(57)【要約】【課題】基板上にマルチレベルフィーチャを形成するために使用される製造プロセスの精度を改善するデバイス製造方法を提供する。【解決手段】複数の概ね平らな表面を含むターゲット領域を有し、各表面が基板テーブルに対して異なる高さを有する基板を、基板テーブル上に提供するステップこと、各概ね平らな表面の相対的高さを決定すること、ビームの焦点面が概ね平らな表面の中の１つ面に実質的に一致するように、基板のターゲット領域上にパターン付き放射ビームを投影すること、ビームの軸に実質的に平行な方向に基板テーブルを移動すること、および、ビームの焦点面が概ね平らな表面の中の他の面に実質的に一致するように、基板のターゲット領域上にパターン付き放射ビームを投影することを含む。【選択図】図３
2008091903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の概ね平らな表面を含むターゲット領域を有し、各表面が基板テーブルに対して異なる高さを有する基板を、基板テーブル上に提供すること、
各概ね平らな表面の相対的高さを決定すること、
ビームの焦点面が前記概ね平らな表面の中の１つの面に実質的に一致するように、前記基板の前記ターゲット領域上にパターン付き放射ビームを投影すること、
前記ビームの軸に実質的に平行な方向に前記基板テーブルを移動すること、および
前記ビームの焦点面が前記概ね平らな表面の中の他の面に実質的に一致するように、前記基板の前記ターゲット領域上に前記パターン付き放射ビームを投影すること
を含むデバイス製造方法。
【請求項２】
前記ターゲット領域内の他の概ね平らな表面に対して、以下の
前記ビームの前記軸に実質的に平行な方向に前記基板テーブルを移動すること、および
前記ビームの前記焦点面が前記他の概ね平らな表面の中の各面に実質的に一致するように、前記基板の前記ターゲット領域上に前記パターン付き放射ビームを投影すること
を反復することをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記概ね平らな表面の中の１つが、凹部の底部または隆起部の上部を形成する請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記概ね平らな表面の中の１つが、前記基板の無修正部分である請求項３に記載の方法。
【請求項５】
所与の概ね平らな表面の高さの決定が、
前記基板の前記無修正部分の高さを測定すること、および
前記凹部の前記底部または前記隆起部の前記上部の高さを測定すること
を含む請求項４に記載の方法。
【請求項６】
所与の概ね平らな表面の高さの決定が、
前記基板の無修正部分の高さを測定すること、
参照フィーチャの高さを測定すること、および
前記所与の概ね平らな表面の高さを決定するために前記参照フィーチャの前記測定された高さを用いること、
を含む請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記参照フィーチャが、前記所与の概ね平らな表面と実質的に同じ高さを有する請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記参照フィーチャが、前記所与の概ね平らな表面の高さと異なる高さを有し、前記方法は、前記参照フィーチャの前記測定された高さに基づいて前記所与の概ね平らな表面の高さを外挿するステップをさらに含む請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記外挿が、１つまたは複数の前もって得られたキャリブレーション測定に基づく請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記参照フィーチャが、前記所与の概ね平らな表面を有する機能フィーチャと同じ工程において前記基板内に形成される請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
前記所与の概ね平らな表面の前記高さが、光レベルセンサを使用して測定される請求項６に記載の方法。
【請求項１２】
前記光レベルセンサが、狭帯域光源を使用する請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記参照フィーチが、前記参照フィーチャの深さに比べて十分な長さ有して、センサビームが前記参照フィーチャの概ね平らな底面に達し該底面からセンサディテクタの方に反射することを可能にする請求項６に記載の方法。
【請求項１４】
前記参照フィーチャが、２ｍｍ以上の長さを有する請求項６に記載の方法。
【請求項１５】
前記基板が、それぞれ参照フィーチャを有する複数のターゲット領域を含む請求項６に記載の方法。
【請求項１６】
前記基板の高さマップを生成するために前記参照フィーチャの位置および高さを用いることをさらに含む請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
複数のレベリングポイントが、前記基板の表面上にて間隔を隔てた位置に提供され、
前記方法が、
前記基板テーブルに対して各レベリングポイントの高さを測定すること、
前記基板テーブルの面に実質的に平行な面上で各レベリングポイントの位置を測定すること、および
前記基板テーブルに対して前記基板の平均角度および高さを決定すること
をさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１８】
前記基板が、それぞれ参照フィーチャを有する複数のターゲット領域をさらに含み、前記方法が、前記基板の高さマップを生成するために前記参照フィーチャの位置および高さを用いることをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
各レベリングポイントが参照フィーチャを含む請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
ビームの断面にパターンを与えるパターニングデバイスを保持するサポート構造、
基板を保持する基板テーブルであって、前記基板が複数の概して平坦な表面を含むターゲット領域を有し、前記各表面が前記基板テーブルに対して異なる高さに配置されている、基板テーブル、
前記基板のターゲット領域上にパターン付きビームを投影する投影システム、および
各概ね平らな表面の相対的高さを決定し、前記ビームの軸に実質的に平行な方向に前記基板テーブルを調整して、投影中に前記ビームの焦点面を実質的に各面に一致させるレベリングシステム
を含むリソグラフィ装置。
【請求項２１】
前記レベリングシステムが光レベルセンサを含む請求項２０に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[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】
[0002]  リソグラフィ装置は、基板のターゲット領域の上に所望のパターンを与えるマシンである。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に使用することができる。その場合、マスクまたはレチクルとも呼ばれるパターニングデバイスが、ＩＣの個別層に対応する回路パターンを生成するために使用され、このパターンが、放射感応性材料（レジスト）層を有する基板（例えばシリコンウェーハ）上のターゲット領域（例えば１つまたは複数のダイの一部を含む）の上に結像される。一般に単一の基板は、連続して露光される隣接するターゲットのネットワークを含む。既知のリソグラフィ装置には、ターゲット領域上の全パターンを一回で露光することによって、各ターゲット領域が照射される、いわゆるステッパと、ビームを介して所与の方向（「スキャン」方向）にパターン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、一方これと同期的に基板をこの方向と平行にまたは逆平行にスキャンする、いわゆるスキャナとが含まれる。
【０００３】
[0003]  いくつかの用途では、放射感応性材料の上部層が多数の表面を異なる高さにて有する基板をパターニングするのが望ましい。これは例えば３次元集積回路、ＭＥＭＳ(Micro ElectroMechanical System)デバイス（例えばバイオ−ＭＥＭＳデバイス）、マイクロ流体構造、またはＳｉＰ(System-in-Packaging)デバイスを製造する場合に生じる。マルチレベル基板などの加工の場合、露光されるパターンのクリティカルディメンションが重要であることもある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
[0004]  例えば１ミクロンメータ（１μｍ）未満の小さなクリティカルディメンションを有するパターンが要求される場合、投影イメージの焦点深度も小さくなる。したがって、露光するために基板が標準的に位置合わせされる場合（すなわち基板の主表面が投影システムの焦点面に実質的に一致して置かれる場合）、例えば凹部内または隆起部上の異なる高さにある基板表面上でパターニングされる任意のフィーチャは、投影システムの焦点深度の外側にある。例えば、比較的深い凹部または比較的高い隆起部が、基板表面上に、基板の標準的な表面の上あるいはその下１００μｍまたはそれ以上の高さにて作り上げられることもある。それにひきかえ、典型的な投影システムの焦点深度はわずか±１μｍ程の範囲である。したがって、凹部／隆起部表面は投影ビームの焦点の外側にあることになり、そのためにイメージをパターニングできる精度が制限されることになる。ここで用語「基板の主表面」は凹部または隆起部のない基板表面を意味するものとする。これは単一表面に限定するものでなく、互いに隔てられた複数の表面でもよい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
[0005]  この問題の一つの考え得る解決策では、第１高さにて基板を露光し、そこでは焦点面は一般に基板の主表面に位置合わせされ、次いで投影システムに対して凹部／隆起部のフィーチャの意図した高さに等しい距離で基板を移動して、凹部／隆起部の表面により近接した投影システムの焦点面で凹部／隆起部の表面上にフィーチャを露光する。しかし、投影システムの浅い焦点深度の故に、投影システムに対して表面の位置を十分な精度で調整し、投影したイメージが確実に表面上に焦点が合うようにすることを目的としては、基板表面フィーチャの意図した寸法を当てにできない。これは特に小さなクリティカルディメンションを有するフィーチャを結像する場合に当てはまる。さらに具体的に言うと、フィーチャを作り上げる精度は、投影システムの焦点深度より大きな桁となる。例えば１００μｍの意図した深さを有するエッチング凹部は、±１０μｍの精度で実際に形成可能である。したがって、予想される凹部の高さ変動は、例えばサブミクロンフィーチャをパターニングする場合±１μｍでしかない焦点深度より、かなり大きくなる。基板上にマルチレベルフィーチャを形成するために使用される製造プロセス（例えばエッチングプロセス）の精度を改善することによるこの問題の克服は、１つの基板から他の基板へのプロセス変動の結果、精度が制限されることがあるので、実行できない可能性がある。
【０００６】
[0006]  本発明の一態様によれば、
複数の概ね平らな表面を含むターゲット領域を有し、各表面が基板テーブルに対して異なる高さを有する基板を、基板テーブル上に提供すること、
各概ね平らな表面の相対的高さを決定すること、
ビームの焦点面が概ね平らな表面の中の１つの面に実質的に一致するように、基板のターゲット領域上にパターン付き放射ビームを投影すること、
ビームの軸に実質的に平行な方向に基板テーブルを移動すること、および
ビームの焦点面が概ね平らな表面の中の他の面に実質的に一致するように、基板のターゲット領域上にパターン付き放射ビームを投影すること
を含むデバイス製造方法が提供される。
【０００７】
[0007]  本発明のさらなる態様によれば、
ビームの断面にパターンを付与するパターニングデバイスを保持するサポート構造、
基板を保持する基板テーブルであって、基板が複数の概ね平らな表面を含むターゲット領域を有し、各表面が基板テーブルに対して異なる高さにて配置されている、基板テーブル、
基板のターゲット領域上にパターン付きビームを投影する投影システム、および
各概ね平らな表面の相対的高さを決定し、ビームの軸に実質的に平行な方向に基板テーブルを調整して、投影の間にビームの焦点面を実質的に各面に一致させるレベリングシステム
を含むリソグラフィ装置が提供される。
【０００８】
[0008]  次に、本発明の実施形態を、対応する参照符号が対応する部分を指す添付の概略図面を参照して、単に例として説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
[0014]  図１は、本発明の特定の実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に図示する。本装置は、
【００１０】
[0015]  放射ビームＰＢ（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イルミネーションシステム（イルミネータ）ＩＬ、
【００１１】
[0016]  パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを支持するように構成され、アイテムＰＬに関してパターニングデバイスを正確に位置決めするように配置された第１ポジショナＰＭに接続されているサポート構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴ、
【００１２】
[0017]  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成され、アイテムＰＬに関して基板を正確に位置決めするように配置された第２ポジショナＰＷに接続されている基板テーブル（例えばウェーハテーブル）ＷＴ、および
【００１３】
[0018]  基板Ｗの（例えば１つまたは複数のダイを含む）ターゲット領域Ｃの上にパターニングデバイスＭＡによってビームＰＢに与えられたパターンを結像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）ＰＬ、を含む。
【００１４】
[0019]  本明細書で図示したように、本装置は透過型（例えば透過マスクを使用する）である。代替的に、本装置は反射型（例えば上述したプログラマブルミラーアレイタイプを使用する）であってもよい。
【００１５】
[0020]  イルミネータＩＬは、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場合は別々の要素とすることができる。そのような場合は、放射源がリソグラフィ装置の一部を形成するとは見なされず、放射ビームは、例えば適切な誘導ミラーおよび／またはビームエキスパンダを含むビームデリバリシステムＢＤを使って放射源ＳＯからイルミネータＩＬへ送られる。他の場合では、例えば放射源が水銀ランプである場合、放射源は、リソグラフィ装置の一体部分とすることもできる。放射源ＳＯおよびイルミネータＩＬは、必要に応じてビームデリバリシステムＢＤと共に、放射システムと呼んでもよい。
【００１６】
[0021]  イルミネータＩＬは、ビームの角度強度分布を調整するアジャスタＡＭを含むことができる。一般に、イルミネータの瞳面内で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（一般にそれぞれ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、一般にインテグレータＩＮおよびコンデンサＣＯなどの種々の他のコンポーネントを含む。イルミネータは、その断面内に所望の均一性と強度分布を有する調整された放射ビームＰＢを提供する。
【００１７】
[0022]  ビームＰＢは、サポート構造ＭＴ上に保持されているパターニングデバイスＭＡに入射する。パターニングデバイスＭＡを通ったビームＰＢは、基板Ｗのターゲット領域Ｃ上にビームをフォーカスする投影システムＰＬを通過する。基板テーブルＷＴは、第２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）の助けにより、例えば別のターゲット領域ＣをビームＰＢの経路内に位置付けるように、正確に移動することができる。同様に、第１ポジショナＰＭおよび別の位置センサ（図１には明示されてない）を使って、パターニングデバイスＭＡを、例えばマスクライブラリからの機械的検索後またはスキャン中に、ビームＰＢの経路に対して正確に位置決めすることができる。一般に、オブジェクトテーブルＭＴおよびＷＴの移動は、ポジショナＰＭおよびＰＷ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）とショートストロークモジュール（微動位置決め）を使って実現されることになる。しかしステッパの場合には（スキャナとは違って）、サポート構造ＭＴは、ショートストロークアクチュエータのみに接続されてもよく、または固定されてもよい。パターニングデバイスＭＡと基板Ｗは、パターニングデバイスアライメントマークＭ１、Ｍ２と基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を用いて位置合せ可能である。
【００１８】
[0023]  図示した装置は以下のモードの１つまたは複数で使用することができる。
【００１９】
[0024]  １．ステップモードでは、サポート構造ＭＴおよび基板テーブルＷＴが本質的に静止状態に維持される一方で、ビームＰＢに与えられた全パターンが一度にターゲット領域Ｃ上に投影される（すなわち単一静止露光）。次いで、基板テーブルＷＴは、別のターゲット領域Ｃが露光可能となるようにＸおよび／またはＹ方向にシフトされる。ステップモードでは、露光フィールドの最大寸法が、単一静止露光で結像されるターゲット領域Ｃの寸法を制限する。
【００２０】
[0025]  ２．スキャンモードでは、サポート構造ＭＴおよび基板テーブルＷＴが同期してスキャンされる一方で、ビームＰＢに与えられたパターンがターゲット領域Ｃ上に投影される（すなわち単一動的露光）。サポート構造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ＰＬの拡大（縮小）率および画像反転特性によって決定される。スキャンモードでは、露光フィールドの最大寸法が、単一動的露光内のターゲット領域の幅（非スキャン方向の）を制限し、スキャン動作の長さが、ターゲット領域の高さ（スキャン方向の）を決定する。
【００２１】
[0026]  ３．別のモードでは、サポート構造ＭＴがプログラマブルパターニングデバイスを保持しつつ本質的に静止状態に維持され、また基板テーブルＷＴが移動またはスキャンされる一方で、ビームＰＢに与えられたパターンがターゲット領域Ｃ上に投影される。このモードでは、一般にパルス放射源が採用され、また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の各移動後に、あるいはスキャン中の連続する放射パルスの合間に、必要に応じて更新される。この動作モードは、上述し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。
【００２２】
[0027]  前述の使用モードの組合せおよび／またはバリエーション、あるいは全く異なる使用モードもまた採用可能である。
【００２３】
[0028]  前述したように、種々のレベルにて表面を備える基板をパターニングできることが望ましい。図２ａは、基板テーブルＷＴ上の第１高さｈ１に与えられた第１表面（例えば基板Ｗの無修正表面）と、異なる高さｈ２での第２表面２とを有する基板Ｗのターゲット領域を概略的に示す。高さｈ１、ｈ２は、図示したように、基板テーブルＷＴの表面に垂直な方向で表される。したがって基板テーブルＷＴの表面は、投影システムＰＬの軸におおむね垂直であるので、高さはリソグラフィ装置のＺ軸の方向で表される。図２ａに示したように、第２表面２は、例えば第１表面１より低い高さにあり、そのため凹部を形成している。例えば、２つの表面は、３μｍ以上の高さで隔てられる（例えば表面の間隔は１００μｍ迄またはそれ以上でもよい）。図２ａの例では、フィーチャ１０は、リソグラフィプロセスによって基板上の種々の場所に（それぞれ異なる高さにある両方の表面１、２上に）形成される。
【００２４】
[0029]  基板Ｗ上の異なるレベルに与えられる表面の数は２より大きくてもよい。例えば、図２ｂに示したように、基板テーブルＷＴ上の第３高さｈ３に第３表面３を含むことがあり、それにより２つの異なる深さを有する凹部が形成させる。典型的なマルチレベル基板は、例えば異なる高さに２〜４の異なる表面を備える。与えることができるレベルの最大数は、各個別のレベルの高さ間隔と全体の可能な最大高低差で決まることになる。例えば、各個別の表面は約３〜５μｍの間隔で離して配置することができ、全体の可能な最大深さは例えば１００μｍですることができる（したがって、基板は最大で２０〜３０の表面レベルをもつことが可能である）。
【００２５】
[0030]  図２ｃ〜２ｄに示したように、別の表面が、基板の主表面１上に作り上げられた隆起部を追加的にまたは代わりに構成できることは、理解されるであろう。したがって、本明細書における表面の深さまたは高さに対する言及は、特に指摘しない限り制限的なものでなく、また基板の無修正部分に関していずれか一方の方向での表面の高さ（つまり基板テーブルの表面に実質的に垂直な方向に正または負の高さ／深さ）の変化を指すこともある。隆起したフィーチャは、例えば３次元集積回路やＳｉＰ(System-in-Packaging)デバイス用に、またはBonded Die-on-Wafer構造のプロセス技術にて提供することができる。したがって、図２ｃは、基板Ｗが第１表面１および第２の隆起表面２を含む場合を図示しており、リソグラフィプロセス中に形成された少なくとも１つのフィーチャ１０を各表面が有している。基板Ｗ上に作り上げられた隆起フィーチャは、基板に取り付けられたダイ５とすることができ、図２ｄに示したいくつかの配置では、フィーチャ１０がダイ５と基板Ｗとの間の接続を形成するために使用される。
【００２６】
[0031]  前述したように、１つまたは複数のフィーチャ１０がパターニングされている基板Ｗの主表面１と第２表面２との間の高さの変化（つまりｈ１−ｈ２）は、投影システムの焦点深度より大きいものとなり得る。例えば焦点深度が１μｍであり、これに対しパターニングされた表面間の高さの差が３〜１００μｍ（またはそれ以上）の場合である。したがって、このことは、パターニングされ得るフィーチャ１０の可能なクリティカルディメンションを制限してしまう影響を及ぼす。
【００２７】
[0032]  図３を参照すると、本発明の一実施形態において改善されたリソグラフィ方法は、基板Ｗ上のターゲット領域内の表面高さを決定するステップ１１０、および基板Ｗを位置決めするステップ１２０を含み、したがって、基板Ｗ上にパターン付き放射ビームを投影するステップ１３０の前に、表面の１つが投影システムＰＬの焦点面にほぼ一致する。次いでステップ１２０、１３０が各表面レベルに対して繰り返される１４０。言い換えると、基板Ｗの位置決めは、次いで投影システムＰＬの軸に実質的に平行な方向で調整され（つまりリソグラフィ装置のＺ軸）、したがって、基板Ｗ上の表面の他の１つの面が投影システムの焦点面にほぼ一致し、パターン付き放射ビームがターゲット領域上に投影される。パターン付き放射ビームの投影は、基板Ｗの位置を調整するステップ１２０を実行可能とするために中断される。
【００２８】
[0033]  一実施形態では、基板のターゲット領域内の異なる表面の高さを決定するステップ１１０は、基板のその露光位置から離れて実行することができる。例えば、リソグラフィ装置は、１つの基板が測定される一方で第２の基板が同時に露光されるような２つの基板テーブルＷＴを有するタイプとすることができる。あるいは、基板Ｗを露光すると同時に表面の高さを決定することも可能である。
【００２９】
[0034]  図３の破線内に示したように、さらに詳細に以下で説明することになるが、基板のターゲット領域内の表面の高さを決定するステップ１１０は、測定ステップ１００を含んでもよい。測定ステップ１００は、例えば基板の無修正部分の高さおよび隆起または凹部表面の高さを測定するステップを含む。
【００３０】
[0035]  リソグラフィ装置は通常、少なくとも１つのレベルセンサ、例えば光レベルセンサを含む。そのレベルセンサは、例えばレーザ（例えばＧａＡｓレーザ）からの放射ビームを用いることができる。当業者には理解されることであるが、レベルセンサは任意の適切な狭帯域光源を用いることも、または任意の適切な広帯域光源を用いることもできる。図４ａに示したように、センサ３０は、基板Ｗの表面により反射されるビーム３２ａを放出する光源３１と、ビームを受け取り、ビーム３２ｂの位置を測定するディテクタ３５とを含む。ビームの位置は、ビーム３２の入射点での基板Ｗの表面の高さを表わしている。
【００３１】
[0036]  装置は１つ以上のセンサ３０を含むことができ、例えば、第１入射角でビームを検出する第１センサ（例えば広帯域センサ）と、第２入射角でビームを検出する第２センサ（例えば狭帯域センサ）とを備える。センサは、基板Ｗの高さの変化を異なる範囲で捉えるように配置される。例えば、広帯域センサは±３０μｍの変化を測定するように配置され、狭帯域センサは±４００μｍの変化を測定するように配置される。
【００３２】
[0037]  しかし、図４ｂに示したように、フィーチャ、例えばトレンチ２０が比較的深くおよび／または狭い場合、レベルセンサ３０のビーム３２はそのフィーチャの深さを測定することができない。これは、ビームの入射角が浅すぎてトレンチ２０のより低い表面に到達できないためである。トレンチ２０は、機能フィーチャ（つまり、最終的に回路またはデバイスの一部を形成することになる一フィーチャ）の一例であり、以下では機能フィーチャ２０と呼ぶこととする。
【００３３】
[0038]  本発明の一実施形態（図４ｃに示したように）では、基板Ｗは、レベルセンサ３０を用いて測定するための付加的フィーチャ２５を備える。最終的に回路またはデバイスの一部を形成しないこのフィーチャは、参照フィーチャ２５と呼ばれる。参照フィーチャ２５は、レベルセンサ３０を用いてその深さを測定可能にする寸法を有する。以下にさらに詳細に説明することになるが、参照フィーチャ２５は、（図４ｃに示したように）機能フィーチャ２０と同じ深さを有し、あるいは参照フィーチャ２５’は、（図４ｅに示したように）機能フィーチャ２０とは異なる深さを有する。
【００３４】
[0039]  図４ｃでは、機能フィーチャ２０と実質的に同じ深さを有する参照フィーチャ２５が基板上に設けられている。レベルセンサビーム３２の入射角は既知であるため、深さ測定を可能ならしめる参照フィーチャ２５の必要な長さは、機能フィーチャ２０の近似的深さを用いて計算することができる。例えば、機能フィーチャ２０の深さが１００μｍであり、ビーム３２の入射角が６°である（また反射の角度も約６°であると仮定する）場合、参照フィーチャの中心から端までの（ビームが入射し、より低い表面から反射できる）距離は１００μｍ／ｔａｎ６°である。参照フィーチャ２５は、したがって少なくともこの長さの２倍でなければならない（この場合１９０３μｍに等しく、つまり約２ｍｍである）。したがって、例えば１００μｍの最大深さ測定を可能とする参照フィーチャは、約４ｍｍ２平方である。一般にレベルセンサビーム３２の直径は十分小さいので、それが上記計算に及ぼす影響は無視できることになる。しかしレベルセンサビーム３２の直径が参照フィーチャの寸法に比較してかなりある場合、参照フィーチャの長さは、レベルセンサビームがその一部でもブロックされることなく参照フィーチャーに入り且つ参照フィーチャから離れることを確実ならしめる十分な量だけ増加させなければならない。
【００３５】
[0040]  参照フィーチャ２５の必要な寸法を減少させるために、参照フィーチャは正方形でなく長方形として提供することもできる。長方形は、レベルセンサビーム３２を横切る方向より、レベルセンサビーム３２の方向に長いものとすべきである。
【００３６】
[0041]  参照フィーチャ２５は、図４ｄに示したように基板の端部に提供することができる。基板の端部に提供された参照フィーチャは、その表面の一側面のみにて壁を備えることができる（つまり、参照フィーチャは基板の端部でステップになっている）。したがって、レベルセンサビーム３２の経路は、１方向の壁によってのみ妨げられることになる。これにより、他の場合に必要とされるものと比較して、参照フィーチャの長さを半分にすることができる。
【００３７】
[0042]  参照フィーチャ２５は、例えば機能フィーチャ２０および他の機能フィーチャ（図示されてない）と同じ製造プロセスを用いて形成することができる。例えば、機能フィーチャ２０は、同時に参照フィーチャ２５を形成するエッチングプロセスを用いて基板Ｗ内に形成される。参照フィーチャ２５を機能フィーチャ２０と同じプロセスを（且つ同時に）用いて形成することにより、これらのフィーチャを形成するのに用いたプロセスの変動は、機能フィーチャ２０と同じ影響を参照フィーチャ２５にも及ぼす。所与の基板に対して、プロセス（例えばエッチング）は、一般にその基板にわたって一貫した影響を及ぼすことになると考えられる。しかし、プロセスの影響は連続した基板に適用した場合、一貫性がないことがある（例えば、第１基板上に形成されたフィーチャの深さが第２基板上に形成された同じフィーチャの深さと異なる）。したがって、１つ以上の参照フィーチャ２５を各基板上に提供してもよい。
【００３８】
[0043]  参照フィーチャ２５の深さは、機能フィーチャ２０の深さと異なることがある。例えば、異なる寸法の穴に対するエッチング速度の差により、参照フィーチャ２５’が図４ｅに示したように機能フィーチャ２０よりも深くなる。これが生じる場合は、深さの差を決定するためにキャリブレーション測定を行う。例えば、キャリブレーション測定は、基板上に複数の機能フィーチャ２０および参照フィーチャ２５を形成するステップと、次いで機能フィーチャおよび参照フィーチャの深さを測定可能とするように基板の断面を切断するステップとを含む。機能フィーチャ２０の深さが、参照フィーチャ２５の深さと異なることが分かる場合は、深さの差が記録され、後続の測定中に用いられる。例えば、キャリブレーションは、参照フィーチャ２５が深さ１２０μｍのときに機能フィーチャ２０が深さ１００μｍであることを示す。これが記録され、したがって後続の測定中に参照フィーチャが１２０μｍの深さで測定されるとき、機能フィーチャは１００μｍの深さであることが分かる。
【００３９】
[0044]  図５を参照すると、基板Ｗは多くの個別のターゲット領域Ｃを備えることができる。例えば、各ターゲット領域Ｃは、パターニングされることになる単一のデバイスまたはダイ（例えば単一の集積回路または個々のＭＥＭＳデバイス）を含む。ターゲット領域Ｃは、（リソグラフィ装置の限界内で）任意の所望の寸法および形状とし、また基板Ｗ上に任意の都合の良いパターンで配置できることを、当業者は理解するであろう。基板Ｗは、例えば２００ｍｍまたは３００ｍｍの直径を有する円形シリコンウェーハを含む。
【００４０】
[0045]  図４および図５を合わせて参照すると、一実施形態では、各ターゲット領域Ｃは前述したタイプの参照フィーチャ２５または２５’を備えることができる。これは、例えば、各ターゲット領域Ｃ内の表面高さを決定する場合に、機能フィーチャ２０の製造においけるいかなる局所的な変動（つまり、１つのターゲット領域から次の領域への変動）をも考慮に入れることを可能にする。参照フィーチャ２５または２５’の高さが測定可能であることに関して、各ターゲット領域はまた、無修正部分（つまり高さが変わっていない部分）を含むことができる。各ターゲット領域内での参照フィーチャ２５または２５’の測定は、基板の高さプロファイルのマップを形成するのに使用することができる（例えば、全ての参照フィーチャが実質的に同じ高さを有する場合）。
【００４１】
[0046]  本発明の一実施形態では、多数のレベリングポイント２００ａ〜ｃが基板Ｗ上で間隔を離した位置にて提供される。図５では、３つのレベリングポイント２００ａ〜ｃが提供されている。一実施形態では３点以上提供することができる。レベリングポイント２００ａ〜ｃは、例えば、基板Ｗの未使用スペースを利用するために、（図５に示したように）複数のターゲット領域Ｃの外側に提供される。レベリングポイント２００ａ〜ｃは、例えば基板Ｗの周辺近くに提供される。レベリングポイント２００ａ〜ｃは、基板の無修正部分を含むことができる。あるいは、レベリングポイント２００ａ〜ｃは、前述した参照フィーチャを含むことができ、したがって例えばエッチングされた表面することができる。
【００４２】
[0047]  本発明の一実施形態では、レベリングポイント２００ａ〜ｃの高さが、測定されて、基板Ｗの全体の傾斜を決定するのに用いられる。例えば、レベリングポイント２００ａ〜ｃは、Ｘ軸およびＹ軸の面に関して基板の傾斜および／または基板Ｗの高さを決定するために用いることができる。したがって、基板Ｗの高さマップを形成する場合、「全体的」高さおよび傾斜情報を、任意に各ターゲット領域Ｃ内の参照フィーチャ２５または２５’の測定と組み合わすことができる。
【００４３】
[0048]  前述の説明において、基板の無修正部分への言及は、凹部または隆起部が形成されていない基板領域を指すことを意図している。例えば、エッチングが用いられた場合、無修正部分はエッチングされていない基板部分である。用語「無修正部分」(unmodified portion)は、基板部分が何らのリソグラフィも受けていないことを意味するものではない。
【００４４】
[0049]  本明細書では、ＩＣ製造でのリソグラフィ装置の使用に対して特に言及しているかもしれないが、本明細書で説明したリソグラフィ装置は、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用のガイダンスおよびディテクションパターン、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッド等の製造など、他の応用例をも有することができる。そのような代替の応用例の文脈においては、本明細書で用語「ウェーハ」または「ダイ」の使用はいずれもより一般的な「基板」または「ターゲット領域」とそれぞれ同義と見なされることを、当業者は理解するであろう。ここで触れる基板は、露光前または露光後に、例えばトラック（一般的に基板にレジスト層を与え、露光したレジストを現像するツール）、あるいはメトロロジツールまたはインスペクションツールにて処理することができる。適用可能である場合には、本発明の開示は、そのようなおよび他の基板プロセスツールに適用することができる。さらに、基板は１回以上、例えば多層ＩＣを生成するために処理することができ、したがって本明細書で使用される用語の基板は、マルチプロセス層を既に含む基板をも指す。
【００４５】
[0050]  本明細書で使用される用語「放射」および「ビーム」は、紫外（ＵＶ）放射（例えば、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、または１２６ｎｍの波長を有する）および極端紫外（ＥＵＶ）放射（例えば、５ｎｍ〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）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含むあらゆる種類の電磁放射を包含する。
【００４６】
[0051]  本明細書で使用される用語「パターニングデバイス」は、基板のターゲット領域にパターンを生成するためにビームにその断面内にてパターンを与えるのに用いることができる任意のデバイスを指すものと広く解釈されるべきである。ビームに与えられたパターンが基板ターゲット領域内の所望のパターンに正確に一致しないことがあることに留意されたい。一般にビームに与えられたパターンは集積回路などのターゲット領域内に生成されるデバイス中の特定の機能層に一致することになる。
【００４７】
[0052]  パターニングデバイスは、透過型あるいは反射型とすることができる。パターニングデバイスの例には、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パネルを含む。マスクはリソグラフィにおいて周知であり、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)位相シフトなどの種類のマスクならびに様々な種類のハイブリッドマスクを含む。プログラマブルミラーアレイの例は、それぞれが入射してくる放射ビームを別の方向に反射するように個別に傾斜可能である小さなミラーのマトリックス配列を使用し、このようにして反射されたビームがパターニングされる。
【００４８】
[0053]  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に維持されるか否かなどの他の条件により決まる方法でパターニングデバイスを保持する。サポート構造は、機械的クランプ、真空式クランプ技法、または、例えば真空条件下での静電気クランプなど他のクランプ技法を用いることができる。サポート構造はフレームまたはテーブルとすることができ、それらは、例えば必要に応じて固定式あるいは可動式にでき、また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の位置なるようにすることができる。本明細書で用語「レチクル」または「マスク」を用いる場合はどれも、より一般的な用語「パターニングデバイス」と同義と見なすことができる。
【００４９】
[0054]  本明細書で使用される用語「投影システム」は、屈折式光学システム、反射式光学システム、および反射屈折式光学システムを含み、例えば使用される露光放射に適した、または液浸液を使用するのか、真空を使用するのかなど他の要因に適した、様々な種類の投影システムも包含するものと広く解釈されるべきである。本明細書で、用語「投影レンズ」を用いる場合はどれも、より一般的な用語「投影システム」と同義と見なされてよい。
【００５０】
[0055]  照明システムはまた、放射ビームを誘導し、整形し、または制御するための屈折式、反射式、および反射屈折式光コンポーネントを含む様々な種類の光コンポーネントを含み、またこのような光コンポーネントは以下に集合的にまたは単数で「レンズ」と呼ぶことができる。
【００５１】
[0056]  リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）、またはそれより多い基板テーブル（および／または２つ以上のサポート構造）を有するタイプとすることができる。このような「マルチステージ」マシンでは、追加のテーブル（および／またはサポート構造）を並行して使用することができ、または、予備的なステップを１つまたは複数のテーブル（および／またはサポート構造）で実行する一方で、１つまたは複数の他のテーブル（および／またはサポート構造）を露光に使用することができる。
【００５２】
[0057]  リソグラフィ装置はまた、投影システムの最終エレメントと基板との間の空間を満たすために、相対的に高い屈折率を有する液体、例えば水に基板が浸されるタイプのものとすることができる。液浸液は、リソグラフィ装置内の他の空間、例えばマスクと投影システムの最初エレメントとの間に与えることもできる。液浸技術は、投影システムの開口数を増加させるために当技術分野では周知である。
【００５３】
[0058]  本発明の特定の実施形態を前述してきたが、説明されたものとは別の方法で本発明を実施可能であることは理解されよう。前述の説明は本発明を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】[0009]本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置の図である。
【図２】[0010]（Ａ）−（Ｄ）はフィーチャが異なる高さにて表面上に堆積された基板の例を示す概略図である。
【図３】[0011]フローチャートの形で本発明の一実施形態によるリソグラフィ方法を示す図である。
【図４】[0012]（ａ）−（ｅ）は基板表面の測定を示す概略図である。
【図５】[0013]本発明の一実施形態で使用する基板の図である。
【図１】
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【図３】
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【図２】
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【図４】
2008091903.tif 000006
【図５】
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【外国語明細書】
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