JP5959739B2 - リソグラフィクラスタシステム、測定装置、およびリソグラフィ装置の位置決めデバイスを較正するための方法 - Google Patents

Description

（関連出願の相互参照）
[0001] 本出願は、２０１２年７月１０日に出願の米国仮出願６１／６７０，０２３号の利益を主張し、それらの全体が引用により本明細書に含まれる。

[0002] 本発明は、リソグラフィクラスタシステムと、リソグラフィ装置の位置決めデバイスを較正するための方法と、リソグラフィクラスタシステムにおいて用いられる測定装置と、に関する。

[0003] リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板に、通常は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デバイスを用いて、ＩＣの個々の層上に形成すべき回路パターンを生成することができる。このパターンを、例えばシリコンウェーハ等の基板上のターゲット部分に転写することができる。パターンの転写は典型的に、基板に設けた放射感応性材料の層への結像により行われる。一般的に、１枚の基板には、順次パターンが与えら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。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、いわゆるステッパを含む。また、従来のリソグラフィ装置は、基板を所与の方向と平行に又は逆平行に同期的にスキャンしながら、パターンを所与の方向に放射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、いわゆるスキャナを含む。また、パターンを基板にインプリントすることによっても、パターニングデバイスから基板へとパターンを転写することが可能である。

[0004] リソグラフィ装置によってパターンを基板に転写した後、基板はリソグラフィ装置の外部で他の処理ステップを経ることができる。これらの処理ステップの後、基板に更に別のパターンを転写することができる。しかしながら、多数のリソグラフィ装置を用いる工場では、最初のパターン及び更に別のパターンを異なるリソグラフィ装置によって基板に転写する場合がある。各リソグラフィ装置に欠陥があるために、パターンの転写において、例えば形状及び位置の誤差が生じることがある。これらの誤差は、最初のパターンと更に別のパターンとの間にずれ（offset）を引き起こす。このずれは、オーバーレイエラーとして既知である。オーバーレイエラーが大きすぎる場合、リソグラフィ装置により生成された集積回路は誤動作する恐れがある。かかるオーバーレイエラーを最小限に抑えるために、これを事前に較正することが有益であり得る。

[0005] 本発明の一実施形態によれば、リソグラフィ装置の位置決めデバイスを較正するための方法が提供される。位置決めデバイスは、基板を位置決めするように配置されている。この方法は、基板の層上に露光パターンを生成するように、リソグラフィ装置でこの層上にパターンを露光することによって露光層を生成することを含む。基板は基準層を有する。露光パターンは、位置決めデバイスによる基板の移動に対応する。この方法は更に、基板上の複数の位置で露光層と基準層との間のオーバーレイデータを測定することを含む。この方法は更に、離散コサイン変換によってオーバーレイデータを空間領域から周波数領域に変換することで周波数領域データを生成することを含む。更にこの方法は、周波数領域データのサブセットを選択することによってデータサブセットを生成することを含む。この方法は更に、逆離散コサイン変換によってデータサブセットを空間領域に変換することで較正データを生成することを含む。この方法は更に、較正データを用いることによって基板位置決めシステムを較正することを含む。

[0006] 本発明の別の実施形態では、リソグラフィ装置及び測定装置を備えたリソグラフィクラスタシステムが提供される。リソグラフィ装置は、基板上にパターンを露光するためのものである。リソグラフィ装置は、基板を移動させるための位置決めデバイスを備える。測定装置は、基板上のオーバーレイデータを測定するように構成されている。リソグラフィ装置は、基板の層上に露光パターンを生成するように、この層上にパターンを露光することによって露光層を生成するように配置されている。基板は基準層を有する。露光パターンは、基板位置決めシステムによる基板の移動に対応する。測定装置は、基板上の複数の位置で露光層と基準層との間のオーバーレイデータを測定するように配置されている。測定装置は更に、離散コサイン変換によってオーバーレイデータを空間領域から周波数領域に変換することで周波数領域データを生成し、周波数領域データのサブセットを選択することによってサブセットデータを生成するように配置されている。測定装置は更に、逆離散コサイン変換によってサブセットデータを空間領域に変換することで較正データを生成するように配置されている。リソグラフィクラスタシステムは、較正データを用いて位置決めデバイスを較正するように配置されている。

[0007] 本発明の更に別の実施形態によれば、リソグラフィクラスタシステムにおいて用いるための測定装置が提供される。

[0008] 対応する参照符号が対応する部分を示す添付の概略図を参照しながら以下に本発明の実施形態について説明するが、これは単に例示としてのものに過ぎない。
[0009] 本発明の一実施形態を具現化することができるリソグラフィ装置を示す。 [0010] 本発明の一実施形態によるリソグラフィクラスタシステムを示す。 [0011] 本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置の基板位置決めシステムを較正するための方法を示す。

[0012] 図１は、本発明の一実施形態に従ったリソグラフィ装置を概略的に示す。この装置は、照明システムＩＬと、支持構造ＭＴと、第１の位置決めデバイスＰＭと、を含む。照明システムＩＬは、放射ビームＢを調節するように構成されている。例えばマスクテーブル等の支持構造ＭＴは、例えばマスク等のパターニングデバイスＭＡを支持するように構築されている。支持構造ＭＴは、いくつかのパラメータに従ってパターニングデバイスＭＡを高精度に位置決めするように構成された第１の位置決めデバイスＰＭに接続されている。また、この装置は、基板テーブルＷＴ及び第２の位置決めデバイスＰＷも含む。基板テーブルＷＴは、例えばレジストがコーティングされたウェーハ等の基板Ｗを保持するように構築されている。基板テーブルＷＴは、いくつかのパラメータに従って基板Ｗを高精度に位置決めするように構成された第２の位置決めデバイスＰＷに接続されている。この装置は更に、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に投影するように構成された投影システムＰＳも含む。

[0013] 本明細書において用いる「放射ビーム」という用語は、例えば波長が３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、もしくは１２６ｎｍであるか又はこれら付近である紫外光線（ＵＶ）、及び波長が５〜２０ｎｍの範囲内である極端紫外光線（ＥＵＶ）を含むあらゆるタイプの電磁放射、並びに、イオンビーム又は電子ビーム等の粒子ビームを包含する。

[0014] 照明システムＩＬは、放射の誘導、整形、又は制御を行うための、屈折、反射、磁気、電磁気、静電気型、もしくは他のタイプの光学コンポーネント、又はそのいずれかの組合せ等、種々のタイプの光学コンポーネントを含むことができる。

[0015] 図１を参照すると、照明システムＩＬは放射源ＳＯから放射ビームを受ける。放射源ＳＯとリソグラフィ装置とは、例えば放射源ＳＯがエキシマレーザである場合に、別々のコンポーネントであってもよい。このような場合、放射源ＳＯ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、ビームデリバリシステムＢＤを利用して、放射源ＳＯから照明システムＩＬへと渡される。他の例では、例えば放射源ＳＯが水銀ランプの場合は、放射源ＳＯ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及び照明システムＩＬは、必要に応じてビームデリバリシステムＢＤと共に放射システムと呼ぶことができる。

[0016] 照明システムＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調整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。更に、照明システムＩＬは、インテグレータＩＮ及びコンデンサＣＯ等の他の種々のコンポーネントを含むことができる。照明システムＩＬを用いて放射ビームを調節し、その断面にわたって所望の均一性及び強度分布を得ることができる。

[0017] 支持構造ＭＴは、パターニングデバイスＭＡを支持する、すなわちその重量を支える。支持構造ＭＴは、パターニングデバイスＭＡの方向、リソグラフィ装置の設計、及び、例えばパターニングデバイスＭＡが真空環境で保持されているか否か等の他の条件に応じた方法で、パターニングデバイスＭＡを保持する。支持構造ＭＴは、パターニングデバイスＭＡを保持するために、機械的、真空、静電気、又はその他のクランプ技法を用いることができる。支持構造ＭＴ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ＭＴは、例えば投影システムＰＳに対してパターニングデバイスＭＡを確実に所望の位置に置くことができる。

[0018] 本明細書において用いる「パターニングデバイス」という用語は、基板Ｗのターゲット部分Ｃにパターンを生成するように、放射ビームＢの断面にパターンを与えるために使用可能であるいずれか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Ｂ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Ｗのターゲット部分Ｃ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、集積回路等のターゲット部分に生成されるデバイスの特定の機能層に相当する。

[0019] パターニングデバイスＭＡ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パネルが含まれる。マスクはリソグラフィにおいて周知のものであり、バイナリマスク、レベンソン型（alternating）位相シフトマスク、及びハーフトーン型（attenuated）位相シフトマスク等のマスクタイプ、並びに様々なハイブリッドマスクタイプを含む。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が用いられ、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に個別に傾斜させることができる。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。

[0020] 本明細書で示すように、このリソグラフィ装置は透過タイプであり、例えば透過マスクを用いる。あるいは、装置は反射タイプとして、例えば先に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用いるか、又は反射マスクを用いることも可能である。

[0021] 本明細書において用いる「投影システム」という用語は、例えば使用する放射ビームＢ、又は液浸液の使用もしくは真空の使用等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、又はそのいずれかの組合せを含む任意のタイプの投影システムＰＳを包含するものとして広義に解釈されるべきである。

[0022] リソグラフィ装置は、少なくとも１つの基板テーブルＷＴ及び少なくとも１つの支持構造ＭＴを有するタイプとすることができる。かかる機械では、追加のテーブルもしくは支持部を同時に用いるか、又は、１つ以上のテーブルもしくは支持部を露光に使用している間に１つ以上の他のテーブル又は支持部に準備ステップを実行する場合がある。リソグラフィ装置は、少なくとも１つの基板テーブルＷＴに加えて、測定機器を保持するための少なくとも１つのテーブルを有することも可能である。

[0023] このリソグラフィ装置は、基板の少なくとも一部を、例えば水のような比較的高い屈折率を有する液体で覆うことで、投影システムＰＳと基板Ｗとの間の空間を充填するタイプとすることも可能である。液浸液は、例えばパターニングデバイスＭＡと投影システムＰＳとの間のような、リソグラフィ装置の他の空間に適用してもよい。液浸技法を用いて、投影システムＰＳの開口数を大きくすることができる。本明細書で用いる場合、「液浸」という用語は、基板等の構造を液体に浸さなければならないことを意味するのではなく、投影システムＰＳと基板Ｗとの間に露光中に液体が配置されていることを意味するに過ぎない。

[0024] 放射ビームＢは、支持構造ＭＴ上に保持されたパターニングデバイスＭＡに入射し、パターニングデバイスＭＡによってパターニングされる。パターニングデバイスＭＡを横断した放射ビームＢは、投影システムＰＳを通過し、投影システムＰＳは、ビームを基板Ｗのターゲット部分Ｃ上に合焦させる。第２の位置決めデバイスＰＷ及び位置センサＩＦを利用して、基板テーブルＷＴを高精度に移動させ、例えば、異なるターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路に位置決めすることができる。位置センサＩＦは、干渉計デバイス、リニアエンコーダ、又は容量センサとすればよい。第２の位置決めデバイスＰＷと同様に、第１の位置決めデバイスＰＭ及び別の位置センサ（図１には明示されていない）を用いて、放射ビームＢの経路に対してパターニングデバイスＭＡを高精度に位置決めすることができる。一般に、支持構造ＭＴの移動は、第１の位置決めデバイスＰＭの一部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利用して実現することができる。ロングストロークモジュールは、広範囲にわたって低精度でショートストロークモジュールを移動させることができる。ショートストロークモジュールは、小さい範囲で高精度に、ロングストロークモジュールに対して支持構造ＭＴを移動させることができる。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第２のポジショナＰＷの一部を形成するロングストロークモジュール及びショートストロークモジュールを用いて実現することができる。ステッパの場合は、スキャナとは対照的に、支持構造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、又は固定してもよい。パターニングデバイスＭＡ及び基板Ｗは、パターニングデバイスアライメントマークＭ１、Ｍ２及び基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を用い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メントマークＰ１、Ｐ２は、専用のターゲット部分を占有するが、ターゲット部分Ｃの間の空間に配置してもよい。同様に、パターニングデバイスＭＡ上に２つ以上のダイを設ける状況では、パターニングデバイスアライメントマークＭ１、Ｍ２をダイ間に配置してもよい。

[0025] 図示の装置は、以下の３つのモードのうち少なくとも１つにおいて使用可能である。

[0026] 第１のモード、いわゆるステップモードでは、放射ビームに与えられたパターン全体を１回でターゲット部分Ｃに投影する間、支持構造ＭＴ及び基板テーブルＷＴは基本的に静止したままである（すなわち単一静的露光）。次いで基板テーブルＷＴをＸ方向及び／又はＹ方向にシフトさせて、異なるターゲット部分Ｃの露光を可能とすることができる。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、１回の静的露光で結像されるターゲット部分Ｃのサイズが限定される。

[0027] 第２のモード、いわゆるスキャンモードでは、放射ビームに与えられたパターンをターゲット部分Ｃに投影しながら、支持構造ＭＴ及び基板テーブルＷＴを同期的にスキャンする（すなわち単一動的露光）。支持構造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の拡大率（縮小率）及び像反転特性により決定することができる。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、１回の動的露光におけるターゲット部分の幅が限定され、スキャン動作の長さによって、ターゲット部分Ｃの高さが決定する。

[0028] 第３のモードでは、支持構造ＭＴは基本的に静止したままでプログラマブルパターニングデバイスＭＡを保持するが、放射ビームに与えられたパターンをターゲット部分Ｃに投影しながら基板テーブルＷＴを移動又はスキャンする。このモードでは、一般にパルス放射源が使用され、基板テーブルＷＴの各移動の後に又はスキャン中の連続した放射パルスの間に、必要に応じてプログラマブルパターニングデバイスＭＡを更新する。この動作モードは、上述したタイプのプログラマブルミラーアレイ等の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。

[0029] 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することができる。

[0030] 図２は、本発明の一実施形態によるリソグラフィクラスタシステムを概略的に示す。図２において、リソグラフィクラスタシステム１は、図１に示すようなリソグラフィ装置５と、トラック装置３と、を備えることができる。リソグラフィ装置５は、基板Ｗの層上でパターンを露光させるように構成することができる。トラック装置３は、基板Ｗ上でパターンを露光する前及び／又は後に様々なプロセスを実行するように構成された処理モジュール２０を備えることができる。リソグラフィクラスタシステム１は、リソグラフィ装置５とウェーハ追跡装置３との間で基板Ｗを移送するためのウェーハハンドリング装置１５を備えることができる。

[0031] リソグラフィクラスタシステム１は、更に測定装置７も備えることができる。測定装置７は、Yieldstar（商標）装置等のメトロロジーデバイスとすればよい。測定装置７は、リソグラフィ装置５に一体化するか、又はトラック装置３と相互接続することも可能である。一実施形態では、測定装置７は、基板の表面に照射された層上の露光パターンの位置を測定するために使用可能である。

[0032] リソグラフィ装置５は、基板Ｗを位置決めするように構成された位置決めデバイスＰＷを備えることができる。位置決めデバイスＰＷは、投影システムＰＳに対して基板Ｗを移動させるように構成することができる。位置決めデバイスＰＷは、基板又は基板テーブルＷＴの位置を明らかにするために、位置センサＩＦ等の位置検出コンポーネントを備えることができる。一実施形態では、位置検出コンポーネントは、基板Ｗの層上の露光パターンの位置を明らかにするために使用可能である。一実施形態では、位置検出コンポーネントは、基板上の２つの連続した露光パターン間のずれを示すオーバーレイデータを明らかにするために用いることができる。２つの連続した露光パターン間のこのずれは、オーバーレイエラーとして既知である。位置センサＩＦは、例えば一次元又は多次元位置センサとすればよい。一実施形態では、位置センサＩＦは、ｘ−ｙ面の２次元位置センサとすることができる。位置センサＩＦは、光源と、格子（grating）と、検出器とを備える光学式エンコーダとすることも可能である。格子はエンコーダグリッドとすることができる。格子を、基板テーブルＷＴに接続するか、又は基準フレーム、メトロロジーフレーム、もしくは投影システムＰＳ等、リソグラフィ装置５の別のコンポーネントに接続することができる。位置検出コンポーネントは、その精度の向上のために較正を行うように構成することができる。

[0033] 測定装置７は、２つのパターン間のオーバーレイを測定するために使用可能である。これらのパターンの一方は、基準層上の基準パターンとすることができる。他方のパターンは、露光層上の露光パターンとすることができる。基準層は、基板Ｗ上にすでに存在するエッチング層とすればよい。基準層は、第１のリソグラフィ装置５によって第１の基板テーブル上で露光した基準パターンにより生成することができる。露光層は、基準層に隣接して露光したレジスト層とすることができる。露光層は、第２のリソグラフィ装置５によって第２の基板テーブルＷＴ上で露光した露光パターンにより生成することができる。基板Ｗ上の露光パターンは、位置決めデバイスＰＷによる基板Ｗの移動に対応することができる。同様のパターンを露光した場合であっても、第２の基板テーブルＷＴの移動は、第１の基板テーブルＷＴの移動とは異なることがある。これは、第１のリソグラフィ装置の位置決めデバイスＰＷに比べて、第２のリソグラフィ装置の位置決めデバイスＰＷの設定が異なることによって発生し得る。この異なる設定が、基板Ｗ上の露光層と基準層との位置の差を生じることがある。一実施形態では、測定されたオーバーレイデータが、基準パターンと露光パターンとの間のずれを示すことができる。

[0034] 測定されたオーバーレイデータを較正データとして用いて、第２のリソグラフィ装置により露光した露光パターンを較正することによって、較正後に露光層と基準層との間のずれを最小限に抑えることを可能とする。

[0035] 位置決めデバイスＰＷを較正する場合、ノイズの影響を打ち消し、以前の較正からの無傷の高い信頼性のデータを維持するために、ある範囲の空間周波数を除外することが可能であり得る。かかる信頼性の高いデータの一例として、エンコーダグリッドの製造業者によって与えられる高周波数較正データを挙げることができる。ある範囲を除外するため、空間領域から周波数領域にオーバーレイデータを変換することで、オーバーレイ行列Ｍ２を形成することができる。オーバーレイ行列Ｍ２の係数は、オーバーレイデータの周波数を表す。フィルタを用いて、高空間周波数係数を除去することができる。オーバーレイデータの数が限られ、基板のエッジで測定オーバーレイデータを外挿する必要があるために、空間周波数をこのように除外すると、基板のエッジにおける望ましくない高勾配成分の導入が避けられない場合がある。高勾配成分は、リンギング（ringing）の形態で許容できないアーチファクトを招くか、又は基板Ｗのエッジにおける外挿データの影響を損なう恐れがある。更に、エンコーダグリッドが２次元グリッドプレートである場合、異なる方向での異なるオーバーレイエラー間の区別がつきにくいことがある。

[0036] 図３は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置の位置決めデバイスＰＷを較正するための方法を開示する。

[0037] 動作１００において、基板Ｗの層上に露光パターンを生成するように、パターンを露光することができる。基板Ｗは、基準パターンを備えた基準層を有する。パターンはリソグラフィ装置５によって生成すればよい。パターンは、位置決めデバイスＰＷによる基板Ｗの移動に対応することができる。露光パターンを有する層を露光層と見なすことができる。露光層は基準層に隣接することができる。

[0038] 動作１０２において、基板Ｗ上の複数の位置で露光層と基準層との間のオーバーレイデータを測定する。オーバーレイデータは、例えばオーバーレイ行列ＭＩのようないずれかの形態とすればよい。オーバーレイ行列Ｍ１は、一次元行列、又は二次元行列のような多次元行列であり得る。オーバーレイ行列Ｍ１のサイズは、基板上で測定される位置の数に対応することができる。

[0039] 一実施形態において、動作１０２は、位置決めデバイスＰＷの位置センサＩＦ等のリソグラフィ装置５のコンポーネントによって、又は測定装置７等のリソグラフィクラスタシステム１のコンポーネントによって実行可能である。一実施形態では、オーバーレイデータを、位置決めデバイスＰＷ又は測定装置７のいずれかに記憶することができる。一実施形態では、オーバーレイデータを、位置決めデバイスＰＷの較正のために直接用いることも可能である。

[0040] 動作１０４において、測定したオーバーレイデータを離散コサイン変換によって空間領域から周波数領域に変換することで、周波数領域データを生成する。周波数領域データは、オーバーレイ行列Ｍ２の形態とすればよい。

[0041] 離散コサイン変換すなわちＤＣＴは、離散フーリエ変換すなわちＤＦＴと同様のフーリエ関連変換であるが、実数のみを用いる。ＤＣＴでは、正弦関数でなく余弦関数を用いることが極めて重要である。すなわち、余弦関数の方が著しく高効率であること、つまり、典型的な信号を近似するために必要な関数が少ないことが分かっている。ＤＣＴは、画像圧縮の分野において広く用いることができ、この場合、重要なＤＣＴ特性が利用される。この特性は、全ての高エネルギ空間周波数係数が、例えばオーバーレイ行列Ｍ２のようなＤＣＴ行列の左上隅に位置するというものである。高エネルギ空間周波数は、ゼロ周波数係数又は画像の低周波数成分を示すベース周波数係数である場合がある。

[0042] ＤＣＴを用いて周波数領域データを生成することで、ゼロ周波数又はベース周波数を有するオーバーレイデータに対応する係数を、行列Ｍ２の左上隅に位置付けることができる。この係数は、位置決めデバイスＰＷを較正するためのオーバーレイデータの平均値を示すことができる。有利な点として、ＤＣＴ変換は低勾配の係数すなわち滑らかな導関数を与え、オーバーレイ行列Ｍ２を提供することができる。更に、ＤＣＴを用いて周波数領域データを生成すると、リンギングが発生しない可能性がある。動作１０４において、ＤＣＴはＤＣＴ−ＩＩタイプとすることができる。ＤＣＴ−ＩＩにより導出されるオーバーレイ行列Ｍ２の係数は、以下に示すような式で求められる。

[0043] ＤＣＴ−ＩＩ変換は、偶数の添え字の要素がゼロである偶対称の４Ｎ個の実入力のＤＦＴと同等であり得る。ＤＣＴ−ＩＩ変換は、４Ｎ個の入力ｙ_ｎのＤＦＴの半分であると示すことができる。ここで、０≦ｎ≦Ｎについて、ｙ_２ｎ＝０、ｙ_２ｎ＋１＝ｘ_ｎであり、０≦ｎ≦２Ｎについて、ｙ_４Ｎ−ｎ＝ｙ_ｎである。更に、ｘ_０項に１／Ｖ２を掛け、この結果得られる行列に√（２／Ｎ）の全倍率を掛けることができる。これは、ＤＣＴ−ＩＩ行列を直交化させることができるが、半分シフトさせた入力の実偶数ＤＦＴとの直接の対応は失われる場合がある。ＤＣＴ−ＩＩは境界条件を示す場合がある。すなわち、ｘ_ｎは、ｎ＝−１／２に関して偶数であり、ｎ＝Ｎ−１／２に関して偶数である。ｘ_ｋは、ｋ＝０に関して偶数であり、ｋ＝Ｎに関して奇数である。

[0044] オーバーレイ行列Ｍ２における各係数は、ある空間周波数を有するオーバーレイデータに相当し得る。オーバーレイ行列Ｍ２内の係数は、オーバーレイ行列Ｍ２の左上部分に位置する係数が低空間周波数のオーバーレイデータに相当すると共に、オーバーレイ行列Ｍ２の右下部分に位置する係数が高空間周波数のオーバーレイデータに相当するように配置することができる。原理上、周波数領域の行列Ｍ２の左上隅に位置する係数は、ゼロ周波数又はベース周波数のオーバーレイデータに対応することができ、これは、基板位置決めシステムを較正するためのオーバーレイデータの平均値を示すことができる。

[0045] 一実施形態では、動作１０４は、位置決めデバイスＰＷ等のリソグラフィ装置５のコンポーネント、又は測定装置７等のリソグラフィクラスタシステム１のコンポーネントによって実行可能である。

[0046] 動作１０６において、周波数領域データのサブセットを選択することで、サブセットデータを生成する。サブセットデータの生成は、オーバーレイ行列Ｍ３を生成することで実行可能である。サブセットは、オーバーレイ行列Ｍ２の部分行列Ｎとすればよい。部分行列Ｎは、一次元行列、又は二次元行列等の多次元行列とすることができる。部分行列Ｎのサイズは、既定範囲以内とすればよい。一実施形態では、選択したサブセットの外側に位置するオーバーレイ行列Ｍ３のデータはゼロであり得る。

[0047] 動作１０６は、フィルタリングプロセスと見なすことができる。部分行列Ｎの外側のオーバーレイデータは、フィルタリングすることが望ましいオーバーレイデータを示し得る。部分行列Ｎは、ｍ×ｎの行列とし、パラメータｍ及びｎはそれぞれ部分行列の行数及び列数を示すことができる。一実施形態では、パラメータｍの値はパラメータｎの値とは異なるものとすることができる。すなわち、部分行列Ｎは矩形である場合がある。有利な点として、矩形の部分行列Ｎの外側のデータをフィルタリングすることによるこの変更では、元のデータの歪みの発生を避けることができる。この変更は、残差（residual）を小さくし、従って、基板のエッジに位置するパターンについて良好な較正結果を得ることができる。

[0048] 一実施形態では、パラメータｍの値はパラメータｎの値と同一とすることがある。すなわち、部分行列Ｎは正方行列とすることができる。また、部分行列Ｎは、オーバーレイ行列Ｍ２内に位置するいずれかの形状の境界を有するサブセットデータを示すことができ、例えば三角形、台形、又はドーナツ形等とすることができる。好ましくは、部分行列Ｎは正方行列とすることができる。

[0049] 一実施形態では、オーバーレイ行列Ｍ２の変更は、部分行列Ｎの外側のデータを減衰させることによって、例えば、部分行列Ｎの外側のデータを部分行列Ｎ内のデータ値未満の値に設定することによって行えばよい。この実施形態では、部分行列Ｎの外側のデータの減衰によりオーバーレイ行列Ｍ２を変更することによって、オーバーレイ行列Ｍ３を生成することができる。

[0050] 周波数領域データは、高周波データ及び低周波データを含む。高周波データは高い空間周波数を表し、低周波データは低い空間周波数を表す。一実施形態では、周波数領域データのサブセットは低周波データを表す。高周波データはサブセットから省略することができる。一実施形態では、低周波データの選択は、オーバーレイ行列Ｍ２の左上部分に部分行列Ｎを位置付けることによって行う。動作１０６は、行列Ｍ２の左上部分に位置する低周波数のオーバーレイデータの係数を選択することができるので、ローパスフィルタリングプロセスと見なすことができる。部分行列Ｎの外側のデータをゼロに設定すると、高周波データのオーバーレイデータの係数がオーバーレイ行列Ｍ２から除去されると考えることができる。オーバーレイ行列Ｍ２から除去するオーバーレイデータの係数を多くすればするほど、元のオーバーレイデータから除去されるか又は削除される周波数の数が多くなると考えられることに留意すべきである。

[0051] 一実施形態では、部分行列Ｎのサイズ、すなわちパラメータｍ及びｎは、カットオフ周波数に反比例することができる。カットオフ周波数は、フィルタリング又は削除するオーバーレイデータの空間周波数の閾値を示すことができる。

[0052] 一実施形態では、部分行列Ｎのサイズは、以下に示すような式で求めることができる。

[0053] 基板のサイズが４００×４００平方ミリメートルに等しく、これに対応するオーバーレイ行列Ｍ２が４０１×４０１の要素を含むと仮定する。行列のピッチは１ミリメートルである。

[0054] １ミリメートル当たり２０サイクル超の空間周波数のオーバーレイデータの係数をフィルタリングすることが望ましい場合、すなわちカットオフ周波数が１ミリメートル当たり２０サイクルである場合、パラメータｍ及びｎは以下の式に基づいて求めることができる。

[0055] ｍ＝（（オーバーレイ行列の行数−１）／カットオフ周波数）＊２

[0056] ｎ＝（（オーバーレイ行列の列数−１）／カットオフ周波数）＊２

[0057] この場合、パラメータｍ＝ｎ＝（（４０１−１）／２０）＊２＝４０である。

[0058] これによって、周波数領域のオーバーレイ行列Ｍ２の左上部分に位置する部分行列Ｎにおける４０×４０の係数のみが維持されることを示すことができる。

[0059] 一実施形態においては、部分行列Ｎをオーバーレイ行列Ｍ２の右下部分に位置付けてもよい。この場合、動作１０６は、オーバーレイ行列Ｍ２の右上部分に位置する高空間周波数のオーバーレイデータの係数を選択することができるので、ハイパスフィルタリングプロセスと見なすことができる。部分行列Ｎの外側のデータをゼロに設定すると、低周波数のオーバーレイデータの係数が周波数領域のオーバーレイ行列Ｍ２から除去されると考えることができる。

[0060] 一実施形態では、部分行列Ｎを行列Ｍ２の中央部に位置付けてもよい。この場合、動作１０６は、行列Ｍ２の中央部に位置する係数を選択することができるので、バンドパスフィルタプロセスと見なすことができる。部分行列Ｎの外側のデータをゼロに設定すると、ゼロ周波数又はベース周波数のオーバーレイデータの係数と高空間周波数のオーバーレイデータの係数とが、周波数領域のオーバーレイ行列Ｍ２から除去されると見なすことができる。

[0061] 一実施形態では、動作１０６は、位置決めデバイスＰＷ等のリソグラフィ装置５のコンポーネント、又は測定装置７等のリソグラフィクラスタシステム１のコンポーネントによって実行可能である。

[0062] 動作１０８において、周波数領域におけるオーバーレイ行列Ｍ２を、逆離散コサイン変換によって再び空間領域に変換して、較正データを生成することができる。逆離散コサイン変換すなわちＩＤＣＴは、ＤＣＴ−ＩＩＩタイプとすることができる。ＤＣＴ−ＩＩＩにより導出されるオーバーレイ行列Ｍ２の係数は、以下に示すような式によって求めることができる。

[0063] 更に、ｘ_０項に√２を掛け、この結果得られる行列に√（２／Ｎ）の全倍率を掛けることで、ＤＣＴ−ＩＩ及びＤＣＴ−ＩＩＩを相互に転置することも可能であり得る。これは、ＤＣＴ−ＩＩＩ行列を直交化させることができるが、半分シフトさせた出力の実偶数ＤＦＴとの直接対応は失われる場合がある。ＤＣＴ−ＩＩＩは境界条件を示す場合がある。すなわち、ｘ_ｎは、ｎ＝０に関して偶数であり、ｎ＝Ｎに関して奇数である。ｘ_ｋは、ｋ＝−１／２に関して偶数であり、ｋ＝Ｎ−１／２に関して偶数である。

[0064] 一実施形態では、動作１０８は、位置決めデバイスＰＷ等のリソグラフィ装置５のコンポーネント、又は測定装置７等のリソグラフィクラスタシステム１のコンポーネントによって実行可能である。

[0065] 一実施形態では、較正データは、位置決めデバイスＰＷ又は測定装置７のいずれかに記憶することができる。

[0066] 動作１１０において、較正データを用いて位置決めデバイスＰＷを較正することができる。一実施形態では、較正データを用いて位置決めデバイスＰＷのエンコーダグリッドを較正することができる。この結果、較正した位置決めデバイスＰＷを用いて、基板上、特に基板のエッジにおいて、露光層と基準層との間のずれを最小限に抑えることができる。

[0067] 一実施形態では、動作１１０はリソグラフィ装置５によって実行可能である。

[0068] 以下で、図３に示すような位置決めデバイスＰＷを較正するための方法を実行するための一例について説明する。

[0069] 動作１０２に従って、空間領域における５×４のオーバーレイ行列Ｍ１を導出することができる。

[0070] 動作１０４に従って、空間領域のオーバーレイ行列Ｍ１を離散コサイン変換により変換することで、周波数領域のオーバーレイ行列Ｍ２を導出することができる。

[0071] 動作１０６に従って、行列Ｍ２の左上部分に位置する４×３の部分行列を選択し、この４×３の部分行列の外側に位置する係数、すなわちＭ２の最後の行及び最後の列に位置する係数をゼロに設定することで、周波数領域のオーバーレイ行列Ｍ３を導出することができる。

[0072] 動作１０８に従って、周波数領域のオーバーレイ行列Ｍ３を、空間領域のオーバーレイ行列Ｍ４に変換することができる。

[0073] オーバーレイ行列Ｍ４を用いて位置決めデバイスＰＷを較正することができる。空間領域のオーバーレイ行列Ｍ４及びＭ１を比べると、変更したオーバーレイ行列Ｍ４は、良好な、すなわちいっそう精密な較正結果を位置決めデバイスＰＷに与えることを確認することができる。

[0074] 本文ではＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用に特に言及しているが、本明細書で説明するリソグラフィ装置には他の用途もあり得ることを理解されたい。例えば、これは、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用誘導及び検出パターン、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である。本明細書に述べている基板は、露光前又は露光後に、例えばトラック装置３で処理することができる。トラック装置３は、レジストの層を基板に塗布するツール、及び／又は露光した基板Ｗを現像するツールを備えることができる。更に、基板Ｗは、例えば多層ＩＣを生成するために２回以上処理することができ、したがって本明細書で使用する基板Ｗという用語は、すでに複数の処理済み層を含む基板Ｗも指すことができる。

[0075] 光リソグラフィの分野での本発明の実施形態の使用に特に言及してきたが、本発明は文脈によってはその他の分野、例えばインプリントリソグラフィでも使用することができ、光リソグラフィに限定されないことを理解されたい。インプリントリソグラフィでは、パターニングデバイス内のトポグラフィが基板上に作成されたパターンを画定する。パターニングデバイスのトポグラフィは基板に供給されたレジスト層内に刻印され、電磁放射、熱、圧力又はそれらの組合せを印加することでレジストは硬化する。パターニングデバイスはレジストから取り除かれ、レジストが硬化すると、内部にパターンが残される。

[0076] 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、本発明の実施形態は、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つ以上のシーケンスを含むコンピュータプログラム、又はこのようなコンピュータプログラムを内部に記憶したデータ記憶媒体の形態を取ることができる。データ記憶媒体は、半導体メモリ、磁気又は光ディスクとすることができる。

[0077] 上記の説明は例示的であり、限定的ではない。それ故、下記に示す特許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 (15)

1. リソグラフィ装置の位置決めデバイスを較正するための方法であって、前記位置決めデバイスが基板を位置決めするように配置され、前記方法が、
   −前記基板の層上に露光パターンを形成するように、前記リソグラフィ装置で前記層上にパターンを露光することによって露光層を生成することであって、前記基板が基準層を有し、前記露光パターンが前記位置決めデバイスによる前記基板の移動に対応する、露光層を生成することと、
   −前記基板上の複数の位置で前記露光層と前記基準層との間のオーバーレイデータを測定することと、
   −離散コサイン変換によって前記オーバーレイデータを空間領域から周波数領域に変換することで周波数領域データを生成することと、
   −前記周波数領域データのサブセットを選択することによってデータサブセットを生成することと、
   −逆離散コサイン変換によって前記データサブセットを前記空間領域に変換することで較正データを生成することと、
   −前記較正データを用いることによって前記位置決めデバイスを較正することと、
   を備える、方法。
2. データサブセットを生成することが、前記サブセットの外側のデータをゼロに設定することを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記周波数領域データがオーバーレイ行列の形態であり、前記オーバーレイ行列の左上隅に位置する係数がベース周波数の周波数領域データに相当する、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記周波数領域データが高周波データ及び低周波データを含み、前記高周波データが高空間周波数を表し、前記低周波データが低空間周波数を表し、前記サブセットが前記低周波データを含む、請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記周波数領域データが、高周波データ、中間周波データ、及び低周波データを含み、前記高周波データが高空間周波数を表し、前記低周波データが低空間周波数を表し、前記中間周波データが前記低空間周波数と前記高空間周波数との間の空間周波数範囲を表し、前記サブセットが前記中間周波データを含む、請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記周波数領域データがオーバーレイ行列の形態であり、前記データサブセットがオーバーレイ部分行列の形態であり、前記オーバーレイ部分行列が正方行列である、請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
   
7. 前記離散コサイン変換がＤＣＴ−ＩＩタイプのものであり、前記逆離散コサイン変換がＤＣＴ−ＩＩＩタイプのものである、請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
8. リソグラフィクラスタシステムであって、
   基板上にパターンを露光するためのリソグラフィ装置であって、前記基板を移動させるための位置決めデバイスを備えるリソグラフィ装置と、
   基板上のオーバーレイデータを測定する測定装置と、
   を備え、前記リソグラフィ装置が、
   −基板の層上に露光パターンを生成するように、前記層上に前記パターンを露光することによって露光層を生成し、前記基板が基準層を有し、前記露光パターンが前記位置決めデバイスによる前記基板の移動に対応するように配置され、
   前記測定装置が、
   −前記基板上の複数の位置で前記露光層と前記基準層との間のオーバーレイデータを測定し、
   −離散コサイン変換によって前記オーバーレイデータを空間領域から周波数領域に変換することで周波数領域データを生成し、
   −前記周波数領域データのサブセットを選択することによってサブセットデータを生成し、
   −逆離散コサイン変換によって前記サブセットデータを前記空間領域に変換することで較正データを生成する、ように配置され、
   前記リソグラフィクラスタシステムが、前記較正データを用いて前記位置決めデバイスを較正するように配置されている、リソグラフィクラスタシステム。
9. 前記測定装置が、前記周波数領域における前記サブセットの外側のデータをゼロに設定することによって前記サブセットデータを生成するように配置されている、請求項８に記載のリソグラフィクラスタシステム。
10. 前記周波数領域データがオーバーレイ行列の形態であり、前記オーバーレイ行列の左上隅に位置する係数がベース周波数の周波数領域データに相当する、請求項８又は９に記載のリソグラフィクラスタシステム。
11. 前記周波数領域データが高周波データ及び低周波データを含み、前記高周波データが高周波数を表し、前記低周波データが低周波数を表し、前記サブセットが前記低周波データを含む、請求項８から１０のいずれか１項に記載のリソグラフィクラスタシステム。
12. 前記周波数領域データが、高周波データ、中間周波データ、及び低周波データを含み、前記高周波データが高空間周波数を表し、前記低周波データが低空間周波数を表し、前記中間周波データが前記低空間周波数と前記高空間周波数との間の空間周波数範囲を表し、前記サブセットが前記中間周波データを含む、請求項８から１０のいずれか１項に記載のリソグラフィクラスタシステム。
13. 前記周波数領域データがオーバーレイ行列の形態であり、前記サブセットデータがオーバーレイ部分行列の形態であり、前記オーバーレイ部分行列が正方行列である、請求項８から１２のいずれか１項に記載のリソグラフィクラスタシステム。
14. 前記離散コサイン変換がＤＣＴ−ＩＩタイプのものであり、前記逆離散コサイン変換がＤＣＴ−ＩＩＩタイプのものである、請求項８から１３のいずれか１項に記載のリソグラフィクラスタシステム。
15. −基板上の複数の位置で前記基板上の露光層と前記基板上の基準層との間のオーバーレイデータを測定し、前記露光層がリソグラフィ装置で前記基板の層上にパターンを露光することによって生成され、前記露光されたパターンが前記リソグラフィ装置の位置決めデバイスによる前記基板の移動に対応し、
    −離散コサイン変換によって前記オーバーレイデータを空間領域から周波数領域に変換することで周波数領域データを生成し、
    −前記周波数領域データのサブセットを選択することによってサブセットデータを生成し、
    −逆離散コサイン変換によって前記サブセットデータを前記空間領域に変換することで較正データを生成する、ように配置され、
    前記較正データが、前記位置決めデバイスを較正するのに適している、測定装置。