(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射ビームを調節する照明システムと、
前記放射ビームの断面にパターンを付与してパターン付放射ビームを形成できるパターニングデバイスを支持する支持体と、
基板を保持する基板テーブルと、
前記パターン付放射ビームを前記基板のターゲット部分に投影する投影システムと、
前記基板のターゲット部分への前記パターン付放射ビームの投影に先立ってアライメントストラテジーに従って前記基板を整列させるアライメント装置と、
１つ以上のモニタウェーハからベースライン制御パラメータを定義する測定値を周期的に取り出して、前記ベースライン制御からパラメータドリフトを決定することで、支持体、基板テーブル、及び投影システムの少なくとも１つを制御するスキャン制御モジュールであって、前記１つ以上のモニタウェーハが第１のアライメントストラテジーを用いて最初に露光される、スキャン制御モジュールと、
を備える、リソグラフィ装置であって、
前記装置は、前記第１のアライメントストラテジーとは異なる第２のアライメントストラテジーを用いて量産基板を露光するときに、パラメータドリフトに対して実行された修正を調整し、それによって、前記１つ以上のモニタウェーハの露光に前記第２のアライメントストラテジーが使用されていたとすれば実行されたはずの修正に実質的に近づくようにする、リソグラフィ装置。
【請求項２】
前記スキャン制御モジュールは、前記量産基板の露光中に前記第２及び第１のアライメントストラテジーの影響の差を決定し、前記差を用いて修正を調整する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記スキャン制御モジュールは、前記第２及び第１のアライメントストラテジーの影響の差を、
少なくとも１つのモニタウェーハから読み出したオーバレイ測定値と、前記少なくとも１つのモニタウェーハの露光プロセスで前記リソグラフィ装置によって測定された前記アライメントデータと、に前記第１のアライメントストラテジーが与える影響の決定と、
前記第２のアライメントストラテジーと、前記リソグラフィ装置によって測定された前記アライメントデータと、に基づいて、前記少なくとも１つのモニタウェーハの露光に前記第２のアライメントストラテジーが使用されていたとすれば前記第２のアライメントストラテジーが実行するはずの修正の決定と、
から決定する、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記スキャン制御モジュールは、前記第２及び第１のアライメントストラテジーの使用の影響の差を決定する、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記リソグラフィ装置内のコントローラモジュールをさらに備え、前記コントローラモジュールは、前記第２及び第１のアライメントストラテジーの影響の差を決定する、請求項３に記載の装置。
【請求項６】
前記リソグラフィ装置は、２つの組の複数のモニタウェーハを使用し、前記第１のアライメントストラテジーを用いて前記第１の組のモニタウェーハを露光し、複数のアライメントマークを用いて前記第２の組のモニタウェーハを露光して前記アライメント装置の基準格子を正確にマッピングする、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
スキャン機能に関するベースライン制御パラメータを決定するために少なくとも１つのモニタウェーハを露光するステップであって、前記露光が第１のアライメントストラテジーを用いて実行されるステップと、
前記少なくとも１つのモニタウェーハから前記ベースライン制御パラメータを周期的に取り出すステップと、
前記ベースライン制御パラメータからパラメータドリフトを決定し、前記決定に基づいて修正を加えるステップと、
前記第１のアライメントストラテジーとは異なる第２のアライメントストラテジーを用いて量産基板を露光するステップと、
前記少なくとも１つのモニタウェーハの露光に前記第２のアライメントストラテジーが使用されていたとすれば実行されたはずの予想される修正に実質的に近づくように修正を変更するステップと、
を含む、方法。
【請求項８】
前記修正の変更ステップは、前記量産基板の露光中に前記第２及び第１のアライメントストラテジーの影響の差を決定し、前記差を適用して前記修正を調整するステップを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記影響の差を決定するステップは、
前記少なくとも１つのモニタウェーハから読み出したオーバレイ測定値と、前記少なくとも１つのモニタウェーハの露光時にリソグラフィ装置によって測定されたアライメントデータと、に前記第１のアライメントストラテジーが与える影響を決定するステップと、
前記第２のアライメントストラテジーと、前記リソグラフィ装置によって測定された前記アライメントデータと、に基づいて、前記少なくともモニタウェーハの露光に前記第２のアライメントストラテジーが使用されていたとすれば前記第２のアライメントストラテジーが実行するはずの修正を決定するステップと、
を含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記影響の差を決定するステップは、スキャン制御モジュールを用いて前記第１及び第２のアライメントストラテジーの影響の差を決定するステップを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記リソグラフィ装置内のコントローラモジュールを用いて、前記第２及び第１のアライメントストラテジーの影響の差を決定するステップをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記少なくとも１つのモニタウェーハの露光ステップは、
２つの組の複数のモニタウェーハを使用するステップと、
前記第１のアライメントストラテジーを用いて前記第１の組のモニタウェーハを露光するステップと、
複数のアライメントマークを用いて前記第２の組のモニタウェーハを露光してアライメント装置の基準格子を正確にマッピングするステップと、
を含む、請求項７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願への相互参照）
[0001]  本出願は、参照によりその全体を本明細書に組み込むものとする、２０１０年２月１９日出願の米国仮出願第６１／３０６，０６５号の利益を主張する。
【０００２】
[0002]  本発明の実施形態は、例えば、リソグラフィ技術によるデバイス製造で使用できる方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
[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使用して、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、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つ又は幾つかのダイの一部を含む）に転写することができる。パターンの転写は通常、基板に設けた放射感応性材料（レジスト）の層への結像により行われる。一般的に、１枚の基板は、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。既知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、いわゆるステッパと、基板を所与の方向（「スキャン」方向）と平行あるい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（「スキャン」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、いわゆるスキャナとを含む。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】
[0004]  リソグラフィプロセスをモニタするために、パターニングされた基板のパラメータが測定される。パラメータは、例えば、パターニングされた基板内又は上に形成された連続する層の間のオーバレイエラーと、現像された感光性レジストの限界線幅と、を含んでいてもよい。この測定は、製品基板及び／又は専用のメトロロジーターゲット上で実行することができる。走査型電子顕微鏡及び様々な専用ツールの使用を含むリソグラフィプロセスで形成される微細構造を測定する様々な技術がある。専用検査ツールの高速で非侵襲的な形態は、放射ビームが基板表面上のターゲットに誘導され、散乱又は反射したビームの特性が測定されるスキャトロメータである。基板によって反射又は散乱する前とその後のビームの特性を比較することにより、基板の特性を決定することができる。これは、例えば既知の基板特性に関連した既知の測定値のライブラリに格納されたデータと反射ビームを比較することによって実行することができる。スキャトロメータは２つの主なタイプが知られている。分光スキャトロメータは広帯域放射ビームを基板上に誘導し、特定の狭い角度範囲に散乱した放射のスペクトル（波長の関数としての強度）を測定する。角度分解スキャトロメータは単色放射ビームを使用し、散乱した放射の強度を角度の関数として測定する。
【０００５】
[0005]  スキャナの機能をより良く制御するために、システムをほぼ毎日予め画定したベースラインへ向けて自動的に駆動するモジュールが最近考案された。このスキャナ安定性モジュールは、メトロロジーツールを用いてモニタウェーハから得られる標準の測定値を検索する。モニタウェーハは、特殊なスキャトロメトリマークを含む特殊なレチクルを用いて事前に露光してあった。モニタウェーハを用い、当日の測定値（及びできれば以前の日々の履歴的測定データ）を用いて、スキャナ安定性モジュールは、システムがそのベースラインからどれくらい遠くまでドリフトしたかを決定し、ウェーハレベルオーバレイと合焦修正セットを計算する。ベースラインは、モニタウェーハ上の基準層によって直接（この場合、スキャナ安定性モジュールはベースラインモニタウェーハ上のオーバレイの方へシステムを最小限度駆動する）、又はウェーハ上の基準層とターゲットオーバレイフィンガープリントとの組合せを用いて間接的に（この場合、スキャナ安定性モジュールはモニタウェーハ上に画定されたターゲットオーバレイフィンガープリントの方へシステムを駆動する）画定することができる。次に、リソグラフィシステムは、これらの修正セットを後続の量産ウェーハ上の露光ごとの特定の修正値に変換する。
【０００６】
[0006]  各スキャナは、その内容がウェーハの露光で用いるアライメントストラテジーに左右される制御スレッドを用いるスキャナ安定性モジュールによって制御される。モニタウェーハ及び量産ウェーハを露光する際に同じアライメントストラテジーが使用される場合、スキャナ安定性モジュールの動作は、アライメントストラテジーが打ち消されるということを意味する。しかし、万一、スキャナ上の異なる製品に異なるアライメントストラテジーが必要な場合、普通は、そのスキャナの制御のために単一の制御スレッドを使用することはできない。
【発明の概要】
【０００７】
[0007]  量産ウェーハの露光に必要なアライメントストラテジーの数にかかわらず、スキャナ当たり単一のスキャナ安定性モジュールを運用できるシステムを提供することが望ましい。
【０００８】
[0008]  本発明のある実施形態によれば、放射ビームを調節するように構成された照明システムと、放射ビームの断面にパターンを付与してパターン付放射ビームを形成できるパターニングデバイスを支持するように構成された支持体と、基板を保持するように構成された基板テーブルと、パターン付放射ビームを基板のターゲット部分に投影するように構成された投影システムと、パターン付放射ビームの基板のターゲット部分への投影に先立ってアライメントストラテジーに従って基板を整列させるように構成されたアライメント装置と、少なくとも１つの基準基板からベースライン制御パラメータを定義する測定値を周期的に取り出してベースライン制御パラメータからパラメータドリフトを決定することで、支持体、基板テーブル、又は投影システムの少なくとも１つの制御を助け、それによって、ドリフトの修正を可能にするように動作可能なスキャン制御モジュールであって、基準基板は、ベースライン制御パラメータを決定するために最初に露光されており、最初の露光が第１のアライメントストラテジーを用いて実行される、スキャン制御モジュールと、を備える、リソグラフィ装置であって、該装置は、第１のアライメントストラテジーとは異なる第２のアライメントストラテジーを用いて量産基板を露光するときに、パラメータドリフトに対して実行された修正を調整して、少なくとも１つの基準基板の露光に第２のアライメントストラテジーが使用されていたとすれば実行されたはずの修正に実質的に近づくようにさらに動作可能である、リソグラフィ装置が提供される。
【０００９】
[0009]  本発明の第２の実施形態によれば、リソグラフィ装置のスキャン機能を制御する方法であって、スキャン機能に関するベースライン制御パラメータを決定するように少なくとも１つの基準基板を露光するステップであって、露光が第１のアライメントストラテジーを用いて実行されるステップと、少なくとも１つの基準基板からベースライン制御パラメータを周期的に取り出すステップと、ベースライン制御パラメータからパラメータドリフトを決定し、該決定に基づいて修正を加えるステップと、第１のアライメントストラテジーとは異なる第２のアライメントストラテジーを用いて量産基板を露光するステップと、少なくとも１つの基準基板の露光に第２のアライメントストラテジーが使用されていたとすれば実行されたはずの修正に実質的に近づくように修正を変更するステップと、を含む方法が提供される。
【００１０】
[0010]  本発明の実施形態の別の特徴及び利点と本発明の様々な実施形態の構造及び作用を、添付の図面を用いて以下に詳述する。本発明は、本明細書に記載する特定の実施形態に限定されないことに留意されたい。このような実施形態は、例示のみを目的として本明細書に記載されている。本明細書に含まれる教示に基づいて当業者はさらなる実施形態を容易に思い付くであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
[0011]  本明細書に組み込まれ、本明細書の一部をなす添付の図面は、本発明の実施形態を例示し、説明と共に、本発明の実施形態の原理をさらに説明し、当業者が本発明の実施形態を実施して使用することを可能にする。
【図１】[0012]本発明の実施形態で使用できるリソグラフィ装置の例を示す。
【図２】[0013]本発明の実施形態で使用できるリソグラフィセル又はクラスタの一例を示す。
【図３】[0014]本発明の実施形態で使用できるスキャトロメータの第１の例を示す。
【図４】[0015]本発明の実施形態で使用できるスキャトロメータの第２の例を示す。
【図５】[0016]スキャナ安定性モジュールを利用するリソグラフィプロセス内の制御ループのある実施形態を示す。
【図６】[0017]本発明のある実施形態で使用できる別々の測定及び露光ステージを有するリソグラフィ装置のコンポーネントを示す概略図である。
【図７】[0018]既知の慣例による図６の装置内の測定及び露光プロセスのステージを概略的に示す。
【００１２】
[0019]  本発明の実施形態の特徴及び利点は、類似の参照番号がそれに対応する要素を一貫して識別する図面を参照しながら以下の説明を読むことでさらに明らかになろう。図面では、一般に、類似の番号が同一の、機能が類似した、及び／又は構造が類似した要素を示す。ある要素が最初に出現する図面は、対応する参照番号の左端の１つ以上の数字によって示される。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
[0020]  本明細書は、本発明の特徴を組み込んだ１つ以上の実施形態を開示する。開示された実施形態は本発明を例示するに過ぎない。本発明の範囲は、開示された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】
[0021]  記載された実施形態、及び本明細書で「一実施形態」、「ある実施形態」、「例示的実施形態」などに言及した場合、それは記載された実施形態が特定の特徴、構造、又は特性を含むことができるが、それぞれの実施形態が必ずしも特定の特徴、構造、又は特性を含まないことがあることを示す。さらに、このようなフレーズは、必ずしも同じ実施形態に言及するものではない。さらに、ある実施形態に関連して特定の特徴、構造、又は特性について記載している場合、明示的に記載されているか、記載されていないかにかかわらず、このような特徴、構造、又は特性を他の実施形態との関連で実行することが当業者の知識にあることが理解される。
【００１５】
[0022]  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、又はそれらの任意の組合せで実施してもよい。また、本発明の実施形態は、１つ以上のプロセッサによって読み出して実行することができる機械読み取り可能媒体に格納された命令として実施してもよい。機械読み取り可能媒体は、機械（例えば、コンピュータ装置）が読み取れる形式で情報を記憶又は伝送できる任意の機構を含んでもよい。例えば、機械読み取り可能媒体は、読取専用メモリ（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、光、音声信号及びその他を含んでもよい。さらに、本明細書に一定の動作を実行するファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、命令を記載してもよい。しかし、そのような記載は便宜のためだけであり、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、命令などを実行するコンピュータ装置、プロセッサ、コントローラ、又はその他のデバイスによって行われる。
【００１６】
[0023]  このような実施形態を詳述する前に、本発明の実施形態を実施することができる例示の環境を提示することが有用であろう。
【００１７】
[0024]  図１は、本発明の実施形態で使用できるリソグラフィ装置の例を概略的に示す。この装置は、放射ビームＢ（例えばＵＶ放射又はＤＵＶ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）ＭＡを支持するように構成され、特定のパラメータに従ってパターニングデバイスＭＡ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に接続された支持構造（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成され、特定のパラメータに従って基板Ｗを正確に位置決めするように構成された第２のポジショナＰＷに接続された基板テーブル（例えばウェーハテーブル）ＷＴと、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つ以上のダイを含む）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。
【００１８】
[0025]  照明システムは、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、静電気型等の光学コンポーネント、又はその任意の組合せなどの種々のタイプの光学コンポーネントを含んでいてもよい。
【００１９】
[0026]  支持構造は、パターニングデバイスを支持、すなわちその重量を支えている。支持構造は、パターニングデバイスの方向、リソグラフィ装置の設計等の条件、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に応じた方法で、パターニングデバイスを保持する。この支持構造は、パターニングデバイスを保持するために、機械的、真空、静電気等のクランプ技術を使用することができる。支持構造は、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。支持構造は、パターニングデバイスが例えば投影システムＰＳなどに対して確実に所望の位置にくるようにできる。本明細書において「レチクル」又は「マスク」という用語を使用した場合、その用語は、より一般的な用語である「パターニングデバイス」と同義と見なすことができる。
【００２０】
[0027]  本明細書において使用する「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し得る任意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、基板のターゲット部分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、例えば集積回路など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。
【００２１】
[0028]  パターニングデバイス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パネルがある。マスクはリソグラフィにおいて周知のものであり、これには、バイナリマスク、レベンソン型(alternating)位相シフトマスク、ハーフトーン型(attenuated)位相シフトマスクのようなマスクタイプ、さらには様々なハイブリッドマスクタイプも含まれる。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を使用し、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個々に傾斜することができる。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。
【００２２】
[0029]  本明細書において使用する「投影システム」という用語は、例えば使用する露光放射、又は液浸液の使用や真空の使用など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、又はその任意の組合せを含む任意のタイプの投影システムを網羅するものとして広義に解釈されるべきである。本明細書において「投影レンズ」という用語を使用した場合、これはさらに一般的な「投影システム」という用語と同義と見なすことができる。
【００２３】
[0030]  本明細書で示すように、本装置は透過タイプである（例えば透過マスクを使用する）。あるいは、装置は反射タイプでもよい（例えば上記で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使用する、又は反射マスクを使用する）。
【００２４】
[0031]  リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）又はそれ以上の基板テーブル（及び／又は２つ以上のマスクテーブル）を有するタイプでよい。このような「マルチステージ」機械においては、追加のテーブルを並行して使用するか、１つ以上の他のテーブルを露光に使用している間に１つ以上のテーブルで予備プロセスを実行することができる。
【００２５】
[0032]  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ように、基板の少なくとも一部を水などの比較的高い屈折率を有する液体で覆えるタイプでもよい。液浸液は、例えばマスクと投影システムの間などのリソグラフィ装置の他の空間に適用することもできる。液浸技術は、投影システムの開口数を増加させるために当技術分野で周知である。本明細書で使用する「液浸」という用語は、基板などの構造を液体に沈めなければならないという意味ではなく、露光中に投影システムと基板の間に液体が存在するというほどの意味である。
【００２６】
[0033]  図１を参照すると、イルミネータＩＬは放射源ＳＯから放射ビームを受ける。放射源とリソグラフィ装置とは、例えば放射源がエキシマレーザである場合に、別々の構成要素であってもよい。このような場合、放射源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、例えば適切な誘導ミラー及び／又はビームエクスパンダなどを備えるビームデリバリシステムＢＤの助けにより、放射源ＳＯからイルミネータＩＬへと渡される。他の事例では、例えば放射源が水銀ランプの場合は、放射源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とともに放射システムと呼ぶことができる。
【００２７】
[0034]  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ように設定されたアジャスタＡＤを含んでいてもよい。通常、イルミネータＩＬの瞳面における強度分布の外側及び／又は内側半径範囲（一般にそれぞれ、σ-outer及びσ-innerと呼ばれる）を調節することができる。また、イルミネータＩＬは、例えば、インテグレータＩＮ及びコンデンサＣＯなどの他の種々のコンポーネントを含んでいてもよい。イルミネータ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と強度分布とが得られるようにしてもよい。
【００２８】
[0035]  放射ビームＢは、マスク支持構造（例えば、マスクテーブルＭＴ）上に保持された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（例えば、干渉計デバイス、リニアエンコーダ又は容量センサ）の助けにより、基板テーブルＷＴを、例えば様々なターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路に位置決めするように正確に移動できる。同様に、第１の位置決めデバイスＰＭと別の位置センサ（図１には明示されていない）を用いて、マスクライブラリからの機械的な取り出し後又はスキャン中などに放射ビームＢの経路に対してマスクＭＡを正確に位置決めできる。一般に、マスクテーブルＭＴの移動は、第１の位置決めデバイスＰＭの部分を形成するロングストロークモジュール（粗動位置決め）及びショートストロークモジュール（微動位置決め）の助けにより実現できる。同様に、基板テーブルＷＴ又は「基板支持体」の移動は、第２のポジショナＰＷの部分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できる。ステッパの場合（スキャナとは対照的に）、マスクテーブル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。マスクＭＡ及び基板Ｗは、マスク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を使用し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は、専用のターゲット部分を占有するが、ターゲット部分の間の空間に位置してもよい（スクライブレーンアライメントマークとして知られている）。同様に、マスクＭＡ上に複数のダイを設ける状況では、マスクアライメントマークをダイ間に配置してもよい。
【００２９】
[0036]  図示のリソグラフィ装置は、以下のモードのうち少なくとも１つにて使用することができる。
【００３０】
[0037]  １．ステップモードにおいては、マスクテーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴは、基本的に静止状態に維持される一方、放射ビームに与えたパターン全体が１回でターゲット部分Ｃに投影される（すなわち単一静的露光）。次に、別のターゲット部分Ｃを露光できるように、基板テーブルＷＴがＸ方向及び／又はＹ方向に移動される。ステップモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、単一静的露光で結像されるターゲット部分Ｃのサイズが制限される。
【００３１】
[0038]  ２．スキャンモードにおいては、マスクテーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴは同期的にスキャンされる一方、放射ビームに与えられるパターンがターゲット部分Ｃ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の速度及び方向は、投影システムＰＬの拡大（縮小）及び像反転特性によって求めることができる。スキャンモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、単一動的露光におけるターゲット部分の（非スキャン方向における）幅が制限され、スキャン動作の長さによってターゲット部分の（スキャン方向における）高さが決まる。
【００３２】
[0039]  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基本的に静止状態に維持され、基板テーブルＷＴを移動又はスキャンさせながら、放射ビームに与えられたパターンをターゲット部分Ｃに投影する。この別のモードでは、一般にパルス状放射源を使用して、基板テーブルＷＴを移動させるごとに、又はスキャン中に連続する放射パルスの間で、プログラマブルパターニングデバイスを必要に応じて更新する。この動作モードは、以上で言及したようなタイプの例えば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利用できる。
【００３３】
[0040]  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できる。
【００３４】
[0041]  図２に示すように、本発明の実施形態で使用することができるリソグラフィ装置ＬＡは、リソセル又はクラスタとも呼ばれることがあるリソグラフィセルＬＣの一部を形成し、それは基板上で露光前及び露光後プロセスを実行する装置も含む。従来、これらはレジスト層を堆積させるスピンコータＳＣ、露光されたレジストを現像する現像器ＤＥ、チルプレートＣＨ及びベークプレートＢＫを含む。基板ハンドラ、すなわちロボットＲＯは入力／出力ポートＩ／Ｏ１、Ｉ／Ｏ２から基板を取り上げ、それを様々なプロセス装置間で移動させ、次にそれらをリソグラフィ装置のローディングベイＬＢに送出する。多くの場合まとめてトラックと呼ばれるこれらのデバイスは、トラック制御ユニットＴＣＵの制御下にあり、それ自体は監視制御システムＳＣＳによって制御され、それはリソグラフィ制御ユニットＬＡＣＵを介してリソグラフィ装置も制御する。したがってスループット及び処理の効率を最大化するために様々な装置を動作させることができる。
【００３５】
[0042]  リソグラフィ装置によって露光される基板が正確かつ一貫して確実に露光されるように、露光した基板を検査し、後続層間のオーバレイ誤差、ラインの太さ、クリティカルディメンション（ＣＤ）などのような特性を測定することが望ましい。誤差が検出された場合は、特に同じバッチの他の基板がまだ露光されないほど十分即座にかつ高速で検査を実行できる場合は、後続基板の露光を調節することができる。また、既に露光した基板を（歩留まりを改善するために）取り外して再加工するか、又は廃棄し、それにより欠陥があることが分かっている基板で露光を実行するのを回避することができる。基板の幾つかのターゲット部分のみに欠陥がある場合、良好であると見なすそれらのターゲット部分のみでさらなる露光を実行することができる。
【００３６】
[0043]  基板の特性を、特に異なる基板又は同じ基板の異なる層の特性が層ごとにいかに変化するかを決定するために、検査装置が使用される。検査装置をリソグラフィ装置ＬＡに組み込むことができる、又はリソセルＬＣは独立型デバイスとすることができる。迅速な測定を可能にするために、検査装置は露光直後に露光したレジスト層の特性を測定することが望ましい。しかし、レジストの潜像はコントラストが非常に低く、（放射に露光してあるレジストの部分と露光していない部分との間には屈折率の非常に小さい差しかない）すべての検査装置が、潜像を有用に測定するほど十分な感度を有しているわけではない。したがって、露光後ベークステップ（ＰＥＢ）の後に測定を実行することができ、これは通常は露光した基板で実行する最初のステップであり、レジストの露光部分と非露光部分との間のコントラストを増大させる。この段階で、レジストの像を半潜像と呼ぶことができる。現像したレジスト像で（その時点でレジストの露光部分又は非露光部分は除去されている）又はエッチングなどのパターン転写ステップの後で測定することも可能である。後者の見込みは、欠陥がある基板を再加工する見込みを制限するが、それでも有用な情報を提供することができる。
【００３７】
[0044]  図３は、本発明の実施形態に使用できるスキャトロメータの例を示す。このスキャトロメータは、放射を基板Ｗに投影する広帯域（白色光）放射プロジェクタ２を含む。反射した放射はスペクトロメータ検出器４へと渡され、これは鏡面反射した放射のスペクトル１０（波長の関数としての強度）を測定する。このデータから、検出されるスペクトルを生じる構造又はプロファイルを処理ユニットＰＵにより（例えば、Rigorous Coupled Wave Analysis及び非線形回帰により、又は図３の下部に図示されたようなシミュレートしたスペクトルのライブラリとの比較により）再構成することができる。概して、再構築するために構造の全体的形状を知り、幾つかのパラメータは、構造を作成したプロセスの知識から仮定して、スキャトロメータのデータから決定するべき構造のパラメータはわずかしか残らない。このようなスキャトロメータは、垂直入射スキャトロメータ又は斜め入射スキャトロメータとして構成することができる。
【００３８】
[0045]  本発明のある実施形態で使用できる別のスキャトロメータが、図４に示されている。このデバイスでは、放射源２によって放出された放射が、レンズシステム１２を使用してコリメートされ、干渉フィルタ１３及び偏光子１７を通して伝達され、部分反射面１６によって反射して、好ましくは少なくとも０．９、さらに好ましくは少なくとも０．９５の高い開口数（ＮＡ）を有する顕微鏡の対物レンズ１５を介して基板Ｗに集束する。液浸スキャトロメータは、開口数が１を超えるレンズを有することさえある。反射した放射は次に、散乱スペクトルを検出させるために部分反射する面１６を通って検出器１８内に伝達される。検出器は、レンズシステム１５の焦点距離にある逆投影された瞳面１１に位置付けることができるが、瞳面は、代わりに補助光学系（図示せず）で検出器に再結像することができる。瞳面は、放射の半径方向位置が入射角度を画定し、角度位置が放射の方位角を画定する面である。検出器は、基板ターゲット３０の２次元角度散乱スペクトルを測定できるように、２次元検出器であることが好ましい。検出器１８は、例えばＣＣＤ又はＣＭＯＳセンサのアレイでよく、例えば１フレーム当たり４０ミリ秒の積分時間を使用することができる。
【００３９】
[0046]  例えば、入射放射の強度を測定するために、基準ビームを使用することが多い。そのために、放射ビームがビームスプリッタ１６に入射すると、その一部がビームスプリッタを通って基準ビームとして基準ミラー１４に向かって伝達される。次に、基準ビームは同じ検出器１８の異なる部分へ又は代替的に異なる検出器（図示せず）上へと投影される。
【００４０】
[0047]  例えば４０５〜７９０ｎｍ又はさらに低く、２００〜３００ｎｍなどの範囲の対象となる波長を選択するために、１組の干渉フィルタ１３が使用可能である。干渉フィルタは、１組の様々なフィルタを備えるのではなく、調整可能とすることができる。干渉フィルタではなく格子を使用することができる。
【００４１】
[0048]  検出器１８は、１つの波長（又は狭い波長範囲）で散乱光の強度を、複数の波長で別個に、又はある波長範囲にわたって積分された強度を測定することができる。さらに、検出器は横方向磁気光及び横方向電気分極光の強度及び／又は横方向磁気光と横方向電気分極光の位相差を別個に測定することができる。
【００４２】
[0049]  広帯域光源（すなわち光の周波数又は波長の範囲が広い光源）を使用することが可能であり、これは大きいエタンデュを生じ、複数の波長を混合できるようにする。広帯域の複数の波長は、好ましくはそれぞれΔλの帯域幅及び少なくとも２Δλ（すなわち帯域幅の２倍）の間隔を有する。幾つかの放射「源」は、ファイバ束を使用して分割されている延在した放射源の様々な部分でもよい。この方法で、角度分解散乱スペクトルを複数の波長で平行して測定することができる。３次元スペクトル（波長と２つの異なる角度）を測定することができ、これは２次元スペクトルより多くの情報を含む。これによって、より多くの情報を測定することができ、それはメトロロジープロセスのロバスト性を高める。このことは、参照により全体を本明細書に組み込むものとするＥＰ１，６２８，１６４Ａでさらに詳細に説明されている。
【００４３】
[0050]  基板Ｗ上のターゲット３０は、現像後にバーが実線のレジスト線で形成されるように印刷される１Ｄ格子であってもよい。ターゲット３０は、現像後に格子が実線のレジストピラー又はレジスト内のビアで形成されるように印刷される２Ｄ格子であってもよい。あるいはバー、ピラー又はビアを基板内にエッチングしてもよい。このパターンは、リソグラフィ投影装置、特に投影システムＰＬ内の色収差の影響を受けやすく、このような収差の照明対称と存在は印刷された格子の変化に現れる。したがって、印刷された格子のスキャトロメトリデータを用いて格子が再構築される。線幅及び形状などの１Ｄ格子のパラメータ、又はピラー又はビア幅又は長さ又は形状などの２Ｄ格子のパラメータを、印刷ステップ及び／又はその他のスキャトロメトリプロセスの情報から、処理ユニットＰＵによって実行される再構築プロセスに入力することができる。
【００４４】
[0051]  正確なリソグラフィの主要なコンポーネントの１つがリソグラフィスキャナとスキャン機能の制御能力の向上である（「スキャナ」と言う場合、本明細書に記載するスキャンモードすべてと、機能並びにその他のスキャン機能を含むと解釈されたい）。スキャナの合焦とオーバレイ（層同士のアライメント）の均一性が本出願人のＢａｓｅｌｉｎｅｒ（商標）スキャナ安定性モジュールによって最近改良され、所与のフィーチャサイズとチップ用途のためのプロセスウィンドウが最適化され、より小さくより先進のチップの継続的な作成が可能になった。
【００４５】
[0052]  リソグラフィシステムは、最初の設置の時点で較正して最適な動作を確保しなければならない。しかし、時間と共に、システムの性能パラメータはドリフトする。少量のドリフトには耐えられるが、ドリフトがあまり大きくなるとシステムは仕様に適合しなくなる。したがって、製造業者は、再較正のために製造を周期的に停止しなければならない。システムの較正の頻度を上げるとプロセスウィンドウが拡大するが、その結果、予定の停止時間が増加することになる。
【００４６】
[0053]  他の利益の中でもとりわけ、スキャナ安定性モジュールは、上記の生産停止を大幅に低減する。ある実施形態では、スキャナ安定性モジュールは、定期的に（通常、数日おきに）事前定義されたベースラインへ向けてシステムを自動的に駆動する。これを実行するために、スキャナ安定性モジュールは、メトロロジーツールを用いて１つ以上のモニタウェーハから得た標準測定値を検索する。モニタウェーハは、特別のスキャトロメトリマークを含む特別のレチクルを用いて露光される。当日の測定値から、スキャナ安定性モジュールは、システムがそのベースラインからどの位ドリフトしたかを決定する。次に、スキャナ安定性モジュールは、ウェーハレベルのオーバレイと合焦修正セットを計算する。次に、リソグラフィシステムは、これらの修正セットを後続の量産ウェーハ上の露光ごとの特定の修正値に変換する。
【００４７】
[0054]  大量生産の場合、スキャナに露光のための層を割り当てる際に十分な融通性を有することが望ましい。代替案の層とスキャナの専用使用によって毎月の出力容量は危険に曝される。これは、リソクラスタのほんのわずかな擾乱のその月の出力に直接出現するからである。このリスクを克服する既知の方法の１つは、いわゆる（オーバレイ）格子マッチングである。すべてのスキャナがオーバレイに多少とも同じ（平均）格子を有するように、すべてのスキャナ格子は、意図的にわずかにオフセットされている。この格子は、多くの場合、「ホリー」又は「ゴールデン」格子と呼ばれる。これで各々の製品層を同じタイプの各スキャナ上で露光することができる。「ゴールデン」格子は露光され、いわゆる「基準ウェーハ」上にエッチングされる。これらの「ゴールデン」マッチングウェーハがランダムモニタリングウェーハの代わりにオーバレイ安定性制御のためのベースラインとして使用される場合、オーバレイ格子マッチング及び長期安定性は単一の自動化ステップで達成することができる。
【００４８】
[0055]  図５は、スキャナ安定性モジュール５００（この例では基本的にサーバ上で実行されるアプリケーション）を組み込んだ総合リソグラフィ及びメトロロジー方法のある実施形態を示す。図はまた、３つのメインプロセス制御ループを示す。ある実施形態では、第１のループは、スキャナ安定性モジュール５００とモニタウェーハを用いた局所スキャナ制御を提供する。図示のモニタウェーハ５０５は、メインリソグラフィユニット５１０から渡され、露光されて合焦及びオーバレイのベースラインパラメータを設定する。後で、メトロロジーユニット５１５は、これらのベースラインパラメータを読み込み、これらのパラメータはスキャナ安定性モジュール５００によって解釈され、修正ルーチンが計算され、スキャナフィードバック５５０が提供され、これがメインリソグラフィユニット５１０へ渡され、さらに露光が実行される際に使用される。
【００４９】
[0056]  ある実施形態では、第２の高度プロセス制御（ＡＰＣ）ループは、製品上の局所スキャナ制御（合焦、ドーズ量、及びオーバレイを決定する）用である。露光された製品ウェーハ５２０は、メトロロジーユニット５１５へ渡され、例えば、そこでクリティカルディメンション、側壁角及びオーバレイに関連する情報が決定され、高度プロセス制御（ＡＰＣ）モジュール５２５上へ渡される。このデータは、スキャナ安定性モジュール５００へも渡される。製造実行システム（ＭＥＳ）５３５が引き継ぐ前にプロセス修正５４０が実行され、スキャナ安定性モジュール５００と連通するメインリソグラフィユニット５１０へのスキャナ制御が提供される。
【００５０】
[0057]  ある実施形態では、第３のループは、第２のＡＰＣループへのメトロロジーの統合（例えば、二重パターニングのための）を可能にする。エッチング後のウェーハ５３０は、メトロロジーユニット５１５へ渡され、メトロロジーユニット５１５は、例えばウェーハから読み取ったクリティカルディメンション、側壁角及びオーバレイに関する情報を再度高度プロセス制御（ＡＰＣ）モジュールへ渡す。ループは、第２のループ同様に連続する。
【００５１】
[0058]  図６は、装置が２重の基板支持体と別々のメトロロジー及び露光ステーションを有する図１の装置の一実施形態の構成を概略的に示す。
【００５２】
[0059]  ベースフレームＦＢは、地上の装置を支持し取り囲む。装置内では、正確な位置基準としての役割を果たすメトロロジーフレームＦＭが、この環境でそれを振動から隔離するエアベアリング６０２上に支持されている。このフレーム上には、普通は露光ステーションＥＸＰの中核を形成する投影システムＰＳと、メトロロジーステーションＭＥＴの機能要素である機器６０４、６０６、６０８とが装着されている。これらのステーションの上方には、マスクテーブルＭＴ及びマスクＭＡが投影システムＰＳの上に装着されている。第１のポジショナＰＭは、上記ロングストローク（粗）アクチュエータ６１０と、ショートストローク（微細）アクチュエータ６１２、６１４とを備える。これらはアクティブフィードバック制御を用いて投影システムＰＳ、したがって、メトロロジーフレームＦＭに対するマスクＭＡの所望の位置を得る。この測定の概略を６１６に示す。マスクＭＡの位置決め機構全体がアクティブエアベアリング６１８などによってＢ点でベースフレーム上に支持されている。フレーム及びその他のコンポーネントへ伝達される振動を低減するために、少なくともマスクテーブルＭＴの粗い運動及び位置決めを模倣するバランスマス６２０が提供される。低周波のサーボ制御は、バランスマス６２０を所望の平均位置に維持する。投影システムの下に示すウェーハテーブルＷＴも同様に、投影システムＰＳの出口レンズに対して基板Ｗを正確に位置決めする粗アクチュエータ６２２と微細アクチュエータ６２４、６２６を有する。さらに、この例のデュアルステージ構成によれば、重複ウェーハテーブルＷＴ’と位置決め機構ＰＷ’が提供される。図示のように、これらの重複要素はメトロロジーステーションＭＥＴで第２の基板Ｗ’を支持する。ウェーハテーブルＷＴ、ＷＴ’及びそれぞれのポジショナＰＷ及びＰＷ’は、共有バランスマス６２８上に担持され、かつそれに接続されている。さらに、エアベアリング、又は磁気、静電などのその他の好適な軸受を例として６３０に概略的に示す。ウェーハＷ及びＷ’の位置の粗及び微細制御に用いるウェーハテーブル位置の測定がメトロロジーステーションの要素６０６と露光ステーションのＰＳとに対して実行され、それら両者が最終的にはメトロロジーフレームＦＭを基準とする。
【００５３】
[0060]  図７は、本発明のある実施形態による図６のツインステージ装置内で基板Ｗ上のダイを露光するステップを示す。点線のボックス内の左側にはメトロロジーステーションＭＥＴで実行されるステップ、右側には露光ステーションＥＸＰで実行されるステップが示されている。露光ステーションには基板Ｗがすでに装着されている。新しい基板Ｗ’が図示しない機構によってステップ７００で装置に装着される。メトロロジープロセスの全体のスループットを増加させるためにこれら２つの基板が並列処理される。新たに装着された基板Ｗ’について言えば、これは装置内の初回の露光用の新しいフォトレジストで作成された未処理の基板であってもよい。しかし、一般に、記載するリソグラフィプロセスは一連の露光及び処理ステップの１つのステップに過ぎず、基板Ｗ’はこの装置及びその他のリソグラフィをすでに数回通過しており、さらにそれらに後続のプロセスが実行されてもよい。７０２で、基板マークＰ１及び画像センサＩＡＳ１などを用いたアライメント測定値を使用して基板テーブルＷＴに対する基板のアライメントを測定し記録することができる。実際、基板Ｗ’全体にわたる幾つかのマークが測定されて、名目の正規格子に対する任意の歪を含む、基板全体にわたるマークの分布を非常に正確にマッピングする「ウェーハ格子」が確立される。ステップ７０４で、露光パターンの正確な合焦で使用するＸ−Ｙ位置に対するウェーハ高さのマップも測定される。
【００５４】
[0061]  基板Ｗ’が装着されると、レシピデータ７０６が受領され、実行する露光と、ウェーハの特性と以前に作成されまたその上に作成されるパターンと、を定義する。これらのレシピデータに７０２、７０４で測定された測定値が追加され、レシピ及びメトロロジーデータ７０８の完全なセットを露光ステージに渡すことができる。７１０で、ウェーハＷ’とＷがスワップされ、測定された基板Ｗ’が露光装置に進入する基板Ｗになる。このスワッピングは装置内のＷＴとＷＴ’の交換によって実行されるため、基板Ｗ、Ｗ’はクランプされた状態を正確に保ち、これらの支持体上に位置して、基板テーブルと基板自体との相対的なアライメントが維持される。したがって、テーブルがスワップされると、投影システムＰＳと基板テーブルＷＴ（以前はＷＴ’）との間の相対位置を決定するだけで、露光ステップの制御下の基板Ｗ（以前はＷ’）の測定情報７０２、７０４を利用できるようになる。ステップ７１２で、マスクアライメントメークＭ１、Ｍ２を用いてレチクルアライメントが実行される（図３Ｃ）。ステップ７１４、７１６、７１８で、幾つかのパターンの露光を完了するために、基板Ｗ全体にわたる連続するダイの場所にスキャン運動と放射パルスとが印加される。アライメントとレベルマップデータとのおかげで、これらのパターンは所望の場所、特に、同じ基板上に先に実装されたフィーチャに対して正確に整列する。現在ＷＩＩのラベルが付いた露光された基板がステップ７２０で装置から取り外され、露光されたパターンに従ってエッチング又はその他のプロセスにかけられる。
【００５５】
[0062]  別々の基板テーブルを採用することで、露光ステージによる基板スループットに関する装置の性能が維持され、一方で、比較的時間がかかる一組の測定を実行してウェーハと以前にウェーハ上に蒸着されたパターンとを特徴付けることができる。他方、各々がそれぞれのポジショナＰＷ、ＰＷ’センサを備えたデュアルステージの提供は、装置のコストを大幅に増加させる。さらに、ステップ７０２、７０４での測定の性能と上記測定を用いたステップ７１４、７１６、７１８での最終的な露光との間には明確な時間間隔（例えば、３０〜６０秒）があるため、基板寸法とその位置が全体的かつ局所的に露光前に変化し（格子ドリフト）、アライメントの精度の低下（オーバレイエラー）を引き起こすリスクが発生する。特に、装置の内外の環境の温度は極めて慎重に制御されているが、３０秒程度の時間間隔で発生する微小な温度変化でもウェーハ上に実装されたパターンの歪を引き起こすのに十分である。
【００５６】
[0063]  ある実施形態では、スキャナ安定性モジュール製品の定義は、製品上のオーバレイに関する調整についてスキャナを制御するためにオーバレイデータ（上記のタイプの検査装置によって測定される）だけが使用されることを前提とする。これは、スキャナ安定性モジュールが、測定側（ＭＥＴ側）の格子ドリフトによるアライメントエラーと測定側格子に対する露光側格子の相対的なドリフトによる露光エラーの両方の組合せの影響をモニタ／制御できるが、２つの影響を分離することはできないということを意味する。
【００５７】
[0064]  同じ測定側の格子ドリフトでも、異なるアライメントストラテジー（すなわち、マークの数、マークの位置、及びアライメントモデル）を用いる異なる露光でアライメントエラーが異なることがあることに留意されたい。
【００５８】
[0065]  すべてのオーバレイクリティカルな顧客の製品上の露光が同様のアライメントマーク分散及びアライメントモデルを用いて実行される場合、この問題は、測定側格子の影響を打ち消す効果があるスキャナ安定性モジュールのモニタウェーハの同等のアライメントストラテジーを用いて緩和することができる。
【００５９】
[0066]  しかし、製品ごとに別のアライメントストラテジーを用いる（例えば、ある層には高次ウェーハ整列モデル、別の層には線形モデルを用いる）場合、単一のスキャナ安定性モジュール制御スレッドではスキャナを完全に制御できず、各々が対応する製品群について顧客が用いるアライメントストラテジーに似たアライメントストラテジーを有する複数のスレッドを使用する必要がある。
【００６０】
[0067]  しかし、各スキャナに複数のスキャナ安定性モジュールスレッドを使用することは、スキャナ及び検査装置の両方の利用可能性に悪影響を与え、製造の自動化を複雑にする。さらに、各製品に適合する複数のスレッドの必要性は、顧客の製品／プロセスをスキャナ制御から切り離すというスキャナ安定性モジュールの概念の主要な利点を否定することになる。
【００６１】
[0068]  この問題を扱う１つの方法は、スキャナ安定性モジュールの機能にアライメントに関する影響の制御を含むことである。これによって、製品上の露光で用いる異なるアライメントストラテジーの数にかかわらずスキャナ当たり単一のスキャナ安定性モジュールスレッドを実行することができる。
【００６２】
[0069]  これを達成するために、スキャナ安定性モジュールのモニタウェーハを用いて測定側格子情報を収集することができる。特に、例えば、モニタウェーハにエッチングされたすべての測定されたアライメントマークの座標とモニタウェーハを露光するために用いるアライメントモデルの説明などのスキャナ装置が生成するアライメント情報をスキャナ安定性モジュールコントローラが利用できるようにする必要がある。これによって、スキャナ安定性モジュールは、測定側スキャナの格子ドリフトを測定し、顧客がモニタウェーハ露光のためのストラテジーとは異なるアライメントストラテジーを使用するときでも、製品上のオーバレイへの影響を計算することができる。
【００６３】
[0070]  これを実行するための４つの主要な実施形態について説明する。第１の実施形態は顧客が使用するアライメントストラテジーにかかわらずすべてのモニタウェーハで同じアライメントストラテジーを使用する。これは、以下にモニタアライメントストラテジーと呼ぶ固定された簡単なアライメントモデルを使用する。
【００６４】
[0071]  スキャナは、ウェーハ上の印刷されたアライメントマークの位置を測定することでウェーハの形状をモデリングする（ウェーハは処理による屈曲及び／又は理想的でないクランプによって平坦でない場合がある）。大半の顧客は、通常、約２０個のアライメントマークを測定し、６パラメータ線形ウェーハ形状モデル（例えば、平行移動ｘ、平行移動ｙ、対称回転ｒｓ、非対称回転ｒａ、対称拡大ｍｓ、非対称拡大ｍａ）を適合させる。顧客によっては４パラメータモデル（例えば、平行移動ｘ、平行移動ｙ、対称回転ｒｓ、対称拡大ｍｓ）を使用する。ウェーハの実際の形状の適合精度は、測定されるアライメントマークの数を増やし（これは測定ノイズを有効に低減する）、高次モデルを使用する（実際のウェーハ形状とモデル適合との不一致を低減する）ことで向上する。しかし、測定可能なアライメントマークの数の増加はウェーハがスループットを低減しないために、リソグラフィ装置の測定側で費やせる時間（時間当たりの露光ウェーハ数）によって制限される。
【００６５】
[0072]  異なる顧客は、製品特有のレイアウト制限に応じてその異なる製品に異なるアライメントマーク位置を使用する。スキャナ安定性モジュールは、例えば、可能な限り多数の顧客製品のためのアライメント結果を予測するのに十分なアライメントマークを測定しなければならない。特に、スキャナ安定性モジュールは、顧客製品上のアライメントマークが位置する全位置の付近のアライメントマークを測定しなければならない。
【００６６】
[0073]  露光側で露光される直前にスキャナ装置の測定側の各ウェーハについてアライメントデータが測定される。スキャナは、アライメントデータを用いてＸＹ方向のウェーハ形状歪を計算し、オーバレイ改良のために露光中に歪を補償する。これは、モニタウェーハにも当てはまる。この手順の主要なステップは以下の通りである。アライメントマークが測定される。前のステップで測定された生のアライメントデータによって固定の簡単なアライメントモデルを適合させることでウェーハ歪が（ウェーハごとに）計算される（モニタアライメントストラテジー）。ＸＹ方向のウェーハ歪を補償するためにモデリングデータを用いて露光ルーティングが調整される。ウェーハが露光される。
【００６７】
[0074]  次に、検査装置／スキャトロメータ（オフライン）を用いて、モニタウェーハ上のオーバレイが測定される。このオーバレイデータに基づいて、モニタウェーハの露光に用いるアライメントストラテジー（すなわち、モニタアライメントストラテジー）のためにスキャナベースライン定数（ＳＢＣ：スキャナ安定性モジュールのベースラインを定義するパラメータ）が計算される。モニタウェーハからスキャナによって測定されたアライメントデータ（及び既知のアライメントストラテジー）に基づいて、モニタアライメントストラテジーと異なる顧客製品モデルのために使用されるアライメントストラテジーとの間の差異によって引き起こされるオーバレイへの影響を計算することができる。顧客製品が同じアライメントストラテジーを用いる場合、モニタウェーハ上で測定されるスキャナが原因のオーバレイエラーも顧客製品を表す。
【００６８】
[0075]  しかし、顧客製品が異なるアライメントマークを用いる場合、以下のステップを実行しなければならない。（モニタウェーハの露光前にスキャナによって測定された同じアライメントデータを用いて）モニタウェーハに顧客製品アライメントストラテジーが用いられたとすると、顧客製品アライメントストラテジーは実行したはずの修正を計算する。２つのアライメントストラテジーの差を計算し、（同じアライメントストラテジーを用いる各製品群を露光するときに）この計算された差をスキャナが利用できるようにする。あるいは、計算された差を顧客が利用できるようにし、又はこれを用いて製品ロットを露光する前にスキャナ安定性モジュールのＳＢＣパラメータが自動的に調整される。
【００６９】
[0076]  事前定義されたアライメントストラテジーの組についてアライメントストラテジー間の差がコントローラによって計算でき、（例えば、修正のアレイの形で）スキャナがこれを利用できる。これによって、スキャナは顧客製品を露光するときに適当なアレイを適用できる（ここで、製品に使用されるアライメントストラテジーと修正を計算するアライメントストラテジーとを比較することで選択を実行できる）。
【００７０】
[0077]  第２の実施形態では、モニタウェーハが、各々が以下のステップを含む専用のアライメントストラテジーを用いる２つのジョブとして露光される。すなわち、簡単なアライメントストラテジーが第１のジョブに使用される（例えば、上記第１の実施形態に記載したように、上記スキャナ安定性モジュールウェーハの測定−露光タイミングが量産ウェーハのそれと同様であることを確認するステップ）。このジョブの目的は、スキャトロメータを介してオーバレイ情報を提供することである。第２のジョブにはフルアライメントが使用される（測定−露光タイミングに関する製品設定からの偏差を必要とするか否かにかかわらず、必要なだけ多数のアライメントマークを用いて、スキャナの測定側格子を正確にマッピングするステップ）。このジョブの目的は、測定側格子ドリフトに関する情報を収集することである。
【００７１】
[0078]  検査装置／スキャトロメータ（オフライン）を用いて、第１のジョブから得たモニタウェーハ上のオーバレイが測定される。このオーバレイデータに基づいて、スキャナベースライン係数（ＳＢＣ）がモニタウェーハの第１のジョブを露光するときに用いるアライメントストラテジーに関して計算される。
【００７２】
[0079]  第２のジョブから得たスキャナによって測定されたアライメントデータに基づいて、スキャナ安定性モジュールコントローラは顧客アライメントモデルの各々とモニタウェーハの第１のジョブに使用されるアライメントモデルとの差を（第１の実施形態と同様の方法で）計算し、次に、計算された差を顧客が利用可能にし、又は顧客製品ロットのために使用されるアライメントストラテジーに応じて、製品ロットを露光する前にスキャナ安定性モジュールのＳＢＣパラメータを自動的に調整する。
【００７３】
[0080]  この例では、第２のジョブで得たモニタウェーハを用いて、（例えば、フィールド内指紋又は合焦に関連する）誘発された測定−露光のタイミングの差に左右されないパラメータの追加のスキャナ固有の情報を収集することができる。
【００７４】
[0081]  第１の実施形態では、タイミングは制約要因であるため、限られた数のマークだけが測定できる。その結果、モニタウェーハ上で測定されたアライメントマークから遠く離れた位置にあるマークに整列する顧客製品があってもよい。これは、「非ネイティブ」モニタアライメントデータを用いる顧客製品アライメントストラテジーの影響を計算する際に重大なエラー源になるおそれがある。「非ネイティブ」アライメントデータとは、顧客のアライメントマーク位置での実際のアライメント測定値を使用するのではなく、モニタアライメントマーク位置で測定したアライメントデータを使用するという意味である。これは、モニタアライメントデータ（すなわち、モニタアライメントストラテジーに対応するアライメントマークの位置の測定値）が様々なアライメントマーク位置を使用する顧客アライメントストラテジーの影響を計算するために使用されるからである。これによって精度の低下が発生する。
【００７５】
[0082]  これとは対照的に、第２の実施形態では、ウェーハタイミングは重要でないため、アライメントマークの極めて稠密なサンプリングを達成できる。したがって、任意の顧客アライメントマーク位置の付近にあり、それを表すモニタアライメントマークが常に見つかるため、この問題は緩和される。（モニタウェーハ上で測定されるとは限らない）顧客アライメントマーク位置と、測定されたモニタアライメントマーク位置と、が互いに近い場合、顧客アライメントマーク位置のための（モニタマーク位置上で測定される）モニタアライメントデータの使用が小さい補間エラーを引き起こす。ここで別の方法をとることができる。すなわち、最も近い隣接位置のデータを使用する、又は顧客マーク位置の周囲の複数の測定されたアライメント位置の平均を使用できる。
【００７６】
[0083]  第３の実施形態は第１の実施形態と同様であるが、スキャナがスキャナ安定性モジュールコントローラ内のアライメントモデルの差を計算する代わりに、モニタウェーハの露光中に収集した生のアライメントデータを用いて測定側格子ドリフトが顧客ロットに与える影響を計算する。同様に、第４の実施形態は第２の実施形態と同様であるが、スキャナを用いて、モニタウェーハの第２のジョブの露光中に収集した生のアライメントデータを用いて測定側格子ドリフトが顧客ロットに与える影響を計算する。
【００７７】
[0084]  モニタアライメントストラテジーとは異なるアライメントストラテジーを使用する顧客製品の各グループについて上記方法を実行することで、モニタウェーハを露光するために使用されてきた顧客製品アライメントストラテジーであったかのように状況を仮想的にモデリングすることができる。
【００７８】
[0085]  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）、薄膜磁気ヘッドなどの製造である。こうした代替的な用途に照らして、本明細書で「ウェーハ」又は「ダイ」という用語を使用している場合、それぞれ、「基板」又は「ターゲット部分」という、より一般的な用語と同義と見なしてよいことが、当業者には認識される。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（通常はレジストの層を基板に塗布し、露光したレジストを現像するツール）、メトロロジーツール及び／又はインスペクションツールで処理することができる。適宜、本明細書の開示は、以上及びその他の基板処理ツールに適用することができる。さらに、基板は、例えば多層ＩＣを生成するために、複数回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という用語は、既に複数の処理済み層を含む基板も指すことができる。
【００７９】
[0086]  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。
【００８０】
[0087]  本明細書で使用する「放射」及び「ビーム」という用語は、例えば、イオンビーム又は電子ビームなどの粒子ビームのみならず、紫外線（ＵＶ）放射（例えば、３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ若しくは１２６ｎｍ、又はこれら辺りの波長を有する）及び極端紫外線光（ＥＵＶ）放射（例えば、５ｎｍ〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）を含むあらゆるタイプの電磁放射を網羅する。
【００８１】
[0088]  「レンズ」という用語は、状況が許せば、屈折、反射、磁気、電磁気及び静電気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一つ、又はその組合せを指すことができる。
【００８２】
[0089]  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（例えば半導体メモリ、磁気又は光ディスク）の形態をとることができる。
【００８３】
[0090]  上記の説明は例示的であり、限定的ではない。したがって、添付の特許請求の範囲から逸脱することなく、記載されたような実施形態を変更できることが当業者には明らかである。
【００８４】
[0091]  なお、「発明の概要」及び「要約書」の項ではなく、「発明を実施するための形態」の項を用いて特許請求の範囲を解釈するように企図されていることを理解されたい。「発明の概要」及び「要約書」の項は、発明者が考える本発明の１つ以上の例示的実施形態を記載できるがそのすべては記載できないため、本発明及び添付の特許請求の範囲を決して限定するものではない。
【００８５】
[0092]  以上、特定の機能及びそれらの関係の実施態様を示す機能ビルディングブロックを使用して本発明の実施形態について説明した。本明細書においては、これらの機能ビルディングブロックの境界は、説明の便宜上、任意に画定されている。特定の機能及びそれらの関係が適切に実施される限り、代替境界を画定することもできる。
【００８６】
[0093]  特定の実施形態についての上記説明は、本発明の一般的な性質を余すところなく開示しており、したがって当業者は、当分野における知識を適用することにより、不適切な過度の実験作業を必要とすることなく、また、本発明の一般概念から逸脱することなく、様々な用途のためにこのような特定の実施形態に容易に修正を加え、及び／又は適合させることができる。したがって、このような適合及び修正は、開示されている実施形態の、本明細書において示されている教示及び手引きに基づく同等物の意味及び範囲内に含まれることが意図されている。本明細書における表現又は用語は、説明を目的としたものであって本発明を限定するためのものではなく、したがって本明細書の用語又は表現は、当業者によって、教示及び手引きに照らして解釈されるべきものであることを理解されたい。
【００８７】
[0094]  本発明の実施形態の広さ及び範囲は、上で説明したいずれの例示的実施形態によっても限定されず、唯一添付の特許請求の範囲及びそれらの同等物によってのみ定義されるものとする。
【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５】
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【図６】
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【図７】
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