(57)【要約】      （修正有）【課題】フォーカス位置を正確に把握できるフォーカステスト法を提供する。【解決手段】放射ビームを用いて第１の投影を行って、第１基準マークを基板上に投影して、第１基準マーク像１２を生成する工程と、放射ビームを用いて第２の投影を行って、第１サンプルマークを前記基板上に投影して、第１サンプルマーク像Ｉ３を生成する工程とを備え、前記第１基準マーク像Ｉ２と前記第１サンプルマーク像Ｉ３とが少なくとも部分的に重なり合い、前記第２の投影が、前記第１の投影に比べて比較的フォーカス感度がある。【選択図】図４ｂ
2008112991.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射ビームを用いて第１の投影を行って、第１基準マークを基板上に投影して、第１基準マーク像を生成する工程と、
放射ビームを用いて第２の投影を行って、第１サンプルマークを前記基板上に投影して、第１サンプルマーク像を生成する工程と、
を備え、
前記第１基準マーク像と前記第１サンプルマーク像とが少なくとも部分的に重なり合い、前記第２の投影は前記第１の投影に比べて比較的フォーカス感度がある、フォーカステスト方法。
【請求項２】
前記第１基準マークおよび前記第１サンプルマークが、パターニングデバイスによって提供される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の投影において第２基準マークを投影して、第２基準マーク像を生成する工程をさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第２基準マーク像と、前記第１基準マークと前記第１サンプルマークとの結合像との間の距離を判断する工程をさらに備える、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記距離は、アライメントセンサまたは走査電子顕微鏡を用いて判断される、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記判断された距離に基づいて、前記第１の投影および前記第２の投影で用いた投影システムの焦点に対する基板のデフォーカスを判断する工程をさらに備える、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記第２の投影において第２サンプルマークを投影して、第２サンプルマーク像を生成する工程をさらに備え、当該第２サンプルマーク像は、前記第２基準マーク像と少なくとも部分的に重なり合い、前記第１サンプルマーク像および前記第２サンプルマーク像は、前記第１基準マーク像および前記第２基準マーク像の両側に位置付けられる、請求項３に記載の方法。
【請求項８】
前記第１基準マークと前記第１サンプルマークはそれぞれ、第１方向に延びる第１ラインと、第２方向に延びる第２ラインとを備えるとともに、前記第１サンプルマークの結像された前記第１ラインが、前記第１基準マークの結像された前記第１ラインと少なくとも部分的に重なり合うように、かつ前記第１サンプルマークの結像された前記第２ラインが、前記第１基準マークの結像された前記第２ラインと少なくとも部分的に重なり合うように、前記第２の投影を行う工程をさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記第１方向は前記第２の方向にほぼ垂直である、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の投影において第２基準マークを投影して、第２基準マーク像を生成する工程であって、前記第２基準マークと第２サンプルマークはそれぞれ、第１方向に延びる第１ラインと、第２方向に延びる第２ラインとを備える、工程と、
前記第２サンプルマークの結像された前記第１ラインが、前記第２基準マークの結像された前記第１ラインと少なくとも部分的に重なり合うように、かつ前記第２サンプルマークの結像された前記第２ラインが、前記第２基準マークの結像された前記第２ラインと少なくとも部分的に重なり合うように、前記第２の投影において前記第２サンプルマークを投影して、第２サンプルマーク像を生成する工程と、
をさらに備え、
前記第１サンプルマーク像および前記第２サンプルマーク像は、前記第１基準マーク像および前記第２基準マーク像の両側に位置付けられる、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記第２の投影が、前記第１の投影に比べて比較的フォーカス感度があり得るように、前記第１基準マークが、前記第１サンプルマークのパターンに比べて大きいパターンを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１基準マークのパターンが、前記第１サンプルマークのパターンの約１５倍大きい、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第２の投影で用いた放射ビームの露光ドーズよりも低い露光ドーズを有する放射ビームで、前記第１の投影が行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１基準マークおよび前記第１サンプルマーク像を可視とするように、露光後処理を行う工程をさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
放射ビームを用いて第１の投影を行って、第１基準マークを基板上に投影して、第１基準マーク像を生成する工程と、放射ビームを用いて第２の投影を行って、第１サンプルマークを前記基板上に投影して、第１サンプルマーク像を生成する工程とを含む、デフォーカスを判断する工程であって、
前記第１基準マーク像と前記第１サンプルマーク像は少なくとも部分的に重なり合い、前記第１基準マークと前記第１サンプルマークはそれぞれ、第１方向に延びる第１ラインと、第２方向に延びる第２ラインとを備え、前記第２の投影は、前記第１の投影に比べて比較的フォーカス感度があるとともに、前記第１サンプルマークの結像された前記第１ラインが、前記第１基準マークの結像された前記第１ラインと少なくとも部分的に重なり合うように、かつ前記第１サンプルマークの結像された前記第２ラインが、前記第１基準マークの結像された前記第２ラインと少なくとも部分的に重なり合うように、前記第２の投影が行われる工程と、
前記判断されたデフォーカスに基づいて、基板の相対位置を調整する工程と、
前記基板上にパターン付き放射ビームを投影する工程と、
を備える、デバイス製造方法。
【請求項１６】
リソグラフィ装置であって、
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、
前記放射ビームの断面にパターンをつけ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成されたサポートと、
基板を保持するように構成された基板テーブルと、
前記基板のターゲット部分に前記パターン付き放射ビームを投影するように構成された投影システムと、 
リソグラフィ装置によるフォーカステスト方法を実施するコンピュータアレンジメントと、
を備え、
前記方法は、
放射ビームを用いて第１の投影を行って、第１基準マークを基板上に投影して、第１基準マーク像を生成する工程と、
放射ビームを用いて第２の投影を行って、第１サンプルマークを前記基板上に投影して、第１サンプルマーク像を生成する工程と、
を備え、
前記第１基準マーク像と前記第１サンプルマーク像とが少なくとも部分的に重なり合い、前記第２の投影は、前記第１の投影に比べて比較的フォーカス感度がある、リソグラフィ装置。
【請求項１７】
前記コンピュータアレンジメントは、算術演算を実行するように構成されたプロセッサと、メモリとを備え、前記プロセッサは、前記方法を実行するために前記メモリに記憶されたプログラミングコードを読み出して実行するように構成されている、請求項１６に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１８】
コンピュータプログラムを備えるデータキャリアであって、当該コンピュータプログラムは、プロセッサがフォーカステスト方法を実行できるようにする命令およびデータを含み、
前記方法は、
放射ビームを用いて第１の投影を行って、第１基準マークを基板上に投影して、第１基準マーク像を生成する工程と、
放射ビームを用いて第２の投影を行って、第１サンプルマークを前記基板上に投影して、第１サンプルマーク像を生成する工程と、
を備え、
前記第１基準マーク像と前記第１サンプルマーク像とが少なくとも部分的に重なり合い、前記第２の投影は、前記第１の投影に比べて比較的フォーカス感度がある、データキャリア。
【請求項１９】
前記方法が、前記第１の投影において第２基準マークを投影して、第２基準マーク像を生成する工程をさらに備える、請求項１８に記載のデータキャリア。
【請求項２０】
前記方法が、前記第２の投影において第２サンプルマークを投影して、第２サンプルマーク像を生成する工程をさらに備え、当該第２サンプルマーク像は、前記第２基準マーク像と少なくとも部分的に重なり合い、前記第１サンプルマーク像および前記第２サンプルマーク像は、前記第１基準マーク像および前記第２基準マーク像の両側に位置付けられる、請求項１８に記載のデータキャリア。
【請求項２１】
前記第１基準マークと前記第１サンプルマークはそれぞれ、第１方向に延びる第１ラインと、第２方向に延びる第２ラインとを備え、前記方法は、前記第１サンプルマークの結像された前記第１ラインが、前記第１基準マークの結像された前記第１ラインと少なくとも部分的に重なり合うように、かつ前記第１サンプルマークの結像された前記第２ラインが、前記第１基準マークの結像された前記第２ラインと少なくとも部分的に重なり合うように、前記第２の投影を行う工程をさらに備える、請求項１８に記載のデータキャリア。
【請求項２２】
前記方法が、
前記第１の投影において第２基準マークを投影して、第２基準マーク像を生成する工程であって、前記第２基準マークと第２サンプルマークはそれぞれ、第１方向に延びる第１ラインと、第２方向に延びる第２ラインとを備える、工程と、
前記第２サンプルマークの結像された前記第１ラインが、前記第２基準マークの結像された前記第１ラインと少なくとも部分的に重なり合うように、かつ前記第２サンプルマークの結像された前記第２ラインが、前記第２基準マークの結像された前記第２ラインと少なくとも部分的に重なり合うように、前記第２の投影において前記第２サンプルマークを投影して、第２サンプルマーク像を生成する工程と、
をさらに備え、
前記第１サンプルマーク像および前記第２サンプルマーク像は、前記第１基準マーク像および前記第２基準マーク像の両側に位置付けられる、請求項２１に記載のデータキャリア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]  本発明はフォーカステストの実施方法に関する。さらに本発明は、デバイス製造方法と、リソグラフィ装置と、コンピュータプログラム製品と、当該コンピュータプログラム製品を備えるデータキャリアとに関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]  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）の製造に用いることができる。この場合、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（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、または１つ以上のダイを含む）に転写することができる。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）層上への結像によって行われる。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いわゆるステッパ、およびある特定の方向（「スキャン」方向）の放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、いわゆ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】
【０００３】
[0003]  投影システムを介して基板にパターンを結像するためには、基板上に設けられたレジスト層が、投影システムの焦点面上になければならない。基板が焦点面に対して正しく位置付けられているかを検査するために、フォーカステストが開発されており、この焦点面上において、テストパターニングデバイスによって提供されたテストパターンがレジスト層上に結像される。次に、露光後処理（例えば、ポストベーク）を行うことによって、このテストパターンの潜像を可視とする。この後、例えば創出されたパターンのラインの幅は、例えば走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて測定することができる。この幅と、事前に得られたキャリブレーショングラフ（Bossung曲線（Bossung curve））とを比較することによって、デフォーカスを判断することができる。最良の焦点位置におけるラインの幅は最小であり、デフォーカスが大きくなるにつれて、ラインの幅は大きくなるということが理解されるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
[0004]  一態様によれば、放射ビームを用いて第１の投影を行って、第１基準マークを基板上に投影して、第１基準マーク像を生成する工程と、放射ビームを用いて第２の投影を行って、第１サンプルマークを前記基板上に投影して、第１サンプルマーク像を生成する工程とを備え、前記第１基準マーク像と前記第１サンプルマーク像とが少なくとも部分的に重なり合い、前記第２投影は前記第１の投影に比べて比較的フォーカス感度がある、フォーカステスト方法が提供される。
【０００５】
[0005]  一態様によれば、本明細書記載の方法のいずれかに従ってデフォーカスを判断する工程と、判断されたデフォーカスに基づき基板の相対位置を調整する工程と、基板上にパターン付き放射ビームを投影する工程とを備えた、デバイス製造方法が提供される。
【０００６】
[0006]  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、前記放射ビームの断面にパターンをつけ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成されたサポートと、基板を保持するように構成された基板テーブルと、前記基板のターゲット部分に前記パターン付き放射ビームを投影するように構成された投影システムと、本明細書記載の方法のいずれかを実施するコンピュータアレンジメントとを備えるリソグラフィ装置が提供される。
【０００７】
[0007]  一態様によれば、プロセッサが本明細書に記載の方法のいずれかに従ってプログラムを実行できるようにする命令およびデータを含むコンピュータプログラム製品が提供される。
【０００８】
[0008]  一態様によれば、上記コンピュータプログラム製品を備えるデータキャリアが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
[0009]  本発明のいくつかの実施形態を、単なる例として、添付の概略図を参照して以下に説明する。これらの図面において、同じ参照符号は、対応する部分を示す。
【００１０】
[0018]  図１は、本発明の一実施形態にかかるリソグラフィ装置を概略的に示す。このリソグラフィ装置は、放射ビームＢ（例えば、紫外線（ＵＶ）または極端紫外線（ＥＵＶ））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を支持するように構成され、かつ特定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付けるように構成された第１ポジショナＰＭに連結されている、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成され、かつ特定のパラメータに従って基板を正確に位置付けるように構成された第２ポジショナＰＷに連結されている、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によって放射ビームＢに付けられたパターンを基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば、１つ以上のダイを含む）上に投影するように構成されている、投影システム（例えば、屈折投影レンズシステム）ＰＳとを備える。
【００１１】
[0019]  照明システムとしては、放射を誘導し、整形し、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合せなどの様々な型の光コンポーネントを含むことができる。
【００１２】
[0020]  サポート構造は、パターニングデバイスの配向、リソグラフィ装置の設計、および、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の他の条件に応じた態様で、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、例えば、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、例えば、投影システムに対して所望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「レチクル」または「マスク」という用語はすべて、より一般的な「パターニングデバイス」という用語と同義であると考えてよい。 
【００１３】
[0021]  本明細書において使われる「パターニングデバイス」という用語は、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、留意すべき点として、放射ビームに付与されたパターンは、例えば、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所望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。
【００１４】
[0022]  パターニングデバイスは、透過型であっても、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が様々な方向に反射するように、個別に傾斜させることができる。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る放射ビームにパターンを付ける。
【００１５】
[0023]  本明細書において使われる「投影システム」という用語は、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合せを含むあらゆる型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「投影レンズ」という用語はすべて、より一般的な「投影システム」という用語と同義であると考えてよい。
【００１６】
[0024]  本明細書に示されているとおり、リソグラフィ装置は、反射型のもの（例えば、反射型マスクを採用しているもの）である。あるいは、リソグラフィ装置は、透過型のもの（例えば、透過型マスクを採用しているもの）であってもよい。
【００１７】
[0025]  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つ以上のサポート構造）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」マシンにおいては、追加のテーブルは並行して使うことができ、または予備工程を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。 
【００１８】
[0026]  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な比較的高い屈折率を有する液体、例えば水、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、例えば、マスクと投影システムとの間の別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技術においてよく知られている。本明細書において使われている「液浸」という用語は、基板のような構造物を液体内に沈めなければならないという意味ではなく、どちらかといえば、露光中、投影システムと基板との間に液体があるという意味でしかない。
【００１９】
[0027]  図１を参照すると、イルミネータＩＬは、放射源ＳＯから放射ビームを受ける。例えば、放射源がエキシマレーザである場合、放射源とリソグラフィ装置は、別個の構成要素であってもよい。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みなされず、また、放射ビームは、放射源ＳＯからイルミネータＩＬへ、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を使って送られる。その他の場合においては、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型部品とすることもできる。放射源ＳＯおよびイルミネータＩＬは、必要ならばビームデリバリシステムとともに、放射システムと呼んでもよい。
【００２０】
[0028]  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、インテグレータおよびコンデンサといった様々な他のコンポーネントを含むことができる。イルミネータを使って放射ビームを調節すれば、放射ビームの断面に所望の均一性および強度分布をもたせることができる。
【００２１】
[0029]  放射ビームＢは、サポート構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴ上に保持されているパターニングデバイス（例えば、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。パターニングデバイス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上にビームの焦点をあわせる。第２ポジショナＰＷおよび位置センサＩＦ２（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）を使って、例えば、様々なターゲット部分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ＩＦ１を使い、例えば、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、パターニングデバイスＭＡを放射ビームＢの経路に対して正確に位置付けることもできる。通常、サポート構造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）、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連結されてもよく、または固定されてもよい。パターニングデバイスＭＡおよび基板Ｗは、パターニングデバイスアライメントマークＭ１およびＭ２と、基板アライメントマークＰ１およびＰ２とを使って、位置合わせされてもよい。例示では基板アライメントマークが専用ターゲット部分を占めているが、基板アライメントマークをターゲット部分とターゲット部分との間の空間内に置くこともできる（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）。同様に、複数のダイがパターニングデバイスＭＡ上に設けられている場合、パターニングデバイスアライメントマークは、ダイとダイの間に置かれてもよい。
【００２２】
[0030]  例示の装置は、以下に説明するモードのうち少なくとも１つのモードで使用できる。 
【００２３】
[0031]  １．  ステップモードにおいては、サポート構造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、放射ビームに付けら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、次に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、露光領域の最大サイズによって、単一静止露光時に結像されるターゲット部分Ｃのサイズが限定される。
【００２４】
[0032]  ２．  スキャンモードにおいては、サポート構造ＭＴおよび基板テーブルＷＴを同期的にスキャンする一方で、放射ビームに付けら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）。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ＰＳの（縮小）拡大率および画像反転特性によって決めるとよい。スキャンモードにおいては、露光領域の最大サイズよって、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。
【００２５】
[0033]  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、サポート構造ＭＴを基本的に静止状態に保ち、また基板テーブルＷＴを動かし、またはスキャンする一方で、放射ビームに付けられているパターンをターゲット部分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と放射パルスとの間に、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。
【００２６】
[0034]  上述の使用モードの組合せおよび／またはバリエーション、あるいは完全に異なる使用モードもまた採用可能である。
【００２７】
[0035]  上述のフォーカステストに用いられるツールは、Bossung曲線である。Bossung曲線は、デフォーカスＤとクリティカルディメンジョンＣＤとの間の関係を示している。関連分野において「クリティカルディメンジョン」という用語は公知であり、基板の上方の特定の高さで測定される、レジスト中にプリントされたフィーチャのサイズまたは幅に相当する。これはまた、「ライン幅」または「フィーチャ幅」とも呼ばれ得る。
【００２８】
[0036]  図３は、２つの異なるBossung曲線を含むグラフを概略的に示している。横軸は「デフォーカスＤ」を表し、ここで「０」は基板Ｗが焦点に位置している状況を表している。縦軸は「クリティカルディメンジョンＣＤ」を表す。両曲線は、基板Ｗが焦点にある時（デフォーカスＤ＝０）、クリティカルディメンジョンＣＤが最適（最小）であることを示している。Bossung曲線は、デフォーカスＤの関数としての二次挙動を示している。
【００２９】
[0037]  Bossung曲線の形状は、様々な状況に応じて異なり、例えば、結像されるラインの幅や、使用される露光ドーズに応じて変動する。図３は、焦点面に対する基板Ｗの相対位置の変動に比較的敏感である第１のBossung曲線Ｉを示している。これは例えば、比較的疎であるラインの露光および／または比較的多い露光ドーズを用いた露光についてのBossung曲線Ｉであり得る。さらに図３は、焦点面に対する基板Ｗの相対位置の変動に比較的敏感である第２のBossung曲線ＩＩも示している。これは例えば、比較的密であるラインの露光および／または比較的少ない露光ドーズを用いた露光についてのBossung曲線ＩＩであり得る。
【００３０】
[0038]  上記に基づき、結像されたラインのライン幅は、焦点外で結像された場合に大きくなるということが理解されるであろう。特にライン幅の増加は、露光されたラインの幅と、使用された露光ドーズに左右される。
【００３１】
[0039]  異なるBossung曲線の間のこれらの変動が、フォーカステストを発展させるための以下の１つ以上の実施形態で使用される。
【００３２】
[0040]  図２ａおよび図２ｂは、単純でわかりやすい従来技術のフォーカステストを概略的に示している。図２ａは、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とを含むテレセントリック投影システムＰＬを示す。第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の間には瞳面ＰＰがある。図２では、簡単にするために２枚のレンズだけが示されているが、投影システムＰＳは一般には任意の枚数のレンズを備えることができるということが理解されるであろう。例えば、テストデバイスＰによって提供されるテストパターンが、投影システムＰＬを介して基板Ｗの表面上に結像される。テストデバイスＰは、パターニングデバイスＭＡ上に設けてもよい。例えば検査目的でパターニングデバイスＭＡに特別に追加されたテストデバイスＰであってもよいが、例えばＩＣを製造するためにパターニングデバイスＭＡによって提供されたパターンの一部として形成されてもよい。パターニングデバイスＭＡは、例えば、フォーカステストを実施するために特別に使用されるパターニングデバイスＭＡであってもよい。
【００３３】
[0041]  図２aで示される状況では、基板Ｗは実質的に投影システムＰＬの焦点面上にあり、テストデバイスＰは鮮明なテスト構造体Ｐ’として結像される。図２ｂは同じ構成要素を示しているが、ここでは、基板Ｗは、投影システムＰＬの焦点面の上方に位置している。ここではテスト構造体Ｐは、不鮮明なテスト構造体Ｐ”として投影される。ぼやけの量は、デフォーカス量に左右される。しかし、ぼやけの量は、デフォーカスの方向には左右されない。基板Ｗが投影システムＰＬの焦点面から同様の距離だけ下方に位置していたとしたら、同じ量のぼやけが発生したであろう。テスト構造体Ｐ”に基づいて、基板Ｗが投影システムＰＬの焦点面の上方にあるか下方にあるかを判断することは不可能である。
【００３４】
[0042]  例えば走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて、例えば、創出された現像後のパターンのラインの幅を測定することによって、ぼやけの量を測定してもよい。デフォーカスに応じて変動する幅の挙動は、事前に得られたBossung曲線からわかるため、デフォーカスＤの量は、測定された幅に基づいて判断することができる。
【００３５】
[0043]  本発明の一実施形態に従い、図４ａおよび図４ｂに概略が示されているように、フォーカステストが提供される。本実施形態によると、３つのマークＭ１、Ｍ２、Ｍ３が投影システムＰＳによって基板Ｗ上に投影される。図４ｂは、３つのマークＭ１、Ｍ２、Ｍ３の投影された像Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３を概略的に示している。
【００３６】
[0044]  マークＭ１、Ｍ２、Ｍ３は、パターニングデバイスＭＡによって提供することができる。マークＭ１、Ｍ２、Ｍ３は、単純に、所定幅を有するラインであってよい。図４ａは、これらの線の断面図であり、その幅を示している。これらのラインが図面表面に垂直な方向に延びていることが理解されるであろう。
【００３７】
[0045]  第２基準マークＭ１および第１基準マークＭ２は、比較的フォーカス非感度であるように、すなわち、対応する結像された基準マークＩ１、Ｉ２のライン幅がデフォーカスの関数としてはあまり変化しないように選択される。第２基準マークＭ１および第１基準マークＭ２の投影のBossung曲線は、例えば、図３で示される第２のBossung曲線ＩＩに類似し得る。
【００３８】
[0046]  第１サンプルマークＭ３は、比較的フォーカス感度であるように、すなわち、対応する結像された第１サンプルマークＩ３のライン幅がデフォーカスＤの関数として比較的変化するように選択してもよい。第１サンプルマークＭ３の投影のBossung曲線は、例えば、図３で示される第１のBossung曲線Ｉに類似し得る。
【００３９】
[0047]  第１および第２基準マークＭ１、Ｍ２と第１サンプルマークＭ３との間のこのフォーカス感度差を得るために、第１および第２基準マークＭ１、Ｍ２は、第１サンプルマークＭ３よりも約１５倍大きいように選択することができる。投影された第１および第２基準マーク像Ｉ１、Ｉ２は、例えば、７７００ｎｍの幅のバーとすることができ、一方、投影された第１サンプルマーク像Ｉ３は、５００ｎｍの幅のバーとすることができる。
【００４０】
[0048]  マークＭ１、Ｍ２、Ｍ３の投影のフォーカス感度は、マークの幅を変更することによる影響を受けるだけではなく、マークを投影するために使用される露光ドーズを変更することによって調整できるものであることが、理解されるであろう。第１および第２基準マークＭ１、Ｍ２は、例えば、最大のＣＤフォーカス非感度を提供するドーズレベル（いわゆるアイソフォーカル（isofocal）ドーズレベル）で露光することができるが、一方、第１サンプルマークＭ３は、比較的多い露光ドーズ、例えば、第１および第２基準マークＭ１、Ｍ２を投影するために使用される露光ドーズの３.５倍で露光することができる。
【００４１】
[0049]  第１の投影処置では、第１および第２基準マークＭ１、Ｍ２が投影される。投影された基準マーク像Ｉ１、Ｉ２の中間点の間の距離は知られている。なぜならば、これは、パターニングデバイスＭＡ上の第１および第２基準マークＭ１、Ｍ２の既知の距離と、使用される投影システムＰＳの拡大係数（magnification factor）とに基づいて判断できるからである。
【００４２】
[0050]  第２の投影処置では、第１サンプルマーク像Ｉ３が部分的に第１基準マーク像Ｉ２と重なり合うように、第１サンプルマークＭ３は投影される。第１サンプルマークＭ３は、例えば、第１サンプルマーク像Ｉ３の５０％が第１基準マーク像Ｉ２（焦点が合っている）と重なり合うように、投影することができる。当然のことながら、異なる重なり合いパーセンテージを用いてもよい。
【００４３】
[0051]  第１および第２基準マークＭ１、Ｍ２と第１サンプルマークＭ３は、１つの同じパターニングデバイスＭＡによって提供することができる。あるいは、第１および第２基準マークＭ１、Ｍ２は第１パターニングデバイスＭＡによって提供することができ、第１サンプルマークＭ３は第２パターニングデバイスＭＡによって提供することができる。この代替案では、第１の投影と第２の投影との間に、第１パターニングデバイスＭＡを第２パターニングデバイスＭＡと取り替える。また、第１および第２基準マークＭ１、Ｍ２と第１サンプルマークＭ３は、それぞれ異なるパターニングデバイスによって提供することもできる。
【００４４】
[0052]  一実施形態によると、第２基準マークＭ１を省略してもよく、第２基準マーク像Ｉ１の代わりに、基板Ｗ上にすでに存在していたマーク、例えば、前回の結像および現像サイクルで提供されたマーク、または基板Ｗの製造中に基板Ｗ上に提供されたマークを使用してもよい。
【００４５】
[0053]  次の処置では、例えばポストベークなどの露光後処理を行うことによって、静止潜像（still latent images）を可視にする。この後で、第２基準マーク像Ｉ１と、第１基準マーク像Ｉ２と第１サンプルマーク像Ｉ３の組み合わせとの間の距離Ｓが判断される。実際、距離Ｓは、第２基準マーク像Ｉ１の中間点と、第１基準マーク像Ｉ２と第１サンプルマーク像Ｉ３の結合像の中間点との間で判断される。
【００４６】
[0054]  距離ＳはＳＥＭを使用して判断することができるが、第２基準マーク像Ｉ１と、第１基準マークと第１サンプルマークＩ２、Ｉ３の結合像の両方が比較的大きいので（上記の例では約７７００〜８０００ｎｍ）、距離Ｓは、リソグラフィ投影装置で一般的に使用されるアライメントセンサを使用して判断することもできる。例えば、このようなアライメントセンサは、アライメントマークの位置を測定することができる。アライメントの間に、アライメントマークは、アライメント放射ビームで照射される。アライメント放射ビームは、アライメントマークによって、いくつかの回折次数（＋１、-１、＋２、-２など）に回折される。１つ以上の光エレメントを使用して、対応する回折次数の各セット（例えば＋１と−１）が、基準プレート上にアライメントマークの像を形成するために使用される。基準プレートは、測定される対応する回折次数の各セット用の基準回折格子を備える。各基準回折格子の後方には、基準回折格子を通過する像の放射強度を測定するように、個別のディテクタ（検出器）が配置される。アライメントマークを基準プレートに対して移動することによって、１つ以上の像の強度が最も高い場所を見つけ、これにより、位置合わせされた位置が決まる。性能を上げるために、いくつかの像の強度を測定することができ、アライメント放射ビームは多色を含んでもよい。よって、アライメントセンサを使用して、投影されたマーク（の一部）の位置と相対位置を判断してもよい。
【００４７】
[0055]  第１サンプルマーク像Ｉ３の幅はフォーカス感度があるので、第１基準マーク像Ｉ２と第１サンプルマーク像Ｉ３との結合像の全体サイズは、デフォーカスＤの正確な量に左右される。例えば、図４ｂを見ると、基板Ｗをより焦点から外れた位置に移動する（デフォーカスＤの値がより高い位置）、第１サンプルマーク像Ｉ３のライン幅が大きくなり、結合像Ｉ２、Ｉ３の中間点を右に移動させる。よって、結合像Ｉ２、Ｉ３の中間点の位置は、デフォーカスＤの関数として変動する。また、第２基準マーク像Ｉ１と結合像Ｉ２、Ｉ３との間の距離は、デフォーカスＤの関数として変動することになり、従って、デフォーカスＤの指標として使用することができる。
【００４８】
[0056]  距離ＳからデフォーカスＤを導き出すことを可能にするために、距離ＳとデフォーカスＤとの間のキャリブレーション関係を判断することができる。このキャリブレーション関係は、キャリブレーションの実験に基づいた計算に基づいて判断することができる。図５は、キャリブレーショングラフを概略的に示しており、距離ＳとデフォーカスＤとの関係を示している。
【００４９】
[0057]  このようなキャリブレーション関係は、基板Ｗ上にマークＭ１、Ｍ２、Ｍ３を何回も結像することによって得られ、毎回、基板Ｗは焦点面に対して既知の位置にある。
【００５０】
[0058]  図５で示されるように、−から＋のデフォーカスＤにわたるキャリブレーショングラフは、前述のBossung曲線のようにＵ字形である。このような曲線は信号感度（sign-sensitive）ではないので、デフォーカスの範囲の一部だけ、例えば、図５で示される正方形で示される正のデフォーカスの範囲を使用することが望ましい。
【００５１】
[0059]  要するに、マークＭ１、Ｍ２、Ｍ３を結像することができる。第１および第２基準マークＭ１、Ｍ２の投影は、比較的平坦なBossung曲線（フォーカス非感度）によって特徴づけられ、第１サンプルマークＭ３の投影は、比較的急勾配のBossung曲線（フォーカス感度）によって特徴づけられる。投影の結果、像Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３が形成され、像Ｉ３は部分的に像Ｉ２と重なり合う。重なり合う量は、例えば、焦点が合っている時（in focus）の５０％でもよい。像Ｉ３（フォーカス感度）のライン幅は、デフォーカスＤの関数として変動する。この変動は、結合像Ｉ２、Ｉ３のライン幅に影響を与える。次に、像Ｉ１の中間点と、結合像Ｉ２、Ｉ３の中間点との間の距離が判断され、これはデフォーカスＤの測定である。キャリブレーション関係は、距離ＳからデフォーカスＤを導き出すために使用することができる。
【００５２】
[0060]  上記の実施形態では、第１および第２基準マークＭ１、Ｍ２と第１サンプルマークＭ３の投影の間に、オーバーレイエラーからの害を被り得る。オーバーレイエラーは、前回の露光に対する露光の横方向シフト（すなわち基板Ｗの面上）によって引き起こされる。
【００５３】
[0061]  生じ得るオーバーレイエラーが発生した結果、第１基準マークＭ２に対する投影された第１サンプルマークＭ３の位置は正確ではないかもしれない。例えば、第１サンプルマーク像Ｉ３は、第１基準マーク像Ｉ２と５０％重なり合うことが意図され得るが、４０％しか重なり合っていないかもしれない。この結果、第１基準マークと第１サンプルマークＩ２、Ｉ３の結合像の中間点が異なる位置となり、その結果、判断される距離Ｓがエラーになり、そして必然的に、判断されるデフォーカスＤがエラーになる。
【００５４】
[0062]  例えば、図６は第１の状況Ａを示しており（図６の上部）、ここでは像Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３が上述のように投影される。距離ＳＡは、第２基準マーク像Ｉ１の中間点と、第１基準マーク像と第１サンプルマーク像Ｉ２、Ｉ３の組み合わせの中間点との間で判断される。図６は第２の状況Ｂも示しており（図６の下部）、ここでは第１サンプルマーク像Ｉ３の位置は、オーバーレイエラーＯの結果、第１基準マーク像Ｉ２の右に移動されている。状況ＡとＢは両方とも類似の焦点（デフォーカス）位置にあるので、状況Ｂの第１サンプルマーク像Ｉ３の幅は、状況Ａに比べて変わっていない。その結果、結合像Ｉ２、Ｉ３の中間点の位置も右に移動され（オーバーレイエラーＯの距離の半分だけ）、その結果、距離ＳＢが距離ＳＡに比べてより大きい値になる。よって、距離ＳＡに関連するデフォーカス値ＤＡは、距離ＳＢに関連するデフォーカス値ＤＢとは異なる。この例に基づき、オーバーレイエラーＯが、判断されたデフォーカスＤのエラーになるかもしれないことが理解されるであろう。
【００５５】
[0063]  従って、オーバーレイエラーによる害を被ることがない実施形態が提案される。本実施形態によると、第２サンプルマークＭ４が投影される。この第２サンプルマークＭ４もフォーカス感度マークであり、これは第１サンプルマークＭ３に類似したものでよい。
【００５６】
[0064]  図７ａは、本実施形態にかかる第１および第２基準マークＭ１、Ｍ２と、第１および第２サンプルマークＭ３、Ｍ４を概略的に示している。第１および第２基準マークＭ１、Ｍ２と、第１および第２サンプルマークＭ３、Ｍ４は、パターニングデバイスＭＡによって提供されてもよい。マークＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４は、単純に、所定幅を有するラインであってよい。
【００５７】
[0065]  前述の実施形態と同様に、第１および第２基準マークＭ１、Ｍ２は、第１サンプルマークＭ３および第２サンプルマークＭ４よりも約１５倍大きい幅であるように選択することができる。第１および第２基準マークＭ１、Ｍ２に対応する投影された像Ｉ１、Ｉ２は、例えば、幅が７７００ｎｍのバーであり、一方、第１および第２サンプルマークＭ３、Ｍ４に対応する投影された像Ｉ３、Ｉ４は、幅５００ｎｍのバーであってよい。
【００５８】
[0066]  図７ａは、これらのラインの断面図であり、これらのラインの相対幅を示している。これらのラインが図面表面に垂直な方向に延びていることが理解されるであろう。
【００５９】
[0067]  第１および第２基準マークＭ１、Ｍ２と、第１および第２サンプルマークＭ３、Ｍ４は、上述のとおり基板Ｗに投影することができ、その結果、それぞれ第１および第２基準マーク像Ｉ１、Ｉ２と、第１および第２サンプルマーク像Ｉ３、Ｉ４になる。最初に、第１および第２基準マークＭ１、Ｍ２が投影される。次に、第１サンプルマーク像Ｉ３が少なくとも部分的に第１基準マーク像Ｉ２と重なり合い、そして第２サンプルマーク像Ｉ４が少なくとも部分的に第２基準マーク像Ｉ１と重なり合うように、第１および第２サンプルマークＭ３、Ｍ４は投影される。どちらの場合も、重なり合いは、例えば５０％とし得る。その結果の像が図７ｂに概略的に示されており、状況Ｃを示している。
【００６０】
[0068]  図７ｂは、第１および第２サンプルマーク像Ｉ３、Ｉ４が第１および第２基準マーク像Ｉ２、Ｉ１の両側に位置する、すなわち、第１サンプルマーク像Ｉ３が第１基準マーク像Ｉ２の右側に位置し、第２サンプルマーク像Ｉ４が第２基準マーク像Ｉ１の左側に位置することを示している。これは反対でもよく、すなわち、第１サンプルマーク像Ｉ３が第１基準マーク像Ｉ２の左側に位置し、第２サンプルマーク像Ｉ４が第２基準マーク像Ｉ１の右側に位置していてもよい。さらに、状況Ｃについて、図７ｂは、第２基準マーク像Ｉ１と第２サンプルマーク像Ｉ４の結合像の中間点と、第１基準マーク像Ｉ２と第１サンプルマーク像Ｉ３の結合像の中間点との間の距離ＳＣを示している。
【００６１】
[0069]  図７ｂはさらに状況Ｄを示しているが、状況Ｄは、第１および第２基準マークＭ１、Ｍ２と、第１および第２サンプルマークＭ３、Ｍ４の結像の間にオーバーレイエラーＯが生じたということ以外は、状況Ｃに類似している。第１および第２サンプルマーク像Ｉ３、Ｉ４が、状況Ｃで示された第１および第２サンプルマーク像Ｉ３、Ｉ４に対して左にシフトされていることがわかる。その結果、第２基準マーク像Ｉ１と第２サンプルマーク像Ｉ４の結合像の中間点と、第１基準マーク像Ｉ２と第１サンプルマーク像Ｉ３の結合像の中間点も左にシフトされる（オーバーレイエラーＯの半分だけ）。しかし、状況Ｄの結合像Ｉ１、Ｉ４の中間点と結合像Ｉ２、Ｉ３の中間点の距離ＳＤは、状況Ｃの距離ＳＣと等しい。従って、状況Ｃについて判断されたデフォーカス値ＤＣと、状況Ｄのデフォーカス値ＤＤは実質的に等しい。
【００６２】
[0070]  よって、本実施形態では、オーバーレイエラーによる害を被ることはない、すなわち、オーバーレイエラーは、結果として生じる距離Ｓに影響せず、よって、結果として判断されるデフォーカスＤにも影響しない。第２サンプルマークＭ４を追加することによって、第２サンプルマーク像Ｉ４が、第１基準マーク像Ｉ２に対する第１サンプルマーク像Ｉ３の位置と比べて、第２基準マーク像Ｉ１の反対側に位置することになり、生じ得るオーバーレイエラーによる害を被ることのないフォーカステストが提供される。
【００６３】
[0071]  上記の実施形態では、単一の配向、例えばＸ方向に延びるラインを有する複数のマークの焦点情報を提供するフォーカステストについて説明した。しかし、投影システムＰＳに対する基板Ｗの最適な焦点位置は、様々な配向を有するラインについて異なってもよい。例えば、第１方向（すなわちＸ方向）に延びるラインの最適な焦点位置Ｆｘは、第２方向（すなわち、第１方向にほぼ垂直な方向である、Ｙ方向）に延びるラインの最適な焦点位置Ｆｙとは異なってもよい。第１方向と第２方向の両方は、投影システムＰＳの光軸に対してほぼ垂直であってもよい。
【００６４】
[0072]  従って、本実施形態によると、第１方向と第２方向のラインを備えるマークが提供される。図８ａは、パターニングデバイスＭＡによって提供され得る第１および第２基準マークＭ１’、Ｍ２’と、第１および第２サンプルマークＭ３’、Ｍ４’を概略的に示している。これらのマークは、第１方向と第２方向のラインを備える。図８ａは、パターニングデバイスＭＡによって提供され得るマークを示している。
【００６５】
[0073]  図８ａは、第１および第２基準マークＭ１’、Ｍ２’と、第１および第２サンプルマークＭ３’、Ｍ４’を示しており、各マークは、第１方向、すなわちＸ方向に延びる何本かのラインと、第２方向、すなわちＹ方向に延びる何本のラインを備える。第２基準マークＭ１’および第１基準マークＭ２’のラインは比較的太いものでよく、フォーカス非感度投影（focus insensitive projection）を可能にする。この各ラインの幅は、例えば、約７７００ｎｍとし得る。第１サンプルマークＭ３’および第２サンプルマークＭ４’のラインは比較的細いものでよく、フォーカス感度投影（focus sensitive projection）を可能にする。この各ラインの幅は、例えば約５００ｎｍとし得る。
【００６６】
[0074]  第１の投影処置では、第１および第２基準マークＭ１’、Ｍ２’は、投影システムＰＳを用いて基板Ｗ上に投影され、第１および第２基準マーク像Ｉ１’、Ｉ２’を創出する。この投影は、上記の説明のとおり、比較的フォーカス非感度であるように行われる。
【００６７】
[0075]  次の投影の処置では、第１および第２サンプルマークＭ３’、Ｍ４’のそれぞれに対応するサンプルマーク像Ｉ３’、Ｉ４’が、第１および第２基準マーク像Ｉ１’、Ｉ２’の対応するラインと部分的に重なり合うように、第１および第２サンプルマークＭ３’、Ｍ４’は投影される。
【００６８】
[0076]  第１サンプルマーク像Ｉ３’のラインが、第１方向に延びる第１基準マーク像Ｉ２’のラインと少なくとも部分的に重なり合うように、第１方向に延びる第１サンプルマークＭ３’のラインは投影される。重なり合う領域は、第１基準マーク像Ｉ２’のラインの第１の側とし得る。
【００６９】
[0077]  第２サンプルマーク像Ｉ４’のラインが、第１方向に延びる第２基準マーク像Ｉ１’のラインと少なくとも部分的に重なり合うように、第１方向に延びる第２サンプルマークＭ４’のラインは投影される。重なり合う領域は、第２基準マーク像Ｉ１’のラインの第２の側とすることができ、この場合、第２の側は第１の側の反対側である。
【００７０】
[0078]  第１サンプルマーク像Ｉ３’のラインが、第２方向に延びる第１基準マーク像Ｉ２’のラインと少なくとも部分的に重なり合うように、第２方向に延びる第１サンプルマークＭ３’のラインは投影される。重なり合う領域は、第１基準マーク像Ｉ２’のラインの第１の側とし得る。
【００７１】
[0079]  第２サンプルマーク像Ｉ４’のラインが、第２方向に延びる第２基準マーク像Ｉ１’ と少なくとも部分的に重なり合うように、第２方向に延びる第２サンプルマークＭ４’のラインは投影される。重なり合う領域は、第２基準マーク像Ｉ１’のラインの第２の側とすることができ、この場合、第２の側は、第１基準マーク像Ｉ２’のラインの第１の側とは反対側である。
【００７２】
[0080]  この結果、図８ｂで示される結合像がもたらされ、この結合像は、第２基準マーク像Ｉ１’ と第２サンプルマーク像Ｉ４’との結合像（基準Ｉ１’＋Ｉ４’で示されている）と、第１基準マーク像Ｉ２’と第１サンプルマーク像Ｉ３’の結合像（基準Ｉ２’＋Ｉ３’で示されている）とを含む。
【００７３】
[0081]  次の処置では、例えばポストベークなどの露光後処理を行うことによって、静止潜像を可視にする。この後、結合像Ｉ２’＋Ｉ３’に対する結合像Ｉ１’＋Ｉ４’の距離ＳＸ、ＳＹが判断される。第１方向の距離ＳＸと、第２方向の距離ＳＹは、図８ｂに示されている。
【００７４】
[0082]  距離ＳＸ、ＳＹの判断は、最初に、結合像Ｉ２’＋Ｉ３’の第１方向におけるそれぞれの対応するラインに対する、結合像Ｉ１’＋Ｉ４’の第１方向における各イメージラインの間の距離を判断し、 平均距離ＳＸを計算することによって行うことができる。第二に、結合像Ｉ２’＋Ｉ３’の第２方向におけるそれぞれの対応するラインに対する、結合像Ｉ１’＋Ｉ４’の第２方向における各イメージラインの間の距離を判断し、 平均距離ＳＹを計算する。
【００７５】
[0083]  ＳＥＭを用いて距離を判断できるが、結合像が比較的大きい（上記の例によると、約７７００〜８０００ｎｍ）ため、リソグラフィ投影装置で通常使用されるアライメントセンサを用いて、距離を判断してもよい。このようなアライメントセンサの例は、上述のとおりである。
【００７６】
[0084]  判断された距離ＳＸ、ＳＹに基づいて、上述のとおり、所定のキャリブレーション関係を用いてデフォーカスＤＸおよびＤＹの対応する量を計算することができる。
【００７７】
[0085]  判断されデフォーカス値に基づいて、投影システムＰＳに対する基板Ｗの最適位置決めを判断することができる。これは、デフォーカス値ＤＸ、ＤＹの平均値を求めることによって行うことができる。また例えば、投影すべきパターンが、１つの方向に延びる複数のパターンラインを主に含む場合に、加重平均を計算することができる。例えば、投影すべきパターンが、第１方向では比較的微細なパターンと、第２方向では比較的粗いパターンのみとを含む場合、デフォーカス値ＤＸはデフォーカス値ＤＹよりも重く加重され得る。
【００７８】
[0086]  本実施形態ではオーバーレイエラーによる害を被ることがないことが理解されるであろう。なぜならば、第１および第２サンプルマーク像Ｉ３’、Ｉ４’ が、第１および第２基準マーク像Ｉ１’、Ｉ２’の両側に投影されるからである。当然のことながら、本明細書記載の本実施形態は、第２サンプルマークＭ４’を省略した、前述の第１の実施形態の変形として使用してもよい。
【００７９】
[0087]  上述の実施形態のうち１つ以上を、リソグラフィ投影装置において使用してもよい。上記のフォーカステストは、透過型リソグラフィ投影装置においてと同様に、反射型リソグラフィ装置において使用してもよい。
【００８０】
[0088]  上述の１つ以上の実施形態に従い、疎のフォーカス感度ライン（thin focus sensitive lines）の像が、比較的より密のフォーカス非感度ライン（relatively thicker focus insensitive lines）と部分的に重なり合うように、前記疎のフォーカス感度ラインが投影される。その結果、比較的密のフォーカス感度像が創出される。これによって、必ずしもＳＥＭを用いずに、上述のような最新式アライメントセンサを用いて、これらの像を測定することが可能になる。アライメントセンサを使用することによって、より高いスループットを得ることができる。なぜならば、ＳＥＭを用いた場合（例えば、１時間当たり９００個のマーク）よりも、アライメントセンサを用いた場合（例えば、１時間当たり１２,０００個のマーク）のほうが速くアライメント測定を行うことができるからである。
【００８１】
[0089]  上述の実施形態のうちの１つ以上が、マークに基づく解決策を提供しており、従って、実施するのが容易である。特別なハードウェアツールもデバイスも一切不要であり、使用するリソグラフィ装置にハードウェアの変更を加える必要も一切ない。
【００８２】
[0090]  上述のとおり、露光ドーズも、結果として生じる像に影響を与える（すなわち、Bossung曲線に影響する）。従って、放射ビームの変動は、上述のフォーカステストの結果に影響する。新たに開発されたＥＵＶ放射源は、望ましくないドーズの変動を被るかもしれない。しかしながら、このエラーの原因は補正することができる。放射源から出力されたドーズを単に測定することによって、ドーズ変動を判断して登録することができる。判断された変動と、結果として生じる像に対するドーズ変動の影響についての理論的または実験的知識とに基づいて、ドーズ変動によってもたらされたエラーを補正することができる。
【００８３】
[0091]  当然ながら、すべてのマークが同様の寸法を有し、ドーズのバリエーションのみを用いて、フォーカス感度およびフォーカス非感度の露光を生じさせる、１つ以上の実施形態が考えられる。
【００８４】
[0092]  算術演算を行うように構成されたプロセッサＰＲと、メモリＭＥとを備えたコンピュータアレンジメントＣＡによって、上述の方法をすべて実施できるということが理解されるであろう。このことは、図９に概略的に示されており、メモリＭＥと通信するように構成されたプロセッサＰＲを備えるリソグラフィ装置の一例を示している。メモリＭＥは、テープユニット、ハードディスク、読取り専用記憶装置（ＲＯＭ）、電気的消去可能プログラマブル読取り専用記憶装置（ＥＥＰＲＯＭ）、およびランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）など、命令およびデータを記憶するように構成されたあらゆる種類のメモリでよい。
【００８５】
[0093]  プロセッサＰＲは、上述の方法のうち１つ以上を実施するための機能性をプロセッサＰＲに提供するように構成されたメモリＭＥに記憶されたプログラムコードを読み出し、かつ実行するように構成することができる。１つ以上の方法を実施できるようにするために、プロセッサＰＲは、サポート構造ＭＴの位置、基板テーブルＷＴの位置、放射源ＳＯ、イルミネータＩＬ、投影システムＰＳ、および／またはリソグラフィ装置のその他の構成要素を制御するように構成することができる。プロセッサＰＲは、説明した実施形態のうち１つ以上を実施するために特別に設けられてもよいが、リソグラフィ装置全体を制御するように構成され、かつ説明した実施形態のうち１つ以上を実施するための追加機能性を備えた、中央処理装置であってもよい。
【００８６】
[0094]  当然のことながら、当業者にとって公知であるメモリ装置、入力装置、および読取装置などの、より多くのおよび／または他のユニットが設けられてもよい。また、必要であれば、これらのうち１つ以上を物理的にプロセッサＰＲから離れて配置してもよい。プロセッサＰＲは１つのボックスとして示されているが、当業者にとって公知であるように、プロセッサＰＲは、並行して機能する数個の処理装置を備えてもよく、または互いに離れて配置することのできる１つのメインプロセッサＰＲによって制御されてもよい。
【００８７】
[0095]  図９ではすべての接続は物理的接続として示されているが、これらの接続のうち１つ以上を無線とすることもできる。これらは単に、「接続された」ユニットが何らかの形で互いに通信できるように構成されていることを示すことを意図したものである。このシステムとしては、本明細書で説明された機能を実行するように構成されたアナログおよび／またはデジタルおよび／またはソフトウェア技術を有するあらゆる信号処理システムが可能である。
【００８８】
[0096]  本明細書におけるいくつかの例では、投影システムの焦点面上に基板を位置決めすることについて言及されたが、これは、投影システムの焦点面上の基板上に設けられたレジスト層の位置決めとして理解されるべきである。また、第１の投影、第２の投影、第１の像、第２の像などの表現で用いられている場合、「第１」「第２」などの語は、これらが行われる順番に言及するものと理解されるべきではない。第２の投影は、第１の投影の前に行われても、後に行われてもよいものと、理解されるべきである。
【００８９】
[0097]  本明細書において、ＩＣ製造におけるリソグラフィ装置の使用について具体的な言及がなされているが、当然のことながら、本明細書記載の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といった他の用途を有し得る。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「ウェーハ」または「ダイ」という用語はすべて、それぞれより一般的な「基板」または「ターゲット部分」という用語と同義とみなされ得ると、当業者は理解するであろう。本明細書に言及した基板は、露光の前後を問わず、例えば、トラック（通常、基板にレジスト層を塗布し、かつ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、本明細書中の開示内容を上記のような基板処理ツールおよびその他の基板処理ツールに適用してもよい。さらに基板は、例えば、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は、すで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。
【００９０】
[0098]  光学リソグラフィの関連での本発明の実施形態の使用について上述のとおり具体的な言及がなされたが、当然のことながら、本発明は、他の用途、例えば、インプリントリソグラフィに使われてもよく、さらに状況が許すのであれば、光学リソグラフィに限定されることはない。インプリントリソグラフィにおいては、パターニングデバイス内のトポグラフィによって、基板上に創出されたパターンが定義される。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、基板上では、電磁放射、熱、圧力、またはそれらの組合せによってレジストは硬化される。パターニングデバイスは、レジストが硬化した後、レジスト内にパターンを残してレジストの外へ移動される。
【００９１】
[0099]  本明細書で使われている「放射」および「ビーム」という用語は、紫外線（ＵＶ）（例えば、３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、または１２６ｎｍの波長またはおよそこれらの値の波長を有する）、および極端紫外線（ＥＵＶ）（例えば、５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）、ならびにイオンビームや電子ビームなどの微粒子ビームを含むあらゆる種類の電磁放射を包含している。
【００９２】
[0100]  「レンズ」という用語は、文脈によっては、屈折、反射、磁気、電磁気、および静電型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のいずれか１つまたはこれらの組合せを指すことができる。
【００９３】
[0101]  以上、本発明の具体的な実施形態を説明してきたが、本発明は、説明された方法以外の別の方法で実行可能であることが明らかである。例えば、本発明は、前述の開示された方法を記載した機械可読命令の１つ以上のシーケンスを包含するコンピュータプログラムの形式、またはこのようなコンピュータプログラムを格納したデータ記憶媒体（例えば、半導体メモリ、磁気または光ディスク）を採用することもできる。
【００９４】
[0102]  上記の説明は、制限ではなく例示を意図したものである。したがって、当業者には明らかなように、添付の特許請求の範囲を逸脱することなく本記載の発明に変更を加えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】[0010]  図１は、一実施形態にかかるリソグラフィ装置を示している。
【図２】[0011]  図２ａおよび図２ｂは、最新技術によるテレセントリックフォーカステストを示している。
【図３】[0012]  図３はBossung曲線を概略的に示している。
【図４】[0013]  図４ａおよび図４ｂは、一実施形態にかかるマークおよび像を概略的に示している。
【図５】[0014]  図５は、一実施形態にかかるキャリブレーショングラフを概略的に示している。
【図６】[0015]  図６は、一実施形態にかかる投影マークの像を概略的に示している。
【図７】[0016]  図７ａおよび図７ｂは、一実施形態にかかるマークおよび像を概略的に示している。
【図８】[0016]  図８ａおよび図８ｂは、一実施形態にかかるマークおよび像を概略的に示している。
【図９】[0017]  図９は、一実施形態にかかるリソグラフィ装置を概略的に示している。
【図１】
2008112991.tif 000003
【図２】
2008112991.tif 000004
【図３】
2008112991.tif 000005
【図４ａ】
2008112991.tif 000006
【図４ｂ】
2008112991.tif 000007
【図５】
2008112991.tif 000008
【図６】
2008112991.tif 000009
【図７ａ】
2008112991.tif 000010
【図７ｂ】
2008112991.tif 000011
【図８ａ】
2008112991.tif 000012
【図８ｂ】
2008112991.tif 000013
【図９】
2008112991.tif 000014
【外国語明細書】
2008112991000001.pdf