(57)【要約】【課題】リソグラフィ装置、および集積回路（ＩＣ）などのデバイスの製造時にこのリソグラフィ装置を使用する方法を提供すること。【解決手段】本発明によれば、特に、２以上のスペクトル・ピークを含んだスペクトル分布を有する放射線を使用することによって、基板に印刷されるパターンの粗密バイアスを制御することができるリソグラフィ装置が提供される。【選択図】図４
2006216949.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線ビームを条件付けるように構成された照明システムと、
パターン化された放射線ビームを形成するように前記放射線ビームの断面にパターンを付与することができるパターン化デバイスを支持するように構築されたサポートと、
基板を保持するように構築された基板テーブルと、
前記パターン化された放射線ビームを前記基板のターゲット部分に投射するように構成された投影システムと
を有するリソグラフィ装置であって、
前記基板にパターンを形成する際に、２以上の離散スペクトル・ピークを含んだスペクトル・エネルギー分布を有するように前記放射線ビームを制御することによって粗密バイアスを制御し、粗密バイアスを実質的にプリセット公称値に維持するように構築および配置されたリソグラフィ装置。
【請求項２】
前記放射線ビームのスペクトル・エネルギー分布が２つの離散スペクトル・ピークを有している請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項３】
前記放射線ビームのスペクトル・エネルギー分布が３以上の離散スペクトル・ピークを有している請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項４】
前記スペクトル・エネルギー分布の前記２以上の離散スペクトル・ピークが互いに分離されており、この分離が、前記粗密バイアスを制御して実質的に前記プリセット公称値に維持するのに適合していることを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項５】
前記スペクトル・エネルギー分布の前記２以上の離散スペクトル・ピークの前記分離が、約５ｐｍ未満、約３ｐｍ未満および約１ｐｍ未満からなるグループから選択されることを特徴とする請求項４に記載のリソグラフィ装置。
【請求項６】
前記スペクトル・エネルギー分布の前記２以上の離散スペクトル・ピークの前記分離が、約０．５ｐｍ未満、約０．２５ｐｍ未満および約０．１０ｐｍ未満からなるグループから選択されることを特徴とする請求項４に記載のリソグラフィ装置。
【請求項７】
前記粗密バイアスが連続的に測定および監視される請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項８】
パターン化された基板の前記粗密バイアスが測定されて、前記粗密バイアスの前記プリセット公称値と比較されることを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項９】
測定した粗密バイアスと前記粗密バイアスの前記プリセット公称値が等しくない場合に、粗密バイアスに対する前記スペクトル・エネルギー分布の前記２以上の離散スペクトル・ピークの分離の差を表すコンピュータによってモデル化されたグラフを使用して、前記２以上のスペクトル・ピークの分離を改変し、それによって前記粗密バイアスを制御して前記プリセット公称値に維持する請求項８に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１０】
２以上の離散スペクトル・ピークを含む前記スペクトル・エネルギー分布が、放射線源内の同調機構であって、前記放射線ビームの中心波長を調整するための同調機構を使用して生成される請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１１】
前記放射線ビームの中心波長を調整するための前記同調機構が、同調ミラーを発振させることのできる圧電駆動装置を有している請求項１０に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１２】
前記粗密バイアスの前記プリセット公称値が、約−１．０ｎｍと−１０ｎｍの間の値に設定される請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１３】
前記粗密バイアスの前記プリセット公称値が−５ｎｍに設定される請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１４】
前記放射線ビームが遠紫外線（ＤＵＶ）の波長に対応した波長を有している請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１５】
前記スペクトル・エネルギー分布を形成することのできる前記放射線ビームが、約１５７ｎｍ、約１９３ｎｍ、約２４８ｎｍおよび約３６５ｎｍからなるグループから選択される波長を有している請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１６】
前記放射線ビームが、約５ｎｍから約２０ｎｍまでの範囲の波長を有する極端紫外（ＥＵＶ）放射線である請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１７】
前記放射線ビームの波長が約１３．５ｎｍである請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１８】
基板に印刷されるパターンの粗密バイアスを制御して、２以上の離散スペクトル・ピークを含んだスペクトル・エネルギー分布を有する放射線ビームを生成するプリセット公称値に実質的に維持するように構築および配置されたリソグラフィ装置。
【請求項１９】
パターン化された放射線ビームを基板のターゲット部分に投射するステップと、
２以上の離散スペクトル・ピークを含んだスペクトル・エネルギー分布を前記放射線ビームに持たせることによって、前記基板に印刷されるパターンの粗密バイアスを制御してプリセット公称値に実質的に維持するステップと
を含むデバイス製造方法。
【請求項２０】
前記スペクトル・エネルギー分布を前記放射線ビームに持たせる段階が、前記放射線の放射線源で生じている請求項１９に記載のデバイス製造方法。
【請求項２１】
前記スペクトル・エネルギー分布を前記放射線ビームに持たせる段階が、このデバイス製造方法で使用するリソグラフィ・デバイス内で生じている請求項１９に記載のデバイス製造方法。
【請求項２２】
超小型電子デバイスにおいて、
パターン化された放射線ビームを基板に投射する方法であって、２以上の離散スペクトル・ピークを含んだスペクトル・エネルギー分布を有するように放射線ビームを生成することができることによって、基板に印刷されるパターンの粗密バイアスを制御してプリセット公称値に実質的に維持することができる方法
によって製造された超小型電子デバイス。
【請求項２３】
前記超小型電子デバイスが、集積回路（ＩＣ）、集積光学系、磁気領域メモリのための誘導および検出パターン、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）および薄膜磁気ヘッドからなるグループから選択されるものである請求項２２によって製造された超小型電子デバイス。
【請求項２４】
放射線ビームを形成することができる放射線源と、
異なる波長の少なくとも２つの離散スペクトル・ピークを含んだスペクトル・エネルギー分布を生成するように前記放射線ビームを処理することができるスペクトル・エネルギー分布処理システムと、
前記スペクトル・エネルギー分布の前記少なくとも２つの離散スペクトル・ピークを実質的に同時に適用することができ、それによって基板にパターンを生成するパターン化投影デバイスと
を有するリソグラフィ装置。
【請求項２５】
基板を結像する方法であって、
スペクトル・エネルギー分布を有する放射線のビームを生成するステップと、
少なくとも２つの離散スペクトル・ピークを生成するように前記スペクトル・エネルギー分布を処理するステップと、
前記少なくとも２つのスペクトル・ピークを有する前記スペクトル・エネルギー分布を投影し、それによって基板にパターンを形成するステップと
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リソグラフィ装置、および集積回路（ＩＣ）などのデバイスの製造にこのリソグラフィ装置を使用する方法に関する。本発明は、詳細には、２つ以上の離散スペクトル・ピークを有するスペクトル・エネルギー分布を使用することによって、異なるピッチで生じる印刷フィーチャ内の粗密バイアス（ｉｓｏ−ｄｅｎｓｅ  ｂｉａｓ）を制御することができるリソグラフィ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィ装置は、基板（一般的には基板のターゲット部分）に所望のパターンを適用するマシンである。リソグラフィ装置は、例えば集積回路（ＩＣ）の製造に使用することができる。その場合、マスクあるいはレチクルとも呼ばれるパターン化デバイス（パターニング・デバイス）が、ＩＣの個々の層に形成する回路パターンを生成するように使用され、この生成されたパターンが、基板（例えばシリコン・ウェハ）上のターゲット部分（例えば１つまたは複数のダイの一部を含む）に転送される。パターンの転送は、通常、基板の上に提供された放射線感光材料（レジスト）の層への結像を介して実施される。通常、１枚の基板には、順次パターン化される隣接ターゲット部分のネットワークにする回路網が含まれる。公知のリソグラフィ装置には、パターン全体を１回でターゲット部分に露光することによってターゲット部分の各々を照射する、いわゆるステッパと、パターンを放射線ビームで所与の方向（「走査」方向）に走査し、同時に、基板をこの方向に平行に、あるいは逆平行に同期走査することによってターゲット部分の各々を照射する、いわゆるスキャナとがある。パターンを基板にインプリントすることによってパターン化デバイスから基板へパターンを転送することも可能である。
【０００３】
照明システムが、放射線ビームを条件付ける（コンディショニングする）ように構成されており、レチクルと基板の間に、レチクルの照射部分を基板のターゲット部分に結像するための投影システムが配置される。照明システムは、放射線の投影ビームを導き、整形し、あるいは制御するためのコンポーネントを有し、これらのコンポーネントは、通常、例えば屈折光学系、反射光学系および／またはカタディオプトリック系を含む。
【０００４】
通常、投影システムは、投影システムの開口数（一般に「ＮＡ」と呼ばれる）を設定するための光学系を有する。例えば、調整可能ＮＡ絞りが投影システムのひとみ中に提供される。また照明システムは、通常、（照明システムのひとみ中の）マスクの上流側の強度分布の外部および／または内部ラジアル範囲（一般に、それぞれσアウターおよびσインナーと呼ばれる）を設定するための調整可能エレメントを有する。以下、σアウターおよびσインナーの特定の設定を環状照明モードと呼ぶこともできる。照明システムのひとみ平面の空間強度分布を制御することにより、被照明対象の画像（イメージ）を基板に投影する際に、処理パラメータを改善することができる。
【０００５】
マイクロチップの製造は、デバイスとデバイスの間、相互接続線と相互接続線の間、あるいはフィーチャとフィーチャの間、および／またはフィーチャのエレメントとエレメントの間、例えばフィーチャの２つのエッジとエッジの間の空間もしくは幅の許容差の制御を必要とする。詳細には、デバイスすなわちＩＣ層の製造で許容される最小のこのような空間の空間許容差の制御は、制御の中でも重要な制御である。最小空間および／または最小幅は、臨界寸法（「ＣＤ」）と呼ばれる。通常、１枚の基板は、逐次露光される隣接ターゲット部分のネットワックを含む。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の投影リソグラフィ技法において、粗いフィーチャ（粗フィーチャ）および高密度フィーチャ（密フィーチャ）のＣＤの不一致の発生が、プロセス寛容度（すなわちＣＤの所与の許容差に対する被照射ターゲット部分の露光線量の残留誤差の許容量と相俟った有効焦点深度）を制限し得ることがよく知られている。この問題は、マスク上の同じ公称ＣＤを有するフィーチャが、ピッチ依存回折効果のために、マスク上のそれらのピッチ（すなわち隣接するフィーチャとフィーチャの間の分離）に応じて異なって印刷されることによるものである。例えば、特定の線幅を有する線からなるフィーチャは、そのフィーチャが隔離している場合（すなわちピッチが広い場合）と、同じ線幅の他の線と共にマスク上に高密度構造で配置された場合（すなわち狭いピッチで配置された場合）とでは、同じ線幅を有する同じフィーチャであっても異なって印刷されることになる。したがってＣＤの高密度フィーチャと粗いフィーチャの両方を同時に印刷する必要がある場合、ピッチに依存する印刷ＣＤの変化が生じる。この現象は「粗密バイアス」と呼ばれ、フォトリソグラフィ技法においてはとりわけ問題である。粗密バイアスは、ナノメートルの単位で測定され、リソグラフィ・プロセスの実際的な特性の重要な測度を表している。
【０００７】
従来のリソグラフィ装置は、一般的に粗密バイアスの問題に直接対処していない。投影レンズの開口数などのリソグラフィ装置の光学パラメータを変更するか、σアウターおよびσインナーの設定を変更することによって、あるいは印刷される粗いフィーチャと高密度フィーチャの寸法の差が最小化されるようにマスクを設計することによって粗密バイアスを補償する試行は、リソグラフィ装置の使用者の責任である。
【０００８】
通常、高真空製造現場では、マシンの最適利用を保証するために、同じリソグラフィ製造プロセス・ステップが様々なリソグラフィ装置を使用して実行されており、したがって（例えばマシン間の差の観点から）製造プロセス中にＣＤが変化する原因、および／またはＣＤに誤差が生じる原因になっている。通常、このような誤差の実際のピッチ依存性は、パターンおよびフィーチャの特定のレイアウト、使用中のリソグラフィ装置の投影システムに生じる収差、基板上の放射線感光層の特性、および照明設定、放射線エネルギーの露光線量などの放射線ビームの特性によって決まる。したがってパターン化デバイスによって提供されるパターン、および特定の放射線源を備えた特定のリソグラフィ装置を使用して印刷するパターンが与えられると、そのリソグラフィ・システム上で実行することによってそのプロセスの特性である粗密バイアスに関連するデータを識別することができる。同じリソグラフィ製造プロセス・ステップを（同じタイプおよび／または異なるタイプの）様々なリソグラフィ投影装置を使用して実施しなければならない場合、対応する異なる粗密バイアス特性を相互に適合させる問題、例えば製造プロセス中に生じるＣＤ変化を小さくする問題が存在する。
【０００９】
あるマシン（環状照明モードが使用されるプロセスのためのマシン）の粗密バイアス特性を他のマシンの粗密バイアス特性に適合させるための知られている技法は、２台のマシンのうちの一方のσアウター設定とσインナー設定の間の差を維持しつつ（すなわち照明モードの環状リングの幅を維持しつつ）、σアウターおよびσインナーの設定を変更することである。公称σ設定値は、プロセス寛容度（詳細には、焦点深度および露光寛容度）が最適化されるように選択される。この手法の場合、σ設定が変化すると、プロセス寛容度がより小さくなり、さらには実際の使用に際して極端に小さくなる可能性がある。
【００１０】
米国特許出願公開第２００２／００４８２８８号明細書は、電気放電レーザの帯域幅を制御するための集積回路リソグラフィ技法に関するものである。レーザ・ビームの帯域幅が制御され、それにより改良されたパターン解像度をレジストにもたらすための少なくとも２つのスペクトル・ピークを有する有効ビーム・スペクトルが生成される。米国特許出願公開第２００２／００４８２８８号明細書は、参照により本明細書に組み込まれる。
【００１１】
米国特許第５，３０３，００２号明細書は、レジスト層をパターン化するための方法および装置に関するものであり、放射線の複数の帯域を使用して改良された焦点深度を提供する。米国特許第５，３０３，００２号明細書は、参照により本明細書に組み込まれる。
【００１２】
米国特許第５，９７８，３９４号明細書は、放射線ビームの波長を制御するためのフィードバック構造に関するものである。米国特許第５，９７８，３９４号明細書は、参照により本明細書に組み込まれる。
【００１３】
本発明の実施例の１つの観点によれば、粗密バイアスを制御することができるリソグラフィ装置が提供される。
【００１４】
本発明の実施例の他の観点によれば、リソグラフィ装置の粗密バイアスを制御する方法が提供される。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の１つの観点によれば、放射線ビームを条件付ける照明システムと、パターン化された放射線ビームを形成するように放射線ビームの断面にパターンを付与することができるパターン化デバイスを支持するサポートと、基板を保持する基板テーブルと、パターン化された放射線ビームを基板のターゲット部分に投射する投影システムとを有するリソグラフィ装置であって、基板にパターンを形成する際に、２以上の離散スペクトル・ピークを含んだスペクトル・エネルギー分布を有するように放射線ビームを生成することによって、粗密バイアスを制御してプリセット公称値に実質的に維持することができるリソグラフィ装置が提供される。
【００１６】
本明細書における粗密バイアスは、高密度フィーチャと粗いフィーチャの両方を実質的に同時に印刷する際の印刷臨界寸法（ＣＤ）のピッチ依存性の変化を意味している。
【００１７】
本発明を使用することによってリソグラフィ装置の粗密バイアスを制御することができるため、処理ステップのすべての期間にわたってリソグラフィ装置を実質的に一定の粗密バイアス値で動作させることができる。したがってリソグラフィ装置を初期にセット・アップして、設定された粗密バイアス（すなわち公称設定値）で動作するようにリソグラフィ装置を最適化することができるため、改良されたパターン解像度を提供することができる。
【００１８】
粗密バイアスの変化をもたらすリソグラフィ装置の不安定性は、使用中におけるレーザ帯域幅の変動、イルミネータの特性の変化（例えば投影レンズおよび光学レンズの調整、セット・アップおよびアライメントなどの変化）、あるいはフォト・レジスト特性の変化（例えばベーク時間および温度勾配を含む処理条件などの変化）のいずれかから選択される様々なパラメータによるものであることが考えられる。関連する粗密バイアスを任意の特定の時間に測定することにより、放射線ビーム中の２以上の離散スペクトル・ピーク間の分離を変更することによってリソグラフィ装置の粗密バイアスの変化をもたらすパラメータの影響を制御し、補償することができる。
【００１９】
粗密バイアスを制御するための本発明による手順を使用して、多くの様々なリソグラフィ装置の粗密バイアスを制御することができる。したがって、同じリソグラフィ製造プロセス・ステップを使用して、実質的に等しい粗密バイアス値で動作するよう、例えば高真空製造現場における様々なリソグラフィ装置を制御することができるため、特定の製造現場に存在する様々なリソグラフィ装置を最大限有効利用することができる。
【００２０】
例えば、リソグラフィ装置の粗密バイアスを制御して、約−０．１ｎｍから−１０ｎｍまでの間もしくは約−１ｎｍから−８ｎｍまでの間の実質的に一定の値、好ましくは約−５ｎｍに実質的に維持することができる。粗密バイアスのプリセット値は、リソグラフィ装置の公称設定値と呼ぶことができる。
【００２１】
粗密バイアスは、例えば印刷済みのウェハを使用して、ＣＤ−ＳＥＭ（すなわち臨界寸法−走査電子顕微鏡）あるいはスキャッタロメータなどのオフライン測定ツールを使用して測定することができる。粗密バイアスを測定するための他の方法は、光学スキャッタロメトリなどの技法を使用してインラインで粗密バイアスを監視（モニタリング）することである。粗密バイアスは、任意の所定の周期で測定することができ、例えば１日毎、１週間毎、バッチ毎、ウェハ毎、あるいはダイ毎に測定することができる。粗密バイアスを測定する周期は、予想または発見される粗密バイアスの変化の量および頻度によって決まる。
【００２２】
２以上の離散スペクトル・ピークを含んだスペクトル・エネルギー分布を使用して粗密バイアスを制御することができる利点は、リソグラフィ装置が実際に動作している間に制御することができること、および制御の効果が速やかであることである。それに対して、粗密バイアスを制御するための従来の方法は、例えばレチクル上のバイアスを変更することを必要とする。このバイアスの変更には時間がかかり、リソグラフィ装置の「ダウン・タイム（休止時間）」が相当な時間に及ぶ原因になっている。
【００２３】
スペクトル・エネルギー分布には２つの離散スペクトル・ピークが含まれていること、すなわち放射線ビームが二重波長の放射線であることが好ましい。別法として、スペクトル・エネルギー分布は、３つ以上の任意の数の離散スペクトル・ピークを含んでいてもよい。
【００２４】
通常、スペクトル・エネルギー分布中の２以上の離散スペクトル・ピークは互いに分離されていてもよく、またこの分離は、粗密バイアスを制御するように適合されることができる。したがって、リソグラフィ装置の粗密バイアスが初期プリセット値（すなわち公称設定値）から変化すると、２以上の離散スペクトル・ピークの分離が変更されて、レーザ帯域幅の変動などのリソグラフィ装置の粗密バイアスの内部変化を補償するように適合される。したがって粗密バイアスを実質的に設定値に維持および制御することができる。
【００２５】
通常、スペクトル・エネルギー分布中の２以上の離散スペクトル・ピークは、約５ｐｍ未満あるいは約３ｐｍ未満、もしくは約１ｐｍ未満の分離を有することができる。スペクトル・エネルギー分布中の２以上の離散スペクトル・ピークの分離は、約０．５ｐｍ未満あるいは約０．２５ｐｍ未満、もしくは約０．１０ｐｍ未満であることが好ましい。リソグラフィ装置が動作している間に、２以上の離散スペクトル・ピークの分離をこれらの範囲のうちの任意の範囲内で変更することによって粗密バイアスをプリセット公称値に維持および制御することができる。この分離は、２以上の離散スペクトル・ピークのピーク間の分離によって決定することができる。このピーク間分離は、しばしばモード分離と呼ばれる。
【００２６】
典型的には、スペクトル・エネルギー分布中の２以上の離散スペクトル・ピークは、約０．０５〜０．３０ｐｍ、好ましくは約０．１５ｐｍのスペクトル帯域幅を有していてもよい。
【００２７】
スペクトル・エネルギー分布中の２以上の離散スペクトル・ピークは、同じ強度を有していることが好ましい。例えば、２以上の離散スペクトル・ピークは、約１０〜７０ｍＪ／ｃｍ２のエネルギーを有することができる。
【００２８】
好ましい実施例では、スペクトル・エネルギー分布は、ピーク間分離が約０．３ｐｍであり、スペクトル帯域幅が約０．１５ｐｍで、且つ、各ピークの強度が同じである２つの離散スペクトル・ピークを含むことができる。２０ｍＪ／ｃｍ２の線量、走査速度４００ｍｍ／秒、４，０００Ｈｚの繰返し速さで動作するレーザ放射線源の場合、この２つの個別離散スペクトル・ピークは、それぞれパルス毎に約０．０５ｍＪのエネルギーを有することができる。
【００２９】
２以上のスペクトル・ピークを含んだスペクトル・エネルギー分布は、適切な任意の技法を使用して形成することができる。例えば、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２００２／００４８１８８号明細書に記載されている、ＲＥＬＡＸと呼ばれる技法を使用することができる。ＲＥＬＡＸは、Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ  Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ  ｂｙ  Ｌａｓｅｒ−Ｓｐｅｃｔｒｕｍ  Ａｄｊｕｓｔｅｄ  Ｅｘｐｏｓｕｒｅの頭字語であり、所望のスペクトル分布を得るためのレーザ・パルスの中心波長の調整に使用される高速応答同調機構に関するものである。この技法には、基本的に、ふさわしい高周波数、例えば約１００〜６，０００Ｈｚで動作して同調ミラーを発振させる（すなわち振動させる）圧電駆動装置を利用する必要がある。この技法によれば、２以上の離散スペクトル・ピークを含んだスペクトル・エネルギー分布の形成に使用することができる著しく高速の同調ミラーの運動が提供される。圧電駆動装置は、エキシマ・レーザなどの放射線源の周波数と実質的に同じ周波数で動作させることができる。例えば、ＫｒＦエキシマ・レーザを約１２０Ｈｚで動作させる場合、また、ＡｒＦエキシマ・レーザを４，０００Ｈｚと６，０００Ｈｚの間で動作させる場合、これらの周波数のうちの任意の周波数で圧電駆動装置を動作させることができる。特定の実施例では、約４，０００Ｈｚもしくは６，０００Ｈｚの動作周波数でレーザを動作させることができる。
【００３０】
圧電駆動装置は、エキシマ・レーザなどの放射線源から放出されるパルスと実質的に同相で動作させることができる。代替実施例では、圧電駆動装置は、放射線源の周波数の実質的に１／２の周波数もしくは実質的に１／４の周波数で動作させることができる。
【００３１】
圧電駆動装置は、コンピュータ制御することができ、また最大約６，０００Ｈｚの周波数で更新信号に応答することができる。適切な圧電駆動装置は、例えばドイツのＷａｌｄｂｒｏｎｎ在所のＰｈｙｓｉｋ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｅ社が供給しているピエゾ・スタック・モデルＰ−８４０．１０である。この点に関して、本発明者らは、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第５，９７８，３９４号明細書にも言及する。米国特許第５，９７８，３９４号明細書には、同調ミラーの著しい高速運動が記述されている。
【００３２】
圧電駆動装置を使用して同調ミラーを発振させることにより、エキシマ・レーザなどの放射線源から放出されるパルスの波長に微小変化をもたらす効果を得ることも可能である。例えば、同調ミラーを約７５ｎｍだけ移動させることによって、２つの離散スペクトル・ピーク間の波長が約０．１ｐｍだけ変化する効果が見出され得る。
【００３３】
同調ミラーが発振すると、粗密バイアスの制御に使用することができる２以上の離散スペクトル・ピークを有するスペクトル・エネルギー分布が生成される。同調ミラーの発振振幅を変化させることにより、２以上の離散スペクトル・ピークの分離が決定され、したがって２以上の離散スペクトル・ピークからの粗密バイアス寄与が決定される。これを使用して初期プリセット公称値で粗密バイアスを実質的に維持および制御することができる。
【００３４】
使用中、波長を極めて高速で計算することができる波長計ユニットを使用して２以上のスペクトル・ピークの中心波長を測定することができる。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２００２／００４８２８８号明細書の中で考察されているＲＥＬＡＸ技法には、放射線源から放出される個々のエネルギー・パルスの波長を測定することができるフォト・ダイオード・アレイおよび計算的に有効なアルゴリズムが使用されている。この計算手順は、１秒当たり最大６，０００回実行することができる。
【００３５】
リソグラフィ装置の粗密バイアスは連続的に監視および測定することができるため、任意の特定の時間に粗密バイアスを知ることができる。上で考察したように、粗密バイアスは、ＣＤ−ＳＥＭあるいはスキャッタロメータなどのオフライン測定ツールを使用して測定することができる。測定した粗密バイアスは、リソグラフィ装置の、そのリソグラフィ装置の動作が最適化されるプリセット公称値と比較することができる。測定した粗密バイアスがプリセット公称値から変化している場合、プリセット公称値に復帰するまで粗密バイアスが変化するよう、スペクトル・エネルギー分布の２以上のスペクトル・ピーク間の分離を適合させることができる（すなわち分離を変化させることができる）。粗密バイアスが測定されると、測定値と必要な変化値を、例えばコンピュータによってモデル化されたグラフと比較することができる。このグラフは、どのようにスペクトル・エネルギー分布の２以上の離散スペクトル・ピークの分離差を改変させて、粗密バイアスを制御してプリセット公称値に維持することができるかを示す。コンピュータによってモデル化されたグラフは、ＰＲＯＬＩＴＨ（登録商標）などの標準のモデリング・パッケージを使用して生成することができる。ＰＲＯＬＩＴＨは、米国Ｔｅｘａｓ州Ａｕｓｔｉｎ在所のＫＬＡ  Ｔｅｎｃｏｒから入手することができる。２つの離散スペクトル・ピークの分離を粗密バイアスに対してプロットすると、実質的に放物曲線が生成されることが見出されるであろう。
【００３６】
粗密バイアスの変化が異なるリソグラフィ装置間で生じる実施例では、粗密バイアスの変化は、異なるリソグラフィ装置の２以上のスペクトル・ピークを含んだスペクトル・エネルギー分布を使用することによって制御することができる。異なるリソグラフィ装置間の粗密バイアスの変化は、使用中におけるレーザの変動、イルミネータの特性の変化あるいはフォト・レジスト特性の変化などの様々なパラメータに起因することが考えられる。したがって、実質的に同じ粗密バイアスを使用して動作するよう、異なるリソグラフィ装置を制御することができるため、製造現場における様々なリソグラフィ装置を最大限有効利用することができる。
【００３７】
通常、スペクトル・エネルギー分布を形成する放射線ビームには、遠紫外線（ＤＵＶ）の波長に対応する波長を持たせることができる。別法として、使用するスペクトル・エネルギー分布を形成する放射線ビームには、約５０ｎｍと５００ｎｍの間の波長、あるいは約１００ｎｍと４００ｎｍの間の波長を持たせることができる。スペクトル・エネルギー分布を形成する放射線ビームの波長は、約１５７ｎｍ、１９３ｎｍ、２４８ｎｍあるいは３６５ｎｍであることが好ましい。
【００３８】
代替実施例では、スペクトル・エネルギー分布を形成する放射線ビームには、波長の範囲が約５〜２０ｎｍの極端紫外（ＥＵＶ）放射線を使用することができる。ＥＵＶ放射線の波長は、約１３．５ｎｍであることが好ましい。
【００３９】
本発明の他の観点によれば、２以上の離散スペクトル・ピークを含んだスペクトル・エネルギー分布を有する放射線ビームを生成することができることによって、基板に印刷されるパターンの粗密バイアスを制御してプリセット公称値に実質的に維持することができるリソグラフィ装置が提供される。
【００４０】
本発明のさらに他の観点によれば、基板を提供するステップと、照明システムを使用して条件付けした放射線ビームを提供するステップと、放射線ビームにパターンを付与するステップと、パターン化された放射線ビームを基板のターゲット部分に投射するステップとを含むデバイス製造方法であって、２以上の離散スペクトル・ピークを含んだスペクトル・エネルギー分布を有するように放射線ビームを生成することによって、基板に印刷されるパターンの粗密バイアスを制御してプリセット公称値に実質的に維持することができる方法が提供される。
【００４１】
本発明の他の観点によれば、パターン化された放射線のビームを基板に投射するステップを含むデバイス製造方法であって、２以上の離散スペクトル・ピークを含んだスペクトル・エネルギー分布を有するように放射線ビームを生成することによって、基板に印刷されるパターンの粗密バイアスを制御してプリセット公称値に実質的に維持することができる方法が提供される。
【００４２】
本発明の他の観点によれば、パターン化された放射線のビームを基板に投射する方法であって、２以上の離散スペクトル・ピークを含んだスペクトル・エネルギー分布を有するように放射線ビームを生成することによって、基板に印刷されるパターンの粗密バイアスを制御してプリセット公称値に実質的に維持することができる方法に従って製造されたデバイスが提供される。
【００４３】
製造されるデバイスは、例えば集積回路（ＩＣ）、集積光学系、磁気領域メモリのための誘導および検出パターン、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）および薄膜磁気ヘッドである。
【００４４】
本発明の他の観点によれば、基板にパターンを形成する際の粗密バイアスの影響を制御するためのリソグラフィ装置であって、放射線ビームを形成することができる放射線源と、異なる波長の少なくとも２つの離散スペクトル・ピークを含んだスペクトル・エネルギー分布を生成するように放射線ビームを処理することができるスペクトル・エネルギー分布処理システムと、スペクトル・エネルギー分布の少なくとも２つの離散スペクトル・ピークを実質的に同時に適用して基板にパターンを生成することができるパターン化投影デバイスとを有するリソグラフィ装置が提供される。
【００４５】
本発明のさらに他の観点によれば、スペクトル・エネルギー分布を有する放射線のビームを生成するステップと、少なくとも２つの離散スペクトル・ピークを生成するようにスペクトル・エネルギー分布を処理するステップと、少なくとも２つの離散スペクトル・ピークを使用してスペクトル・エネルギー分布を投影して基板にパターンを形成するステップとを含む、リソグラフィ装置の粗密バイアスを制御する方法が提供される。
【００４６】
本発明の他の観点によれば、リソグラフィ露光を提供するためのプロセスであって、所望のリソグラフィ結果を得るのに必要な所望のレーザ・スペクトルを決定するために、コンピュタ・プログラムを使用して粗密バイアス・リソグラフィ・パラメータをモデル化するステップと、所望のレーザ・スペクトルを近似するパルス・バーストの積分スペクトルを得るために、パルス・バースト中のレーザ・パルスの中心波長を調整するための高速応答同調機構を利用するステップとを含むプロセスが提供される。
【００４７】
以下、本発明の実施例を、単なる例として、添付の略図を参照して説明する。図において、対応する記号は対応する部品を表している。
【実施例】
【００４８】
図１は、本発明の一実施例によるリソグラフィ装置を略図で示したものである。このリソグラフィ装置は、
放射線ビームＢ（例えばＵＶ放射線もしくはＥＷ放射線）を条件付けるように構成された照明システム（イルミネータ）ＩＬと、
パターン化デバイス（例えばマスク）ＭＡを支持するように構築されたサポート構造であって、特定のパラメータに従ってこのパターン化デバイスを正確に位置決めするようになされた第１のポジショナＰＭに接続されたサポート構造（例えばマスク・テーブル）ＭＴと、
基板（例えばレジスト被覆ウェハ）Ｗを保持するように構築された基板テーブルであって、特定のパラメータに従ってこの基板を正確に位置決めするようになされた第２のポジショナＰＷに接続された基板テーブル（例えばウェハ・テーブル）ＷＴと、
パターン化デバイスＭＡによって放射線ビームＢに付与さ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）に投射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系）ＰＳと
を有している。
【００４９】
照明システムは、放射線を導き、整形し、あるいは制御するための屈折光学コンポーネント、反射光学コンポーネント、磁気光学コンポーネント、電磁光学コンポーネント、静電光学コンポーネントあるいは他のタイプの光学コンポーネント、もしく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有していてもよい。
【００５０】
サポート構造は、パターン化デバイスを支持、すなわちパターン化デバイスの重量を担持している。サポート構造は、パターン化デバイスの配向、リソグラフィ装置の設計および他の条件、例えばパターン化デバイスが真空環境中で保持されているか否か等に応じた態様でパターン化デバイスを保持する。サポート構造には、パターン化デバイスを保持するための機械式クランプ技法、真空クランプ技法、静電クランプ技法あるいは他のクランプ技法を使用することができる。サポート構造は、例えば必要に応じて固定もしくは移動させることができるフレームであってもよく、あるいはテーブルであってもよい。サポート構造は、例えば投影システムに対してパターン化デバイスを確実に所望の位置に配置することができる。本明細書における「レチクル」あるいは「マスク」という用語の使用はすべて、より一般的な「パターン化デバイス」という用語の同義語と見なすことができる。
【００５１】
本明細書で使用する「パターン化デバイス」という用語は、放射線ビームの断面にパターンを付与し、それにより基板のターゲット部分にパターンを生成するように使用することができる任意のデバイスを意味するものとして広義に解釈されたい。放射線ビームに付与されるパターンは、例えばそのパターンが位相シフト・フィーチャもしくはいわゆる補助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必ずしも厳密に対応している必要はないことに留意されたい。放射線ビームに付与されるパターンは、通常、ターゲット部分に生成される、例えば集積回路などのデバイス中の特定の機能層に対応している。
【００５２】
パターン化デバイスは、透過型であってもよく、あるいは反射型であってもよい。パターン化デバイスの実施例には、マスク、プログラム可能ミラー・アレイおよびプログラム可能ＬＣＤパネルがある。マスクについてはリソグラフィの分野においてよく知られており、バイナリ、交互位相シフトおよび減衰位相シフトなどのマスク・タイプ、および様々なハイブリッド・マスク・タイプが知られている。プログラム可能ミラー・アレイの実施例には、マトリックス状に配列された微小ミラーが使用される。各微小ミラーは、入射する放射線ビームが異なる方向に反射するよう、個々に傾斜させることができる。この傾斜したミラーによって、ミラー・マトリックスで反射する放射線ビームにパターンが付与される。
【００５３】
本明細書で使用する「投影システム」という用語には、使用する露光放射線に適した、あるい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、屈折光学系、反射光学系、カタディオプトリック光学系、磁気光学系、電磁光学系および静電光学系、もしくはそれらの任意の組合せを始めとする任意のタイプの投影システムが包含されるものとして広義に解釈されたい。本明細書における「投影レンズ」という用語の使用はすべて、より一般的な「投影システム」という用語の同義語と見なすことができる。
【００５４】
図に示すように、この装置は透過型（例えば透過型マスクを使用した）タイプの装置である。別法として、この装置は反射型（例えば上で言及したタイプのプログラム可能ミラー・アレイを使用した、あるいは反射型マスクを使用した）タイプの装置であってもよい。
【００５５】
リソグラフィ装置は、場合によっては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）を有するタイプの装置であり、このような「マルチ・ステージ」マシンの場合、追加のテーブルを並行して使用することができ、あるいは１つまたは複数のテーブルを露光のために使用している間に、１つまたは複数の他のテーブルに対して予備ステップを実行することができる。
【００５６】
またリソグラフィ装置は、基板の少なくとも一部が比較的屈折率の大きい液体（例えば水）で覆われ、それにより投影システムと基板の間の空間が満たされたタイプの装置であってもよい。またリソグラフィ装置内の他の空間、例えばマスクと投影システムの間の空間に液浸液を適用することも可能である。液浸技法は、当分野では、投影システムの開口数を大きくすることで知られている。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中に浸すことを意味しているのではなく、露光の間、単に投影システムと基板との間に液体が配置されることを意味しているにすぎない。
【００５７】
図１を参照すると、イルミネータＩＬは、放射線源ＳＯから放射線ビームを受け取る。放射線源が例えばエキシマ・レーザである場合、放射線源およびリソグラフィ装置は別個の構成要素にすることができる。その場合、放射線源は、リソグラフィ装置の一部を形成しているものとは見なされず、放射線ビームは、例えば適切な誘導ミラーおよび／またはビーム・エキスパンダを有するビーム・デリバリ・システムＢＤを使用して放射線源ＳＯからイルミネータＩＬへ引き渡される。それ以外の、例えば放射線源が水銀灯などの場合、放射線源は、リソグラフィ装置の一構成部品とすることができる。放射線源ＳＯ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と共に放射線システムと呼ぶことができる。
【００５８】
イルミネータＩＬは、放射線ビームの角強度分布を調整するためのアジャスタＡＤを有していてもよい。通常、イルミネータのひとみ平面内における強度分布の少なくとも外部および／または内部ラジアル範囲（一般に、それぞれσアウターおよびσインナーと呼ばれる）は調整が可能である。また、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などの他の様々なコンポーネントを有していてもよい。イルミネータを使用して放射線ビームを条件付け、所望の一様な強度分布をその断面に持たせることができる。
【００５９】
サポート構造（例えばマスク・テーブルＭＴ）上に保持されたパターン化デバイス（例えばマスクＭＡ）に放射線ビームＢが入射し、パターン化デバイスによってパターンが付与される。マスクＭＡを透過した放射線ビームＢは、放射線ビームを基板Ｗのターゲット部分Ｃに集束させる投影システムＰＳを通過する。基板テーブルＷＴは、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・エンコーダもしくは容量センサ）を使用して正確に移動させることができ、それにより例えば異なるターゲット部分Ｃを放射線ビームＢの光路内に配置することができる。同様に、第１のポジショナＰＭおよびもう１つの位置センサ（図１には明確に示されていない）を使用して、マスクＭＡを、例えばマスク・ライブラリから機械的に検索した後で、もしくは走査中に、放射線ビームＢの光路に対して正確に配置することができる。通常、マスク・テーブルＭＴの移動は、第１のポジショナＰＭの一部を形成している長ストローク・モジュール（粗位置決め）および短ストローク・モジュール（精密位置決め）を使用して実現することができる。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第２のポジショナＰＷの一部を形成している長ストローク・モジュールおよび短ストローク・モジュールを使用して実現することができる。ステッパ（スキャナではなく）の場合、マスク・テーブルＭＴは、短ストローク・アクチュエータのみに接続することができ、あるいは固定することも可能である。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を使用して整列させることができる。図には、専用のターゲット部分を占有している基板アライメント・マークが示されているが、基板アライメント・マークは、ターゲット部分とターゲット部分の間の空間に配置することも可能である（このような基板アライメント・マークは、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、複数のダイがマスクＭＡ上に提供される場合、ダイとダイの間にマスク・アライメント・マークを配置してもよい。
【００６０】
図に示す装置は、以下に示すモードのうちの少なくとも１つのモードで使用することができる。
（１）ステップ・モード
このモードでは、マスク・テーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴが基本的に静止状態に維持され、放射線ビームに付与されたパターン全体がターゲット部分Ｃに１回で投影される（すなわち単一静止露光）。次に、基板テーブルＷＴがＸおよび／またはＹ方向にシフトされ、異なるターゲット部分Ｃが露光される。ステップ・モードでは、露光視野の最大サイズによって、単一静止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。
（２）走査モード
このモードでは、放射線ビームに付与されたパターンがターゲット部分Ｃに投影されている間にマスク・テーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴが同期して走査される（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の倍率（縮小率）および画像反転特性によって決まる。走査モードでは、露光視野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幅（非走査方向の幅）が制限され、また走査運動の長さによってターゲット部分の高さ（走査方向の高さ）が決まる。
（３）その他のモード
その他のモードでは、プログラム可能パターン化デバイスを保持するようにマスク・テーブルＭＴが基本的に静止状態に維持され、放射線ビームに付与されたパターンがターゲット部分Ｃに投影されている間に基板テーブルＷＴが移動もしくは走査される。このモードでは、通常、パルス放射線源が使用され、走査中、基板テーブルＷＴが移動する毎に、あるいは連続する放射線パルスと放射線パルスの間に、必要に応じてプログラム可能パターン化デバイスが更新される。この動作モードは、上で言及したタイプのプログラム可能ミラー・アレイなどのプログラム可能パターン化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。
【００６１】
上で説明した使用モードの組合せおよび／またはその変形形態あるいは全く異なる使用モードを使用することも可能である。
【００６２】
図２は、２つのスペクトル・ピークを含んだスペクトル・エネルギー分布を示したもので、デルタ符号によってスペクトル・ピークとスペクトル・ピークの間の分離が識別されている。２０ｍＪ／ｃｍ２の線量、走査速度４００ｍｍ／秒および繰返し速さ４，０００Ｈｚのレーザ放射線源を使用した場合、パルス毎の個々のピークのエネルギーは０．０５ｍＪである。
【００６３】
図２に示す、２つの離散スペクトル・ピークを有するスペクトル・エネルギー分布は、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２００２／００４８２８８号明細書に記載されたＲＥＬＡＸ技法を使用して生成されたものである。基本的には、この技法は、同調ミラーをミラー・マウントに取り付けることを必要とする。同調ミラーの大きな位置の変化は、ステッパ・モータによってレバー・アームを介して制御される。同調ミラーの発振、および粗密バイアスを制御するために必要なスペクトル・ピークの微小波長変化をもたらす同調ミラーの微小な運動変化の制御には、コンピュータによって制御される圧電駆動が使用される。この圧電駆動は、放射線源として作用するレーザの周波数と実質的に同相で動作する。
【００６４】
ＲＥＬＡＸ技法を使用した特定の実施例では、圧電駆動の一端に設けたダイヤモンド・パッドが、レバー・アームの支点に位置する球面位置決めボールと接触するように使用される。ミラー・マウントは、レバー・アーム上の合わせピンを介してレバー・アームに取り付けられ、また４つの球面玉軸受がミラー・マウント上に取り付けられる。圧電駆動は、ライン・ナローイング・パッケージ（ＬＮＰ）のフレーム上に取り付けられる。同調ミラーは、アルミニウム球を使用した３点マウントを使用してミラー・マウントに取り付けられる。アルミニウム球による同調ミラーの保持にはばねが使用される。他の代替実施例では、ベローズを使用して圧電駆動がＬＮＰ内の環境から分離される。この構造には、ＵＶによる圧電駆動の損傷を防止し、また圧電材料からのガス放出による汚染の可能性を回避する利点がある。
【００６５】
本発明の好ましい実施例は、４，０００Ｈｚから６，０００Ｈｚの範囲での動作が可能なＡｒＦエキシマ・レーザ・システムを使用することである。使用される圧電駆動は、ドイツのＷａｌｄｂｒｏｎｎ在所のＰｈｙｓｉｋ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｅ社が供給しているピエゾ・スタック・モデルＰ−８４０．１０である。この圧電駆動は、エキシマ・レーザの周波数（すなわち４，０００Ｈｚから６，０００Ｈｚ）と実質的に同相であり、且つ実質的に同じ周波数で動作する。パルス・エネルギーおよび中心波長などのレーザ・ビームのパラメータは、コンピュータ制御システムによって高速で測定および制御される。これらのパラメータは、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２００２／００４８２２８８号明細書に示されているように測定および制御することができるが、要約すると、このプロセスには、４，０００Ｈｚから６，０００Ｈｚの範囲で生じる個々のパルスの波長を測定することができる波長計プロセッサおよびフォトダイオードを使用する必要がある。専用アルゴリズムを使用したコンピュータ・コントローラを使用して、エキシマ・レーザからのパルス・エネルギーおよび波長を測定および制御することができる。実時間で計算しなければならないため、必要な高速計算を容易にするアルゴリズムが特別に選択される。
【００６６】
同調ミラーが振動する振幅を変化させることにより、スペクトル・ピークの分離に影響を及ぼすことができる。同調ミラーを７５ｎｍの増分で移動させることによってスペクトル・ピークの分離が０．１ｐｍだけ変化することが分かっている。同調ミラーの運動は、それ自体がコンピュータによって制御される圧電駆動によって決まる。
【００６７】
図３は、図２に示すスペクトル・エネルギー分布中の２つの離散スペクトル・ピーク間の分離を変化させた場合の粗密バイアスに対する効果を示したものである。図３から、スペクトル・ピーク間の分離が大きくなるにつれて粗密バイアスが大きくなる（すなわち負の値が大きくなる）ことは明らかである。図３に示す値は、減衰位相シフト・マスクを使用した１００ｎｍの高密度ラインおよび１５０ｎｍの粗いラインに対して計算された値であり、開口数（ＮＡ）は０．７５である。σアウターの設定値は０．８５であり、σインナーの設定値は０．５５である。図３に示すグラフは、ＰＲＯＬＩＴＨ（登録商標）などの業界で標準のモデリング・パッケージを使用して作成されたものである。
【００６８】
図３の場合、２つのスペクトル・ピーク間の分離と粗密バイアスとをプロットした形状は実質的に放物線であり、これは、２つのスペクトル・ピーク間の分離が極端にゼロに近づきすぎないように２つのスペクトル・ピークの公称作用点（すなわち波長分割）を選択しなければならないことを意味している。そうでない場合、十分な制御を得ることができない場合がある。
【００６９】
図４は、リソグラフィ装置の粗密バイアスを制御するために必要なステップを簡単な流れ図で示したものである。
【００７０】
図４に示す流れ図の第１のステップは、粗密バイアスを測定する頻度を決定することである。粗密バイアスは、例えば１日毎、１週間毎、バッチ毎、ウェハ毎、あるいはダイ毎に測定することができる。
【００７１】
図４に示す流れ図の第２のステップは、粗密バイアスを測定することである。粗密バイアスは、ＣＤ−ＳＥＭ、スキャッタロメータもしくは他の適切な任意の測定ツールなどのオフライン測定ツールを使用して測定することができる。また粗密バイアスは、光学スキャッタロメータを使用してインラインで測定することも可能である。ウェハ毎あるいはダイ毎の粗密バイアスの測定は、リソグラフィ装置に組み込まれたインライン測定ツールなどの特定のタイプの測定ツールと組み合わせることによってのみ可能であることに留意されたい。
【００７２】
第３のステップは、実際の測定粗密バイアスを、リソグラフィ装置がセット・アップの際に最適化された公称動作粗密バイアスを表す基準値と比較することである。粗密バイアスの基準値は、例えば５ｎｍにすることができる。実際の測定粗密バイアスと基準値（すなわち公称動作粗密バイアス）とを比較し、これらの値が等しい場合、いかなるアクションも実行される必要はなく、したがってスペクトル・ピークの分離を変更する必要はない。次に、決定済みの測定頻度で再度粗密バイアスが測定され、このプロセスが繰り返される。
【００７３】
しかし、第３のステップで、実際に測定した粗密バイアスと公称動作粗密バイアスの基準値とが等しくない場合には、スペクトル・ピークの分離を変更しなければならない。スペクトル・ピークの分離を変更する量は、図３に示す「スペクトル・ピークの分離」対「粗密バイアス」を表すコンピュータ・シミュレーションによって決定される。したがって、スペクトル・ピーク分離対粗密バイアスの放物曲線を使用してスペクトル・ピークの分離が変更され、それによりリソグラフィ装置の粗密バイアスがそのリソグラフィ装置の公称動作粗密バイアスすなわち基準値で制御および維持される。このプロセスは、必要に応じて、粗密バイアスをさらに測定すること、およびスペクトル・ピーク分離をさらに変更することによって繰り返される。
【００７４】
スペクトル・ピークの分離の大きな変更が必要な場合、粗密バイアスを測定する頻度をより多くしなければならない。
【００７５】
「実施例１」
図５は、スペクトル・エネルギー分布の２つの離散スペクトル・ピーク間の分離を変化させた場合の粗密バイアスの変化を示す。このグラフは、ＰＲＯＬＩＴＨ（登録商標）モデリング・パッケージを使用して作成されている。
【００７６】
図５に示すグラフの計算に際しては、２つの離散スペクトル・ピークの分離の公称設定値は０．３０ｐｍに設定され、またリソグラフィ装置の粗密バイアスの公称設定値は−５ｎｍである。したがってその目的は、リソグラフィ装置の粗密バイアスを−５ｎｍに維持および制御するために、必要に応じて離散スペクトル・ピークの分離を変更することである。
【００７７】
リソグラフィ装置を使用している間に、ＣＤ−ＳＥＭあるいはスキャッタロメトリなどの任意の種類の測定ツールを使用して粗密バイアスが測定される。この実施例では、粗密バイアスは、公称設定値に対応する−５ｎｍであるように測定される（矢印を参照されたい）。
【００７８】
粗密バイアスが−５ｎｍから変化すると、スペクトル・エネルギー分布のスペクトル・ピーク間の差が変化し、粗密バイアスが−５ｎｍに維持される。例えば、リソグラフィ装置の粗密バイアスが−５ｎｍを超えて大きくなると（すなわち負の方向により大きくなると）、スペクトル・ピークの分離からリソグラフィ装置の粗密バイアスに向かう寄与が小さくなるよう、スペクトル・ピークの分離を小さくしなければならず、それによりリソグラフィ装置の粗密バイアスを−５ｎｍに維持および制御することができる。一方、粗密バイアスが−５ｎｍ未満になると（すなわち負のバイアスが減少すると）、スペクトル・ピークの分離を大きくして粗密バイアスの減少を補償しなければならない。粗密バイアスの減少を補償することにより、この場合も粗密バイアスを−５ｎｍの公称値に維持することができる。
【００７９】
以上、本発明による実施例の使用について、とりわけ光リソグラフィのコンテキストの中で言及してきたが、本発明は、光リソグラフィ以外の他のアプリケーションにも使用することができることが理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の一実施例によるリソグラフィ装置を示す図である。
【図２】本発明の一実施例による、スペクトル・エネルギー分布中の２つの離散スペクトル・ピークの分離を示すグラフである。
【図３】本発明の一実施例による、スペクトル・エネルギー分布中の２つの離散スペクトル・ピークの分離を変化させた場合の粗密バイアスに対する効果を示すグラフである。
【図４】本発明の一実施例による、リソグラフィ装置の粗密バイアスを測定および制御する手順を示す流れ図である。
【図５】本発明の他の実施例による、スペクトル・エネルギー分布中の２つの離散スペクトル・ピークの分離を変化させた場合の粗密バイアスに対する効果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００８１】
ＡＤ  放射線ビームの角強度分布を調整するためのアジャスタ
Ｂ  放射線ビーム
ＢＤ  ビーム・デリバリ・システム
Ｃ  基板のターゲット部分
ＣＯ  コンデンサ
ＩＦ  位置センサ
ＩＬ  照明システム（イルミネータ）
ＩＮ  インテグレータ
ＭＡ  パターン化デバイス（マスク）
ＭＴ  サポート構造（マスク・テーブル）
Ｍ１、Ｍ２  マスク・アライメント・マーク
ＰＭ  第１のポジショナ
ＰＳ  投影システム
ＰＷ  第２のポジショナ
Ｐ１、Ｐ２  基板アライメント・マーク
ＳＯ  放射線源
Ｗ  基板
ＷＴ  基板テーブル
【図１】
2006216949.tif 000003
【図２】
2006216949.tif 000004
【図３】
2006216949.tif 000005
【図４】
2006216949.tif 000006
【図５】
2006216949.tif 000007
【外国語明細書】
2006216949000001.pdf