(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターン形成デバイスから基板上にパターンを転写するように構成されるリソグラフィ装置を使用するデバイス製造方法用の１つ又は複数の最適焦点設定を決定するための方法であって、
前記リソグラフィ装置を使用して複数の目標マーカを基板上にプリントするステップであって、前記複数の目標マーカのうちの異なる目標マーカは異なる焦点設定を用いてプリントされるステップと、
角度分解散乱計を使用して、前記目標マーカの特性を測定するステップと、
前記目標マーカの測定された特性に基づいて前記１つ又は複数の最適焦点設定を決定するステップと、を含み、
各前記目標マーカは、形態は同じで、互いに対して１８０°回転した、又は互いに鏡像関係にある２つのマーカからなるマーカ対であって、
前記プリントするステップは、前記マーカ対をなす２つのマーカを同一の焦点設定を用いてプリントし、
前記目標マーカの特性を測定するステップは、前記角度分解散乱計を使用して、前記マーカ対をなす２つのマーカそれぞれの特性を測定し、
前記１つ又は複数の最適焦点設定を決定するステップは、各前記対の一方のマーカの特性の測定値を各前記対の他方のマーカの特性の測定値から減算して、各前記目標マーカの特性を決定し、該決定された各前記目標マーカの特性を比較する、方法。
【請求項２】
前記特性が、前記目標マーカの非対称性に関する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
パターン形成デバイスから基板上にパターンを転写するように構成されるリソグラフィ装置を使用するデバイス製造方法であって、
１つ又は複数の焦点設定を、
前記リソグラフィ装置を使用して複数の目標マーカを第１の基板上にプリントするステップであって、前記複数の目標マーカのうちの異なる目標マーカは異なる焦点設定を用いてプリントされるステップと、
角度分解散乱計を使用して、前記目標マーカの特性を測定するステップと、
前記目標マーカの前記測定された特性に基づいて１つ又は複数の最適焦点設定を決定するステップと、によって決定するステップと、
前記１つ又は複数の最適焦点設定を使用してデバイス・パターンを第２の基板上に転写するステップと、を含み、
各前記目標マーカは、形態は同じで、互いに対して１８０°回転した、又は互いに鏡像関係にある２つのマーカからなるマーカ対であって、
前記プリントするステップは、前記マーカ対をなす２つのマーカを同一の焦点設定を用いてプリントし、
前記目標マーカの特性を測定するステップは、前記角度分解散乱計を使用して、前記マーカ対をなす２つのマーカそれぞれの特性を測定し、
前記１つ又は複数の最適焦点設定を決定するステップは、各前記対の一方のマーカの特性の測定値を各前記対の他方のマーカの特性の測定値から減算して、各前記目標マーカの特性を決定し、該決定された各前記目標マーカの特性を比較する、方法。
【請求項４】
前記特性が、前記目標マーカの非対称性に関する、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
パターン形成デバイスから基板上にパターンを転写するように構成されるリソグラフィ装置を使用するデバイス製造方法用の１つ又は複数の最適焦点設定を決定するための方法であって、
前記リソグラフィ装置を使用して複数の目標マーカを基板上にプリントするステップであって、前記複数の目標マーカのうちの異なる目標マーカは異なる焦点設定を用いてプリントされるステップと、
角度分解散乱計を使用して、前記目標マーカの非対称性の特性を測定するステップと、
前記目標マーカの測定された特性に基づいて前記１つ又は複数の最適焦点設定を決定するステップと、を含み、
各前記目標マーカは、形態は同じで、互いに対して１８０°回転した、又は互いに鏡像関係にある２つのマーカからなるマーカ対であって、
前記プリントするステップは、前記マーカ対をなす２つのマーカを同一の焦点設定を用いてプリントし、
前記目標マーカの特性を測定するステップは、前記角度分解散乱計を使用して、前記マーカ対をなす２つのマーカそれぞれの特性を測定し、
前記１つ又は複数の最適焦点設定を決定するステップは、各前記対の一方のマーカの特性の測定された非対称性Ａｍを示す式（１）
Ａｍ＝Ａｔ＋Ａｅ      （１）
（式中、Ａｔは目標マーカの実際の非対称性であり、Ａｅは角度分解散乱計である。）
から、各前記対の他方のマーカの特性の測定された非対称性Ａｍ’を示す式（２）
Ａｍ’＝−Ａｔ＋Ａｅ      （２）
を減算して、各目標メーカの実際の非対称性Ａｔを取り出し、該決定された各前記目標マーカの実際の非対称性を比較する、方法。
【請求項６】
パターン形成デバイスから基板上にパターンを転写するように構成されるリソグラフィ装置を使用するデバイス製造方法であって、
１つ又は複数の焦点設定を、
前記リソグラフィ装置を使用して複数の目標マーカを第１の基板上にプリントであって、前記複数の目標マーカのうちの異なる目標マーカは異なる焦点設定を用いてプリントされるステップするステップと、
角度分解散乱計を使用して、前記目標マーカの特性を測定するステップと、
前記目標マーカの前記測定された特性に基づいて１つ又は複数の最適焦点設定を決定するステップと、によって決定するステップと、
前記１つ又は複数の最適焦点設定を使用してデバイス・パターンを第２の基板上に転写するステップと、を含み、
各前記目標マーカは、形態は同じで、互いに対して１８０°回転した、又は互いに鏡像関係にある２つのマーカからなるマーカ対であって、
前記プリントするステップは、前記マーカ対をなす２つのマーカを同一の焦点設定を用いてプリントし、
前記目標マーカの特性を測定するステップは、前記角度分解散乱計を使用して、前記マーカ対をなす２つのマーカそれぞれの特性を測定し、
前記１つ又は複数の最適焦点設定を決定するステップは、各前記対の一方のマーカの特性の測定された非対称性Ａｍを示す式（１）
Ａｍ＝Ａｔ＋Ａｅ      （１）
（式中、Ａｔは目標マーカの実際の非対称性であり、Ａｅは角度分解散乱計である。）
から、各前記対の他方のマーカの特性の測定された非対称性Ａｍ’を示す式（２）
Ａｍ’＝−Ａｔ＋Ａｅ      （２）
を減算して、各目標メーカの実際の非対称性Ａｔを取り出し、該決定された各前記目標マーカの実際の非対称性を比較する、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焦点決定方法、デバイス製造方法、及びマスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィ装置は、所望パターンを基板上に、通常は基板の目標部分上に付与する機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造において使用されることができる。その場合、マスク又はレチクルとも呼ばれるパターン形成デバイスが、ＩＣの個々の層に形成される回路パターンを生成するのに使用されることができる。このパターンは、基板（例えば、シリコン・ウェーハ）上の（例えば、１つ又は複数のダイの部分を含む）目標部分上に転写されることができる。パターンの転写は一般に、基板上に塗布された放射感受性物質（レジスト）層上への結像による。一般に、１つの基板は、逐次的にパターン形成される隣接する目標部分からなるネットワークを含む。知られたリソグラフィ装置は、１度に１つのパターン全体を目標部分上に露光することによって、各目標部分が照射される、いわゆるステッパと、照射ビームによってパターンを一定の方向（「走査」方向）に走査しながら、それと同期してこの方向と平行又は逆平行に基板を走査することによって、各目標部分が照射される、いわゆるスキャナとを含む。パターンを基板上に刻印することによって、パターン形成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。
【０００３】
リソグラフィ・プロセスを使用するデバイスの製造において、各マスク・パターンは一般に、目標部分上に焦点を結ぶように投影される。実際面では、これは、基板の目標部分が、投影系によって投影される空間像の最良焦点の平面内に配置されることを意味する。クリティカル・ディメンジョン（ＣＤ）、すなわち、その寸法の変動がトランジスタのゲート幅などリソグラフィ内のフィーチャの物理的特性に望ましくないばらつきを生じさせる１つ又は複数のフィーチャの寸法が小さくなるにつれて、基板全体及び基板間での焦点の一貫性がますます重要になる。従来は、リソグラフィ装置は、空間像を精査するのに像センサを使用し、又は最適設定は、「センド・アヘッド・ウェーハ（ｓｅｎｄ−ａｈｅａｄ  ｗａｆｅｒ）」、すなわち、製造工程に先立って露光、現像、及び測定される基板によって決定された。センド・アヘッド・ウェーハでは、テスト構造が、いわゆる焦点エネルギー・マトリックス（ＦＥＭ：ｆｏｃｕｓ−ｅｎｅｒｇｙ  ｍａｔｒｉｘ）において露光され、最良の焦点及びエネルギー設定が、それらのテスト構造の試験から決定される。
【０００４】
焦点を監視する位置合わせ系の使用が提案されており、位置合わせ系の使用は、様々な異なる焦点設定における通常の位置合わせマーカに対して既知の位置に、すなわち投影系に対する基板の位置に、焦点感受位置合わせマーカ（ｆｏｃｕｓ−ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  ａｌｉｇｎｍｅｎｔ  ｍａｒｋｅｒ）をプリントすることを含む。これらの焦点感受マーカの通常の位置合わせマーカに対する位置が測定され、焦点誤差を表す位置合わせオフセット（ＡＯ：ａｌｉｇｎｍｅｎｔ  ｏｆｆｓｅｔ）が明らかにされる。
【０００５】
しかし、この方法は、マーカをプリントするため、及び位置合わせオフセットを決定するのに必要な位置合わせ測定を行うために、貴重なマシン・タイムを使用することがある。また、この方法は、例えば約１６μｍなど、位置合わせセンサに釣り合う区切り（ｐｅｒｉｏｄ）を有するマーカを使用することがあるが、これは、デバイス・パターンの限界構造の区切りよりもかなり大きい。したがって、位置合わせマーカにとって最適であると決定された焦点設定が、デバイス構造にとっても最適であるとは限らない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、より僅かなリソグラフィ装置時間しか費やさず、且つ／又はより短い区切りを有する構造を利用する、１つ又は複数の最適焦点設定を決定するための方法、前記１つ又は複数の最適焦点設定を使用するデバイス製造方法、及び１つ又は複数の前記方法で使用されるマスクを提供するのが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、パターン形成デバイスから基板上にパターンを転写するように構成されるリソグラフィ装置を使用するデバイス製造方法用の１つ又は複数の最適焦点設定を決定するための方法が提供され、前記方法は、
リソグラフィ装置を使用して複数の目標マーカを基板上にプリントするステップであって、目標マーカのうちの異なるマーカは異なる焦点設定を用いてプリントされるステップと、
角度分解散乱計（ａｎｇｌｅ−ｒｅｓｏｌｖｅｄ  ｓｃａｔｔｅｒｏｍｅｔｅｒ）を使用して、目標マーカの特性を測定するステップと、
目標マーカの測定された特性に基づいて１つ又は複数の焦点設定を決定するステップとを含む。
【０００８】
本発明の一態様によれば、パターン形成デバイスから基板上にパターンを転写するように構成されるリソグラフィ装置を使用するデバイス製造方法が提供され、前記方法は、
１つ又は複数の焦点設定を、
リソグラフィ装置を使用して複数の目標マーカを第１の基板上にプリントするステップであって、目標マーカのうちの異なるマーカは異なる焦点設定を用いてプリントされるステップと、
角度分解散乱計を使用して、目標マーカの特性を測定するステップと、
目標マーカの測定された特性に基づいて１つ又は複数の最適焦点設定を決定するステップとによって決定するステップと、
１つ又は複数の最適焦点設定を使用してデバイス・パターンを第２の基板上に転写するステップとを含む。
【０００９】
本発明の一態様によれば、パターン形成デバイスから基板上にパターンを転写するように構成されるリソグラフィ装置を使用するデバイス製造方法用の１つ又は複数の焦点設定を決定する方法で使用されるマスクが提供され、前記マスクは、目標マーカを表すパターンを備え、目標マーカは、焦点設定に感受性があり、約２００ｎｍから約１μｍの範囲の区切り又はスケールを有する構造と、デバイス製造方法でプリントされるデバイス・フィーチャのものと同じ区切り又はスケールを有する副構造とを備える。
【００１０】
今から、本発明の実施例が、添付の概略図を参照しながら例としてのみ説明されるが、図面において、対応する参照符号は、対応する部分を指示する。
【実施例】
【００１１】
図１は、本発明の一実施例で使用されるリソグラフィ装置を概略的に示す。前記装置は、
−  放射ビーム（例えば、ＵＶ放射又はＤＵＶ放射）Ｂを調整するように構成される照明系（照明器）ＩＬと、
−  パターン形成デバイス（例えば、マスク）ＭＡを支持するように構成され、パターン形成デバイスを一定のパラメータに従って正確に位置付けるように構成される第１の位置決め器ＰＭに接続される支持構造（例えば、マスク台）ＭＴと、
−  基板（例えば、レジスト塗布ウェーハ）Ｗを保持するように構成され、基板を一定のパラメータに従って正確に位置付けるように構成される第２の位置決め器ＰＷに接続される基板台（例えば、ウェーハ台）ＷＴと、
−  パターン形成デバイスＭＡによって放射ビームＢに与えられるパターンを基板Ｗの（例えば、１つ又は複数のダイを含む）目標部分Ｃに投影するように構成される投影系（例えば、屈折投影レンズ系）ＰＳとを備える。
【００１２】
照明系は、放射を方向付け、整形し、又は調整するための、屈折、反射、磁気、電磁気、静電、若しくはその他のタイプの光学構成要素、又はそれらの任意の組合せなど、様々なタイプの光学構成要素を含むことができる。
【００１３】
支持構造は、パターン形成デバイスの向き、リソグラフィ装置のデザイン、及び例えばパターン形成デバイスが真空環境で保持されているかどうかなどその他の条件に応じた方法で、パターン形成デバイスを保持する。支持構造は、機械的、真空、静電的、又はその他の締め付け技法を使用して、パターン形成デバイスを保持することができる。支持構造は、例えば、必要に応じて固定式にも又は着脱可能式にもすることができるフレーム又は台とすることができる。支持構造は、パターン形成デバイスが、例えば投影系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。本明細書における「レチクル」又は「マスク」という用語の使用は、より汎用的な「パターン形成デバイス」という用語と同義であると見なされ得る。
【００１４】
本明細書で使用される「パターン形成デバイス」という用語は、その断面のパターンを放射ビームに与えて、基板の目標部分にパターンを作成するためなどに使用され得る任意のデバイスを指示するものとして広く解釈されるべきである。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・フィーチャ又はいわゆるアシスト・フィーチャを含む場合は、基板の目標部分における所望パターンに正確に一致していなくてもよいことに留意されたい。一般に、放射ビームに与えられるパターンは、集積回路など目標部分に作成されるデバイスの特定の機能層に対応する。
【００１５】
パターン形成デバイスは、透過的であることも、又は反射的であることもできる。パターン形成デバイスの例は、マスク、プログラム可能ミラー・アレイ、及びプログラム可能ＬＣＤパネルを含む。マスクは、リソグラフィにおいてよく知られており、バイナリ、交互反転位相シフト、及び減衰位相シフトなどのマスク・タイプ、並びに様々な混成マスク・タイプを含む。プログラム可能ミラー・アレイの例は、入射放射ビームを異なる方向に反射するように各ミラーが個別に傾けられ得る小型ミラーの行列構成を利用する。傾斜ミラーは、ミラー行列によって反射される放射ビームにパターンを与える。
【００１６】
本明細書で使用される「投影系」という用語は、使用される露光放射、又は浸液の使用若しくは真空の使用などその他の要因にとって適切な、屈折、反射、反射屈折、磁気、電磁気、及び静電光学系、又はそれらの任意の組合せを含む任意のタイプの投影系を包含するものとして広く解釈されるべきである。本明細書における「投影レンズ」という用語の使用は、より汎用的な「投影系」という用語と同義であると見なされ得る。
【００１７】
本明細書で説明される装置は、（例えば、透過マスクを利用する）透過タイプのものである。代替として、装置は、（例えば、上で言及されたタイプのプログラム可能ミラー・アレイ、又は反射マスクを利用する）反射タイプとすることもできる。
【００１８】
リソグラフィ装置は、２つ（デュアル・ステージ）若しくはより多くの基板台（及び／又は２つ若しくはより多くのマスク台）を有するタイプとすることができる。そのような「マルチ・ステージ」マシンでは、追加の台は並列に使用されることができ、又は予備工程が１つ又は複数の台上で実行され、露光用に１つ又は複数の他の台が使用されることができる。
【００１９】
リソグラフィ装置は、投影系と基板の間の空間を満たすように、基板の少なくとも一部が、相対的に高い屈折率を有する液体、例えば水によって覆われることができるタイプとすることもできる。浸液は、リソグラフィ装置内の他の空間、例えば、マスクと投影系の間に与えられることもできる。液浸技法は、投影系の開口数を増大するために、当技術分野でよく知られている。本明細書で使用される「液浸」という用語は、基板などの構造が液体中に沈められなければならないことを意味せず、露光中に投影系と基板の間に液体が配置されることを意味するにすぎない。
【００２０】
図１を参照すると、照明器ＩＬは、放射源ＳＯから放射ビームを受け取る。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ることができる。そのような場合、放射源は、リソグラフィ装置の一部を形成するとは見なされず、放射ビームは、例えば、適切な方向付けミラー及び／又はビーム拡大器を含むビーム送出系ＢＤの助けを借りて、放射源ＳＯから照明器ＩＬに渡される。その他の場合、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組み込み部分であることができる。放射源ＳＯと照明器ＩＬは、必要ならばビーム送出系と一緒に、放射系と呼ばれることができる。
【００２１】
照明器ＩＬは、放射ビームの角強度分布を調整する調整器ＡＤを備えることができる。一般に、照明器の瞳平面内における強度分布の少なくとも外半径及び／又は内半径限度（ｏｕｔｅｒ  ａｎｄ／ｏｒ  ｉｎｎｅｒ  ｒａｄｉａｌ  ｅｘｔｅｎｔ）（一般に、それぞれσアウター（σ−ｏｕｔｅｒ）及びσインナー（σ−ｉｎｎｅｒ）と呼ばれる）を調整することができる。加えて、照明器ＩＬは、統合器ＩＮ及び集光器ＣＯなど、様々なその他の構成要素を備えることができる。照明器は、放射ビームを調整して、所望の均一性及び強度分布がその断面で得られるようにするのに使用されることができる。
【００２２】
放射ビームＢは、支持構造に保持されたパターン形成デバイス（例えば、マスクＭＡ）に入射し、パターン形成デバイスによってパターンを与えられる。放射ビームＢは、マスクＭＡを横断した後、ビームが基板Ｗの目標部分Ｃ上に焦点を結ぶようにする投影系ＰＳを通過する。例えば、異なる目標部分Ｃを放射ビームＢの経路に位置付けるために、基板台ＷＴは、第２の位置決め器ＰＷと位置センサＩＦ（例えば、干渉計デバイス、リニア・エンコーダ、又は容量センサ）の助けを借りて、正確に動かされることができる。同様に、第１の位置決め器ＰＭと（図１には明示的に示されていない）別の位置センサは、例えば、マスク・ライブラリからの機械的な取り出しの後、又は走査中に、放射ビームＢの経路に対してマスクＭＡを正確に位置付けるために使用されることができる。一般に、マスク台ＭＴの移動は、第１の位置決め器ＰＭの一部を形成する長行程モジュール（粗い位置決め）と短行程モジュール（微細な位置決め）の助けを借りて、実現されることができる。同様に、基板台ＷＴの移動は、第２の位置決め器ＰＷの一部を形成する長行程モジュールと短行程モジュールを使用して、実現されることができる。（スキャナではなく）ステッパの場合、マスク台ＭＴは、短行程駆動器にだけ接続されることができ、又は固定されることができる。マスクＭＡと基板Ｗは、マスク位置合わせマークＭ１、Ｍ２と基板位置合わせマークＰ１、Ｐ２を使用して位置合わせされることができる。例示された基板位置合わせマークは、専用の目標部分を占有しているが、基板位置合わせマークは、目標部分の間の空間に配置されることができる（これらはスクライブ・レーン（ｓｃｒｉｂｅ−ｌａｎｅ）位置合わせマークとして知られる）。同様に、マスクＭＡ上に２以上のダイが提供される状況では、マスク位置合わせマークは、ダイの間に配置されることができる。
【００２３】
説明された装置は、以下のモードのうちの少なくとも１つで使用されることができる。
【００２４】
１．ステップ・モードでは、マスク台ＭＴと基板台ＷＴは、基本的に静止状態に保たれ、放射ビームに与えられたパターン全体が、１回で目標部分Ｃに投影される（すなわち、単一静的露光）。その後、異なる目標部分Ｃが露光され得るように、基板台ＷＴが、Ｘ及び／又はＹ方向に移動される。ステップ・モードでは、露光領域の最大サイズは、単一静的露光で結像される目標部分Ｃのサイズに制限される。
【００２５】
２．スキャン・モードでは、マスク台ＭＴと基板台ＷＴは、放射ビームに与えられるパターンが目標部分Ｃに投影されている間、同期をとって走査される（すなわち、単一動的露光）。基板台ＷＴのマスク台ＭＴに対する速度と方向は、投影系ＰＳの拡大（縮小）率及び像反転特性によって決定されることができる。スキャン・モードでは、露光領域の最大サイズは、単一動的露光における目標部分の（非走査方向の）幅（ｗｉｄｔｈ）に制限され、走査動作の長さが、目標部分の（走査方向の）縦幅（ｈｅｉｇｈｔ）を決定する。
【００２６】
３．別のモードでは、マスク台ＭＴは、プログラム可能パターン形成デバイスを保持しながら基本的に静止状態に保たれ、基板台ＷＴは、放射ビームに与えられるパターンが目標部分Ｃに投影されている間、移動又は走査される。このモードでは一般に、パルス放射源が利用され、プログラム可能パターン形成デバイスは、基板台ＷＴの各移動後に、又は走査中に連続放射パルスの間隙で必要に応じて更新されることができる。このモードの動作は、上で言及されたタイプのプログラム可能ミラー・アレイなど、プログラム可能パターン形成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されることができる。
【００２７】
上述の使用モードの組合せ及び／若しくは変形、又は全く異なる使用モードも利用されることができる。
【００２８】
図２は、デバイス製造にとっての最適焦点設定が決定され、その後、デバイス製造に使用される、本発明の一実施例による方法を示すフローチャートである。
【００２９】
第１のステップＳ１において、デバイス製造用に後で使用され得るリソグラフィ装置を使用して、複数の目標マーカが、テスト又は「センド・アヘッド」基板上にプリントされる。目標マーカは、例えば、約２００ｎｍから約１μｍの範囲、特に約５００ｎｍの相対的に大きな区切り又はスケールを有する主構造と、例えば、約２５から約１５０ｎｍの範囲の相対的に小さなスケールを有する副構造とを備える。副構造は、例えば、約５０ｎｍ又は約１００ｎｍの、製造される１つ又は複数のデバイス構造のスケールと同程度の区切り又はスケールを有することができる。具体的な一実施例では、２つの異なるスケールを有する副構造が含まれる。一実施例では、１つ又は複数のこれらの目標マーカをプリントするように構成されたマスクが提供されることができる。
【００３０】
複数の目標マーカが、複数の異なる焦点設定を用いて基板上にプリントされ、いくつかの目標マーカは、各焦点設定においてプリントされることができる。特に、複数の目標マーカの中には、一方が他方に対して１８０°回転している点、又は他方の鏡像である点を除いて同一のマーカ対が存在する。各対の両マーカは、同じ焦点設定を用いてプリントされる。
【００３１】
目標マーカは、焦点がずれて露光された場合、プリントされた潜像又は現像済のマーカが、焦点が合ってプリントされたマーカと検出可能なほど相違しているという意味で焦点感受性がある。目標マーカは、露光がどれほど焦点からずれているかが、プリントされたマーカから決定され得るようにすることができる。具体的な一実施例では、目標マーカは焦点が合ってプリントされた場合には非対称になるが、焦点がずれてプリントされた場合にはより対称的になる。マーカは、その逆が当てはまるように構成されることもでき、又は対称性の程度と焦点設定の間により複雑な関係を有することもできる。
【００３２】
ステップＳ２において、プリントされた目標マーカの特性が、２００４年８月１６日に出願された米国特許出願第１０／９１８７４２号（同文献は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）に記載があるような角度分解散乱計を使用して測定されるが、その他のツールも使用され得る。散乱計は、オフライン又はスタンドアロンのツールとすることができ、又はリソグラフィ装置、例えば、デバイス製造用に使用されるリソグラフィ装置に組み込まれるツールとすることができる。散乱計は、目標の潜像、レジストの現像済の像、又は基板に転写された像を読み取ることができる。
【００３３】
散乱計の出力の正確な形態は、目標マーカの形態及び測定される特性に依存する。場合によっては、散乱計データは、散乱構造、すなわち目標マーカの像を再構成するのに使用されることができるが、多くの場合、特に、非対称性が測定される場合には、散乱計出力は、測定される特性により単純に相関する。場合によっては、測定される特性は、散乱計データを１つ又は複数の較正マーカの測定から得られたデータと比較することによって決定されることができる。
【００３４】
対称性が測定される特性である場合、目標マーカの測定された非対称性Ａｍは、目標マーカの実際の非対称性Ａｔと、散乱計の系統誤差Ａｅから構成されることができ、すなわち、
Ａｍ＝Ａｔ＋Ａｅ      （１）
となる。
【００３５】
相補的目標マーカ、すなわち同じ焦点を用いてプリントされたが１８０°回転された又は鏡像関係にある同一マークの測定された非対称性Ａ’ｍは、絶対値は等しいが符号は反対の実際の非対称性Ａｔと、等しい値の系統誤差Ａｅ示すと予想され、すなわち、
Ａ’ｍ＝−Ａｔ＋Ａｅ      （２）
となる。
【００３６】
そのため、（１）から（２）を減算することによって、目標マーカの実際の非対称性を取り出すことが可能である。
【００３７】
ステップＳ３は、散乱計データを処理して、デバイス製造方法で使用される焦点設定を決定するステップを含む。単純な場合では、これは、異なる焦点設定を用いてプリントされたマーカ（対）について決定された（実際の）非対称性を比較して、どれが最大又は最小非対称であるかを識別するステップを含むことができる。場合によっては、最適設定は、測定結果の間を補間することによって、又は測定結果から外挿することによって決定されることができる。次にステップＳ４において、テスト又は「センド・アヘッド」基板が処理された同じリソグラフィ装置を使用して製造基板を露光するために、焦点設定が使用される。
【００３８】
本発明の一実施例の動作が、図３から図５を参照して以下で説明される。中に１００ｎｍ及び５０ｎｍのラインを有する５００ｎｍのトレンチ（ｔｒｅｎｃｈ）を備える目標マーカが、３つの異なる焦点設定において基板上に結像され、その結果の構造が、図３Ａ、図４Ａ、及び図５Ａに断面図で示されている。対応する散乱計出力が、図３Ｂ、図４Ｂ、及び図５Ｂに示されている。図３Ａでは、像は焦点から大きくずれているので、１００ｎｍ及び５０ｎｍのラインは全く解像されない。したがって、基板上の構造は、幅５００ｎｍのトレンチの両側の高さ１００ｎｍの２つの半透明の領域から成る。図４Ａでは、像は焦点から近いので、トレンチの中央から５０ｎｍずれた１００ｎｍのラインは解像されるが、５０ｎｍのラインは解像されない。図５Ａでは、両方のラインが解像される。５０ｎｍのラインは、１００ｎｍのラインとは反対側のトレンチの縁から５０ｎｍの所にある。対応する散乱計出力の差を、図３Ｂ、図４Ｂ、及び図５Ｂに明らかに見ることができる。図３Ｂは、円領域では実質的に一定で、外側では０の対称的応答を示している。図４Ｂは、１００ｎｍのラインに対応する側でより強度が高い、より強い非対称性を有する、ずれ合った円が重なり合うパターンを示している。図５Ｂは、円が重なり合う同様のパターンを示しているが、非対称性の量はより小さい。これらは、簡単な基準によって、例えば、非対称性及び／又は散乱計応答の空間周波数を測定することによって、容易に区別されることができる。
【００３９】
本発明の一実施例による方法を使用して決定された焦点設定は、使用されるマーカがデバイス構造に類似し、類似のスルーフォーカス挙動を有するように構成されることができるので、従来技術の技法を使用して決定された焦点設定よりも最適であることがある。したがって、テスト・マーカにとって最適なように決定された焦点設定は、デバイス構造にとっても最適であるべきである。
【００４０】
本明細書では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たが、本明細書で説明されたリソグラフィ装置は、集積光学系、磁気ドメイン・メモリ用の誘導及び検出パターン、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の製造など、その他の適用例ももち得ることを理解されたい。そのような代替適用例との関連では、本明細書における「ウェーハ」又は「ダイ」という用語の使用は、それぞれより汎用的な「基板」又は「目標部分」という用語と同義であると見なされ得ることを当業者であれば理解されよう。本明細書で言及された基板は、例えば、トラック（一般にレジスト層を基板に塗布し、露光されたレジストを現像するツール）、計測ツール、及び／又は検査ツールにおいて、露光の前又は後に処理されることができる。適用可能な場合、本明細書の開示は、そのような及びその他の基板処理ツールに適用されることができる。さらに、基板は、例えば、多層ＩＣを作成するために２回以上処理されることができるので、本明細書で使用される基板という用語は、複数の処理済層を既に含む基板も指示することができる。
【００４１】
上では光学リソグラフィとの関連で本発明の実施例の使用について具体的な言及がなされたが、本発明は、例えば、インプリント・リソグラフィなど、その他の適用例で使用されることができ、状況が許せば、光学リソグラフィに限定されないことは理解されよう。インプリント・リソグラフィでは、パターン形成デバイスの微細構造が、基板上に作成されるパターンを定める。パターン形成デバイスの微細構造は、基板に塗布されたレジスト層に押し付けられることができ、その後、レジストは、電磁放射、熱、圧力、又はそれらの組合せを与えることによって硬化処理される。パターン形成デバイスは、レジストが硬化処理された後、レジストにパターンを残して、レジストから取り外される。
【００４２】
本明細書で使用される「放射」及び「ビーム」という用語は、（例えば、波長が３６５、３５５、２４８、１９３、１５７、若しくは１２６ｎｍ、又は約３６５、３５５、２４８、１９３、１５７、若しくは１２６ｎｍの）紫外線（ＵＶ）放射及び（波長が５〜２０ｎｍの範囲の）極紫外線（ＥＵＶ）放射を含むすべてのタイプの電磁放射、並びにイオン・ビーム又は電子ビームなどの粒子ビームを包含する。
【００４３】
「レンズ」という用語は、状況が許せば、屈折、反射、磁気、電磁気、及び静電光学構成要素を含む様々なタイプの光学構成要素のいずれか１つ又は組合せを指示することができる。
【００４４】
上で本発明の具体的な実施例が説明されたが、本発明が説明された以外の方法で実施され得ることは理解されよう。例えば、本発明は、上で説明された方法を記述したマシン可読命令の１つ若しくは複数のシーケンスを含むコンピュータ・プログラム、又はそのようなコンピュータ・プログラムをそこに格納するデータ記憶媒体（例えば、半導体メモリ、磁気若しくは光ディスク）の形態をとることができる。
【００４５】
上述の説明は、例示的であることを意図したものであって、限定的であることを意図したものではない。したがって、添付の特許請求の範囲から逸脱することなく、説明された本発明に変更が施され得ることは、当業者には明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施例によるリソグラフィ装置の図である。
【図２】本発明の一実施例による方法の図である。
【図３Ａ】異なる焦点設定において結像された目標パターンを示した図である。
【図３Ｂ】対応する散乱計応答を示した図である。
【図４Ａ】異なる焦点設定において結像された目標パターンを示した図である。
【図４Ｂ】対応する散乱計応答を示した図である。
【図５Ａ】異なる焦点設定において結像された目標パターンを示した図である。
【図５Ｂ】対応する散乱計応答を示した図である。
【符号の説明】
【００４７】
ＳＯ  放射源
ＢＤ  ビーム送出システム
ＩＬ  照明系
ＡＤ  調整器
ＩＮ  統合器
ＣＯ  集光器
Ｂ  放射ビーム
ＭＴ  支持構造
ＰＭ  第１の位置決め器
ＭＡ  パターン形成デバイス
Ｍ１  マスク位置合わせマーク
Ｍ２  マスク位置合わせマーク
ＰＳ  投影系
ＷＴ  基板台
ＰＷ  第２の位置決め器
Ｗ  基板
Ｃ  目標部分
Ｐ１  基板位置合わせマーク
Ｐ２  基板位置合わせマーク
ＩＦ  位置センサ
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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