(57)【要約】【課題】スキャンアップ−スキャンダウン（SUSD）効果などのフィールド内効果の影響に対処し得るリソグラフィ装置およびデバイス製造方法を提供する。【解決手段】本発明は、リソグラフィ装置、ならびに関連するコンピュータプログラム製品およびデバイス製造方法に関し、この装置は、パターン付き放射ビームを基板上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を含み、この装置はさらに、高次ウェーハアライメント（HOWA）モデルを適用して基板全体にわたって高次歪みをモデル化するように動作可能であり、前記モデルは、少なくとも１つのフィールド内効果を考慮に入れた少なくとも１つの入力パラメータを使用して適用される。主要な一実施形態で、考慮に入れてあるフィールド内効果は、スキャンアップ−スキャンダウン効果および／またはステップレフト−ステップライト効果である。【選択図】図２
2011233895.tif 000002
【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、
放射ビームにその断面内でパターンを与えてパターン付き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サポートと、
基板を保持する基板テーブルと、
前記パターン付き放射ビームを前記基板のターゲット部分の上に投影する投影システムとを備えるリソグラフィ装置であって、
ｎ次ウェーハアライメントモデルを適用して前記基板全体にわたってｎ次歪みをモデル化するようにさらに動作可能であり、ここでｎが１よりも大きい整数であり、前記モデルが、少なくとも１つのフィールド内効果を考慮に入れた少なくとも１つの入力パラメータを使用して適用される、リソグラフィ装置。
【請求項２】
前記フィールド内効果に対応するために使用される前記少なくとも１つの入力パラメータが並進移動パラメータを含むように動作可能である、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項３】
少なくとも１つのスキャンモードで動作可能な請求項１または２に記載のリソグラフィ装置であって、前記パターン付き放射ビームが前記基板の前記ターゲット部分全体にわたってスキャンされ、前記スキャン方向が別々のターゲット部分で異なり、前記フィールド内効果が、別々のターゲット部分で異なる前記スキャン方向の結果として生じる、リソグラフィ装置。
【請求項４】
前記モデルの前記少なくとも１つの入力パラメータが、第１の次元に対応する２つ別個の並進移動パラメータであって、前記第１の次元で第１の方向にスキャンされるターゲット部分の第１の並進移動パラメータと、前記第１の次元で反対の第２の方向にスキャンされるターゲット部分の第２の並進移動パラメータとを含むように動作可能である、請求項２に記載の、あるいは請求項３が請求項２に従属する限り請求項３に記載のリソグラフィ装置。
【請求項５】
前記第１の次元がｙ次元になるように動作可能である、請求項４に記載のリソグラフィ装置。
【請求項６】
前記モデルの前記少なくとも１つの入力パラメータがまた、別の次元に対応する２つ別個の並進移動パラメータも含むように動作可能である、請求項４または５に記載のリソグラフィ装置。
【請求項７】
並進移動エラーが、前記基板上で露光されるべき次の各層で同じであると分かっている場合に、第１の方向にスキャンされる前記ターゲット部分と、反対の第２の方向にスキャンされる前記ターゲット部分との並進移動差が計算され、前記少なくとも１つの入力パラメータがこの並進移動差に対して補正されるように動作可能である、請求項３が請求項２に従属する限り請求項３に記載のリソグラフィ装置。
【請求項８】
前記少なくとも１つの補正された入力パラメータが、第１の方向にスキャンされる前記ターゲット部分の前記第１の並進移動パラメータと、第２の方向にスキャンされる前記ターゲット部分の前記第２の並進移動パラメータとの平均を求めることによって決定されるように動作可能である、請求項７に記載のリソグラフィ装置。
【請求項９】
パターン付き放射ビームを基板のターゲット部分の上に投影する段階と、
ｎ次ウェーハアライメントモデルを適用して前記基板全体にわたってｎ次歪みをモデル化する段階とを含み、ここでｎが１より大きい整数であり、前記モデルが、少なくとも１つのフィールド内効果を考慮に入れた少なくとも１つの入力パラメータを使用して適用される、デバイス製造方法。
【請求項１０】
前記フィールド内効果に対応するために使用される少なくとも１つの入力パラメータが並進移動パラメータを含む、請求項９に記載のデバイス製造方法。
【請求項１１】
前記パターン付き放射ビームが、前記投影工程中に前記基板の前記ターゲット部分全体にわたってスキャンされ、前記スキャン方向が別々のターゲット部分で異なり、前記フィールド内効果が、別々のターゲット部分で異なる前記スキャン方向の結果として生じる、請求項９または１０に記載のデバイス製造方法。
【請求項１２】
前記モデルの前記少なくとも１つの入力パラメータが、第１の次元に対応する２つ別個の並進移動パラメータであって、前記第１の次元で第１の方向にスキャンされるターゲット部分の第１の並進移動パラメータと、前記第１の次元で反対の第２の方向にスキャンされるターゲット部分の第２の並進移動パラメータとを含む、請求項１０に記載の、あるいは請求項１１が請求項１０に従属する限り請求項１１に記載のデバイス製造方法。
【請求項１３】
前記モデルの前記少なくとも１つの入力パラメータがまた、別の次元に対応する２つ別個の並進移動パラメータも含む、請求項１２に記載のデバイス製造方法。
【請求項１４】
並進移動エラーが、次の各スキャン層で同じであると分かっている場合に、第１の方向にスキャンされる前記ターゲット部分と、第２の方向にスキャンされる前記ターゲット部分との並進移動差が計算され、前記少なくとも１つの入力パラメータがこの並進移動差に対して補正される、請求項１１が請求項１０に従属する限り請求項１１に記載のデバイス製造方法。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの補正された入力パラメータが、第１の方向にスキャンされる前記ターゲット部分の前記第１の並進移動パラメータと、反対の第２の方向にスキャンされるターゲット部分の前記第２の並進移動パラメータとの平均を求めることによって決定される、請求項１４に記載のデバイス製造方法。
【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、基板上に、通常、基板のターゲット部分上に、所望のパターンを付ける機械である。リソグラフィ装置は、例えば集積回路（IC）の製造で使用することができる。その場合、マスクまた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されるべき回路パターンを生成することができる。このパターンは基板（例えばシリコンウェーハ）上のターゲット部分（例えばダイの一部、１つのダイ、またはいくつかのダイを含む）上に転写することができる。パターンの転写は、一般に、基板上に形成された放射感応性材料（レジスト）の層上への結像により行われる。一般に、単一の基板は、連続的にパターニングされる網状の隣接するターゲット部分を含むことになる。既知のリソグラフィ装置は、ターゲット部分上にパターン全体を一度に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、放射ビームにより所与の方向（「スキャン」方向）にパターンをスキャンすると同時に、同期して、この方向と平行または反平行に基板をスキャン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キャナとを含む。基板上にパターンをインプリントすることによってパターニングデバイスから基板にパターンを転写することも可能である。
【０００３】
リソグラフィ装置を使用するデバイス製造方法では、オーバーレイが歩留まり、すなわち適正に製造されるデバイスの割合の重要な要素になる。オーバーレイは、層がプリントされる範囲の、形成済みの層に対する精度である。オーバーレイエラーバジェットは、しばしば１０ｎｍ以下となり、そのような精度を達成するために基板は、転写されるマスクパターンに対して非常に高い精度で位置合わせされなければならない。歪み、変形、または他のアライメントエラーがもしあれば、オーバーレイに悪影響が及ぶおそれがある。
【０００４】
オーバーレイに影響を及ぼしうるタイプのエラーは、単一露光フィールド内で生じるエラーであるフィールド内エラーと、１つのフィールドから次のフィールドにツールが進むときに生じるエラーであるフィールド間（またはウェーハ格子）エラーとの２つのカテゴリーに入る傾向がある。
【０００５】
例えばウェーハ処理によって生じるウェーハ変形（熱処理でウェーハ中に応力が生じることがあり、これがウェーハを変形させる）を補償するために、高次ウェーハアライメント（HOWA）モデル化を実行することが望ましい場合がある。ウェーハ上の複数の場所で測定することによって、ＨＯＷＡモデルを適合させることができ、それにより変形を追跡する。この適合により、ウェーハ格子と呼ばれるものが決定される。ウェーハ格子は、多くのリソグラフィシステムがフィールドを露光する場所を決定する。上述のウェーハ変形のタイプは、フィールド間効果である。ＨＯＷＡモデルは、このようなフィールド間効果を補償するために適用される。しかし、フィールド内効果は、現在の多項式ベースのＨＯＷＡモデルによって生成されるフィールド間ウェーハ格子を歪ませる傾向がある。
【０００６】
この問題は、ウェーハ縁部で悪化する。例えば、５次多項式ＨＯＷＡモデルは、一般に使用される線形６パラメータモデルの６度だけに比べて、４２度の自由度を有する。特にウェーハ縁部では通常、このモデルで得られる測定値の密度がウェーハの中心よりも小さく、したがって、ウェーハ縁部のモデル化精度が悪くなる。この問題は、フィールド内効果によるエラーと組み合わさって、ウェーハ縁部で５ｎｍ以上のオーバーレイエラーをもたらす可能性がある。
【０００７】
さらに、スキャナに伴う１つの問題は、全体のスキャン時間を削減しスループットを増大させるために、通常はターゲット部分の半分がある方向にスキャンされ、ターゲット部分の別の半分がこの方向と反対の方向にスキャンされることである。しかし、この結果「スキャンアップ−スキャンダウン（SUSD）効果」として知られる効果が生じ、それによって、並進移動など、上にスキャンされるターゲット部分（フィールド）のいくつかのパラメータが、下にスキャンされるフィールドのパラメータと測定可能なほど異なることになりうる。並進移動などのパラメータは、フィールド内またはフィールド間パラメータとして扱うことができる。それをフィールド内パラメータとして扱う場合には、すべてのフィールドを並進させる。並進移動をフィールド内パラメータとして扱う場合には、ウェーハ格子を並進させる。ＳＵＳＤ効果はフィールド内効果として考えることができ、この効果は、上記で説明した理由から、ウェーハ変形を補償するために高次ウェーハアライメントモデルが適用されるべき場合の問題である。したがって、ＳＵＳＤ効果は、前の段落で明らかにされた問題の具体的な一例である。「ステップレフト−ステップライト（SLSR）効果」と呼ばれる同様な効果がＨＯＷＡモデル化に同じ影響を及ぼしうることに注意されたい。
【０００８】
ＨＯＷＡモデル化に対するＳＵＳＤ効果の影響に対処しようとする試みが、米国特許第２００８／００７３５８９号に開示されている。これはフィードバックの使用法を記載しており、これには、露光されるパターン上のアップスキャン露光とダウンスキャン露光の間の差の効果を物理的に測定すること、およびこの測定された効果を、次の露光をモデル化するときにそれを考慮に入れることができるように記憶することが含まれる。しかし、このような方法では、他のパラメータ値および設定値に関するより多くの背景情報が必要になり、そのためこの方法はあまりに複雑になり、あるいはこの背景情報が得られない場合には、これらの方法は有効とするだけの十分な精度がない。
【発明の概要】
【０００９】
高次ウェーハアライメントモデルを用いる場合に、それだけには限らないが、「スキャンアップ−スキャンダウン（SUSD）効果」などのフィールド内効果を考慮に入れることが、上述の従来技術の欠点に遭遇することがなく望ましい。
【００１０】
本発明の一態様によれば、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、
放射ビームにその断面内でパターンを与えてパターン付き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築されたサポートと、
基板を保持するようにそれぞれ構築された基板テーブルと、
パターン付き放射ビームを基板のターゲット部分の上に投影するように構成された投影システムとを備えるリソグラフィ装置が提供され、
前記装置は、ｎ次ウェーハアライメントモデルを適用して基板全体にわたってｎ次歪みをモデル化するようにさらに動作可能であり、ここでｎが１よりも大きい整数であり、前記モデルが、少なくとも１つのフィールド内効果を考慮に入れた少なくとも１つの入力パラメータを使用して適用される。
【００１１】
本発明の別の態様によれば、パターン付き放射ビームを基板のターゲット部分の上に投影する段階と、
ｎ次ウェーハアライメントモデルを適用して基板全体にわたってｎ次歪みをモデル化する段階とを含むデバイス製造方法が提供され、ここでｎが１より大きい整数であり、前記モデルが、少なくとも１つのフィールド内効果を考慮に入れた少なくとも１つの入力パラメータを使用して適用される。
【００１２】
他の任意選択の特徴は、添付の従属請求項に記載されている通りである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について、単なる例にすぎないが、添付の略図を参照して説明する。図において、対応する参照記号は対応する部分を表している。
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を示す図である。
【図２】図２ａは、「スキャンアップ−スキャンダウン（SUSD）効果」の問題、およびオーバーレイに対するその影響を一般に使用される６パラメータウェーハアライメントモデルを用いて示す図であり、図２ｂ〜２ｅは、「スキャンアップ−スキャンダウン（SUSD）効果」の問題、およびオーバーレイに及ぼすその影響をそれぞれ多項式次数２〜５の高次ウェーハアライメントモデルを用いて示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示す。この装置は、放射ビームＢ（例えばUV放射またはEUV放射）を調整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をサポートするように構築され、いくつかのパラメータに従ってパターニングデバイス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（例えばレジストコートウェーハ）Ｗを保持するように構築され、いくつかのパラメータに従って基板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により放射ビーム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。
【００１６】
照明システムは、放射を配向付けし、成形しまたは制御するために、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コンポーネント、また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含んでよい。
【００１７】
サポート構造は、パターニングデバイスを支持し、すなわちその重量を担う。サポート構造は、パターニングデバイスの方向、リソグラフィ装置の設計、および、例えばパターニングデバイスが真空環境中で保持されるかどうかなど他の条件に左右される形でパターニングデバイスを保持する。サポート構造は、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、または他のクランプ技法を用いることができる。サポート構造は、例えばフレームまたはテーブルでよく、必要に応じて固定式または可動式でよい。サポート構造は、パターニングデバイスが、例えば投影システムに対して確実に所望位置にあるようにすることができる。本明細書における用語「レチクル」または「マスク」のいかなる使用も、より一般的な用語「パターニングデバイス」と同義と見なされてよい。
【００１８】
本明細書において使用される「パターニングデバイス」という語は、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することが可能な任意のデバイスを指すものとして、広く解釈されるべきである。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ティングフィーチャすなわちいわゆるアシストフィーチャを含む場合には、基板のターゲット部分の所望のパターンと正確には一致しないことがある点に留意すべきである。一般的には、放射ビームに与えられるパターンは、集積回路などの、ターゲット部分中に生成されるデバイスにおける特定の機能層に一致する。
【００１９】
パターニングデバイスは、透過式または反射式のものであってよい。パターニングデバイスの例としては、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、リソグラフィにおいてよく知られており、バイナリ、レベンソン型（alternating）位相シフトおよびハーフトーン型（attenuated）位相シフトなどのマスクタイプ、ならびに様々なハイブリッドのマスクタイプを含む。プログラマブルミラーアレイの一例が、小さいミラーのマトリックス構成を使用し、各ミラーは、入射する放射ビームをそれぞれに異なる方向に反射するように個別に傾斜させることが可能である。傾斜されたミラーは、ミラーマトリックスにより反射される放射ビームにパターンを与える。
【００２０】
本明細書で使用される「投影システム」という用語は、使用される露光放射に適した、または液浸液の使用もしくは真空の使用など、他の要因に適した、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、電磁光学システム、および静電光学システム、またはそれらの任意の組合せを含む、任意のタイプの投影システムを包含するものとして、広義に解釈すべきである。本明細書において、「投影レンズ」という用語を使用している場合、より一般的な用語である「投影システム」と同義語と見なすことができる。
【００２１】
ここで示したように、この装置は、（例えば、透過マスクを使用する）透過型である。あるいは、装置は、（例えば、上記で言及したタイプのプログラマブルミラーアレイを使用する、または反射マスクを使用する）反射型でもよい。
【００２２】
リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）以上の基板テーブル（および／または複数のマスクテーブル）を有するタイプの装置であってもよい。このような「マルチステージ」マシンの場合、追加テーブルを並列に使用することができ、あるいは１つまたは複数の他のテーブルを露光のために使用している間、１つまたは複数のテーブルに対して予備工程を実行することができる。
【００２３】
また、リソグラフィ装置は、投影システムと基板との間のスペースを満たすように、基板の少なくとも一部分を比較的高い屈折率を有する液体、例えば水によって覆うことができるタイプのものであってよい。また、液浸液を、例えばマスクと投影システムとの間などの、リソグラフィ装置内の他のスペースに適用することができる。液浸技術は、当技術において、投影システムの開口数を増大させることでよく知られている。本明細書において使用される「液浸」という語は、基板などの構造体が液体中に浸漬されなければならないことを意味するのではなく、液体が露光の際に投影システムと基板との間に配置されることを意味するにすぎない。
【００２４】
図１を参照すると、イルミネータＩＬが、放射源ＳＯから放射ビームを受け取る。放射源およびリソグラフィ装置は、例えば、放射源がエキシマレーザであるとき、別々のものとすることができる。そのような場合には、放射源は、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、放射ビームが、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含むビームデリバリシステムＢＤを用いて、放射源ＳＯからイルミネータＩＬに渡される。別の場合には、例えば放射源が水銀ランプであるとき、放射源をリソグラフィ装置の一体部分とすることができる。放射源ＳＯおよびイルミネータＩＬは、必要ならビームデリバリシステムＢＤと共に、放射システムと呼ぶことができる。
【００２５】
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アジャスタＡＤを含むことができる。一般に、イルミネータの瞳面内の強度分布の少なくとも外側および／または内側半径範囲（通常、σ-outer、σ-innerとそれぞれ呼ばれる）を調整することができる。さらに、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などの様々な他のコンポーネントを含むことができる。イルミネータを使用して、放射ビームの断面内に所望の均一性および強度分布を持つように放射ビームを条件付けすることができる。
【００２６】
放射ビームＢは、サポート構造（例えばマスクテーブルＭＴ）上に保持される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りパターン付けされる。マスクＭＡを横断すると、放射ビームＢは、投影システムＰＳを通過し、同システムは基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームを集束させる。第２のポジショナＰＷおよび位置センサＩＦ（例えば干渉計デバイス、リニアエンコーダまたは容量センサ）の補助により、例えば放射ビームＢの経路中に個々のターゲット部分Ｃを位置決めするように、基板テーブルＷＴを正確に移動させることが可能となる。同様に、第１のポジショナＰＭおよび別の位置センサ（図１に明確には図示されない）を使用して、例えばマスクライブラリからの機械検索の後に、またはスキャンの最中に、放射ビームＢの経路に対してマスクＭＡを正確に位置決めすることが可能である。一般的には、マスクテーブルＭＴの移動は、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）の補助により実現することができ、これらのモジュールが、第１のポジショナＰＭの一部を形成する。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、ロングストロークモジュールおよびショートストロークモジュールを使用して実現することができ、これらのモジュールが、第２のポジショナＰＷの一部を形成する。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はショートストロークアクチュエータのみに連結することができ、または固定することができる。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。図示されているような基板アラインメントマークは専用ターゲット部分に位置を占めるが、これらはターゲット部分間のスペースに配置することができる（それらはけがき線アラインメントマークとして知られる）。同様に、２つ以上のダイがマスクＭＡ上に設けられる状況では、マスクアラインメントマークはダイ間に配置することができる。
【００２７】
図示の装置は少なくともスキャンモード使用することができ、そのモードでマスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴが、同期してスキャンされ、放射ビームに与えられたパターンが、ターゲット部分Ｃ上に投影される（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の速度および方向は、投影システムＰＳの拡大率（縮小率）および像反転特性により決定することができる。スキャンモードでは、露光フィールドの最大サイズが、単一動的露光におけるターゲット部分の（非スキャニング方向の）幅を限定し、スキャニング動作の長さが、ターゲット部分の（スキャニング方向の）高さを決定する。
【００２８】
別のモードでは、マスクテーブルＭＴが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保たれ、基板テーブルＷＴが移動またはスキャンされ、その一方で放射ビームに与えられたパターンがターゲット部分Ｃの上に投影される。このモードでは、一般にパルス放射源が使用され、プログラマブルパターニングデバイスは、基板テーブルＷＴの各動作後に、またはスキャン中連続した放射パルスの間に必要に応じて更新される。この動作モードは、上記で言及された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。
【００２９】
前述の使用モードまたは全く異なった使用モードの組合せおよび／または変形形態も用いられてよい。
【００３０】
以下の説明では、スキャンアップ−スキャンダウン（SUSD）効果およびステップレフト−ステップライト（SLSR）効果、ならびに高次ウェーハアライメント（HOWA）モデル化がどのようにしてこれらのフィールド内効果の結果を補償または補正するように適合できるのかに注目する。しかし、当業者であれば、これらが特定の例にすぎず、本発明が、例えばレンズ加熱の結果として生じたものなど、他のフィールド内効果にも同様に適用できることを理解されよう。
【００３１】
前に説明したように、ウェーハ変形に追従するために、したがってそれを補償するために高次ウェーハアライメント（HOWA）モデル化を実施することが望ましい場合がある。ウェーハアライメントモデルの１つの重要なパラメータは、それがＨＯＷＡモデルであろうとなかろうと、並進移動である（ある特定の方向の相対変位であり、例えばこのモデルパラメータはｘ並進移動およびｙ並進移動を含みうる）。並進移動は、フィールド内パラメータまたはフィールド間パラメータとして扱えることに注意されたい。前述のように、並進移動をフィールド内パラメータとして扱う場合にはすべてのフィールドを並進させ、並進移動をフィールド間パラメータとして扱う場合にはウェーハ格子を並進させる。
【００３２】
本明細書に関係するタイプのリソグラフィ露光中、ウェーハ上の各フィールドはスキャンで露光される（したがって一般に用いられる名称「スキャナ」）。このスキャンは通常、ウェーハが置かれたステージ／チャックのＹ方向の動きによって行われる。スキャナの生産性／スループットを改善するために、スキャンは、次のフィールドのストロークで反対の方向に行われることが多く（順序は＋Ｙ、−Ｙ、＋Ｙ、−Ｙなど）、したがって、フィールドの半分が＋Ｙ方向に、別の半分が−Ｙ方向にスキャンされることになる。
【００３３】
並進移動パラメータなど、＋Ｙで露光されるフィールドのいくつかのパラメータが、−Ｙで露光されるフィールドのパラメータとわずかに異なることが分かっている。この現象は、「スキャンアップ−スキャンダウン（SUSD）効果」と呼ばれる。一般にＳＵＳＤ効果により、アップスキャンされるフィールドとダウンスキャンされるフィールドとの間に１ｎｍまでの並進移動差が生じうる。
【００３４】
前述のように、ＳＵＳＤに類似の「ステップレフト−ステップライト（SLSR）効果」と呼ばれる効果があり、これはいくつかのフィールドパラメータに同様の影響を及ぼす可能性があるが、これに対しても以下の方法を同様に用いてその影響に対処することができる。実際、背景情報（ある露光でフィールドが左方向にスキャンされたのか右方向にスキャンされたのかなど）、およびＳＬＳＲの結果として生じたフィールド内効果についての知識を用いて、影響を受けるパラメータを別々にモデル化し、ここで説明するＳＵＳＤの例のようにそれを除去することができる。
【００３５】
ＨＯＷＡモデル化は、全体効果（フィールド間）であるウェーハ処理効果に対処するように意図されているので、ＳＵＳＤ効果などの局部スキャナ効果（フィールド内）は、ＨＯＷＡ格子を歪ませてオーバーレイエラーを引き起こす。したがって、前の露光でフィールドが上にスキャンされたか下にスキャンされたかについての知識は、ＨＯＷＡモデルが計算されるときには考慮されない。
【００３６】
通常使用される６パラメータモデルではなくＨＯＷＡモデルを使用してウェーハ格子を決定する場合は、自由度の数が増大される。使用されるＨＯＷＡモデルの次数が高いほど、モデルにはより大きい自由度が伴う。通常使用される線形６パラメータモデルは６度の自由度を有するのに対し、３次多項式ＨＯＷＡモデルは２０度の自由度を有し、５次多項式ＨＯＷＡモデルは４２度の自由度を有する。したがって、線形６パラメータモデルではなくＨＯＷＡモデルを使用する場合、ウェーハ格子が正確であるためには正確に決定されなければならない自由度の数が大きく増大する。ウェーハ縁部の測定値の密度は通常、ウェーハの中心と比べると小さいので、ウェーハ格子の精度に関する問題が特にウェーハ縁部で生じ、その結果、歪みがあればウェーハ縁部で顕著になる。
【００３７】
図２はこの歪みの効果をウェーハアライメントモデルのそれぞれ異なる次数について、１ｎｍのＳＵＳＤ相対並進移動の結果として生じるオーバーレイ影響を示すことによって表す。図２ａは、この効果を標準的な線形６パラメータモデルで示し、図２ｂ〜２ｅは、この効果をそれぞれ次数２〜５の高次多項式アライメント（HOWA）モデルで示す。５次ＨＯＷＡモデルではオーバーレイ影響が、典型的なＳＵＳＤ変位１ｎｍに対して５．８ｎｍにもなることが分かる。これらの図はまた、前の段落で説明した理由の結果として、このオーバーレイ影響がウェーハ縁部でどのくらい大きくなるかも表している。
【００３８】
したがって、ウェーハアライメント方法では、追加情報を用いること、例えば前の層（および場合により現在の層）の露光ルーティングを用いることが有益である。前の層の露光ルーティングは、アライメントによって測定できるＳＵＳＤ効果をその層が含むので、最も重要である。現在の層の露光ルーティングは、先進のプロセス制御システムによってこの露光のＳＵＳＤ効果に対処できるので、重要性が低い。
【００３９】
露光ルーティングを考慮するフィードバック解決法が以前に試みられたこと、これらはしかしオーバーレイが複雑であることを前に述べた。代わりに、ＨＯＷＡモデル化が行われるときに露光ルーティングが考慮に入れられるフィードフォワード解決法を使用することを提案する。これは、実際のスキャンを行ってこれをフィードバックした後に並進移動パラメータに対する実際のＳＵＳＤ／ＳＬＳＲ効果を単純に測定するのではなく、並進移動パラメータ、特にｙ並進移動パラメータ（すなわちスキャン方向の並進移動のパラメータ）に対するＳＵＳＤの効果を考慮することによって、あるいは同様に、並進移動パラメータ、特にｘ並進移動パラメータ（すなわち進行方向の並進移動のパラメータ）に対するＳＬＳＲの効果を考慮することによって実現することができる。
【００４０】
特にＳＵＳＤに関して、２つの方法を提案する。どちらかを行うことにより、ウェーハ格子上の特にサンプリング密度が低いウェーハ縁部で、ＳＵＳＤ効果の結果として生じる影響が大幅に小さくなる。これらの方法から当業者には、等価な方法がＳＬＳＲ効果に対して存在し、そのような方法をどのように実施できるかということが明らかになるはずである。
【００４１】
第１の方法は、ＨＯＷＡモデル内で、ウェーハごとに入力並進移動パラメータ（並進移動xおよび並進移動y）を並進移動Ｔｘ＿ｕｐ（「上スキャンされた」フィールドのx並進移動パラメータ）、並進移動Ｔｘ＿ｄｏｗｎ（「下スキャンされた」フィールドのx並進移動パラメータ）、並進移動Ｔｙ＿ｕｐ（「上スキャンされた」フィールドのy並進移動パラメータ）、および並進移動Ｔｙ＿ｄｏｗｎ（「下スキャンされた」フィールドのy並進移動パラメータ）に分割するものである。しかし、ＳＵＳＤの効果がｙ方向にだけ影響を及ぼすならば（この場合が多い）、通常のｘの単一パラメータで十分である。この方法は、露光ルーティングが前の層と異なる場合、またはＳＵＳＤ効果が現在の層の露光ツールと前の層の露光ツールとで異なる場合に特に適切である。この方法を用いると、先進のプロセス制御システムでフィールド内デルタに対処することができる。これは簡単な補正である。というのは、アライメントシステムは前の層に対処し（それが測定、モデル化されて、補正されることになる）、ＡＰＣシステムが、現在の層のフィールド内エラーを補正するのに、現在の層の露光からの情報しか必要としないからである。その結果、ＡＰＣは前の層の背景を必要とせず、これは前述の従来技術に対するさらなる改善になる。
【００４２】
別法として、前の層に存在するのと全く同じフィールド内効果が現在の層で生じることが分かっている場合には、上スキャンされるフィールドと下スキャンされるフィールドの並進移動差を計算することができ、この並進移動差に対して並進移動入力パラメータを補正することができる。次に、この補正された並進移動パラメータは、現在のＨＯＷＡモデルを適用する場合に、通常の方法でｙ並進移動パラメータに対して使用することができる。特定の一実施形態では、使用されるｙ並進移動パラメータは、（Ty_up+Ty_down）／２で計算することができる。ここでＴｙ＿ｕｐは「上スキャンされた」フィールドのｙ並進移動パラメータであり、Ｔｙ＿ｄｏｗｎは「下スキャンされた」フィールドのｙ並進移動パラメータである。同じフィールド内エラーが２回起きた場合、フィールド内オーバーレイデルタは取り消される。同様な技法をｘ並進移動パラメータに対して、それがＳＵＳＤ効果による影響を受けるならば、実施することができる。Ｔｙ＿ｕｐおよびＴｙ＿ｄｏｗｎは、フィールド内効果がＳＵＳＤである場合にフィールド間モデルにおける大きな縁部効果を回避するために、なおモデル化されなければならないことに注意されたい。
【００４３】
本文中では、ＩＣの製造時におけるリソグラフィ装置の使用を具体的に参照することがあるが、本明細書で述べられているリソグラフィ装置には、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用のガイドパターン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）、薄膜磁気ヘッドなどの製造など、他の応用分野があり得ることを理解されたい。そのような代替の応用分野の文脈において、本明細書における「ウェーハ」または「ダイ」という用語を使用することがあればそれは、それぞれより一般的な用語である「基板」または「ターゲット部分」と同義と見なすことができることを、当業者なら理解するであろう。本明細書で参照されている基板は、露光の前後に、例えば、トラック（一般に、レジストの層を基板に付け、露光されたレジストを現像するツール）、メトロロジーツール、および／またはインスペクションツール内で処理することができる。適用可能な場合、本明細書における開示は、そのような、また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を作成するために複数回処理することができ、その結果、本明細書で使用される基板という用語は、複数の処理済みの層をすでに含む基板を指すこともある。
【００４４】
本明細書で使用される「放射」および「ビーム」という語は、紫外（UV）放射（例えば365、355、248、193、157または126nmの、またはほぼそれらの値の波長を有する）および極端紫外（EUV）放射（例えば5〜20nmの範囲の波長を有する）を含むすべてのタイプの電磁放射、ならびにイオンビームまたは電子ビームなどの粒子ビームを包含する。
【００４５】
文脈によって許される場合、「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始めとする様々なタイプの光学コンポーネントのうちの任意の１つまたは組合せを意味している。
【００４６】
上記では、本発明の特定の実施形態について述べたが、本発明は、述べられているものとは別の方法で実施することができることが理解されるであろう。例えば、本発明は、上述の方法について説明する機械可読命令の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、または光ディスク）の形態をとることができる。
【００４７】
上述の説明は例示として意図され、限定的なものではない。したがって、以下に述べられる条項の範囲から逸脱することなく、説明される発明に変更をなし得ることが、当業者には明らかになろう。
【００４８】
１．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、
放射ビームにその断面内でパターンを与えてパターン付き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築されたサポートと、
基板を保持するようにそれぞれ構築された基板テーブルと、
パターン付き放射ビームを基板のターゲット部分の上に投影するように構成された投影システムとを備えるリソグラフィ装置であって、
ｎ次ウェーハアライメントモデルを適用して基板全体にわたってｎ次歪みをモデル化するようにさらに動作可能であり、ここでｎが１よりも大きい整数であり、前記モデルが、少なくとも１つのフィールド内効果を考慮に入れた少なくとも１つの入力パラメータを使用して適用される、リソグラフィ装置。
【００４９】
２．ｎ次ウェーハアライメントモデルへの前記フィールド内効果の影響が測定値によって既定されていない、条項１に記載のリソグラフィ装置。
【００５０】
３．前記フィールド内効果に対応するために使用される少なくとも１つの入力パラメータが並進移動パラメータを含むように動作可能である、条項１または２に記載のリソグラフィ装置。
【００５１】
４．少なくとも１つのスキャンモードで動作可能な条項１、２または３に記載のリソグラフィ装置であって、パターン付き放射ビームが基板の前記ターゲット部分全体にわたってスキャンされ、そのスキャン方向が別々のターゲット部分で異なり、前記フィールド内効果が、別々のターゲット部分で異なる前記スキャン方向の結果として生じる、リソグラフィ装置。
【００５２】
５．ターゲット部分の約半分が第１の方向にスキャンされ、ターゲット部分の残りが反対の第２の方向にスキャンされるように動作可能である、条項４に記載のリソグラフィ装置。
【００５３】
６．前記モデルの前記少なくとも１つの入力パラメータが、第１の次元に対応する２つ別個の並進移動パラメータと、前記第１の次元で第１の方向にスキャンされるターゲット部分の第１の並進移動パラメータと、前記第１の次元で反対の第２の方向にスキャンされるターゲット部分の第２の並進移動パラメータとを含むように動作可能である、条項３に記載の、あるいは条項４が条項３に従属する限り、条項４に記載のリソグラフィ装置。
【００５４】
７．前記第１の方向がｙ次元になるように動作可能である、条項６に記載のリソグラフィ装置。
【００５５】
８．前記モデルの少なくとも１つの入力パラメータがまた、別の次元に対応する２つ別個の並進移動パラメータも含むように動作可能である、条項６または７に記載のリソグラフィ装置。
【００５６】
９．並進移動エラーが、基板上で露光されるべき次の各層で同じであると分かっている場合に、第１の方向にスキャンされるターゲット部分と、反対の第２の方向にスキャンされるターゲット部分との並進移動差が計算され、前記少なくとも１つの入力パラメータがこの並進移動差に対して補正されるように動作可能である、条項４に記載の、あるいは条項４が条項３に従属する限り条項５に記載のリソグラフィ装置。
【００５７】
１０．前記少なくとも１つの補正された入力パラメータが、第１の方向にスキャンされるターゲット部分の第１の並進移動パラメータと、第２の方向にスキャンされるターゲット部分の第２の並進移動パラメータとの平均を求めることによって決定されるように動作可能である、条項９に記載のリソグラフィ装置。
【００５８】
１１．前記ｎ次ウェーハアライメントモデルがｎ次多項式ウェーハアライメントモデルを含む、条項１から１０のいずれかに記載のリソグラフィ装置。
【００５９】
１２．パターン付き放射ビームを基板のターゲット部分の上に投影する段階と、
ｎ次ウェーハアライメントモデルを適用して基板全体にわたってｎ次歪みをモデル化する段階とを含み、ここでｎが１より大きい整数であり、前記モデルが、少なくとも１つのフィールド内効果を考慮に入れた少なくとも１つの入力パラメータを使用して適用される、デバイス製造方法。
【００６０】
１３．ｎ次ウェーハアライメントモデルへの前記フィールド内効果の影響が測定値によって既定されていない、条項１２に記載のデバイス製造方法。
【００６１】
１４．前記フィールド内効果に対応するために使用される少なくとも１つの入力パラメータが並進移動パラメータを含む、条項１２または１３に記載のデバイス製造方法。
【００６２】
１５．前記パターン付き放射ビームが、前記投影工程中に基板の前記ターゲット部分全体にわたってスキャンされ、そのスキャン方向が別々のターゲット部分で異なり、前記フィールド内効果が、別々のターゲット部分で異なる前記スキャン方向の結果として生じる、条項１２、１３または１４に記載のデバイス製造方法。
【００６３】
１６．ターゲット部分の約半分が第１の方向にスキャンされ、ターゲット部分の残りが反対の第２の方向にスキャンされる、条項１５に記載のデバイス製造方法。
【００６４】
１７．前記モデルの前記少なくとも１つの入力パラメータが、第１の次元に対応する２つ別個の並進移動パラメータと、前記第１の次元で第１の方向にスキャンされるターゲット部分の第１の並進移動パラメータと、前記第１の次元で反対の第２の方向にスキャンされるターゲット部分の第２の並進移動パラメータとを含む、条項１４に記載の、あるいは条項１５が条項１４に従属する限り条項１５に記載のデバイス製造方法。
【００６５】
１８．前記第１の方向がｙ次元である、条項１７に記載のデバイス製造方法。
【００６６】
１９．前記モデルの少なくとも１つの入力パラメータがまた、別の次元に対応する２つ別個の並進移動パラメータも含む、条項１７または１８に記載のデバイス製造方法。
【００６７】
２０．並進移動エラーが、次の各スキャン層で同じであると分かっている場合に、第１の方向にスキャンされるターゲット部分と、第２の方向にスキャンされるターゲット部分との並進移動差が計算され、前記少なくとも１つの入力パラメータがこの並進移動差に対して補正される、条項１５に記載の、あるいは条項１５が条項１４に従属する限り条項１６に記載のデバイス製造方法。
【００６８】
２１．前記少なくとも１つの補正された入力パラメータが、第１の方向にスキャンされるターゲット部分の第１の並進移動パラメータと、反対の第２の方向にスキャンされるターゲット部分の第２の並進移動パラメータとの平均を求めることによって決定される、条項２０に記載のデバイス製造方法。
【００６９】
２２．前記ｎ次ウェーハアライメントモデルがｎ次多項式ウェーハアライメントモデルを含む、条項１２から２１のいずれかに記載のデバイス製造方法。
【００７０】
２３．適切な装置で実施された場合に、条項１２から２２のいずれかの方法を実行するように動作可能であるプログラム命令を含む、コンピュータプログラム製品。
【図１】
2011233895.tif 000003
【図２】
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【外国語明細書】
2011233895000001.pdf