(57)【要約】【課題】リソグラフィ装置の投影システムを構成する改良された方法を提供すること。【解決手段】リソグラフィ装置を較正するために、投影システムの利用可能マニピュレータの複数の異なる設定に対してエアリアル・イメージのコントラストが測定される。最大コントラスト値が得られる設定値がそのマニピュレータの適切な設定として決定される。【選択図】図２
2006074045.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
投影システムを使用してパターンをパターン形成デバイスから基板上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、
前記投影システムによって投影されるエアリアル・イメージのコントラストを測定するように構成されたセンサと、
前記センサによって測定されたコントラスト値に応答するコントローラであって、前記投影システムの１つまたは複数のエレメントを調整するためのマニピュレータに接続されており、前記投影システムのエレメントを調整して前記エアリアル・イメージのコントラストを最大化するように構成されたコントローラと
を有するリソグラフィ投影装置。
【請求項２】
前記センサを三次元で複数の位置に配置するように構成されたポジショナをさらに有する請求項１に記載のリソグラフィ投影装置。
【請求項３】
前記センサが基板テーブルの上に取り付けられ、前記ポジショナが前記基板テーブルを位置決めするためのポジショナである請求項２に記載のリソグラフィ投影装置。
【請求項４】
前記センサがイメージ・センサである請求項１に記載のリソグラフィ投影装置。
【請求項５】
前記イメージ・センサが透過イメージ・センサである請求項４に記載のリソグラフィ投影装置。
【請求項６】
前記コントローラが仮想制御ノブを調整するように構成されており、該仮想制御ノブの変化が、前記投影システムに接続された複数の実際のピュレータに所定量の変化をもたらす請求項１に記載のリソグラフィ投影装置。
【請求項７】
前記コントローラが複数の仮想制御ノブを調整するように構成され、該複数の仮想制御ノブは互いに直交している請求項６に記載のリソグラフィ投影装置。
【請求項８】
前記コントローラは、１または複数のマニピュレータまたは仮想制御ノブの複数の設定に対して測定されたコントラスト値を通して曲線または表面を適合させ、該曲線または表面の最大を見出すことによって、前記１または複数のマニピュレータまたは前記１または複数の仮想制御ノブの最適設定を決定するようになっている請求項１に記載のリソグラフィ投影装置。
【請求項９】
前記投影システムが、５ｎｍから２０ｎｍまでの波長範囲に透過率のピークを有するミラー・システムである請求項１に記載のリソグラフィ投影装置。
【請求項１０】
パターンが形成された放射線ビームを、投影システムを使用して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、
前記投影システムによって投影されたエアリアル・イメージのコントラストを測定するステップと、
前記エアリアル・イメージのコントラストを最大化するように、前記測定したコントラスト値に基づいて前記投影システムの１または複数のエレメントを調整するステップと
を含むデバイス製造方法。
【請求項１１】
コントラストを測定するステップが、前記投影システムの光軸に対して垂直な複数の平面の各々における複数の位置、および前記投影システムの光軸に沿った異なる位置で、前記エアリアル・イメージのコントラスト値を測定するステップを含んでいる請求項１０に記載のデバイス製造方法。
【請求項１２】
コントラストは、透過イメージ・センサを使用して測定される請求項１０に記載のデバイス製造方法。
【請求項１３】
１または複数のマニピュレータを調整するステップが、仮想制御ノブを調整するステップを含み、該仮想制御ノブの変化が、前記投影システムに接続された複数の実際のマニピュレータの所定量をもたらす請求項１０に記載のデバイス製造方法。
【請求項１４】
仮想制御ノブを調整するステップが、互いに直交する複数の仮想制御ノブを調整するステップを含んでいる請求項１３に記載のデバイス製造方法。
【請求項１５】
１または複数のマニピュレータまたは仮想制御ノブの複数の設定に対して測定されたコントラスト値を通して曲線または表面を適合させ、該曲線または表面の最大を見出すことによって、前記１つまたは複数のマニピュレータまたは仮想制御ノブの最適設定を決定するステップをさらに含む請求項１０に記載のデバイス製造方法。
【請求項１６】
前記投影システムが、５ｎｍから２０ｎｍまでの波長範囲に透過率のピークを有するミラー・システムである請求項１０に記載のデバイス製造方法。
【請求項１７】
投影システムを有するリソグラフィ投影装置を較正する方法であって、前記投影システムは、投影システムのエレメントの位置および／または向きを調整するための１または複数のマニピュレータを備えているリソグラフィ投影装置の較正方法において、
エアリアル・イメージを投影するステップと、
前記投影システムの光軸に対して垂直な複数の平面の各々における複数の位置、および前記投影システムの前記光軸に沿った異なる位置で、前記エアリアル・イメージのコントラストを測定するステップと、
前記１または複数のマニピュレータの複数の設定に対して投影および測定を繰り返すステップと、
前記エアリアル・イメージの最大コントラストを提供するように、前記測定したコントラスト値に基づいて前記１または複数のマニピュレータの設定を決定するステップと
を含むリソグラフィ投影装置の較正方法。
【請求項１８】
投影システムを有するリソグラフィ投影装置を較正するためのコンピュータ・プログラム製品であって、前記投影システムは、投影システムのエレメントの位置および／または向きを調整するための１または複数のマニピュレータを備えているコンピュータ・プログラム製品において、
前記コンピュータ・プログラム製品はコンピュータ実行可能コードを含み、該コンピュータ実行可能コードはコンピュータ・システム上で実行されると、前記リソグラフィ投影装置を制御するように該コンピュータ・システムに命令し、それによって前記リソグラフィ投影装置は、
エアリアル・イメージを投影し、
前記投影システムの光軸に対して垂直な複数の平面の各々における複数の位置、および前記投影システムの前記光軸に沿った異なる位置で、前記エアリアル・イメージのコントラストを測定し、
前記１または複数のマニピュレータの複数の設定に対して投影および測定を繰り返し、また
前記エアリアル・イメージの最大コントラストを提供するように、前記測定したコントラスト値に基づいて前記１または複数のマニピュレータの設定を決定する
ようになっているコンピュータ・プログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リソグラフィ投影装置、デバイスを製造するための方法、およびリソグラフィ投影装置を較正する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィ装置は、基板の上、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形成デバイス（パターニング・デバイス）が、ＩＣの個々の層に形成するための回路パターンを生成するために用いられる。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送される。パターンの転送は、通常、基板上に提供されている放射線感光材料（レジスト）の層への画像化（イメージング）によって実施される。通常、１枚の基板は、順次パターンが形成される隣接ターゲット部分の回路網を含む。公知のリソグラフィ装置として、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）に走査しながら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。また、パターンを基板上にインプリントすることによってパターン形成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】
投影システムを使用してパターンを基板へ転送する場合、投影イメージは投影システム内のあらゆる収差に影響されるため、この収差を最小化しなければならない。完全な投影システムを構築することは不可能であるため、ほとんどの投影システムは、投影システム内の１つまたは複数の光学エレメント、例えばレンズあるいはミラーの位置および／または配向を制御することができる調整「ノブ（つまみ）」を備えている。これらのノブを調整することにより、収差の増加または減少のいずれかによって投影イメージが影響される。装置をセット・アップするとき、およびメンテナンスが必要なときには、投影イメージの波面収差が測定され、波面収差が最小になるように投影システムのノブが調整される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これは単純な手順ではなく、測定した波面誤差を利用可能制御ノブにリンクさせるような投影システムの数学モデルあるいはシミュレーションが必要である。ゼルニケ多項式によって収差および波面誤差を記述することが便利であり、これは投影システムのモデルへの入力のために一般的に使用されている。しかし、個々のゼルニケ多項式の値の決定には、通常は装置に組み込まれた干渉計（これはいつでも利用できるわけではない）が必要であるため、これが常に可能なわけではない。またいくつかの測定技法は、タイプが同じで次数の異なる収差同士を区別することが困難である。
【０００５】
したがってリソグラフィ装置の投影システムを較正するための、改良された方法を得ることが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の１つの観点によれば、投影システムを使用してパターンをパターン形成デバイス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、
投影システムから投影されたエアリアル・イメージのコントラストを測定するように構成されたセンサと、
センサによって測定されたコントラスト値に反応するコントローラであって、投影システムの１または複数のエレメントを調整するためのマニピュレータに接続されており、投影システムのエレメントを調整してエアリアル・イメージのコントラストを最大化するように構成されたコントローラと
を有するリソグラフィ投影装置が提供される。
【０００７】
本発明の他の観点によれば、パターンが形成された放射線ビームを、投影システムを使用して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、
前記投影システムから投影されたエアリアル・イメージのコントラストを測定するステップと、
エアリアル・イメージのコントラストを最大化するように、測定したコントラスト値に基づいて投影システムの１または複数のエレメントを調整するステップと
を含む製造方法が提供される。
【０００８】
本発明のさらに他の観点によれば、投影システムが、投影システムのエレメントの位置および／または配向を調整するための１または複数のマニピュレータを備えているリソグラフィ投影装置を較正する方法であって、
エアリアル・イメージを投影するステップと、
投影システムの光軸に対して垂直な複数の平面の各々における複数の位置、および投影システムの光軸に沿った異なる位置で、エアリアル・イメージのコントラストを測定するステップと、
１または複数のマニピュレータの複数の設定に対して投影および測定を繰り返すステップと、
測定したコントラスト値に基づいて、エアリアル・イメージのコントラストを最大化するために、１または複数のマニピュレータの設定値を決定するステップと
を含む較正方法が提供される。
【０００９】
本発明のさらに他の観点によれば、投影システムが、投影システムのエレメントの位置および／または配向を調整するための１または複数のマニピュレータを備えているリソグラフィ投影装置を較正するためのコンピュータ・プログラム製品であって、このコンピュータ・プログラム製品はコンピュータ実行可能コードを含み、コンピュータ実行可能コードはコンピュータ・システム上で実行されると、リソグラフィ投影装置を制御するようにコンピュータ・システムに命令し、それによってリソグラフィ投影装置は、
エアリアル・イメージを投影し、
投影システムの光軸に対して垂直な複数の平面の各々における複数の位置、および投影システムの光軸に沿った異なる位置で、エアリアル・イメージのコントラストを測定し、
１つまたは複数のマニピュレータの複数の設定に対して投影および測定を繰り返し、また
測定したコントラスト値に基づいて、エアリアル・イメージのコントラストを最大化するように、１または複数のマニピュレータの設定を決定する
ようになっているコンピュータ・プログラム製品が提供される。
【００１０】
以下、本発明の実施例について、単なる実施例として添付の略図を参照して説明する。図中、対応する参照記号は、対応する部品を表している。
【実施例】
【００１１】
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、以下を備えている。
（１）放射線ビームＢ（例えばＵＶ放射線またはＥＵＶ放射線）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。
（２）パターン形成デバイス（例えばマスク）ＭＡを支持するように構成された支持構造ＭＴであって、パターン形成デバイスを特定のパラメータに従って正確に配置するための第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。
（３）基板（例えばレジスト被覆ウェハ）Ｗを保持するように構成された基板テーブルＷＴであって、基板を特定のパラメータに従って正確に配置するための第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。
（４）パターン形成デバイス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（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。
【００１２】
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み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。
【００１３】
支持構造はパターン形成デバイスを、すなわちパターン形成デバイスの重量を支持している。支持構造は、パターン形成デバイスの配向、リソグラフィ装置の設計および他の条件（例えばパターン形成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形成デバイスを保持している。支持構造は、パターン形成デバイスを保持するために、機械的クランプ技法、真空式クランプ技法、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。支持構造は、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。支持構造は、例えば投影システムに対してパターン形成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「パターン形成デバイス」という用語の同義語と見なすことができる。
【００１４】
本明細書に使用されている「パターン形成デバイス」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ため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。また、例えば位相シフト・フィーチャまたはいわゆる補助フィーチャがパターンに含まれている場合、放射線ビームに付与されるパターンは、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。通常、放射線ビームに付与されるパターンは、ターゲット部分に生成されるデバイス、例えば集積回路内の特定の機能層に対応している。
【００１５】
パターン形成デバイスは、透過型であってもよく、あるいは反射型であってもよい。パターン形成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。微小ミラーの各々は、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。傾斜したミラーによって、ミラー・マトリックスで反射された放射線ビームにパターンが付与される。
【００１６】
本明細書に使用されている「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また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み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てい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。
【００１７】
図に示すように、このリソグラフィ装置は（例えば反射型マスクを使用した）反射型タイプの装置である。別法として、このリソグラフィ装置は（例えば透過型マスクを使用した）透過型タイプの装置であってもよい。
【００１８】
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列して使用してもよく、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してもよい。
【００１９】
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充填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に液浸液を充填することも可能である。液浸技法は、当分野においては投影システムの開口数を大きくすることでよく知られている。本明細書に使用されている「液浸」という用語は、基板などの構造が液体中に浸されることを意味しているのではなく、露光の間、投影システムと基板の間に液体が置かれることを意味しているに過ぎない。
【００２０】
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、個別の構成要素とすることができる。このような場合、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・エキスパンダを備えたビーム送達システム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、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要素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送達システムＢＤと共に放射線システムと呼ぶことができる。
【００２１】
イルミネータＩＬは、放射線ビームの角度強度分布を調整するためのアジャスタＡＤを備えることができる。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備えることができる。イルミネータを使用して放射線ビームを調節し、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。
【００２２】
放射線ビームＢは、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ン形成デバイス（例えばマスクＭＡ）に入射し、パターン形成デバイスによってパターンを付与される。マスクＭＡを透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。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ＩＦ２（例えば干渉デバイス、直線エンコーダまたは容量センサ）を使用して正確に移動させることができ、それによって、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ＩＦ１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で、あるいは走査中に、マスクＭＡを放射線ビーム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。（スキャナではなく）ステッパの場合、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。図に示す基板アライメント・マークは、専用のターゲット部分を占有しているけれども、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（これらは、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上に複数のダイを提供する場合、ダイとダイの間にマスク・アライメント・マークを配置することができる。
【００２３】
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、基本的にマスク・テーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴが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（つまり単一の静止露光）。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、単一静止露光で画像化されるターゲット部分Ｃのサイズは、露光視野の最大サイズによって制限される。
（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をターゲット部分Ｃに投影しながらマスク・テーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴを同期走査する（つまり単一の動的露光）。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の倍率（縮小率）およびイメージ反転特性によって決定される。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）が決定される。
（３）他のモード
他のモードでは、プログラム可能パターン形成デバイスを保持するためにマスク・テーブルＭＴを基本的に静止状態に維持し、放射線ビームに付与されたパターンをターゲット部分Ｃに投影しながら基板テーブルＷＴを移動または走査する。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形成デバイスが更新される。この動作モードは、上で参照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形成デバイスを利用しているマスクレス・リソグラフィに容易に適用することができる。
【００２４】
上で説明した使用モードの組み合せおよび／またはその変形形態もしくは全く異なる使用モードを使用することも可能である。
【００２５】
基板テーブルＷＴはまた、投影システムＰＳによって投影されたエアリアル・イメージ（空間中のイメージ）の特性を測定するために使用される透過イメージ・センサＴＩＳなどのイメージ・センサを支えている。イメージ・センサは、１つまたは複数の既知の幅のスリットを有している不透明層で覆われた光検出器を備えている。スリットは、ポジショナＰＷの制御の下でエアリアル・イメージを通して走査することができ、それにより三次元位置の関数としてある程度のイメージ強度が得られる。とりわけこれを使用して投影イメージの最良焦点面が見出される。露光放射線が波長の短い放射線、例えばＥＵＶである場合、イメージ・センサは、短波長光で励起されると比較的長い波長の光を放出する発光材料の層を不透明層の真下に備えることができ、また比較的長い波長の光に敏感な光検出器を備えることができる。反射イメージ・センサなどの他の形態のイメージ・センサを使用することも可能である。
【００２６】
本発明の一実施例では、イメージ・センサＴＩＳの出力は、投影システムＰＳの利用可能マニピュレータに結合された投影制御システムＰＣＳに結合されている。以下で考察するように、投影制御システムは、利用可能マニピュレータすなわち「ノブ」を使用して投影システムの１つまたは複数のエレメントの位置および／または配向を調整し、投影システムによって投影されるエアリアル・イメージを最適化する。投影制御システムは、リソグラフィ装置の総合制御システムの一部であってもよく、またコンピュータ・システムもしくはワーク・ステーションによって実行される適切なコンピュータ・ソフトウェアによって実施することもできる。この最適化は、システム・セット・アップ時に実行することができ、セット・アップ以降は周期的に実行することができる。またイメージ品質が低下した時点で実行することも可能である。
【００２７】
本発明の基本原理は、投影システムＰＳを調整することによってエアリアル・イメージのコントラストが最大化されることである。この投影システムＰＳの調整は、投影システムの所与の制御ノブの値の範囲で最適化が行われている構造の最良焦点面で、直接または間接的にコントラストを測定するようにイメージ・センサＴＩＳを使用することによって達成される。最も高いコントラストが得られるノブの位置が最適と見なされる。最も高いコントラストが得られる設定値によって必ずしも最小波面誤差が得られるわけではないが、それにもかかわらず最良焦点面に最良のイメージが提供されることに留意されたい。
【００２８】
調整は、投影システムの利用可能マニピュレータ毎に実施することができるが、利用可能マニピュレータを線形結合でグループ化し、互いに直交する仮想制御ノブを形成することが好ましい。収差に対する影響が一方の調整による影響ともう一方の調整による影響とで相異している場合、仮想もしくは現実の２つのノブは直交しているものと見なされる。現実もしくは仮想制御ノブは、１つまたは複数のゼルニケ多項式の値に影響を及ぼすことができる。本発明は、ＥＵＶ放射線を露光放射線として利用しているリソグラフィ装置にとりわけ適用可能である。このような装置では、例えば多層スタックによって形成されたミラーを使用して投影システムを形成することができる。このような投影システムのための制御ノブは、１つまたは複数のミラーの位置および／または配向を変更することができる。詳細には、複数のミラーの位置および／または配向を所定の割合で調整することができる仮想ノブをセット・アップすることが望ましい。このような仮想ノブを定義することにより、特定のゼルニケ多項式、例えばＺ７コマ収差に対応する収差を誘導することができる。本発明は、ゼルニケ多項式Ｚ５以上に対応する収差の調整にとりわけ有効である。
【００２９】
所与のノブの最適設定値を決定するために、異なるノブ設定値で一連のコントラスト測定が実施される。最も高いコントラストが得られる設定値として最適設定値が決定され、あるいは数学的適合プロセス（例えば放物線適合）を使用することができる。図２は、コマ収差（Ｚ７）に影響する一連のノブ設定に対するコントラスト値を示したもので、従来の技法を使用してこれらのデータ・ポイントに放物線が適合され、放物線の最大位置がコマ収差ノブの最適位置を与えている。収差の導入が最良焦点面のＺ位置に影響するので、制御ノブの設定毎に複数の異なるＺ位置でコントラストを測定し、最も高いコントラストを示すレベルにおける測定を使用することが好ましい。複数のノブに対する設定は、異なるノブの異なる設定でのコントラストの測定に多次元表面を適合し、この多次元表面の最大を見出すことによって決定することができる。別法としては、直交ノブを順次最適化することも可能である。
【００３０】
コントラストの測定として、ストレール比を使用することができる。ストレール比は、対象がポイント様であることを仮定した場合の収差のないピークイメージ放射線束密度に対する収差を有するピークイメージ放射線束密度の比率として定義されている。リソグラフィのコンテキストにおいては、コントラストは、狭スリットのイメージ、孤立ライン、または稠密ラインのグループを使用して測定することができる。意図するプロセスの中で最も重要なリソグラフィ構造と全く同じ構造もしくはそれに匹敵する構造を使用することが望ましい。また、コントラストの測定に使用される構造は、制御ノブおよび影響を及ぼすゼルニケ収差によって様々である。例えばＺ５が影響を受ける場合、４５°および１３５°のラインを使用しなければならないが、Ｚ６が影響を受ける場合は、水平（０°）ラインおよび垂直（９０°）ラインを使用しなければならない。またＺ７が影響を受ける場合は垂直ラインを使用し、Ｚ８が影響を受ける場合は水平ラインを使用しなければならない。上記ラインの配向は、マスク上のパターンおよび検出器内のスリットの両方に適用されることが理解されよう。
【００３１】
コントラストの測定に使用されるイメージ・センサＴＩＳが、コントラストを測定するイメージの幅（例えば３０ｎｍライン）より広い幅のスリット（例えば１００ｎｍ）を有している場合、ストレール比を直接測定することはできない。図３および図４はこれを示したものである。図３は、２つのコマ収差値に対する３０ｎｍ隔離スペースのイメージのＸ位置での正規化インフォーカス強度のグラフを示したものである。図４は同じイメージを示したものであるが、１００ｎｍのスリットで畳み込み（コンボリューション）された、事実上、そのイメージを通して走査されたイメージ・センサＴＩＳの出力である。図から分かるように、ピーク強度の差がはるかに小さくなっている。
【００３２】
測定した（畳み込みされた）強度の勾配を使用することにより、制御ノブの最適設定値をより容易に引き出すことができる。図５に示すように、測定した強度の勾配は、測定に使用されるフィーチャと同じ幅の２つの窓に対して決定される。この実施例では窓の幅は３０ｎｍであり、その中心は、イメージ・センサのスリットの幅、この実施例では１００ｎｍだけ間隔を隔てている。２つの窓の勾配の絶対値は平均化される。この平均化は、個々の制御ノブの複数の異なる設定に対して実施されている。制御ノブの最適設定は、図６に示すように、いくつかの実例コマ収差に対して放物線をこれらの値に当てはめ、曲線の最大を突きとめることによって決定することができる。
【００３３】
異なる様々な次数で、異なる正規化係数を使用して表現することができるゼルニケ多項式には、単一の固有の定義は存在しないことが理解されよう。ゼルニケ多項式を数で参照している本明細書においては、以下の定義が意図されているが、異なる正規化係数を使用することができ、また異なる数で等価多項式を参照することも可能である。
Ｚ２（Ｘ傾斜）：  ｒ・ｃｏｓ（θ）
Ｚ３（Ｙ傾斜）：  ｒ・ｓｉｎ（θ）
Ｚ４（焦点外れ）：  ２・ｒ２−１
Ｚ５（非点収差ＨＶ）：  ｒ２・ｃｏｓ（２・θ）
Ｚ６（非点収差４５°／１３５°）：  ｒ２・ｓｉｎ（２・θ）
Ｚ７（コマ収差Ｘ）：  （３・ｒ３−２・ｒ）・ｃｏｓ（θ）
Ｚ８（コマ収差Ｙ）：  （３・ｒ３−２・ｒ）・ｓｉｎ（θ）
Ｚ９（球面収差）：  ６・ｒ４−６・ｒ２＋１
Ｚ１２（非点収差ＨＶ−より高い次数）：  （４・ｒ４−３・ｒ２）・ｃｏｓ（２・θ）
Ｚ１３（非点収差４５°／１３５°−より高い次数）：  （４・ｒ４−３・ｒ２）・ｓｉｎ（２・θ）
【００３４】
本明細書においては、リソグラフィ装置の、とりわけＩＣの製造における使用について言及しているが、本明細書において説明したリソグラフィ装置は、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、フラット・パネル・ディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッド等の製造などの他のアプリケーションを有していてもよいことを理解されたい。このような代替アプリケーションのコンテキストにおいては、本明細書における「ウェハ」あるいは「ダイ」という用語の使用はすべて、それぞれより一般的な「基板」あるいは「ターゲット部分」という用語の同義語と見なすことができることは、当業者には理解されよう。本明細書において参照されている基板は、例えばトラック（典型的には基板にレジスト層を塗布し、且つ露光済みレジストを現像するツール）、度量衡学ツールおよび／または検査ツール中で、露光前もしくは露光後に処理することができる。適用可能である場合、本明細書における開示は、このような基板処理ツールおよび他の基板処理ツールに適用することができる。また基板は、例えば多層ＩＣを生成するために複数回にわたって処理することができるため、本明細書に使用されている基板という用語は、処理済みの複数の層が既に含まれている基板を指している場合もある。
【００３５】
以上の説明では、とりわけ光学リソグラフィのコンテキストにおける本発明の実施例の使用について言及しているが、他のアプリケーション、例えば転写リソグラフィに本発明を使用できること、またコンテキストが許容する場合には本発明が光学リソグラフィに限定されないことが理解されよう。転写リソグラフィでは、パターン形成デバイスのトポグラフィが基板に生成されるパターンを規定する。基板に供給されているレジスト層にパターン形成デバイスのトポグラフィがプレスされ、続いて電磁放射線、熱、圧力もしくはそれらの組み合せを印加することによってレジストが硬化される。レジストからパターン形成デバイスが除去され、レジストが硬化するとレジスト中にパターンが残される。
【００３６】
本明細書に使用されている「放射線」および「ビーム」という用語には、紫外（ＵＶ）放射線（例えば波長が３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍもしくは１２６ｎｍの放射線、あるいはそれらの近辺の波長の放射線）、極紫外（ＥＵＶ）放射線（例えば波長の範囲が５〜２０ｎｍの放射線）、およびイオン・ビームあるいは電子ビームなどの粒子線を含むあらゆるタイプの電磁放射線が包含される。
【００３７】
コンテキストが許容すれば、「レンズ」という用語は、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および静電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うちの任意の１つもしくは組み合せを意味している。
【００３８】
以上、本発明の特定の実施例について説明してきたが、説明した以外の方法で本発明を実践可能であることが理解されよう。例えば本発明は、上で開示した方法を記述した１つまたは複数の機械可読命令シーケンスを含むコンピュータ・プログラムの形態を取ることができ、あるいはこのようなコンピュータ・プログラムが記憶されたデータ記憶媒体（例えば半導体メモリ、磁気ディスクもしくは光ディスク）の形態を取ることができる。
【００３９】
以上の説明は、本発明の説明を意図したものであり、本発明を何ら制限するものではない。したがって上で説明した本発明に、特許請求の範囲に示す各請求項の範囲を逸脱することなく改変を加えることができることは当業者には明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【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】本発明の原理を示すコントラスト対誘導コマ収差のグラフである。
【図３】２つのコマ収差レベルに対する狭スリット・エアリアル・イメージのインフォーカス強度を示すグラフである。
【図４】検出スリットで畳み込まれた狭スリット・エアリアル・イメージのインフォーカス強度を示すグラフである。
【図５】本発明の一実施例による方法における勾配測定範囲を示すグラフである。
【図６】畳み込み強度の勾配対コマ収差レベルを示すグラフである。
【符号の説明】
【００４１】
ＡＤ  放射線ビームの角度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  ビーム送達システム
Ｃ  基板のターゲット部分
ＣＯ  コンデンサ
ＩＦ１、ＩＦ２  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  パターン形成デバイス（マスク）
ＭＴ  支持構造（マスク・テーブル）
Ｍ１、Ｍ２  マスク・アライメント・マーク
ＰＣＳ  投影制御システム
ＰＭ  第１のポジショナ
ＰＳ  投影システム（屈折投影レンズ系）
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
ＴＩＳ  透過イメージ・センサ
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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【図５】
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【図６】
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