JP6630839B2 - リソグラフィ装置、デバイス製造方法ならびに関連データ処理装置およびコンピュータプログラム製品 - Google Patents

リソグラフィ装置、デバイス製造方法ならびに関連データ処理装置およびコンピュータプログラム製品 Download PDF

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Description

関連出願の相互参照
[0001] この出願は、２０１６年２月１８日に出願された欧州特許第１６１５６３６１．４号および２０１７年１月２５日に出願された欧州特許第１７１５２９５４．８号の優先権を主張し、それらの特許はその全体が参照により本明細書に組み込まれる。
[0002] 本発明は、リソグラフィ装置に関する。本発明は、そのようなリソグラフィ装置を使用してデバイスを製造する方法、ならびに、そのような方法の一部を実装するためのデータ処理装置およびコンピュータプログラム製品にさらに関する。
[0003] 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）の製造において使用される。その例では、パターニングデバイス（代替として、マスクまたはレチクルと呼ばれる）は、ＩＣの個々の層上に形成予定の回路パターンを生成するために使用することができる。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、一部の、１つまたはいくつかのダイ）上に転写される。パターンの転写は、典型的には、イメージングを介して、基板上に提供される放射感応性材料（レジスト）の層上に行われる。一般に、単一の基板は、連続してパターン形成された隣接するターゲット部分のネットワークを含む。リソグラフィ装置は、いわゆる、ターゲット部分上に一度にパターン全体を露光することによって各ターゲット部分が照射を受けるステッパと、いわゆる、所定の方向（「スキャン」方向）における放射ビームを通じてパターンをスキャンし、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って各ターゲット部分が照射を受けるスキャナとを含むことが知られている。
[0004] リソグラフィプロセスの主要な性能パラメータは、オーバーレイエラーである。単に「オーバーレイ」と呼ばれる場合が多いこのエラーは、以前の層に形成されたフィーチャに対して正しい位置に製品フィーチャを配置する際のエラーである。デバイス構造が極めて小さくなるにつれて、オーバーレイ仕様は極めて厳しくなる。
[0005] 現在、オーバーレイエラーは、例えば、米国特許第２０１２００８１２７Ａ１号にて説明されている先進的プロセス制御（ＡＰＣ）や、例えば、米国特許第２０１３２３０７９７Ａ１号にて説明されているウェーハアライメントモデルなどの方法の手段によって制御および補正される。先進的プロセス制御技法は、近年導入されてきており、基板において適用されたデバイスパターンのそばに適用されるメトロロジターゲットの測定を使用する。検査装置は、リソグラフィ装置から分離される。リソグラフィ装置内では、基板上に提供されるアライメントマークの測定に基づいてウェーハアライメントモデルが従来の方式で適用され、すべてのパターニング動作の予備ステップとして測定が行われる。今日では、アライメントモデルは、ウェーハの非線形歪みを補正するために、高次モデルを含む。また、アライメントモデルは、他の測定および／または計算された影響（パターニング動作の間の熱変形など）を考慮するように拡大することができる。
[0006] アライメントモデルおよび先進的プロセス制御はオーバーレイにおいて大幅な低減をもたらしたが、すべてのエラーが補正されるわけではない。これらのエラーのいくつかは、例えば、補正不可能なノイズであり得るが、他は、理論上、利用可能な技法を使用して補正可能である（ただし、実際には、経済的に補正可能ではない）。例えば、さらなる高次モデルを構想することができるが、これらは、位置測定のより高い空間密度を必要とすることになる。アライメントマークおよびメトロロジターゲットは、基板上の空間を占め、特定の場所（主に、製品エリア間のスクライブライン）に配置される。サンプリングされていないエリア（例えば、ＩＣがプリントされたエリア）のウェーハグリッドの変形は、サンプリングされたエリアとは異なり得る。アライメントマークおよびオーバーレイターゲットの空間密度および／または測定頻度を増加することは、リソグラフィプロセスのスループット（１時間当たりのウェーハ数）と各基板上で利用可能な機能デバイスエリアの両方に悪影響を及ぼすことになる。
[0007] いくつかの処理ステップでは、応力が基板（例えば、ウェーハ）に導入され、その結果、基板トポグラフィが変化し、撓んだ（非平坦）形状をもたらす。撓んだウェーハは、例えば、ボウル形状、ドーム形状またはサドル形状を取り入れることができる。非平坦ウェーハがリソグラフィ装置の基板サポート上にロードされる際は、クランプ力により、非平坦ウェーハは、デバイスパターンを適用する前に、（比較的）平坦になる。ウェーハの根本的な応力のため、面内歪みが導入される。この歪みのほとんどは、最大で二次の上記で言及されるアライメントモデルによって補正される。しかし、この補正は、クランプされたウェーハは完全に平坦であると想定する。実際には、ウェーハクランプの不完全性は、ウェーハ「残存非平坦性」（公称平面形状からの局所的な偏差）をもたらし得る。不完全なクランプの一般的な原因は、基板との接触面を提供する基板サポート上のサポート構造の拡張が制限されることである。典型的には、ウェーハのエッジ領域は、サポート構造によって支持されず、エッジ領域におけるウェーハの準最適クランプをもたらす（またはクランプをもたらさない）。次いで、基板のエッジ領域は、基板の平坦化した中央領域（基板サポートにクランプされている）と比べて相当な非平坦性を示し得る。従って、基板のエッジ領域は、基板の支持された領域と比べてかなり異なるトポグラフィ（例えば、形状）を取り入れる。
[0008] 非平坦性が参照層と現在の層との間で異なる際は、影響を受けた場所においてオーバーレイエラーが予想され、そのオーバーレイエラーは、既存のアライメントモデルでは補正されない。
[0009] 公開されている国際公開第２０１５１０４０７４Ａ１号は、ウェーハ非平坦性が、潜在的にオーバーレイエラーをもたらす基板の平面における歪み（偏位）をどのように導入するかについてさらに説明している。また、リソグラフィ装置がイメージングによってパターンを適用するものである際は、局所的な高さ変動は、フォーカスエラーをもたらす。非平坦基板のクランプの結果として導入される面内歪みの研究は、Brunner et al,in“Characterization of wafer geometry and overlay error on silicon wafers with non-uniform stress”,J.Micro/Nanolith.MEMS MOEMS 12(4),043002(Oct-Dec 2013)published by SPIEによって説明されている。両公開の内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
[0010] 本発明の目的は、リソグラフィプロセスのオーバーレイおよび／またはフォーカス性能に対する基板の領域の残存非平坦性（例えば、残存撓み）の影響を軽減することである。
[0011] 基板の形状（例えば、撓み）を測定するためのメトロロジツールが利用可能であり、メトロロジツールは、原理上、これらの残存撓み誘導エラーに対する補正システムの基盤として使用することができる。しかし、そのような追加の測定は、大量製造設備においてすべての基板に常に適用できるわけではない。リソグラフィ装置内の測定システム（例えば、アライメントおよびレベリングセンサ）が利用可能であるが、残存撓み誘導エラーを補正するためにアライメントおよびレベリングデータをどのように使用するかは明らかではない。本発明は、リソグラフィ装置内のメトロロジツールおよび／または測定システムによって提供される測定データを使用してリソグラフィプロセスの性能を改善するという目標を有する。測定データは、残存非平坦性の決定を可能にするために処理され、その後、この残存非平坦性と関連付けられる影響を軽減するために、リソグラフィ装置の補正を決定することができる。
[0012] 本発明の態様によれば、基板上にパターンを適用するためのリソグラフィ装置であって、基板をクランプするための基板サポートと、クランプされた基板にわたって分散されたフィーチャの位置を測定するためのアライメントセンサと、前記アライメントセンサによって測定された位置に少なくとも部分的に基づいて、適用パターンを位置決めしながら、クランプされた基板に前記パターンを適用するように構成されたパターニングシステムであって、アライメントセンサによって基板にわたって測定された位置における撓み誘導アライメントの認識に基づいて、基板の１つまたは複数の領域における適用パターンの位置決めに補正を適用するように構成される、パターニングシステムを含む、装置が提供される。
[0013] 本発明は、クランプ前の基板の撓んだ形状の存在または不在を推論するため、リソグラフィ装置内の面内偏位の測定の利用可能性を利用する。クランプ前の基板の形状の知識は、残存非平坦性を予測するために、撓んだ基板に対するクランププロセスの影響の知識と組み合わされる。この予測は、パターンの位置決めにおけるエラー源の補正を可能にする。補正は、基板の平面に平行な方向（オーバーレイエラーを低減するため）および／または基板に垂直な方向（フォーカスエラーを低減するため）に行うことができる。
[0014] 測定された位置において局所的な偏差は直接観察されないことに留意されたい。むしろ、全体としての基板にわたる撓み誘導特性または「フィンガープリント」の観察は、特定の領域における局所的な非平坦性の存在の予測および補正を可能にする。公知の例では、局所的な非平坦性は、基板のエッジ領域に特に影響を及ぼす傾向にある。原理上、局所的な非平坦性は、撓んだ基板形状および加えるクランプ力に応じて、いくつかの他の領域において生じ得る。
[0015] 実装に応じて、位置測定において認識すべき１つまたは複数の特性と共に、先行段落で言及される推論および知識を明示的にすることも、単に暗示的であることも可能である。例えば、撓んだ基板形状およびクランプの影響の明示的な数学モデルを計算することができる。あるいは、機械学習を使用して、ルックアップテーブル（データベース）を構築することができ、それにより、位置測定に基づいて、残存非平坦性の予測を出力することができる。ルックアップテーブルは、パターンの面内位置決めに適用すべきおよび／または画像のフォーカスにおいて適用すべき補正を直接出力することができる。特定の撓み誘導特性の認識は、残存非平坦性の適切な予測または補正の生成において、明示的に表現することも、暗示的に表現することもできる。「認識」および「認識すること」への言及は、相応に解釈すべきである。
[0016] 原理上、撓み誘導特性の認識のために使用される位置測定は、適用パターンをより一般的に位置決めするためにパターニングシステムによって使用される位置測定の上位集合または部分集合であり得る。原理上、これらの異なる目的のための位置測定の完全に別個の集合を作成するためにアライメントセンサを使用することが可能であることになる。そのような実装は、本発明の範囲内であり、原理上、本発明の特定の利益は、同じデータの使用および追加の測定オーバーヘッドの回避が可能であることである。
[0017] 本発明は、基板上の１つまたは複数の層にパターンを適用することと、機能デバイスフィーチャを生成するために基板を処理することとを含むデバイス製造方法であって、前記層の少なくとも１つにパターンを適用するステップが、（ａ）基板を基板サポート上にクランプすることと、（ｂ）クランプされた基板にわたって分散されたフィーチャの位置を測定することと、（ｃ）ステップ（ｂ）において測定された位置のいくつかまたはすべてに少なくとも部分的に基づいて、適用パターンを位置決めしながら、クランプされた基板に前記パターンを適用することを含み、前記パターニングステップ（ｃ）が、ステップ（ｂ）において基板にわたって測定された位置のいくつかまたはすべてにおける撓み誘導特性の認識に基づいて、基板の１つまたは複数の領域における適用パターンの位置決めに補正を適用することを含む、デバイス製造方法をさらに提供する。
[0018] 本発明の装置および方法は、いくつかの実施形態では、既存の装置の制御ソフトウェアを修正することによって実装することができる。
[0019] 本発明は、上記の本発明によるリソグラフィ装置の制御の実装を１つまたは複数のプロセッサに行わせるための機械可読命令を含むコンピュータプログラム製品をさらに提供する。
[0020] 本発明は、上記の本発明によるリソグラフィ装置の制御を実装するようにプログラムされた１つまたは複数のプロセッサを含むデータ処理システムをさらに提供する。
[0021] 本発明は、上記の本発明による方法のステップ（ａ）〜（ｃ）の実行を１つまたは複数のプロセッサに行わせるための機械可読命令を含むコンピュータプログラム製品をさらに提供する。
[0022] 本発明は、上記の本発明による方法のステップ（ａ）〜（ｃ）を実行するようにプログラムされた１つまたは複数のプロセッサを含むデータ処理システムをさらに提供する。
[0023] 典型的には基板のエッジ領域における、基板の残存非平坦性を表す基板高さマップデータを使用することがさらに提案される。高さマップデータに基づいて面内歪みおよび／または面外歪みを予測するために正しい数学を利用するため、基板サポートの知識を有することは必須である。例えば、クランプされた（非平坦）基板と関連付けられた面内歪みを導き出す正しい方法は、基板上の最適にクランプされた領域と、基板サポートにクランプされていない（または弱くクランプされた）基板のエッジ領域とで異なる。次いで、基板サポート特性の知識は、基板上の準最適にクランプされた領域の識別を可能にし、この準最適にクランプされた領域の面内歪みおよび面外歪みを予測するための正しい数学的方法の使用をさらに可能にする。
[0024] 本発明の態様によれば、基板上にパターンを適用するためのリソグラフィ装置であって、基板をクランプするための基板サポートと、クランプされた基板の高さマップを測定するための高さセンサと、適用パターンを位置決めしながら、クランプされた基板にパターンを適用するように構成されたパターニングシステムであって、高さマップおよび基板サポートの特性に基づいて、適用パターンの位置決めに補正を適用するように構成される、パターニングシステムとを含む、装置が提供される。
[0025] 本発明は、基板サポートにクランプされた基板上の１つまたは複数の層にパターンを適用するためのデバイス製造方法であって、（ａ）基板の領域の高さマップを決定することであって、領域が、基板サポートの特性に基づいて決定されることと、（ｂ）高さマップおよび基板サポートの特性に基づいてデバイス製造方法の補正を決定することとを含む、デバイス製造方法をさらに提供する。
[0026] 本発明は、上記の本発明によるリソグラフィ装置またはデバイス製造方法の制御の実装を１つまたは複数のプロセッサに行わせるための機械可読命令を含むコンピュータプログラム製品をさらに提供する。
[0027] 本発明は、上記の本発明によるリソグラフィ装置またはデバイス製造方法の制御を実装するようにプログラムされた１つまたは複数のプロセッサを含むデータ処理システムをさらに提供する。
[0028] ここでは、添付の概略図を参照して、単なる例示として、本発明の実施形態について説明する。
[0029] 本発明の実施形態に従って動作するように構成されたリソグラフィ装置を描写する。 [0030] 半導体デバイスの生産設備を形成する他の装置と共に、図１のリソグラフィ装置の使用を概略的に示す。 [0031] 理想的な平坦基板および３つの一般的な撓みの形状を有する撓んだ基板を示す。 [0032] 図１のリソグラフィ装置の基板テーブルのクランプ行動と、ボウル形状を有する撓んだ基板のクランプによって誘導される基板のエッジ領域の局所的な非平坦性の詳細な挿絵を示す。 [0033] 図３に示される３つの撓みの形状と関連付けられた、アライメントセンサデータにおいて認識可能な３つの特性を示す。 [0034] 本発明の様々な実施形態を示す、デバイスの製造におけるリソグラフィ装置の動作のフローチャートである。 [0035] 基板サポート構造が提供される基板サポートにクランプされた基板を示す。 [0036] 本発明の実施形態による、レベルセンサ測定結果から基板高さマップを導き出す方法を示す。 [0037] 本発明の実施形態による、デバイス製造プロセスの動作のフローを描写する。
[0038] 本発明の実施形態を詳細に説明する前に、本発明の実施形態を実装することができる環境の例を提示することが有益である。図１は、リソグラフィ装置ＬＡを概略的に描写する。装置は、放射ビームＢ（例えば、ＵＶ放射またはＥＵＶ放射）を調節するように構成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、マスクまたはレチクル）ＭＡを支持するように構築され、ある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に接続されたレチクルサポート（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、ある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に接続された基板サポート（例えば、ウェーハテーブル）ＷＴａまたはＷＴｂ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つまたは複数のダイを含む）上に投影するように構成された投影システム（例えば、屈折投影レンズシステム）ＰＳとを含む。
[0039] 照明システムは、放射の誘導、整形または制御を行うための、屈折、反射、磁気、電磁、静電もしくは他のタイプの光学コンポーネントまたはそれらの任意の組合せなどの様々なタイプの光学コンポーネントを含み得る。
[0040] レチクルサポートは、パターニングデバイスの重量を支持する（すなわち、支える）。レチクルサポートは、パターニングデバイスの配向、リソグラフィ装置の設計および他の条件（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など）に応じるように、パターニングデバイスを保持する。レチクルサポートは、例えば投影システムに対して、パターニングデバイスが所望の位置にあることを保証することができる。本明細書での「レチクル」または「マスク」という用語の使用はいずれも、「パターニングデバイス」というより一般的な用語と同義であると見なすことができる。
[0041] 本明細書で使用される「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にパターンを作成するためになど、放射ビームの断面にパターンを与えるために使用することができるいかなるデバイスも指すものとして広義に解釈すべきである。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またはいわゆるアシストフィーチャを含む場合など、基板のターゲット部分の所望のパターンと正確に一致するとは限らないことに留意すべきである。一般に、放射ビームに与えられるパターンは、集積回路など、ターゲット部分に作成されている１つのデバイス（または多くのデバイス）の特定の機能層に対応する。パターニングデバイスは、透過性または反射性であり得る。パターニングデバイスの例は、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パネルを含む。
[0042] 本明細書で使用される「投影システム」という用語は、使用されている露光放射または他の因子（液浸液の使用または真空の使用など）に適切な、屈折、反射、反射屈折、磁気、電磁および静電光学系またはそれらの任意の組合せを含む、いかなるタイプの投影システムも包含するものとして広義に解釈すべきである。本明細書での「投影レンズ」という用語の使用はいずれも、「投影システム」というより一般的な用語と同義であると見なすことができる。
[0043] 本明細書で描写されるように、装置は、透過型の（例えば、透過性マスクを採用する）ものであり得る。あるいは、装置は、反射型の（例えば、上記で言及されるタイプのプログラマブルミラーアレイを採用するかまたは反射性マスクを採用する）ものであり得る。
[0044] リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）またはそれ以上の基板テーブル（および／または２つもしくはそれ以上のマスクテーブル）を有するタイプのものであり得る。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列に使用することも、１つまたは複数のテーブルにおいて予備ステップを実行しながら、１つまたは複数の他のテーブルを露光に使用することもできる。
[0045] また、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ために、比較的高い屈折率を有する液体（例えば、水）によって基板の少なくとも一部分をカバーできるタイプのものでもあり得る。液浸液は、リソグラフィ装置の他の空間（例えば、マスクと投影システムとの間）に適用することもできる。液浸技法は、投影システムの開口数を増加するため、当技術分野ではよく知られている。「液浸」という用語は、本明細書で使用される場合は、基板などの構造を液体に浸さなければならないことを意味するわけではなく、むしろ、露光の間に液体が投影システムと基板との間に位置することのみを意味する。
[0046] イルミネータＩＬは、放射源ＳＯから放射ビームを受信する。放射源およびリソグラフィ装置は、例えば、供給源がエキシマレーザである際は、別個のエンティティであり得る。そのような事例では、放射源は、リソグラフィ装置の一部を形成するとは考えられず、放射ビームは、例えば、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を用いて、放射源ＳＯからイルミネータＩＬに送られる。他の事例では、放射源は、例えば、供給源が水銀ランプである際は、リソグラフィ装置の不可欠な一部であり得る。放射源およびイルミネータＩＬは、必要に応じてビームデリバリシステムＢＤと共に、放射システムと呼ぶことができる。
[0047] イルミネータＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調整するためのアジャスタＡＤを含み得る。一般に、イルミネータＩＬの瞳面における強度分布の少なくとも外側および／または内側半径範囲（一般的にσ-outerおよびσ-innerとそれぞれ呼ばれる）は、調整することができる。それに加えて、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などの様々な他のコンポーネントを含み得る。イルミネータは、その断面において所望の均一性および強度分布を有するように放射ビームを調節するために使用することができる。
[0048] 放射ビームＢは、サポート構造（例えば、マスクテーブルＭＴ）上で保持されるパターニングデバイス（例えば、マスクＭＡ）に入射し、パターニングデバイスによってパターン形成される。マスクＭＡを通り抜けることにより、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にビームを集束する。第２のポジショナＰＷおよび位置センサＩＦ（例えば、干渉デバイス、リニアエンコーダまたは静電容量センサ）を用いると、基板テーブルＷＴａ／ＷＴｂは、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ために、正確に移動される。同様に、第１のポジショナＰＭおよび別の位置センサ（図１では明示的に描写されていない）は、例えば、マスクライブラリの機械検索後またはスキャンの間に、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ために使用される。一般に、マスクテーブルＭＴの移動は、第１のポジショナ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）を用いて実現することができる。同様に、基板テーブルＷＴａ／ＷＴｂ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およびショートストロークモジュールを使用して実現することができる。ステッパの事例では（スキャナとは対照的に）、マスクテーブルＭＴは、ショートストロークアクチュエータのみに接続することも、固定することもできる。マスクＭＡおよび基板Ｗは、マスクアライメントマークＭ１、Ｍ２および基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を使用して位置合わせすることができる。基板アライメントマークは、示されるように、専用ターゲット部分を占めるが、ターゲット部分（フィールド）間および／またはターゲット部分内のデバイスエリア（ダイ）間の空間に位置することができる。個々の製品ダイは最終的にはこれらのラインに沿ってスクライブすることによって互いに切り離されるため、これらは、スクライブラインアライメントマークとして知られている。同様に、２つ以上のダイがマスクＭＡ上に提供される状況では、マスクアライメントマークは、ダイ間に位置し得る。
[0049] 描写される装置は、以下のモードの少なくとも１つで使用することができる。
[0050] １．ステップモードでは、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴａ／ＷＴｂは、本質的には静止状態で維持され、放射ビームに与えられたパターン全体は、一度にターゲット部分Ｃ上に投影される（すなわち、単一静的露光）。次いで、基板テーブルＷＴａ／ＷＴｂは、異なるターゲット部分Ｃを露光できるように、Ｘおよび／またはＹ方向にシフトされる。ステップモードでは、露光フィールドの最大サイズは、単一静的露光でイメージングされるターゲット部分Ｃのサイズを制限する。
[0051] ２．スキャンモードでは、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴａ／ＷＴｂは、同時にスキャンされ、放射ビームに与えられたパターンは、ターゲット部分Ｃ上に投影される（すなわち、単一動的露光）。マスクテーブルＭＴに対する基板テーブルＷＴａ／ＷＴｂの速度および方向は、（縮小）拡大および投影システムＰＳの像反転特性によって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は、単一動的露光でのターゲット部分の幅（非スキャン方向における）を制限し、スキャン動作の長さは、ターゲット部分の高さ（スキャン方向における）を決定する。
[0052] 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本質的には静止状態で維持され、基板テーブルＷＴａ／ＷＴｂは、放射ビームに与えられたパターンがターゲット部分Ｃ上に投影される間、移動されるかまたはスキャンされる。このモードでは、一般に、パルス放射源が採用され、基板テーブルＷＴａ／ＷＴｂの各移動後またはスキャンの間の連続放射パルス間に、プログラマブルパターニングデバイスが必要に応じて更新される。この動作モードは、上記で言及される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。
[0053] また、上記で説明される使用モードまたは完全に異なる使用モードの組合せおよび／または変形形態も採用することができる。
[0054] この例のリソグラフィ装置ＬＡは、２つの基板テーブルＷＴａ、ＷＴｂおよびその間で基板テーブルを交換することができる２つのステーション（露光ステーションおよび測定ステーション）を有する、いわゆる、デュアルステージタイプのものである。一方の基板テーブル上の一方の基板は、露光ステーションＥＸＰにおいて露光され、他方の基板は、測定ステーションＭＥＡにおいて他方の基板テーブル上にロードされ、その結果、様々な予備ステップを実行することができる。予備ステップは、高さセンサＬＳを使用して基板の表面高さをマッピングすることと、アライメントセンサＡＳを使用して基板上のアライメントマークの位置を測定することとを含み得る。測定は、多大な時間を要するものであり、２つの基板テーブルを提供することにより、装置のスループットの実質的な増加が可能になる。位置センサＩＦが、基板テーブルの位置を測定できるものではなく、測定ステーションおよび露光ステーションに位置する場合は、両方のステーションにおける基板テーブルの位置の追跡を可能にするために、第２の位置センサを提供することができる。
[0055] 装置は、説明される様々なアクチュエータおよびセンサの移動および測定をすべて制御するリソグラフィ装置制御ユニットＬＡＣＵをさらに含む。また、ＬＡＣＵは、装置の動作に関連する所望の計算を実装するための信号処理およびデータ処理能力を含む。実際には、制御ユニットＬＡＣＵは、多くのサブユニットのシステムとして実現され、各々は、装置内のサブシステムまたはコンポーネントのリアルタイムデータ取得、処理および制御を取り扱う。例えば、１つの処理サブシステムは、基板ポジショナＰＷのサーボ制御専用のものであり得る。別個のユニットは、粗動および微動アクチュエータまたは異なる軸を取り扱うことができる。別のユニットは、位置センサＩＦの読み出し専用のものであり得る。装置の全体的な制御は、中央処理ユニットによって、これらのサブシステム処理ユニット、オペレータおよびリソグラフィ製造プロセスに関与する他の装置と通信して、制御することができる。
[0056] 図２は、２００において、半導体製品の工業生産設備の文脈におけるリソグラフィ装置ＬＡを示す。リソグラフィ装置（または略して「リソツール」２００）内では、測定ステーションＭＥＡは、２０２で示されており、露光ステーションＥＸＰは、２０４で示されている。制御ユニットＬＡＣＵは、２０６で示されている。生産設備内では、装置２００は、装置２００によってパターン形成するために感光性レジストおよび他のコーティングを基板Ｗに塗布するためのコーティング装置２０８も含む「リソセル」または「リソクラスタ」の一部を形成する。装置２００の出力側には、露光パターンを物理的なレジストパターンに現像するためのベーキング装置２１０およびデベロッピング装置２１２が提供される。
[0057] パターンを適用し、現像した時点で、パターン形成された基板２２０は、２２２、２２４、２２６で示されるような他の処理装置に転写される。広範な処理ステップは、典型的な製造設備において様々な装置によって実装される。例示のため、この実施形態の装置２２２は、エッチングステーションであり、装置２２４は、エッチング後アニーリングステップを実行する。さらなる物理的および／または化学的な処理ステップは、さらなる装置（２２６など）において適用される。リアルデバイスを作成するため、材料の堆積、表面材料特性（酸化、ドーピング、イオン注入など）の修正、化学機械研磨（ＣＭＰ）など、多くのタイプの動作が必要とされ得る。装置２２６は、実際には、１つまたは複数の装置において実行される一連の異なる処理ステップを表し得る。
[0058] 周知の通り、半導体デバイスの製造は、基板上の層単位で、適切な材料およびパターンでデバイス構造を組み立てるために、そのような処理の多くの繰り返しを伴う。それに従って、リソクラスタに到達する基板２３０は、新しく準備された基板でも、このクラスタにおいてまたは完全に別の装置において以前に処理されている基板でもよい。同様に、必要な処理に応じて、装置２２６を出る基板２３２は、同じリソクラスタにおける後続のパターニング動作のために戻すことも、異なるクラスタにおけるパターニング動作を行う予定になっていることも、ダイシングおよびパッケージングのために搬送予定の完成品であることもあり得る。
[0059] 製品構造の各層には、異なるプロセスステップのセットが必要とされ、各層で使用される装置２２６は、タイプが完全に異なるものであり得る。その上、異なる層には、エッチング予定の材料の詳細に応じて、例えば、化学エッチング、プラズマエッチングなどの異なるエッチングプロセスや、例えば、異方性エッチングなどの特別な要件が必要とされる。
[0060] 以前のおよび／または後続のプロセスは、たった今言及したように、他のリソグラフィ装置において実行することができ、異なるタイプのリソグラフィ装置において実行することができる。例えば、分解能およびオーバーレイなどのパラメータに対する要求が非常に厳しいデバイス製造プロセスにおけるいくつかの層は、要求がそれほど厳しくない他の層より高度なリソグラフィツールにおいて実行することができる。従って、いくつかの層は、液浸タイプのリソグラフィツールにおいて露光することができ、他は、「ドライ」ツールにおいて露光される。いくつかの層は、ＤＵＶ波長で作動するツールにおいて露光することができ、他は、ＥＵＶ波長放射を使用して露光される。
[0061] 全設備は、監視制御システム２３８の制御の下で動作させることができ、監視制御システム２３８は、メトロロジデータ、設計データ、プロセスレシピおよび同様のものを受信する。監視制御システム２３８は、基板の１つまたは複数のバッチにおいて製造プロセスを実装するために、装置の各々にコマンドを発行する。
[0062] また、図２には、製造プロセスの所望の段階で製品のパラメータの測定を行うために提供されるメトロロジ装置２４０も示されている。現代のリソグラフィ生産設備のメトロロジ装置の一般的な例は、例えば、角度分解スキャトロメータまたは分光スキャトロメータなどのスキャトロメータであり、装置におけるエッチング２２２の前に、２２０において、現像した基板のプロパティを測定するために適用することができる。メトロロジ装置２４０を使用することにより、例えば、オーバーレイまたはクリティカルディメンジョン（ＣＤ）などの重要な性能パラメータが、現像したレジストにおける指定正確度要件を満たさないと判断することができる。エッチングステップの前に、現像したレジストを剥がし、リソクラスタを通じて基板２２０を再処理する機会が存在する。また、周知の通り、装置２４０からのメトロロジ結果２４２は、経時的に微調整を行う制御ユニットＬＡＣＵ ２０６によって、リソクラスタにおけるパターニング動作の正確な性能を維持するために、先進的プロセス制御（ＡＰＣ）システム２５０において使用することができ、それにより、製品が規格外になるというリスクや、再加工が必要になるというリスクを最小限に抑えることができる。メトロロジ装置２４０および／または他のメトロロジ装置（図示せず）は、処理された基板２３２、２３４および受入基板２３０のプロパティを測定するために適用することができる。
[0063] 先進的プロセス制御（ＡＰＣ）システム２５０は、例えば、個々のリソグラフィ装置を較正するように、および、異なる装置をさらに交換可能に使用できるように構成することができる。装置のフォーカスおよびオーバーレイ（層ごとのアライメント）均一性の改善は、最近は、安定性モジュールの実装によって達成されてきており、所定のフィーチャサイズおよびチップアプリケーションのためのプロセスウィンドウの最適化をもたらし、より小さく、より高度なチップの作成の継続を可能にする。一実施形態における安定性モジュールは、一定の間隔で（例えば、毎日）、システムを事前に定義されたベースラインに自動的にリセットする。安定性モジュールを組み込むリソグラフィおよびメトロロジ方法のさらなる詳細は、米国特許第２０１２００８１２７Ａ１号にて見つけることができる。公知の例示的なＡＰＣシステムは、３つの主要なプロセス制御ループを実装する。第１のループは、安定性モジュールを使用してリソグラフィ装置の局所的な制御を提供し、ウェーハをモニタする。第２のＡＰＣループは、オンプロダクトの局所的なスキャナ制御（製品ウェーハのフォーカス、ドーズおよびオーバーレイの決定）のためのものである。
[0064] 第３の制御ループは、第２のＡＰＣループへのメトロロジ統合（例えば、ダブルパターニングのため）を可能にするためのものである。これらのループはすべて、実際のパターニング動作の間に行われる測定に加えて、検査装置２４０によって行われる測定を使用する。また、ＡＰＣシステムは、各基板およびそれに適用されるプロセスについて説明するコンテキスト情報を利用することができる。
[0065] 図３では、半導体ウェーハＷ０という形態の基板は、形状を有する平坦（すなわち、撓みの影響を受けない）。処理のタイプ、層材料および適用パターンに応じて、実際のウェーハは、図２に示されるデバイス製造プロセスの間に非平坦形状を取得することができる。クランプ力を受けない場合のその「フリーフォース」状態のウェーハの形状を参照すると、図３は、典型的な撓んだ形状を有する３つのウェーハも示す。
[0066] ウェーハＷ１は「ボウル」形状を有し、それは、その上面が凹面であることを意味する（プロセスのタイプに応じて、ウェーハの上面および下面は、動作間で役割を交代する。この文脈における「上面」は、重力によっては定義されず、パターニングまたは測定動作の間にリソグラフィ装置の基板テーブルＷＴａ／ＷＴｂに接触して横たわっていない方の表面である）。ウェーハＷ２は、「ドーム」または「傘」形状を有し、上面は凸面である。ウェーハＷ３は、「サドル」形状を有する。これらの撓んだウェーハ形状の各々は、基板の異なる層間の異なる応力を示している。上層の収縮は、ウェーハＷ１のボウル形状をもたらし得、上層の拡張は、ウェーハＷ２のドーム形状をもたらし得ることが理解されよう。より複雑な応力は、サドル形状をもたらし得る。
[0067] 図４は、クランプ力Ｆによって基板サポートＷＴ上に保持された基板Ｗを示す。基板上にはレジスト層３１２がコートされており、リソグラフィ装置ＬＡのパターニングシステムによって基板に適用するパターンを有する画像を受け取る準備が整っている。クランプ力は、例えば、基板テーブルのチャネルを通じた空気の吸引（いわゆる、真空チャック）によって加えることができる。ＥＵＶリソグラフィ装置などの真空に近い環境で動作するシステムの場合、クランプ力は、静電気引力によって加えることができる。クランプ力は、監視制御システムＳＣＳから受信されるクランプレシピに従って変動することができる。いくつかの実装では、基板テーブル上のクランプ力異なる領域は、独立して制御することができる。いくつかの実装では、基板上の異なる領域においてクランプ力を加えるタイミングは、例えば、クランプ力が中央領域から外方に徐々に加わるように、制御することができる。
[0068] 図４の下部の詳細な挿絵に示されるように、撓んだウェーハＷがクランプ力によって基板テーブルＷＴに保持される際は、ウェーハは平坦になる。しかし、ウェーハクランプの不完全性により、特にウェーハエッジ３１８に近い領域３１６に、残存非平坦性が残り得る。示される例では、ウェーハＷはウェーハＷ１のボウル形状を有すると想定される。結果的に、残存非平坦性は、ウェーハの表面がエッジ領域３１６においてわずかに上昇した形態を取る。ドーム形状基板Ｗ２の事例では、残存非平坦性は、ウェーハエッジに向けて垂れ下がった形態を取り得る。サドル形状基板Ｗ３の事例では、それら、残存非平坦性は、ウェーハの周囲のいくつかの領域が垂れ下がり、他の領域が上昇した形態を取り得る。
[0069] 図５では、図１のリソグラフィ装置現在のアライメントセンサＡＳを使用して、３つの異なる基板にわたって場所のアレイで測定された偏位を示す３つのベクトルプロット４０２、４０４、４０６が存在する。各場所には、図１のマークＰ１およびＰ２によって概略的に表される１つまたは複数のアライメントマークが提供される。このタイプのプロットは以前より使用されており、当業者は、偏位を表すベクトルの長さはひどく誇張されていることを理解している。偏差は、実際には、１ナノメートルまたは数ナノメートル程度であり得る。現在の層におけるこれらの偏位が参照層と異なる場合や、パターニング動作の間の適用パターンの適切な位置決めによって偏位が補正されていない場合は、オーバーレイエラーが起こる。
[0070] これらの３つのプロットから、偏位において非常に異なる３つの特性を認識できることが分かるであろう。プロット４０２では、均一な縮小効果が存在し、それは、アライメントマークの測定位置が公称位置に対してウェーハの中心に向けてシフトされることを意味する。逆に、プロット４０４の事例では、均一な拡大効果が観察され、それは、アライメントマークの測定位置がそれらの公称位置に対してウェーハのエッジに向けて外方にシフトされることを意味する。第３のプロット４０６では、非対称的な特性が観察され、Ｘ方向における縮小およびＹ方向における拡大が存在する。この非対称的な形状は、リソグラフィ装置およびその基準座標系のＸおよびＹ軸に対していかなる配向でも生じ得ることが理解されよう。
[0071] ここでは、図５に示されるウェーハスケール拡大および縮小特性は、適用パターンの位置決めの基礎となるアライメントモデルはこの歪みを容易に補正することができるため、一般には、適用パターンにおけるオーバーレイエラーをもたらさない。しかし、特に基板のエッジ領域における残存非平坦性は、アライメントモデルによって容易に補正できない面内偏位を引き起こす可能性がある。この理由は、例えば、影響を受けたエッジ領域におけるアライメントマークの十分なサンプリング密度の不足および／または極めて局部的な偏差の補正を可能にするためのアライメントモデルにおける十分なパラメータの不足を含むであろう。同様に、残存非平坦性は、局所的なフォーカスエラーを引き起こす可能性がある。高さセンサＬＳを使用して得られる高さマップデータは、これらの局所的な変動を表すための空間分解能を有さない場合がある。原理上、各ウェーハの撓んだ形状を前もって測定することにより、クランプ挙動のモデルを使用して、ウェーハエッジ近くの残存偏差を予測することができる。次いで、これらの残存偏差は、適切なアルゴリズムによって補正することができる。しかし、ウェーハ形状を測定するためのツールは容易に利用可能であるが、大量製造設備においてすべてのウェーハを測定するためのそのようなツールの提供および動作は、非常に高価なものとなり、生産性に悪影響を及ぼし得る。
[0072] 本発明人は、クランプ力によってウェーハを平坦化した後にアライメントセンサによって行われる位置測定における全体的な特性を認識することにより、装置は、クランプの前にウェーハ形状のいかなる直接測定も必要とすることなく、そのフリーフォース状態の撓んだウェーハの形状に関する推論を行うことができることを認識している。クランプ力によって平坦化されるため、ボウル形状ウェーハの応力をモデリングすることにより、基板の上層が半径方向内側の方向に応力を受け、プロット４０２で見られる縮小特性をもたらすことを示すことができる。結果的に、プロット４０２によって示される縮小特性を認識することにより、リソグラフィ装置は、特別な測定なしで、ウェーハのフリーフォース形状がウェーハＷ１の事例のようなボウル形状であったと推論することができる。同様に、撓んだウェーハのクランプの応力をモデリングすることにより、プロット４０４によって示される拡大特性がウェーハＷ２と同様のドーム形状のフリーフォース形状を示すことが提案される。同様に、プロット４０６によって示される非対称的な拡大効果がウェーハＷ３と同様の撓んだウェーハのサドル形状を示すことを示すことができる。
[0073] 基板の上面に与えられる精密な面内歪み特性は、それに適用されている層構造、材料およびパターニング動作、ならびに、照射、エッチング、アニーリングなどに適用される様々な物理および化学処理に依存する。クランプ力の下での基板挙動のモデリングについては、Brunner et al,“Characterization of wafer geometry and overlay error on silicon wafers with nonuniform stress”,J.Micro/Nanolith.MEMS MOEMS 12(4),043002(Oct-Dec 2013)published by SPIEによる論文で論じられている。同様のモデリングおよび予測技法は、本装置に適用することができる。Brunner et alの論文の内容は、参照により本明細書に組み込まれる。公開された国際特許出願は、局所的な高さ変動（非平坦性）が適用パターンにおける面内位置決めエラーおよび予想できるフォーカスエラーをどのように導入するかについてさらに説明している。
[0074] 図６は、本開示の原理に従ってエッジ領域における補正を実装するリソグラフィ装置の動作を要約した簡単なフローチャートである。この目的のためのリソグラフィ装置は、基板へのデバイスパターンの適用に備えて基板をクランプするための基板サポートを含む。図１の例示的な装置では、各基板に対する基板サポートは、基板テーブルＷＴａ／ＷＴｂの一方または他方である。装置は、前記パターンの適用の前にクランプされた基板にわたって分散されたフィーチャの位置を測定するためのアライメントセンサをさらに含む。アライメントセンサによって測定される位置は、基板の平面における位置であり、すなわち、ＸおよびＹ方向の位置または偏位である。示される例では、Ｚ方向における基板表面の位置および／または偏位を測定するために、１つまたは複数の高さセンサＬＳが提供される。アライメントセンサＡＳの例は、図１において、基板上でパターニング動作が実行される露光ステーションＥＸＰから分離された測定ステーションＭＥＡに示される。他の実装では、複数のアライメントセンサを提供することおよび／または複数のアライメントセンサをパターニングシステムにより近くなるように構成することができる。
[0075] リソグラフィ装置のパターニングシステムは、投影システムＰＳと、パターニングデバイスＭＡおよび基板Ｗのための様々な位置決めサブシステムとを含む（図１の例において）。パターニングシステムは、前記アライメントセンサによって測定された位置に少なくとも部分的に基づいて、適用パターンを位置決めしながら、クランプされた基板にパターンを適用するようにリソグラフィ装置を制御するように接続およびプログラムされたリソグラフィ装置制御ユニットＬＡＣＵを含む。
[0076] 動作の際、基板（例えば、半導体ウェーハ）は、ステップＬＤにおいて装置にロードされ、ステップＣＬにおいて基板テーブル上にクランプされる。基板は、アライメントセンサＡＳおよび高さセンサＬＳを使用して測定される。アライメントに基づくアライメントモデルＡＬＭは、露光ステーションＥＸＰで実行されるパターニングステップＰＡＴにおける適用パターンの位置決めを制御するために使用される。高さセンサからの高さマップデータは、パターニングステップにおいてフォーカスを制御するために、フォーカス制御モジュールＦＯＣにおいて使用される。パターニングステップＰＡＴにおいて各ターゲット部分にパターンを適用した後、基板は、図２に示されるように、パターンに従ってデバイスフィーチャを作成するように処理される。基板は、すべての製品層が完成するまで、上記で説明されるように、さらなるパターニングおよび処理ステップのために戻される。
[0077] アライメントセンサ測定およびアライメントモデルＡＬＭを使用することにより、基板テーブル上にクランプされる際に撓んだウェーハにおける応力がもたらし得る拡大または他の効果が大幅に補正される。しかし、言及したように、アライメントモデルは、撓んだウェーハの平坦化がクランプによって完全に達成されない場合は、基板のエッジ領域における局部的な偏位を検出することができないおよび／または補正することができない可能性がある。本開示の原理によれば、図６の方法は、図１のリソグラフィ装置のパターニングシステムがどのように基板のエッジ領域における適用パターンの位置決めに補正を適用するように構成されるかを示す。この補正は、アライメント補正への追加およびＡＰＣシステム２５０によって適用することができる補正である。図５を参照して上記で説明されるように、この追加の補正には、フリーフォースウェーハ形状の測定または完全な知識は必要とされない。むしろ、それは、アライメントセンサによって基板にわたって測定された位置（すなわち、アライメントデータ）の撓み誘導特性の認識に基づく。
[0078] 図６のフローチャートでは、アライメントセンサから受信されたアライメントデータに基づいて、ステップＦＦＷが実行される。原理上、このアライメントデータは、通常であれば、任意の基板にパターンを適用する準備の一部として測定されるデータである。必要に応じて追加の測定を行うことはできるが、追加の測定オーバーヘッドは不要である。ステップＦＦＷでは、ロードおよびクランプされた基板のフリーフォース形状は、図５に示される特性のうちの１つまたは他の認識に基づいて、推定または推論される。実際には、これらの特性のうちの１つまたは複数は、ウェーハごとに変動する振幅で存在する可能性が高い。それに応答して、ステップＦＦＷにおいて推論されたフリーフォース形状における高さ変動の振幅が変動し得る。
[0079] ウェーハのフリーフォース形状の推定を決定することにより、基板の１つまたは複数の領域における局部的な偏位を推定するためにクランプモデルステップＷＣＭが実行される。これらの偏位は、具体的には、ウェーハスケール特性自体では表されないものである。すなわち、クランプの前にウェーハが一定の振幅のボウル形状、ドーム形状またはサドル形状を有することを認識していることにより、クランプモデルは、高さおよび／または面内位置における一定の局部的な偏差が存在する可能性が高いと予測する。クランプモデルは、解析的にならびに／あるいは数値シミュレーションによっておよび／または以前に処理された基板からの機械学習によって定義することができる。さらなるステップＷＣＯＲは、クランプモデルの出力を使用して、適用パターンの位置決めに対する撓み誘導効果の影響を低減するために、パターニングステップＰＡＴで使用される補正を定義する。補正は、例えば、ウェーハがボウルまたは傘形状（図３のＷ１およびＷ２）に撓んでいる際には半径方向に対称的なパターンを有し得るか、または、撓んだウェーハがサドルのような形状（図３のＷ３）にさらに類似している際にはより複雑なパターンを有し得る。後者の事例では、補正パターンは、サドル形状の（回転）配向（基板の平面内）と関連付けられた配向を有する。
[0080] 撓んだウェーハのクランプによって引き起こされる面内歪みのモデリングおよび補正に加えてまたはその代わりに、フォーカス制御モジュールＦＯＣに至る破線によって示されるように、局所的な高さ偏差のモデリングおよび補正も行うことができる。
[0081] 以前に言及したように、基板テーブルは、可変クランプ特性を提供することができ、クランプレシピは、予想される形状を有するウェーハの最適なクランプを提供することを意図する各基板または基板クラスに対して定義することができる。個々のウェーハが形状の程度（振幅）または形状タイプ自体において実際に異なる形状を有する事象では、ステップＦＦＷまたはＷＣＭにおいて、現在の基板に適用されたクランプレシピは理想的なものではないと判断することができる。必要に応じて、リクランプコマンドＲＣを発行し、現在のウェーハの実際の形状により適した新しいクランプ特性を用いてクランプステップＣＬを繰り返させることができる。リクランプコマンドを発行するかどうかの判断は、単に、観察された撓み誘導特性と使用されたクランプ特性との比較に基づき得る。あるいは、判断は、観察された特性の振幅を参照することによってならびに／あるいはクランプモデルＷＣＭによって予測された局所的な非平坦性の振幅および／または範囲を参照することによって適格なものとなり得る。
[0082] このリクランプ動作は、特に、基板をリクランプした後にアライメントセンサを使用する測定を繰り返さなければならないため、基板を処理するためのサイクル時間に追加される。このサイクル時間の増加は、アライメントセンサを使用して粗セットの位置測定を行った後にステップＦＦＷおよび／またはＷＣＭを実行することによって最小化することができる。フルセットのアライメント測定は、適切なクランプ特性が適用されていることが確認された後で行うことができる。また、サイクル時間の増加は、撓みのどのような形状および振幅が各基板に存在し得るかを予測することによっても最小化することができる。例えば、同じプロセスを経る多くの非常によく似た基板では、ウェーハのほとんどまたはすべてが同様の形状を有することを予想すべきである。例外的な事例においてのみ、リクランプが必要とされる。このロットおよび同様のロットにおける進行中の基板の処理の間、推論されたフリーフォースウェーハ形状に基づいて、今後の基板で使用するために、更新されたクランプレシピＣＲを出力することができる。
[0083] いくつかの実施形態における別のフィーチャは、過度の撓みが検出された場合に「撓み警告」フラグＷＡ（図６）を発行することである。フラグは、基板がさらなる処理から省略すべきであるほど重度の影響を受けた場合またはさらなる解析を経る場合は、影響を受けた１つまたは複数の基板と関連付けられる。撓み警告フラグＷＡは、例えば、認識された撓み誘導特性が１つまたは複数の確立された警告基準を超えた際に生成することができる。１つまたは複数の警告基準は、例えば、観察された特性の振幅を参照し得る。その代替としてまたはそれに加えて、１つまたは複数の警告基準は、クランプモデルＷＣＭによって予測された局所的な非平坦性の振幅および／または範囲を参照し得る。必要に応じて、極端な事例では、基板に「不良」というフラグを付け、パターニング動作を完了することなく、リソグラフィ装置から自動的に除去することができる。
[0084] ここでは、当業者であれば、撓んだ基板の平坦化とは全く無関係の原因によって、拡大などの特性を多くの基板において見出すことができることが認識されよう。例えば、基板および／または基板テーブルの加熱は、一般に、基板の材料の膨張を引き起こし、結果的に、図５のベクトルプロット４０４と同様の拡大特性をもたらす。この加熱兆候が単に撓んだウェーハのクランプの徴候であると想定された場合は、クランプモデルステップＷＣＭは、実際には存在しないエッジ領域における局所的な偏差を予測することになる。適用された補正によってリソグラフィプロセスの性能を向上する代わりに、性能は、実際には、より悪化する恐れがある。
[0085] それに従って、実用的な実施形態では、ステップＦＦＷは、アライメントセンサ位置測定以外に、かなりの追加情報を受信する。この追加情報の例は、図６のフローチャートにおいて点線によって示される。基板に関連するコンテキストデータＣＤＡＴは、基板特性履歴および／またはリソグラフィ装置内で存在する条件を指定するデータを含む。そのような条件の１つは、温度である。別の条件は、基板テーブルの設計詳細および／または基板テーブルの摩耗状態であり得る。また、高さセンサＬＳからの高さデータも供給することができ、特定の撓んだ形状の推論を支持するかまたは害するために使用することができる。いくつかの実施形態におけるアライメントセンサＡＳは、それ自体が、測定を用いて品質評価または信頼性評価を伝達することができる。例えば、放射の複数の波長を使用するアライメントセンサは、信号を比較することによりアライメントマーク変形などの問題を検出できるという考えで、以前に開示されている。
[0086] 点線データ経路によって示されるように、ＡＰＣシステム２５０は、プロセスの制御を更新するために、検査装置ＭＥＴからのメトロロジデータを使用する。また、アライメントデータにおいて観察された特性が特定の撓んだ形状を正確に示す可能性を確認または低減するために、多くの以前に処理された基板のメトロロジに基づくＡＰＣシステム２５０からのデータも使用することができる。ＡＰＣシステムはパターニングシステムにそれ自体の補正を提供するため、他で生成された補正が重複しないように、追加の補正ＷＣＯＲが計算されることが理解されよう。同時に、ＡＰＣシステムは、同様のタイプの多くの基板および処理履歴に影響を及ぼす偏差を測定、予測および補正することができ、パターニング時に個々の基板上でアライメントセンサによって行われる位置測定に主に基づく追加の補正ＷＣＯＲにより、追加の測定オーバーヘッドを必要とすることなく、ウェーハ単位での補正が可能になる。
[0087] 特定のフリーフォース形状の推論を改善するために使用することができる情報のさらなる例は、例えば、基板の前（上）側および／または後側の積層（堆積した材料）、以前のステップで適用されたパターンなど、基板自体に適用されるプロセスの詳細を含む。例えば、極度にパターン形成および処理された層は、根本的な基板を越えて、横方向に拡大し得る。
[0088] 要約すると、上記の例では、２２または３つの別個のステップにおいて、基板のエッジ領域において追加の補正が計算され、適用される。ステップＦＦＷにより、基板にわたる測定位置に少なくとも部分的に基づいて、撓んだ基板の１つまたは複数の形状特性が推論される。次いで、ステップＷＣＭにおいて、推論された形状特性に少なくとも部分的に基づいて、基板サポートによるクランプに応答して撓んだ基板の変形をシミュレーションするために、クランプモデルが計算される。次いで、ステップＷＣＯＲにおいて、シミュレーションした変形に少なくとも部分的に基づいて、１つまたは複数の補正が計算される。これらの異なるステップは、パターニングシステム内の１つまたは複数のプロセッサ上で実行しているそれぞれのソフトウェアモジュールによって実装することができる。これらのプロセッサは、既存のリソグラフィ装置制御ユニットの一部でも、その目的のために追加のプロセッサを追加してもよい。他方では、ステップの機能は、要求に応じて、単一のモジュールまたはプログラムにおいて組み合わせることも、異なるサブステップまたはサブモジュールにおいて細分または組み合わせることもできる。例えば、偏位は、図６に示されるように、別個のステップとして計算し、次いで、補正に変換することができる。あるいは、補正は、シミュレーションおよび／またはルックアップによって直接計算することができ、その結果、ステップＷＣＭおよびＷＣＯＲは、１つのステップに効果的に組み合わされる。
[0089] ステップＦＦＷおよびＷＣＭが明示的に別個のステップとして実行されない特定の一実装では。むしろ、パターニングシステムは、追加の補正を少なくとも部分的に定義するルックアップテーブルおよび回収データを取り調べるためにアライメントセンサデータおよび他の関連情報を使用することによって補正を生成するように構成される。そのようなルックアップテーブルは、例えば、破線ボックス６０２内の機能を実行することができる、および／または、ステップＷＣＯＲの機能を含み得る。ルックアップテーブルは、ステップＦＦＷおよびＷＣＭと同様のステップに基づいて、プリプログラミングによって確立することができる。あるいは、ルックアップテーブルは、多くの基板の処理の経験的観察に完全に基づいて、任意選択により、ウェーハ形状測定ツールを使用するウェーハ形状の直接測定によって、確立することができる。
[0090] ルックアップテーブルをモデルと組み合わせたハイブリッド方法を適用することができる。例えば、１つのまたは他のウェーハ形状を示す特性の一般的な形態を認識するためにルックアップテーブルを使用することができ、適用される補正の振幅を設定するために振幅値が使用される。
[0091] 図４に示されるように、特に、基板Ｗのエッジ領域３１６は、基板サポートＷＴに向けた基板Ｗのクランプの不完全性による残存非平坦性を示す。不完全なクランプの重要な原因は、基板サポートＷＴの特性に関連する。図７は、基板サポートＷＴにクランプされた基板Ｗを示す。基板サポートＷＴには、典型的には、基板Ｗとの接触面を提供するサポート構造７０１（例えば、ピラー、バール）が提供される。あるいは、多数のサポート構造の代わりに、単一の大きな（典型的には、基板に匹敵するサイズを有する円形の大きなバール）サポート構造を基板との接触面として提供することができる。典型的には、１つまたは複数のサポート構造は、基板Ｗのエッジ７１８まで完全に拡張されるわけではなく、ほとんどの外方サポート構造７０２は、半径Ｒｏ＜基板Ｗの半径Ｒに位置する。基板サポートＷＴにわたるサポート構造の拡張および／またはカバレージは、基板サポートＷＴの重要な特性である。例えば、真空吸引は基板のエッジ近くには提供されないためまたは真空吸引はエッジ領域７１６では実質的に異なる（それほど効果的ではない）ように挙動するため、サポート構造によって支持されていない基板の部分７１６は、典型的には、クランプ力から実質的に解放されている。基板サポートへの基板のクランプの間、サポート構造７０１によって支持されている基板の領域７１０は、支持もクランプも行われていない領域７１６とは異なるように挙動する。例えば、ボウル形状基板（図３のｗ１）を基板サポート上に配置し、その後、基板のエッジ領域７１６をクランプすると、そのオリジナルの（クランプされていない「フリーフォース」）ボウル形状を部分的に保存する一方で、支持領域７１０は実質的に平坦になる。
[0092] 参照平坦面（図７の水平方向の点線）の法線に沿ったウェーハ表面位置の偏差は、基板がクランプされていない状態にある際は、ｗ（ｘ，ｙ）で示され、基板が基板ホルダにクランプされている場合は、ｗ”（ｘ，ｙ）で示される。一般に、ｗ（またはｗ”）は、基板Ｗ上の場所と関連付けられたｘおよびｙ座標の関数である。関数ｗ（ｘ，ｙ）は、基板の高さマップとして定義される。高さマップは、回転対称であり得、その事例では、高さマップは、基板半径の関数

として表現することができ、支持領域７１０は、

によって説明され、エッジ領域７１６は、ｒ＞Ｒｏによって説明される。高さマップｗ（ｘ，ｙ）は、フリーフォース状態の基板Ｗ（例えば、基板Ｗにはクランプ力がそれほどかけられていない）に対して決定（例えば、予測、シミュレーションまたは測定）される。基板Ｗの高さマップｗ（ｘ，ｙ）は、典型的には、KLA Tencor PWGまたはUltratech Superfastシステム（参考文献i）Brunner,T.A.,Zhou,Y.,Wong,C.W.,Morgenfeld,B.,Leino,G.and Mahajan,S.,“Patterned wafer geometry (PWG)metrology for improving process-induced overlay and focus problems”Proc.SPIE 9780,97800W(2016)およびii)Anberg,D.,Owen,D.M.,Lee,B.H.,Shetty,S.and Bouche,E.,“A study of feedforward strategies for overlay control in lithography processes using CGS technology”ASMC 2015,395(2015)）のような専用ウェーハ形状メトロロジツーリングを使用して測定される。これらのツールは、そのフリーフォース状態の基板の形状を導き出すために干渉計測法を利用する。
[0093] 図５に示されるように、非平坦基板のクランプは、後続のパターニングステップの間にオーバーレイエラーを起こす基板の面内歪み（一般的に「ＩＰＤ」と呼ばれる）をもたらし得る。また、基板のエッジ領域７１６は、顕著な残存非平坦性ｗ（ｒ＞Ｒｏ）またはいわゆる面外歪み（一般的に「ＯＰＤ」と呼ばれる）を示す。
[0094] ＩＰＤは、基板の屈曲および応力成分の存在による基板上の位置の横方向変位ｕ（ｘ，ｙ）を表現する。ウェーハ表面における横方向変位ｕ（ｘ，ｙ）（参考文献：T.A.Brunner e.a.,J.Micro/Nanolith.MEMS MOEMS 2014,043002）は、

に従って、基板の厚さ「Ｔ」および基板形状ｗ（ｘ，ｙ）の偏微分に依存する。方程式Ｉの右側の第１の項は、典型的には基板に適用された層（図示せず）によって導入される、基板に加えられた薄膜応力の面内成分である。薄膜応力は、例えば、層の熱膨張係数と基板の熱膨張係数との差が原因で誘導され得る。公式Ｉの右側の第２の項は、基板の屈曲によって誘導された応力に由来する横方向変位を表現する。
[0095］ 完全に（平坦な）クランプされた基板Ｗの事例では、基板の屈曲による横方向変位は、実質的にゼロになる。従って、基板ホルダに（ほぼ）最適にクランプされた基板のエリア７１０にわたって、屈曲関連ＩＰＤ（公式Ｉの第２の項）は残らない。これは、基板ホルダに最適にクランプされていない基板の領域７１６では異なる。薄膜応力が誘導する横方向変位（公式Ｉの第１の項）は、領域７１０および７１６の両方のＩＰＤに貢献する。しかし、薄膜応力が誘導する横方向変位は、典型的には、基板に適用されるアライメントフィーチャの位置測定を使用して登録される。アライメント測定に基づくリソグラフィプロセスまたはリソグラフィ装置の設定（例えば、投影レンズの拡大および／または基板サポートの位置決め）の後続の補正が通常実装される。典型的には、リソグラフィ装置（またはプロセス）の補正後、薄膜応力成分による実質的なＩＰＤは残らない。残っている唯一のＩＰＤ項は、基板の領域７１６における屈曲関連横方向変位である。この項（公式Ｉの第２の項）は、

に従って計算される。高さマップｗ”（ｘ，ｙ）は、クランプされた基板の表面と関連付けられる。
[0096] クランプされていない領域７１６の場合、クランプされた基板の高さマップｗ”（ｘ，ｙ）の勾配は、クランプされていない基板の高さマップｗ（ｘ，ｙ）の勾配および補正項から導き出せることが分かっている。補正項は、基本的には、クランプされていない領域７１６の高さマップの勾配に対する基板の領域７１０のクランプの影響をモデリングする。補正項は、基板にわたる高さマップ勾配の連続性の原理から導き出される。次いで、補正項は、基板のクランプされた領域とクランプされていない領域との間の境界ｒ＝Ｒｏにおけるクランプされていない基板の高さマップ勾配に等しいことが導き出される。次いで、補正項「Cor」は、

であり、従って、ＩＰＤは、クランプされていない高さマップｗ（ｘ，ｙ）の関数として表現することができる。

基板サポートの特性に基づいて、半径Ｒｏを決定することができ、それに続いて、領域Ｒ＝Ｒｏにおける基板に対して高さマップｗ（ｘ，ｙ）の勾配を決定することができる。公式ＩＩＩは、基板Ｗの領域７１６の残存非平坦性（例えば、残存屈曲）によって引き起こされたＩＰＤの正確な予測を可能にする。
[0097] サポート構造７０１は、基板サポートＷＴの特定の構成に従って配置され、領域７１０および７１６の拡張を決定し、従って、ＩＰＤを予測するために公式ＩＩＩが適用可能な基板上のエリアを決定する。一般に、ＩＰＤは、リソグラフィプロセスのオーバーレイエラーに密接に関連し、従って、ＩＰＤを補正することまたはリソグラフィプロセスのオーバーレイ性能に対するＩＰＤの影響を少なくとも軽減することが重要である。次いで、それに続いて、予測されたＩＰＤは、前記ＩＰＤの（オーバーレイ）影響を軽減するリソグラフィ装置またはリソグラフィプロセスの補正を決定するために使用することができる。これは、例えば、基板の（エッジ）領域７１６を特にターゲットとする補正であり得る（例えば、補正は、基板の（中央）領域７１０には適用されない）。補正は、投影レンズ調整またはリソグラフィプロセスの間に適用される基板サポート位置の調整と関連付けることができる。
[0098] 実施形態では、基板の領域の高さマップが決定され、領域は、基板サポートの特性に基づいて決定され、補正は、高さマップおよび基板サポートの特性に基づいて決定される。
[0099] 実施形態では、補正は、基板の領域の面内歪みの計算に基づく。
[0100] 実施形態では、補正は、リソグラフィプロセスのオーバーレイに対する基板の領域の面内歪みの影響の軽減に基づく。
[0101] 実施形態では、補正は、リソグラフィ装置の投影レンズ調整と関連付けられる。
[0102] 実施形態では、補正は、リソグラフィプロセスの間の基板サポートの位置の調整と関連付けられる。
[0103] 実施形態では、基板の高さマップは、基板のフリーフォース形状の干渉測定から決定される。
[0104] 実施形態では、基板サポートの特性は、基板サポート構造の分散である。
[0105] 実施形態では、基板の領域７１６は、基板サポートＷＴ上に提供されるサポート構造７０１によっては支持されない。
[0106] 実施形態では、領域７１６は、基板のエッジ領域である。
[0107] 説明されるように、基板のクランプされていない領域に残っているＩＰＤは、リソグラフィ装置によって補正することができる。領域７１６に対し、ＯＰＤは著しく、従って、リソグラフィプロセスの性能に対していわゆるフォーカス補正（投影レンズの焦点位置を変更するかまたは光軸に沿って基板サポートをシフトすることによって実装される）が有利であり得る。
[0108] 基板に適用されたフィーチャの横方向変位を予測するための測定された高さマップｗ（ｘ，ｙ）の使用と類似して、基板のクランプされていない領域で起こる面外変位（フォーカスエラー）も予測することができる。これらの面外変位は、高さマップｗ”（ｘ，ｙ）から直接導き出すことができる（ＯＰＤ（ｒ＞Ｒｏ）＝ｗ”（ｒ＞Ｒｏ））。クランプされた高さマップｗ”（ｘ，ｙ）は、ｗ（ｒ）の値がｒ＝Ｒｏの場合は実質的にゼロであり（ｗ”（ｒ）の連続性）、その微分

が基板にわたって連続であるという事実を使用して、クランプされていない高さマップｗ（ｘ，ｙ）から導き出すことができる。以下の方程式は、クランプされたエリアの外側の半径ｒの関数としての面外変位ＯＰＤを表現する。

公式ＩＶは、ｒ＞Ｒｏとして与えられた半径ｒの関数としてＯＰＤを予測するために使用することができる。
[0109] 実施形態では、リソグラフィ装置の補正は、基板サポートに準最適にクランプされた基板の領域の面外歪みの計算に基づく。補正は、高さマップデータおよび基板サポートの特性の知識を使用して計算される。
[0110] 実施形態では、補正は、投影レンズおよび／または基板の位置決めの調整であり、補正は、基板の準最適にクランプされた領域７１６の面外歪みの軽減に基づく。
[0111] 高さマップｗ（ｘ，ｙ）は、パターニングツール（リソグラフィ装置）内の高さ測定からも決定することができる。図１に示されるように、センサＬＳ（一般的に、「レベルセンサ」または「高さセンサ」と呼ばれる）は、基板Ｗの露光の前に基板Ｗの高さマップの測定を提供する。レベルセンサシステムについてのさらなる情報は、参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第２００７００８５９９１号で見つけることができる。高さ測定の間、基板は、基板サポートＷＴｂにクランプされ、基板サポートＷＴｂは、後続のパターニングステップの間にも使用される。図８ａは、基板の高さマップ測定の結果を開示している。グレーレベルは、基板上のある特定の場所の高さ値を示す。基板の領域８１０は、サポート構造７０１によって最適に支持され、基板の領域８２０は、高さ測定の間、サポート構造によって支持されないかまたは準最適に支持される。実際には、残存非平坦性は、Ｒｏより小さな半径まで、基板高さマップに影響を及ぼす場合があるため、領域８１０は、最外方に配置されたサポート構造７０２まで常に拡張されるわけではない。基板の領域８２０は、図７で描写されるような領域７１６と完全に一致するわけではなく、半径方向にさらに内方に拡張する。従って、図８ａの円状の点線は、典型的には、ｒ＝Ｒｏに位置せず、ｒ＝Ｒ１＜Ｒｏに位置する。
[0112] 基板領域８２０は、ａ）そのフリーフォース状態の基板およびｂ）クランプの影響に従って実質的に整形される。領域８２０と関連付けられた高さ測定は、高さマップｗ”（ｘ，ｙ）を表す。横方向変位は、測定された高さマップｗ”（ｘ，ｙ）に適用される公式ＩＩを使用して決定することができ、面外変位は、高さマップｗ”（ｘ，ｙ）から直接決定することができる。
[0113] 実施形態によれば、レベルセンサ測定から得られた高さマップｗ”（ｘ，ｙ）は、図８ｂで描写されるように、半径方向高さマップ８３０に変換することができる。二次元高さマップｗ”（ｘ，ｙ）から一次元半径方向高さマップｗ”（ｒ）への変換は、三角形の形状の領域（セグメント）８４０（図８ａに示されるような半径方向に配向された２つの点線と基板の外縁との間のエリア）への基板のセグメンテーションに基づき得る。関数ｗ”（ｒ）は、セグメントごとに決定することができる。この決定は、１つのセグメントあたりの四次半径方向多項式ｗ”（ｒ）＝ａ＊ｒ４＋ｂ＊ｒ３＋ｃ＊ｒ２＋ｄ＊ｒ＋ｅを高さマップｗ”（ｘ，ｙ）に適合させることを伴い得る。しかし、少なくとも二次の他の多項式を利用することも可能である。半径方向プロファイルを多項式関数に適合させることにより、公式ＩＩによる１つのセグメントあたりのＩＰＤの解析的決定の使用が可能になる。ＯＰＤは、高さプロファイルの半径方向適合から直接得ることができる（ＯＰＤ＝ｗ”（ｒ））。
[0114] ＩＰＤおよびＯＰＤの決定に加えて、決定された半径方向関数ｗ”（ｒ）を使用して、基板の最適にクランプされた領域８１０および基板の準最適にクランプされた領域８２０の拡張を導き出すことができる。図８ｂ（垂直方向の点線）に示されるように、基板が依然として実質的に平坦である基板上の最大半径方向位置が存在する。この位置は、領域８１０の最大半径方向拡張（またはその代替として領域８２０の最小半径方向位置）と関連付けられた（ｘ，ｙ）位置の一般的なマップを導き出すために、基板の各方位角セグメントに対して決定することができる。
[0115] ＯＰＤは、ある特定の位置（ｘ，ｙ）における基板のフォーカスオフセットを表し、リソグラフィ装置の投影光学系の焦点面に対する基板の位置を最適化するために、リソグラフィ装置のフォーカスコントローラによって使用することができる。
[0116] 実施形態では、基板の高さマップは、基板上で実行される高さセンサ測定から決定される。
[0117] 実施形態では、高さマップは、半径方向プロファイルに変換される。
[0118] 実施形態では、半径方向プロファイルは、基板にわたって分散された多数の方位角セグメントに対して決定される。
[0119] 実施形態では、半径方向プロファイルは、多項式関数に適合される。
[0120] 実施形態では、多項式関数は、四次多項式である。
[0121] 実施形態では、ＩＰＤは、半径方向プロファイルまたは多項式関数から導き出される。
[0122] 実施形態では、ＯＰＤは、半径方向プロファイルまたは多項式関数から導き出される。
[0123] 実施形態では、半径方向関数は、基板の最適にクランプされた領域８１０の拡張を決定するために使用される。
[0124] 実施形態では、半径方向関数は、基板の準最適にクランプされた領域８２０の拡張を決定するために使用される。
[0125] 図９は、測定された高さマップを使用して（レベルセンサＬＳもしくは基板ジオメトリのオフライン測定を使用してまたはアライメントデータに基づく再構築によって）リソグラフィ装置またはデバイス製造プロセスを制御するための一般的に適用可能なフローを示す。ステップ９００では、高さマップデータが生成される。それに続いて、ステップ９０１では、基板の準最適にクランプされた領域と関連付けられた高さマップデータが決定される。ステップ９０２では、準最適にクランプされた基板と関連付けられた面内歪み（ＩＰＤ）および／または面外歪み（ＯＰＤ）データを導き出すために、ステップ９０１で得られた高さマップデータが基板サポートの知識と組み合わされる。ステップ９０３では、リソグラフィ装置のコントローラは、導き出されたＩＰＤおよび／またはＯＰＤデータを使用して、基板を位置決めするおよび／または基板のパターニングの間に投影レンズを調整する。
[0126] 本発明によるさらなる実施形態を以下の番号付き条項で提供する。
１．基板上にパターンを適用するためのリソグラフィ装置であって、基板をクランプするための基板サポートと、クランプされた基板にわたって分散されたフィーチャの位置を測定するためのアライメントセンサと、前記アライメントセンサによって測定された位置に少なくとも部分的に基づいて、適用パターンを位置決めしながら、クランプされた基板に前記パターンを適用するように構成されたパターニングシステムであって、アライメントセンサによって基板にわたって測定された位置における撓み誘導特性の認識に基づいて、基板の１つまたは複数の領域における適用パターンの位置決めに補正を適用するように構成される、パターニングシステムを含む、装置。
２．前記撓み誘導特性が、前記クランプによる撓んだ基板の変形を示すものである、条項１に記載の装置。
３．前記パターニングシステムが、ボウル形状、ドーム形状およびサドル形状の少なくとも１つを有する撓んだ基板の平坦化を示す撓み誘導特性を認識するように構成される、条項２に記載の装置。
４．前記パターニングシステムが、異なる形状の撓んだ基板の平坦化を示す撓み誘導特性を区別し、認識された特性によって示される撓んだ基板の形状に従って異なる補正を適用するように構成される、条項３に記載の装置。
５．前記パターニングシステムが、撓み誘導特性の観察された振幅に基づく振幅を用いて前記補正を適用するように構成される、条項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
６．前記パターニングシステムが、認識された特性がサドル形状基板の平坦化を示す場合に、前記補正の配向を調整するように構成される、条項１〜５のいずれか一項に記載の装置。
７．前記パターニングシステムが、（ｉ）基板にわたって測定された位置に少なくとも部分的に基づいて、撓んだ基板の１つまたは複数の形状特性を推論すること、（ｉｉ）推論された形状特性に少なくとも部分的に基づいて、前記クランプに応答して撓んだ基板の変形をシミュレーションするためにクランプモデルを適用すること、および、（ｉｉｉ）シミュレーションされた変形に少なくとも部分的に基づいて前記補正を計算することによって、前記補正を生成するように構成される、条項１〜６のいずれか一項に記載の装置。
８．前記パターニングシステムが、基板にわたって測定された位置に少なくとも部分的に基づいて、ルックアップテーブルを取り調べ、前記補正を少なくとも部分的に定義するデータを回収することによって、前記補正を生成するように構成される、条項１〜７のいずれか一項に記載の装置。
９．前記パターニングシステムが、前記補正の生成の前に、撓んだ基板の平坦化以外の因子の影響を低減するために追加の情報を考慮するように構成される、条項１〜８のいずれか一項に記載の装置。
１０．クランプされた基板にわたるトポグラフィカル変動を測定するための高さセンサをさらに含む装置であって、前記追加の情報が、前記トポグラフィカル変動を表すデータを含む、条項９に記載の装置。
１１．前記追加の情報が、同じ基板上の以前の層において行われた位置測定、基板の処理履歴、前記基板サポートの摩耗状態、基板および／または基板サポートの温度、アライメントセンサによって行われた測定の信頼性、適用されたクランプ行動、プロセス補正のうちの１つまたは複数を表す、条項９または１０に記載の装置。
１２．適用される補正が、主に基板のエッジ領域におけるパターンの位置決めに影響を及ぼす、条項１〜１１のいずれか一項に記載の装置。
１３．適用される補正が、基板の平面に平行な１つまたは複数の方向におけるパターンの位置決めに影響を及ぼす、条項１〜１２のいずれか一項に記載の装置。
１４．前記補正が、基板の平面に垂直な方向におけるパターンの位置決めに影響を及ぼす、条項１〜１３のいずれか一項に記載の装置。
１５．前記パターニングシステムが、パターンの適用の前に、認識された特性に応答して前記基板テーブルのクランプ特性を変動するようにさらに構成される、条項１〜１４のいずれか一項に記載の装置。
１６．前記パターニングシステムが、使用されたクランプ特性と認識された特性と関連付けられたクランプ特性とを比較することによって、クランプ特性を変動するかどうかを判断するように構成される、条項１５に記載の装置。
１７．クランプ特性が、基板の異なる領域で加えられたクランプ力の相対的強度および／または基板の異なる領域でクランプ力を加える相対的タイミングの観点から変動可能である、条項１５または１６に記載の装置。
１８．認識された撓み誘導特性が１つまたは複数の警告基準を満たしている際にオペレータに警告するための警告ジェネレータをさらに含む、条項１〜１７のいずれか一項に記載の装置。
１９．基板上の１つまたは複数の層にパターンを適用することと、機能デバイスフィーチャを生成するために基板を処理することとを含むデバイス製造方法であって、前記層の少なくとも１つにパターンを適用するステップが、（ａ）基板を基板サポート上にクランプすることと、（ｂ）クランプされた基板にわたって分散されたフィーチャの位置を測定することと、（ｃ）ステップ（ｂ）において測定された位置のいくつかまたはすべてに少なくとも部分的に基づいて、適用パターンを位置決めしながら、クランプされた基板に前記パターンを適用することを含み、前記パターニングステップ（ｃ）が、ステップ（ｂ）において基板にわたって測定された位置のいくつかまたはすべてにおける撓み誘導特性の認識に基づいて、基板の１つまたは複数の領域における適用パターンの位置決めに補正を適用することを含む、デバイス製造方法。
２０．前記撓み誘導特性が、前記クランプによる撓んだ基板の変形を示すものである、条項１９に記載の方法。
２１．ステップ（ｃ）が、ボウル形状、ドーム形状およびサドル形状の少なくとも１つを有する撓んだ基板の平坦化を示す撓み誘導特性を認識することを含む、条項２０に記載の方法。
２２．ステップ（ｃ）が、異なる形状の撓んだ基板の平坦化を示す撓み誘導特性を区別し、認識された特性によって示される撓んだ基板の形状に従って異なる補正を適用することを含む、条項２１に記載の方法。
２３．ステップ（ｃ）が、撓み誘導特性の観察された振幅に基づく振幅を用いて前記補正を適用することを含む、条項１９〜２２のいずれか一項に記載の方法。
２４．ステップ（ｃ）が、認識された特性がサドル形状基板の平坦化を示す場合に、前記補正の配向を調整することを含む、条項１９〜２３のいずれか一項に記載の方法。
２５．ステップ（ｃ）が、（ｉ）基板にわたって測定された位置に少なくとも部分的に基づいて、撓んだ基板の１つまたは複数の形状特性を推論すること、（ｉｉ）推論された形状特性に少なくとも部分的に基づいて、前記クランプに応答して撓んだ基板の変形をシミュレーションするためにクランプモデルを適用すること、および、（ｉｉｉ）シミュレーションされた変形に少なくとも部分的に基づいて前記補正を計算することによって、前記補正を生成することを含む、条項１９〜２４のいずれか一項に記載の方法。
２６．ステップ（ｃ）が、基板にわたって測定された位置に少なくとも部分的に基づいて、ルックアップテーブルを取り調べ、前記補正を少なくとも部分的に定義するデータを回収することによって、前記補正を生成することを含む、条項１９〜２５のいずれか一項に記載の方法。
２７．ステップ（ｃ）において、前記補正の生成の前に、撓んだ基板の平坦化以外の因子の影響を低減するために追加の情報が考慮される、条項１９〜２６のいずれか一項に記載の方法。
２８．ステップ（ｂ）が、クランプされた基板にわたるトポグラフィカル変動を測定することをさらに含み、前記追加の情報が、前記トポグラフィカル変動を表すデータを含む、条項２７に記載の方法。
２９．前記追加の情報が、同じ基板上の以前の層において行われた位置測定、基板の処理履歴、前記基板サポートの摩耗状態、基板および／または基板サポートの温度、アライメントセンサによって行われた測定の信頼性、適用されたクランプ行動、プロセス補正のうちの１つまたは複数を表す、条項２７または２８に記載の方法。
３０．適用される補正が、主に基板のエッジ領域におけるパターンの位置決めに影響を及ぼす、条項１９〜２９のいずれか一項に記載の方法。
３１．適用される補正が、基板の平面に平行な１つまたは複数の方向におけるパターンの位置決めに影響を及ぼす、条項１９〜３０のいずれか一項に記載の方法。
３２．前記補正が、基板の平面に垂直な方向におけるパターンの位置決めに影響を及ぼす、条項１９〜３１のいずれか一項に記載の方法。
３３．ステップ（ｃ）が、パターンの適用の前に、認識された特性に応答して前記基板テーブルのクランプ特性を変動することをさらに含む、条項１９〜３２のいずれか一項に記載の方法。
３４．ステップ（ｃ）が、使用されたクランプ特性と認識された特性と関連付けられたクランプ特性とを比較することによって、クランプ特性を変動するかどうかを判断することを含む、条項３３に記載の方法。
３５．クランプ特性が、基板の異なる領域で加えられたクランプ力の相対的強度および／または基板の異なる領域でクランプ力を加える相対的タイミングの観点から変動可能である、条項３３または３４に記載の方法。
３６．認識された撓み誘導特性が１つまたは複数の警告基準を満たしている際にオペレータに警告するための警告ジェネレータをさらに含む、条項１９〜３５のいずれか一項に記載の方法。
３７．条項１〜１８のいずれか一項に記載の、特性を認識するためおよび補正を適用するためのリソグラフィ装置のパターニングシステムの制御を１つまたは複数のプロセッサに行わせるための機械可読命令を含むコンピュータプログラム製品。
３８．条項１〜１８のいずれか一項に記載の、撓み誘導特性を認識することおよび補正を適用することによるリソグラフィ装置のパターニングシステムの制御を行うようにプログラムされた１つまたは複数のプロセッサを含むデータ処理システム。
３９．条項１９〜３６のいずれか一項に記載の方法のステップ（ｃ）の実行を１つまたは複数のプロセッサに行わせるための機械可読命令を含むコンピュータプログラム製品。
４０．条項１９〜３６のいずれか一項に記載の方法のステップ（ｃ）を実行するようにプログラムされた１つまたは複数のプロセッサを含むデータ処理システム。
４１．基板サポートにクランプされた基板上の１つまたは複数の層にパターンを適用するためのデバイス製造方法であって、基板の領域の高さマップを決定することであって、領域が、基板サポートの特性に基づいて決定されることと、高さマップおよび基板サポートの特性に基づいてデバイス製造方法の補正を決定することとを含む、デバイス製造方法。
４２．高さマップが、基板のフリーフォース形状の干渉測定から決定される、条項４１に記載の方法。
４３．高さマップが、基板上の高さセンサの測定から決定される、条項４２に記載の方法。
４４．基板が、測定の間に基板サポートにクランプされる、条項４３に記載の方法。
４５．補正が、基板の領域の面内歪みの計算に基づく、条項４１〜４４のいずれか一項に記載の方法。
４６．補正が、基板の領域の面外歪みの計算に基づく、条項４１〜４５のいずれか一項に記載の方法。
４７．補正が、基板の領域の面内歪みの軽減に基づく、条項４５に記載の方法。
４８．補正が、基板の領域の面外歪みの軽減に基づく、条項４６に記載の方法。
４９．基板の位置決めのために補正を使用しながら、基板にパターンを適用するステップをさらに含む、条項４１〜４８のいずれか一項に記載の方法。
５０．投影レンズ設定を調整するために補正を使用しながら、基板にパターンを適用するステップをさらに含む、条項４１〜４９のいずれか一項に記載の方法。
５１．特性が、基板サポートに提供されたサポート構造の拡張と関連付けられる、条項４１〜５０のいずれか一項に記載の方法。
５２．特性が、基板サポートに提供されたサポート構造の分散と関連付けられる、条項４１〜５１のいずれか一項に記載の方法。
５３．基板の領域が、基板サポートへの基板の準最適なクランプと関連付けられる、条項４１〜５２のいずれか一項に記載の方法。
５４．基板の領域が、基板サポートに提供されたサポート構造による基板の準最適な支持と関連付けられる、条項４１〜５３のいずれか一項に記載の方法。
５５．基板の領域が、基板のエッジ領域を含む、条項４１〜５４のいずれか一項に記載の方法。
５６．高さマップと関連付けられた半径方向プロファイルを決定するステップをさらに含む、条項４４に記載の方法。
５７．高さマップをセグメントにパーティション化し、各セグメントに対して対応する半径方向プロファイルを決定するステップをさらに含む、条項４４〜５６のいずれか一項に記載の方法。
５８．半径方向プロファイルを好ましくは四次の多項式関数に適合させるステップをさらに含む、条項５６または５７に記載の方法。
５９．基板の領域の面内歪みが、半径方向プロファイルまたは多項式関数から計算される、条項５６〜５８のいずれか一項に記載の方法。
６０．基板の領域の面外歪みが、半径方向プロファイルまたは多項式関数から計算される、条項５６〜５８のいずれか一項に記載の方法。
６１．基板サポートの特性が、半径方向プロファイルまたは半径方向プロファイルに適合させた多項式関数から決定される、条項５６〜６０のいずれか一項に記載の方法。
６２．基板上にパターンを適用するためのリソグラフィ装置であって、基板をクランプするための基板サポートと、クランプされた基板の高さマップを測定するための高さセンサと、適用パターンを位置決めしながら、クランプされた基板にパターンを適用するように構成されたパターニングシステムであって、高さマップおよび基板サポートの特性に基づいて、適用パターンの位置決めに補正を適用するように構成される、パターニングシステムとを含む、装置。
６３．補正が、条項４１〜６１のいずれか一項に記載の方法を使用して決定される、条項６２に記載のリソグラフィ装置。
６４．条項４１〜６１のいずれか一項に記載の方法を使用した補正の決定を１つまたは複数のプロセッサに行わせるための機械可読命令を含むコンピュータプログラム製品。
６５．条項４１〜６１のいずれか一項に記載の方法を使用して補正を決定することによってリソグラフィ装置のパターニングシステムを制御するようにプログラムされた１つまたは複数のプロセッサを含むデータ処理システム。
結論
[0127] 結論として、本開示は、撓んだウェーハのクランプによって引き起こされる局部的な面内歪みおよび／または高さ変動を高さマップまたはアライメント測定を使用して補正することができるリソグラフィ装置およびリソグラフィ装置を動作させるための方法を提供し、高さマップ測定は、リソグラフィ装置内またはリソグラフィ装置外で実行することができる。
[0128] 本発明の実施形態は、アライメントセンサによって得られた位置データにおける特性を認識し、上記で説明されるように補正を適用するための方法を説明する機械可読命令の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を使用して実装することができる。このコンピュータプログラムは、例えば、図１の制御ユニットＬＡＣＵまたはいくつかの他のコントローラ内で実行することができる。また、そのようなコンピュータプログラムがその中に格納されるデータ記憶媒体（例えば、半導体メモリ、磁気または光ディスク）も提供することができる。
[0129] 本明細書で使用される「放射」および「ビーム」という用語は、紫外線（ＵＶ）放射（例えば、３６５、３５５、２４８、１９３、１５７または１２６ｎｍのまたはそれに近い波長を有する）および極紫外線（ＥＵＶ）放射（例えば、５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）を含むすべてのタイプの電磁放射、ならびに、イオンビームまたは電子ビームなどの粒子ビームを包含する。
[0130] 「レンズ」という用語は、文脈において認められる限り、屈折、反射、磁気、電磁および静電光学コンポーネントを含む、様々なタイプの光学コンポーネントのいずれか１つまたは組合せを指し得る。
[0131] 本発明の広さおよび範囲は、上記で説明される例示的な実施形態のいずれによっても制限されるべきではなく、以下の請求項およびそれらの均等物のみに従って定義されるべきである。

Claims (14)

  1. 基板サポートにクランプされた基板上の１つまたは複数の層にパターンを適用するためのデバイス製造方法であって、
    前記基板の領域の高さマップを決定することであって、前記領域が、前記基板サポートの特性に基づいて決定されることと、
    前記高さマップおよび前記基板サポートの前記特性に基づいてデバイス製造方法の補正を決定することと
    を含み、
    前記基板サポートにサポート構造が提供され、前記サポート構造は前記基板との接触面を提供し、前記特性は前記基板サポートにわたる前記サポート構造の拡張および／またはカバレージと関連付けられる、デバイス製造方法。
  2. 前記高さマップが、前記基板のフリーフォース形状の干渉測定から決定される、請求項１に記載の方法。
  3. 前記高さマップが、前記基板上の高さセンサの測定から決定される、請求項１に記載の方法。
  4. 前記補正が、前記基板の前記領域の面内歪みの計算に基づく、請求項１に記載の方法。
  5. 前記補正が、前記基板の前記領域の面外歪みの計算に基づく、請求項１に記載の方法。
  6. 前記基板の位置決めのためにおよび／または投影レンズ設定を調整するために前記補正を使用しながら、投影レンズを介して前記基板にパターンを適用するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
  7. 前記サポート構造は複数のバールを含み、前記特性が、前記基板サポートにわたる前記複数のバールの分散と関連付けられる、請求項１に記載の方法。
  8. 前記基板の前記領域が、前記基板のエッジ領域を含む、請求項１に記載の方法。
  9. 前記高さマップと関連付けられた、前記基板の半径方向における高さプロファイルを決定するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
  10. 前記基板の前記領域の面内歪みおよび／または面外歪みが、前記高さプロファイルから計算される、請求項９に記載の方法。
  11. 前記基板サポートの前記特性が、前記高さプロファイルから決定される、請求項９に記載の方法。
  12. 基板上にパターンを適用するためのリソグラフィ装置であって、
    前記基板をクランプするための基板サポートと、
    前記クランプされた基板の高さマップを測定するための高さセンサと、
    適用される前記パターンを位置決めしながら、前記クランプされた基板に前記パターンを適用するように構成されたパターニングシステムであって、前記高さマップおよび前記基板サポートの特性に基づいて、適用される前記パターンの前記位置決めに補正を適用するように構成される、パターニングシステムと
    を含む、装置。
  13. 請求項１に記載の方法を使用した前記補正の決定を１つまたは複数のプロセッサに行わせるための機械可読命令を含むコンピュータプログラム製品。
  14. 請求項１に記載の方法を使用して前記補正を決定することによってリソグラフィ装置のパターニングシステムを制御するようにプログラムされた１つまたは複数のプロセッサを含むデータ処理システム。
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