(57)【要約】      （修正有）【課題】ダブルパターニングの方法を最適化するための方法を提供すること。【解決手段】ダブルパターニングリソグラフィプロセスにおける工程のそれぞれにおける制御線量、焦点等の制御変数が、記録され、ダブルパターニングプロセスにおける、クリティカルディメンション、側壁部角度等の中間フィーチャの特性が、測定される。次いで、最終フィーチャが、モデル化され、測定値とモデルとの間の擾乱が測定され、制御変数の値が、最適化される。【選択図】図４
2010166034.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リソグラフィプロセスを最適化する方法において、
少なくとも１つの第１の変数を有し、第１の中間フィーチャをもたらす第１の製造工程と、
前記第１の中間フィーチャの第１の特性を測定する工程と、
少なくとも１つの第２の変数を有し、第２の中間フィーチャをもたらす第２の製造工程と、
前記第２の中間フィーチャの第２の特性を測定する工程と、
前記第１の変数および前記第２の変数と、前記第１の特性および前記第２の特性の中の少なくとも一方とにもとづいて、最終フィーチャの最終特性をモデル化する工程と、
前記最終特性を測定する工程と、
前記モデル化された最終特性と前記測定された最終特性とを比較し、前記モデルを更新する工程と、
前記最終特性を最適化するために、前記第１の変数および前記第２の変数の中の少なくとも一方を変更する工程と、
前記変更された、第１の変数および第２の変数の少なくとも一方を用いて、前記第１の製造工程および前記第２の製造工程を実施する工程と、
を含む、
方法。
【請求項２】
比較し更新する前記工程は、前記第１の製造工程および前記第２の製造工程のモデルにもとづき、前記第１の製造工程および前記第２の製造工程に関して基板中にわたる擾乱（disturbance）を推定する工程を含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
推定する前記工程は、カルマンフィルタを用いて前記擾乱を推定する工程を含む、
請求項２に記載の方法。
【請求項４】
変更する前記工程は、前記少なくとも１つの第１の変数および前記少なくとも１つの第２の変数の中の少なくとも１つを拘束する工程を含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の製造工程および前記第２の製造工程はそれぞれ、リソグラフィ工程およびエッチング工程の両方を含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の製造工程は、リソグラフィ工程およびフリーズ工程を含み、
前記第２の製造工程は、リソグラフィ工程およびエッチング工程を含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の製造工程は、リソグラフィ工程およびエッチング工程を含み、
前記第２の製造工程は、エッチング工程を含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項８】
パターニングデバイスから基板上にパターンを投影するように構成されたリソグラフィ装置と、
第１の製造工程後に測定される、前記基板の第１の特性、第２の製造工程後に測定される、前記基板の第２の特性、および、前記基板の最終特性を測定するように構成された、測定システムと、
前記第１の特性および前記第２の特性の中の少なくとも一方にもとづきフィーチャの最終特性をモデル化し、前記測定された最終特性とモデル化された最終特性とを比較し、前記モデルを更新し、前記更新されたモデルにもとづき前記第１の製造工程および前記第２の製造工程の中の少なくとも一方について最適な変数を決定するように構成された、
制御装置と、
を備えるリソグラフィセル。
【請求項９】
リソグラフィプロセスを最適化する方法において、
複数の第１のフィーチャおよび第２のフィーチャを製造する工程であって、前記第２のフィーチャおよび前記第１のフィーチャは、交互に並び、各前記第２のフィーチャは、第１のスペースによって第１のフィーチャから隔離され、各前記第１のフィーチャは、第２のスペースによって第２のフィーチャから隔離され、前記第１のフィーチャは、クリティカルディメンションＬ１を有し、前記第２のフィーチャは、クリティカルディメンションＬ２を有し、前記第１のスペースは、クリティカルディメンションＳ１を有し、前記第２のスペースは、クリティカルディメンションＳ２を有し、Ｌ１、Ｌ２、Ｓ１、およびＳ２は、特性であり、前記製造プロセスは、前記フィーチャおよび前記スペースの特性に影響を及ぼす変数を有する、工程と、
少なくとも２つの特性１および２を測定する工程と、
２つの前記特性間の関係に重み係数ａを乗算したものを最小化することにより、前記変数を最適化する工程と、
前記最適化された変数を用いて、複数の第１のフィーチャおよび第２のフィーチャを製造する工程と、
を含み、
前記重み係数ａは、前記特性１および２の変動により決定される、
方法。
【請求項１０】
前記変数は、ａ＊＊（Ｓ１−Ｓ２）および
ａ＝｛（σＳ１，ｅｓｔ）２−（σＳ２，ｅｓｔ）２σ＋（σｓｙｓ，Ｌｘ）２｝／２（σｓｙｓ，Ｌｘ）２
を最小化することによって最適化され、ここで、
（σＳ１，ｅｓｔ）２は、Ｓ１の標準偏差であり、
（σＳ２，ｅｓｔ）２は、Ｓ２の標準偏差であり、
（σｓｙｓ，Ｌｘ）２は、前記フィーチャＬ１およびＬ２の前記クリティカルディメンションの標準偏差である、
請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
ａは、履歴データを用いて決定される、
請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
ａは、０．５ではない、
請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
方法において、
少なくとも１つの第１の変数を有し、第１の中間フィーチャをもたらす第１の製造工程と、
前記第１の中間フィーチャの第１の特性を測定する工程と、
少なくとも１つの第２の変数を有し、第２の中間フィーチャをもたらす第２の製造工程と、
前記第２の中間フィーチャの第２の特性を測定する工程と、
前記第１の変数および前記第２の変数と、前記第１の特性および前記第２の特性の中の少なくとも一方とにもとづいて、最終フィーチャの最終特性をモデル化する工程と、
前記最終特性を測定する工程と、
前記モデル化された最終特性と前記測定された最終特性とを比較し、前記モデルを更新する工程と、
前記最終特性を最適化するために、前記第１の変数および前記第２の変数の中の少なくとも一方を変更する工程と、
前記変更された、第１の変数および第２の変数の少なくとも一方を用いて、前記第１の製造工程および前記第２の製造工程を実施する工程と、
を含む方法。
【請求項１４】
比較し更新する前記工程は、前記第１の製造工程および前記第２の製造工程のモデルにもとづき、前記第１の製造工程および前記第２の製造工程に関して基板中にわたる擾乱を推定する工程を含む、
請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
推定する前記工程は、カルマンフィルタを用いて前記擾乱を推定する工程を含む、
請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
変更する前記工程は、前記少なくとも１つの第１の変数および前記少なくとも１つの第２の変数の中の少なくとも１つを拘束する工程を含む、
請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１の製造工程および前記第２の製造工程はそれぞれ、リソグラフィ工程およびエッチング工程の両方を含む、
請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１の製造工程は、リソグラフィ工程およびフリーズ工程を含み、
前記第２の製造工程は、リソグラフィ工程およびエッチング工程を含む、
請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１の製造工程は、リソグラフィ工程およびエッチング工程を含み、
前記第２の製造工程は、エッチング工程を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項２０】
パターニングデバイスから基板上にパターンを投影するように構成されたリソグラフィ装置と、
第１の製造工程後に測定される、前記基板の第１の特性、第２の製造工程後に測定される、前記基板の第２の特性、および、前記基板の最終特性を測定するように構成された、測定システムと、
前記第１の特性および前記第２の特性の中の少なくとも一方にもとづきフィーチャの最終特性をモデル化し、前記測定された最終特性とモデル化された最終特性とを比較し、前記モデルを更新し、前記更新されたモデルにもとづき前記第１の製造工程および前記第２の製造工程の中の少なくとも一方について最適な変数を決定するように構成された、制御装置と、
を備えるリソグラフィセル。
【請求項２１】
方法において、
複数の第１のフィーチャおよび第２のフィーチャを製造する工程であって、前記第２のフィーチャおよび前記第１のフィーチャは、交互に並び、各前記第２のフィーチャは、第１のスペースによって第１のフィーチャから隔離され、各前記第１のフィーチャは、第２のスペースによって第２のフィーチャから隔離され、前記第１のフィーチャは、クリティカルディメンションＬ１を有し、前記第２のフィーチャは、クリティカルディメンションＬ２を有し、前記第１のスペースは、クリティカルディメンションＳ１を有し、前記第２のスペースは、クリティカルディメンションＳ２を有し、Ｌ１、Ｌ２、Ｓ１、およびＳ２は、特性であり、前記製造プロセスは、前記フィーチャおよび前記スペースの特性に影響を及ぼす変数を有する、工程と、
少なくとも２つの特性１および２を測定する工程と、
２つの前記特性間の関係に重み係数ａを乗算したものを最小化することにより、前記変数を最適化する工程と、
前記最適化された変数を用いて、複数の第１のフィーチャおよび第２のフィーチャを製造する工程と、
を含み、
前記重み係数ａは、前記特性１および２の変動により決定される、
方法。
【請求項２２】
前記変数は、ａ＊＊（Ｓ１−Ｓ２）および
ａ＝｛（σＳ１，ｅｓｔ）２−（σＳ２，ｅｓｔ）２σ＋（σｓｙｓ，Ｌｘ）２｝／２（σｓｙｓ，Ｌｘ）２
を最小化することによって最適化され、ここで、
（σＳ１，ｅｓｔ）２は、Ｓ１の標準偏差であり、
（σＳ２，ｅｓｔ）２は、Ｓ２の標準偏差であり、
（σｓｙｓ，Ｌｘ）２は、前記フィーチャＬ１およびＬ２の前記クリティカルディメンションの標準偏差である、
請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
ａは、履歴データを用いて決定される、
請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
ａは、０．５ではない、
請求項２１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]  本発明は、最適化方法およびリソグラフィセルに関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]  リソグラフィ装置は、基板上に、通常は基板のターゲット部分上に、所望のパターンを与える機械である。例えば、リソグラフィ装置は、集積回路（IC）の製造において使用することが可能である。その場合、マスクまたはレチクルと代替的に呼ばれるパターニングデバイスを使用して、Ｃ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つのまたはいくつかのダイからなる部分を含む）上に転写することが可能である。典型的には、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）層の上へのイメージングによるものである。一般的には、単一の基板が、次々にパターニングされる隣接し合うターゲット部分の網状組織を含む。既知のリソグラフィ装置としては、各ターゲット部分がターゲット部分上への全パターンの一度の露光により照射されるいわゆるステッパ、ならびに各ターゲット部分が所与の方向（「スキャニング」方向）への放射ビームによるパターンのスキャニングと同時に、この方向に対して平行なまたは逆平行な基板の同期的なスキャニングとによって照射されるいわゆるスキャナが含まれる。また、基板上にパターンをインプリントすることにより、パターンをパターニングデバイスから基板に転写することが可能である。
【０００３】
[0003]  Ｃチップの製造は、多数の層の作製を伴う。より微細なパターンを生成するためには、複数のリソグラフィ加工工程またはエッチング加工工程が、各層の製造において使用されてよい。これは、ダブルパターニングとして知られている。これらの第１のものは、リソグラフィ−エッチング−リソグラフィ−エッチングとして知られており、これにおいては、第１のパターンが、露光およびエッチングされる。次いで、フィーチャが第１のパターンのフィーチャ間のスペースに配置される第２のパターンが、露光およびエッチングされる。このようにして、より高周期のパターンを生成することが可能となる。別の同様のダブルパターニング技術は、リソグラフィ−フリーズ−リソグラフィ−エッチングとして知られている。あるパターンが、レジスト中に露光され、次いでレジストが、フリーズされる。次いで、第２のパターンが、レジスト中にさらにエッチングされ、次いで、両パターンが、基板中にエッチングされる。別のダブルパターニング方法が、スペーサ方法として知られている。このスペーサ方法においては、レジストが、基板上に載置され、次いでスペーサが、基板の頂部上に配置される。結果的に得られるパターンが、基板中にエッチングされる。
【０００４】
[0004]  露光線量などの様々な変数が、露光工程において結果的に得られるフィーチャに影響を及ぼす。しかし、ダブルパターニングなどの複数工程プロセスにおいては、さらに、各プロセス工程による変数が、後続工程におけるフィーチャの特性に影響を及ぼす。したがって、各プロセス工程を制御する変数が、相互に影響を及ぼし、最終フィーチャの特性に影響を及ぼす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
[0005]  ダブルパターニングの方法を最適化するための方法を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
[0006]  本発明の第１の実施形態によれば、以下の工程を含むリソグラフィプロセスを最適化する方法が提供される。少なくとも１つの第１の変数を有する第１の製造工程を実施する工程であって、第１の製造工程は、第１の中間フィーチャをもたらす、工程。第１の中間フィーチャの第１の特性を測定する工程。少なくとも１つの第２の変数を有する第２の製造工程を実施する工程であって、第２の製造工程は、第２の中間フィーチャをもたらす、工程。第２の中間フィーチャの第２の特性を測定する工程。第１の変数および第２の変数と、第１の特性および第２の特性の中の少なくとも一方とにもとづいて、最終フィーチャの最終特性をモデル化する工程。最終特性を測定する工程。モデル化された最終特性と測定された最終特性とを比較し、モデルを更新する工程。最終特性を最適化するために、第１の変数および第２の変数の中の少なくとも一方を変更する工程。変更された、第１の変数および第２の変数の少なくとも一方を用いて、第１の製造工程および第２の製造工程を実施する工程。
【０００７】
[0007]  本発明の別の実施形態によれば、第１の特性または第２の特性のいずれかにもとづきフィーチャの最終特性をモデル化し、測定された最終特性とモデル化された最終特性とを比較し、モデルを更新し、更新されたモデルにもとづき第１の製造工程および第２の製造工程の中の少なくとも一方について最適な変数を決定するように構成された、プロセッサが提供される。代替的には、第１の特性および第２の特性の両方を、最適な変数を決定するために用いることが可能である。
【０００８】
[0008]  本発明の一態様によれば、以下の構成部を備えるリソグラフィ装置が提供される。放射ビームを調整するように構成された照明システム。放射ビームの断面にパターンを与えてパターン付き放射ビームを形成することが可能なパターニングデバイスを支持するように構築されたサポート。基板を保持するように構築された基板テーブル。基板のターゲット部分上にパターン付き放射ビームを投影するように構成された投影システム。第１の特性または１つの第２の特性の中のいずれかにもとづきフィーチャの最終特性をモデル化し、測定された最終特性とモデル化された最終特性とを比較し、モデルを更新し、更新されたモデルにもとづき第１の製造工程および第２の製造工程の中の少なくとも一方について最適な変数を決定するように構成された、プロセッサ。さらに、第１の特性および第２の特性の両方を、最適な変数を決定するために用いることがやはり可能である。
【０００９】
[0009]  以下、添付の図面を参照として、本発明の他の特徴および利点、ならびに本発明の様々な実施形態の構造および動作を詳細に説明する。本発明は、本明細書において説明される特定の実施形態に限定されないことを指摘しておく。それらの実施形態は、本明細書において、もっぱら例示のために提示される。本明細書に含まれる教示にもとづき、他の実施形態が、当業者には明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
[0010]  本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を形成する添付の図面は、本発明を図示し、本説明と共に、本発明の原理を説明する、および当業者が本発明を実施し利用することが可能となるようにする役割をさらに果たす。
【００１１】
【図１】[0011]本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を示す図である。
【図２】[0012]複数工程リソグラフィプロセスに含まれる工程および変数を示す図である。
【図３】[0013]複数工程リソグラフィプロセスにおける測定可能な特性を示す図である。
【図４】[0014]このプロセスの種々のステージにおける基板中にわたる擾乱の変動を示す図である。
【図５ａ】[0015]本デバイスの最終フィーチャのクリティカルディメンションの変動を示す図である。
【図５ｂ】本デバイスの最終フィーチャのクリティカルディメンションの変動を示す図である。
【００１２】
[0016]  これらの図面と組み合わせることにより、以下に記載される詳細な説明から、本発明の特徴および利点がさらに明らかになろう。これらの図面においては、全体にわたって、同様の参照符号は、一致する要素を特定する。概して、図面においては、同様の参照番号は、同一の、機能的に類似の、および／または、構造的に類似の要素を指す。ある要素が初めて示される図面は、対応する参照番号における左端の数字（または左端の複数位の数字）により示される。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
[0017]  この明細書は、この発明のこれらの特徴が組み込まれる１つまたは複数の実施形態を開示する。開示される実施形態（または複数の実施形態）は、本発明を例示するものにすぎない。本発明の範囲は、開示される実施形態（または複数の実施形態）に限定されない。本発明は、添付の特許請求の範囲によって規定される。
【００１４】
[0018]  説明される実施形態（または複数の実施形態）、および本明細書における「ｏｎｅ  ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ（一実施形態）」「ａｎ  ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ（一実施形態）」「ａｎ  ｅａｍｐｌｅ  ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ（例示の一実施形態）」等々に対する言及は、説明される実施形態（または複数の実施形態）が、ある特定の構成部、構造、または特徴を備え得るが、全ての実施形態が、この特定の構成部、構造、または特徴を必ずしも備えない場合があることを示す。さらに、これらの語句は、同一の実施形態を必ずしも参照していない。さらに、ある特定の構成部、構造、または特徴が、一実施形態との関連において説明される場合には、明記されるか否かにかかわらず、そのような構成部、構造、または特徴を他の実施形態との関連において実施することが、当業者の知識の範囲内に含まれることが、理解される。
【００１５】
[0019]  本発明の実施形態は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、またはそれらの任意の組合せとして実装されてよい。さらに、本発明の実施形態は、機械読取可能媒体に記憶された命令として実施されてもよく、この命令は、１つまたは複数のプロセッサによって読み込まれ、実行され得る。機械読取可能媒体は、機械（例えばコンピュータデバイス）によって読取り可能な形態の情報を記憶または伝達するための任意の機構を含んでよい。例えば、機械読取可能媒体は、リードオンリーメモリ（ROM）、ランダムアクセスメモリ（RAM）、磁気ディスク記憶媒体、光記憶媒体、フラッシュメモリデバイス、電気式、光学式、音響式、または他の形態の伝播信号（例えば、搬送波、赤外線信号、デジタル信号、等々）、および他のものを含んでよい。さらに、本明細書においては、ファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、命令が、特定の動作を実行するものとして説明される場合がある。しかし、そのような説明は、もっぱら便宜上のものであり、そのような動作は、実際には、ファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、命令、等々を実行する、コンピュータデバイス、プロセッサ、制御装置、または他のデバイスにより実現されることを理解されたい。
【００１６】
[0020]  しかし、そのような実施形態をさらに詳細に説明する前に、本発明の実施形態を実施し得る例示の一環境を提示することが有益である。
【００１７】
[0021]  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図示する。この装置は、放射ビームＢ（例えばＵ放射またはＥＵ放射）を調整するように構成される照明システム（イルミネータ）Ｌと、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを支持するように構築され、いくつかのパラメータにしたが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る第１ポジショナＰＭに連結される、サポート構造（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、いくつかのパラメータにしたがって基板を正確に位置決めするように構成される第２ポジショナＰＷに連結される、基板テーブル（例えばウェーハテーブル）ＷＴと、基板Ｗの（例えば１つまたは複数のダイを含む）ターゲット部分Ｃ上に、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投影するように構成される投影システム（例えば屈折投影レンズシステム）ＰＳとを備える。
【００１８】
[0022]  照明システムは、放射を誘導し、成形しまたは制御するために、屈折式、反射式、磁気式、電磁式、静電式また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んでよい。
【００１９】
[0023]  サポート構造は、パターニングデバイスを支持する、すなわちパターニングデバイスの重量を支える。サポート構造は、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、例えばパターニングデバイスが真空環境内に保持されるか否かなどの他の条件に応じて、パターニングデバイスを保持する。サポート構造は、パターニングデバイスを保持するために、機械式、真空式、静電式または他のクランプ技術を使用することが可能である。サポート構造は、フレームまたはテーブルであってよく、例えばこれらは、必要に応じて固定式または可動式のものであってよい。このサポート構造によって、パターニングデバイスが例えば投影システムに対して所望の位置に位置することを確実にすることができる。本明細書において使用される「レチクル」または「マスク」という語はいずれも、より一般的な語である「パターニングデバイス」と同義であると見なしてよい。
【００２０】
[0024]  本明細書において使用される「パターニングデバイス」という語は、基板のターゲット部分にパターンを生成するように、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可能な任意のデバイスを指すものとして、広く解釈されるべきである。放射ビームに与えられるパターンは、例えばパターンが位相シフトフィーチャすなわちいわゆるアシストフィーチャを含む場合には、基板のターゲット部分の所望のパターンと正確には一致しないことがある点に留意すべきである。一般的には、放射ビームに与えられるパターンは、集積回路などの、ターゲット部分中に生成されるデバイスにおける特定の機能層に一致する。
【００２１】
[0025]  パターニングデバイスは、透過式または反射式のものであってよい。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、リソグラフィにおいてよく知られており、バイナリ、レベンソン型（alternating）位相シフトおよびハーフトーン型（attenuated）位相シフトなどのマスクタイプ、ならびに様々なハイブリッドの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が、小さいミラーのマトリックス構成を使用し、各ミラーは、入射する放射ビームをそれぞれに異なる方向に反射するように個別に傾斜させることが可能である。傾斜されたミラーは、ミラーマトリックスにより反射される放射ビームにパターンを与える。
【００２２】
[0026]  本明細書において使用される「投影システム」という語は、使用されている露光放射に適したまたは、液浸液の使用もしくは真空の使用などの他の要因に適した、屈折式、反射式、反射屈折式、磁気式、電磁式および静電式光学システム、あるいはそれらの任意の組合せを含む任意のタイプの投影システムを包含するものとして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」という語はいずれも、より一般的な語である「投影システム」と同義であると見なしてよい。
【００２３】
[0027]  本明細書にて示されるように、装置は透過式のもの（例えば透過式マスクの使用）である。代替として、装置は反射式のもの（例えば上記のタイプのプログラマブルミラーアレイの使用、または反射式マスクの使用）であってよい。
【００２４】
[0028]  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つ以上のマスクテーブル）を有するタイプのものであってよい。そのような「マルチステージ」機においては、追加のテーブルを同時に使用することができ、すなわち予備工程を１つまたは複数のテーブル上で実施する一方で、１つまたは複数の他のテーブルを露光用に使用することができる。
【００２５】
[0029]  また、リソグラフィ装置は、投影システムと基板との間のスペースを満たすように、基板の少なくとも一部分を比較的高い屈折率を有する液体、例えば水によって覆うことができるタイプのものであってよい。また、液浸液を、例えばマスクと投影システムとの間などの、リソグラフィ装置内の他のスペースに適用することができる。液浸技術は、投影システムの開口数を増加させるための技術においてよく知られている。本明細書において使用される「液浸」という語は、基板などの構造体が液体中に浸漬されなければならないことを意味するのではなく、液体が露光の際に投影システムと基板との間に配置されることを意味するにすぎない。
【００２６】
[0030]  図１を参照すると、イルミネータＬは、放射源ＳＯから放射ビームを受ける。この放射源および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には、分離されたものであってよい。そのような場合には、放射源は、リソグラフィ装置の一部を形成するとは見なされず、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の補助により、放射源ＳＯからイルミネータＬに進められる。他の場合では、例えば放射源が水銀ランプである場合には、放射源はリソグラフィ装置の一体部分であってよい。放射源ＳＯおよびイルミネータＬは、必要であればビームデリバリシステムＢＤを加えて放射システムと呼ぶことができる。
【００２７】
[0031]  イルミネータＬは、放射ビームの角度強度分布を調節するためのアジャスタＡＤを含んでよい。一般的には、イルミネータの瞳面における強度分布の少なくとも外側および／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）は、調節することが可能である。さらに、イルミネータＬは、インテグレータＮ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んでよい。イルミネータは、放射ビームを調整して、その断面における所望の均一性および強度分布を得るために使用することができる。
【００２８】
[0032]  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りパターン付けされる。マスクＭＡを横断すると、放射ビームＢは、投影システムＰＳを通過し、同システムは基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームを集束させる。第２ポジショナＰＷおよび位置センサＦ（例えば、干渉計デバイス、リニアエンコーダまたは容量センサ）の補助により、例えば放射ビームＢの経路中に個々のターゲット部分Ｃを位置決めするように、基板テーブルＷＴを正確に移動させることが可能となる。同様に、第１ポジショナＰＭおよび別の位置センサ（図１には明示されない）を使用して、例えばマスクライブラリからの機械検索の後に、またはスキャンの最中に、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ことが可能である。一般的には、マスクテーブルＭＴの移動は、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）の補助により実現することができ、これらのモジュールが、第１ポジショナＰＭの一部を形成する。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、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、これらのモジュールが、第２ポジショナＰＷの一部を形成する。ステッパの場合には（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連結することができ、または固定することができる。マスクＭＡおよび基板Ｗは、マスクアラインメントマークＭ１、Ｍ２および基板アラインメントマークＰ１、Ｐ２を使用して位置合わせすることができる。図示される基板アラインメントマークは専用ターゲット部分に位置を占めるが、これらはターゲット部分間のスペースに配置することができる（それらはけがき線アラインメントマークとして知られる）。同様に、２つ以上のダイがマスクＭＡ上に設けられる状況では、マスクアラインメントマークはダイ間に配置することができる。
【００２９】
[0033]  図示される装置は、以下のモードの少なくとも１つにおいて使用することが可能である。
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ＷＴが、実質的に静止状態に保たれ、放射ビームに与えられた全パターンが、一度でターゲット部分Ｃ上に投影される（すなわち単一静止露光）。次いで、基板テーブルＷＴは、別のターゲット部分Ｃを露光することが可能となるように方向および／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が、単一静止露光においてイメージングされるターゲット部分Ｃのサイズを限定する。
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ＷＴが、同期してスキャンされ、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（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ＷＴの速度および方向は、投影システムＰＳの拡大率（縮小率）およ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が、単一動的露光におけるターゲット部分の（非スキャニング方向の）幅を限定し、スキャニング動作の長さが、ターゲット部分の（スキャニング方向の）高さを決定する。
３．  別のモードでは、マスクテーブルＭＴが、プログラマブルパターニングデバイスを保持しつつ実質的に静的状態に保たれ、基板テーブルＷＴが、移動されまたはスキャンされるとともに、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。このモードでは、一般的にはパルス放射源が使用され、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の各移動の後で、またはスキャン中の連続放射パルスの間に、必要に応じて更新される。この作動モードは、上述の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使用するマスクレスリソグラフィに容易に応用することが可能である。
【００３０】
[0034]  上述の使用モードの組合せおよび／または変形、または全く異なる使用モードを使用することもできる。
【００３１】
[0035]  図２は、リソグラフィ−エッチング−リソグラフィ−エッチングプロセス、ならびに、例えば線量および焦点などの、必要とされるいくつかの制御変数を示す。図３は、例えばクリティカルディメンションまたは側壁部角度などなどの、このプロセスの各工程において測定することが可能な特性を示す。本発明は、制御変数（図２に示される）を最適化するために、測定された特性を使用する方法を提供する。
【００３２】
[0036]  本発明の第１の実施形態は、あるモデルにおいて測定された特性を使用し、次いで、このモデルにより、例えばパターンの最終クリティカルディメンションなどの最終特性がシミュレートされるものである。このモデルは、実験により導き出されてよく、この一例は、フォーカス露光マトリックスである。フォーカス露光マトリックスにより、焦点線量にもとづきフィーチャの特性が決定される。代替としては、このモデルは、シミュレーションにより導き出されてよい。
【００３３】
[0037]  このモデルを使用して、制御変数が入力され、最終特性が算出される。この算出された最終特性は、同一の制御変数を用いて、実測された特性と比較される。最終特性の測定値と、モデル値との差を利用して、このモデルを更新する。これは、このモデルを変更して、種々のコンポーネントパーツ間の相互作用を変更することによるものであってよい。代替としては、測定値とモデル値との間の擾乱が、基板中にわたって推定され、マッピングされてよい。このプロセスの各工程についての擾乱が、マッピングされてよく、これは、図４において示される。この図においては、Ｌ１は、第１のリソグラフィ工程後の基板中にわたる擾乱を示し、Ｅ１は、第１のエッチング工程後の基板中にわたる擾乱を示す。この図においては、Ｌ２は、第２のリソグラフィ工程後の基板中にわたる擾乱を示し、Ｅ２は、第２のエッチング工程後の基板中にわたる擾乱を示す。カルマンフィルタなどの様々なフィルタを、擾乱の推定において使用することができる。
【００３４】
[0038]  本発明の別の実施形態は、最終フィーチャの特性を制御するために、制御線量およびクリティカルディメンションなどの制御変数を変更することである。各変数は、変更されてよく、最終特性に対する影響が、評価される。このために、通常は、１つまたは複数の変数が、定数値に保たれ、他の変数が、変更される。
【００３５】
[0039]  例えば、ダブルパターニングのスペーサ方法を利用することができる。ダブルパターニングのスペーサ方法においては、制御され得る変数には、基板中にわたる露光線量、基板中にわたる平均線量、第１のエッチングに関するクリティカルディメンション、およびターゲットに関するクリティカルディメンションが含まれる。
【００３６】
[0040]  図５Ａは、基板全体にわたって測定されたトレンチおよびラインの、結果的に得られたクリティカルディメンションを示す。分かるように、これらは、基板中にわたって均一でもなく、一定でもない。この例においては、基板中にわたる平均線量を、拘束し、基板中にわたる線量および第１のエッチングのクリティカルディメンションにおける変動などの他の変数を、変更した。これらの変数が、変更および最適化され、その結果が、図５Ｂにおいて見ることができる。分かるように、トレンチおよびラインは、より均一となり、全体的に基板中にわたり一定となる。
【００３７】
[0041]  上述の例においては、リソグラフィ工程およびエッチング工程が、制御される。しかし、蒸着プロセスおよび露光後ベークなどの他の工程を、本発明の方法を利用して制御および操作することが可能である。実際に、ダブルパターニング技術の一部である任意のプロセス工程を、本発明のこれらの実施形態の方法を利用して制御することが可能である。
【００３８】
[0042]  本発明の他の実施形態によれば、ラインおよびスペースの双方に影響を及ぼす変数が、最適化される。特に、フィーチャのフィンガプリントを、あるパラメータモデルを利用して説明する。それぞれ異なるプロセスノイズにより、それぞれ異なるスペースおよびラインにおいてそれぞれ異なる変動がもたらされる可能性がある。例えば、第１のスペースに影響を及ぼすノイズは、第２のスペースに影響を及ぼすノイズとは異なる場合がある。最良のパターンを実現するためには、複数の特性にわたるノイズが最小限に抑えられるべきである。ダブルパターニングにおけるスペースＳ１およびＳ２のそれぞれのクリティカルディメンションは、ａが重み係数である場合に、ａ  Ｓ１−Ｓ２を最小化することにより、例えば、ａ＊＊（Ｓ１−Ｓ２）を最小化することにより、最適化され得る。したがって、最適なパラメータ上のフィンガプリントは、クリティカルディメンション均一性の目的関数にもとづく。本発明によれば、ａは、基板中にわたる系統的（systematic）変動およびランダムノイズにより導き出される。したがって、最適なパラメータ上のフィンガプリントは、クリティカルディメンション均一性の目的関数と組み合わされる確率平衡係数にもとづく。例えば、
【００３９】
ａ＝｛（σＳ１，ｅｓｔ）２−（σＳ２，ｅｓｔ）２σ＋（σｓｙｓ，Ｌｘ）２｝／２（σｓｙｓ，Ｌｘ）２
となり、ここで
【００４０】
（σＳ１，ｅｓｔ）２は、スペースＳ１について推定されたプロセスノイズであり、
【００４１】
（σＳ２，ｅｓｔ）２は、スペースＳ２について推定されたプロセスノイズであり、
【００４２】
（σｓｙｓ，Ｌｘ）２は、フィーチャＬ１およびＬ２のクリティカルディメンションにおける変動である。これは、製造プロセスにおいてある変数を最適化するために用いられる。例えば、最適化されたパラメータ上のフィンガプリントを、基板中にわたる露光線量または蒸着量を制御するために使用することが可能である。
【００４３】
[0043]  本明細書において提示された例は、特性Ｓ１およびＳ２を使用するが、Ｌ１およびＬ２などの他のモデル特性を使用することも可能である。例えば、＊（Ｓ１）＋ａ＊＊（Ｌ１＋Ｌ２）を最小化することも可能であり、同様の変動重み係数が使用されることとなる。この重み係数ａは、履歴データにもとづいてよく、適合化調節されてよい。さらに、Ｓ１およびＳ２が、それぞれ異なるフィーチャ幅についてモデル化されてよい。上述においては、系統的（systematic）ノイズは、変動を用いて説明されたが、これは、完全には正確なものではなく、系統的ノイズを反映する様々な関数を使用することもまた可能である。とりわけ、クリティカルディメンションの半分の値域を伴う係数を使用してよい。
【００４４】
[0044]  特定のタイプのダブルパターニング技術を用いて、例を提示したが、本発明は、用いられたこれらのダブルパターニング技術に限定されない。さらに、単一の最終特性の測定について説明したが、複数の最終特性を用いることも可能であることが明らかである。
【００４５】
[0045]  当業者には明らかであるように、この発明は、ダブルパターニングのための確率的モデル内における変数の最小化（または最適化）に関する。そのため、本発明は、任意のダブルパターニング技術に関する確率的モデルにおける任意の変数に対して、適用することが可能である。
【００４６】
[0046]  本文章では、Ｃの製造におけるリソグラフィ装置の使用に対して特定の参照をする場合があるが、本明細書で説明されるリソグラフィ装置は、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用の誘導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）、薄膜磁気ヘッド等々の製造など、他の用途を有し得ることを理解すべきである。それらのような代替の用途の文脈において、本明細書で使用される「ウェーハ」または「ダイ」という語はいずれも、より一般的な語である「基板」または「ターゲット部分」とそれぞれ同義であると見なしてよいことが、当業者には理解されよう。本明細書で参照される基板は、例えばトラック（典型的には、基板にレジスト層を塗布し、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において、露光の前または後に処理されてよい。応用可能であれば、本明細書において開示されるものは、それらのおよび他の基板処理ツールに応用してよい。さらに、基板は、例えば多層Ｃを製造するために２度以上処理されてよく、したがって本明細書で使用される基板という語は、複数の処理された層を既に含む基板を指してもよい。
【００４７】
[0047]  光リソグラフィの文脈における本発明の実施形態の使用に対して上述で特定の参照がなされたが、本発明は、例えばインプリントリソグラフィなどの他の用途において使用することができ、場合が許すならば、光リソグラフィに限定されないことが理解されよう。インプリントリソグラフィでは、パターニングデバイス中のトポグラフィが、基板上に生成されるパターンを画成する。パターニングデバイスのトポグラフィを基板に塗布されたレジスト層中に押し付けることができ、同時にレジストは、電磁放射、熱、圧力またはそれらの組合せを与えられることによって硬化される。パターニングデバイスがレジストから取り外されると、レジストが硬化された後に、レジスト中にパターンが残る。
【００４８】
[0048]  本明細書で使用される「放射」および「ビーム」という語は、紫外（UV）放射（例えば３６５、３５５、２４８、１９３、１５７または１２６ｎｍの、またはほぼそれらの値の波長を有する）および極端紫外（EUV）放射（例えば５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）を含む全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。
【００４９】
[0049]  「レンズ」という語は、場合が許すならば、屈折式、反射式、磁気式、電磁式および静電式光学コンポーネントを含む種々のタイプの光学コンポーネント中の任意の１つまたは組合せを意味し得る。
【００５０】
[0050]  本発明の特定の実施形態が上述で説明されたが、本発明は説明されたもの以外の形態において実施し得ることが理解されよう。例えば、本発明は、上記で開示された方法を記述する１つまたは複数の連続的な機械読取可能命令を含むコンピュータプログラム、またはそのようなコンピュータプログラムを記憶するデータ記憶媒体（例えば半導体メモリ、磁気または光ディスク）の形態をとってよい。
（結論）
【００５１】
[0051]  「発明を実施するための形態」のセクションは、特許請求の範囲を解釈するために用いられることが意図され、「発明の概要」および「要約」のセクションは、特許請求の範囲を解釈するために用いられることが意図されないことを理解されたい。「発明の概要」および「要約」のセクションは、本発明者（または複数の本発明者）によって企図される本発明の、１つまたは複数の、しかし全てのではない、例示の実施形態を示し得るものであり、したがって、本発明および添付の特許請求の範囲をいかなる意味においても限定するようには意図されない。
【００５２】
[0052]  上述においては、特定の機能およびそれらの関係の実装を示す機能構築ブロックの補助を用いて、本発明を説明した。これらの機能構築ブロックの境界は、本明細書においては、説明の便宜上の理由により、恣意的に規定されている。その特定の機能およびそれらの関係を適切に実施し得る限りにおいては、他の境界を規定することが可能である。
【００５３】
[0053]  前述の特定の実施形態の説明により、本発明の一般的なコンセプトから逸脱することなく、不適当な実験を伴うことなく、他者が当技術の範囲内の知識を応用することによって種々の用途に対してそのような特定の実施形態を容易に修正および／または適合化することが可能となる程度まで、本発明の一般的性質が十分に明らかになろう。したがって、そのような適合化および修正は、本明細書において提示される教示および指示にもとづいて、開示された実施形態の均等物の意味および範囲内に含まれるように意図される。本明細書における用語または術語は、当業者が本教示および指示に照らして本明細書の用語または術語を解釈し得るように、説明するためのものであり、限定するためのものではないことを理解されたい。
【００５４】
[0054]  本発明の幅および範囲は、上述の例示の実施形態のいずれによっても限定されるべきではなく、以下の特許請求の範囲およびその均等物によってのみ、規定されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【外国語明細書】
2010166034000001.pdf