(57)【要約】一般的に、第１の態様において、本発明の特徴は、ステージ上のアライメント・マークの箇所を決定するための方法であって、干渉計とミラーとの間の経路に沿って測定ビームを送ることであって、少なくとも干渉計またはミラーがステージ上に載置される、測定ビームを送ること、測定ビームを他のビームと組み合わせて、ステージの箇所についての情報を含む出力ビームを生成すること、出力ビームから、第１の測定軸に沿って、ステージの箇所ｘ１を測定すること、第１の測定軸に実質的に平行な第２の測定軸に沿って、ステージの箇所ｘ２を測定すること、ミラーの表面変化を異なる空間周波数に対して特徴付ける所定の情報から補正項Ψ３を計算することであって、補正項に対する異なる空間周波数からの寄与を、異なる仕方で重み付けする、補正項Ψ３を計算すること、第１の測定軸に平行な第３の軸に沿って、アライメント・マークの箇所を、ｘ１、ｘ２、および補正項に基づいて決定すること、を含む方法である。
2007521462.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステージ上のアライメント・マークの箇所を決定するための方法であって、
干渉計とミラーとの間の経路に沿って測定ビームを送ることであって、少なくとも前記干渉計または前記ミラーが前記ステージ上に載置されている、測定ビームを送ること、
前記測定ビームを他のビームと組み合わせて、前記ステージの箇所についての情報を含む出力ビームを生成すること、
前記出力ビームから、第１の測定軸に沿って、前記ステージの箇所ｘ１を測定すること、
前記第１の測定軸に実質的に平行な第２の測定軸に沿って、前記ステージの箇所ｘ２を測定すること、
前記ミラーの表面変化を異なる空間周波数に対して特徴付ける所定の情報から補正項Ψ３を計算することであって、該補正項に対する異なる空間周波数からの寄与を、異なる仕方で重み付けする、補正項Ψ３を計算すること、
前記第１の測定軸に平行な第３の軸に沿って、アライメント・マークの箇所を、ｘ１、ｘ２、および前記補正項に基づいて決定すること、
を備える方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、ｘ１およびｘ２が、前記第１および第２の測定軸における前記ミラーの箇所にそれぞれ対応する、方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法において、前記補正項Ψ３を、前記第１の測定軸におけるミラー表面の直線からのずれに関係づける、方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法において、前記補正項Ψ３をＸ２−Ｘ１の積分変換に関係づけ、Ｘ２およびＸ１が、前記第１および第２の測定軸に実質的に直交する方向に前記ステージを走査する間にモニタされるｘ２およびｘ１に対応する、方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法において、前記積分変換がフーリエ変換である、方法。
【請求項６】
請求項４に記載の方法において、ミラー表面の変化の異なる空間周波数成分からのΨ３に対する寄与を、ＫｄおよびＫｄの高調波付近の空間周波数成分に対するΨ３の感度を増加させるように重み付けし、Ｋｄは、２π／ｄ（ｄは、前記第１および第２の測定軸間の離隔距離）に対応する、方法。
【請求項７】
請求項３に記載の方法において、前記アライメント・マーク箇所を、
ｘ３＝ｘ１＋η（ｘ２−ｘ１）−Ψ３
によって与えられる前記第３の軸上の箇所ｘ３に関係づけ、
ηを、前記第１の測定軸と前記第３の軸との間の離隔距離に関係づける、方法。
【請求項８】
請求項１に記載の方法において、前記所定の情報が、前記第１および第２の測定軸に実質的に直交する方向にステージを走査する間にｘ１およびｘ２をモニタすることによって集められる、方法。
【請求項９】
請求項１に記載の方法であって、さらに、
前記第１の測定軸に実質的に直交するｙ軸に沿って、前記ステージの箇所をモニタすること、
を備える方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法において、前記第３の軸に沿った前記アライメント・マークの箇所が、前記ｙ軸に沿った前記ステージの箇所に依存する、方法。
【請求項１１】
請求項１に記載の方法において、測定ビームが、前記ミラーから２回以上反射する、方法。
【請求項１２】
方法であって、
干渉分光法システムを用いて得られる第１の軸に対するミラーの自由度の測定値を、異なる空間周波数に対してミラーの表面変化に対処する情報に基づいて補正することであって、補正に対する異なる空間周波数からの寄与を異なる仕方で重み付けする、補正すること、
を備える方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の方法において、干渉分光法システムが、第２の軸および第３の軸に沿ってミラーの自由度をモニタし、該第２および第３の軸は、前記第１の軸に対して平行かつこの軸からずれている、方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の方法において、ミラー表面の変化の異なる空間周波数成分からの補正寄与を、ＫｄおよびＫｄの高調波付近の空間周波数成分に対する補正の感度を増加させるように重み付けし、Ｋｄは、２π／ｄ（ｄは、前記第２および第３の軸間の離隔距離）に対応する、方法。
【請求項１５】
方法であって、
個別の平行な軸に対するミラー表面の箇所ｘ１およびＸ２を、前記平行な軸に実質的に直交する経路に沿ってミラー表面を平行移動させる間に、干渉分光法的にモニタすること、
前記モニタされたミラー箇所から、ミラーの表面不完全性に対する異なる空間周波数からの寄与を決定すること、
を備える方法。
【請求項１６】
装置であって、
２つのビーム経路間の光路差に関係づけられる位相を含む出力ビームを生成するように構成された干渉計であって、少なくとも一方のビーム経路がミラー表面に接触する、干渉計と、
前記干渉計に結合された電子コントローラであって、動作中に該電子コントローラは、第１の測定軸に対するミラーの位置ｘ１を、前記出力ビームと、異なる空間周波数に対してミラーの表面変化に対処する誤差補正項とから導き出される情報に基づいて決定し、該誤差補正項に対する異なる空間周波数からの寄与は、異なる仕方で重み付けされる、電子コントローラと、
を備える装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の装置であって、さらに、
２つのビーム経路間の光路差に関係づけられる位相を含む第２の出力ビームを生成するように構成された第２の干渉計、
を備え、前記２つのビーム経路のうちの少なくとも一方がミラー表面に接触し、動作中に前記電子コントローラは、第２の測定軸に対するミラーの位置ｘ２を、前記出力ビームから導き出される情報に基づいて決定する、装置。
【請求項１８】
請求項１６に記載の装置において、前記第１の測定軸が前記第２の測定軸と平行である、装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載の装置において、動作中に前記電子コントローラが、第３の軸に対するマークの位置ｘ３を、ｘ１、ｘ２、および前記誤差補正項に基づいて決定し、前記第３の軸は前記第１および第２の測定軸に平行かつこれらの軸からずれている、装置。
【請求項２０】
ウェハ上の集積回路の製造において用いるためのリソグラフィ・システムであって、
ウェハを支持するためのステージと、
空間的にパターニングされた放射線を前記ウェハ上に結像するための照明システムと、
前記結像された放射線に対して前記ステージの位置を調整するための位置合わせシステムと、
前記結像された放射線に対する前記ウェハの位置をモニタするための請求項１６に記載の装置と、
を備えるリソグラフィ・システム。
【請求項２１】
ウェハ上の集積回路の製造において用いるためのリソグラフィ・システムであって、
ウェハを支持するためのステージと、
放射線源、マスク、位置合わせシステム、レンズ・アセンブリ、および請求項１６に記載の装置を含む照明システムであって、動作中に、前記放射線源によって放射線が前記マスクを通して送られて、空間的にパターニングされた放射線が生成され、前記位置合わせシステムによって、前記放射線源からの放射線に対する前記マスクの位置が調整され、前記レンズ・アセンブリによって、前記空間的にパターニングされた放射線が前記ウェハ上に結像され、前記装置によって、前記放射線源からの放射線に対する前記マスクの位置がモニタされる、照明システムと、
を備えるリソグラフィ・システム。
【請求項２２】
リソグラフィ・マスクの製造において用いるためのビーム書き込みシステムであって、
基板をパターニングするための書き込みビームを与える供給源と、
前記基板を支持するステージと、
前記基板に前記書き込みビームを送出するためのビーム送りアセンブリと、
前記ステージおよび前記ビーム送りアセンブリを、互いに対して位置合わせするための位置合わせシステムと、
前記ビーム送りアセンブリに対する前記ステージの位置をモニタするための請求項１６に記載の装置と、
を備えるビーム書き込みシステム。
【請求項２３】
ウェハ上の集積回路の製造において用いるためのリソグラフィ方法であって、
可動ステージ上にウェハを支持すること、
空間的にパターニングされた放射線を前記ウェハ上に結像すること、
前記ステージの位置を調整すること、
請求項１２に記載の方法を用いて前記ステージの位置をモニタすること、
を備えるリソグラフィ方法。
【請求項２４】
集積回路の製造において用いるためのリソグラフィ方法であって、
入力放射線をマスクを通して送って、空間的にパターニングされた放射線を生成すること、
前記入力放射線に対して前記マスクを位置合わせすること、
請求項１２に記載の方法を用いて、前記入力放射線に対する前記マスクの位置をモニタすること、
前記空間的にパターニングされた放射線をウェハ上に結像すること、
を備えるリソグラフィ方法。
【請求項２５】
ウェハ上に集積回路を製造するためのリソグラフィ方法であって、
リソグラフィ・システムの第１のコンポーネントをリソグラフィ・システムの第２のコンポーネントに対して位置合わせして、空間的にパターニングされた放射線にウェハを露出すること、
請求項１２に記載の方法を用いて、前記第２のコンポーネントに対する前記第１のコンポーネントの位置をモニタすること、
を備えるリソグラフィ方法。
【請求項２６】
請求項２３に記載のリソグラフィ方法を含む集積回路の製造方法。
【請求項２７】
請求項２４に記載のリソグラフィ方法を含む集積回路の製造方法。
【請求項２８】
請求項２５に記載のリソグラフィ方法を含む集積回路の製造方法。
【請求項２９】
請求項２０に記載のリソグラフィ・システムを用いることを含む集積回路の製造方法。
【請求項３０】
請求項２１に記載のリソグラフィ・システムを用いることを含む集積回路の製造方法。
【請求項３１】
リソグラフィ・マスクの製造方法であって、
基板をパターニングするために基板に書き込みビームを送ること、
前記書き込みビームに対して基板を位置合わせすること、
請求項１２に記載の方法を用いて、前記書き込みビームに対する基板の位置をモニタすること、
を備える方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、干渉分光法および干渉計測における誤差に対する補償に関する。
【背景技術】
【０００２】
変位測定干渉計では、光学的干渉信号に基づいて、基準物体に対する測定物体の位置の変化をモニタする。干渉計では、測定物体から反射された測定ビームを、基準物体から反射される基準ビームと重ね合わせて干渉させることによって、光学的干渉信号を生成する。
【０００３】
多くの応用例において、測定および基準ビームは、直交偏光であるとともに周波数が異なっている。異なる周波数の生成は、たとえば、レーザ・ゼーマン分裂によって、音響光学的な変調によって、またはレーザ内部において復屈折素子を用いて等によって、行なうことができる。直交偏光しているため、偏光ビーム・スプリッタによって、測定および基準ビームを測定および基準物体に、それぞれ送ることができ、また反射された測定および基準ビームを組み合わせて、重なり合う出射側測定および基準ビームを形成することができる。重なり合う出射側ビームによって出力ビームが形成される。出力ビームはその後、偏光子を通過する。偏光子によって、出射側測定および基準ビームが混合されて、混合ビームが形成される。混合ビーム内の出射側測定および基準ビームの成分が互いに干渉する結果、混合ビームの強度が、出射側測定および基準ビームの相対的な位相とともに変化する。
【０００４】
混合ビームの時間依存性の強度は、検出器によって測定されて、その強度に比例する電気的干渉信号が生成される。測定および基準ビームは周波数が異なるため、電気的干渉信号には、出射側測定および基準ビームの周波数間の差に等しいビート周波数を有する「ヘテロダイン」信号が含まれる。測定および基準経路の長さが、たとえば測定物体を含むステージの平行移動によって、互いに対して変化している場合には、測定されるビート周波数には、２ｖｎｐ／λに等しいドップラ・シフトが含まれる。ここで、ｖは測定および基準物体の相対速度、λは測定および基準ビームの波長、ｎは光ビームが通過する媒体たとえば空気または真空の屈折率、ｐは基準および測定物体までの光路数である。測定される干渉信号の位相変化は、測定物体の相対位置の変化に対応する。たとえば、２πの位相の変化は、実質的にλ／（２ｎｐ）の距離変化Ｌに対応する。距離２Ｌは、往復の距離変化、または測定物体を含むステージとの間の距離の変化である。言い換えれば、位相Φは、理想的には、Ｌに正比例しており、平面ミラー干渉計、たとえば高安定性平面ミラー干渉計に対して、Φ＝２ｐｋＬｃｏｓ２θと表現することができる。ここで、ｋ＝２πｎ／λであり、θは、干渉計の公称軸に対する測定物体の方位である。この軸は、Φが最大になる測定物体の方位から決定することができる。Φが小さい場合、Φは、Φ＝２ｐｋＬ（１−θ２）によって近似することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
いくつかの実施形態においては、複数の距離測定干渉計を用いて、測定物体の複数の自由度をモニタすることができる。たとえば、複数の変位干渉計を含む干渉分光法システムを用いて、リソグラフィ・ツールにおける平面ミラー測定物体の箇所をモニタする。２本の平行な測定軸に対するステージ・ミラーの箇所をモニタすることによって、２本の測定軸が配置される平面に垂直な軸に対するステージ・ミラーの角度方向についての情報が得られる。このような測定によって、ユーザは、リソグラフィ・ツールの他のコンポーネントに対するステージの箇所および方位を、比較的高い正確度でモニタすることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
干渉分光法システムの平面ミラー測定物体における不完全性に起因する表面変化によって、干渉分光法システムを用いてなされる変位および角度測定に誤差が導入される。これらの誤差の影響は、干渉計の測定軸から離れて位置するマークの箇所を決定するときに、増幅される場合がある。しかし軸外測定に対するこれらの誤差の影響は、ミラー表面のプロファイルが分かっているならば、減らすことかまたは取り除くことができる。
【０００７】
干渉分光法システムとして、２つの干渉計を利用して平面ミラー測定物体を２本の平行な測定軸に沿ってモニタするシステムを用いて、ミラー表面プロファイルを走査線に沿ってマッピングすることができる。これは、２本の測定軸のそれぞれにおいて基準点に対するミラー表面の変位をモニタすることを、測定軸に直交する方向にミラーを走査しながら行なうことによって、実現される。ミラーが載置されるステージが干渉計に対して回転しないか、またはわずかなステージ回転も独立にモニタされ対処される場合には、変位測定値間の差から、２本の測定軸間におけるミラー表面の平均勾配の測定値が得られる。さらに、走査線上で勾配を積分することによって、ミラー表面の完全に平坦な表面からのずれ（ミラー「不均一さ」とも言われる）の測定値が得られる。
【０００８】
しかし前述のミラー・マッピングを用いて、ミラー表面の局所的な勾配変化および不均一さに対する干渉計測の補正を行なっても、ｄ−１（ｄは測定軸の離隔距離）に比例する空間周波数を有するミラー表面変化には対処しない。このような空間周波数を有する変化は、両方の変位測定値に等しく寄与するため、この変化は、変位測定値間の差とはならず、ミラー表面データともならない。
【０００９】
このような変化に対して感度がないことは、少なくとも部分的に軽減することができる。これは、ミラー表面データを空間周波数ドメインに変換すること、および誤差補正項に対するある特定の周波数成分の寄与を、他の周波数成分の場合よりも大きく重み付けすることによって、行なわれる。特に、Ｋ＝２π／ｄ（およびその高調波）に近い周波数成分を他の成分誤差よりも大きく重み付けすることにより、ミラー・マッピング方法の感度がないことによる誤差の影響を小さくすることができる。
【００１０】
一般的に、第１の態様においては、本発明の特徴は、ステージ上のアライメント・マークの箇所を決定するための方法であって、干渉計とミラーとの間の経路に沿って測定ビームを送ることであって、少なくとも干渉計またはミラーがステージ上に載置される、測定ビームを送ること、測定ビームを他のビームと組み合わせて、ステージの箇所についての情報を含む出力ビームを生成すること、出力ビームから、第１の測定軸に沿って、ステージの箇所ｘ１を測定すること、第１の測定軸に実質的に平行な第２の測定軸に沿って、ステージの箇所ｘ２を測定すること、ミラーの表面変化を異なる空間周波数に対して特徴付ける所定の情報から補正項Ψ３を計算することであって、補正項に対する異なる空間周波数からの寄与を、異なる仕方で重み付けする、補正項Ψ３を計算すること、第１の測定軸に平行な第３の軸に沿って、アライメント・マークの箇所を、ｘ１、ｘ２、および補正項に基づいて決定すること、を含む方法である。
【００１１】
本方法の実施形態には、以下の特徴および／または他の態様の特徴の１つまたは複数が含まれていても良い。
ｘ１およびｘ２は、第１および第２の測定軸におけるミラーの箇所に、それぞれ対応することができる。補正項Ψ３は、第１の測定軸におけるミラー表面の直線からのずれに関係づけることができる。いくつかの実施形態においては、補正項Ψ３は、Ｘ２−Ｘ１の積分変換に関係づけられる。Ｘ２およびＸ１は、第１および第２の測定軸に実質的に直交する方向にステージを走査する間にモニタされるｘ２およびｘ１に対応する。積分変換は、フーリエ変換とすることができる。Ψ３に対する、ミラー表面の変化の異なる空間周波数成分からの寄与を、ＫおよびＫの高調波付近の空間周波数成分に対するΨ３の感度が増加するように重み付けすることができる。ここでＫは、２π／ｄ（ｄは、第１および第２の測定軸間の離隔距離）に対応する。アライメント・マーク箇所は、以下のように与えられる第３の軸上の箇所ｘ３に関係づけることができる。
ｘ３＝ｘ１＋η（ｘ２−ｘ１）−Ψ３
ここでηは、第１の測定軸と第３の軸との間の離隔距離に関係づけられる。
【００１２】
所定の情報は、第１および第２の測定軸に実質的に直交する方向にステージを走査する間に、ｘ１およびｘ２をモニタすることによって、集めることができる。
本方法にはさらに、第１の測定軸に実質的に直交するｙ軸に沿って、ステージの箇所をモニタすることを含めることができる。第３の軸に沿ったアライメント・マークの箇所は、ｙ軸に沿ったステージの箇所に依存することができる。
【００１３】
測定ビームは、ミラーから２回以上反射することができる。
一般的に、他の態様においては、本発明の特徴は、干渉分光法システムを用いて得られる第１の軸に対するミラーの自由度の測定値を、異なる空間周波数に対してミラーの表面変化に対処する情報に基づいて補正することを含む方法である。補正に対する異なる空間周波数からの寄与を、異なる仕方で重み付けする。
【００１４】
本方法の実施形態には、以下の特徴および／または他の態様の特徴の１つまたは複数が含まれていても良い。
干渉分光法システムは、第２の軸および第３の軸に沿って、ミラーの自由度をモニタすることができる。第２および第３の軸は、第１の軸に平行かつこの軸からずれている。補正に対する、ミラー表面の変化の異なる空間周波数成分からの寄与を、ＫおよびＫの高調波付近の空間周波数成分に対する補正の感度が増加するように重み付けすることができる。ここでＫは、２π／ｄ（ｄは、第２および第３の軸間の離隔距離）に対応する。
【００１５】
一般的に、さらなる態様においては、本発明の特徴は、個別の平行な軸に対するミラー表面の箇所Ｘ１およびＸ２を、平行な軸に実質的に直交する経路に沿ってミラー表面を平行移動させる間に、干渉分光法的にモニタすること、モニタされたミラー箇所から、ミラーの表面不完全性に対する異なる空間周波数からの寄与を決定すること、を含む方法である。
【００１６】
本方法の実施形態には、他の態様の特徴が含まれていても良い。
一般的に、他の態様においては、本発明の特徴は、２つのビーム経路間の光路差に関係づけられる位相を含む出力ビームを生成するように構成された干渉計であって、少なくとも一方のビーム経路がミラー表面に接触する干渉計と、干渉計に結合された電子コントローラであって、動作中に電子コントローラは、第１の測定軸に対するミラーの位置ｘ１を、出力ビームと、異なる空間周波数に対してミラーの表面変化に対処する誤差補正項とから導き出される情報に基づいて決定し、誤差補正項に対する異なる空間周波数からの寄与は、異なる仕方で重み付けされる、電子コントローラと、を備える装置である。
【００１７】
本装置の実施形態には、以下の特徴の１つまたは複数および／または他の態様の特徴を含むことができる。
装置は、２つのビーム経路間の光路差に関係づけられる位相を含む第２の出力ビームを生成するように構成された第２の干渉計を備えることができ、少なくとも一方のビーム経路がミラー表面に接触し、動作中に電子コントローラは、第２の測定軸に対するミラーの位置ｘ２を、出力ビームから導き出される情報に基づいて決定することができる。第１の測定軸は、第２の測定軸と平行にすることができる。装置の動作中に、電子コントローラは、第３の軸に対するマークの位置ｘ３を、ｘ１、ｘ２、および誤差補正項に基づいて決定することができ、第３の軸は第１および第２の測定軸に平行かつこれらの軸からずれていることができる。
【００１８】
他の態様においては、本発明の特徴は、ウェハ上の集積回路の製造において用いるためのリソグラフィ・システムであって、ウェハを支持するためのステージと、空間的にパターニングされた放射線をウェハ上に結像するための照明システムと、結像された放射線に対してステージの位置を調整するための位置合わせシステムと、結像された放射線に対するウェハの位置をモニタするための前述の装置と、を備えるリソグラフィ・システムである。
【００１９】
さらなる態様においては、本発明の特徴は、ウェハ上の集積回路の製造において用いるためのリソグラフィ・システムであって、ウェハを支持するためのステージと、放射線源、マスク、位置合わせシステム、レンズ・アセンブリ、および前述の装置を含む照明システムであって、動作中に、放射線源によって放射線がマスクを通して送られて、空間的にパターニングされた放射線が生成され、位置合わせシステムによって、ウェハの箇所に対してマスクの位置が調整され、レンズ・アセンブリによって、空間的にパターニングされた放射線がウェハ上に結像され、および装置によって、ウェハの箇所に対するマスクの位置がモニタされる照明システムと、を備えるリソグラフィ・システムである。
【００２０】
またさらなる態様においては、本発明の特徴は、リソグラフィ・マスクの製造において用いるためのビーム書き込みシステムであって、基板をパターニングするための書き込みビームを与える供給源と、基板を支持するステージと、基板に書き込みビームを送出するためのビーム送りアセンブリと、ステージおよびビーム送りアセンブリを、互いに対して位置合わせするための位置合わせシステムと、ビーム送りアセンブリに対するステージの位置をモニタするための前述の装置と、を備えるビーム書き込みシステムである。
【００２１】
他の態様においては、本発明の特徴は、ウェハ上の集積回路の製造において用いるためのリソグラフィ方法であって、可動ステージ上にウェハを支持すること、空間的にパターニングされた放射線をウェハ上に結像すること、ステージの位置を調整すること、前述の方法を用いてステージの位置をモニタすること、を含むリソグラフィ方法である。
【００２２】
さらに他の態様においては、本発明の特徴は、集積回路の製造において用いるためのリソグラフィ方法であって、入力放射線をマスクを通して送って、空間的にパターニングされた放射線を生成すること、基準フレームに対してマスクを位置合わせすること、前述の方法を用いて、基準フレームに対するマスクの位置をモニタすること、空間的にパターニングされた放射線をウェハ上に結像すること、を含むリソグラフィ方法。
【００２３】
さらなる態様においては、本発明の特徴は、ウェハ上に集積回路を製造するためのリソグラフィ方法であって、リソグラフィ・システムの第１のコンポーネントをリソグラフィ・システムの第２のコンポーネントに対して位置合わせして、空間的にパターニングされた放射線にウェハを露出すること、前述の方法を用いて、第２のコンポーネントに対する第１のコンポーネントの位置をモニタすること、を含むリソグラフィ方法である。
【００２４】
さらなる態様においては、本発明の特徴は、集積回路の製造方法であって、前述のリソグラフィ方法を含む方法である。
他の態様においては、本発明の特徴は、集積回路の製造方法であって、前述のリソグラフィ・システムを用いることを含む方法である。
【００２５】
さらなる態様においては、本発明の特徴は、リソグラフィ・マスクの製造方法であって、基板をパターニングするために基板に書き込みビームを送ること、書き込みビームに対して基板を位置合わせすること、前述の方法を用いて、書き込みビームに対する基板の位置をモニタすること、を含む方法である。
【００２６】
本発明の実施形態には、以下の優位性の１つまたは複数が含まれていても良い。
平面ミラー測定物体における不完全性に起因する、軸外マーカーの箇所を決定する際の誤差、特に空間周波数≒２π／ｄおよびその高調波を有するミラー表面変化に付随する誤差を、小さくすることができる。開示される方法は、軸上測定値の誤差を減らすために用いることもできる。
【００２７】
ステージ・ミラー測定物体は、最終的に干渉分光法システムが使用される応用例において使用される干渉分光法システムを用いて、特徴付けることができる。このミラー・マッピングは、その場で行なうことができる。システムの存続時間に渡って起こり得る変化に対処するために、マッピングを繰り返すことができる。
【００２８】
開示される誤差補正方法により、干渉計および／または他のコンポーネントの誤差許容範囲を、測定の正確度を損なうことなく緩和することができる。したがって、いくつかの実施形態においては、システムは、測定の正確度を損なうことなく、安価なコンポーネント（たとえばミラー）を用いることができる。
【００２９】
本発明の１つまたは複数の実施形態の詳細を、添付図面および以下の説明において述べる。本発明の他の特徴、目的、および優位性は、説明および図面から、ならびに請求項から明らかである。
【００３０】
種々の図面における同様の参照符号は、同様の要素を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
距離測定干渉計を用いて軸外マーカーの箇所を決定する応用の一例は、リソグラフィ・ツール（リソグラフィ・スキャナとも言われる）においてアライメント・マークの箇所を決定するためのものである。アライメント・マークは、ウェハおよび／またはステージ上の基準マークであり、光学的なアライメント・スコープ（多くの場合に、ツールの露光システムの主光軸から離れて位置する）によって位置決めされるものである。
【００３２】
図１および図２に示すように、典型的なリソグラフィ・ツール１００には、ウェハ１３０の露光領域上にレチクル１２０を結像するように位置する露光システム１１０が含まれる。ウェハ１３０は、ステージ１４０によって支持されている。ステージ１４０は、露光システム１１０の軸１１２に直交する平面内で、ウェハ１３０を走査する。ステージ１４０上には、ステージ・ミラー１８０が載置されている。ステージ・ミラー１８０には、公称上は直交する２つの反射表面１８２および１８４が含まれている。
【００３３】
干渉分光法システムによって、直交するｘ測定軸およびｙ測定軸に沿って、ステージ１４０の位置がモニタされる。ｘ軸およびｙ軸は、露光システム１１０の軸１１２と交差している。干渉分光法システムには、４つの干渉計２１０、２２０、２３０、および２４０が含まれている。干渉計２１０および２２０は、測定ビーム２１５および２２５をそれぞれｙ軸に平行に送って、ミラー表面１８２から反射させる。同様に、干渉計２３０および２４０は、測定ビーム２３５および２４５をそれぞれｘ軸に平行に送って、ミラー表面１８４から２回反射させる。各測定ビームは、ミラー表面から反射した後、基準ビームと組み合わされて出力ビームを形成する。各出力ビームの位相は、測定および基準ビーム経路間の光路長差に関係づけられる。検出器２１２、２２２、２３２、および２４２は、干渉計２１０、２２０、２３０、および２４０からの出力ビームをそれぞれ検出して、光路長差の情報を電子コントローラ１７０に伝達する。電子コントローラ１７０では、情報からステージ位置を決定して、レチクル１２０に対してステージ１４０の位置を相応に調整する。
【００３４】
各干渉計に対する入力ビームは、共通の供給源であるレーザ光源１５２から得られる。ビーム・スプリッタ２１１、２２１、２３１、ならびにミラー２４１および２５１は、光源１５２からの光を干渉計に送る。各干渉計では、その入力ビームを分割して、測定ビームおよび基準ビームにする。本実施形態においては、各干渉計は、その個々の測定ビームを、ミラー１８０の表面に２回接触する経路に沿って送る。
【００３５】
干渉計２３０および２１０は、ｘ軸およびｙ軸に沿って、ミラー表面１８４および１８２の箇所の座標ｘ１およびｙ１をそれぞれモニタする。さらに干渉計２４０および２２０は、第２の組の軸（ｘ軸およびｙ軸から、それぞれずれているがこれらに平行である）に沿って、ステージ１４０の箇所をモニタする。第２の測定によって、ミラー表面１８４および１８２の座標ｘ２およびｙ２が、それぞれ得られる。これらの第２の測定軸のｘ軸およびｙ軸からの離隔距離は分かっており、図２においてｄおよびｄ’として示されている。
【００３６】
いくつかの実施形態においては、干渉計２１０、２２０、２３０、および２４０は、高安定性平面ミラー干渉計（ＨＳＰＭＩ）である。図３に示すように、ＨＳＰＭＩ３００には、偏光ビーム・スプリッタ（ＰＢＳ）３１０、レトロリフレクタ３２０、および基準ミラー３３０が含まれている。またＨＳＰＭＩ３００には、４分の１波長プレート３４０および３５０も含まれている。これらは、ＰＢＳ３１０とミラー表面１８４または基準ミラー３３０との間に、それぞれ位置している。
【００３７】
動作中、ＰＢＳ３１０によって、入力ビーム（図３においてビーム３６０として示される）が、直交偏光成分に分割される。一方の成分である測定ビーム３３５Ａは、ＰＢＳ３１０を透過した後、ミラー表面１８４から反射して、ＰＢＳ３１０の方へと戻る。そのＰＢＳ３１０までの戻りにおいて、測定ビームの偏光状態は、４分の１波長プレート３４０を２回通ることによって、ここではその本来の偏光状態に直交している。そして測定ビームは、ＰＢＳ３１０によってレトロリフレクタ３２０に向けて反射される。レトロリフレクタ３２０によって、測定ビームはＰＢＳ３１０の方へ戻される。ＰＢＳ３１０は、測定ビームをミラー表面１８４の方へ反射する。ミラー表面１８４までの第２の進みにおいて、測定ビームをビーム３３５Ｂとして示す。再び、ミラー表面１８４において、ビーム３３５Ｂは反射して、ＰＢＳ３１０の方へ向かう。４分の１波長プレート３４０を２回通ることによって、測定ビームの偏光状態が変えられてその本来の状態に戻る。そして測定ビームは、ＰＢＳ３１０を透過して、出力ビーム３７０の成分としてＨＳＰＭＩ３００を出て行く。
【００３８】
基準ビームは、ＰＢＳ３１０によって最初に反射された入力ビーム３６０の成分である。基準ビームは、ＰＢＳ３１０と基準ミラー３３０との間を２回通る。各進みにおいて、基準ビームの偏光状態は、４分の１波長プレート３５０によって９０°だけ変えられる。こうして、基準ビームの基準ミラー３３０までの第１の進みの後に、基準ビームがＰＢＳ３１０を透過する。基準ビームの基準ミラー３３０までの第２の進みの後に、基準ビームはＰＢＳ３１０によって反射される。基準ビームは、干渉計３００から出力ビーム３７０の成分として出て行く。
【００３９】
ＨＳＰＭＩ以外の変位測定干渉計を、システム１００において用いることも可能である。他の変位測定干渉計の例としては、単一ビームの干渉計および／または高正確度の平面ミラー干渉計（測定ビームは測定物体まで３回以上、たとえば４回進むことができる）が挙げられる。さらに、前述の説明には、ヘテロダイン干渉分光法の説明が含まれていたが、ホモダイン検出方式を用いることもできる。
【００４０】
再び図１および図２を参照して、リソグラフィ・ツール１００には、アライメント・スコープ１６０（軸１１２から軸外に位置する）も含まれている。アライメント・スコープ１６０は、ｘ軸から量ηｄだけずれたｙ軸上の位置にある物体を位置決めするように配置されている。本実施形態においては、ユーザは、アライメント・スコープ１６０を用いてアライメント・マークを位置決めすることができる。露光システム１１０に対するアライメント・スコープ１８０の位置およびｘ軸およびｙ軸は明らかであるため、いったんユーザがスコープを用いてアライメント・マーク１６５を位置決めすれば、露光システムに対するアライメント・マークの箇所は既知となる。いったんユーザがアライメント・マーク１６５を位置決めすると測定されるｘ１、ｘ２、ｙ１、およびｙ２の値によって、ステージ上のアライメント・マークの箇所を示す基準座標の組が得られる。これらの基準座標に基づいて、ユーザは、ステージ上のウェハを露光システムに対して正確に平行移動させて、ウェハのターゲット領域を軸１１２上に位置決めすることができる。
【００４１】
基準座標に基づいてステージの再位置合わせを行なう際には常に、アライメント・スコープ１６０によってアライメント・マーク１６５が位置決めされるときのステージの角度方向に対処しなければならない。図４に、ステージ方位の効果を例示する。図４では、第１および第２の測定軸だけでなく、ｘ軸に平行な軸４００も示している。軸４００上に、アライメント・スコープが配置される。これらの軸に沿ったミラーの箇所は、ｘ１、ｘ２、およびｘ３によって、それぞれ与えられる。θがゼロの場合、ｘ１＝ｘ２＝ｘ３である。しかし非ゼロのθの場合、ｘ３−ｘ１＝ηｄｔａｎθ≡εである。オフセットεは、アッベ（Ａｂｂｅ）・オフセットと言われる。
【００４２】
完全に平坦なミラーおよび小さいθに対して、以下のようになる。
【００４３】
【数１】
2007521462.tif 000003
しかし前述したように、ミラー表面に不完全性（たとえば、表面不均一さおよび／または局所的な勾配変化）があると、ｘ１およびｘ２の干渉分光法的に観察される値に誤差が導入される。以後、観察可能なパラメータを、チルダによって示す。その後、干渉計２３０および２４０によって、ｘ〜１およびｘ〜２が、それぞれ測定される。ここで、ｘ〜１＝ｘ１＋Ψ１、およびｘ〜２＝ｘ２＋Ψ２であり、Ψ１およびΨ２は、測定値の完全なミラーに対する測定値からのずれを表わす。式（１）において、ｘ〜１およびｘ〜２を、ｘ１およびｘ２に対して代入すると、以下のようになる。
【００４４】
【数２】
2007521462.tif 000004
したがってθが小さい場合、アッベ・オフセットは以下のようになる。
【００４５】
【数３】
2007521462.tif 000005
これは、以下のように再計算することができる。
【００４６】
【数４】
2007521462.tif 000006
ここでΨ３は、ミラー表面における不完全性に対処する誤差補正項である。
【００４７】
誤差補正項Ψ３は、ミラー特徴付けモードにおいて測定されるミラー・マップから決定することができる。ミラー特徴付けモードでは、ステージ１４０をｙ−方向に平行移動させることにより、干渉計２３０および２４０の測定ビーム２３５および２４５がそれぞれ、ミラー表面１８４をデータ・ラインに沿って走査して、次のものを示す情報を含む信号を生成するようにする。すなわち、ミラー表面１８４の、ｘ方向の平面からのｘ−ｙ平面内での角度方向および見かけ上の表面のずれ（すなわち、表面不均一さ）とともに、ステージ１４０を移動させるための平行移動メカニズムにおける変化に起因する任意の寄与と、他の誤差源（たとえば、周期的な非線形性、ならびに干渉計２３０および２４０のビームの測定経路内でのガスの静止および非静止効果）とである。走査によって、Ｘ〜１（ｙ）およびＸ〜２（ｙ）が生成される。これらは、干渉計２３０および２４０から得られる変位測定値にそれぞれ対応する。
【００４８】
ｙ−方向にステージ１４０が平行移動するのと同時に、干渉計２１０および２２０が、ミラー表面１８２の方位を、表面１８２によって与えられる測定ビーム２１５および２２５の固定遮断点に対して、モニタする。このステップにより、ステージ１４０の、その平行移動メカニズム（たとえばベアリング、駆動メカニズムなど）の機械的な寄与による回転を、測定することができる。ミラー表面１８２の角度方向を測定することで、走査中にステージ１４０の角度方向θ〜（ｙ）の測定値が重複して得られることになる。この値を用いれば、Ｘ〜１（ｙ）およびＸ〜２（ｙ）データから、ステージ１４０の角度回転の寄与を取り除くことができる。
【００４９】
ステージ１４０の角度回転に対していったん補正がなされれば、Ｘ〜１（ｙ）およびＸ〜２（ｙ）によって、データ・ラインに沿ったミラー表面１８４の平均勾配の測定値が得られる。ステージ回転からの寄与がない場合、平均勾配である〈ｄｘ／ｄｙ〉Ｍａｐは、次式によって与えられる。
【００５０】
【数５】
2007521462.tif 000007
ここで添え字Ｍａｐは、ミラー・マッピング・モードの間に取得されるデータであることを示す。〈ｄｘ／ｄｙ〉Ｍａｐデータに対する線形フィットによって、〈ｄｘ／ｄｙ〉ｆｉｔが得られ、これによって公称上の基準表面が得られる。次に誤差関数Ψ３を、ミラー表面の〈ｄｘ／ｄｙ〉ｆｉｔからのずれに従って、以下の形式に基づいて決定する。
【００５１】
平均勾配〈ｄｘ／ｄｙ〉Ｍａｐのフーリエ変換は、以下のように書いても良い。
【００５２】
【数６】
2007521462.tif 000008
ここで、
【００５３】
【数７】
2007521462.tif 000009
Ψ１（ｘ，ｙ，〈ｄｘ／ｄｙ〉ｆｉｔ）とＸ〜１（ｘ，ｙ，〈ｄｘ／ｄｙ〉ｆｉｔ）との間の関係は、以下のようになる。
【００５４】
【数８】
2007521462.tif 000010
また次のことにも注意されたい。
【００５５】
【数９】
2007521462.tif 000011
式（７）および（９）を、ｙ方向における空間周波数の関数としてのＸ〜１（ｘ，ｙ，〈ｄｘ／ｄｙ〉ｆｉｔ）のフーリエ変換に対する以下の手順の数学的操作に従って、解く。以下の手順の数学的操作では、Ｘ〜１（ｘ，ｙ，〈ｄｘ／ｄｙ〉ｆｉｔ）および／またはＸ〜２（ｘ，ｙ，〈ｄｘ／ｄｙ〉ｆｉｔ）を、簡単化された表記法で現して、パラメータの数を減らし、たとえばそれぞれ、Ｘ〜１および／またはＸ〜２として、またはそれぞれ、Ｘ〜１（ｘ，ｙ）および／またはＸ〜２（ｘ，ｙ）として、示す場合がある。
【００５６】
【数１０】
2007521462.tif 000012
【００５７】
【数１１】
2007521462.tif 000013
【００５８】
【数１２】
2007521462.tif 000014
【００５９】
【数１３】
2007521462.tif 000015
【００６０】
【数１４】
2007521462.tif 000016
フーリエ変換Ｆ［Ψ１（ｘ，ｙ，〈ｄｘ／ｄｙ〉ｆｉｔ）］は、式（８）によるＦ［Ｘ〜１（ｘ，ｙ）］に、以下のように関係づけられる。
【００６１】
【数１５】
2007521462.tif 000017
式（８）を用いて得られるΨ２（ｘ，ｙ）−Ψ１（ｘ，ｙ）に対する式と、Ψ２に対する対応する式と、式Ψ３＝η（Ψ２−Ψ１）＋Ψ１とを用いて、Ψ３に対して以下の式が得られる。
【００６２】
【数１６】
2007521462.tif 000018
【００６３】
【数１７】
2007521462.tif 000019
したがって、
【００６４】
【数１８】
2007521462.tif 000020
ここで、
【００６５】
【数１９】
2007521462.tif 000021
Ｋ＝２π／ｄおよびその高調波に近い空間周波数からのΨ３に対するカーナルＩ（ｙ，ｙ’）重み寄与は、他の空間周波数の場合よりもはるかに大きい。しかしカーナルＩ（ｙ，ｙ’）は、以下の場合に特異性がある。
【００６６】
【数２０】
2007521462.tif 000022
したがって、特異性のわずかな悪影響も抑制するために、乗法的重み関数をカーナルに導入しなければならない。乗法的重み関数のデザインは、信号対ノイズ比を空間周波数の関数として考慮することに基づいて、行なうことができる。乗法的重み関数の一例は、以下である。
【００６７】
【数２１】
2007521462.tif 000023
ここで、ｍは整数であり、δＫ＜＜２π／ｄである。他の乗法的重み関数を用いることもできる。
【００６８】
前の導出結果では、Ψ３に対して、重み関数ｓｉｎ−１（Ｋｄ／２）を含む特定のカーナルが得られているが、他の実施形態においては他の重み関数を用いても良い。一般的に、重み関数によって、ミラー特徴付け方法が最も不敏感であるミラー表面プロファイルの成分に対する感度が、増加しなければならない。重み関数の例としては、Ｋの線形で、幾何学的で、かつ指数的な関数が挙げられる。
【００６９】
いくつかの実施形態においては、ミラー特徴付けモードの間に得られるミラーに関する情報は、軸上測定値を補正するために用いることもできる。さらに、副次的な表面１８２についても、同様のミラー特徴付けモードを用いて特徴付けを行なうことができる。この情報を用いれば、ｙ軸に沿って、軸上および／または軸外測定値の両方において誤差を減らすことができる。
【００７０】
加えて、いくつかの実施形態においては、干渉分光法システム内の種々のコンポーネントによって導入されるその他の誤差を、他の方法を用いて低減することができる。たとえば、干渉計における非周期誤差は、以下の文献に開示される技術を用いて小さくすることができる。米国特許出願第１０／３６６，５８７号明細書、発明の名称「干渉分光法システムにおける非周期誤差の特徴付けおよび補償」（２００３年２月１２日出願）。なお、この文献の内容開示は、本明細書において参照により全体として取り入れられている。
【００７１】
いくつかの実施形態においては、ステージ１４０の方位を制御する制御システムに、軸外の位置情報を送る前に、軸外測定値を、ミラー表面不完全性に付随する誤差に対して補正する。この結果、これらの誤差がステージ位置に転移することが防止される。
【００７２】
リソグラフィ・ツール（たとえばツール１００）は、大規模集積回路たとえばコンピュータ・チップなどの製造に用いられるリソグラフィ応用例において、特に有用である。リソグラフィは、半導体製造業界におけるキー・テクノロジ・ドライバである。オーバーレイの向上は、１００ｎｍライン幅（デザイン・ルール）に至るまでおよびそれより下において最も困難な５つの課題の１つである。これについては、たとえば、半導体業界ロードマップ（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｉｎｄｕｓｔｒｙ  Ｒｏａｄｍａｐ）、ｐ．８２（１９９７）を参照されたい。
【００７３】
オーバーレイは、ウェハおよびレチクル（またはマスク）ステージの位置合わせに用いられる距離測定干渉計の性能、すなわち正確度および精度に、直接依存する。リソグラフィ・ツールによって５０００万〜１億ドル／年の製品が生産されることが考えられるため、距離測定干渉計の性能が向上することによって得られる経済的な値は、相当なものになる。リソグラフィ・ツールの歩留まりが１％増加するごとに、約１００万ドル／年の経済的利益が集積回路製造業者にもたらされるとともに、実質的な競争力のある優位性がリソグラフィ・ツール供給メーカにもたらされる。
【００７４】
リソグラフィ・ツールの機能は、空間的にパターニングされた放射線を、フォトレジスト・コーティングされたウェハ上に送ることである。プロセスには、ウェハのどの箇所が放射線を受け取るべきかを決定すること（アラインメント）、および放射線をフォトレジストのその箇所に当てること（露光）が伴う。
【００７５】
前述したように、ウェハの位置を正確に合わせるために、ウェハ上には、専用のセンサによって測定可能なアラインメント・マークが含まれる。アラインメント・マークの測定位置によって、ツール内でのウェハの箇所が規定される。この情報によって、ウェハ表面の所望するパターニングの仕様とともに、空間的にパターニングされた放射線に対するウェハのアラインメントが、ガイドされる。このような情報に基づいて、フォトレジスト・コーティングされたウェハを支持する平行移動可能なステージが、ウェハを移動させて、ウェハの正確な箇所が放射線によって露光されるようにする。
【００７６】
露光時、放射線源が、パターニングされたレチクルを照明し、レチクルによって放射線が散乱されて、空間的にパターニングされた放射線が生成される。レチクルはマスクとも言われる。以下では、これらの用語は交換可能に用いる。縮小リソグラフィの場合、散乱された放射線は縮小レンズによって集められて、レチクル・パターンの縮小画像が形成される。あるいは、近接印刷の場合には、散乱された放射線は、ウェハに接触する前に短い距離（通常はミクロンのオーダ）を伝搬して、レチクル・パターンの１：１画像を生成する。放射線によって、レジスト内で光化学的なプロセスが始まり、放射線パターンがレジスト内の潜像に変換される。
【００７７】
干渉分光法システムは、位置合わせメカニズムの重要なコンポーネントである。位置合わせメカニズムによって、ウェハおよびレチクルの位置が制御されて、ウェハ上のレチクル画像が位置合わせされる。このような干渉分光法システムに、前述した特徴が含まれれば、距離測定値に対する周期誤差の寄与が最小になるため、システムが測定する距離の正確度が増加する。
【００７８】
一般的に、リソグラフィ・システム（露光システムとも言われる）には通常、照明システムおよびウェハ位置合わせシステムが含まれる。照明システムには、紫外線、可視、Ｘ線、電子、またはイオン放射線などの放射線を供給するための放射線源、および放射線にパターンを与えるためのレチクルまたはマスクが含まれており、この結果、空間的にパターニングされた放射線が生成される。加えて、縮小リソグラフィの場合には、空間的にパターニングされた放射線をウェハ上に結像するためのレンズ・アセンブリを、照明システムに含めることができる。結像された放射線によって、ウェハ上にコーティングされたレジストが、露光される。また照明システムには、マスクを支持するためのマスク・ステージと、マスクを通して送られる放射線に対してマスク・ステージの位置を調整するための位置合わせシステムとが、含まれる。ウェハ位置合わせシステムには、ウェハを支持するためのウェハー・ステージと、結像された放射線に対してウェハー・ステージの位置を調整するための位置合わせシステムとが、含まれる。集積回路の製造には、複数の露光ステップを含むことができる。リソグラフィについての概略的な参考文献としては、たとえば、以下のものを参照されたい。Ｊ．Ｒ．シーツ（Ｓｈｅａｔｓ）およびＢ．Ｗ．スミス（Ｓｍｉｔｈ）、マイクロリソグラフィ：科学および技術（Ｍｉｃｒｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ：Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）（マーセル・デッカ（Ｍａｒｃｅｌ  Ｄｅｋｋｅｒ）社、ニューヨーク、１９９８）。なお、この文献の内容は本明細書において参照により取り入れられている。
【００７９】
前述した干渉分光法システムを用いれば、ウェハー・ステージおよびマスク・ステージのそれぞれの位置を、露光システムの他のコンポーネント、たとえばレンズ・アセンブリ、放射線源、または支持構造に対して、正確に測定することができる。このような場合、干渉分光法システムを静止構造に取り付けて、測定物体を可動要素たとえばマスクおよびウェハー・ステージの一方に取り付けることができる。あるいは、状況を逆にして、干渉分光法システムを可動物体に取り付けて、測定物体を静止物体に取り付けることもできる。
【００８０】
より一般的には、このような干渉分光法システムを用いて、露光システムの任意の１つのコンポーネントの位置を、露光システムの任意の他のコンポーネントに対して、測定することができる。すなわち干渉分光法システムを、１つのコンポーネントに取り付けるかまたはこれによって支持し、測定物体を、他のコンポーネントに取り付けるかまたはこれによって支持する。
【００８１】
図５に、干渉分光法システム１１２６を用いたリソグラフィ・ツール１１００の他の例を示す。干渉分光法システムを用いて、露光システム内のウェハ（図示せず）の位置を正確に測定する。ここでは、ステージ１１２２を用いて、露光ステーションに対してウェハを位置合わせして支持する。スキャナ１１００には、フレーム１１０２が含まれている。フレーム１１０２には、他の支持構造およびこの構造上に保持される種々のコンポーネントが保持されている。露光ベース１１０４の上部には、レンズ・ハウジング１１０６が載置されている。レンズ・ハウジング１１０６の上部には、レチクルまたはマスク・ステージ１１１６が載置されている。レチクルまたはマスク・ステージ１１１６は、レチクルまたはマスクを支持するために用いられる。露光ステーションに対してマスクを位置合わせするための位置合わせシステムを、要素１１１７によって概略的に示す。位置合わせシステム１１１７には、たとえば、圧電性のトランスデューサ素子および対応する制御エレクトロニクスを含めることができる。説明したこの実施形態には含まれていないが、前述した干渉分光法システムの１つまたは複数を用いて、マスク・ステージの位置だけでなく、リソグラフィ構造の製造プロセスにおいて位置を正確にモニタしなければならない他の可動素子も正確に測定することができる（上記のシーツおよびスミスのマイクロリソグラフィ：科学および技術を参照のこと）。
【００８２】
露光ベース１１０４の下には、支持ベース１１１３が吊るされており、この支持ベース１１１３にはウェハー・ステージ１１２２が保持されている。ステージ１１２２には、平面ミラー１１２８が含まれている。平面ミラー１１２８は、干渉分光法システム１１２６によってステージに送られる測定ビーム１１５４を、反射するためのものである。干渉分光法システム１１２６に対してステージ１１２２を位置合わせするための位置合わせシステムを、要素１１１９によって概略的に示す。位置合わせシステム１１１９には、たとえば、圧電性のトランスデューサ素子および対応する制御エレクトロニクスを含めることができる。測定ビームは反射されて、露光ベース１１０４上に載置された干渉分光法システムまで戻る。干渉分光法システムは、前述した実施形態のどれであっても良い。
【００８３】
動作時、放射線ビーム１１１０、たとえばＵＶレーザ（図示せず）からの紫外線（ＵＶ）ビームが、ビーム成形オプティクス・アセンブリ１１１２を通過して、ミラー１１１４によって反射された後に、下方に進む。その後、放射線ビームは、マスク・ステージ１１１６が保持するマスク（図示せず）を通過する。マスク（図示せず）は、ウェハー・ステージ１１２２上のウェハ（図示せず）上に、レンズ・ハウジング１１０６内に保持されるレンズ・アセンブリ１１０８を介して、結像される。ベース１１０４およびこれによって支持される種々のコンポーネントは、バネ１１２０によって表わされる制動システムによって、環境の振動から隔離されている。
【００８４】
リソグラフィ・スキャナの他の実施形態においては、前述した干渉分光法システムの１つまたは複数を用いて、たとえばウェハおよびレチクル（またはマスク）ステージ（しかしこれに限定されない）に付随する複数の軸に沿って、距離および角度を測定することができる。またＵＶレーザ・ビームではなくて、他のビームを用いてウェハを露光することもできる。たとえば、Ｘ線ビーム、電子ビーム、イオン・ビーム、および可視の光学ビームなどが挙げられる。
【００８５】
いくつかの実施形態においては、リソグラフィ・スキャナには、当該技術分野においてカラム基準として知られるものを含めることができる。このような実施形態においては、干渉分光法システム１１２６から、基準ビーム（図示せず）が外部の基準経路に沿って送られる。外部の基準経路は、放射線ビームを送るある構造（たとえばレンズ・ハウジング１１０６）上に載置される基準ミラー（図示せず）に接触する。基準ミラーによって、基準ビームは反射されて、干渉分光法システムまで戻る。干渉分光法システム１１２６によって干渉信号が生成されるのは、干渉信号ステージ１１２２から反射される測定ビーム１１５４と、レンズ・ハウジング１１０６上に載置される基準ミラーから反射される基準ビームとが組み合わされるときである。干渉信号は、放射線ビームに対するステージ位置の変化を示す。さらに他の実施形態においては、干渉分光法システム１１２６の位置を、レチクル（またはマスク）ステージ１１１６またはスキャナ・システムの他の可動コンポーネントの位置の変化を測定するような箇所にすることができる。最後に、干渉分光法システムは、同様の方法で、スキャナに加えてまたはスキャナの代わりにステッパを含むリソグラフィ・システムとともに、用いることができる。
【００８６】
当該技術分野において良く知られているように、リソグラフィは、半導体デバイスを作る製造方法の重要な部分である。たとえば米国特許５，４８３，３４３号明細書には、このような製造方法のためのステップの概要が述べられている。以下、図６ａおよび６ｂを参照して、これらのステップについて説明する。図６ａは、半導体チップ（たとえばＩＣまたはＬＳＩ）などの半導体デバイス、液晶パネル、またはＣＣＤの製造手順のフロー・チャートである。ステップ１１５１は、半導体デバイスの回路を設計するための設計プロセスである。ステップ１１５２は、回路パターン設計に基づいてマスクを製造するためのプロセスである。ステップ１１５３は、シリコンなどの材料を用いることによってウェハを製造するためのプロセスである。
【００８７】
ステップ１１５４は、前工程と呼ばれるウェハ・プロセスである。ここでは、前述のように用意されたマスクおよびウェハを用いて、リソグラフィを通してウェハ上に回路が形成される。ウェハ上に、十分な空間分解能でマスク上のパターンに対応する回路を形成するためには、リソグラフィ・ツールをウェハに対して干渉分光法的に位置合わせする必要がある。本明細書で説明した干渉分光法およびシステムは、ウェハ・プロセスにおいて用いられるリソグラフィの有効性を向上させるのに特に有用であり得る。
【００８８】
ステップ１１５５は、組み立てステップであり、後工程と呼ばれる。ここでは、ステップ１１５４によって処理されたウェハが、半導体チップに形成される。このステップには、組み立て（ダイシングおよびボンディング）とパッケージング（チップ封止）とが含まれる。ステップ１１５６は、検査ステップである。ここでは、ステップ１１５５によって形成された半導体デバイスの操作性チェック、耐久性チェックなどが行なわれる。これらのプロセスを用いて、半導体デバイスは完成され、出荷される（ステップ１１５７）。
【００８９】
図６ｂは、ウェハ・プロセスの詳細を示すフロー・チャートである。ステップ１１６１は、ウェハ表面を酸化させるための酸化プロセスである。ステップ１１６２は、ウェハ表面上に絶縁膜を形成するためのＣＶＤプロセスである。ステップ１１６３は、蒸着によってウェハ上に電極を形成するための電極形成プロセスである。ステップ１１６４は、ウェハにイオンを注入するためのイオン注入プロセスである。ステップ１１６５は、ウェハにレジスト（感光性材料）を塗布するためのレジスト・プロセスである。ステップ１１６６は、前述した露光装置を通して、ウェハ上に、マスクの回路パターンを露光（すなわち、リソグラフィ）によって印刷するための露光プロセスである。この場合も、前述したように、本明細書で説明した干渉分光法システムおよび方法を用いることによって、このようなリソグラフィ・ステップの正確度および分解能が改善される。
【００９０】
ステップ１１６７は、露光されたウェハを現像するための現像プロセスである。ステップ１１６８は、現像されたレジスト画像以外の部分を取り除くためのエッチング・プロセスである。ステップ１１６９は、エッチング・プロセスを受けた後にウェハ上に残るレジスト材料を剥離するためのレジスト剥離プロセスである。これらのプロセスを繰り返すことによって、ウェハ上に回路パターンが形成されて重ね合わせられる。
【００９１】
前述した干渉分光法システムは、物体の相対位置を正確に測定する必要がある他の用途においても使用できる。たとえば、書き込みビームたとえばレーザ、Ｘ線、イオン、または電子ビームが、基板またはビームが移動したときに、基板上にパターンをマークする応用例において、干渉分光法システムを用いて、基板と書き込みビームとの間の相対移動を測定することができる。
【００９２】
一例として、図７に、ビーム書き込みシステム１２００の概略図を示す。供給源１２１０によって書き込みビーム１２１２が生成され、ビーム・フォーカシング・アセンブリ１２１４から、放射線ビームが、可動ステージ１２１８によって支持される基板１２１６に送られる。ステージの相対位置を決定するために、干渉分光法システム１２２０から、基準ビーム１２２２が、ビーム・フォーカシング・アセンブリ１２１４上に載置されるミラー１２２４に送られ、測定ビーム１２２６が、ステージ１２１８上に載置されるミラー１２２８に送られる。基準ビームが、ビーム・フォーカシング・アセンブリ上に載置されるミラーに接触するため、ビーム書き込みシステムは、カラム基準を用いるシステムの例である。干渉分光法システム１２２０は、前述した干渉分光法システムのどれであっても良い。干渉分光法システムによって測定される位置変化は、基板１２１６上での書き込みビーム１２１２の相対位置の変化に対応する。干渉分光法システム１２２０は、コントローラ１２３０に、基板１２１６上での書き込みビーム１２１２の相対位置を示す測定信号１２３２を送る。コントローラ１２３０からは、出力信号１２３４が、ステージ１２１８を支持および位置合わせするベース１２３６に送られる。加えて、コントローラ１２３０から信号１２３８が供給源１２１０に送られて、書き込みビーム１２１２の強度を変えるかまたはこれを遮蔽して、書き込みビームが、基板の選択位置のみにおいて、光物理または光化学変化を起こすのに十分な強度で基板に接触するようにする。
【００９３】
さらに、いくつかの実施形態においては、コントローラ１２３０によって、ビーム・フォーカシング・アセンブリ１２１４に、基板のある領域上に対して書き込みビームを走査させることができる。走査は、たとえば信号１２４４を用いて行なわれる。結果として、コントローラ１２３０から、システムのその他のコンポーネントに命令が出されて、基板がパターニングされる。パターニングは通常、コントローラ内に記憶される電子デザイン・パターンに基づいている。いくつかの応用例では、書き込みビームによって、基板上にコーティングされたレジストがパターニングされ、他の応用例では、書き込みビームによって、基板が直接パターニング、たとえばエッチングされる。
【００９４】
このようなシステムの重要な応用例は、前述したリソグラフィ方法において用いられるマスクおよびレチクルの製造である。たとえば、リソグラフィ・マスクを製造するために、電子ビームを用いて、クロム・コーティングされたガラス基板をパターニングすることができる。書き込みビームが電子ビームである場合、ビーム書き込みシステム内では、真空中に電子ビーム経路が形成されている。また書き込みビームが、たとえば電子またはイオン・ビームである場合には、ビーム・フォーカシング・アセンブリには、真空下で荷電粒子をフォーカスして基板上に送るための電界発生器たとえば四重極レンズが含まれる。書き込みビームが、放射線ビーム、たとえばＸ線、ＵＶ、または可視光線である他の場合には、ビーム・フォーカシング・アセンブリには、放射線をフォーカスして基板に送るための対応するオプティクスが含まれる。
【００９５】
本発明の多くの実施形態について、説明してきた。それにもかかわらず、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく種々の変更を行なっても良いことが理解される。したがって他の実施形態は、添付請求項の範囲内である。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】リソグラフィ・ツールの実施形態を示す斜視図。
【図２】図１に示すリソグラフィ・ツールのステージおよび干渉分光法システムを示す平面図。
【図３】高安定性平面ミラー干渉計を示す概略図。
【図４】アッベ・オフセットを示す概略図。
【図５】干渉計を含むリソグラフィ・ツールの実施形態を示す概略図。
【図６ａ】集積回路を作るためのステップを記述するフロー・チャートを示す図。
【図６ｂ】集積回路を作るためのステップを記述するフロー・チャートを示す図。
【図７】干渉分光システムを含むビーム書き込みシステムを示す概略図。
【図１】
2007521462.tif 000024
【図２】
2007521462.tif 000025
【図３】
2007521462.tif 000026
【図４】
2007521462.tif 000027
【図５】
2007521462.tif 000028
2007521462.tif 000029
2007521462.tif 000030
【図７】
2007521462.tif 000031
【国際調査報告】
2007521462.tif 000032
2007521462.tif 000033