(57)【要約】      （修正有）【課題】本発明は、改良された焦点制御システムを有するリソグラフィ装置を提供する。【解決手段】リソグラフィ装置は、基板ホルダを位置決めするように構成されたサーボユニットと、基準面に対して基板の表面上にある少なくとも１つの位置ポイントの距離を決定するように構成されたセンサユニットと、基板表面上の対応する少なくとも１つの位置ポイントの個々の距離に基づいて基板の表面情報を記憶するように構成されたメモリユニットと、記憶した表面情報に基づいてフィードフォワード設定ポイント信号を決定するように構成された計算ユニットとを含み、したがってフィードフォワード設定ポイント信号は、基板ホルダを位置決めするためにサーボユニットへと順方向に供給される。【選択図】図１
2005236296.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リソグラフィ装置であって、
放射線のビームを提供するように構成された照明システムと、
放射線の前記ビームの断面に所望のパターンを与えるパターニングデバイスを支持するように構成された第一支持構造と、
基板を保持する基板ホルダを含む第二支持構造と、
放射線の前記パターン形成ビームを、前記基板の表面の目標部分に投影するように構成された投影システムと、
前記基板ホルダを位置決めするように構成されたサーボユニットと、
基準面に対して前記基板の表面にある少なくとも１つの位置ポイントの距離を決定するように構成されたセンサユニットと、
前記基板表面の前記少なくとも１つの位置ポイントに対応する個々の距離に基づいて、前記基板の表面情報を記憶するように構成されたメモリユニットと、
前記記憶された表面情報に基づいて、フィードフォワード設定ポイント信号を決定するように構成された計算ユニットとを有し、
前記フィードフォワード設定ポイント信号が、前記基板ホルダを位置決めするために、前記サーボユニットへと順方向に供給されるリソグラフィ装置。
【請求項２】
前記センサユニットが、前記基板の前記表面情報を測定するレベルセンサを含む、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項３】
前記基板の前記記憶された表面情報が、２次元座標の関数として測定された距離のアレイとしてフォーマットされ、前記２次元座標がそれぞれ、基準面上にある前記対応する位置ポイントの直角投影によって画定される、請求項２に記載のリソグラフィ装置。
【請求項４】
前記基板ホルダに、前記基板を支持するためのほぼ平坦な支持表面を設け、基準面が、支持表面にほぼ平行に配向される、請求項２に記載のリソグラフィ装置。
【請求項５】
基準面が、前記投影システムに対して固定位置を有し、したがって前記基板表面の距離が投影システムに対して決定される、請求項４に記載のリソグラフィ装置。
【請求項６】
前記計算ユニットが、前記表面情報に基づいて前記基板表面に数学的平滑化関数を適合して、前記適合した関数に基づいて前記フィードフォワード設定ポイント信号を計算するように構成される、請求項２に記載のリソグラフィ装置。
【請求項７】
前記数学的関数が、前記基板表面に局所的に適合される少なくとも１つの多項式関数を有する、請求項６に記載のリソグラフィ装置。
【請求項８】
前記計算ユニットが、速度信号と力信号のうち少なくとも一方を計算して、前記フィードフォワード設定ポイント信号に組み込むために、前記数学的平滑化関数の導関数を計算するように構成される、請求項６に記載のリソグラフィ装置。
【請求項９】
前記第二支持構造が、第二基板を保持する第二基板ホルダを有し、前記基板の以前に決定した表面情報に基づいて、前記パターン形成した放射線ビームを、前記サーボユニットによって位置決めするよう配置構成された前記基板ホルダ上に配置された前記基板表面の前記目標部分に投影する間に、前記第二基板の表面情報が決定される、請求項２に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１０】
デバイス製造方法であって、
基板ホルダの支持表面に基板を設けることと、
照明システムを使用して放射線のビームを提供することと、
前記放射線ビームの断面に所望のパターンを与えることとを含み、前記所望のパターンがパターニングデバイスによって提供され、さらに、
前記パターン形成した放射線ビームを、投影システムを介して前記基板の表面に投影することと、
基準面に対して、前記基板表面上の少なくとも１つの位置ポイントの距離を決定することとを含み、前記基準面が、前記投影システムに対して固定位置にあり、さらに、
前記基板表面上の対応する前記少なくとも１つの位置ポイントの個々の距離に基づいて、前記基板の表面情報を記憶することと、
前記記憶された表面情報に基づいて設定ポイント信号を計算することと、
前記基板ホルダを位置決めするように構成されたサーボユニットに、前記設定ポイント信号を転送することと、
前記転送した設定ポイント信号に基づいて、前記投影システムに対して前記基板ホルダを位置決めすることとを含む方法。
【請求項１１】
リソグラフィ基板焦点制御システムであって、
基板を保持するように構成された基板ホルダを有する基板支持構造と、
前記基板ホルダを位置決めするように構成されたサーボユニットと、
基準面に対して、前記基板の表面の少なくとも１つの位置ポイントの距離を決定するように構成されたセンサユニットと、
前記基板表面上の対応する前記少なくとも１つの位置ポイントの個々の距離に基づいて、前記基板の表面情報を記憶するように構成されたメモリユニットと、
前記記憶された表面情報に基づいてフィードフォワード設定ポイント信号を決定するように構成された計算ユニットとを有し、前記フィードフォワード設定ポイント信号が、前記基板ホルダを位置決めするために前記サーボユニットへと順方向に供給されるリソグラフィ基板焦点制御システム。
【請求項１２】
前記センサユニットが、前記基板の前記表面情報を測定するレベルセンサを含む、請求項１１に記載のリソグラフィ基板焦点制御システム。
【請求項１３】
前記基板の前記記憶された表面情報が、２次元座標の関数として測定された距離のアレイとしてフォーマットされ、前記２次元座標がそれぞれ、基準面上にある前記対応する位置ポイントの直角投影によって画定される、請求項１２に記載のリソグラフィ基板焦点制御システム。
【請求項１４】
前記基板ホルダに、前記基板を支持するためのほぼ平坦な支持表面を設け、基準面が、支持表面にほぼ平行に配向される、請求項１２に記載のリソグラフィ基板焦点制御システム。
【請求項１５】
基準面が、前パターン形成した放射線のビームを前記基板に投影する記投影システムに対して固定位置を有し、前記基板表面の距離が投影システムに対して決定される、請求項１４に記載のリソグラフィ基板焦点制御システム。
【請求項１６】
前記計算ユニットが、前記表面情報に基づいて前記基板表面に数学的平滑化関数を適合して、前記適合した関数に基づいて前記フィードフォワード設定ポイント信号を計算するように構成される、請求項１２に記載のリソグラフィ基板焦点制御システム。
【請求項１７】
前記数学的関数が、前記基板表面に局所的に適合される少なくとも１つの多項式関数を有する、請求項１６に記載のリソグラフィ基板焦点制御システム。
【請求項１８】
前記計算ユニットが、速度信号と力信号のうち少なくとも一方を計算して、前記フィードフォワード設定ポイント信号に組み込むために、前記数学的平滑化関数の導関数を計算するように構成される、請求項１６に記載のリソグラフィ基板焦点制御システム。
【請求項１９】
前記第二支持構造が第二基板ホルダを有し、前記基板の以前に決定した表面情報に基づいて、前記パターン形成した放射線ビームを、前記サーボユニットによって位置決めするよう配置構成された前記基板ホルダ上に配置された前記基板表面の前記目標部分に投影する間に、前記第二基板の表面情報が決定される、請求項１２に記載のリソグラフィ基板焦点制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焦点制御が改良されたリソグラフィ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィ装置は例えば、集積回路（ＩＣ）の製造において使用可能である。この場合、パターニングデバイスはＩＣの個々の層に対応する所望の回路パターンを生成するために使用することができ、このパターンを、放射線感光原料（レジスト）の層が塗布された基板（シリコンウェハ）上の目標部分（例えば１つあるいはそれ以上のダイから成る）に描像することができる。
【０００３】
一般的に、このような装置は、放射線の投影ビームを供給する照明システム、パターニングデバイスを支持する支持構造、基板を保持する基板ホルダ、およびパターン作成したビームを基板の目標部分に投影する投影システムを含む。ここに記載を行ったリソグラフィデバイスに関するさらなる情報は、例えば、米国特許第ＵＳ６，０４６，７９２号から得ることができ、これは参照により本明細書に組み込まれる。
【０００４】
本明細書において使用する「パターニングデバイス」なる用語は、入射する放射線ビームに、基板の目標部分に作り出されるべきパターンと一致するパターン化断面を与えるために使用し得る機構を指すものとして広義に解釈されるべきである。また、「ライトバルブ」なる用語もこうした状況において使用可能である。一般的に、パターンは、集積回路や他のデバイス（以下を参照）であるような、目標部分に作り出されるデバイスの特別な機能層に相当する。そのようなパターニングデバイスの例には以下が含まれる。すなわち、
【０００５】
マスク。マスクの概念はリソグラフィにおいて周知のものであり、これには、様々なハイブリッドマスクタイプのみならず、バイナリマスク、レベンソンマスク、減衰位相シフトマスクといったようなマスクタイプも含まれる。放射線ビームにこのようなマスクを配置することにより、マスクに照射する放射線の、マスクパターンに従う選択的透過（透過性マスクの場合）や選択的反射（反射性マスクの場合）を可能にする。マスクの場合、その支持構造は一般的に、入射する放射線ビームの所望する位置にマスクを保持しておくことが可能であり、かつ、必要な場合、ビームに対して運動させることの可能なマスクテーブルである。
【０００６】
プログラマブルミラーアレイ。このようなデバイスの一例として、粘弾性制御層および反射面を有するマトリクスアドレス可能面があげられる。こうした装置の基本的原理は、（例えば）反射面のアドレスされた領域は入射光を回折光として反射するが、アドレスされていない領域は入射光を非回折光として反射するといったことである。適切なフィルタを使用することにより、回折光のみを残して前記非回折光を反射ビームからフィルタで除去することが可能である。この方法において、ビームはマトリクスアドレス可能面のアドレスパターンに従ってパターン形成される。必要とされるマトリクスアドレッシングは適切な電子手段を用いて実行される。ここに参照を行ったミラーアレイに関するさらなる情報は、例えば、米国特許第５，２９６，８９１号および同第５，５２３，１９３号に開示されており、詳細は、当該文章を参照されたい。プログラマブルミラーアレイの場合、前記支持構造は、例えばフレームもしくはテーブルとして具体化され、これは必要に応じて、固定式となるか、もしくは可動式となる。
【０００７】
プログラマブルＬＣＤアレイ。このような構成の例が米国特許第５，２２９，８７２号に開示され、詳細は当該文献を参照されたい。上記同様、この場合における支持構造も、例えばフレームもしくはテーブルとして具体化され、これも必要に応じて、固定式となるか、もしくは可動式となる。
【０００８】
簡潔化の目的で、本文の残りを、特定の箇所において、マスクおよびマスクテーブルを必要とする例に限定して説明することとする。しかし、こうした例において論じられる一般的な原理は、既に述べたようなパターニングデバイスのより広範な状況において理解されるべきである。
【０００９】
一般的に、シングルウェハは、投影システムを介して１つずつ順次照射される近接目標部分の全体ネットワークを含んでいる。この装置では、マスクテーブル上のマスクによるパターニングを使用すると、２つの異なるタイプの機械を識別することができる。一般的にウェハステッパと呼ばれる１つのタイプのリソグラフィ投影装置では、全体マスクパターンを目標部分に１回の作動にて露光することによって各目標部分が照射される。一般に走査ステップ式装置と称される代替装置では、所定の基準方向（「走査」方向）にマスクパターンを投影ビームで徐々に走査し、これと同時に基板テーブルをこの方向と平行に、あるいは反平行に走査することにより、各目標部分が照射される。一般的に、投影システムは倍率係数Ｍ（一般的に、＜１）を有することから、基板テーブルが走査される速度Ｖは、マスクテーブルが走査される速度の係数Ｍ倍となる。ここに記載を行ったリソグラフィデバイスに関するさらなる情報は、例えば、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する製造プロセスにおいて、マスクパターンは少なくとも部分的に放射線感光材（レジスト）の層で覆われた基板上に描像される。この描像ステップに先立ち、基板は、プライミング、レジスト塗布、およびソフトベークといったような各種のプロセスを経る。露光後、基板は、露光後ベーク（ＰＥＢ）、現像、ハードベーク、および描像形態の測定／検査といったような他の工程を通る。このプロセスの配列は、例えばＩＣといったような素子の個々の層をパターニングするための基準として使用される。このようなパターニングされた層は、それから、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、化学機械的研磨等といった種々のプロセスを経る。これらは全て個々の層を仕上げるためのものである。
【００１１】
数枚の層が必要とされる場合には、全体プロセス、もしくはその変形をそれぞれの新しい層で繰り返す必要がある。最終的に、素子のアレイが基板（ウェハ）上に形成される。次に、これらの素子はダイシングやソーイングといったような技法で相互より分離される。それから個々の素子は、キャリアに装着されたり、ピンに接続されたりし得る。こうしたプロセスに関するさらなる情報は、１９９７年にマグローヒル出版会社より刊行された、Ｐｅｔｅｒ  ｖａｎ  Ｚａｎｔ著、「マイクロチップ製造：半導体処理に対する実用ガイド」という名称の書籍（“Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ  Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ：Ａ  Ｐｒａｔｉｃａｌ  Ｇｕｉｄｅ  ｔｏ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ”）の第３版、ＩＳＢＮ０−０７−０６７２５０−４を参照されたい。
【００１２】
簡潔化の目的で、これより投影システムを「レンズ」と称するものとする。しかし、この用語は、例えば屈折光学システム、反射光学システム、および反射屈折光学システムを含むさまざまな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。放射線システムはまた、放射線の投影ビームの誘導、成形、あるいは制御を行う、こうした設計タイプのいずれかに応じて稼動する構成要素も備えることが出来る。こうした構成要素もまた以降において集約的に、あるいは単独的に「レンズ」と称する。さらに、リソグラフィ装置は２つあるいはそれ以上の基板テーブル（および／または２つもしくはそれ以上のマスクテーブル）を有するタイプのものでよい。このような「多段」デバイスにおいては、追加のテーブルが並列して使用される。もしくは、１つ以上の他のテーブルが露光に使用されている間に予備工程が１つ以上のテーブルにて実行される。２段リソグラフィ装置については、例えば米国特許第５，９６９，４４１号および国際特許出願第９８／４０７９１号を参照されたい。
【００１３】
さらに、リソグラフィ装置は２つあるいはそれ以上の基板テーブル（および／または２つもしくはそれ以上のマスクテーブル）を有するタイプのものでよい。このような「多段」デバイスにおいては、追加のテーブルが並列して使用される。もしくは、１つ以上の他のテーブルが露光に使用されている間に予備工程が１つ以上のテーブルにて実行される。２段リソグラフィ装置については、例えば米国特許第５，９６９，４４１号および国際特許出願第９８／４０７９１号を参照されたい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
従来、リソグラフィ装置は、投影システムの焦点面に基板の表面を位置決めするために制御装置を取り入れる。制御装置は、フィードバックサーボ情報を使用して、基板テーブルを位置決めする。それを実行する際に、制御装置は、最初にサーボエラーが生成された時に動作を開始するだけである。このような構成の結果、性能が制限され、焦点合わせが最適でなくなる。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の原理は、本明細書で実施形態を述べ、広義に説明するように、高品質の基板を製造できるように、焦点制御システムが改良されたリソグラフィ装置を提供することである。１つの実施形態では、リソグラフィ装置は、放射線ビームを提供するように構成された照明システム、放射線のビームの断面に所望のパターンを与えるパターニングデバイスを支持するように構成された第一支持構造、基板を保持する基板ホルダを含む第二支持構造、パターン形成された放射線のビームを基板の表面の目標部分に投影するように構成された投影システム、および基板ホルダを位置決めするよう構成されたサーボユニットを有する。装置はさらに、基準面に対して基板の表面上にある少なくとも１つの位置ポイントの距離を決定するように構成されたセンサユニット、基板表面上の対応する少なくとも１つの位置ポイントの個々の距離に基づいて、基板の表面情報を記憶するように構成されたメモリユニット、および記憶された表面情報に基づいてフィードフォワード設定ポイント信号を決定するように構成された計算ユニットを含み、したがってフィードフォワード設定ポイント信号は、基板ホルダを位置決めするためにサーボユニットへと前方に供給される。フィードフォワード（設定ポイント）信号は加速信号を含み、加速信号は、前記基板の表面のポイントの加速を含むことができることが好ましい。
【００１６】
本発明の特性は、サーボユニットの制御に改良の余地があるという洞察にある。本発明の別の特性は、この改良を実現できる方法の発見にある。最後に、これらの特性は、本発明によるリソグラフィ装置によって達成され、これには、基準面に対する表面上の個々の位置ポイントの個々の距離を有する基板の表面情報を記憶する記憶ユニットと、記憶された基板の表面情報に基づいて、サーボユニットのためにフィードフォワード設定ポイント信号を計算する計算ユニットとを設ける。
【００１７】
サーボユニットはフィードフォワード設定ポイント信号を受信するので、テーブルの位置決めは非常に正確かつ高速の（予め決定された）方法で実行することができ、したがってサーボがフィードバック設定ポイント信号によって制御されるだけである状況とは反対に、テーブルの望ましい位置からの有意の位置エラーが生じる前に、テーブルの位置が補正される。
【００１８】
センサユニットは、２次元座標の関数として距離測定値のアレイのフォーマットで前記表面情報を測定するレベルセンサを備えることができ、各２次元座標は、基準面上の対応する位置ポイントの直角投影によって画定される。テーブルの支持表面上に（例えば吸引クランパまたは静電クランパによって）基板を固定するか、締め付けている間に、表面を測定することが好ましい。というのは、支持表面への固定または締め付けが、表面のパターンに影響することがあるからである。表面情報を取得した後、基板の表面または「高さマップ」が分かる。
【００１９】
情報はその後、数学的な平滑化関数を基板の「高さマップ」に適合させるために使用することができ、ここで計算ユニットは、数学的平滑化関数および／または数学的関数の偏差に基づいて非常に正確なフィードフォワード設定ポイント信号うぃ決定するために、数学的平滑化関数の偏差を計算する。
【００２０】
基準面は、基板テーブルの支持表面にほぼ平行に配向することが好ましく、基準面は、投影システムに対して固定した位置を有することができる。後者は、投影システムに対して表面の距離が決定されることを保証し、したがって表面情報（「高さマップ」）を投影システムに関連させることができ、それによって信頼性の高い焦点制御が可能になる。
【００２１】
１つの実施形態は、第二支持構造が第二支持テーブルを有することを特徴とし、リソグラフィ装置は、第二基板テーブル上にある別の基板を露光しながら、第一基板テーブルに配置した基板の表面情報をレベルセンサで測定するよう構築され、配置される。その後、第一テーブル上の基板を露光し、前記測定中に収集した表面情報に基づいて、第一基板テーブルをサーボユニットによって位置決めする。したがって、本発明を実行するために、デュアルステージまたは２段の概念が効率的に使用される。
【００２２】
これにより、別の基板が第二テーブル上で露光されている間に、基板の表面または「高さマップ」が第一テーブル上で決定される。「高さマップ」の決定後であるが、基板の露光開始前に、計算を実行して、フィードフォワード設定ポイント信号を予め計算する。次に、露光した基板をリソグラフィ装置の他の部品へと搬送し、既に計算されているフィードフォワード設定ポイント信号に基づいて焦点制御を実行する間に、第一テーブル上に固定している間に測定してある基板を露光する（フィードフォワード信号は通常、避けられない位置、速度、加速度などのエラーを軽減するために加える）。
【００２３】
本文では、ＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用法に関して詳細なる参照説明を行うものであるが、本明細書で述べるリソグラフィ装置には多にも用途があることが理解されるべきである。例えば、これは、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用ガイダンスおよび検出パターン、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッド等の製造に使用され得る。
【００２４】
こうした代替的な用途においては、本明細書にて使用した「ウェハ」または「ダイ」といった用語は、それぞれ「基板」または「目標部分」といった、より一般的な用語に置き換えて使用され得ることは当業者にとって明らかである。本明細書で言及する基板は、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）または計測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。
【００２５】
本明細書において使用した「放射線」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）放射線（例えば、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、あるいは１２６ｎｍの波長を有する）および超紫外線（ＥＵＶ）放射線（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線を網羅するものである。
【００２６】
本明細書で使用する「パターニングデバイス」という句は、基板の標的部分にパターンを生成するなど、投影ビームの断面にパターンを与えるために使用できる手段を指すよう、広義に解釈されたい。投影ビームに与えるパターンは、基板の標的部分にある望ましいパターンに正確に対応しなくてもよいことに留意されたい。通常、投影ビームに与えるパターンは、集積回路など、標的部分に生成されるデバイスの特定の機能層に対応する。
【００２７】
パターニングデバイスは透過性または反射性でよい。上述したように、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、様々なハイブリッドマスクタイプのみならず、バイナリマスク、レベンソンマスク、減衰位相シフトマスクといったような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は小さなミラーのマトリクス配列を用いる。そのミラーの各々は、異なる方向に入射の放射線ビームを反射するよう個々に傾斜することができる。このようにして、反射されたビームはパターン形成される。
【００２８】
支持構造は、パターニングデバイスを支持、つまりその重量を担持する。これは、パターニングデバイスの方向、リソグラフィ装置の設計、および他の条件、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などに応じた方法で、パターニングデバイスを保持する。支持は、機械的締め付け、真空、または他の真空技術、例えば真空条件での静電締め付けなどを使用することができる。支持構造はフレームもしくはテーブルでよく、これは必要に応じて、固定式となるか、もしくは可動式となり、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所望の位置にあることを保証することができる。本明細書において使用する「レチクル」または「マスク」なる用語は、より一般的な「模様付け手段」なる用途と同義と見なすことができる。
【００２９】
本明細書において使用する「投影システム」なる用語は、例えば使用する露光放射線、または浸漬流体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、および反射屈折光学システムを含むさまざまな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「レンズ」なる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」なる用語と同義と見なされる。
【００３０】
照明システムは、放射線の投影ビームの誘導、成形、あるいは制御を行う屈折、反射、および反射屈折光学構成要素などの様々なタイプの光学構成要素も含むことができ、こうした構成要素もまた以降において集約的に、あるいは単独的に「レンズ」と称する。
【００３１】
リソグラフィ装置は２つ（デュアルステージ）あるいはそれ以上の基板テーブル（および／または２つもしくはそれ以上のマスクテーブル）を有するタイプのものである。このような「多段」機械においては、追加のテーブルが並列して使用される。もしくは、１つ以上の他のテーブルが露光に使用されている間に予備工程が１つ以上のテーブルにて実行される。
【００３２】
リソグラフィ装置は、投影システムの最終要素と基板との間の空間を充填するよう、基板を水などの比較的高い屈折率を有する液体に浸漬するタイプでもよい。浸漬液は、例えばマスクと投影システムの第一要素との間など、リソグラフィ装置の他の空間に適用してもよい。浸漬技術は、投影システムの開口数を増加させるため、当技術分野で周知である。
【００３３】
本発明は、例えば集積回路などを製造するリソグラフィ装置の使用方法にも関することが分かる。
【００３４】
以下では、本発明を幾つかの図面に関して説明する。これは例示のみを目的とし、請求の範囲で定義されるような保護範囲を制限するものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
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１を概略的に示したものである。この装置は、２つの基板テーブルＷＴａおよびＷＴｂを有するタイプであり、
放射線の投影ビームＰＢ（例えばＵＶまたはＥＵＶ放射線）を供給する照明システム（照明装置）ＩＬと、
パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを支持し、品目ＰＬに対して正確にパターニングデバイスの位置決めを行う第一サーボユニットＰＭに連結を行った第一支持構造（例えばマスクテーブルまたはホルダ）ＭＴと、
基板（例えばレジスト塗布したウェハ）Ｗを保持する基板ホルダ（例えばウェハテーブル）ＷＴを有し、品目ＰＬに対して正確に基板の位置決めを行うサーボユニットＰＷに連結を行った第二支持構造と、
パターニングデバイスＭＡによって投影ビームＰＢに与えたパターンを、基板Ｗの目標部分Ｃ（例えば１つまたは複数のダイを有する）に描像する投影システム（例えば反射性投影レンズ）ＰＬ、とを有する。
【００３６】
ここで示しているように、本装置は透過タイプである（すなわち透過マスクを有する）。しかし、一般的には、例えば（反射マスクを有する）反射タイプのものも可能である。あるいは、本装置は、上記に関連するタイプであるプログラマブルミラーアレイといったような、他の種類のパターニング手段も使用可能である。
【００３７】
照明装置ＩＬは放射線ソースＳＯから放射線のビームを受け取る。ソースとリソグラフィ装置とは、例えばソースがプラズマ放電ソースである場合に、別個の存在でよい。このような場合、ソースはリソグラフィ装置の一部を形成すると見なされず、放射線ビームは、例えば適切な集光ミラーおよび／またはスペクトル純度フィルタなどを有する放射線集光器の助けにより、ソースＳＯから照明装置ＩＬへと渡される。他の場合、例えばソースが水銀ランプの場合は、ソースが装置の一体部品でもよい。ソースＳＯおよび照明装置ＩＬは、放射線システムと呼ぶことができる。
【００３８】
照明装置ＩＬは、ビームの角度強度分布を調節する調節デバイスを有してよい。一般的に、照明装置の瞳面における強度分布の外部および／あるいは内部放射範囲（一般的にそれぞれ、σ−ｏｕｔｅｒおよびσ−ｉｎｎｅｒと呼ばれる）を調節することができる。照明装置は、投影ビームＰＢと呼ばれ、その断面に亘り所望する均一性と強度分布とを有する、調整された投影ビームを提供する。
【００３９】
投影ビームＰＢは、マスクテーブルＭＴ上に保持されているマスクＭＡに入射する。ビームＰＢはマスクＭＡで反射して、基板Ｗの目標部分Ｃ上にビームを集束するレンズＰＬを通過する。サーボユニットＰＷおよび位置センサＩＦ２（例えば干渉計デバイス）の助けにより、基板テーブルＷＴは、例えばビームＰＢの経路における異なる目標部分Ｃに位置を合わせるために正確に運動可能である。同様に、第一サーボユニットＰＭおよび位置センサＩＦ１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、あるいは走査運動の間に、ビームＰＢ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、オブジェクトテーブルＭＴおよびＷＴの運動は、第一サーボユニットＰＭおよびサーボユニットＰＷ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）にて行われる。しかし、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はショートストロークアクチュエータに連結されるだけであるか、あるいは固定される。マスクＭＡおよび基板Ｗは、マスクアラインメントマークＭ１、Ｍ２および基板アラインメントマークＰ１、Ｐ２を使用して位置合わせすることができる。
【００４０】
ここに表した装置は以下の好ましいモードにて使用可能である。
ステップモード。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保たれている。そして、投影ビームに与えたパターン全体が１回の作動（すなわち１回の静止露光）で目標部分Ｃに投影される。次に基板テーブルＷＴがＸ方向および／またはＹ方向にシフトされ、異なる目標部分Ｃが照射され得る。ステップモードでは、露光フィールドの最大サイズが、１回の静止露光で描像される目標部分Ｃのサイズを制限する。
走査モード。マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴを同期走査する一方、投影ビームに与えられたパターンを目標部分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ＰＬの拡大（縮小）および像反転特性によって決定される。走査モードでは、露光フィールドの最大サイズが、１回の動的露光で目標部分の（非走査方向における）幅を制限し、走査動作の長さが目標部分の（走査方向における）高さを決定する。
他のモード。マスクテーブルＭＴが基本的に静止状態に維持されて、プログラマブルパターニングデバイスを保持し、投影ビームに与えられたパターンを目標部分Ｃに投影する間に、基板テーブルＷＴが動作するか、走査される。このモードでは、一般的にパルス状放射線ソースを使用して、基板テーブルＷＴを動作させるごとに、または走査中に連続する放射線パルス間に、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なしリソグラフィに容易に適用することができる。
【００４１】
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使用することができる。
【００４２】
実施形態
直後で検討するシングルステージ基板ステッパは、フィードバック信号に基づいてのみ作動するサーボユニットを有し、これとともに「オン・ザ・フライ」が実行される。基板の露光中に、レベルセンサＬＳが１つまたは複数の位置ポイントで基板の高さ（基準フレームＲＥＦに対する基板表面の距離）を決定し、サーボユニットにフィードバックする。レベルセンサの測定値は、制御装置が使用する前に、基板テーブルＷＴ上の固定ポイントに対する基板（ウェハ）表面の距離に変換される。
【００４３】
例えば図２で示すように、基板（ウェハとも呼ぶ）Ｗを基板テーブルＷＴ（基板Ｗが固定されている）とを組み合わせた高さを、ＺＳと定義する。次に、基板テーブルＷＴの位置を、図２で示すように基準フレームＲＥＦに対して干渉計ＩＦで測定し、ＺＩＦで示すと、関係式ＺＳ＝ＺＬＳ−ＺＩＦが成立し、ウェハテーブルＷＴに対する表面の方向が分かる。次に実践では、大部分が距離または高さ（ＺＬＳ）ばかりではなく計差（ＲｘおよびＲｙ）も測定する。本開示では、状況に応じて、距離または表面の情報は傾斜も含む。
【００４４】
一般的に、レベルセンサＬＳは焦点合わせの観点から最適である信号を生成しないことに留意されたい。その一例として、レベルセンサが測定するウェハ上の区域は、露光スリットからずれることがある。最適の焦点合わせを生成する実際の最適ステージ位置は、露光スリット内の十分に細かい測定グリッドによってのみ決定することができ、これは通常、オン・ザ・フライのレベリングシステムには存在しない。ステージがその入力としてレベルセンサの出力を直接使用しない理由の一つが、これである。検討したように、最初に図２で示すように基板の高さを計算する。
【００４５】
図３は、テーブル制御装置２（ステージ制御装置とも呼ぶ）の概観を示す。制御装置は、基準面ＲＥＦに対する基板Ｗの表面上の位置ポイントの測定距離ＺＬＳを含む信号（信号には傾斜測定値も含むことができる）を出力するレベルセンサＬＳを有してよい（図２では、レベルセンサＬＳも、図では図示されていない基準面ＲＥＦに固定されていることに留意されたい）。レベルセンサＬＳが出力する信号は、結合器４に供給され、測定信号ＺＩＦから引かれるが、この測定信号は、基準フレームＲＥＦに対する基板テーブルＷＴの位置を示す。結合器４の出力は、先行する部分で述べたようなＺＳと等しく、ウェハ形状フィルタＷＳＦを通るステージ制御ループへの入力として作用する。このことは、ＺＳが大きい（厚い基板の）場合、結合器４の出力が小さく、ステージを下方向に制御し、したがって投影レンズＰＬの焦点面に表面を維持することを示唆する。
【００４６】
次に、ウェハ形状フィルタＷＳＦが異なる信号を処理し、これで予備形成された最適設定ポイントが生成される。さらに、ウェハ形状フィルタＷＳＦは、特定の個々のＬＳ空間特性の補正も実行することができる。したがって、基板の高さは、いわゆる「ウェハ形状フィルタ」によってフィルタリングされ、これはウェハステージを位置決めするために、サーボユニットＰＷの最適レベリング設定ポイントを生成しようとする。これで、ウェハ形状フィルタＷＳＦの出力は、図３で示すように干渉計によって制御されたウェハステージＷＴの設定ポイントとして機能する。
【００４７】
ここで、結果として生じたテーブルＷＴの実際の位置が、ＩＦを介して結合器６へと図３で示すようにフィードバックされる。この方法で、フィードバックサーボ設定ポイントの構成を、特に基板テーブルの位置決め、および投影システムＰＳの焦点面における基板表面の位置決めに使用する。したがって、制御装置２には、サーボユニットのためのフィードフォワード設定ポイント信号がないことに留意されたい。したがって、制御装置は、最初のサーボエラーが生成された時に動作を開始するだけである。その結果、サーボ性能が制限され、焦点合わせが最適でなくなる。
【００４８】
本発明によるリソグラフィ装置の実施形態を開示する。この実施形態では、デュアルステージ（デュアルテーブルまたはツイン走査装置）装置について詳細に検討する。本発明は、このツイン走査装置に最適な方法で適用することができるが、本発明はシングルステージの機械にも同様に適用できることが容易に理解される。
【００４９】
デュアルステージ装置では、最初に図４で示すように、「レベルセンサ」ＬＳが測定ステージで完全なウェハの高さマップ（基板の表面情報）を測定する。測定値は、メモリユニットに記憶することができる（このメモリユニットは、電子機器を介してレベルセンサＬＳに接続することができる）。ウェハの高さは、前述したのと同様に決定される。しかし、使用されるレベルセンサは、以前より大きいアレイの測定位置ポイントを使用し、したがってはるかに細かい詳細データを生成する。これは、基準面にて２次元座標の関数として測定した距離のアレイを生成する。
【００５０】
これで、前述した設計の場合よりはるかに解像度が高く、詳細なウェハの高さマップが使用可能であるので、実際の最適ステージプロフィールを計算することができる。このプロフィールは、最適なウェハの焦点合わせを保証する。この計算を、「移動焦点」ブロックで示す（図４のＭＦブロック参照）。
【００５１】
さらに、最適なプロフィール上で、ステージ位置の関数として望ましいステージＺ、ＲｘおよびＲｙ位置を述べる一連の多項式を合わせて適合する。多項式は、比較的低い次数（４または５）であるが、それぞれがウェハ表面の小さい部分（約４ｍｍ）しか記述しない。このステップは、図４のＰＦブロックで示すように「多項式適合」で示され、「場所ドメイン」（ウェハ上のＸ、Ｙ位置の関数としてのウェハ表面）における記述から、ウェハステージ制御装置が使用するような「時間ドメイン」への平滑な遷移を可能にする。
【００５２】
「設定ポイント生成器」ＳＥＴは、多項式を時間の関数として評価し、したがってステージ位置設定ポイントを生成する。また、時間の関数としてステージ加速度設定ポイントを生成する。このステップには、多項式の二重微分が必要であり、これは簡単な記号の操作である。実際、加速度は、元の４次または５次多項式から導出した新しい２次または３次多項式を評価することによって生成される。この実施形態の計算ユニットは、ブロックＭＦ、ＰＦ、ＳＥＴを含む。サーボ制御装置ユニットは、ブロックＰＷで示される。
【００５３】
これで加速度設定ポイントが使用可能であるが、これにステージ質量を掛けると、ステージの移動に必要な力が得られる。したがって、この力をステージに加えると、位置設定ポイントに従って移動する。加速度フィードフォワードにより、ステージが位置設定ポイントに従って移動する場合、ステージ制御装置への入力はゼロであり、したがって制御エラーはゼロである。要するに、フィードフォワードが正確であると、このようなフィードフォワード信号がない従来の制御システムより、制御エラーがはるかに小さくなる。
【００５４】
フィードフォワード信号は、フィードフォワードブロックＦＦから結合器８へと至る任意の連続線に従ってフィードフォワードすることができ、したがってフィードフォワード信号が結合器８（この場合、結合器８はサーボユニットの一部である）に投入され、これでフィードフォワード設定ポイント信号は、フィードバック制御の結果生じた制御装置信号と結合されることに留意されたい。点線で示すように、実際にはフィードフォワード信号がサーボユニットＰＷに投入されることの方がよりよく視覚化されることが分かる。
【００５５】
実験結果によると、フィードフォワード設定ポイント信号を加えることによって達成される性能の改良は、サーボユニットのフィードバック設定ポイント信号を設けただけの従来のシステムに対して重要である。オーバレーエラー（ＭＡエラー）は１１ｎｍから５ｎｍへと減少し、フェージングエラー（ＭＳＤエラー）は２３ｎｍから１１ｎｍへと減少する。
【００５６】
以下で、高いスループットおよび非常に優れた動的性能、さらに１００ｎｍ未満のリソグラフィで必要とされる描像機能を有するデュアルステージリソグラフィ装置について、さらに詳細に説明する。デュアルステージシステムに追加される価値の一つは、露光と平行にウェハ測定および他のオーバヘッドを実行し、したがって１時間当たりの正味ウェハを増加させることによって、利用効率を増加させることである。また、これらのウェハ測定は、その予想および補償の本質的機能を通して、シングルステージシステムより包括的に実行し、デュアルステージシステムの性能利点を生成することができる。
【００５７】
計測位置にて、完全な３次元のウェハマップを生成することができる高い空間周波数測定レベルのセンサを使用して、ウェハ表面の高さを十分にマッピングする。これによって、ウェハ表面をレンズの焦点面に最適に配置して、焦点ずれを最低限に抑え、したがって最適なＣＤ制御を与えることができる。
【００５８】
デュアルステージシステムのレベリング性能の利点を証明するために、既知の／設計通りのウェハトポロジーを有する幾つかの試験ケースを使用する。そのケースの一つは、高トポロジーウェハに対するレベリング性能の利点を扱い、これは焦点ずれおよびＣＤの均一性の結果によって表される。実験の焦点ずれの結果と、本質的なウェハの平坦さおよび有限なスリットのサイズが与えられた理論的に最善の達成可能な焦点ずれとを比較することによって、ほぼ理想的なレベリング性能が示される。オン・ザ・フライのレベリングに対して、別個の計測位置は、露光走査速度に関係なく、ウェハの高さ測定と実際の露光レベリング実行との間の重大なタイミング関係を解消する。
【００５９】
レベリング性能の利点以外に、デュアルステージシステムの完全なウェハマップ機能によって、露光すべき全ての区域にわたって詳細な焦点位置ポイントの監視機能が可能になる。露光前にウェハ高さを測定しても、露光のために所望のステージ位置決めを導出する方法の融通性と、リアルタイムのウェハ平坦さの監視に関する詳細な情報を抽出する可能性とが提供される。
【００６０】
デュアルステージシステムによって、基板を平行で測定し、露光することができる。測定位置にて、高空間周波数レベルセンサを使用してウェハ表面の３次元マップを生成する。このウェハマップは、０．８ｍｍ×０．５ｍｍの空間解像度を有し、これは２．８ｍｍ×２．５ｍｍの寸法を有するレベルセンサの位置ポイントを使用し、走査方向でサンプリングすることによって獲得される。ウェハの高さ解像度マップにより、露光スリットのサイズに関してレベリングのプロフィールを最適化することができる。
【００６１】
ウェハの補正不可能な焦点エラーを、露光スリットのサイズが有限なために完全には補償することができないウェハ表面のトポグラフィと定義する。静止露光の場合、この補正不可能なエラーは、焦点ずれエラーと直接対応する。しかし、走査露光中に、補正不可能なエラーは、ウェハ上の特定の位置でスリットを走査するにつれ、連続的に変化する。後者の場合、露光時間にわたる補正不可能なエラーの平均値は、この位置が露光中に経験する平均の焦点ずれを定義する。スリットのサイズと、ウェハトポグラフィの空間周波数および振幅とに依存するこの値を、シミュレーションした焦点ずれ、又はｚ方向の移動平均（ＭＡ（ｚ））と定義する。スリット寸法より大きいトポグラフィの変化は、ステージの高さおよび傾斜角度をそれに従って調節することによってレベリングすることができる。トポグラフィの変化が生じる距離が、スリットの寸法より小さい場合は、高さの変化を効果的にレベリングすることができない。
【００６２】
ウェハの補正不可能なエラー、つまり移動平均ＭＡ（ｚ）は、スリットのサイズにわたって積分されたＺ（ｙ）、Ｒｘ（ｙ）およびＲｙ（ｙ）設定ポイントによって決定される。露光スリットサイズに従った移動焦点の最適化を計算する。これは、測定したウェハ表面を通る有限のスリットサイズの最適路である。その結果、ウェハステージ設定ポイントＺ（ｙ）、Ｒｘ（ｙ）およびＲｙ（ｙ）になる。
【００６３】
焦点性能は、スキャナが平坦な面でウェハ表面をいかにうまく位置決めできるかを示し、これを投影レンズの焦点面と結合する。この焦点性能は、２つの異なる寄与に、つまりレベリングの寄与とサーボシステムの寄与に分けることができる。後者のエラーは、レベリングシステムによって要求された位置と比較したステージの位置の偏差である。レベリング性能は、レベルセンサからのエラーソース、最終的に必要な追加のフィルタリングおよびウェハの非平坦さを含む。
【００６４】
デュアルステージシステムでは、レベリング性能は主にレベリング反応によって決定される。これは、特定のスリットサイズが与えられた状態で、測定したウェハのマップを露光プロフィールに数学的に変換することである。しかし、オン・ザ・フライのレベリングを使用するシングルステージシステムでは、露光スリット区域内でウェハ高さを平均するにはオン・ザ・フライで実行する必要があり、露光スリット区域にあるセンサ位置ポイントのレイアウトおよび適用範囲、および測定された高さをスリット平均の高さおよび傾斜情報に変換するために個々の位置ポイントに与える追加のフィルタリングから影響を受ける。
【００６５】
生産状態にあるデュアルステージシステムでは、ウェハの露光中に、露光前に測定したウェハのマップによってウェハの位置を決定する。これは、測定位置で測定したマップで、基準高さによって画定された基準面に対して、ｘおよびｙの関数としてウェハの高さを与える。露光中に焦点面にウェハ表面を位置決めするために使用するのは、ウェハ表面のこの高さマップである。
【００６６】
デュアルステージシステムは、９個の位置ポイントのレベルセンサアレイを使用する。アレイの各位置ポイントは、２．８×２．５ｍｍ２の区域にわたってウェハ表面の高さを測定することができる。走査方向でオーバラップ測定を使用することにより、２．８×０．５ｍｍ２まで空間解像度を測定する。つまり、レベルセンサの位置ポイントは、露光スリットサイズを最適化したレベリングプロフィールを計算するために、高さ情報をフィルタリングしない。完全なウェハの高さマップは、露光フィールドに対応するパターンで、センサの下にある完全な３００ｍｍのウェハを走査することによって決定される。
【００６７】
このセクションでは、２つの異なるケースでデュアルステージシステムの焦点性能を詳細に説明する。最初に、フィールド間の高さの変動を扱う方法を示し、２番目に、赤外線フィールドの高さ変動、本質的なウェハの非平坦さを扱った後に、数学的レベリング反応といかに一致するかを示す。
【００６８】
ウェハステージのサーボ性能に対して、使用される性能指標は、ウェハステージ位置決めエラーの移動平均（ＭＡ）および移動標準偏差（ＭＳＤ）であり、いわゆるサーボエラーである。移動平均エラー（ＭＡ）は、特定の位置でスリットに現在ある全ての位置エラーの平均である。移動標準偏差エラー（ＭＳＤ）は、特定の位置でスリットに現在ある全ての位置エラーの標準偏差である。ＭＡは、焦点（垂直軸）に強く関連し、ＭＳＤはフェージングとの関連の方が強い。
【００６９】
実際の露光の前に全ての露光プロフィールを決定できるデュアルステージシステムでは、ステージの動力学についてステージ性能を最適化することができる。特定の露光プロフィールが与えられると、図５で示すようにステージに加えるべき力を予め決定することができる（フィードフォワード）。ステージの質量が与えられると、これによってステージの平衡した動作が可能になる（図５で以下の「・・・」のように示したフィードフォワード曲線（Ｉ）参照）。ステージの位置を補正するために、フィードフォワードがないシステムでは図５で示すように所望の動作の望ましくないオーバーシュートを引き起こし得る瞬間的力（図５で以下の「＿＿」のように示したフィードフォワードなしの曲線（ＩＩ）参照）をそれに加えねばならないのではなく、これは、デュアルステージシステムに与えられるフィードフォワード技術で回避することができる。
【００７０】
シングルステージ技術を使用する場合は、大部分が閉ループフィードバック制御しか使用せず、次に来るプロフィール、さらにステージに加えるべき力を予測することができない。これを補正する試みで（図５の「−・−」で示したようにフィルタリングありの曲線（ＩＩＩ）参照）、図５で示すように閉ループフィードバックで追加のフィルタリングを適用することができ、露光スリットの前でシステムが測定できるようにした場合、この情報を使用して、フィードフォワード技術で獲得した結果に近づかずに、この結果を少々改良することができる。
【００７１】
したがって、サーボシステムのフィードフォワード焦点制御を有するデュアルステージの概念において、この概念は、システムに対するランダムで予測不可能な妨害のみしか扱わず、ウェハのトポロジーは扱わない。
【００７２】
例えば剥き出しのＳｉウェハから後端処理したウェハまで、トポグラフィが徐々に増加する基板（ウェハ）などで、実際に好ましい結果が出た。この結果は、デュアルステージシステムが提供するフィードフォワードの可能性の非常に明快な利点を示し、これはトポグラフィが高い基板（ウェハ）で特に明白である。トポグラフィが徐々に増加する様々なウェハのＭＡ  Ｚサーボの走査性能の結果、および同じウェハセットのＭＳＤ  Ｚサーボ性能の結果は、実際の実験で取得したものである。
【００７３】
露光前にウェハの高さを予めマッピングすると、スループットの利点ばかりでなく、レベリング性能の利点もある。最初の利点は、シングルステージシステムでは露光走査がウェハ（裏表）を走査できないようにするので生じ得る経路指示の制約が、デュアルステージシステムでは不必要なことから生じる。つまり、ウェハを露光するために、その上で単純な蛇行運動すれば十分である。
【００７４】
内部フィールドのレベリング性能と同様に、本発明によるデュアルステージシステムは常に従来のシングルステージシステムより優れているが、理論的に最善の達成可能な焦点ずれへの追加は、内部フィールドと比較して、縁部フィールドの方が多少大きくなることがある。縁部フィールドで焦点ずれが多少大きくなるのは、様々な実験の測定グリッドが同一でないからである。
【００７５】
シングルステージ技術と対照的に、デュアルステージシステムは２つの異なるチャック（ステージ、テーブル）を使用する。デュアルステージシステムの設定中に、２つのチャックを相互に対して校正する。２つのチャックの焦点性能の認定は、ＬＱＴ露光を使用し、同じウェハをいったんチャック１で、その直後に（ウェハを再加工せずに）チャック２で（焦点に感応するマークをシフトした状態にて）露光して実行する。
【００７６】
このウェハの焦点ずれデータは、チャック１上のウェハに対応する焦点ずれ、およびチャック２上のウェハについて記憶される。
【００７７】
このような２つの焦点ずれマップは、次に平均差、全体傾斜の差、および分布幅に関して分析する。２つの焦点ずれ分布の差を検出し、その結果、チャック間の全体的焦点の差が表示される。同じシステムのセットで、２つの焦点ずれの全体的焦点傾斜間の差を導出することができる。
【００７８】
測定位置にあるデュアルステージシステムは、露光前にレベルセンサで全てのウェハを測定する。オン・ザ・フライのレベリング技術を使用するシングルステージシステムでは、実際の露光中にこの高さ情報を収集する。適用範囲が大きい露光区域を測定する大きいセンサ位置ポイントを使用するか、露光すべき区域の一部しか対象としない比較的小さい位置ポイントを選択する大部分のシングルステージシステムとは対照的に、デュアルステージシステムのレベルセンサ測定は、いわゆるウェハマップを決定し、ほぼ１００％が基板表面全体を対象とする。
【００７９】
焦点位置ポイントの監視によって、デュアルステージシステムはウェハマップの測定値に基づいてインライン式計測の選択肢を有することができる。その一例は、ツインスキャンの焦点位置ポイントの監視選択肢であり、これによってウェハの露光前でも焦点位置ポイントを検出することができる。焦点位置ポイントの検出は、ウェハマップの生データに基づく。ウェハの全体的形状を取り出すために、生データから２次面を引く。
【００８０】
デバイスのトポグラフィを、焦点位置ポイントとして誤って検出してはならないことは明白である。その理由から、ソフトウェアのアルゴリズムは露光フィールドの平均トポグラフィを計算し、それを以前のウェハマップから引く。残るのは、実際に剥き出しのシリコン基板のみのウェハマップである。ウェハマップデータ操作の別のステップは、移動平均の原理を使用したＸおよびＹフィルタリングである。使用者は、使用する長方形の寸法を画定することができる。このステップは、平滑化したウェハマップを生成する。最後に、「基板のみ」および「平滑化したウェハマップ」を引くことにより、残りのマップが生成される。
【００８１】
デュアルステージシステムの焦点位置ポイント検出は、基板測定の適用範囲と解像度とかはるかに良好であるので、シングルステージシステムより焦点位置ポイントの感度がはるかに高いことに留意されたい。
【００８２】
前述したように、高密度レベルセンサの測定は、ウェハマップに基づいてはるかに多くの分析を可能にする。露光したウェハごとに、ウェハの全適用範囲で高さ情報を測定するので、ウェハの補正不可能なエラーに関してウェハの平坦さを認定または監視することができる。また、デュアルステージシステムの実際の焦点性能は、補正不可能なエラーの計算と相関関係がある。したがって、デュアルステージシステムをリアルタイムの平坦さモニタとして使用する以外に、焦点予測への応用もできる。つまり、インライン焦点ずれの予測をすることができる。
【００８３】
高密度ウェハマップを測定したので、既に説明したように、ダイ内部の平均トポグラフィを決定することができる。平均フィールドトホグラフィが分かると、露光フィールドに焦点のオフセットを適用することによって、フィールド内で焦点を最適にすることができる。将来の応用は、生じ得る高さ測定値のオフセットを補償するために、フィールド内の焦点オフセットを適用できることさえ目標にしている。このオフセットは、追加のセンサ、外部計測の測定値、焦点校正方法などの他の測定値から導出することができる。
【００８４】
これは、露光走査速度に比較的依存しない解決法であることが判明し、フィードバックサーボ技術を使用した単純なシングルステージシステムより性能が優れている。縁部フィールドのレベリングもはるかに良好である。内部フィールドでの性能とほぼ一致する縁部フィールドのレベリング性能は、示されるＣＤＵデータにも反映され、ここでは内部フィールドと縁部フィールドの性能に有意の差がない。同じ機械で２つのチャックを使用することにより、両チャックの焦点性能を一致させることができ、これは使用者に対して同一であり、チャック同士を区別する必要がない。
【００８５】
以上、本発明の特定の実施形態を上記で説明したが、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。したがって、本説明は本発明を制限する意図ではない。本発明の構成、操作および挙動は、本明細書で提示されたレベルの詳細が与えられれば、実施形態の改造および変形が可能であることを理解して説明されている。したがって、以上の詳細な説明は、いかなる意味でも本発明を制限する意味または意図を有さず、本発明の範囲は、請求の範囲によって定義される。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【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ものである。
【図２】基板の表面の概略的な１次元表示である。
【図３】リソグラフィ装置の従来の焦点制御を示したものである。
【図４】本発明によるリソグラフィ装置の焦点制御の制御システムを示したものである。
【図５】様々なサーボ応答プロフィールの概観である。
【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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