(57)【要約】【課題】より少ない時間で、より正確なアラインメントを可能にする方法および装置を提供すること。【解決手段】本発明は、基板（Ｗ）上にマーカ（１１）を生成する方法に関し、方法は、リソグラフィ装置内で基板（Ｗ）上にレジスト層（Ｒ）を設けることと、レジスト層（Ｒ）にパターン形成したビームを投影し、潜像マーカ（１０）を生成することと、潜像マーカ（１０）を検出可能なマーカ（１１）に変換することとを含む。方法はさらに、基板（Ｗ）をマーカ位置で局所的に加熱することによって、リソグラフィ装置の内側で基板（Ｗ）を加熱することを含む。【選択図】図２ｂ
2006013528.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にマーカを生成する方法であって、
−基板上にレジスト層を設けることと、
−リソグラフィ装置内でレジスト層にパターン形成したビームを投影し、潜像マーカを生成することと、
−潜像マーカを検出可能なマーカに変換することとを含み、
方法がさらに、
−基板をマーカ位置で局所的に加熱することによって、リソグラフィ装置の内側で基板を加熱することを含む方法。
【請求項２】
局所的加熱が、発熱要素を潜像マーカの近傍に設けることによって実行される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
発熱要素を潜像マーカに押しつける、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
発熱要素が、電気エネルギを発熱要素に適用することと、放射線ビームを発熱要素に投影することとのうち一方によって加熱される、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
局所的加熱が、放射線ビームを潜像マーカに提供することと、交番磁界を潜像マーカに提供することとのうち一方によって加熱される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
さらに、
−マーカの近傍で吸引を実行することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
デバイス製造方法であって、
−  基板を設けるステップと、
−  前記基板上に少なくとも１つのマーカを作成するために、請求項１に記載の方法を使用するステップと、
−  照明システムを使用して放射線の投影ビームを提供するステップと、
−  前記基板上の前記少なくとも１つのマーカを使用して、前記基板をパターニング手段に位置合わせするステップと、
−  投影ビームの断面にパターンを与えるために、前記パターニング手段を使用するステップと、
−  パターン形成した放射線のビームを基板の目標部分に投影するステップとを含む方法。
【請求項８】
リソグラフィ装置であって、
−  放射線の投影ビームを提供する照明システムと、
−  パターニング手段を支持する支持構造とを含み、パターニング手段は、投影ビームの断面にパターンを与える働きをし、さらに、
−  基板を保持する基板テーブルと、
−  パターン形成したビームを基板の目標部分に投影する投影システムとを有し、
リソグラフィ装置が、前記基板上の潜像マーカを検出可能なマーカに変換するために、基板を局所的に加熱する内部デバイスを有することを特徴とするリソグラフィ装置。
【請求項９】
基板を局所的に加熱するデバイスが発熱要素を有し、リソグラフィ装置が、発熱要素と潜像マーカを相互に近づけるか、発熱デバイスと潜像マーカを相互に押しつけるように配置構成される、請求項８に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１０】
リソグラフィ装置が、電気エネルギを発熱要素に供給するデバイスを有する、請求項９に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１１】
リソグラフィ装置が、放射線ビームを発熱要素に提供するように配置構成された放射線放出デバイスを有する、請求項９に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１２】
リソグラフィ装置が、放射線ビームを潜像マーカに提供するように配置構成された放射線放出デバイスを有する、請求項８に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１３】
リソグラフィ装置が、交番磁界を潜像マーカに提供する磁気デバイスを有する、請求項８に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１４】
リソグラフィ装置が、マーカの近傍で吸引を実行するように配置構成された排気デバイスを有する、請求項８に記載のリソグラフィ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は基板上にマーカを生成する方法に関し、方法は、
−  基板上にレジストの層を設けることと、
−  リソグラフィ装置内でパターン形成したビームをレジストの層に投影し、潜像マーカを生成することと、
−  潜像マーカを検出可能なマーカへと変換することとを含む。
【０００２】
本発明はさらに、リソグラフィ装置およびデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板の目標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）の製造において使用可能である。この状況で、代替的にマスクまたはレチクルとも呼ばれるパターニング手段は、ＩＣの個々の層に対応する回路パターンの生成に使用することができ、このパターンを、放射線感光原料（レジスト）の層を有する基板（例えばシリコンウェハ）上の目標部分（例えば１つあるいはそれ以上のダイの一部を有する）に描像することができる。一般的に、１枚の基板は、順次照射される隣接目標部分の全体ネットワークを含んでいる。既知のリソグラフィ装置は、全体パターンを目標部分に１回の作動にて露光することによって各目標部分が照射される、いわゆるステッパと、所定の方向（「走査」方向）にパターンを投影ビームで順次に走査し、これと同時に基板テーブルをこの方向と平行に、あるいは反平行に走査することにより、各目標部分が照射される、いわゆるスキャナとを含む。
【０００４】
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が他の多くの用途においても使用可能であることは明確に理解されるべきである。例えば、これは、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用ガイダンスおよび検出パターン、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッド等の製造に使用され得る。こうした代替的な用途においては、本文にて使用した「ウェハ」または「ダイ」といった用語は、それぞれ「基板」または「目標部分」といった、より一般的な用語に置き換えて使用され得ることが当業者には理解される。本明細書で言及する基板は、露光前または露光後に、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）または計測または検査ツールで処理することができる。適宜、本明細書の開示は、以上およ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。
【０００５】
本明細書では、「放射線」および「ビーム」という用語は、イオンビームあるいは電子ビームといったような粒子ビームのみならず、紫外線（ＵＶ）放射線（例えば、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、あるいは１２６ｎｍの波長を有する）および超紫外線（ＥＵＶ）放射線（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線を網羅するものとして使用される。
【０００６】
本明細書において使用する「パターニング手段」なる用語は、基板の目標部分にパターンを生成するよう、投影ビームの断面にパターンを与えるために使用し得る手段を指すものとして広義に解釈されるべきである。投影ビームに与えられるパターンは、基板の目標部分における所望のパターンに正確に対応しないことがあることに留意されたい。一般的に、投影ビームに与えられるパターンは、集積回路などの目標部分に生成されるデバイスの特別な機能層に相当する。
【０００７】
パターニング手段は透過性または反射性でよい。パターニング手段の例には、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、様々なハイブリッドマスクタイプのみならず、バイナリマスク、レベンソンマスク、減衰位相シフトマスクといったような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は小さなミラーのマトリクス配列を用いる。そのミラーの各々は、異なる方向に入射の放射線ビームを反射するよう個々に傾斜することができる。このようにして、反射されたビームはパターン形成される。
【０００８】
支持構造は、パターニングデバイスを支持、つまりその重量を担持する。これは、パターニング手段の方向、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手段が真空環境で保持されているか否かに応じた方法で、パターニング手段を保持する。支持体は、機械的締め付け、真空、または真空状態での静電締め付けのような他の締め付け技術を使用することができる。支持構造は、例えばフレームもしくはテーブルでよく、これは必要に応じて、固定式となるか、もしくは可動式となり、パターニング手段が例えば投影システムなどに対して所望の位置にあることを保証することができる。本明細書において使用する「レチクル」または「マスク」なる用語は、より一般的な「パターニング手段」なる用途と同義と見なすことができる。
【０００９】
本明細書において使用する「投影システム」なる用語は、例えば使用する露光放射線、または浸漬流体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、および反射屈折光学システムを含むさまざまな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「レンズ」なる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」なる用語と同義と見なされる。
【００１０】
照明システムは、放射線の投影ビームの誘導、成形、あるいは制御を行う屈折、反射、および反射屈折光学構成要素などの様々なタイプの光学構成要素も含むことができ、こうした構成要素もまた以降において集約的に、あるいは単独的に「レンズ」と称する。
【００１１】
リソグラフィ装置は２つ（デュアルステージ）あるい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る。このような「多段」機械においては、追加のテーブルが並列して使用される。もしくは、１つ以上の他のテーブルが露光に使用されている間に予備工程が１つ以上のテーブルにて実行される。
【００１２】
リソグラフィ装置は、投影システムの最終要素と基板との間の空間を充填するよう、基板を水などの比較的高い屈折率を有する液体に浸漬するタイプでもよい。浸漬液は、例えばマスクと投影システムの第一要素との間など、リソグラフィ装置の他の空間に適用してもよい。浸漬技術は、投影システムの開口数を増加させるため、当技術分野で周知である。
【００１３】
断面にパターンを与えた投影ビームを基板へと正確に投影するために、レチクルに対する基板の相対的位置は、レチクルと基板の間に位置決めされた投影システムの焦点面に基板を位置決めするために知っておかねばならない。したがって、基板の位置を正確に測定する必要がある。これは、例えば基板を担持する基板テーブルに対する基板の位置を求めることによって実行してよい。別のステップでは、基板テーブルの相対的位置をレチクルに対して求める。これらの２つの測定値を一緒に使用して、レチクルに対する基板の相対的位置を計算することができる。しかし、例えば相対的位置を直接求めるか、レチクルテーブルに対する基板の相対的位置を求めることによって、基板に対するレチクルの相対的位置を求めるために幾つかの他の戦略を使用できることが理解される。しかし、全ての戦略において、別のオブジェクト（例えば基板テーブル、レチクルテーブルまたはレチクルである）の位置に対する基板の位置を求める。
【００１４】
別のオブジェクトに対する基板の相対的位置を求めるために、当業者には幾つかの方法が知られている。例えば、基板テーブルに対する相対的位置を求める場合は、基板と基板テーブルとの両方にアラインメントマークを設ける。基板に、例えば最大３０のアラインメントマーカを設けることができる。最初に、基板および基板テーブル上の全てまたは一部のアラインメントマーカの位置を求める。これは、第一アラインメントマークにアラインメントビームを提供することによって実行する。基板テーブルを移動することによって、第一アラインメントマーカをアラインメントビーム内に位置決めしながら、干渉計デバイスで基板テーブルの位置を監視する。アラインメントビームと組み合わせたアラインメントマーカによって生成された回折パターンで測定を実行することにより、基板テーブルのどの位置でアラインメントマーカがアラインメントビームに対して最適に位置決めされるかを決定することができる。これを（基板上および基板テーブル上の）全てまたは一部のアラインメントマーカで実行する。アラインメントマーカの様々な位置に対応する基板テーブルの位置を監視する干渉計デバイスの読み取り値を比較することによって、基板テーブルに対する基板の相対的位置を求めることができる。
【００１５】
しかし、別のオブジェクトに対する基板の相対的位置を求めるために、他の知られている方法を使用してもよい。これらのアラインメント技術の大部分は、基板上に設けたアラインメントマーカを使用する。したがって、アラインメントマーカを基板上に設ける必要がある。このような測定マーカは、アラインメントマーカのパターンを基板の頂部に設けたレジストの層に投影することによって、基板に設ける。
【００１６】
露光後、アラインメントマーカが潜在的に存在し、基板をリソグラフィ露光装置から出して、潜像アラインメントマーカが見える位置まで移送する。つまり、使用するアラインメント構成でアラインメントマーカを検出可能にする。
【００１７】
これは通常、当業者に知られているようにトラック内で実行する。このようなトラック内で、露光後ベーク（ＰＥＢ）を実行することができ、ここでは当業者に知られているように潜像アラインメントマーカを見えるようにするために、基板を特定の適切な温度まで加熱する。その後、基板をリソグラフィ装置内に戻し、ここでは上述したように基板の相対的位置を求めるために、アラインメントマーカを使用することができる。
【００１８】
基板をリソグラフィ装置からトラックへと移送し、ここで潜像マーカを見えるようにして、基板をリソグラフィ装置へと戻すことは、時間がかかるプロセスであり、したがってシステムのスループットを低下させる。この移送プロセスは不正確さにもつながる。基板が基板テーブルから外され、トラックでの処置後に基板テーブル上で再度位置決めされるからである。基板は、再度位置決めした後、基板テーブルに対して基板テーブルから外す前と全く同じ位置ではないことが理解される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
より少ない時間で、より正確なアラインメントを可能にする方法および装置を提供することが、本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明によると、これは冒頭のパラグラフで規定したような方法を提供することによって達成され、方法はさらに、
−マーカ位置で基板を局所的に加熱することにより、リソグラフィ装置内で基板を加熱することを含む。
【００２１】
マーカ位置で基板を局所的に加熱することにより、マーカを高速の方法でセンサによる検出が可能なものにすることができる。基板全体の加熱に時間およびエネルギが浪費されず、基板の該当部分のみが加熱される。
【００２２】
局所的加熱、つまり局所的な露光後ベークは、露光中に基板が配置されている基板テーブルの上で容易に実行することができ、基板をリソグラフィ投影装置から出して、ウェハテーブルから外すという時間が浪費されない。基板をリソグラフィ投影装置に戻し、基板テーブル上で位置決めするという無駄な時間がない。また、リソグラフィ投影装置内に戻した時に、基板を基板テーブル上で位置決めする必要がない。したがって、方法はさらに正確で、消費時間がより短く、したがってシステムの品質およびスループットを向上させる。
【００２３】
マーカは１００×１００ミクロンという典型的な寸法を有し、これは基板の比較的小さい表面積である。局所的露光後ベークは、潜像マーカにのみ適用されるので、レジストのガス放出による汚染粒子の可能な放出量が比較的少量である。汚染粒子がレンズおよび／またはミラーを汚染する危険性をさらに最低限に抑えるために、このようなレンズおよび／またはミラーから遠い位置で局所的露光後ベークを実行することができる。多段機械を使用する場合、局所的露光後ベークを、投影レンズから遠い位置で実行することができる。
【００２４】
本発明の実施形態によると、発熱要素を潜像マーカの近傍に設けることによって、局所的加熱を実行する。これは、局所的露光後ベークを実行する容易な方法である。発熱要素を潜像マーカへと移送することが可能であるが、基板を発熱要素へと移送することも可能である。
【００２５】
本発明の実施形態によると、発熱要素を潜像マーカに押しつける。これは、発熱要素から潜像マーカへの高速かつ正確な熱搬送を保証するために実行することができる。
【００２６】
本発明の実施形態によると、発熱要素は、電気エネルギを発熱要素に加えることと、放射線ビームを発熱要素に投影することとのうち一方によって加熱する。これらは、発熱要素を容易に加熱する方法である。
【００２７】
本発明の実施形態によると、局所的加熱は、放射線ビームを潜像マーカに提供することと、交番磁界を潜像マーカに適用することとのうち一方によって実行される。これらは、潜像マーカを直接加熱する容易かつ正確な方法である。
【００２８】
本発明の実施形態によると、方法はさらに、
−マーカの近傍で吸引を実行することを含む。吸引を実行することにより、局所的露光後ベークによるガス放出から生じた汚染粒子を除去することができる。
【００２９】
さらなる態様によると、本発明はデバイス製造方法にも関し、方法は、
−  基板を設けるステップと、
−  前記基板上に少なくとも１つのマーカを生成するために、上述したような方法を使用するステップと、
−  照明システムを用いて放射線投影ビームを提供するステップと、
−  前記基板上の前記少なくとも１つのマーカを使用することにより、前記基板をパターニング手段に位置合わせすることと、
−  投影ビームの断面にパターンを与えるために、前記パターニング手段を使用することと、
−  パターン形成した放射線のビームを基板の目標部分に投影することとを含む。
【００３０】
さらなる態様によると、本発明はリソグラフィ装置に関し、これは、
−  放射線の投影ビームを提供する照明システムと、
−  パターニング手段を支持する支持構造とを有し、パターニング手段は、投影ビームの断面にパターンを与えるように働き、さらに、
−  基板を保持する基板テーブルと、
−  パターン形成したビームを基板の目標部分に投影する投影システムとを有し、
リソグラフィ装置が、前記基板上の潜像マーカを検出可能なマーカに変換するために、基板を局所的に加熱する内部デバイスを有することを特徴とする。
【００３１】
本発明の実施形態によると、基板を局所的に加熱するデバイスは発熱要素を有し、リソグラフィ装置は、発熱要素と潜像マーカとを相互の近傍に運搬するか、発熱デバイスと潜像マーカを相互に押しつけるように配置構成される。
【００３２】
本発明の実施形態によると、リソグラフィ装置は発熱要素に電気エネルギを適用するデバイスを有する。
【００３３】
本発明の実施形態によると、リソグラフィ装置は、放射線ビームを発熱要素に提供するように配置構成された放射線放出デバイスを有する。
【００３４】
本発明の実施形態によると、リソグラフィ装置は、放射線ビームを潜像マーカに提供するように配置構成された放射線放出デバイスを有する。
【００３５】
本発明の実施形態によると、リソグラフィ装置は、交番磁界を潜像マーカに提供する磁気デバイスを有する。
【００３６】
本発明の実施形態によると、リソグラフィ装置は、マーカの近傍で吸引を実行するように配置構成された排気デバイスを有する。
【００３７】
次に、本発明の実施形態を添付の略図を参照に、例示の方法においてのみ説明する。図面では対応する参照記号は対応する部品を示すものとする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
図１は、本発明の特定の実施形態によるリソグラフィ投影装置を概略的に示したものである。この装置は、
−  放射線（例えばＵＶまたはＥＵＶ放射線）の投影ビームＰＢを供給する照明システム（照明装置）ＩＬと、
−  パターニング手段（例えばマスク）ＭＡを支持し、かつ、品目ＰＬに対して正確にパターニング手段の位置決めを行う第一位置決め手段ＰＭに連結を行った第一支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴと、
−  基板（例えばレジスト塗布したシリコンウェハ）Ｗを支持し、かつ、品目ＰＬに対して正確に基板の位置決めを行う第二位置決め手段ＰＷに連結を行った基板テーブル（例えばウェハテーブル）ＷＴと、
−  パターニング手段ＭＡによって投影ビームＰＢに与えられたパターンを基板Ｗの目標部分Ｃ（例えば、１つあるいはそれ以上のダイから成る）に描像する投影システム（例えば屈折性投影レンズ）ＰＬを有する。
【００３９】
ここで示しているように、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）。
【００４０】
照明装置ＩＬは放射線ソースＳＯから放射線のビームを受け取る。ソースとリソグラフィ装置とは、例えばソースがエキシマレーザである場合に、別個の存在でよい。このような場合、ソースはリソグラフィ装置の一部を形成すると見なされず、放射線ビームは、例えば適切な集光ミラーおよび／またはビーム拡張器などを有するビーム送出システムの助けにより、ソースＳＯから照明装置ＩＬへと渡される。他の場合、例えばソースが水銀ランプの場合は、ソースが装置の一体部品でもよい。ソースＳＯおよび照明装置ＩＬは、必要に応じてビーム送出システムＢＤとともに、放射線システムと呼ぶことができる。
【００４１】
照明装置ＩＬは、ビームの角度強度分布を調節する調節手段ＡＭを有してよい。一般的に、照明装置の瞳面における強度分布の外部および／あるいは内部放射範囲（一般的にそれぞれ、σ−ｏｕｔｅｒおよびσ−ｉｎｎｅｒと呼ばれる）を調節することができる。また、照明装置ＩＬは一般的に、積分器ＩＮおよびコンデンサＣＯのような様々な他の構成要素を有する。照明装置は、投影ビームＰＢと呼ばれ、その断面に亘り所望する均一性と強度分布とを有する、調整された放射線ビームを提供する。
【００４２】
投影ビームＰＢは、マスクテーブルＭＴ上に保持されているマスクＭＡに入射する。投影ビームＰＢはマスクＭＡを通して、基板Ｗの目標部分Ｃ上にビームを集束するレンズＰＬを通過する。第二位置決め手段ＰＷおよび位置センサＩＦ（例えば干渉計デバイス）の助けにより、基板テーブルＷＴは、例えばビームＰＢの経路における異なる目標部分Ｃに位置を合わせるために正確に運動可能である。同様に、第一位置決め手段ＰＭおよび別の位置センサ（図１には明示的に図示せず）を使用して、例えばマスクライブラリから機械的に検索した後に、あるいは走査運動の間に、ビームＰＢの経路に対してマスクＭＡを正確に位置決めすることができる。一般的に、オブジェクトテーブルＭＴおよびＷＴの運動は、位置決め手段ＰＭおよびＰＷ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）およびショートストロークモジュール（微動位置決め）にて行われる。しかし、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はショートストロークアクチュエータに連結されるだけであるか、あるいは固定される。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。
【００４３】
ここに表した装置は以下の好ましいモードにて使用可能である。
１．ステップモードにおいては、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴは基本的に静止状態に保たれている。そして、投影ビームに与えたパターン全体が１回の作動（すなわち１回の静止露光）で目標部分Ｃに投影される。次に基板テーブルＷＴがＸ方向および／あるいはＹ方向にシフトされ、異なる目標部分Ｃが照射され得る。ステップモードでは、露光フィールドの最大サイズが、１回の静止露光で描像される目標部分Ｃのサイズを制限する。
２．走査モードにおいては、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴを同期走査する一方、投影ビームに与えられたパターンを目標部分Ｃに投影する（つまり１回の動的露光）。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ＰＬの拡大（縮小）および像反転特性によって決定される。走査モードでは、露光フィールドの最大サイズが、１回の動的露光で目標部分の（非走査方向における）幅を制限し、走査動作の長さが目標部分の（走査方向における）高さを決定する。
３．別のモードでは、マスクテーブルＭＴが基本的に静止状態に維持されて、プログラマブルパターニングデバイスを保持し、投影ビームに与えられたパターンを目標部分Ｃに投影する間に、基板テーブルＷＴが動作するか、走査される。このモードでは、一般的にパルス状放射線ソースを使用して、基板テーブルＷＴを動作させるごとに、または走査中に連続する放射線パルス間に、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なしリソグラフィに容易に適用することができる。
【００４４】
上述した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も使用することができる。
【００４５】
本発明によると、潜像アラインメントマーカは、局所的な露光後ベークを実行することによって、リソグラフィ装置で検出可能にする。これは、露光位置で実行できるが、２つ以上の基板テーブルを有するリソグラフィ装置を使用する場合、これは露光位置とは離れているが、リソグラフィ装置内の位置で実行することができる。
【００４６】
潜像マーカを検出可能なマークに変換するために、局所的な露光後ベークをリソグラフィ装置の内部で実行する。基板を局所的に、つまり潜像アラインメントマーカの位置で加熱することにより、基板をリソグラフィ装置から運び出す必要なく、潜像アラインメントマーカを検出可能にすることができる。また、基板テーブルＷＴから基板Ｗを外す必要もない。
【００４７】
潜像マーカとは、マーカのコントラストが低すぎて、潜像マーカの確実かつ成功裏の検出ができないマーカという意味である。露光後ベークを適用することにより、潜像マーカのコントラストが増大し、確実かつ成功裏の検出が可能になる。
【００４８】
本発明の様々な実施形態について以下で説明する。
【００４９】
実施形態１
図２ａ、図２ｂおよび図２ｃは、本発明の第一の実施形態を示す。図２ａは、その頂部にレジスト層Ｒがある基板Ｗの一部を示す。レジスト層Ｒ内に潜像アラインメントマーカ１０を設ける。この潜像アラインメントマーカ１０は、当業者に知られている方法でアラインメントマーカのパターンをレジスト層Ｒに投影することによって設ける。
【００５０】
図２ｂは、潜像アラインメントマーカ１０の近傍に移動させた発熱要素２０を示す。発熱要素２０は、当業者に知られている任意の種類の発熱要素でよい。
【００５１】
この実施形態によると、発熱要素２０は、例えばＡｇ線２１に接続されたプラチナ板でよい。発熱要素２０の寸法は、潜像アラインメントマーカ１０に匹敵し、例えば約１００μｍから４０μｍである。しかし、発熱要素２０は、潜像アラインメントマーカ１０を囲むレジストの不必要な加熱を防止するために、潜像アラインメントマーカよりわずかに小さくてよい。
【００５２】
Ａｇ線２１の直径は、発熱要素２０の直径より大きいことが好ましいが、これは図２ｂではそのように図示されていない。発熱要素２０に対して相対的に大きい直径の線を設けることにより、発熱要素２０は、線に対して比較的大きい抵抗を有し、したがって比較的大量の熱が発熱要素２０内で発生するが、線２１では発生しない。このような線は、当業者にはウォラストン線として知られている。Ａｇ線は電圧ソースＶＳに接続される。電圧は、Ａｇ線２１を介して発熱要素２１に適用することができる。これは、ＤＣ電圧ソースまたはＡＣ電圧ソースでよい。加えた電圧の結果、Ａｇ線２１および発熱要素２０を通って電流が流れる。温度上昇は、加える電圧にほぼ比例することが理解される。電流ソースを使用して、同じ結果が得られる。
【００５３】
発熱要素２０を潜像マーカ１０の近傍に移動させることができる。それを実行するために、発熱要素２０をロボットアームに接続して、発熱要素２０を所望の位置へと移動させる。しかし、発熱要素２０は、リソグラフィ装置の固定位置に位置決めしてもよい。その場合は、基板Ｗを、発熱要素２０に対してその固定位置へと移動させる。基板Ｗは、既に移動するように配置構成されている基板テーブルＷＴ上に位置決めされているので、これは、発熱要素２０を潜像マーカ１０に近づける有利な方法である。しかし、これら２つの実施形態に組み合わせを使用してもよい。つまり発熱要素２０と基板Ｗとを両方移動させてもよい。
【００５４】
発熱要素２０は、潜像マーカ２０に接触させてもよい。これは、基板テーブルＷＴおよび／または発熱要素２０を移動させて遂行することができる。加える圧力が、所定の閾値を超えないように注意しなければならない。閾値を超えると、レジスト層Ｒに損傷を引き起こす。
【００５５】
加える圧力は、例えばその目的用の位置決め手段ＰＷを使用するなど、圧力センサ（図示せず）を使用して監視することができる。原則的に、発熱要素２０による局所的な露光後ベークは、局所的膨張のためにレジスト層Ｒに局所的変形を引き起こし、その結果、材料に内部応力が生じる。しかし、マーカは比較的小さく、変形が比較的無害であるように、基板Ｗ上の目標区域Ｃの外側に位置決めすることが好ましいことに留意されたい。また、これらの内部応力は比較的小さく、加熱区域が冷却後は消えてしまう。シリコン材料は、熱を即座に伝達する、つまりミリ秒の単位以内で伝達することが、良く知られている。
【００５６】
図２ｃは、露光後ベークで可能な結果を示す。潜像マーカ１０は、アラインメントシステムによって容易かつ確実に検出できるマーカ１１に変換する。潜像マーカ１０の光学的特徴が変化し、検出が可能になる。潜像マーカ１０の形態学的性質も、図２ｃから見られるように変化する。
【００５７】
局所的露光ベークは、リソグラフィ投影装置の内側で実行することができ、リソグラフィ投影装置の外側で実行する必要がないことが理解される。本発明によると、基板テーブルＷＴから基板Ｗを外す必要がなく、これはプロセスの正確さを向上させる。また、非常に時間がかかる基板Ｗのリソグラフィ投影装置外部への移送が必要なくなる。
【００５８】
実施形態２
図３ａ、図３ｂおよび図３ｃは、本発明の代替実施形態を概略的に示す。この実施形態によると、レーザデバイス３０などの放射線放出デバイスで潜像アラインメントマーカ１０を局所的に加熱することによって、局所的露光後ベークを実行する。図３ａは図２ａと同様であり、潜像マーカ１０を示す。図３ｂは、潜像マーカ１０に投影されるレーザビームを生成するレーザデバイス３０を概略的に示す。レーザ３０によって生成されるビームの波長は、レーザビームがレジスト層Ｒによって十分に吸収されるような波長でなければならない。したがって、波長は、レジスト層Ｒの特徴に基づいて選択される。例えば３〜１０μｍの波長を有する（遠）赤外線レーザデバイス３０を使用してよい。
【００５９】
また、レーザビームの強度も慎重に選択しなければならない。つまり、所望の局所的露光後ベークを迅速に達成するのに十分なほど高いが、潜像マーカ１０を囲むレジストへの影響を防止するために、高すぎてはならない。レーザビームの特徴も、潜像マーカ１０を囲むレジストの化学的反応を防止するか、少なくとも最低限に抑えるように選択しなければならない。
【００６０】
実験によると、約９．５〜１０μｍの波長を有するレーザビームおよび約２〜３μｍの波長を有するレーザビームが、局所的な露光後ベークを実行するために適切である。必要な強度は、使用するレジストなどの多くの要因によって決定される。
【００６１】
この実施形態は、基板Ｗに物理的に接触する必要なく、迅速かつ正確な局所的露光後ベークを提供する。
【００６２】
実施形態３
第三の実施形態によると、局所的な露光後ベークは、交番磁界を潜像アラインメントマーカ１０に局所的に適用することによって実行される。これは、図４で示すようなコイル４０などの磁気デバイスを使用して実行する。交番電圧ソースＶＳ（または電流ソース）は、線４１を介してコイル４０に接続され、交番磁界が生成される。加熱プロセスは、当業者によって容易に理解されるように、マイクロ波で使用する加熱プロセスと同様の効果に基づく。
【００６３】
実施形態４
この実施形態によると、図５で示すように、実施形態１と２との組み合わせが適用される。適正な特徴を有する、つまりレジスト層Ｒ内で十分に吸収される所望の波長を生成するレーザデバイス３０を提供することは、常に容易であるとは限らないので、発熱要素５０を潜像マーカ１０の近傍に移動するか、それに接触させる。次に、レーザデバイス３０を使用してレーザビームを発熱要素５０に投影することによって、それを加熱する。この代替方法は、潜像マーカ１０の近傍の発熱要素２０に線２１を設ける必要がないという利点を有する。レーザデバイス３０は、必ずしもレジスト層Ｒ内で十分に吸収される波長を有するものではなく、発熱要素５０の材料によって十分に吸収されなければならず、その材料は自由に選択される。
【００６４】
場合によっては、放射線ソースＳＯを使用して、発熱要素５０を加熱してもよい。これは、発熱要素を放射線ソースの焦点面に位置決めし、発熱デバイス５０の近傍になるように基板Ｗを位置決めすることによって、単純に実行される。局所的な露光後ベークを遠隔位置で実行する場合、これは、放射線ソースＳＯが生成した露光ビームの一部をタッピングし、これを遠隔位置まで誘導して、局所的な露光後ベークに使用することによっても実行される。
【００６５】
既に上記で検討したように、レジストの局所的加熱は、レジストのガス放出を引き起こすことがある。その結果、汚染物質の粒子がレジストから放出され、これがリソグラフィ装置を汚染し、その性能にマイナスの影響を及ぼす。特に、投影レンズＰＬを汚染する粒子は、リソグラフィ装置にマイナスの影響を及ぼす。したがって、局所的な露光後ベークは、投影レンズＰＬから離れた位置で実行する。
【００６６】
例えば、多段機械を使用する場合、ステージは露光位置から容易に離すことができる。このような多段機械では、通常は２つの位置が画定される。測定糸と露光位置である。測定位置では、高さの測定などの測定を実行する。次に、基板Ｗおよび基板テーブルＷＴを露光位置へと移動し、ここで測定位置にて取得した測定値を使用する。この概念は当業者には知られている。
【００６７】
ガス放出のマイナス効果を軽減し、特に投影レンズＰＬの汚染を軽減するために、局所的な露光後ベークは測定位置で実行する。しかし、局所的な露光後ベークを投影装置の異なる位置で実行することも可能である。
【００６８】
基板ステージＷＴおよび基板Ｗを投影レンズＰＬから離すことは、単一ステージの機械でも実行してよい。
【００６９】
ガス放出による汚染のマイナス効果は、排気デバイス６０を設けることによって、さらに軽減することができ、これは吸引によって汚染粒子を除去するように配置構成される。図６は、既に図３ｂに関して述べたようにレーザデバイス３０で加熱するマーカ１０の上に設けたこのような排気デバイス６０の実施形態を示す。吸引の強度は慎重に選択しなければならない。吸引が強力すぎる場合、これはリソグラフィ装置内の流れの状態にマイナスの影響を及ぼすことがある。吸引は、局所的な露光後ベーク中に実行してもよいが、局所的な露光後ビー区が終了した後に実行するか、継続してもよい。言うまでもなく、使用時には排気デバイス６０をマーカの近傍に位置決めしなければならない。
【００７０】
以上、本発明の実施形態を詳細に説明したが、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。本説明は本発明を制限する意図ではない。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施形態によるリソグラフィ装置を示したものである。
【図２ａ】本発明の第一の実施形態による基板を示したものである。
【図２ｂ】本発明の第一の実施形態による基板を示したものである。
【図２ｃ】本発明の第一の実施形態による基板を示したものである。
【図３ａ】本発明の第二の実施形態による基板を示したものである。
【図３ｂ】本発明の第二の実施形態による基板を示したものである。
【図３ｃ】本発明の第二の実施形態による基板を示したものである。
【図４】本発明の第三の実施形態による基板を示したものである。
【図５】本発明の第四の実施形態による基板を示したものである。
【図６】本発明のさらなる実施形態による基板を示したものである。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【外国語明細書】
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