(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の位置合わせおよび露光方法であって、
基板の少なくとも１つの先行バッチについて、オーバレイターゲットのオーバレイの変動を測定し、
デフォルトの基板の位置合わせマークの位置、回転および倍率の値に基づいて位置合わせモデルを計算し、
前記位置合わせモデルに対して、少なくとも１つの先行バッチの基板の重み付けしたオーバレイ変動測定値を合計することにより、基板の位置および形状の補正値を計算し、
前記補正値を基板の前記位置合わせモデルに適用し、
複数の先行バッチの基板の位置合わせマークについて、位置合わせオフセット測定値を出すために、デフォルト位置の位置合わせマークからのオフセットを測定し、
前記複数の先行バッチの基板の前記位置合わせマークの重み付けした位置合わせオフセット測定値を合計することにより、基板の位置合わせオフセットを計算し、
前記位置合わせオフセット計算値を基板の位置合わせに適用し、
前記基板を露光する
ことを含む方法。
【請求項２】
前記オーバレイ変動の測定のために、複数の先行バッチの基板が使用され、前記基板位置および形状の補正値の計算のために、より新しい前記先行バッチの基板により大きい重み付けが与えられる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記オーバレイ変動測定値が所定の閾値より大きい場合に、測定中のオーバレイターゲットが拒否され、代替オーバレイターゲットが使用される、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記位置合わせオフセット計算値を前記基板の位置合わせに適用する前に、前記位置合わせオフセット計算値が前記位置合わせモデルに及ぼす効果を計算することをさらに含む、請求項１ないし３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記デフォルト位置の位置合わせマークからの前記オフセットを測定することが、前記位置合わせマークの表面から回折した放射の少なくとも２つの周波数の特性を測定することを含む、請求項１ないし４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記位置合わせマークが格子であり、前記位置合わせオフセットを測定することが、前記格子の表面から回折した位置合わせ放射ビームの少なくとも２つの回折次数の特性を測定することを含む、請求項１ないし４のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記基板の位置合わせオフセットの計算のために、より新しい前記先行バッチの基板により大きい重み付けが与えられる、請求項１ないし６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記基板の位置合わせオフセットの計算に、代替位置合わせマークに関するデータが含まれる、請求項１ないし７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記位置合わせオフセット測定値が所定の閾値より大きい場合に、測定中の前記位置合わせマークが拒否され、代替位置合わせマークが使用される、請求項１ないし８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記位置合わせモデルが、デフォルトのＸ位置、Ｙ位置、Ｘ回転、Ｙ回転、Ｘ倍率およびＹ倍率を備える、請求項１ないし９のいずれかに記載の方法。
【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およびデバイスを製造する方法に関する。特に、リソグラフィ装置によって露光された基板のバッチのプロセスおよび位置合わせ補正に言及する。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板に、通常は基板のターゲット部分に適用する機械である。リソグラフィ装置は例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に使用可能である。このような場合、代替的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使用して、ＩＣの個々の層上に形成すべき回路パターンを生成することができる。このパターンを、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１つまたは幾つかのダイの一部を備える）に転写することができる。パターンの転写は通常、基板に設けた放射感応性材料（レジスト）の層への結像により行われる。一般的に、１枚の基板は、順次パターン化される網の目状の互いに近接したターゲット部分を含んでいる。従来のリソグラフィ装置は、パターン全体をターゲット部分に１回で露光することによって各ターゲット部分が照射される、いわゆるステッパと、基板を所定の方向(「スキャン」方向）と平行あるいは逆平行にスキャンしながら、パターンを所定の方向（「スキャン」方向）に放射ビームでスキャンすることにより、各ターゲット部分が照射される、いわゆるスキャナとを具備している。パターンを基板にインプリントすることによっても、パターニングデバイスから基板へとパターンを転写することが可能である。
【０００３】
リソグラフィ装置の１つの特徴は、同じ基板上の全ての層が位置合わせされるように、同じ基板の各レジスト層を露光する精度である。基板の層を位置合わせするために、基板自体をどの露光でも同じ位置で位置合わせするように、基板を保持するテーブルを制御しなければならない。幾つかのバッチの基板に同じ機構が使用され、したがって特定の露光機構が精密に同じ方法で全基板の全層を露光するために、あるバッチの基板の位置合わせも各基板および各基板の各層で同じでなければならない。
【０００４】
位置合わせを実行する方法は、基板の各層が基板の位置および形状を画定する数セットの位置合わせマークを含むことである。この位置および形状を数学的モデルで記述する。一般的に、モデルを記述するために必要とされるより多くの位置合わせマークが使用され、したがって残留マークデータがある。基板層の位置合わせは、露光のために適用中の層（「露光層」）が以前の層の頂部に正確に配置された場合に成功する。位置合わせ戦略が成功しないと、オーバレイエラーが発生し、基板上にとても満足できない露光パターンが生成され、その結果、ＩＣなどがうまく働かないか、オーバレイエラーが十分に深刻な場合は、基板およびその層全部をやり直さねばならないことがある。これは満足に露光された基板のスループットを減少させる。
【０００５】
基板の位置合わせ中に、位置合わせマークから回折するために異なるマークのタイプ、異なるビームの色（または波長）、および異なる回折次数から選択する可能性がある。これらの様々な可能性は全て、異なるミスアライメントの結果をもたらす。マークの測定中に、使用するマークのタイプ、マークの数、ビームの色、および回折次数を決定する。
【０００６】
オーバレイ測定(measurement)または計測(metorology)は、リソグラフィ装置の外側で専用のオーバレイ計測ツールにて実行される。基板を露光し、基板上のそれぞれ、所定数、または全部のレジスト層を現像した後、あるバッチの基板をオーバレイ計測ツールへと送り、幾つかの基板をオーバレイ測定させる。オーバレイエラーを測定するには幾つかの方法がある。大部分は、レジスト層および前の層に存在するオーバレイターゲットまたはマークのセットを使用することを含み、この２つの相対的配置を、重ね合わせたマークからの放射ビームを反射／回折させることによって測定する。これらのオーバレイマークは位置合わせマークとは別個であるか、両方の目的に同じマークを使用することができる。マークを含む２つの層が完全に位置合わせされた場合、オーバレイ計測ビームをマークに誘導すると、回折したビームがマークのミスアライメントまたはオーバレイを示さない。マークは、構造の格子または周期的アレイを含むことがある。重ね合わせたマークのミスアライメントは、回折ビームに変動を引き起こす。ある程度のマーク（例えば格子）のミスアライメントは、等しい程度の回折ビームの変動を引き起こす。計算したミスアライメント値をライブラリに記憶し、将来のミスアライメント値をこれらのライブラリの値と比較して、オーバレイエラーの程度を求めることができる。ライブラリが十分なデータを含んでいる場合は、回折ビームによって生成された像を再計算する必要がなく、ミスアライメント値をオーバレイエラーに割り当てることができる。というのは、ライブラリが必要なデータを全部含むことになるからである。
【０００７】
最新技術では、各バッチの基板に同数の位置合わせマーク（例えば１６対）を使用する。位置合わせの変動を補償するために、位置合わせマークが以前の層の位置合わせマークと位置合わせされるように、基板に対して時々位置合わせの調節を実行する。「プロセス補正」（その一部は位置合わせ補正で形成される）は、バッチごとに位置合わせモデルに合わせてあつらえられる。例えば、特定のリソグラフィ装置に、基板の露光中に時計回りにわずかな回転を引き起こす傾向がある場合、その装置の位置合わせモデルは反時計回りの回転を組み込むことができる。プロセス補正は、そのリソグラフィ装置によって露光されている以前のバッチに基づく。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
最新技術の問題は、一部の基板が他の基板とは異なる数の位置合わせマークまたは異なる場所にある位置合わせマークを有する場合、または必要なプロセス補正または位置合わせ補正を求めるために位置合わせマークから使用可能な位置合わせ情報が不十分であるほど、ミスアライメントが極端である場合に生じる。プロセス補正は、同じマークの位置合わせに依存し、したがってミスアライメントが喪失するか、異なる位置にある場合、調節制御装置が正しい入力情報を有さず、したがって誤ったマークに対して実行することがある。例えば、以前のバッチの基板が全て、１６対のマークを有し、それに含まれる基板が１４対のマークしか有さない場合、制御装置は、１６対に対して作成されたアルゴリズムで基板の位置を調節するように計算しようとするが、入力は１４対しかない。したがって、プロセス補正は計算が困難であるばかりでなく、入力情報が誤っているので、補正が実際に位置合わせを悪化させることもある。
【０００９】
本発明の形体は、各基板および各基板の各層の位置合わせで実行されるプロセス補正を決定することを含む。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
１つの実施形態では、少なくとも１つの先行バッチの基板で位置合わせマークのオーバレイの変動を測定し、少なくとも１つの先行バッチの基板の位置合わせマークについて重み付けしたオーバレイ変動を合計することにより、基板のプロセス補正を計算し、プロセス補正を基板の位置合わせに適用し、基板を露光することを含む、基板の位置合わせおよび露光方法が提供される。
【００１１】
別の実施形態では、デフォルト位置がある位置合わせマークを含む理想的基板に基づいてモデルを提供し、幾つかの先行バッチの基板の位置合わせマークについて、デフォルト位置からのオフセットを測定し、先行バッチの基板について重み付けした測定オフセットを合計することにより、基板の位置合わせマークのオフセットを計算し、計算したオフセットを基板の位置合わせに適用し、基板を露光することを含む、基板の位置合わせおよび露光方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示したものである。この装置は、放射ビームＢ（例えばＵＶ放射またはＥＵＶ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を含む。支持体（例えばマスクテーブル）ＭＴが、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、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決めするように構成された第一ポジショナＰＭに接続される。基板テーブル（例えばウェーハテーブル）ＷＴが、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、特定のパラメータに従って基板を正確に位置決めするように構成された第二ポジショナＰＷに接続される。投影システム（例えば屈折投影レンズシステム）ＰＬが、パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢに与えられたパターンを基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば１つまたは複数のダイを含む）に投影するように構成される。
【００１３】
照明システムは、放射の誘導、成形、または制御を行うための、屈折、反射、磁気、電磁気、静電気型等の光学コンポーネント、またはその任意の組合わせなどの種々のタイプの光学コンポーネントを含んでいてもよい。
【００１４】
支持体は、パターニングデバイスを支持、つまりその重量を支えている。該支持体は、パターニングデバイスの方向、リソグラフィ装置の設計等の条件、例えばパターニングデバイスが真空環境で保持されているか否かに応じた方法で、パターニングデバイスを保持する。この支持体は、パターニングデバイスを保持するために、機械的、真空、静電気等のクランプ技術を使用することができる。支持体は、例えばフレームまたはテーブルでよく、必要に応じて固定式または可動式でよい。支持体は、パターニングデバイスが例えば投影システムなどに対して確実に所望の位置にくるようにできる。本明細書において「レチクル」または「マスク」という用語を使用した場合、その用語は、より一般的な用語である「パターニングデバイス」と同義と見なすことができる。
【００１５】
本明細書において使用する「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にパターンを生成するように、放射ビームの断面にパターンを与えるために使用し得る任意のデバイスを指すものとして広義に解釈されるべきである。ここで、放射ビームに与えられるパターンは、例えばパターンが位相シフト特徴またはいわゆるアシスト特徴を含む場合、基板のターゲット部分における所望のパターンに正確には対応しないことがある点に留意されたい。一般的に、放射ビームに与えられるパターンは、集積回路などのターゲット部分に生成されるデバイスの特別な機能層に相当する。
【００１６】
パターニングデバイスは透過性または反射性でよい。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パネルがある。マスクはリソグラフィにおいて周知のものであり、これには、バイナリマスク、Alternating位相シフトマスク、減衰型位相シフトマスクのようなマスクタイプ、さらには様々なハイブリッドマスクタイプも含まれる。プログラマブルミラーアレイの一例として、小さなミラーのマトリクス配列を使用し、そのミラーは各々、入射する放射ビームを異なる方向に反射するよう個々に傾斜することができる。傾斜したミラーは、ミラーマトリクスによって反射する放射ビームにパターンを与える。
【００１７】
本明細書において使用する「投影システム」という用語は、例えば使用する露光放射、または液浸液の使用や真空の使用などの他の要因に合わせて適宜、例えば屈折光学システム、反射光学システム、反射屈折光学システム、磁気光学システム、電磁気光学システムおよび静電気光学システム、またはその任意の組合せを含む任意のタイプの投影システムを網羅するものとして広義に解釈されるべきである。本明細書において「投影レンズ」という用語を使用した場合、これはさらに一般的な「投影システム」という用語と同義と見なされる。
【００１８】
ここに示している本装置は透過タイプである（例えば透過マスクを使用する）。あるいは、装置は反射タイプでもよい（例えば上記で言及したようなタイプのプログラマブルミラーアレイを使用する、または反射マスクを使用する）。
【００１９】
リソグラフィ装置は２つ（デュアルステージ）またはそれ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）を有するタイプでよい。このような「マルチステージ」機械においては、追加のテーブルを並行して使用するか、１つまたは複数の他のテーブルを露光に使用している間に１つまたは複数のテーブルで予備工程を実行することができる。
【００２０】
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充填するように、基板の少なくとも一部を水などの比較的高い屈折率を有する液体で覆えるタイプでもよい。液浸液は、例えばマスクと投影システムの間など、リソグラフィ装置の他の空間に使用してもよい。液浸技術は、投影システムの開口数を増加させるために当技術分野で周知である。本明細書で使用する「液浸」という用語は、基板などの構造体を液体に沈めなければならないという意味ではなく、露光中に投影システムと基板の間に液体が存在するというほどの意味である。
【００２１】
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。放射源とリソグラフィ装置とは、例えば放射源がエキシマレーザである場合に、それぞれ別々の構成要素であってもよい。このような場合、放射源はリソグラフィ装置の一部を形成すると見なされず、放射ビームは、例えば適切な誘導ミラーおよび／またはビームエクスパンダなどを備えるビームデリバリシステムＢＤの助けにより、放射源ＳＯからイルミネータＩＬへと渡される。他の事例では、例えば放射源が水銀ランプの場合は、放射源がリソグラフィ装置の一体部分であってもよい。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とともに放射システムと呼ぶことができる。
【００２２】
イルミネータＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調節するアジャスタＡＤを備えていてもよい。通常、イルミネータの瞳面における強度分布の外側および／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。また、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などの他の種々のコンポーネントを備えていてもよい。また、イルミネータを用いて放射ビームを調整し、その断面にわたって所望の均一性と強度分布とが得られるようにしてもよい。
【００２３】
放射ビームＢは、支持体（例えばマスクテーブルＭＴ）上に保持されたパターニングデバイス（例えばマスクＭＡ）に入射し、パターニングデバイスによってパターン化される。放射ビームＢはマスクＭＡを通り抜けて、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームを集束する投影システムＰＬを通過する。第二ポジショナＰＷおよび位置センサＩＦ（例えば干渉計デバイス、リニアエンコーダまたは容量センサ）の助けにより、基板テーブルＷＴを、例えば放射ビームＢの経路において様々なターゲット部分Ｃに位置決めするように正確に移動できる。同様に、第一ポジショナＰＭおよび別の位置センサ（図１には明示されていない）を使用して、例えばマスクライブラリから機械的に検索した後に、またはスキャン中に、放射ビームＢの経路に対してマスクＭＡを正確に位置決めすることができる。一般的に、マスクテーブルＭＴの移動は、第一位置決めデバイスＰＭの部分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）を用いて実現できる。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第二ポジショナＰＷの部分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の助けにより実現できる。ステッパの場合（スキャナとは対照的に）、マスクテーブルＭＴをショートストロークアクチュエータのみに接続するか、固定してもよい。マスクＭＡおよび基板Ｗは、マスク位置合わせマークＭ１、Ｍ２および基板位置合わせマークＰ１、Ｐ２を使用して位置合わせすることができる。図示のような基板位置合わせマークは、専用のターゲット位置を占有するが、ターゲット部分の間の空間に配置してもよい（スクライブレーン位置合わせマークと呼ばれる）。同様に、マスクＭＡ上に複数のダイを設ける状況では、マスク位置合わせマークをダイ間に配置してもよい。
【００２４】
図示のリソグラフィ装置は以下のモードのうち少なくとも１つにて使用可能である。
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は、基本的に静止状態に維持される一方、放射ビームに与えたパターン全体が１回でターゲット部分Ｃに投影される（すなわち１回の静止露光）。次に、別のターゲット部分Ｃを露光できるように、基板テーブルＷＴがＸ方向および／またはＹ方向に移動される。ステップモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、１回の静止露光で像が形成されるターゲット部分Ｃのサイズが制限される。
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は同期的にスキャンされる一方、放射ビームに与えられたパターンをターゲット部分Ｃに投影する（つまり１回の動的露光）。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の拡大（縮小）および像反転特性によって求めることができる。スキャンモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、１回の動的露光におけるターゲット部分の（非スキャン方向における）幅が制限され、スキャン動作の長さによってターゲット部分の（スキャン方向における）高さが決まる。
３．別のモードでは、マスクテーブルＭＴはプログラマブルパターニングデバイスを保持して基本的に静止状態に維持され、基板テーブルＷＴを移動またはスキャンさせながら、放射ビームに与えられたパターンをターゲット部分Ｃに投影する。このモードでは、一般にパルス状放射源を使用して、基板テーブルＷＴを移動させる毎に、またはスキャン中に連続する放射パルスの間で、プログラマブルパターニングデバイスを必要に応じて更新する。この動作モードは、以上で言及したような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使用するマスクレスリソグラフィに容易に利用できる。
【００２５】
上述した使用モードの組合せおよび／または変形、または全く異なる使用モードも利用できる。
【００２６】
既知の位置合わせ補正方法が以上で説明され、先行バッチの基板のオーバレイエラー測定に基づいてプロセス補正値を生成することを含む。他方で、本発明はデフォルトモデルに対して先行バッチの基板の位置合わせマークで測定したオフセットに基づき、位置合わせ補正値（残留オフセット補正値と呼ばれる）を生成する。本発明の先行技術との違いは、先行技術ではプロセス補正値を使用して、位置合わせモデルの値を変更するが、本発明は、異なる位置合わせマークのタイプ、数、色または次数を使用する場合に、デフォルトモデルに対してオフセットを求めることができる方法を提案することである。
【００２７】
概して、投影システムによって露光された各バッチの基板は、基板の形状および位置が理想的な数学的モデルに基づく位置合わせ戦略に従って露光される。しかし、各バッチの基板、および実際に全シリーズのバッチの基板が、特定のリソグラフィ装置のアーチファクトを補償するために位置合わせ戦略に適用される固定セットのプロセス補正値を有することができる。例えば、特定のリソグラフィ装置は、Ｘ軸にわずかなミスアライメントがある基板を露光することがあり、したがってＸ軸の反対方向にわずかに移動した状態でリソグラフィ装置が基板を露光するように、プロセス補正がモデルに適用される。固定されたセットのプロセス補正値の問題は、異なるバッチの基板に異なる数の位置合わせマークが存在するなどの異常が発生した場合に、必ずしも位置合わせ戦略と一致しないことである。
【００２８】
特定のリソグラフィ機械、または特定の設計に従って同じ方法で同じタイプの基板を露光する特定のセットの機械の場合は、理想的基板を表すモデルが生成される。一般的に、２タイプのモデルが使用される。つまり６パラメータモデル（Ｘ位置、Ｙ位置、Ｘ回転、Ｙ回転、Ｘ倍率（または拡張率）およびＹ倍率を組み込む）、またはこれより単純な４パラメータモデル（位置、回転および倍率は組み込むが、Ｘ方向とＹ方向を分離せず、Ｘ位置およびＹ位置だけである）である。モデルは、パターン化された露光ビームを与える投影システムに対してリソグラフィ装置内の基板を位置決めすることに関して、任意の数のパラメータを規定することができる。
【００２９】
モデルの一部ではない、またはモデル化できない特定の位置値がある。これらの位置値は位置合わせ残差として知られ、位置合わせ補正値の一タイプである。位置合わせ残差は、測定ノイズおよび基板の変形または基板形状の変動から計算される。異なるモデルは、基板が曲がっているか、直線かのように異なる仮定に応じて異なる位置合わせ残差を組み込む。測定された残留オフセットは、基板の各バッチの平均残差であり得る。これらの平均値は記憶され、オフセットを有することが判明した基板を提供する場合に、補正用に使用される。
【００３０】
露光するために基板を機械に導入する度に、異なるタイプのプロセス補正が必要か否かも判断される。プロセス補正値は、各バッチの基板に適用される平均モデル補正値に基づいて計算することができる。プロセス補正が必要である理由は、同じプログラムで実行中のリソグラフィ機械間の違いを補償することである。他のリソグラフィ機械とはわずかに異なるように基板を露光するリソグラフィ機械もある。例えば露光パターンのわずかな回転または平行移動である。
【００３１】
各基板の先行技術のプロセス補正は、基板上の全位置合わせマークが位置合わせに使用されるという仮定に基づく。そうでない場合にエラーが生じることがある。これは、位置合わせマークを変更可能にすることにより、さらなる残留オフセット補正が、露光のさらなるエラーを防止するのに役立つ場合である。
【００３２】
図２は、標準的な基板位置合わせマーク１、２、３、４、５がある基板Ｗを示す。デフォルトの位置合わせマークは１、２、３、４である。これは、「適正グリッド」とラベルを付けられた点線の十字、つまりデフォルトのグリッドによって示される位置合わせを与える。グリッドは、上述した数学的モデルを２次元で表示したものである。ミスアライメントの位置合わせマーク４番がある基板を導入する場合は、バックアップマークとして代わりにマーク５番を使用することができる。これが生じた場合に補正するために、マーク５番に関する情報を制御装置に記憶させる。図示の例では、問題のリソグラフィ装置は露光パターンを時計回りに回転させ、モデル基板方向に対してＸ方向およびＹ方向の両方にパターンのシフトも行う。基板の位置合わせは、「切り換えグリッド」とラベルを付けられた点線の十字で示される。つまり、デフォルトマーク以外のマークが使用されたグリッドである。この切り換えスイッチが使用されるのは、位置合わせマークがもはやデフォルトマークとは同じ位置にないからである。マーク１、２および３の場合、ミスアライメントは、プロセス補正値、または特に位置合わせ補正値を使用して補正可能なことがあるが、マーク４の場合はミスアライメントが大きすぎることがある。
【００３３】
基板の様々なバッチにおける位置合わせマークの変動について、プロセス補正値（および位置合わせ補正値）を求める方法が、図３に図示されている。オーバレイの計測値は、基板のバッチ毎に求められる。これは、例えばｎ−３からｎなどの一連のバッチについて実行される。あるバッチの基板は、オーバレイ計測ツールに導入される前に露光される単層のレジストを有し、次に各バッチｎ−３からｎが実際に、異なる数の露光層がある同じバッチであるように、リソグラフィ装置に再導入することができる。各バッチからの幾つかの基板のオーバレイエラーの程度を、制御システム２０に入力する。各バッチの各オーバレイ計測検査の後、後続のバッチで位置合わせおよび露光を実行する。この後続バッチ（例えばバッチｎ）を位置合わせし、露光したら、そのオーバレイを測定する。オーバレイ計測データは、各バッチの位置合わせおよび露光からの位置合わせデータとともに、制御システム２０に入力される。一例として、制御システムは、後続バッチ（例えばバッチｎ＋１）の後続「位置合わせおよび露光」プロセスへとプロセス補正値および残留オフセットを戻す前に、プロセス補正値および位置合わせ残留オフセットを下式のように計算することができる。
PCn = 0.5 Ovln-1 + 0.3 Ovln-2 + 0.2 Ovln-3                (1)
ROCn = 0.5 mROn-1 + 0.3 mROn-2 + 0.2 mROn-3               (2)
ここでPCn＝バッチｎのプロセス補正値、OvLn＝バッチｎのオーバレイ測定値、ROCn＝バッチｎのセット補正値の残差、mROn＝バッチｎの残留オフセット測定値である。
【００３４】
制御システム２０に入る位置合わせおよび露光からの位置合わせデータは、アクティブグリッド（つまり、全オフセットの基準として現在使用されているデフォルトまたは「正しい」グリッド）に特定された位置合わせマーク、次数および／または色のセットの位置合わせデータを含むことができる。これらの余分なマークの測定は、オーバレイ計測ツール上で測定中の基板にのみ必要である。というのは、プロセス補正値を求めるために、これらの基板しか使用されないからである。
【００３５】
基板層を露光するために投影システムに供給される残留オフセット情報は、マークが拒否されたか、追加されたか、または位置変更されたかなどの情報を含む。これによって、位置合わせおよび露光をさらに効率的にすることができ、したがって基板上の層の位置合わせが改善される。これは、測定されるオーバレイエラーが減少することによって証明される。
【００３６】
プロセス補正値および残留オフセット補正値は、図３に示すように、先行バッチの個々に重み付けしたオーバレイ測定値と、先行バッチの重み付けした残留オフセット測定値とをそれぞれに合計することによって計算される。基板上の層のオーバレイ計測については、以上で検討されている。言うまでもなく、位置合わせ残差は、様々なタイプの位置合わせマークのいずれにも関する情報を含んでよい。
【００３７】
本文ではＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用に特に言及しているが、本明細書で説明するリソグラフィ装置には他の用途もあることは言うまでもない。例えば、これは、集積光学装置、磁気ドメインメモリ用誘導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）、薄膜磁気ヘッドなどである。こうした代替的な用途に照らして、本明細書で「ウェーハ」または「ダイ」という用語を使用している場合、それぞれ、「基板」または「ターゲット部分」という、より一般的な用語と同義と見なしてよいことは、当業者に明らかである。本明細書に述べている基板は、露光前または露光後に、例えばトラック（通常はレジストの層を基板に塗布し、露光したレジストを現像するツール）、計測ツールおよび／または検査ツールで処理することができる。適宜、本明細書の開示は、以上およびその他の基板処理ツールに適用することができる。さらに、基板は、例えば多層ＩＣを生成するために、複数回処理することができ、したがって本明細書で使用する基板という用語は、既に複数の処理済み層を含む基板も指すことができる。
【００３８】
以上では光リソグラフィとの関連で本発明の実施形態の使用に特に言及しているが、本発明は、インプリントリソグラフィなどの他の用途においても使用可能であり、状況が許せば、光リソグラフィに限定されないことが理解される。インプリントリソグラフィでは、パターニングデバイスの微細構成によって、基板上に生成されるパターンが画定される。パターニングデバイスの微細構成を基板に供給されたレジストの層に押しつけ、その後に電磁放射、熱、圧力またはその組合わせにより、レジストを硬化する。パターニングデバイスをレジストから離し、レジストを硬化した後にパターンを残す。
【００３９】
本明細書で使用する「放射」および「ビーム」という用語は、イオンビームあるいは電子ビームといったような粒子ビームのみならず、紫外線（ＵＶ）放射（例えば、３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍまたは１２６ｎｍの波長を有する）および極端紫外線光（ＥＵＶ）放射（例えば、５ｎｍ〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）を含むあらゆるタイプの電磁放射を網羅する。
【００４０】
「レンズ」という用語は、状況が許せば、屈折、反射、磁気、電磁気および静電気光学コンポーネントを含む様々なタイプの光学コンポーネントのいずれか、またはその組合せを指す。
【００４１】
以上、本発明の特定の実施形態を説明したが、説明とは異なる方法でも本発明を実践できることが理解される。例えば、本発明は、上記で開示したような方法を述べる機械読み取り式命令の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、またはそのようなコンピュータプログラムを記憶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）の形態をとることができる。
【００４２】
上記の説明は例示的であり、限定的ではない。したがって、請求の範囲から逸脱することなく、記載されたような本発明を変更できることが当業者には明白である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施形態によるリソグラフィ装置を示した図である。
【図２】本発明の別の実施形態によるリソグラフィ装置を示した図である。
【図３】図２に示したような本発明の実施形態を使用してパターンを基板に転写するモードを示した図である。
【図１】
0004703594.tif 000002
【図２】
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【図３】
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