(57)【要約】【課題】スペクトルを有する放射線ビームによる露光を制御して、生成される像の品質を改善する方法を提供すること。【解決手段】本発明によれば、放射線源のスペクトルに対する相対コントラスト・ロスおよび投影されるパターンに少なくとも部分的に基づいて、あるいは放射線源の平均絶対離調に少なくとも部分的に基づいて露光制御が行われる。【選択図】図４
2006041524.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スペクトルを有する放射線ビームの断面にパターンを与えるように働くパターン形成装置を支持するための支持構造体と、
相対コントラスト・ロスを決定し、該決定された相対コントラスト・ロスに基づいて前記パターンの投影を制御するように構成および配置された制御装置と
を有するリソグラフィ投影装置であって、
前記相対コントラスト・ロスが、前記放射線ビームのスペクトル、前記パターン、および前記パターン投影中に用いられる装置の設定の関数であるリソグラフィ投影装置。
【請求項２】
前記相対コントラスト・ロス（ＲＣＬ）が次式：
【数１】
2006041524.tif 000009
で与えられ、式中、Ｓ（λ）が前記ビームの正規化スペクトルであり、Ｃ（λ）が正規化コントラスト関数であり、λが波長である請求項１に記載のリソグラフィ投影装置。
【請求項３】
前記正規化コントラスト関数が次式：
【数２】
2006041524.tif 000010
で与えられ、式中、αおよびβが、前記パターン、前記装置の投影システムの開口数、および前記装置のσ設定によって決まる定数である請求項２に記載のリソグラフィ投影装置。
【請求項４】
スペクトルを有する放射線ビームの断面にパターンを与えるように働くパターン形成装置を支持するための支持構造体と、
前記スペクトルに対する平均絶対離調を決定し、該決定された相対コントラスト・ロスに基づいて前記パターンの投影を制御するように構成および配置された制御装置と
を有するリソグラフィ投影装置。
【請求項５】
前記平均絶対離調（ＡＤＤ）が次式：
【数３】
2006041524.tif 000011
で与えられ、式中、Ｓ（λ）が前記ビームの正規化スペクトルであり、λが波長である請求項４に記載のリソグラフィ投影装置。
【請求項６】
スペクトルを有する放射線ビームにパターンを形成するステップと、
前記パターンが形成された放射線ビームを基板に投影するステップと、
前記スペクトル、前記パターン、および前記パターン投影中に用いられる設定の関数として相対コントラスト・ロスを決定するステップと、
前記投影ステップを、少なくとも部分的に前記相対コントラスト・ロスに基づいて制御するステップと
を含むデバイス製造方法。
【請求項７】
前記相対コントラスト・ロス（ＲＣＬ）が次式：
【数４】
2006041524.tif 000012
によって決定され、式中、Ｓ（λ）が前記ビームの正規化スペクトルであり、Ｃ（λ）が正規化コントラスト関数であり、λが波長である請求項６に記載のデバイス製造方法。
【請求項８】
前記正規化コントラスト関数が次式：
【数５】
2006041524.tif 000013
で与えられ、式中、αおよびβが、前記パターン、前記投影ステップに用いられる投影システムの開口数、および前記方法中に用いられるσ設定によって決まる定数である請求項７に記載のデバイス製造方法。
【請求項９】
前記投影ステップ中、前記基板を最適な像面に対して傾斜させるステップをさらに含む請求項６に記載のデバイス製造方法。
【請求項１０】
前記相対コントラスト・ロスが増大したときに前記傾斜を小さくするステップをさらに含む請求項９に記載のデバイス製造方法。
【請求項１１】
前記投影ステップ中に、前記方法を実施する時に用いる照明器のσ設定を、少なくとも部分的に前記相対コントラスト・ロスに基づいて制御する請求項６に記載のデバイス製造方法。
【請求項１２】
前記投影ステップ中に、前記方法を実施する時に用いる投影システムの球面収差を、少なくとも部分的に前記相対コントラスト・ロスに基づいて制御する請求項６に記載のデバイス製造方法。
【請求項１３】
パターンが形成された放射線ビームを基板に投影するステップと、
前記投影ステップを、前記パターンが形成されたビームのスペクトルの平均絶対離調に少なくとも部分的に基づいて制御するステップと
を含むデバイス製造方法。
【請求項１４】
前記平均絶対離調（ＡＤＤ）が次式：
【数６】
2006041524.tif 000014
で与えられ、式中、Ｓ（λ）が前記ビームの正規化スペクトルであり、λが波長である請求項１３に記載のデバイス製造方法。
【請求項１５】
前記投影ステップ中、前記基板を最適な像面に対して傾斜させるステップをさらに含む請求項１３に記載のデバイス製造方法。
【請求項１６】
前記相対コントラスト・ロスが増大したときに前記傾斜を小さくするステップをさらに含む請求項１５に記載のデバイス製造方法。
【請求項１７】
前記投影ステップ中に、前記方法を実施する時に用いる照明器のσ設定を、少なくとも部分的に前記相対コントラスト・ロスに基づいて制御する請求項１３に記載のデバイス製造方法。
【請求項１８】
前記投影ステップ中に、前記方法を実施する時に用いる投影システムの球面収差を、少なくとも部分的に前記相対コントラスト・ロスに基づいて制御する請求項１３に記載のデバイス製造方法。
【請求項１９】
リソグラフィ投影装置およびパターン形成装置を用いて、パターンが形成された放射線ビームを基板に投影するステップであって、該投影によって前記ビームのスペクトルに対するコントラスト・ロスがもたらされるステップと、
前記リソグラフィ投影装置を、前記コントラスト・ロスおよび前記パターン形成装置に少なくとも部分的に基づいて制御するステップと
を含む方法を実施するための、機械で実行可能な命令が記憶された機械で読み取り可能な記憶媒体。
【請求項２０】
リソグラフィ投影装置およびパターン形成装置を用いて、パターンが形成された放射線ビームを基板に投影するステップであって、該投影によって前記ビームのスペクトルに対する平均絶対離調がもたらされるステップと、
前記リソグラフィ投影装置を、少なくとも部分的に前記平均絶対離調に基づいて制御するステップと
を含む方法を実施するための、機械で実行可能な命令が記憶された機械で読み取り可能な記憶媒体。
【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デバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板上に、通常は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）の製造に用いることができる。そのような場合、マスクまたはレチクルとも呼ばれるパターン形成装置（パターニング装置）を用いて、ＩＣの個々の層上に形成するための回路パターンを生成することが可能である。このパターンは、基板（例えばシリコン・ウェハ）上の（例えば１つまたは複数のダイの一部を含む）ターゲット部分に転写される。典型的には、パターンの転写は、基板上に設けた放射線感光材料（レジスト）層への結像（イメージング）によるものである。一般に、単一の基板は、連続的にパターンが形成される隣接ターゲット部分からなるネットワークを含む。周知のリソグラフィ装置には、パターン全体をターゲット部分に一度に露光することによって各ターゲット部分を照射する、いわゆるステッパと、パターンを放射線ビームによって所与の方向（「走査」方向）に走査し、それと同時にこの方向に対して平行または逆平行に基板を同期して走査することによって各ターゲット部分を照射する、いわゆるスキャナとが含まれる。パターンを基板にインプリントすることによって、パターンをパターン形成装置から基板に転写することも可能である。
【０００３】
多くのリソグラフィ装置は、できるだけ単色に近い放射線源と共に使用するように設計されている。しかし放射線源が完全に単色であることはあり得ず、したがって放出された放射線は所定のスペクトル幅を有しており、このスペクトル幅は、投影システムおよび他の光学系が有色であるために投影イメージの品質に影響を及ぼす。放射線源のスペクトル幅はまた、完全には予測できない形で経時的に変化する。例えばレーザーの出力のスペクトル幅は、温度の影響、パルス繰り返し速度によって決まる音波および共鳴の影響、ならびに光学的および電気的な構成要素のエイジングなどによって変化する。したがって適切な制御動作を行うことができるように、放射線源の出力のスペクトル幅をモニターすることが望ましい。放射線源のスペクトルを単一の値によって表すことができれば、そうした制御が容易になる。リソグラフィ装置の制御に用いられる放射線源スペクトルの周知のパラメータは、ＦＷＨＭ値およびＥ９５値である。ＦＷＨＭ（半値全幅）値とは、スペクトルにおいてピークの半分の強度を有する２点の間隔である。Ｅ９５値とは、ピークのエネルギーの９５％を含むスペクトル・ピークの幅であり、放射線源のスペクトルを積分し、積分した強度が全体の２．５％と９７．５％になる点の間隔をとることによって得られる。ＦＷＨＭおよびＥ９５を添付図面の図２に示すが、この図はレーザー源のスペクトル・ピークの一実施例について、強度および積分した強度と波長との関係を示している。しかし、ＦＭＨＭもＥ９５も、パラメータとしてあらゆる状況において理想的であるとは限らない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特定の場合には、リソグラフィ装置の制御に用いるための、放射線源のスペクトル幅を表す別のまたは追加のパラメータを有することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の観点によれば、リソグラフィ投影装置は、放射線源から得られた、スペクトルを有する放射線ビームを用いて、パターンをパターン形成装置から基板に投影するように構成されており、またこのリソグラフィ投影装置は、スペクトルおよび転写されるパターンの相対コントラスト・ロスを決定するように構成された制御装置を有している。前記パターンの投影は、決定された相対コントラスト・ロスに基づいて制御され、この相対コントラスト・ロスは放射線ビームのスペクトル、結像されるパターン、およびパターン投影中に用いられる装置の設定の関数である。
【０００６】
本発明の他の観点は、パターンが形成された放射線ビームを基板に投影するステップを含むデバイス製造方法であって、投影の制御が少なくとも部分的に相対コントラスト・ロスに基づいて行われ、相対コントラスト・ロスが放射線ビームのスペクトル、結像されるパターン、およびパターン投影中に用いられる設定の関数であるデバイス製造方法を提供する。
【０００７】
本発明の一実施例では、相対コントラスト・ロス（ＲＣＬ）は次式で与えられる。
【０００８】
【数１】
2006041524.tif 000003
上式において、Ｓ（λ）は前記ビームの正規化スペクトルであり、Ｃ（λ）は正規化コントラスト関数であり、λは波長である。
【０００９】
本発明の他の実施例では、正規化コントラスト関数が次式で与えられる。
【数２】
2006041524.tif 000004
上式において、αおよびβは、結像されるパターン、前記装置の投影システムの開口数、および前記パターンの投影に対するσ設定によって決まる定数である。
【００１０】
本発明の他の観点は、放射線源から得られるスペクトルを有する放射線ビームを用いて、パターンをパターン形成装置から基板に投影するように構成されたリソグラフィ投影装置であって、スペクトルに対する平均絶対離調（ａｖｅｒａｇｅ  ａｂｓｏｌｕｔｅ  ｄｅｔｕｎｉｎｇ）を決定し、決定した相対コントラスト・ロスに基づいてパターンの投影を制御するように構成された制御装置を有するリソグラフィ投影装置を提供する。
【００１１】
本発明の他の観点は、パターンが形成された放射線ビームを基板に投影するステップを含むデバイス製造方法であって、投影の制御が少なくとも部分的に相対コントラスト・ロスに基づいて行われ、相対コントラスト・ロスが放射線ビームのスペクトル、結像するパターン、およびパターン投影中に用いられる設定の関数であるデバイス製造方法を提供する。
【００１２】
本発明の実施例において、平均絶対離調（ＡＡＤ）は次式で与えられる。
【００１３】
【数３】
2006041524.tif 000005
上式で、Ｓ（λ）は前記ビームの正規化スペクトルであり、λは波長である。
【００１４】
本発明の他の観点は、パターンが形成された放射線ビームを基板に投影するステップを含むデバイス製造方法であって、投影の制御が少なくとも部分的に前記放射線ビームのスペクトルの平均絶対離調に基づいて行われるデバイス製造方法を提供する。
【００１５】
本発明の実施例では、パターン投影中、基板が最適な像面に対して傾斜させられ、相対コントラスト・ロスが増大したときにその基板の傾きが小さくされる。
【００１６】
次に本発明の実施例を、添付の概略図を参照して例示のみの目的で説明するが、図中、同じ参照記号は同じ部品を指すものであることに留意されたい。
【実施例】
【００１７】
図１は、本発明の一実施例によるリソグラフィ装置を概略的に示している。この装置は、
（１）放射線ビームＢ（例えばＵＶ放射線またはＤＵＶ放射線）を調節するように構成された照明系（照明器）ＩＬと、
（２）パターン形成装置（例えばマスク）ＭＡを支持するように構成された第１の支持構造体（例えばマスク・テーブル）ＭＴであって、パターン形成装置を所定のパラメータに従って正確に位置決めするように構成された第１の位置決め装置ＰＭに接続された第１の支持構造体ＭＴと、
（３）基板（例えばレジスト塗布ウェハ）Ｗを保持するように構成された基板テーブル（例えばウェハ・テーブル）ＷＴであって、基板を所定のパラメータに従って正確に位置決めするように構成された第２の位置決め装置ＰＷに接続された基板テーブルＷＴと、
（４）パターン形成装置ＭＡによって放射線ビームＢに与えられたパターンを、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系）ＰＳと
を有している。
【００１８】
照明系は、放射線の方向付け、成形または制御のための屈折式、反射式、磁気式、電磁式、静電式または他のタイプの光学要素、あるいはその任意の組み合わせなど、様々なタイプの光学要素を含むことができる。
【００１９】
支持構造体とは、すなわちパターン形成装置の重量を支えるものである。支持構造体は、パターン形成装置の向き、リソグラフィ装置の設計、ならびに例えばパターン形成装置が真空環境に保持されているかどうかなど他の条件によって決定される方法でパターン形成装置を保持する。支持構造体は、機械式、真空式、静電式または他のクランプ技術を用いてパターン形成装置を保持することができる。支持構造体を、例えばフレームまたはテーブルとすることが可能であり、これらは必要に応じて固定することも移動させることもできる、支持構造体は、パターン形成装置が、例えば投影システム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。本明細書中の「レチクル」または「マスク」という用語の使用はいずれも「パターン形成装置」という、より一般的な用語と同義であると考えられる。
【００２０】
本明細書で使用する「パターン形成装置」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ためなど、放射線ビームの断面にパターンを付与するために用いることができる任意の装置を指すものとして広く解釈すべきである。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には、放射線ビームに与えられるパターンが、基板のターゲット部分における所望のパターンと厳密に一致しない可能性があることに留意すべきである。一般に、放射線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に作製されるデバイスの特定の機能層に対応している。
【００２１】
パターン形成装置は、透過式であっても反射式であってもよい。パターン形成装置の実施例には、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パネルが含まれる。マスクはリソグラフィの分野では周知であり、そこにはバイナリ・マスク、交互位相シフト・マスク（ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ  ＰＳＭ）および減衰位相シフト・マスク（ａｔｔｅｎｕａｔｅｄ  ＰＳＭ）などのマスク・タイプ、ならびに様々なハイブリッド型のマスク・タイプが含まれる。プログラマブル・ミラー・アレイの一実施例は、小さいミラーのマトリクス状の配列を使用したものであり、入射する放射線ビームを異なる方向に反射するように、それぞれのミラーを別々に傾斜させることができる。傾斜したミラーは、ミラーのマトリクス配列によって、反射される放射線ビームにパターンを与える。
【００２２】
本明細書で使用する「投影システム」という用語は、適宜、例えば使用される露光放射線のための、あるいは浸漬液の使用や真空の使用など他のファクターのための屈折式、反射式、反射屈折式、磁気式、電磁式および静電式の光学系、またはそれら任意の組み合わせを含む、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すべきである。本明細書中の「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考えられる。
【００２３】
本明細書で図示する装置は、（例えば透過性マスクを使用する）透過式のものである。あるいは、装置は（例えば先に言及したタイプのプログラマブル・ミラー・アレイ、または反射性マスクを使用する）反射式のものであってもよい。
【００２４】
リソグラフィ装置は、２（デュアル・ステージ）または３以上の基板テーブル（および／または２以上のマスク・テーブル）を有するタイプのものであってもよい。こうした「マルチ・ステージ」装置では、追加のテーブルを並行して用いてもよく、あるいは１つまたは複数のテーブル上で予備ステップを実施し、それと同時に１つまたは複数の他のテーブルを露光に用いてもよい。
【００２５】
リソグラフィ装置は、投影システムと基板の間の空間を満たすように、基板の少なくとも一部を、例えば水など比較的高い屈折率を有する液体で覆うタイプのものであってもよい。浸漬液を、例えばマスクと投影システムの間など、リソグラフィ装置の他の空間に適用することもできる。投影システムの開口数を高めるための浸漬技術は、当技術分野では周知である。本明細書で使用する「浸漬」という用語は、基板などの構造体を液体に沈めなければならないことを意味するのではなく、露光中、投影システムと基板の間に液体を存在させることを意味するにすぎない。
【００２６】
図１を参照すると、照明器ＩＬは放射線源ＳＯから放射線ビームを受け取る。例えば放射線源がエキシマ・レーザーである場合、放射線源とリソグラフィ装置を別々の構成要素にすることができる。そうした場合には、放射線源がリソグラフィ装置の一部を形成するとは考えられず、放射線ビームは、例えば適切な指向ミラーおよび／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を用いて、放射線源ＳＯから照明器ＩＬへ送られる。他の場合、例えば放射線源が水銀ランプである場合には、放射線源をリソグラフィ装置の一部とすることができる。放射線源ＳＯおよび照明器ＩＬを、必要であればビーム・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ある。
【００２７】
照明器ＩＬは、放射線ビームの角強度分布を調整するための調整装置ＡＤを有することができる。一般に、照明器の瞳面内における強度分布の少なくとも外側および／または内側の半径方向範囲（それぞれ一般にσアウター、σインナーと呼ばれる）を調整することができる。さらに照明器ＩＬは、積算器ＩＮやコンデンサＣＯなど他の様々な構成要素を含むことができる。照明器を用いて放射線ビームを調節し、その断面内に所望の均一性および強度分布を有するようにすることができる。
【００２８】
放射線ビームＢは、支持構造体（例えばマスク・テーブルＭＴ）上に保持されているパターン形成装置（例えばマスクＭＡ）に入射し、パターン形成装置によって放射線ビームＢにパターンが形成される。マスクＭＡを通過した放射線ビームＢは、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。第２の位置決め装置ＰＷおよび位置センサＩＦ（例えば干渉測定装置、リニア・エンコーダまたは容量センサ）を用いて、基板テーブルＷＴを、例えば異なるターゲット部分Ｃが放射線ビームＢの経路内に位置決めされるように、正確に移動させることができる。同様に、第１の位置決め装置ＰＭおよび他の位置センサ（図１には明示せず）を用いて、マスクＭＡを、例えばマスク・ライブラリから機械的に取り出した後で、または走査中に、放射線ビームＢの経路に対して正確に位置決めすることができる。一般に、マスク・テーブルＭＴの移動は、第１の位置決め装置ＰＭの一部を形成する長ストローク・モジュール（粗い位置決め）および短ストローク・モジュール（細かい位置決め）を用いて実現することができる。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第２の位置決め装置ＰＷの一部を形成する長ストローク・モジュールおよび短ストローク・モジュールを用いて実現することができる。（スキャナではなく）ステッパの場合には、マスク・テーブルＭＴを短ストローク・アクチュエータに接続するだけでもよいし、または固定してもよい。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を用いて位置を調整することができる。図示した基板アライメント・マークは、専用のターゲット部分を占有しているが、ターゲット部分相互間の空間に配置してもよい（これはスクライブ・レーン・アライメント・マークとして知られている）。同様に、マスクＭＡ上に２つ以上のダイが設けられている場合には、マスク・アライメント・マークをダイ相互間に配置することができる。
【００２９】
図示した装置は、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。
（１）ステップ・モードでは、放射線ビームに与えられたパターン全体を１回でターゲット部分Ｃに投影する間、マスク・テーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴを本質的に静止した状態に保つ（すなわち、ただ１回の静止露光）。次いで、異なるターゲット部分Ｃを露光することができるように、基板テーブルＷＴをＸおよび／またはＹ方向に移動させる。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１回の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）走査モードでは、放射線ビームに与えられたパターンをターゲット部分Ｃに投影する間、マスク・テーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴを同期して走査する（すなわち、ただ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ＰＳの拡大（縮小）率、および像の反転特性によって決めることができる。走査モードでは、露光フィールドの最大サイズによって１回の動的露光におけるターゲット部分の（非走査方向の）幅が制限され、走査移動の長さによってターゲット部分の（走査方向の）高さが決定される。
（３）他のモードでは、放射線ビームに与えられたパターンをターゲット部分Ｃに投影する間、プログラム可能なパターン形成装置を保持しながらマスク・テーブルＭＴを本質的に静止した状態に保ち、基板テーブルＷＴを移動または走査させる。このモードでは、一般にパルス式の放射線源が使用され、基板テーブルＷＴが移動するたびに、または走査中の連続する放射線パルスの合間に、プログラム可能なパターン形成装置が必要に応じて更新される。この動作モードは、先に言及したタイプのプログラマブル・ミラー・アレイなど、プログラム可能なパターン形成装置を利用するマスクレス・リソグラフィに簡単に適用することができる。
【００３０】
前述の使用モードの組み合わせおよび／または変形形態、あるいはまったく異なる使用モードを採用することもできる。
【００３１】
投影システムは完全に無色ではないため、すべての波長が厳密に同じ場所に集束されるわけではなく、したがって放射線源の帯域幅の有限幅が、投影像のスミア（ｓｍｅｒｉｎｇ）をもたらす。このスミアは、最後の装置において限界寸法（ＣＤ）の増加として現れるが、ピッチにも依存する可能性があり、したがって孤立ラインに対する限界寸法は、密集ラインに対する限界寸法とは異なる。露光中または一連の露光中に放射線源のスペクトルが変化する場合、ターゲット部分または基板全体でスミア効果にばらつきが生じる可能性がある。放射線源の帯域幅はピコメートル（１０−９ｍ）のオーダーとすることができるが、リソグラフィではその影響は重大である。
【００３２】
各ターゲット部分および基板全体でのＣＤの均一性を高めるために、基板テーブルは放射線源の公称波長に最適な像面に対して傾けられる。これは、放射線源の有限の帯域幅によるものと同様のスミア効果をもたらす。放射線源の帯域幅が帯域幅のスミアを増大させるように変化する場合、この傾きを小さくして補償を行い、一定のＣＤを保つことが可能であり、逆もまた同様である。基板全体に均一なＣＤが与えられると、露光された基板の処理はしたがって所望のライン幅などを与えるように調整することができる。より一般的には、本発明により、等密度のバイアスに影響を及ぼす任意のパラメータを用いて、本明細書に記載する新規な測定基準に従って測定された放射線源のスペクトルの変化に対する補償を導入することが可能になる。他の可能性としては、σなどの照明の設定、および球面収差などの投影システムの設定が含まれる。異なるパラメータの組み合わせを制御に用いることもできる。放射線源の帯域幅の変化によって焦点深度の変化が生じることもあるが、この変化を本発明によって予測し、周知の方法で補償することができる。
【００３３】
変化させなければならない傾きの量を決定するには、放射線源の帯域幅をパラメータで表す必要がある。本発明はこれに対して、相対コントラスト・ロスおよび平均絶対離調の２つの可能性を提案する。
【００３４】
相対コントラスト・ロス（ＲＣＬ）は次式で定義することが可能である。
【００３５】
【数４】
2006041524.tif 000006
上式において、Ｓ（λ）は正規化されたレーザー・スペクトルであり、Ｃ（λ）は正規化コントラスト関数である。Ｃ（λ）は、レンズの設計、結像されるリソグラフィの構造および照明の設定によって決まる。
【００３６】
コントラスト関数Ｃ（λ）は以下のように求めることができる。まず、Ｐｒｏｌｉｔｈ（登録商標）（カリフォルニア州、サンノゼのＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎより入手可能）やＳｏｌｉｄ−Ｃ（登録商標）（ドイツ、ミュンヘンのＳｉｇｍａ−Ｃ  ＧｍｂＨより入手可能）などのリソグラフィ用シミュレーション・ソフトウェアを用いて、焦点コントラストを計算する。この計算への入力は、ＮＡ、照明モード（σ）、波長、ＣＤ、ピッチおよびマスク・タイプ（バイナリ、位相シフトなど）である。投影レンズの波長に対する焦点の依存性を考慮すると、シミュレーション計算から得られた焦点コントラストの結果を、波長コントラストの結果に変換することができる。その結果得られたコントラストと波長の関係（Ｃ（λ））を、式（１）の相対コントラスト・ロスの計算に直接用いることができる。
【００３７】
あるいは、解析関数を、計算されたデータに適合させるとより好都合な場合もある。使用可能な関数の例は、下記の式２に示す関数である。この場合、定数αおよびβは、計算された数に関数を適合させることから得られる。
【数５】
2006041524.tif 000007
【００３８】
平均絶対離調（ＡＡＤ）は、スペクトルの重心に対するスペクトルの加重平均による離調間隔であり、次式で与えられる。
【００３９】
【数６】
2006041524.tif 000008
上式において、Ｓ（λ）は正規化されたレーザー・スペクトルである。
【００４０】
図３は、５つの異なる放射線源スペクトル、ならびに対応するＦＷＨＭ、Ｅ９５、ＡＡＤおよびＲＣＬの各パラメータの相対値について、孤立ラインと密集ラインの間のＣＤの違いを示している。このグラフは、ＣＤの均一性に対する影響を予測するには、ＲＣＬが最も有用な放射線源の帯域幅の基準であることを示している。ＲＣＬは結像されるパターンおよび照明の設定にある程度依存するため、場合によっては計算が少なくて済むＡＤＤを代替の基準として用いることがあり、これは特に放射線源の内部制御に用いるのにより適している。
【００４１】
本発明の実施例による制御システムを図４に示す。放射線源ＳＯ、例えばエキシマ・レーザーは放射線ビームＢを出力し、この放射線ビームＢはビーム・デリバリ・システムＢＤによって照明器ＩＬへ送られる。モジュール間または先に言及したモジュールの１つの内部に存在する可能性がある好都合な箇所で、ビームの一部がスペクトル・アナライザの方へ方向転換され、このスペクトル・アナライザが放射線ビームのスペクトルを測定し、その情報を制御装置ＣＳへ進ませる。制御装置ＣＳは、例えば相対コントラスト・ロスや平均絶対離調などの制御パラメータの値を決定し、発生することになる帯域幅によって生じるスミアの推定を行う。次いで、傾きによって生じるスミアと帯域幅によって生じるスミアの合計が一定になるように、基板テーブルＷＴを適切な角度に設定する。この制御は、ターゲット部分ごとまたは基板のバイアスごとにリアル・タイムで実施することが可能であり、もちろん他の制御と組み合わせることもできる。制御装置ＣＳは装置の制御ソフトウェアの一部として実施することも、汎用コンピュータ・システム上で実施することもできる。
【００４２】
本明細書では、リソグラフィ装置を集積回路（ＩＣ）の製造に用いることについて特に言及しているかもしれないが、本明細書で記載するリソグラフィ装置は、一体型光学システム、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（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドその他の製造など、他の用途にも使用可能であることを理解すべきである。こうした別の用途についての文脈では、本明細書中の「ウェハ」または「ダイ」という用語の使用はいずれも、それぞれ「基板」または「ターゲット部分」というより一般的な用語と同義であると考えられることが、当業者には理解されよう。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（一般に基板にレジスト層を施し、露光されたレジストを現像するツール）や計測ツールおよび／または検査ツールで処理することができる。該当する場合には、本明細書の開示をこうしたツールや他の基板処理ツールに適用してもよい。さらに、例えば多層ＩＣを作製するために、基板を２回以上処理することも可能であり、したがって本明細書で使用する基板という用語は、処理が施された複数の層を既に含む基板を指すこともある。
【００４３】
ここまで本発明の実施例を光学リソグラフィの場合に使用することについて特に言及してきたが、本発明は、例えばインプリント・リソグラフィなど他の用途にも使用可能であり、状況が許す場合には、光学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、パターン形成装置のトポグラフィによって基板上に生成されるパターンが決まる。パターン形成装置のトポグラフィを、基板に供給されたレジスト層にプレスすることが可能であり、その後すぐに、電磁放射線、熱、圧力またはその組み合わせを適用することによってレジストを硬化させる。レジストの硬化後、パターン形成装置は移動されてレジストから離れ、レジストにパターンが残る。
【００４４】
本明細書で使用する「放射線」および「ビーム」という用語は、（例えば３６５、２４８、１９３、１５７または１２６ｎｍの波長、またはそれらに近い波長を有する）紫外（ＵＶ）放射線、および（例えば５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）極紫外（ＥＵＶ）放射線を含むあらゆるタイプの電磁放射線を包含している。
【００４５】
「レンズ」という用語は、状況が許す場合には、屈折式、反射式、磁気式、電磁式および静電式の光学要素を含めて、様々なタイプの光学要素の任意の１つまたは組み合わせを指すことがある。
【００４６】
ここまで本発明の特定の実施例について説明してきたが、本発明は記載したものとは別の方法で実施可能であることが理解されよう。例えば、本発明は、先に開示した方法を記述した、機械で読み取り可能な命令の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、あるいはそうしたコンピュータ・プログラムが内部に記憶されたデータ記憶媒体（例えば半導体メモリ、磁気または光ディスク）の形をとることができる。
【００４７】
上述の説明は例示的なものであり、限定的なものではない。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、上述の本発明に変更を加えることができることが当業者には明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【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】ＦＷＨＭおよびＥ９５パラメータの定義を示す、放射線源の出力スペクトルの例を示す図である。
【図３】異なるパラメータによって評価された、異なる放射線源スペクトルに対するＣＤのピッチによる変化についてのグラフである。
【図４】本発明による制御システムを示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
ＡＤ  調整装置
Ｂ  放射線ビーム
ＢＤ  ビーム・デリバリ・システム
Ｃ  ターゲット部分
ＣＯ  コンデンサ
ＣＳ  制御装置
ＩＦ  位置センサ
ＩＬ  照明器
ＩＮ  積算器
ＭＡ  パターン形成装置、マスク
ＭＴ  支持構造体、マスク・テーブル
Ｍ１、Ｍ２  マスク・アライメント・マーク
ＰＳ  投影システム
ＰＭ、ＰＷ  位置決め装置
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】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【外国語明細書】
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