。
8. 前記投影システムに対する前記場所の位置は、基準面に直交する方向における基準面からの距離であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の露光装置。
9. 前記放射源は、複数の放射ビームを供給するように構成されたプログラマブルパターニングデバイスであることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の露光装置。
10. 前記プログラマブルパターニングデバイスは、放射ビームを選択的に供給する制御可能素子を備えることを特徴とする請求項９に記載の露光装置。
11. 前記プログラマブルパターニングデバイスは複数の自発光型コントラストデバイスを含むことを特徴とする請求項９または１０に記載の露光装置。
12. 所望のパターンでターゲットが照射されるデバイス製造方法であって、
    ターゲットを放射するために使用される複数の放射ビームのそれぞれについて強度値を計算することを含み、
    前記計算は、ターゲット上の複数の場所の投影システムに対する位置および／または回転を参照して実行され、
    前記投影システムを使用して、それぞれの場所の上に計算された強度値を有する放射ビームを投影することをさらに含み、
    前記ターゲットは、その上にデバイスが形成されるべき基板から間隔を空けて配置されたドナー材料の層である方法。
13. ターゲットを照射するために使用される複数の放射ビームのそれぞれについて強度値を計算するためのコンピュータプログラムであって、
    ターゲット上の複数の場所それぞれの投影システムに対する位置および／または回転を参照して前記計算を実行するようにプロセッサに命令するコードを含み、
    前記ターゲットは、その上にデバイスが形成されるべき基板から間隔を空けて配置されたドナー材料の層である、コンピュータプログラム。

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