(57)【要約】  本発明の一実施例による方法は、少なくとも１つのアライメント・マーカ４０と、少なくとも１つのハイト・プロファイル４６とを有する較正プレート３８を使用して実行することができる。最初に、アライメント・センサを使用して較正プレートが配置される。次に、ハイト・センサを使用してハイト・プロファイルが測定される。次に、較正プレートを実質的に１８０度回転し、上記２つの操作が繰り返される。この処理手順によって２つの測定されたハイト・プロファイルが得られ、最適フィットを見出すべく、得られた２つの測定されたハイト・プロファイルが比較される。最適フィットを見出すために実行されるシフトの量を使用して、アライメント・マーカとハイト・センサの測定ポイントのＸ−Ｙ位置の間の距離が決定される。
2007517395.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
較正方法であって、
較正プレートのマーカを整合位置へ移動させる工程と、
前記較正プレートの第１のハイト・プロファイルを測定するためにハイト・センサを使用する工程と、
前記マーカを移動させる工程及び前記第１のハイト・プロファイルを測定するためにハイト・センサを使用する工程に引き続いて、前記較正プレートを実質的に１８０度回転させる工程と、
前記較正プレートを回転させる工程に引き続いて、前記マーカを再度前記整合位置へ移動させる工程と、
前記較正プレートを回転させる工程に引き続いて、前記較正プレートの第２のハイト・プロファイルを測定するために前記ハイト・センサを使用する工程と、
前記第１及び第２のハイト・プロファイルに基づいて、前記整合位置に対する前記ハイト・センサの測定スポットの位置を決定する工程を有する、較正方法。
【請求項２】
前記第１のハイト・プロファイルが前記較正プレートのフィーチャの第１の測値を含み、
前記第１のハイト・プロファイルが前記較正プレートの前記フィーチャの第２の測値を含み、
前記ハイト・センサの測定スポットの位置を決定する前記工程が、前記第１及び第２の測値に基づく、請求項１に記載の較正方法。
【請求項３】
前記ハイト・センサの測定スポットの位置を決定する前記工程が、前記第１の測値と第２の測値の差に基づいている、請求項２に記載の較正方法。
【請求項４】
前記フィーチャが、互いに傾斜している２つの平面の共通部分を含んでいる、請求項２に記載の較正方法。
【請求項５】
前記第１及び第２のハイト・プロファイルのうちの少なくともいずれか一方が、前記較正プレートの第１の平面の測値と、前記較正プレートの前記第１の平面に対して傾斜した第２の平面の測値とを含んでいる、請求項１に記載の較正方法。
【請求項６】
前記較正方法が、さらに、
前記第２のハイト・プロファイルを測定するために前記ハイト・センサを使用する工程に引き続いて、実質的に９０度及び実質的に２７０度のうちのいずれか１つの角度だけ前記較正プレートをさらに回転させる工程と、
前記較正プレートをさらに回転させる工程に引き続いて、前記較正プレートの第３のハイト・プロファイルを測定するために前記ハイト・センサを使用する工程を有する、請求項１に記載の較正方法。
【請求項７】
前記ハイト・センサの測定スポットの位置を決定する前記工程が、前記第３のハイト・プロファイルに基づいている、請求項６に記載の較正方法。
【請求項８】
前記第１及び第２のハイト・プロファイルのうちの少なくともいずれか一方が、前記較正プレートの連続する複数の平面の測値を含み、前記連続する複数の平面の各々が、前記連続する複数の平面のうちの隣接する平面の勾配とは異なる勾配を有している、請求項１に記載の較正方法。
【請求項９】
前記較正方法が、前記第１及び第２のハイト・プロファイルのうちのいずれか一方の最適フィット整合と、前記第１及び第２のハイト・プロファイルのうちのもう一方の反転バージョンを決定する工程をさらに有し、
前記最適フィット整合を決定する工程が、前記整合に対応する、前記一方のプロファイルと前記もう一方のプロファイルの前記反転バージョンの相対変位を決定する工程を含む、請求項１に記載の較正方法。
【請求項１０】
前記ハイト・センサの測定スポットの位置を決定する前記工程が前記相対変位に基づいている、請求項９に記載の較正方法。
【請求項１１】
前記最適フィット整合を決定する工程が、前記一方のプロファイルと前記もう一方のプロファイルの前記反転バージョンの間の複数の相対変位毎に、前記一方のプロファイルと前記もう一方のプロファイルの前記反転バージョンの間の対応する差を計算する工程を含む、請求項９に記載の較正方法。
【請求項１２】
前記最適フィット整合を決定する工程が、最小二乗法フィットを適用する工程を含む、請求項９に記載の較正方法。
【請求項１３】
前記較正方法が、
前記較正プレートを回転させる工程に先立って、前記較正プレートの基準領域の第１のハイト・プロファイルを測定するために前記ハイト・センサを使用する工程と、
前記較正プレートを回転させる工程に引き続いて、前記較正プレートの基準領域の第２のハイト・プロファイルを測定するために前記ハイト・センサを使用する工程を更に有し、
前記ハイト・センサの測定スポットの位置を決定する前記工程が、前記基準領域の前記第１及び第２のハイト・プロファイルのうちの少なくともいずれか一方に基づいている、請求項１に記載の較正方法。
【請求項１４】
前記較正方法が、前記ハイト・センサの測定スポットの位置を決定する前記工程に先立って、前記基準領域の前記第１及び第２のハイト・プロファイルのうちの少なくともいずれか一方に従って、前記第１及び第２のハイト・プロファイルのうちの少なくともいずれか一方を修正する工程をさらに有する、請求項１３に記載の較正方法。
【請求項１５】
前記較正方法が、前記較正プレートを含む基板を提供する工程をさらに有する、請求項１に記載の較正方法。
【請求項１６】
前記較正方法が、前記較正プレートを含むウェハを提供する工程を更に有する、請求項１に記載の較正方法。
【請求項１７】
前記較正方法が、前記較正プレートを基板テーブルの上に配置する工程を更に有する、請求項１に記載の較正方法。
【請求項１８】
前記較正方法が、パターン形成された放射のビームを少なくとも部分的に基板を覆っている放射線感応材料の目標部分に投射する工程を更に有し、
前記放射のビームを投射する工程が、前記ハイト・センサの測定スポットの位置を決定する前記工程に基づいている、請求項１に記載の較正方法。
【請求項１９】
前記放射のビームを投射する工程が、前記基板の高さを測定する工程を含み、
前記基板の高さを測定する前記工程が、前記ハイト・センサの測定スポットの位置を決定する前記工程に基づいている、請求項１８に記載の較正方法。
【請求項２０】
前記放射のビームを投射する工程が前記基板を配置する工程を含み、
前記基板を配置する工程が、前記ハイト・センサの測定スポットの位置を決定する前記工程に基づいている、請求項１８に記載の較正方法。
【請求項２１】
前記基板を配置する工程が、前記基板を前記基板の表面に平行な軸線の周りに回転させる工程を含み、
前記基板を回転させる前記工程が、前記ハイト・センサの測定スポットの位置を決定する前記工程に基づいている、請求項２０に記載の較正方法。
【請求項２２】
請求項１８に記載の較正方法に従って製造されたデバイス。
【請求項２３】
前記マーカを移動させる工程が、リソグラフィ装置の基板テーブルを移動させる工程を含む、請求項１に記載の較正方法。
【請求項２４】
前記較正プレートを回転させる前記工程が、前記基板テーブルから前記較正プレートを除去する工程を含む、請求項２３に記載の較正方法。
【請求項２５】
アライメント・マーカと、
第１の平面と、
前記第１の平面に対して傾斜した第２の平面を有する、較正プレート。
【請求項２６】
前記較正プレートが基板の上に配置されている、請求項２５に記載の較正プレート。
【請求項２７】
前記較正プレートがウェハの上に配置されている、請求項２５に記載の較正プレート。
【請求項２８】
前記較正プレートが複数の平面を含み、前記複数の平面の各々が、少なくとも他の２つの平面に対して傾斜している、請求項２５に記載の較正プレート。
【請求項２９】
前記較正プレートが複数のアライメント・マーカを含んでいる、請求項２５に記載の較正プレート。
【請求項３０】
デバイス製造方法であって、
較正プレートのマーカを整合位置へ移動させる工程と、
前記較正プレートの第１のハイト・プロファイルを測定するためにハイト・センサを使用する工程と、
前記マーカを移動させる工程及び前記第１のハイト・プロファイルを測定するために、ハイト・センサを使用する工程に引き続いて、前記較正プレートを実質的に１８０度回転させる工程と、
前記較正プレートを回転させる工程に引き続いて、前記マーカを再度前記整合位置へ移動させる工程と、
前記較正プレートを回転させる工程に引き続いて、前記較正プレートの第２のハイト・プロファイルを測定するために、前記ハイト・センサを使用する工程と、
前記第１及び第２のハイト・プロファイルに基づいて、前記整合位置に対する前記ハイト・センサの測定スポットの位置を決定する工程と、
放射のビームを提供するために放射システムを使用する工程と、
所望のパターンに従って前記放射のビームをパターン形成するためにパターン形成構造を使用する工程と、
パターン形成されたビームを少なくとも部分的に基板を覆っている放射線感応材料の層の目標部分に投射する工程を有し、
前記放射のビームを投射する工程が、前記ハイト・センサの前記測定スポットの位置を決定する前記工程に基づいて前記基板を配置する工程を含む、デバイス製造方法。
【請求項３１】
前記基板を配置する工程が、前記ハイト・センサの前記測定スポットの位置を決定する前記工程に基づいて前記基板の高さを測定する工程を含む、請求項３０に記載のデバイス製造方法。
【請求項３２】
前記基板を配置する工程が、前記基板を前記基板の表面に平行な軸線の周りに回転させる工程を含み、
前記基板を回転させる前記工程が、前記ハイト・センサの測定スポットの位置を決定する前記工程に基づいている、請求項３１に記載のデバイス製造方法。
【請求項３３】
較正方法であって、
少なくとも１つのアライメント・マーカを有する較正プレートを提供する工程と、
前記アライメント・マーカが第１のＸ−Ｙ位置に位置し、且つ、リソグラフィ装置のハイト・センサの測定ポイントが第２のＸ−Ｙ位置に対応するように、アライメント・センサを使用して前記較正プレートを前記リソグラフィ装置内に配置する工程と、
前記ハイト・センサを使用して前記較正プレートの第１のハイト・プロファイルを測定する工程と、
前記較正プレートを実質的に１８０度回転させる工程と、
前記較正プレートを回転させる工程に引き続いて、前記アライメント・マーカが前記第１のＸ−Ｙ位置に位置し、且つ、前記ハイト・センサの前記測定ポイントが前記第２のＸ−Ｙ位置に対応するように、前記アライメント・センサを使用して前記較正プレートを前記リソグラフィ装置内に配置する工程と、
前記較正プレートを回転させる工程に引き続いて、前記ハイト・センサを使用して前記較正プレートの第２のハイト・プロファイルを測定する工程と、
前記第１及び第２のハイト・プロファイルに基づいて、前記第１のＸ−Ｙ位置と第２のＸ−Ｙ位置の差を計算する工程と、
前記差に基づいて前記ハイト・センサを較正する工程を有する較正方法。
【請求項３４】
リソグラフィ装置のハイト・センサ（１０）の測定ポイントのＸ−Ｙ位置を較正する方法であって、
Ｘ−Ｙアライメント・センサによって配置される少なくとも１つのアライメント・マーカ（４０；８１）、及び前記ハイト・センサ（１０）によって測定される少なくとも１つのハイト・プロファイルを有する較正プレート（３８）を提供する工程と、
前記アライメント・マーカ（４０；８１）が第１のＸ−Ｙ位置に位置し、且つ、前記ハイト・センサ（１０）が第２のＸ−Ｙ位置の高さを測定することができるように、前記Ｘ−Ｙアライメント・センサを使用して前記較正プレート（３８）を前記リソグラフィ装置内に配置する工程と、
前記ハイト・センサ（１０）を使用して、第１の測定されたハイト・プロファイルを与える、前記少なくとも１つのハイト・プロファイルを測定する工程と、
前記Ｘ−Ｙアライメント・センサ及び前記ハイト・センサ（１０）に対する前記較正プレート（３８）の相対配向が実質的に１８０度変化するように回転させる工程と、
前記アライメント・マーカ（４０；８１）が前記第１のＸ−Ｙ位置に対して既知の関係で第３のＸ−Ｙ位置に位置し、且つ、前記ハイト・センサ（１０）が第４のＸ−Ｙ位置の高さを測定することができるように、前記Ｘ−Ｙアライメント・センサ及び前記アライメント・マーカ（４０；８１）を使用して前記較正プレートを前記リソグラフィ装置内に配置する工程であって、前記第３のＸ−Ｙ位置と前記第４のＸ−Ｙ位置の間の関係と、前記第１のＸ−Ｙ位置と前記第２のＸ−Ｙ位置の間の関係が同じである工程と、
前記ハイト・センサ（１０）を使用して、第２の測定されたハイト・プロファイルを与える、前記少なくとも１つのハイト・プロファイルを測定する工程と、
前記第１及び第２の測定されたハイト・プロファイル、及び前記第３のＸ−Ｙ位置と前記第１のＸ−Ｙ位置の間の既知の関係を使用して、前記第１のＸ−Ｙ位置と前記第２のＸ−Ｙ位置の差（ｄＡＡ＿ＨＳ）を計算する工程と、
前記差（ｄＡＡ＿ＨＳ）を使用して前記測定ポイントを較正する工程を有する、較正方法。
【請求項３５】
前記第１のＸ−Ｙ位置に対する前記第３のＸ−Ｙ位置を測定することによって前記第３のＸ−Ｙ位置と前記第１のＸ−Ｙ位置の間の関係が分かる、請求項３４に記載の較正方法。
【請求項３６】
前記第３のＸ−Ｙ位置と前記第１のＸ−Ｙ位置が一致し、前記第４のＸ−Ｙ位置と前記第２のＸ−Ｙ位置が一致する、請求項３４又は３５に記載の較正方法。
【請求項３７】
前記較正プレートを実質的に９０度回転させた後、言及されている工程が繰り返される、請求項３４から３６までのいずれかに記載の較正方法。
【請求項３８】
前記少なくとも１つのハイト・プロファイル（８２）が、第１の平面及び前記第１の平面に対して傾斜した第２の平面をゆする、請求項３４から３７までのいずれかに記載の較正方法。
【請求項３９】
前記ハイト・プロファイルが、傾斜した複数の平面及び傾斜していない複数の平面を備えたパターンを有し、前記傾斜した平面が、前記傾斜していない平面に対して多数の勾配を有している、請求項３４から３６までのいずれかに記載の較正方法。
【請求項４０】
前記第１及び第２の測定されたハイト・プロファイルを使用して、前記第１のＸ−Ｙ位置と前記第２のＸ−Ｙ位置の前記差（ｄＡＡ＿ＨＳ）を計算する前記工程が、
前記第２の測定されたハイト・プロファイル中のすべての高さ（Ｚ（ｙ））を、ミラーリングされたハイト・プロファイル（６４）を与える、前記ハイト・プロファイルのｙ軸に実質的に直角の任意のミラー・ライン（６３）にミラーリングする工程と、
前記第１のハイト・プロファイル及び前記ミラーリングされたハイト・プロファイルの開始位置（５０Ｍ、５０’Ｍ）が同じｙ位置に位置するような態様で、前記第１の測定されたハイト・プロファイル及び前記ハイト・プロファイル（６０、６４）を重畳させる工程と、
前記第１の測定されたハイト・プロファイル及び前記ミラーリングされたハイト・プロファイル（６０、６４）の全く同じ部分が見出されるまで、前記第１の測定されたハイト・プロファイル（６０）をｙ方向に一定のシフト量（ｓｈｉｆｔ＿ｙ）だけシフトさせる工程と、
次の式、
ｄＡＡ＿ＨＳ＝ｓｈｉｆｔ＿ｙ／２
を使用して、前記第１の測定位置と前記第２の測定位置の前記差（ｄＡＡ＿ＨＳ）を計算する工程を有し、
ｄＡＡ＿ＨＳが前記第１のＸ−Ｙ位置と前記第２のＸ−Ｙ位置の差を表し、ｓｈｉｆｔ＿ｙが一定のシフト量を表す、請求項３４から３９までのいずれかに記載の較正方法。
【請求項４１】
前記較正プレートが少なくとも１つの基準領域を有し、前記較正方法が、
前記較正プレートを実質的に１８０度回転させる前に、第３の測定されたハイト・プロファイルを与える、前記少なくとも１つの基準領域を測定する工程と、
前記較正プレートを回転させた後に、第４の測定されたハイト・プロファイルを与える、前記少なくとも１つの基準領域を測定する工程と、
前記第２の測定されたハイト・プロファイルから前記第３の測定されたハイト・プロファイルを引く工程と、
前記第１の測定されたハイト・プロファイルから前記第４の測定されたハイト・プロファイルを引く工程を有する、請求項３４から４０までのいずれかに記載の較正方法。
【請求項４２】
前記第１の測定されたハイト・プロファイルが１つの測値を有する、請求項３４から４１までのいずれかに記載の較正方法。
【請求項４３】
前記第２の測定されたハイト・プロファイルが１つの測値を有する、請求項３４から４２までのいずれかに記載の較正方法。
【請求項４４】
前記較正プレートが基板の上に配置されている、請求項３４から４３までのいずれかに記載の較正方法。
【請求項４５】
前記較正プレートが前記基板テーブルの上に配置されている、請求項３４から４３までのいずれかに記載の較正方法。
【請求項４６】
前記較正プレートを有する、請求項３４から４４までのいずれかに記載の較正方法を実行するように配置された較正基板。
【請求項４７】
基板の高さを測定するためのハイト・センサの測定ポイントのＸ−Ｙ位置が、請求項３４から４５までのいずれかに記載の較正方法を使用して較正されるリソグラフィ投影装置。
【請求項４８】
基板を提供する工程と、
照明システムを使用して放射の投影ビームを提供する工程と、
前記投影ビームの断面にパターンを付与するためにパターン形成手段を使用する工程と、
パターン形成された放射のビームを前記基板の目標部分に投射する工程を有するデバイス製造方法であって、
請求項３４から４５までのいずれかに記載の較正方法を使用して、基板の高さを測定するためのハイト・センサの測定ポイントのＸ−Ｙ位置を較正する工程を特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リソグラフィ装置及びリソグラフィ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本明細書に使用されている「パターン形成構造」という用語は、入射する放射ビームの断面に、基板の目標部分に生成すべきパターンに対応するパターンを付与するべく使用することができる任意の構造即ち電界を意味するものとして広義に解釈されたい。このコンテキストにおいては、「光バルブ」という用語を使用することも可能である。パターン形成構造上に「表示される」パターンは、たとえば基板又は基板の層（たとえばフィーチャの予備バイアス化、光学近似補正フィーチャ、位相及び／又は偏光変分技法、及び／又は多重露光技法が使用される）に最終的に転写されるパターンとは実質的に異なっていても良いことを理解されたい。通常、このようなパターンは、目標部分に生成されるデバイス、たとえば集積回路又は他のデバイス（以下を参照されたい）中の特定の機能層に対応している。パターン形成構造は、反射型及び／又は透過型にすることができる。パターン形成構造の実施例には、次のようなものがある。
【０００３】
マスク：マスクの概念についてはリソグラフィにおいては良く知られており、バイナリ、交番位相及び減衰位相などのマスク・タイプ、並びに様々なハイブリッド・マスク・タイプが知られている。このようなマスクを放射ビーム中に配置することにより、マスクに衝突する放射をマスク上のパターンに従って選択的に透過させ（透過型マスクの場合）、或いは選択的に反射させる（反射型マスクの場合）ことができる。マスクの場合、支持構造は、通常、入射する放射ビーム中の所望の位置でマスクを確実に保持することができ、且つ、必要に応じてマスクをビームに対して確実に移動させることができるマスク・テーブルである。
【０００４】
プログラム可能ミラー・アレイ：粘弾性制御層及び反射表面を有するマトリックス・アドレス指定可能表面は、このようなデバイスの実施例の１つである。このような装置の基礎をなしている基本原理は、（たとえば）反射表面のアドレス指定領域が入射光を回折光として反射し、一方、非アドレス指定領域が入射光を非回折光として反射することである。適切なフィルタを使用することにより、非回折光を反射ビームからフィルタリングし、回折光のみを残すことができる。この方法によれば、マトリックス・アドレス指定可能表面のアドレス指定パターンに従ってビームがパターン形成される。この方法に対応する方法で複数の回折格子光バルブ（ＧＬＶ）のアレイを使用することも可能であり、ＧＬＶの各々は、入射光を回折光として反射する回折格子を形成するべく、互いに変形可能な（たとえば電位を印加することによって）複数の反射リボンを備えることができる。プログラム可能ミラー・アレイの他の代替実施例には、マトリックスに配列された極めて微小な（場合によっては微視的な）ミラーが使用されている。これらの微小ミラーの各々は、適切な局部電界を印加することによって、或いは圧電駆動手段を使用することによって、１つの軸線の回りに個々に傾斜させることができる。たとえば、入射する放射ビームを反射する方向が、アドレス指定ミラーと非アドレス指定ミラーとでそれぞれ異なるように微小ミラーをマトリックス・アドレス指定することができる。この方法によれば、マトリックス・アドレス指定可能ミラーのアドレス指定パターンに従って反射ビームがパターン形成される。必要なマトリックス・アドレス指定は、適切な電子手段を使用して実行することができる。上で説明したいずれの状況においても、パターン形成構造は、１つ又は複数のプログラム可能ミラー・アレイを備えることができる。上で言及したミラー・アレイに関する詳細な情報については、たとえば、参照によりそれらの文書が本明細書に援用されている米国特許第５，２９６，８９１号及び第５，５２３，１９３号、並びにＰＣＴ特許出願ＷＯ９８／３８５９７号及びＷＯ９８／３３０９６号を参照されたい。プログラム可能ミラー・アレイの場合、支持構造は、たとえば、必要に応じて固定又は移動させることができるフレーム又はテーブルとして具体化することができる。
【０００５】
プログラム可能ＬＣＤパネル：参照により本明細書に援用されている米国特許第５，２２９，８７２号に、このような構造の実施例の１つが記載されている。この場合の支持構造も、プログラム可能ミラー・アレイの場合と同様、たとえば、必要に応じて固定又は移動させることができるフレーム又はテーブルとして具体化することができる。
【０００６】
支持構造は、パターン形成手段を支持している。つまり、支持構造は、パターン形成手段の重量を支えている。支持構造は、パターン形成手段の配向、リソグラフィ装置の設計及び他の条件、たとえばパターン形成手段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手段を保持している。支持構造には、機械式クランプ技法、真空クランプ技法又は他のクランプ技法、たとえば真空条件下における静電クランプ技法を使用することができる。支持構造は、たとえば、必要に応じて固定又は移動させることができ、また、パターン形成手段をたとえば投影システムに対して所望の位置に確実に配置することができるフレームであっても或いはテーブルであっても良い。本明細書における「レチクル」又は「マスク」という用語の使用はすべて、より一般的な「パターン形成手段」という用語の同義語と見なすことができる。
【０００７】
分かり易くするために、本明細書の以下の特定の部分、とりわけ実施例の部分にはマスク（即ち「レチクル」）及びマスク・テーブル（即ち「レチクル・テーブル」）が包含されているが、このような実施例の中で説明されている一般原理は、上で説明したパターン形成構造のより広義のコンテキストの中で理解されたい。
【０００８】
リソグラフィ装置を使用して、表面（たとえば基板の目標部分）に所望のパターンを適用することができる。リソグラフィ投影装置は、たとえば集積回路（ＩＣ）の製造に使用することができる。このような場合、パターン形成構造を使用してＩＣの個々の層に対応する回路パターンが生成され、生成されたパターンが、放射線感応材料（たとえばレジスト）の層で被覆された基板（たとえばシリコン又は他の半導体材料のウェハ）上の目標部分（たとえば１つ又は複数のダイ及び／又はその１つ又は複数の部分が含まれている）に画像化される。一般的に、１枚のウェハは、全体マトリックス即ち投影システムを介して順次（たとえば一つずつ）照射される隣接目標部分の回路網を含んでいる。
【０００９】
現在、マスク・テーブル上のマスクによるパターン形成を使用した装置には２種類の機械がある。第１の種類のリソグラフィ投影装置では、マスク・パターン全体を１回で目標部分に露光することによって目標部分の各々が照射される。このような装置は、一般にウェハ・ステッパと呼ばれている。一般にステップ・アンド・スキャン装置と呼ばれている代替装置では、マスク・パターンを投影ビームの下で所与の基準方向（「走査」方向）に連続的に走査し、且つ、基板テーブルをこの方向に平行又は逆平行に同期走査することによって目標部分の各々が照射される。通常、投影システムは、倍率係数Ｍ（通常＜１）を有しているため、基板テーブルを走査する速度Ｖは、マスク・テーブルを走査する速度を係数Ｍ倍した速度になる。走査型の装置の場合、投影ビームは、走査方向にスリット幅を有するスリットの形態にすることができる。上で説明したリソグラフィ・デバイスに関する詳細な情報については、たとえば、参照により本明細書に援用されている米国特許第６，０４６，７９２号を参照されたい。
【００１０】
リソグラフィ投影装置を使用した製造プロセスでは、パターン（たとえばマスクのパターン）が、少なくとも一部が放射線感応材料（たとえばレジスト）の層で被覆された基板上に画像化される。この画像化処理手順に先立って、プライミング、レジスト・コーティング及び／又はソフト・ベークなどの他の様々な処理手順が基板に加えられる。放射線への露光後、露光後ベーク（ＰＥＢ）、現像、ハード・ベーク及び／又は画像化されたフィーチャの測定／検査などの他の処理手順が基板に加えられる。この一連の処理は、デバイス（たとえばＩＣ）の個々の層をパターン形成するための基本として使用することができる。たとえば、これらの処理によって、基板上のレジストの層をパターン形成することができる。蒸着、エッチング、イオン注入（ドーピング）、メタライゼーション、酸化、化学機械研磨などの１つ又は複数のパターン処理がその後に続くことになるが、これらの処理はすべて、個々の層の生成、修正又は仕上げを意図したものであっても良い。複数の層を必要とする場合、新しい層の各々に対してこれらのすべての処理手順又はそれらの変形手順を繰り返すことができる。最終的には複数のデバイスのアレイが基板（ウェハ）上に出現する。これらのデバイスは、次に、ダイシング又はソーイングなどの技法を使用して互いに分離され、分離された個々のデバイスがキャリアに実装され、或いはピンに接続される。このようなプロセスに関する詳細な情報については、たとえば、著書「Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ  Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ：Ａ  Ｐｒａｃｔｉｃａｌ  Ｇｕｉｄｅ  ｔｏ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ」（Ｐｅｔｅｒ  ｖａｎ  Ｚａｎｔ著、第３版、ＭｃＧｒａｗ  Ｈｉｌｌ  Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ  Ｃｏ．、１９９７年、ＩＳＢＮ  ０−０７−０６７２５０−４）を参照されたい。
【００１１】
本明細書において言及されている基板は、たとえばトラック（通常、基板にレジストの層を塗布し、且つ、露光済みのレジストを現像するツール）若しくは度量衡学ツール又は検査ツール中で、露光前又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及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、複数回にわたって処理することができるため（たとえば多層ＩＣを生成するために）、本明細書において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。
【００１２】
「投影システム」という用語は、たとえば屈折光学系、反射光学系、カタディオプトリック系及び荷電粒子光学系を始めとする様々な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。使用する露光放射のタイプ、露光経路における１つ又は複数の液浸液又はガス充填領域の有無、露光経路のすべて又は一部に真空が使用されているかどうかなどの要因に基づいて特定の投影システムを選択することができる。分かり易くするために、以下、投影システムを「レンズ」と呼ぶ。また、放射システムは、放射の投影ビームを導き、整形し、縮小し、拡大し、パターン形成し、及び／又は制御するための任意の設計タイプに従って動作するコンポーネントを備えることも可能であり、以下、このようなコンポーネントについても、集合的又は個々に「レンズ」と呼ぶ。
【００１３】
また、リソグラフィ装置は、複数の基板テーブル（及び／又は複数のマスク・テーブル）を有するタイプの装置であっても良い。このような「多重ステージ」装置の場合、追加テーブルを並行に使用することができ、或いは１つ又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つ又は複数のテーブルで予備工程を実行することができる。たとえば、参照によりそれらの文書が本明細書に援用されている米国特許第５，９６９，４４１号及びＰＣＴ出願第ＷＯ９８／４０７９１号に、二重ステージ・リソグラフィ装置が記載されている。
【００１４】
また、リソグラフィ装置は、基板が比較的屈折率の大きい液体（たとえば水）に浸され、それにより投影システムの最終エレメントと基板の間の空間が充填されるタイプの装置であっても良い。また、リソグラフィ装置内の他の空間、たとえばマスクと投影システムの第１のエレメントの間の空間に液浸液を適用することも可能である。投影システムの有効開口数を大きくするための液浸技法の使用は、当分野では良く知られている。
【００１５】
本明細書に使用されている「放射」及び「ビーム」という用語には、紫外放射（たとえば波長が３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ又は１２６ｎｍの放射）、ＥＵＶ（たとえば波長の範囲が５〜２０ｎｍの極紫外放射）及びＸ線並びに粒子線（イオン・ビーム又は電子ビームなど）を含むあらゆるタイプの電磁放射が包含されている。
【００１６】
本明細書においては、とりわけＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用が言及されているが、このような装置は、他の多くの用途を有していることを明確に理解されたい。たとえば、このような装置は、集積光学系、磁気領域メモリのための誘導及び検出パターン、液晶ディスプレイ・パネル、薄膜磁気ヘッド、ＤＮＡ分析装置などの製造に使用することができる。このような代替用途のコンテキストにおいては、本明細書における「レチクル」、「ウェハ」又は「ダイ」という用語の使用はすべて、それぞれより一般的な「マスク」、「基板」及び「目標部分」（即ち「露光領域」）という用語に置換されるものと見なすべきであることは当業者には理解されよう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
基板の高さ及び位置の測定は、様々なセンサを使用して実行することができる。したがって、このような測定は、基板の様々な領域に関連付けることができる。アライメント・センサによって測定されたごとく、位置に関するハイト・センサの測定位置を較正することが望ましい場合がある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の一実施例による較正方法には、較正プレートのマーカを整合位置へ移動させる工程と、較正プレートの第１のハイト・プロファイルを測定するためにハイト・センサを使用する工程が含まれている。この方法には、マーカを移動させる工程及び第１のハイト・プロファイルを測定するためにハイト・センサを使用する工程に引き続いて、較正プレートを実質的に１８０度回転させる工程と、較正プレートを回転させる工程に引き続いて、マーカを再度整合位置へ移動させる工程と、較正プレートの第２のハイト・プロファイルを測定するためにハイト・センサを使用する工程が含まれている。第１及び第２のハイト・プロファイルに基づいて、整合位置に関するハイト・センサの測定スポットの位置が決定される。本発明の他の実施例には、較正プレート、リソグラフィ装置及びデバイス製造方法が含まれている。
【００１９】
以下、本発明の実施例について、単なる実施例にすぎないが、添付の略図を参照して説明する。
【００２０】
図において、対応する参照記号は対応する部品を表している。
【実施例】
【００２１】
本発明の実施例には、たとえば、ハイト・センサの測定ポイントのＸ−Ｙ位置をＸ−Ｙアライメント・センサの測定ポイントに対してより正確に較正するために使用することができる方法及び装置が含まれている。
【００２２】
図１は、本発明の特定の実施例によるリソグラフィ投影装置を略図で示したものである。このリソグラフィ投影装置は、以下に示すアイテムを備えている。
【００２３】
放射（たとえばＵＶ放射又はＥＵＶ放射）の投影ビームを供給するように構成された（たとえば投影ビームを供給することができる構造を有する）放射システム。この特定の例では、放射システムＲＳは、放射源ＬＡと、ビーム・エキスパンダＥｘと、インテグレータＩＮ及び集光光学系ＣＯ（また、場合によっては照明ノードを設定するための調整構造ＡＭ）を備えた照明システムとを有している。
【００２４】
投影ビームをパターン形成することができるパターン形成構造を支持するように構成された支持構造。この例では、第１の対物テーブル（マスク・テーブル）ＭＴは、マスクＭＡ（たとえばレチクル）を保持するためのマスク・ホルダを有しており、マスクをアイテムＰＬに対して正確に位置決めするための第１の位置決め構造に接続されている。
【００２５】
基板を保持するように構成された第２の対物テーブル（基板テーブル）。この例では、基板テーブルＷＴａは、基板Ｗ（たとえばレジスト被覆半導体ウェハ）を保持するための基板ホルダを有しており、アイテムＰＬに対して、また、レンズＰＬに対する基板及び／又は基板テーブルの位置を正確に指示するように構成された（たとえば干渉）測定構造ＩＦに対して、基板を正確に位置決めするための第２の位置決め構造に接続されている。
【００２６】
基板を保持するように構成された第３の対物テーブル（基板テーブル）。この例では、基板テーブルＷＴｂは、基板Ｗ（たとえばレジスト被覆半導体ウェハ）を保持するための基板ホルダを備えており、アイテムＰＬに対して、また、レンズＰＬ或いはリソグラフィ投影装置の他の部分（たとえば測定システムＭＳ）に対する基板及び／又は基板テーブルの位置を正確に指示するように構成されたもう１つの（たとえば干渉）測定構造ＩＦに対して、基板を正確に位置決めするための第３の位置決め構造に接続されている。
【００２７】
基板テーブルＷＴａ又はＷＴｂの上に保持されている基板に対する測定（たとえば特性化）プロセスを測定ステーションで実行するように構成された測定システムＭＳ。
【００２８】
パターン形成されたビームを投射するように構成された投影システム（「レンズ」）。この例では、投影システムＰＬ（たとえば屈折レンズ群、カタディオプトリック系若しくはカトプトリック系及び／又はミラー系）は、マスクＭＡの照射部分を基板Ｗの目標部分Ｃ（たとえば１つ又は複数のダイ及び／又はその１つ又は複数の部分が含まれている）に画像化するように構成されている。別法としては、投影システムは、プログラム可能パターン形成構造のエレメントがシャッタとして作用することができる二次ソースの画像を投影することも可能である。また、投影システムは、たとえば二次ソースを形成し、且つ、マイクロスポットを基板に投影するための微小レンズ・アレイ（ＭＬＡ）を含むことも可能である。
【００２９】
図に示すように、このリソグラフィ投影装置は、透過型（たとえば透過型マスクを有する）タイプの装置である。しかしながら、一般的にはこのリソグラフィ投影装置は、たとえば反射型（たとえば反射型マスクを備えた）タイプの装置であっても良い。別法としては、このリソグラフィ投影装置は、上で言及したタイプのプログラム可能ミラー・アレイなどの他の種類のパターン形成構造を使用することも可能である。
【００３０】
放射源ＬＡ（たとえば水銀灯、エキシマ・レーザ、電子銃、レーザ生成プラズマ源即ち放電プラズマ源、若しくはストレイジ・リング又はシンクロトロン内の電子ビームの経路の周りに提供されたアンジュレータ）は、放射のビームを生成している。このビームは、照明システム（イルミネータ）ＩＬに直接供給されるか、或いはたとえばビーム・エキスパンダＥｘなどの条件付け構造即ち電界を介して供給される。イルミネータＩＬは、ビームの強度分布の外部及び／又は内部ラジアル・エクステント（一般に、それぞれσ−外部及びσ−内部と呼ばれている）を設定するための調整構造即ち電界ＡＭを備えることができ、投影ビームによってたとえば基板に引き渡される放射エネルギーの角分布に影響を及ぼすことができる。また、このリソグラフィ投影装置は、通常、インテグレータＩＮ及びコンデンサＣＯなどの他の様々なコンポーネントを備えている。この方法によれば、マスクＭＡに衝突する投影ビームＰＢは、所望する一様な強度分布をその断面に有することになる。
【００３１】
図１に関して、放射源ＬＡをリソグラフィ投影装置のハウジング内に配置し（放射源ＬＡがたとえば水銀灯の場合にしばしば見られるように）、且つ、リソグラフィ投影装置から離して配置することにより、放射源ＬＡが生成する放射ビームをリソグラフィ投影装置に導くことができる（たとえば適切な誘導ミラーを使用して）ことに留意されたい。この後者のシナリオは、放射源ＬＡがエキシマ・レーザの場合にしばしば見られるシナリオである。本発明及び特許請求の範囲には、これらのシナリオの両方が包含されている。
【００３２】
次に、投影ビームＰＢが、マスク・テーブルＭＴの上に保持されているマスクＭＡによって遮断される。マスクＭＡを透過した（或いはマスクＭＡで選択的に反射した）投影ビームＰＢは、投影ビームＰＢを基板Ｗの目標部分Ｃに集束させるレンズＰＬを通過する。基板テーブルＷＴａ（ＷＴｂ）は、第２（第３）の位置決め構造（及び干渉測定構造ＩＦ）を使用して正確に移動させることができ、それによりたとえば異なる目標部分Ｃを投影ビームＰＢの光路内に配置することができる。同様に、第１の位置決め構造を使用して、たとえばマスク・ライブラリからマスクＭＡを機械的に検索した後、或いは走査中に、マスクＭＡを投影ビームＰＢの光路に対して正確に配置することができる。通常、対物テーブルＭＴ、ＷＴａ及びＷＴｂの移動は、図１には明確に示されていないが、長ストローク・モジュール（粗位置決め）及び短ストローク・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。しかしながら、ウェハ・ステッパの場合（ステップ・アンド・スキャン装置ではなく）、マスク・テーブルＭＴは、（たとえばマスクの配向及び位置を微調整するために）短ストローク・アクチュエータに接続するだけで良く、或いは固定することも可能である。マスクＭＡ及び基板Ｗは、マスク・アライメント・マークＭ１、Ｍ２及び基板アライメント・マークＰ１、Ｐ２を使用して整合させることができる。
【００３３】
第２及び第３の位置決め構造は、それぞれ対応する基板テーブルＷＴａ及びＷＴｂを、投影システムＰＬの下方の露光ステーション及び測定システムＭＳの下方の測定ステーションの両方を包含する範囲内で位置決めすることができるように構築することができる。別法としては、この第２及び第３の位置決め構造は、基板テーブルを対応する露光ステーションに配置するように構成された個別の露光ステーション位置決めシステム及び測定ステーション位置決めシステム、及び基板テーブルをこの２つの位置決めシステムの間で交換するように構成されたテーブル交換構造に置き換えることも可能である。とりわけＷＯ９８／２８６６５及び上で言及したＷＯ９８／４０７９１に、適切な位置決めシステムが記載されている。リソグラフィ装置は、複数の露光ステーション及び／又は複数の測定ステーションを有することができ、測定ステーションの数と露光ステーションの数は互いに異なっていても良く、また、ステーションの総数と基板テーブルの数も必ずしも同じ数である必要はないことに留意されたい。実際、個別の露光ステーション及び測定ステーションの原理は、基板テーブルが単一の場合にも使用することができる。
【００３４】
図に示す装置は、以下に示す複数の異なるモードで使用することができる。
【００３５】
１．ステップ・モード
マスク・テーブルＭＴが基本的に静止状態に維持され、マスク画像全体が目標部分Ｃに１回で（即ち単一「フラッシュ」で）投影される。次に、基板テーブルＷＴがｘ方向及び／又はｙ方向にシフトされ、異なる目標部分Ｃが投影ビームＰＢによって照射される。ステップ・モードでは、露光視野の最大サイズによって、単一静止露光で画像化される目標部分のサイズが制限されることになる。
【００３６】
２．走査モード
所与の目標部分Ｃが単一「フラッシュ」で露光されない点を除き、基本的にステップ・モードと同じシナリオが適用される。走査モードでは、マスク・テーブルＭＴを所与の方向（いわゆる「走査方向」、たとえばｙ方向）に速度ｖで移動させることができるため、投影ビームＰＢでマスク画像を走査することができる。それと同時に基板テーブルＷＴが同じ方向又は逆方向に、速度Ｖ＝Ｍｖで移動する。ＭはレンズＰＬの倍率である（通常、Ｍ＝１／４又はＭ＝１／５）。マスク・テーブルＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度及び／又は方向は、投影システムＰＬの倍率、縮小率（縮小）及び／又は画像反転特性によって決まる。この方法によれば、解像度を犠牲にすることなく、比較的大きい目標部分Ｃを露光することができる。走査モードでは、露光視野の最大サイズによって、単一動的露光で露光される目標部分の幅（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露光される目標部分の高さ（走査方向の高さ）が決まる。
【００３７】
３．その他のモード
プログラム可能パターン形成構造を保持するべくマスク・テーブルＭＴが基本的に静止状態に維持され、投影ビームに付与されたパターンが目標部分Ｃに投影されている間、基板テーブルＷＴが移動又は走査される。このモードでは、通常、パルス放射源が使用され、走査中、基板テーブルＷＴが移動する毎に、或いは連続する放射パルスと放射パルスの間に、必要に応じてプログラム可能パターン形成構造が更新される。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形成構造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。
【００３８】
上で説明した使用モードの組合せ及び／又はその変形形態、或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。
【００３９】
リソグラフィ装置は、ごく最近まで単一のマスク・テーブル及び単一の基板テーブルを備えていた。しかしながら、現在、個別に移動させることができる少なくとも２つの基板テーブルを備えた機械が利用可能になっており、たとえばＷＯ９８／２８６６５及びＷＯ９８／４０７９１に記載されている多重ステージ装置を参照されたい。このような多重ステージ装置の基礎をなしている基本動作原理は、第１の基板テーブルがその基板テーブルの上に配置されている第１の基板を露光するために投影システムの真下の露光ステーションに位置している間、第２の基板テーブルを装荷位置に搬送し、既に露光済みの基板を除去し、新しい基板をピック・アップし、ピック・アップした新しい基板に対して初期測定の一部を実行し、且つ、投影システムの真下の露光ステーションへの新しい基板の搬送を待機し、第１の基板の露光が完了すると直ちに投影システムの真下の露光位置に搬送することができることであり、次にこのサイクルが反復されることである。この方法によれば、機械のスループットを実質的に大きくすることができ、延いては機械の所有者のコストを低減することができる。露光ステーションと測定ステーションの間を移動する唯一の基板テーブルにもこれと同じ原理を使用することができることを理解されたい。
【００４０】
測定ステーションにおける基板の測定には、たとえば、基板上の意図されている様々な露光領域（「ダイ」）、基板上の基準マーク、及び基板の外側の領域の基板テーブル上に配置されている少なくとも１つの基準マーク（たとえばフィデューシャル）の間の空間関係（Ｘ方向及びＹ方向の空間関係）の決定を含めることができる。このような情報は、投影ビームに対する露光領域のＸ方向及びＹ方向の位置決めを速やかに、且つ、正確に実行するために、次の露光ステーションで使用することができる（詳細な情報については、たとえばＷＯ９９／３２９４０を参照されたい）。
【００４１】
ＷＯ９９／３２９４０には、同じく、基板ホルダの基準平面に対する様々なポイントにおける基板表面のＺ位置に関連するハイト・マップの測定ステーションにおける準備が記載されている。このハイト・マップを使用して、ウェハを露光ステーションの適切なＺ位置に配置することができる。また、このハイト・マップを使用して、露光ステーションにおける基板テーブルの適切な傾斜を画定することができる。
【００４２】
基板テーブルは、互いに直角な２つの傾斜軸線の周りに傾斜させることができる。これらの傾斜軸線の位置は、調整構造によって調整することができる。傾斜軸線の初期Ｘ−Ｚ（又はＹ−Ｚ）位置を正確に知ることは不可能であるため、場合によっては、傾斜軸線の位置を見出し、且つ、必要に応じて傾斜軸線を調整することが望ましい、或いは調整する必要がある。また、場合によっては、ハイト・マップを適切に使用することができるよう、露光ステーション及び測定ステーションにおける基板テーブルの傾斜軸線を調整することが望ましい、或いは調整する必要がある。傾斜軸線の正確な位置を見出すためには、ハイト・センサを使用して基板テーブルの傾斜に依存しない位置を見出す較正方法を使用することができる。
【００４３】
標準Ｘ−Ｙ基準に対するハイト・センサの測定ポイントのＸ−Ｙ位置を正確に知ることは不可能であるため（許容誤差のため）、場合によっては、この位置を予め正確に決定しておくことが望ましい、又は決定しておくことが必要である。ハイト・センサの測定スポットのＸ−Ｙ位置は、ハイト・プロファイル及びＸ−Ｙアライメント・マーカを備えた較正プレートを使用して決定することができる。較正プレートの場合、ハイト・プロファイルとＸ−Ｙアライメント・マーカの間の距離が高い精度で測定される。しかしながら、このような方法の潜在的な欠点は、場合によっては、Ｘ−Ｙアライメント・マーカとハイト・プロファイルの間の距離が極めて正確に分かっている較正プレートを構築することができないことである。
【００４４】
図２は、図１に示すリソグラフィ装置をより詳細に示したものである。図２には、露光ステーション及び測定ステーションのみ、及び以下の説明に関連するコンポーネントのみが示されている。図２の左側の露光ステーションには、投影レンズＰＬが度量衡学フレームＭＦに取り付けられている。透過イメージ・センサ（ＴＩＳ）は、基板テーブルＷＴに取り付けられている。投影レンズＰＬは、マスクＭＡ上のマーカＴＩＳ−Ｍの画像をＴＩＳに投影することができる。マーカＴＩＳ−Ｍを使用して、たとえばリソグラフィ装置の露光光源を使用して、マスクＭＡと基板テーブルＷＴのセンサＴＩＳを整列させることができる。
【００４５】
メトロロジー・フレームＭＦは、リソグラフィ装置の他の部分からの振動の伝達を絶縁することができ、その上には、微細なメトロロジー及びアライメント検出に使用される受動コンポーネントのみが取り付けられている。たとえば、メトロロジー・フレームの上に取り付けられているコンポーネントは、ウェハ・テーブルＷＴの両側に取り付けられた４５°ミラー３１によってＺ干渉計ＺＩＦの測定ビームが導かれるミラー３２、３４及び３５、３３を有することができる。基板テーブルのＺ位置を基板テーブルのＸ方向の全移動範囲にわたって測定することができることを保証するために、ミラー３２、３３、３４及び３５は、それぞれ対応する大きい移動範囲をＸ方向に有することができる。Ｚ位置をＹ方向の全移動範囲にわたって測定することができることを保証するために、ミラー３１は、ウェハ・テーブルの高さ全体をカバーすることができる。
【００４６】
測定ステーションには、ハイト・センサ１０（ビーム発生部分１１及びビーム検出部分１２を有している）がメトロロジー・フレームＭＦの上に取り付けられている。Ｘ−Ｙアライメント・モジュール１４は、測定ステーションに設けられている。アライメント・モジュール１４は、ＷＯ９８／３９６８９に記載されているアライメント・センサを有することができる。このようなセンサは、アライメント・マーカを極めて正確に配置することができる。アライメント・マーカのＸ−Ｙ位置を使用して、ハイト・センサ１０の測定スポット１５のＸ−Ｙ位置が較正される（図２参照）。
【００４７】
本発明の一実施例による較正方法の少なくとも１つの用途では、ハイト・センサ１０を使用して傾斜軸線の較正を正確に実行することができる。信頼性の高い傾斜軸線の較正を可能にするためには、場合によっては、ハイト・センサ１０の測定スポット１５の位置を、たとえば、アライメント・センサ１４を使用して測定したＸ−Ｙ位置に対して高レベルの精度まで較正することが望ましいか、或いは較正する必要がある。
【００４８】
このような方法の場合、ハイト・センサ１０の測定スポット１５の位置は、１８０度回転させる前と回転させた後に較正プレートを測定することによって較正することができる。以下、この較正方法によって解決することができる問題について、図３及び図４を参照して説明する。
【００４９】
図３は、本発明の一実施例による較正プレート３８の断面の一部を示したものである。一実施態様では、較正プレート３８は、専用の較正ウェハの上に配置されている。場合によっては、較正を実施する前に基板テーブルＷＴの上にこのような較正ウェハを配置することが望ましいか、或いは配置することが必要である。もう１つのオプションは、較正プレート３８を基板テーブルＷＴの上に直接配置することであるが、場合によっては専用のウェハの上に較正プレート３８を製造する方が容易である。
【００５０】
較正プレート３８は、マーカ位置４２（たとえばアライメント・センサによって測定されるＸ−Ｙ位置）に配置されたアライメント・マーカ４０を有している。また、較正プレート３８は、平らな表面４４及び傾斜した表面４６を有している。この２つの表面４４及び４６は、移行ポイント４８で交わっている。この２つの表面は、たとえば長方形の形にすることができるが、他の形も可能である。
【００５１】
図３では、Ｙ方向及びＺ方向は、図２に示す基板テーブルＷＴのＹ方向及びＺ方向に対応している。基板テーブルＷＴを移動させることによって、ハイト・センサ１０の初期測定スポット１５をアライメント・マーカ４０の近傍に配置することができる。実際には、図３にｄＡＡ＿ＨＳで示す許容誤差が存在している。距離ｄＡＡ＿ＨＳは未知であっても良く、また、較正を実行する理由の１つが、この距離を決定するためであっても良い。
【００５２】
図３のｄＡＡ＿Ｔｉｌｔｓｔｅｐは、マーカ位置４２と移行ポイント４８の間の距離を表している。先ず、この距離ｄＡＡ＿Ｔｉｌｔｓｔｅｐを正確に知ることができると仮定する。較正プレート３８を測定するためにハイト・センサ１０の測定スポット１５を位置５０に配置し、且つ、基板テーブルＷＴを移動させることにより、図４に示す較正プレート３８のハイト・プロファイルが測定される。図４に示すハイト・プロファイルでは、位置４８Ｍ及び５０Ｍは、それぞれ図３に示す位置４８及び５０に対応しており、位置５２Ｍは測定の末端を表している。ｄＨＳ＿Ｔｉｌｔｓｔｅｐは、ハイト・センサの測定スポット１５の初期測定位置５０Ｍと、決定された移行ポイント４８Ｍの間の距離を表している。ここで、次の式、
ｄＡＡ＿ＨＳ＝ｄＡＡ＿Ｔｉｌｔｓｔｅｐ−ｄＨＳ＿Ｔｉｌｔｓｔｅｐ
を使用して、マーカ位置４２とハイト・センサ１０の初期測定位置５０の間の距離を計算することができる。
【００５３】
しかしながら、上で言及したように、距離ｄＡＡ＿Ｔｉｌｔｓｔｅｐを高い精度で知ることは場合によっては不可能であり、或いは実際的ではない。本発明の一実施例による方法の少なくともいくつかの用途では、マーカ位置４２と移行ポイント４８の間の正確な距離が未知である問題は、較正プレートを１８０度回転させ（つまり較正プレートが第１の配向から第２の配向へ回転する）、且つ、ハイト・プロファイルの測定を繰り返すことによって回避することができる。その場合、未知の距離ｄＡＡ＿Ｔｉｌｔｓｔｅｐを除去した計算が可能である。
【００５４】
本発明の一実施例による較正方法によれば、図３に示す較正プレートが使用される。この方法には、第１のハイト・プロファイルを測定した後、較正プレート３８を１８０度回転させる工程が含まれている。較正プレート３８は、アライメント・マーカ４０がＡＡ−センサの下方に（たとえば正確に）配置されるよう、たとえば基板テーブルＷＴを回転させ、且つ、基板テーブルＷＴを並進させることによって回転させることができる。
【００５５】
図５は、１８０度回転した後の図３に示す較正プレート３８を示したものである。アライメント・マーカ４０は位置４２’に位置しており、また、ハイト・センサの初期測定スポット１５は位置５０’に位置している。表面４４と傾斜表面４６の間の移行は、位置４８’で起きている。
【００５６】
図６は、図３に示すように配置された較正プレート３８を走査する際にハイト・センサ１０によって測定されるハイト・プロファイルを示したものである。このハイト・プロファイルは、図４に示すハイト・プロファイルと類似している。図６において、測定された移行位置４８Ｍと初期測定位置５０Ｍの間の距離はｄ１ＨＳ＿Ｔｉｌｔｓｔｅｐとして示されている。較正プレート３８を回転させた後、較正プレート３８が再度測定され、図７に示す結果が得られる。図７において、測定された移行位置４８’Ｍと測定の開始即ち位置５０’Ｍの間の距離はｄ２ＨＳ＿Ｔｉｌｔｓｔｅｐとして示されている。次の式が成り立つものと考えられる。
ｄＡＡ＿ＨＳ＝ｄＡＡ＿Ｔｉｌｔｓｔｅｐ−ｄ１ＨＳ＿Ｔｉｌｔｓｔｅｐ
＝ｄ２ＨＳ＿Ｔｉｌｔｓｔｅｐ−ｄＡＡ＿Ｔｉｌｔｓｔｅｐ
【００５７】
この式から次の式を導き出すことができる。
ｄＡＡ＿ＨＳ＝（ｄ２ＨＳ＿Ｔｉｌｔｓｔｅｐ−ｄ１ＨＳ＿Ｔｉｌｔｓｔｅｐ）／２
【００５８】
ｄＡＡ＿ＨＳのこの計算には、アライメント・マーカ４０と傾斜工程の間の距離、即ち、ｄＡＡ＿Ｔｉｌｔｓｔｅｐが存在していないことが分かる。本発明の一実施例による方法の場合、較正プレート３８を１８０度回転させることにより、アライメント・マーカ４０と傾斜工程の間の未知の距離の問題を解決することができる。
【００５９】
較正プレート３８は、より任意なハイト・プロファイルを有することができる。その場合、ｄＡＡ＿ＨＳの計算は、場合によってはもう少し複雑になる。以下、このような事例に適用することができる本発明の実施例について、図８〜図１３を参照して説明する。
【００６０】
図８及び図９は、それぞれ回転する前及び回転した後の本発明による較正プレート３８を示したものである。アライメント・マーカ４０は、位置４２及び４２’に配置されており、ハイト・センサ１０は、それぞれ初期測定位置５０及び５０’から測定を開始している。図１０及び図１１は、ハイト・センサ１０によって測定されたハイト・プロファイルを示したものである。
【００６１】
図１０は、回転する前の測定されたハイト・プロファイル６０を示したものであり、図１１は、回転した後に測定された測定ハイト・プロファイル６２を示したものである。本発明の一実施例による方法では、複数のハイト・プロファイルのうちの１つが反転されている。たとえば、測定されたハイト・プロファイル６２のすべてのハイト・ポイントＺ（ｙｉ）は、ハイト・プロファイル６２のｙ軸に直角の任意のミラー・ラインにおいてミラーリングされることができる。図１１の６３は、このミラー・ラインを示したものである。
【００６２】
図１２は、ハイト・プロファイル６４を示したもので、ミラーリング後の図１１の測定されたハイト・プロファイル６２である。次に、開始位置５０Ｍ及び５０’Ｍが同じｙ位置に位置するようにハイト・プロファイル６０及び６４が整合される。次に、少なくともいずれか一方のプロファイル（たとえば測定されたハイト・プロファイル６０）が、ハイト・プロファイル６０及び６４の最適フィット整合（たとえばハイト・プロファイル６０及び６４の全く同じ部分が整合する相対変位）が見出されるまでｙ方向にシフトされる。図１３は、シフトの量（たとえば、このようなシフト後の５０Ｍと５０’Ｍの間の距離）を示したもので、ｓｈｉｆｔ＿ｙと呼ばれている。
【００６３】
ハイト・プロファイル６０及び６４の最適フィット整合は、最小二乗法フィットを使用したソフトウェア・メカニズムを使用して見出すことができる。他の方法を使用して最適フィット整合（たとえば、他の相対変位、即ち、シフトに対するプロファイルとプロファイルの間の距離、即ち、表面と表面の間の距離が最短化される変位、即ち、シフト）を決定することも可能である。分かり易くするために、図１２及び図１３に示すミラーリングされたハイト・プロファイル６４は、第１のプロファイル６０の真下に示されている。これらの２つのプロファイルの点線と点線の間の部分が重畳していることは明確である。
【００６４】
ハイト・センサ１０の初期測定ポイント５０及び５０’の位置と、Ｘ−Ｙアライメント・マーカの位置４２が厳密に同じである場合、ｓｈｉｆｔ＿ｙはゼロである。しかしながら、場合によっては実際にこのように一致することはないため、ｓｈｉｆｔ＿ｙは必ずしもゼロに等しいとは限らず、ハイト・センサの測定位置５０と、Ｘ−Ｙアライメント・マーカ４０の位置４２の間の距離は、次の式を使用して計算することができる。
ｄＡＡ＿ＨＳ＝ｓｈｉｆｔ＿ｙ／２
【００６５】
本発明の一実施例による方法によれば、ハイト・プロファイル６０及び６４の重畳は、ハイト・プロファイル６０とミラーリングされたハイト・プロファイル６４の間の表面を計算し、且つ、計算した表面が最小化されるまで少なくともいずれか一方のハイト・プロファイル（たとえばハイト・プロファイル６０）をＹ方向にシフトさせることによって見出すことができる。
【００６６】
図１４において、アライメント・マーカ８１、ハイト・プロファイル８２及び基準領域８３を有する較正ウェハ８０の一実施例が示されている。ハイト・プロファイル８２は、図１４に示すようにＡの方向に向けられている。本発明の一実施例による較正方法によれば、較正ウェハ８０は、基板テーブルＷＴの上に置かれている。最初にアライメント・マーカ８１が探し出され、次に較正プレート３８（つまり較正ウェハ８０）がＡの方向とは逆方向に動かされる。較正プレート３８が移動している間、ハイト・センサ１０によってハイト・プロファイル８２及び基準領域８３が測定される。ハイト・プロファイルは、較正プレート３８を最初にＡの方向とは逆方向に一定の距離だけ移動させ、次に、較正プレート３８がＡの方向に移動している間、ハイト・プロファイル８２を測定することによって測定することができることに留意されたい。
【００６７】
次に、較正プレート３８が１８０度回転させられ、ハイト・センサ１０によってハイト・プロファイル８２が再度測定される。測定したこれらの２つのハイト・プロファイルを使用してｄＡＡ＿ＨＳが計算される。たとえばどこか他の場所で較正ウェハを回転させ、較正ウェハを基板テーブル上の元の場所に戻すためには、場合によっては基板テーブルＷＴから較正ウェハを除去することが望ましいか、或いは除去することが必要である。このような処理手順は、たとえばハイト・プロファイルが回転位置の前後にチャック上に置かれていた場所におけるチャックの平面度の相違などの要因のため、位置に関連する誤差を引き起こすことがある。このような誤差を補償するために、本発明の他の実施例による方法においては、基準領域８３のハイト・プロファイルも測定され、ハイト・プロファイル８２の測定されたハイト・プロファイルから引かれる。較正操作を適切に動作させるためには、場合によってはこの基準領域を較正ウェハ上の適切な位置に配置することが望ましいか、或いは配置することが必要である。
【００６８】
ハイト・センサの測定ポイントの方向Ａに直角の方向のＸ−Ｙ位置を較正するために、較正プレート３８を９０度回転させ、ハイト・センサ１０を使用してハイト・プロファイル８２をあと２回測定することができる。較正プレート３８は、複数のアライメント・マーカを有することができることに留意されたい。図１４には、横断面が３００ｍｍの較正ウェハが示されているが、他の横断面も可能である。
【００６９】
本発明の一実施例による方法によれば、ハイト・プロファイル８２は、傾斜した複数の平面と傾斜していない複数の平面を備えたパターンを有しており、傾斜した平面は、傾斜していない平面に対して多数の勾配を有している。図１５において、このような実施例の一例が横断面図で示されている。ハイト・プロファイル８２は、傾斜していない平面９０、９２、９４、９６、９８及び傾斜した平面９１、９３、９５、９７を有している。この実施例では、傾斜した平面９１及び９３は同じ勾配を有しているが、その勾配は、傾斜した平面９５及び９７の勾配とは異なっている。勾配が異なる平面を有するハイト・プロファイルを使用することは、たとえば測定したハイト・プロファイルをシフトさせ、且つ、比較する場合に、より高い精度を得ることができるため、場合によっては有利である。
【００７０】
本発明の実施例には、リソグラフィ装置を較正する方法、及びこのような方法を使用して較正されるリソグラフィ装置が含まれている。本発明の他の実施例には、デバイス製造方法が含まれている。
【００７１】
本発明の一実施例によるリソグラフィ装置のハイト・センサの測定ポイントのＸ−Ｙ位置を較正する方法は、Ｘ−Ｙアライメント・センサによって配置されるべき少なくとも１つのアライメント・マーカ、及びハイト・センサによって測定されるべき少なくとも１つのハイト・プロファイルを有する較正プレートを提供する工程と、アライメント・マーカが第１のＸ−Ｙ位置に位置し、且つ、ハイト・センサが第２のＸ−Ｙ位置の高さを測定することができるように、Ｘ−Ｙアライメント・センサを使用して較正プレートをリソグラフィ装置内に配置する工程と、ハイト・センサを使用して、第１の測定ハイト・プロファイルを与える、少なくとも１つのハイト・プロファイルを測定する工程と、較正プレートを実質的に１８０度回転させる工程と、アライメント・マーカが第１のＸ−Ｙ位置に位置し、且つ、ハイト・センサが第２のＸ−Ｙ位置の高さを測定することができるように、Ｘ−Ｙアライメント・センサを使用して較正プレートをリソグラフィ装置内に配置する工程と、ハイト・センサを使用して、第２の測定ハイト・プロファイルを与える、少なくとも１つのハイト・プロファイルを測定する工程と、第１及び第２の測定ハイト・プロファイルを使用して、第１のＸ−Ｙ位置と第２のＸ−Ｙ位置の差を計算する工程と、第１のＸ−Ｙ位置と第２のＸ−Ｙ位置の差を使用して測定ポイントを較正する工程を含んでいる。
【００７２】
較正プレートを実質的に１８０度回転させることにより、ハイト・プロファイルとアライメント・マーカの間の不正確な既知の距離を計算から除去することができる。したがって、ハイト・プロファイルとアライメント・マーカの間の正確な距離を知る必要なく、ハイト・センサの測定スポットのＸ−Ｙ位置をＸ−Ｙアライメント・マーカの位置に対して較正することができる。
【００７３】
「実質的に１８０度」という用語には、１８０度又は１８０度に極めて近い、このような方法によって有用な結果を得ることができる角度を意味することが意図されている。「実質的に９０度」という用語及び「実質的に直角の」という用語にも同様の意味が意図されている。
【００７４】
本発明の一実施例による方法は、アライメント・マーカ及びハイト・プロファイルを有する較正プレートを使用して実行することができ、ウェハ・ステージを実質的に９０度回転させた後、本明細書において言及されているタスクが反復される。この方法によれば、ハイト・プロファイルを１つだけ使用して、直交する２つの方向の較正を実行することができる。較正プレートは、基板テーブルの上又は専用の較正ウェハの上に配置することができる。
【００７５】
第１の測定されたハイト・プロファイルは、１つの測値（つまり１つのＸ−Ｙ位置における高さ測値）からなっていても良いことは当業者には理解されよう。第１のＸ−Ｙ位置と第２のＸ−Ｙ位置の差は、第２の測定されたハイト・プロファイル中の、第１の測定されたハイト・プロファイル中の１つの測値の高さに対応する位置を見出すことによって計算される。第２の測定されたハイト・プロファイルも同様に１つの測値を含むことができる。
【００７６】
第１の測定されたハイト・プロファイル及び第２の測定されたハイト・プロファイルは、いずれも１つの測値を含むことができることは当業者には理解されよう。第１の測定されたハイト・プロファイル及び第２の測定されたハイト・プロファイル中の測値が対応している場合（つまり同じＹ座標を有している場合）、この２つの測定されたハイト・プロファイル間のシフトの量ｓｈｉｆｔ＿ｙを決定することができる。しかしながら、較正プレートのハイト・プロファイルに関する知識を使用することも可能である。ハイト・プロファイルが既知の勾配であると仮定する。第２のハイト・プロファイル中の測値のＹ座標は、第１の測定されたハイト・プロファイル中の測値と第２の測定されたハイト・プロファイル中の測値の測定高さの差を使用して、また、既知の勾配を使用して、第１のハイト・プロファイル中の測値のＹ座標に容易に関連付けることができる。
【００７７】
本発明の他の実施例による較正プレートは、少なくとも１つの基準領域を含んでおり、較正プレートを１８０度回転させる前と回転させた後に、その基準領域のハイト・プロファイルが測定される。そのようにすることにより、第３及び第４の測定されたハイト・プロファイルが提供される。このようなプレートを使用した方法の１つでは、第２の測定されたハイト・プロファイルから第３の測定されたハイト・プロファイルが引かれ、第１の測定されたハイト・プロファイルから第４の測定されたハイト・プロファイルが引かれる。これらのハイト・プロファイルを引くことにより、較正プレートが回転の前後に基板テーブルの上に置かれる場所におけるチャックの平面度の相違による誤差を補償することができ、また、位置に関連する他の誤差を補償することができる。
【００７８】
また、本発明の実施例には、本明細書に記載されている方法に従って較正されるリソグラフィ装置及びこのような装置を使用したデバイス製造方法が含まれている。
【００７９】
以上、本発明の特定の実施例について説明したが、特許請求する本発明は、説明した以外の方法でも実践することができることは理解されよう。たとえば、本明細書に記載されている較正方法は、二重ステージ装置の較正に限定されない。このような方法は、傾斜した軸線の較正以外の用途にも使用することができる。これらの方法の少なくともいくつかは、たとえば、ハイト・センサをアライメント・システムに対して較正する必要のあるあらゆる状況に使用することができる。また、本明細書においては、Ｙ方向に沿った較正が説明されているが、このような方法には、追加としてであれ、或いは別法としてであれ、他の方向（たとえばＸ方向）に沿った較正も含まれている。さらに、上で説明した光レベル・センサを使用する代わりに、空気マイクロメータ或いは容量ゲージなどの非光学ハイト・センサを使用することも可能である。
【００８０】
また、上記方法の実施例は、装置を制御し、それにより本明細書において説明した方法を実行するように構成された１つ又は複数のコンピュータ、プロセッサ及び／又は処理装置（たとえば複数の論理素子のアレイ）を包含することも可能であり、或いはこのような方法を記述した命令（たとえば複数の論理素子のアレイによる実行が可能な命令）を包含するように構成されたデータ記憶媒体（たとえば磁気ディスク若しくは光ディスク、又はＲＯＭ、ＲＡＭ或いはフラッシュＲＡＭなどの半導体記憶装置）を包含することも可能である。これらの実施例についての説明には、特許請求する本発明の制限は一切意図されていないことを明確に留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【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】図１に示すリソグラフィ装置をより詳細に示す図である。
【図３】本発明の一実施例による較正プレートの頂部表面の一部を示す図である。
【図４】図３に示す較正プレートの測定ハイト・プロファイルを示す図である。
【図５】本発明の一実施例による、較正プレートが回転した後の頂部表面の一部を示す図である。
【図６】図３に示す較正プレートの測定ハイト・プロファイルを示す図である。
【図７】図５に示す較正プレートの測定ハイト・プロファイルを示す図である。
【図８】本発明の他の実施例による較正プレートの頂部表面の一部を示す図である。
【図９】図８に示す較正プレートが回転した後の頂部表面の一部を示す図である。
【図１０】図８に示す較正プレートの測定ハイト・プロファイルを示す図である。
【図１１】図９に示す較正プレートの測定ハイト・プロファイルを示す図である。
【図１２】図１０に示す測定ハイト・プロファイル及び図１１に示すハイト・プロファイルのミラーリング・バージョンを示す図である。
【図１３】第１のハイト・プロファイルが右にシフトした図１２に示すハイト・プロファイルを示す図である。
【図１４】本発明の一実施例による較正ウェハの上面図である。
【図１５】考えられるハイト・プロファイルの側面図である。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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