(57)【要約】  方法および装置は、放射ソースの波長変化を表すデータを利用して焦点面位置の制御またはセンサデータの修正を行う。第１の様態において、波長変動データは、たとえばマスクテーブル、基板テーブル、または投影光学システムの光エレメントを含む装置コンポーネントを動かすことにより焦点を制御するシステムを制御するために与えられる。第２の様態において、たとえば、透過イメージセンサといった内部センサにより測定される焦点面位置データの修正に、変動データが使用される。２つの様態は、単一の装置において組み合わせることができ、または別々に用いることもできる。【選択図】図２
2008535209.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リソグラフィ装置を使用して基板上にパターンを結像させる方法であって、
放射ビームをパターニングすること、
放射ビームの波長変動を測定すること、
測定された波長変動に基づいて最良オーバーレイ条件を決定すること、および
決定された最良オーバーレイ条件に基づいてパターン付きビームを基板上に投影すること
を含む方法。
【請求項２】
最良オーバーレイ条件の決定は、
イメージセンサの垂直スキャンを用いて、投影されたパターン付きビームの焦点面を決定すること、および
公称上焦点面内に位置しているイメージセンサを用いて水平スキャンを行うこと
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
イメージセンサは透過イメージセンサ（ＴＩＳ）である、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
焦点面の決定は、光強度の最大値を検出することを含み、水平スキャン中にイメージセンサにより検出された光強度の最大値は、最良オーバーレイ条件を決定するために使用される最適アライメントに対応する、請求項２または３に記載の方法。
【請求項５】
最良オーバーレイ条件の決定は、
イメージセンサのスキャン中に、測定された波長変動に対応するデータを受信すること、および
該データを、光強度の最大値位置を決定するために用いられる曲線フィッティング処理に適用すること
を含む、請求項２ないし４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
波長変動は、ランダム変動および波長チャープのうちどちらか一方を含む、請求項１ないし５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
リソグラフィ装置をキャリブレートする方法であって、
リソグラフィ装置のレンズ収差を、センサを使用して測定すること、
レンズ収差の測定中に放射ビームの波長変動を測定すること、
測定された波長変動を利用して、測定されたレンズ収差を補正すること、および
補正されたレンズ収差に基づいてリソグラフィ装置をキャリブレートすること
を含む方法。
【請求項８】
センサはＩＬＩＡＳである、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
波長変動の測定は、放射ビームのスペクトルの中心線ドリフトを測定することを含む、請求項１ないし８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
波長変動の測定は、放射ビームの２つの連続したパルス間の変動を測定することを含む、請求項１ないし８のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
波長変動の測定は、放射ビームの波長チャープを測定することを含む、請求項１ないし８のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
リソグラフィ投影装置であって、
放射ビームを調節する照明システム、
放射ビームの断面にパターンを付与してパターン付き放射ビームを形成することが可能なパターニングデバイスを支持するサポート、
基板を保持する基板テーブル、
パターン付き放射ビームを基板のターゲット部分上に投影する投影システム、
放射ビームの波長変動を測定する波長センサ、
リソグラフィ装置の動作特性を決定する内部センサシステム、および
内部センサシステムに結合され、波長センサから波長変動データを受信するプロセッサ
を備える装置。
【請求項１３】
プロセッサは、
センサ動作をリアルタイムで修正すること、および
波長センサおよび内部センサから収集されたデータの後処理を行うこと
のうち少なくとも一方を行う、請求項１２に記載のリソグラフィ投影装置。
【請求項１４】
内部センサは透過イメージセンサ（ＴＩＳ）である、請求項１２または１３に記載のリソグラフィ投影装置。
【請求項１５】
ＴＩＳは垂直スキャンおよび水平スキャンを行い、プロセッサは、ピーク位置を決定するために用いられる曲線フィッティング処理を、水平スキャン中に収集される放射強度データに基づいて適用する、請求項１４に記載のリソグラフィ投影装置。
【請求項１６】
波長変動データは一連の放射パルスにわたる焦点面位置の変動に対応し、また、プロセッサは曲線フィッティング処理を修正するために波長変動データを利用し、ピーク位置の決定が改善される、請求項１２ないし１５のいずれかに記載のリソグラフィ投影装置。
【請求項１７】
内部センサは、リソグラフィ投影装置のレンズ収差を測定するＩＬＩＡＳである、請求項１２に記載のリソグラフィ投影装置。
【請求項１８】
リソグラフィ装置を使用して基板上にパターンを結像する方法であって、
放射ビームをパターニングすること、
放射ビームの波長変動を測定すること、
パターン付きビームを基板上に投影すること、および
測定された波長変動に基づいて投影の焦点面を動的に調節すること
を含む方法。
【請求項１９】
測定は、放射ビームの波長チャープを測定することを含み、焦点面の動的調節は、波長チャープ期間と同程度の間隔をおいて焦点面を調節することを含む、請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]  本出願は２００５年３月２３日に出願された米国特許出願１１／０８６，６６７の一部継続出願であり、参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
[0002]  本発明は、概してリソグラフィ装置および装置を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
[0003]  リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板上、通常、基板のターゲット部分上に付与するものである。リソグラフィ装置は、たとえば、集積回路（ＩＣ）の製造において用いることができる。その場合、ＩＣの個々の層上に形成される回路パターンを生成するために、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用いることができる。このパターンは、基板（たとえばシリコンウェーハ）上のターゲット部分（たとえば１つのダイの一部、１つまたはいくつかのダイを含む）に転写される。パターンの転写は通常、基板上に設けられた放射感応性材料（レジスト）層上での結像を介してなされる。一般には、単一の基板が、連続的にパターニングされる隣接したターゲット部分のネットワークを含んでいる。公知のリソグラフィ装置としては、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り各ターゲット部分を照射するステッパ、およびある特定の方向（「スキャン」方向）の照射ビームによってパターンをスキャンすると同時にこの方向に平行または逆平行に基板をスキャンすることにより各ターゲット部分を照射するスキャナが含まれる。パターンを基板上にインプリントすることにより、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。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
[0004]  本発明のある態様によれば、リソグラフィ装置を用いて基板上にパターンを結像する方法であって、放射ビームをパターニングすること、放射ビームの波長変動を測定すること、パターン付き放射ビームを基板上に投影すること、および測定された波長変動に基づいて投影の焦点面を調節することを含む方法が提供される。
【０００６】
[0005]  本発明の別の態様によれば、リソグラフィ装置内での投影像の測定を修正する方法であって、投影光学系を用いてパターン付き放射ビームを投影すること、該放射ビームの波長変動を測定すること、該パターン付きビームの像情報を測定すること、および測定された像情報を、測定された波長変動に基づいて修正することを含む方法が提供される。
【０００７】
[0006]  本発明の別の態様によれば、放射ビームを調節する照明システム、放射ビームの断面にパターンを付与してパターン付き放射ビームを形成することが可能なパターニングデバイスを支持するサポート、基板を保持する基板テーブル、パターン付き放射ビームを基板のターゲット部分上に投影する投影システムと、放射ビームの波長変動を測定するセンサ、およびセンサによる波長変動測定の少なくとも一部に基づいてリソグラフィ投影装置の焦点面を調節するコントローラを備えるリソグラフィ装置が提供される。
【０００８】
[0007]  以下、添付の概略図面を参照しながら、単なる例として、本発明の実施形態を説明する。図面において、同じ参照符号は同じ部分を示す。
【０００９】
[0010]  図１（ａ）は本発明のリソグラフィ装置を概略的に示している。リソグラフィ装置は以下を備える。
【００１０】
[0011]  −  放射ビームＢ（たとえばＵＶ放射またはＤＵＶ放射）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。
【００１１】
[0012]  −  パターニングデバイス（たとえばマスク）ＭＡを支持するように構成され、かつ一定のパラメータにしたがってパターニングデバイスを正確に位置付けするように構成された第１ポジショナＰＭに連結されたサポート構造（たとえばマスクテーブル）ＭＴ。
【００１２】
[0013]  −  基板（たとえばレジストコートされたウェーハ）Ｗを保持するように構成され、かつ一定のパラメータにしたがって基板を正確に位置付けするように構成された第２ポジショナＰＷに連結された基板テーブル（たとえばウェーハテーブル）ＷＴ。
【００１３】
[0014]  −  パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢに付与されたパターンを基板Ｗのターゲット部分Ｃ（たとえば１つ以上のダイを含む）上に投影するように構成された投影システム（たとえば屈折投影レンズシステム）ＰＳ。
【００１４】
[0015]  照明システムは、放射を誘導、整形または制御するために、屈折型、反射型、磁気型、電磁型、静電型、またはその他のタイプの光コンポーネント、あるいはそれらのあらゆる組み合わせなどさまざまなタイプの光コンポーネントを含むことができる。
【００１５】
[0016]  サポート構造はパターニングデバイスを支持する、すなわちパターニングデバイスの重みを支えるものである。サポート構造は、パターニングデバイスの向き、リソグラフィ装置の設計、および、たとえばパターニングデバイスが真空環境内で保持されているか否かなどといったその他の条件に応じた様態でパターニングデバイスを保持する。サポート構造は、機械式、真空式、静電式またはその他のクランプ技術を使って、パターニングデバイスを保持することができる。サポート構造は、たとえば、必要に応じて固定または可動式にすることができるフレームまたはテーブルであってもよい。サポート構造は、パターニングデバイスを、たとえば、投影システムに対して任意の位置に確実に置くことができる。本明細書において使われる用語「レチクル」または「マスク」はすべて、より一般的な用語「パターニングデバイス」と同義であると考えてよい。
【００１６】
[0017]  本明細書において使われる用語「パターニングデバイス」は、基板のターゲット部分内にパターンを作り出すように放射ビームの断面にパターンを与えるために使うことができるあらゆるデバイスを指していると広く解釈されるべきである。なお、放射ビームに付けたパターンは、たとえば、そのパターンが位相シフトフィーチャまたはいわゆるアシストフィーチャを含む場合、基板のターゲット部分内の任意のパターンに正確に一致しない場合もある。通常、放射ビームに付けたパターンは、集積回路などの、ターゲット部分内に作り出されるデバイス内の特定機能層に対応することになる。
【００１７】
[0018]   パターニングデバイスは、透過型または反射型であってもよい。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、リソグラフィでは公知であり、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型、ならびに種々のハイブリッドマスク型を含む。プログラマブルミラーアレイの一例では、小型ミラーのマトリックス配列が用いられており、各小型ミラーは、入射する放射ビームさまざまな方向に反射するように、個別に傾斜することができる。傾斜されたミラーは、ミラーマトリックスによって反射された放射ビームにパターンを与える。
【００１８】
[0019]  本明細書において使われる用語「投影システム」は、使われている露光放射にとって、あるいは液浸液の使用または真空の使用といった他の要因にとって適切な屈折型、反射型、反射屈折型、磁気型、電磁型、および静電型光学システム、またはそれらのあらゆる組み合わせを含むあらゆるタイプの投影システムを包含していると広く解釈されるべきである。本明細書において使われる用語「投影レンズ」はすべて、より一般的な用語「投影システム」と同義であると考えるとよい。
【００１９】
[0020]  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２つ以上のマスクテーブル）を有するタイプのものであってもよい。そのような「マルチステージ」機構においては、追加のテーブルを並行して使うことができ、あるいは、予備工程を１つ以上のテーブル上で実行しつつ、別の１つ以上のテーブルを露光用に使うこともできる。
【００２０】
[0021]  また、リソグラフィ装置は、投影システムと基板との間の空間を満たすように、比較的高屈折率を有する液体、たとえば水によって、基板の少なくとも一部を覆うことができるタイプのものであってもよい。さらに、リソグラフィ装置内の別の空間、たとえば、マスクと投影システムとの間の空間に液浸液を加えてもよい。液浸技術は投影システムの開口数を増加させるためのものとして当該技術分野では周知である。本明細書において使われている用語「液浸」は、基板のような構造体を液体内に沈めなければならないという意味ではなく、単に、露光中、投影システムと基板との間に液体があるということを意味するものである。
【００２１】
[0022]  図１を参照すると、イルミネータＩＬは、放射ソースＳＯから放射ビームを受ける。ソースおよびリソグラフィ装置は、たとえば、ソースがエキシマレーザである場合、別個の構成要素であってもよい。そのような場合には、ソースは、リソグラフィ装置の一部を形成しているとはみなされず、また、放射ビームは、放射ソースＳＯからイルミネータＩＬへ、たとえば、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を使って送られる。別の場合においては、ソースは、たとえば、ソースが水銀ランプである場合、リソグラフィ装置の一体部分とすることもできる。ソースＳＯおよびイルミネータＩＬは、必要であればビームデリバリシステムＢＤとともに、放射システムと呼んでもよい。
【００２２】
[0023]  イルミネータＩＬは、放射ビームの角強度分布を調節するためのアジャスタ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、それぞれσ-outerおよびσ-innerと呼ばれる）を調節することができる。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といったさまざまな他の構成要素を含むことができる。イルミネータを使って放射ビームを調節すれば、放射ビームの断面に任意の均一性および強度分布を持たせることができる。
【００２３】
[0024]  放射ビームＢは、サポート構造（たとえばマスクテーブルＭＴ）上に保持されているパターニングデバイス（たとえばマスクＭＡ）上に入射して、パターニングデバイスによってパターン形成される。マスクＭＡを通り抜けた後、放射ビームＢは、投影システムＰＳを通過し、投影システムＰＳ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ポジショナＰＷおよび位置センサＩＦ（たとえば干渉デバイス、リニアエンコーダ、または静電容量センサ）を使って、たとえば、さまざまなターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路内に位置付けるように、基板テーブルＷＴを正確に動かすことができる。同様に、第１ポジショナＰＭおよび別の位置センサ（図１には明示されていない）を使い、たとえば、マスクライブラリからマスクを機械的に取り出した後またはスキャン中に、マスクＭＡを放射ビームＢの経路に対して正確に位置づけることもできる。通常、マスクテーブルＭＴの移動は、第１ポジショナＰＭの一部を形成する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）を使って達成することができる。同様に、基板テーブルＷＴの移動も第２ポジショナＰＷの一部を形成する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って達成することができる。ステッパの場合は（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されてよく、あるいは固定されていてもよい。マスクＭＡおよび基板Ｗは、マスクアライメントマークＭ１、Ｍ２、および基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を使って、位置合わせされていてもよい。例示では基板アライメントマークがそれ専用のターゲット部分に置かれているが、基板アライメントマークをターゲット部分の間の空間（これらは、スクライブラインアライメントマークとして公知である）内に置くこともできる。同様に、複数のダイがマスクＭＡ上に設けられている場合、マスクアライメントマークは、ダイの間に置かれてもよい。
【００２４】
[0025]  例示の装置は、以下のモードの少なくとも１つで使うことができると考えられる。
【００２５】
[0026]  １．ステップモードにおいては、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴを基本的に静止状態に保ちつつ、放射ビームに付与されたパターン全体を一度に（すなわち、単一静止露光）ターゲット部分Ｃ上に投影する。基板テーブルＷＴは、つぎにＸおよび／またはＹ方向に移動され、それによって別のターゲット部分Ｃが露光されることが可能になる。ステップモードにおいては、露光フィールドの最大サイズによって、単一静止露光時に投影されるターゲット部分Ｃのサイズが限定される。
【００２６】
[0027]  ２．スキャンモードにおいては、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴを同時にスキャンする一方で、放射ビームに付与されたパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する（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（縮小）拡大率および像反転特性によって決めることができる。スキャンモードにおいては、露光フィールドの最大サイズによって、単一動的露光時のターゲット部分の幅（非スキャン方向）が限定される一方、スキャン動作の長さによって、ターゲット部分の高さ（スキャン方向）が決まる。
【００２７】
[0028]  ３．別のモードにおいては、プログラマブルパターニングデバイスを保持しつつ、マスクテーブルＭＴを基本的に静止状態に保ち、また基板テーブルＷＴを動かすまたはスキャンする一方で、放射ビームをターゲット部分Ｃ上に投影する。このモードにおいては、通常、パルス放射源が採用されており、さらに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の移動後ごとに、またはスキャン中の連続する放射パルスの間に、必要に応じて更新される。この動作モードは、前述のタイプのプログラマブルミラーアレイといった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。
【００２８】
[0029]  上述の使用モードの組み合わせおよび／またはバリエーション、あるいは完全に異なるモードもまた採用可能である。
【００２９】
[0030]  原理上、レーザは狭い帯域幅と一定の波長とを有する放射パルスを生成するが、実際にはパルスごとに波長には微小な変動が生じる。波長の変動とは、所定の波長帯におけるピーク波長の変動（すなわちスペクトル形状の変化）と、スペクトル全体の波長シフト（すなわちスペクトル位置の変化）との両方を意味する。どちらのタイプのドリフトも、スペクトルの中心線波長に変化をもたらす傾向にある。リソグラフィシステム用のレーザは制御ループを含み、この制御ループによってレーザ出力に１ピコメータ分の１もしくはそれより小さな中心線ドリフトが生じる可能性がある。たとえば１９３ｎｍの光を発するレーザであれば、１，０００，０００分のいくらかというドリフトが生じる。それにもかかわらず、リソグラフィ投影レンズは特定の波長に対して補正がなされ、ある程度の色度を維持するように設計されているため、レーザ光のパルス波長変動によってはこのような小さな変動さえ焦点のわずかなずれをもたらすことがある。したがって、より色的にロバストなレンズ設計を要することなく結像焦点(イメージングフォーカスを改善するために、パルス間での波長変動を修正することは有用であろう。同様に、本発明は連続波源を使用するシステム内におけるドリフトの修正に応用することが可能である。
【００３０】
[0031]  標準的な１０００〜６０００Ｈｚのパルス周波数では、パルスごとの波長変化はサブミリ秒の時間スケールで発生することになる。通常、投影レンズはパルスバイパルス(pulse by pulse basis)で再フォーカスされるようには設計されておらず、特に、焦点制御の反応時間は通常、キロヘルツ周波数で焦点を変更するには不十分である。一方、周波数チャープとして既知の現象が、別の数ミリ秒（たとえば３〜２５ｍｓ）という時間枠の中で発生する。標準的な１０００〜６０００Ｈｚのパルスレートでは、３個から１５０個の間のレーザパルスが発生することになる。したがって、焦点制御機構の反応時間はチャープ現象の周期性に対して修正を行えるほどに短くてよい。後に説明するように、本発明のさまざまな構成において、リソグラフィ装置の多くのフィーチャは、測定された波長変化に基づいて個々に、または複数のフィーチャについてまとめて調節することができる。たとえば、装置フィーチャは、そのフィーチャの調節に適した時間スケールに基づいて調節することができる。
【００３１】
[0032]  図２において、本発明による制御ループが示されている。光源、たとえばレーザ１０は波長安定性を維持するように設計された内部制御ループ１２を含む。制御ループ１２はパルスごとにレーザ出力を制御するように設計されているため、レーザ１０はパルスごと(pulse to pulse basis)の波長変動を測定するための素子１４を含む。図２に示されるように、本実施形態によれば、波長測定素子１４はさらにそのデータをスキャナ２０に提供する。上述のように、スキャナ２０は通常、十分な速度で焦点を調節することができない。スキャナ２０により受信されたデータは次に、スキャナ２０の焦点を制御するためのフィードバックまたはフィードフォワード制御アルゴリズムに使用される。通常の技術を有するものには明らかなように、結果的にスキャナ２０での焦点制御の反応時間はパルスごとの波長修正が可能となるほどに短いものとなり、そのため本発明はパルスごと(pulse to pulse basis)に実施することができる。
【００３２】
[0033]  スキャナフォーカスはさまざまな方法で制御することができる。たとえば、ポジショナＰＭ、ＰＷを用いて、パターニングデバイスまたは基板ホルダの面をスキャナの光軸に沿って調節することができる。あるいは、投影システムＰＳの一部を形成する個々のレンズ素子またはレンズ群を、たとえば、その目的のために構成された圧電素子により作動させてもよい。別の実施形態においては、焦点を合わせるために基板テーブルは焦点面に対して部分的に調節可能である。付加的な焦点制御機構は当業者にとっては容易に理解されるものであり、また本発明の範囲内において理解されるべきである。たとえば、チャープなど波長の変化が約２０ｍｓの期間にわたって発生することが判明している場合、観測された変化を補償するために１つまたは複数のリソグラフィ装置フィーチャに対して修正を行うよう決定することができる。
【００３３】
[0034]  レーザ光の波長シフトに起因する焦点面の垂直方向位置のシフトの場合、測定されたシフトに応じてレンズ素子を動的に調節することによってシフトを補償すると便利なこともある。たとえば、１つのダイを露光するために使われる露光時間は約１００〜５００ｍｓ、また、波長チャープ期間は約２０ｍｓとする。その場合、１つのダイについての露光期間のあいだ、レーザ光波長は何度も変動することがある。このような波長チャープを補償するために、たとえば１０〜２０ｍｓごとに焦点面を調節するといったように、波長チャープ期間と同程度の間隔でレンズ素子を用いて焦点面を調節することにより、投影レンズの１つまたは複数のレンズ素子に対して補正を行うことが可能である。このようにして、ダイ全体を露光するあいだ焦点面が比較的一定した状態を保つように波長変動を抑制することができる。
【００３４】
[0035]  一方、測定された波長変化に合わせて基板テーブルの高さを調節すると便利なこともある。たとえば、レーザ波長において低速度のドリフトが観測された場合、波長ドリフトに起因して起こる焦点面内のドリフトに合わせてウェーハテーブルの高さおよび／またはテーブルの傾きを調節すると便利なこともある。一例として、測定された波長ドリフトに合わせて、露光される各ダイの間でウェーハテーブルの高さを調節することができる。
【００３５】
[0036]  パルス間での不安定性によるさらなる影響は、投影光を利用する内部センサシステムの動作において現れる。内部センサシステムは、投影光を使用してマスクおよび基板テーブルの相対的位置決めや投影レンズ収差などといったリソグラフィ装置の動作特性を決定するのを助ける。たとえば、内部センサのタイプの１つに、あるリソグラフィ器具に組み込まれて投影システムＰＳによる透過像の測定を行う透過イメージセンサ（ＴＩＳ）がある。透過イメージセンサは基板テーブルＷＴの面内、またはその近くで測定を行い、そのためソースの波長変動による焦点面ドリフトに起因して測定が不正確となってしまう。ＴＩＳは、空間におけるオブジェクトマークの空間像位置と空間像の形状とを測定する測定器具である。オブジェクトマークはレチクル上またはレチクルステージ基準上に配置することができる。位置情報は、レチクルを基板ステージに数学的に連結するために使用することができる。すなわち、位置情報は６自由度における基板テーブルの位置に対するマスクの位置を測定するために使用することが可能である。また、位置情報はベストフォーカス（ＢＦ）位置（Ｚ位置）および正確な側方（ｘ−ｙ）位置（正確なオーバーレイ）に位置する基板上に像を露光するために使用することができる。空間像の形状に関する情報は、機械のセットアップ、キャリブレーション、およびモニタリングに使用することができる。
【００３６】
[0037]  たとえば、最適アライメント、もしくは最良オーバーレイ状態を決定するにあたり、ウェーハステージに平行なＸ―Ｙ平面の水平スキャンを、ＴＩＳを使用して行うことが可能である。ウェーハステージに位置するＴＩＳ内のパターンは、リソグラフィ装置のマスクステージでの対応するパターンに位置合わせすることができる。最良オーバーレイを決定するために用いられる最適アライメント位置において、ＴＩＳのディテクタに登録される強度は水平スキャン中に最大値に達することがある。この水平スキャンは、好ましくはＴＩＳのパターン付けされた部分（グレーティング）が最良フォーカス面（焦点面）に位置するときに行われる。同様に、ＴＩＳの垂直（すなわち、ウェーハ面に対して実質的に直角をなす方向）スキャンを用いて、受信された光の最大強度を検出することによって焦点面の位置を決定することが可能である。しかしながら、ＴＩＳスキャンの持続時間は約０．１〜１秒となることがあり、その期間にレーザ波長が上述のように変動する可能性がある。したがって、修正を行わない場合、ＴＩＳの水平スキャンはたとえば焦点面が変動もしくはドリフトする期間を含む可能性があり、それによりＴＩＳグレーティングのＺ位置が移動して焦点面から外れるか、もしくは焦点面の内外を移動して、結果的に水平スキャンを用いて適切なオーバーレイ位置を決定する機能に悪影響を及ぼす。
【００３７】
[0038]  そのため、本発明の第二の実施形態では、レーザパルス波長変動データがスキャナ２０に送られ、ＴＩＳ情報の修正に使用される。この点に関して、データは直接ＴＩＳおよび／またはフィードフォワードまたはリアルタイム修正モードの各プロセッサへ直接送られることができる。あるいは、パルス変動データを考慮して、ＴＩＳデータの後処理用プロセッサに別途送られることもできる。好ましくは、タイミング良くアライメント処理を修正するために、波長測定素子１４から収集されたデータが使用される。たとえば、ＴＩＳは各ウェーハの露光後にアライメント測定を行うようにすることができる。したがって、ＴＩＳと関連づけられたプロセッサは、ＴＩＳがアライメント測定を行うようにされたタイミングでリアルタイムレーザパルス波長データを受信するように構成されることができる。以下に述べるように、波長変動は、たとえば最良オーバーレイ条件を決定するためにＴＩＳによって利用されることが可能であり、最良オーバーレイ条件は、基板のパターン形成されたフィーチャとともに最良オーバーレイにもとづき、パターン形成された基板の露光に用いることができる。
【００３８】
[0039]  本発明の一実施形態において、公称上の焦点面内での水平スキャンはＴＩＳによって行われるが、波長変動情報はＴＩＳデータの後処理用プロセッサにより受信されることができる。レーザパルス波長変動データは時間の関数、またはＴＩＳスキャン中のＴＩＳ位置として収集し保存することができ、そのため波長変動データはアライメントの決定を修正するために用いられる。パターン付き放射ビームの波長がパルス間もしくは一連のパルスにわたって変動するとき、焦点面もそれにしたがって変動する。そのため、ＴＩＳスキャンにおいて、ＴＩＳグレーティングは水平スキャン中には一定の焦点面内を理想的に移動するため、焦点面におけるこのようなパルス毎の変動はフォーカスエラーを生じさせるものと考えることができる。しかしながら、波長変化の影響を受ける装置でのスキャンの場合、波長変動は焦点面の縦方向位置に変化をもたらすため、水平スキャンの少なくともある期間のあいだは、ＴＩＳグレーティングはパルス間または複数のパルスにわたる期間中の放射波長シフトにしたがって実際には焦点面より上または下に位置する。
【００３９】
[0040]  フォーカスエラーを生じさせるパルス毎の波長変化が、ＴＩＳスキャンが完了した後にランダムな波長変化を起こす場合であっても、もしくは波長チャープを起こす場合であっても、収集された波長変動データは、ＴＩＳによって決定された曲線フィットを修正するために以下のように使用することが可能である。ＴＩＳスキャン中、水平位置の関数としての放射強度が数回にわたり測定される（サンプル）。こうして得られたサンプルデータは、位置合わせされた条件に対応する放射強度対位置(radiation intensity vs. position)のピークを示すことができる。曲線フィッティングは、最良オーバーレイ位置が発見されるようサンプルデータのピーク位置を決定するために行うことができる。曲線フィットの結果は、プロセッサ、アルゴリズム、または、スキャン中の波長変化に起因するフォーカスエラーの影響を取り除くためのその他の手段を用いて向上させることができる。したがって、より正確なオーバーレイ位置を得ることができる。この手順は、たとえば、ＴＩＳスキャンから決定されるオーバーレイ位置により容易となるレチクルアライメントを改善するために採用することができる。
【００４０】
[0041]  本発明の他の実施形態においては、ＩＬＩＡＳ（Integrated Lens Interferometer At Scanner）の動作を修正するために、素子１４といった波長測定素子によって収集される波長変動データを用いることが可能である。ＩＬＩＡＳは、高い次元までレンズ収差の静的測定を行うことができる干渉計波面測定システムを含む内部センサである。これは、システムの初期化およびキャリブレーションのために用いられる総合測定システムとして実施してよい。もしくは、モニタリングおよびキャリブレーションのために「オンデマンド」で使用されてもよい。そのため、素子１４といった波長センサはＩＬＩＡＳ（図示なし）と結合されることができる。レンズを通して投影された光について、レンズ特性を決定するためにその光がＩＬＩＡＳによって測定されるとき、波長センサはその光の波長変化を測定することができる。レンズを通して投影された光の波長変化は、該光をＩＬＩＡＳにより測定してレンズ特性を決定する際に、波長センサにより測定することが可能である。ＩＬＩＡＳによって行われるレンズ測定中に、測定された波長変化は素子１４からＩＬＩＡＳに結合された、または関連付けられたプロセッサに送られることができる。ＩＬＩＡＳはその後、レンズ測定中に生じた波長変動に基づいてレンズ収差の決定を調節することができ、それによってレンズ特性測定の精度が向上する。
【００４１】
[0042]  本明細書では、ＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用について具体的に言及しているが、本明細書記載のリソグラフィ装置が、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用のガイダンス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）、薄膜磁気ヘッド等の製造など、他の用途を有することは明らかである。当業者には当然のことであるが、そのような別の用途においては、本明細書で使われている用語「ウェーハ」または「ダイ」はすべて、それぞれより一般的な用語「基板」または「ターゲット部分」と同義であると考えてよい。本明細書に記載されている基板は、露光の前後に、たとえば、トラック（通常、基板にレジスト層を塗布し、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で処理されてもよい。適用可能な場合には、本明細書中の開示物を上記のような基板プロセシングツールおよびその他の基板プロセシングツールに適用してもよい。さらに、基板は、たとえば積層ＩＣを作るために複数回処理されてもよいので、本明細書で使われる基板という用語が、既に多重処理層を包含している基板を表すものとしてもよい。
【００４２】
[0043]  本明細書では、光リソグラフィに関連した本発明の実施形態の使用について上記に具体的に言及されたが、本発明は、たとえばインプリントリソグラフィといった他の用途にも使用可能であり、状況が許す場合には光リソグラフィに限定されないことが明らかである。インプリントリソグラフィの場合、パターニングデバイスにおけるトポグラフィが基板上に形成されるパターンを画定する。パターニングデバイスのトポグラフィは基板に供給されたレジスト層の中にプレス加工されてよく、その場合電磁放射、熱、圧力、またはこれらの組み合わせを与えることによってレジストは硬化される。レチクルが硬化された後、パターンはレチクルに残した状態でパターニングデバイスはレジストから外へ移動される。
【００４３】
[0044]  本明細書で使用される「放射」および「ビーム」という用語は、紫外線（ＵＶ）放射（たとえば、３６５、３５５、２４８、１９３、１５７、または１２６ｍｍ、あるいはその前後の波長を持つもの）および極端紫外線（ＥＵＶ）放射（たとえば、５−２０ｍｍの範囲の波長を持つもの）を含むあらゆる種類の電磁放射、ならびにイオンビームまたは電子ビームといった粒子ビームを包含する。
【００４４】
[0045]  「レンズ」という用語は、状況が許す場合、屈折型、反射型、磁気型、電磁型、および静電型光コンポーネントを含む各種光コンポーネントのうちの一つまたは組み合わせを指すことができる。
【００４５】
[0046]  以上、本発明の特定の実施形態を説明してきたが、本発明は説明された以外にも実施可能であることは明らかである。たとえば、本発明は上述された方法を示す機械読取可能な命令の１つまたは複数のシーケンスを含むコンピュータプログラム、もしく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（たとえば、半導体メモリ、磁気または光ディスク）の形態とすることができる。
【００４６】
[0047]  以上の説明は、制限ではなく例示を目的としたものである。したがって、当業者にとって明らかであるように、添付の特許請求の範囲を逸脱することなく本発明に変更を加えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】[0008]  本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を示す。
【図２】[0009]  本発明の一実施形態によるシステムの模式図である。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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