(57)【要約】  方法であって、パターンを含み、リソグラフィ投影システムにおける放射の投影ビームの断面にパターンを生成するように構成及び配置されるリソグラフィパターニングデバイスの３次元トポグラフィの性質を測定することと、測定された性質の結果として得られる波面位相効果を計算することと、計算された波面位相効果をリソグラフィ投影システムのリソグラフィモデルに組み込むことと、計算された波面位相効果を組み込んだリソグラフィモデルに基づき、リソグラフィ投影システムを使用した結像動作において使用されるパラメータを判定することと、を含む。【選択図】図２
2017538155.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターンを含むリソグラフィパターニングデバイスであって、リソグラフィ投影システムにおいて放射の投影ビームの断面にパターンを生成するように構成及び配置されるリソグラフィパターニングデバイスの３次元トポグラフィの性質を測定することと、
前記測定された性質の結果として得られる波面位相効果を計算することと、
前記計算された波面位相効果を、前記リソグラフィ投影システムのリソグラフィモデルに組み込むことと、
前記計算された波面位相効果を組み込んだ前記リソグラフィモデルに基づき、前記リソグラフィ撮影システムを使用した結像動作において使用されるパラメータを判定することと、を含む方法。
【請求項２】
前記リソグラフィモデルはレンズモデルを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記パラメータは、前記リソグラフィ投影システムの調節可能なパラメータ、及び／又は、前記リソグラフィ投影システムのためのマニピュレータ設定、及び／又は、前記リソグラフィ投影システムのためのイルミネータ設定を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記測定された性質は、高さ、側壁角度、屈折率、減光係数、吸収体積層パラメータ及びそれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記吸収体積層パラメータは、前記吸収体積層の組成、前記吸収体積層の一連の層、及び／又は、前記吸収体積層の厚さを備える、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記判定されたパラメータは、前記パターニングデバイスの波面位相の全範囲を低減するように選択されたパラメータを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記波面位相情報を計算することは、リソグラフィ装置の照明プロファイルに関連付けられた回折パターンに基づき、且つ／又は、前記波面位相情報を計算することは、光学波面位相情報を厳密に計算することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記波面位相情報は、前記パターンの複数の限界寸法についての波面位相情報、及び／又は、照明放射の複数の入射角度についての波面位相情報、及び／又は、前記パターンの側壁角度、及び／又は、前記パターンの複数のピッチについての波面位相情報、及び／又は、複数の瞳位置又は回折次数についての波面位相情報を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記パターニングデバイスの前記トポグラフィの前記結像効果を演算することは、前記パターニングデバイスパターンのシミュレート画像を演算することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記パターンの結像のコントラストを改善するために、前記リソグラフィパターニングデバイスを使用したリソグラフィプロセスに関連付けられたパラメータを調整することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記パラメータは、前記パターニングデバイスの前記パターンの前記トポグラフィのパラメータであるか、前記パターニングデバイスの照明のパラメータである、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
位相変動を最小化するために、前記パターニングデバイスの屈折率、前記パターニングデバイスの減光係数、前記パターニングデバイスの吸収体の側壁角度、前記パターニングデバイスの吸収体の高さ又は厚さ、若しくは、それらから選択される任意の組み合わせを調節することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記測定から、前記パターンの前記３次元トポグラフィにより生じた波面強度情報を計算することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
持続性コンピュータプログラム製品であって、
プロセッサに請求項１に記載の前記方法を実施させるように構成された機械読み取り式命令を備える持続性コンピュータプログラム製品。
【請求項１５】
デバイスパターンがリソグラフィプロセスを使用して一連の基板に適用されるデバイス製造方法であって、
請求項１に記載の前記方法を使用して前記パラメータを判定することと、
前記基板上に前記デバイスパターンを露光することと、を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
[0001]  本願は、２０１４年１２月１７日出願の米国出願第６２／０９３，３７０号の優先権を主張するものであり、その内容全体を参照としてここに組み込む。
【０００２】
[0002]  本記載は、例えば、パターニングデバイスパターン及びパターニングデバイスの照明の１つ以上の性質の最適化、パターニングデバイス上の１つ以上の構造層の設計、及び／又は、計算器リソグラフィにおいて、パターニングデバイス誘起位相を使用するための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
[0003]  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、代替的にマスク又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つ又は幾つかのダイの一部を含む）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、順次パターンが付与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。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、基板を所与の方向（「スキャン」方向）と平行あるいは逆平行に同期的にスキャンしながら、パターンを所与の方向（「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、を含む。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。
【発明の概要】
【０００４】
[0004]  パターン放射に使用されるパターニングデバイス（例えば、マスク又はレチクル）は、望ましくない位相効果を生じてしまうことがある。具体的には、パターニングデバイスのトポグラフィ（例えば、特徴の名目上トポグラフィからのパターニングデバイス上のパターンの特徴のトポグラフィの変動）は、パターン化放射（例えば、パターニングデバイスのパターンの特徴から発する回折次数）へ望ましくない位相オフセットを導入してしまうことがある。このような位相オフセットは、パターンが基板上に投影される際の精度を低下させてしまうことがある。
【０００５】
[0005]  本記載は、例えば、パターニングデバイスパターン及びパターニングデバイスの照明の１つ以上の性質の最適化、パターニングデバイス上の１つ以上の構造層の設計、及び／又は、計算機リソグラフィにおいてパターニングデバイス誘起位相を使用するための方法及び装置に関する。
【０００６】
[0006]  一態様において、方法であって、パターンを含み、リソグラフィ投影システムにおいて放射の投影ビームの断面にパターンを生成するように構成及び配置されるリソグラフィパターニングデバイスの３次元トポグラフィの性質を測定することと、測定された性質の結果として得られる波面位相効果を計算することと、計算された波面位相効果を、リソグラフィ投影システムのリソグラフィモデルに組み込むことと、計算された波面位相効果を組み込んだリソグラフィモデルに基づき、リソグラフィ撮影システムを使用した結像動作において使用されるパラメータを判定することと、を含む方法を提供する。
【０００７】
[0007]  一態様において、方法であって、各々、パターンを含み、リソグラフィ投影システムにおいて放射の投影ビームの断面にパターンを生成するように構成及び配置される複数のリソグラフィパターニングデバイスの３次元トポグラフィの性質を測定することと、各パターニングデバイスについて、測定された性質の結果として得られる波面位相効果を計算することと、複数のパターニングデバイスについて計算された波面位相効果間の差異を判定し、判定された差異の要因となるリソグラフィ投影システムの結像パラメータを調整することと、を含む方法を提供する。
【０００８】
[0008]  一態様において、方法であって、パターンを含み、リソグラフィ投影システムにおいて放射の投影ビームの断面にパターンを生成するように構成及び配置されるリソグラフィパターニングデバイスの３次元トポグラフィの性質を測定することと、測定された性質の結果として得られる波面位相効果を計算することと、リソグラフィパターニングデバイスの異なる領域に亘って計算された波面位相効果を比較することと、異なる領域に亘って比較される、計算された波面位相効果の要因となるリソグラフィプロセスのパラメータに補正を適用することと、を含む方法を提供する。
【０００９】
[0009]  一態様において、デバイスパターンがリソグラフィプロセスを使用して一連の基板に適用されるデバイス製造方法であって、本明細書に記載の方法を使用してデバイスパターンを準備することと、基板上にデバイスパターンを露光することと、を含む方法を提供する。
【００１０】
[0010]  一態様において、持続性コンピュータプログラム製品であって、プロセッサに本明細書に記載の方法を実施させるように構成された機械読み取り式命令を備える持続性コンピュータプログラム製品を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
[0011]  以降、添付の図面を参照し、実施形態を単なる例示として説明する。
【図１】[0012]  一実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示す。
【図２】[0013]  一実施形態によるリソグラフィセル又はクラスタを概略的に示す。
【図３】[0014]  パターニングデバイスによる放射の回折を概略的に示す。
【図４Ａ】[0015]  種々の異なるピッチに対して法線入射角度で照明されたパターニングデバイスパターンの種々の回折次数についてシミュレートした位相のグラフである。
【図４Ｂ】[0015]  種々の異なるピッチに対して法線入射角度で照明されたパターニングデバイスパターンの種々の回折次数についてシミュレートした位相のグラフである。
【図４Ｃ】[0015]  種々の異なるピッチに対して法線入射角度で照明されたパターニングデバイスパターンの種々の回折次数についてシミュレートした位相のグラフである。
【図４Ｄ】[0015]  種々の異なるピッチに対して法線入射角度で照明されたパターニングデバイスパターンの種々の回折次数についてシミュレートした位相のグラフである。
【図４Ｅ】[0015]  種々の異なるピッチに対して法線入射角度で照明されたパターニングデバイスパターンの種々の回折次数についてシミュレートした位相のグラフである。
【図５】[0016]  種々の入射角度で照明されたパターニングデバイスパターンの種々の回折次数についてシミュレートした位相のグラフである。
【図６Ａ】[0017]  装置製造プロセスをシミュレートするための機能モジュールの概略図である。
【図６Ｂ】[0018]  本発明の一実施形態による方法のフローチャートである。
【図７】[0019]  本発明の一実施形態による方法のフローチャートである。
【図８Ａ】[0020]  ２つの異なる吸収体厚さにおけるパターニングデバイスパターンの種々の回折次数についてシミュレートした回折効率のグラフである。
【図８Ｂ】[0021]  ２つの異なる吸収体厚さにおけるパターニングデバイスパターンの種々の回折次数についてシミュレートしたパターニングデバイストポグラフィ誘起位相（波面位相）のグラフである。
【図９Ａ】[0022]  バイナリマスクに対する種々の回折次数についてシミュレートしたパターニングデバイストポグラフィ誘起位相（波面位相）のグラフである。
【図９Ｂ】[0023]  バイナリマスクに対する種々の吸収体厚さについてシミュレートしたパターニングデバイストポグラフィ誘起位相範囲値（波面位相）のグラフである。
【図１０Ａ】[0024]  位相シフトマスクに対する種々の回折次数についてシミュレートしたパターニングデバイストポグラフィ誘起位相（波面位相）のグラフである。
【図１０Ｂ】[0025]  位相シフトマスクに対する種々の吸収体厚さについてシミュレートしたパターニングデバイストポグラフィ誘起位相範囲値（波面位相）のグラフである。
【図１１】[0026]  位相シフトマスクに対する種々のピッチについてシミュレートしたベストフォーカス差のグラフである。
【図１２Ａ】[0027]  種々の照明入射角度で照明されたバイナリマスクに対する種々の回折次数についてシミュレートしたパターニングデバイストポグラフィ誘起位相（波面位相）のグラフである。
【図１２Ｂ】[0028]  種々の照明入射角度で照明された位相シフトマスクに対する種々の回折次数についてシミュレートしたパターニングデバイストポグラフィ誘起位相（波面位相）のグラフである。
【図１３Ａ】[0029]  バイナリマスクに対する種々のベストフォーカス値についての測定線量感度のグラフである。
【図１３Ｂ】[0030]  位相シフトマスクに対する種々のベストフォーカス値についての測定線量感度のグラフである。
【図１４Ａ】[0031]  非ゼロ入射角度の主光線に対するゼロ入射角度における、ＥＵＶパターニングデバイスの垂直方向特徴に対して種々の回折次数についてシミュレートしたパターニングデバイストポグラフィ誘起位相（波面位相）のグラフである。
【図１４Ｂ】[0032]  非ゼロ入射角度の主光線に対する非ゼロ入射角度における、ＥＵＶパターニングデバイスの水平方向特徴に対して種々の回折次数についてシミュレートしたパターニングデバイストポグラフィ誘起位相（波面位相）のグラフである。
【図１５Ａ】[0033]  種々の入射角度における垂直方向特徴に関し、ＥＵＶマスクに対して種々の回折次数についてシミュレートしたパターニングデバイストポグラフィ誘起位相（波面位相）のグラフである。
【図１５Ｂ】[0034]  種々の入射角度における水平方向特徴に関し、ＥＵＶマスクに対して種々の回折次数についてシミュレートしたパターニングデバイストポグラフィ誘起位相（波面位相）のグラフである。
【図１６】[0035]  ダイポール照明で照明されたＥＵＶパターニングデバイスの種々の線及び空間のパターンについてシミュレートした変調伝達関数（ＭＴＦ）対コヒーレンスを示す。
【図１７】[0036]  一実施形態による散乱計を概略的に示す。
【図１８】[0037]  さらなる実施形態による散乱計を概略的に示す。
【図１９】[0038]  複数の格子ターゲットの形態及び基板上の測定スポットの輪郭を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
[0039]  実施形態を詳細に説明する前に、実施形態の実施されてもよい一例としての環境を示すことが有益である。
【００１３】
[0040]  図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置ＬＡ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ＤＵＶ放射又は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、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１のポジショナＰＭに接続された支持構造（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、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２のポジショナＰＷに接続された基板テーブル（例えばウェーハテーブル）ＷＴａと、
−  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つ以上のダイを含む）に投影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システム）ＰＳと、を備える。
【００１４】
[0041]  照明システムは、放射を誘導し、整形し、又は制御するための、屈折型、反射型、磁気型、電磁型、静電型、又はその他のタイプの光学コンポーネント、あるいはそれらの任意の組み合わせなどの様々なタイプの光学コンポーネントを含むことができる。
【００１５】
[0042]  パターニングデバイス支持構造は、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。このパターニングデバイス支持構造は、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。パターニングデバイス支持構造は、例えばフレーム又はテーブルでよく、必要に応じて固定式又は可動式でよい。パターニングデバイス支持構造は、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にくるようにできる。本明細書において「レチクル」又は「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。
【００１６】
[0043]  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付与す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、放射ビームに付与されるパターンは、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、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、放射ビームに付与されるパターンは、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定の機能層に相当する。
【００１７】
[0044]  パターニングデバイスは透過性又は反射性でよい。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、及びプログラマブル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、レベンソン型（ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ）位相シフトマスク、ハーフトーン型（ａｔｔｅｎｕａｔｅｄ）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、小型ミラーのマトリクス配列を使用し、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。
【００１８】
[0045]  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、又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及び静電気光学システム、又はその任意の組み合わ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すことができる。
【００１９】
[0046]  本明細書で示すように、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、又は反射マスクを使用する）。
【００２０】
[0047]  リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）又はそれ以上の基板テーブル（例えば２つ以上の基板テーブル、２つ以上のパターニングデバイス支持構造、又は基板テーブル及びメトロロジーテーブル）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つ以上の他のテーブルを露光に使用している間に１つ以上のテーブルで予備工程を実行することができる。
【００２１】
[0048]  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適用することもできる。液浸技術は、投影システムの開口数を増やすための分野では周知である。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との間に液体が存在するというほどの意味である。
【００２２】
[0049]  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、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及び／又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及びイルミネータ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。
【００２３】
[0050]  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ためのアジャスタＡＤを備えていてもよい。一般に、イルミネータの瞳面における強度分布の外側及び／又は内側半径範囲（一般にそれぞれ、σ−ｏｕｔｅｒ及び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及びコンデンサ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。イルミネータを用いて放射ビームを調節し、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。
【００２４】
[0051]  放射ビームＢは、パターニングデバイス支持体（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形成される。パターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡを横断した放射ビームＢは、投影システムＰＳを通過し、投影システムＰＳは、ビームを基板Ｗのターゲット部分Ｃ上に合焦させる。第２のポジショナＰＷ及び位置センサＩＦ（例えば、干渉計デバイス、リニアエンコーダ、２Ｄエンコーダ又は容量センサ）の助けにより、基板テーブルＷＴａを、例えば様々なターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路に位置決めするように正確に移動できる。同様に、第１のポジショナＰＭと別の位置センサ（図１には明示されていない）を用いて、マスクライブラリからの機械的な取り出し後又はスキャン中などに放射ビームＢの経路に対してパターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡを正確に位置決めできる。一般に、パターニングデバイス支持体（例えば、マスクテーブル）ＭＴの移動は、第１のポジショナ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）及びショートストロークモジュール（微動位置決め）の助けにより実現できる。同様に、基板テーブルＷＴａの移動は、第２のポジショナＰＷの部分を形成するロングストロークモジュール及びショートストロークモジュールを用いて実現できる。ステッパの場合（スキャナとは対照的に）、パターニングデバイス支持体（例えば、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、又は固定してもよい。
【００２５】
[0052]  パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡ及び基板Ｗは、マスクアライメントマークＭ１、Ｍ２及び基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を使用して位置合わせすることができる。図示のような基板アライメントマークは、専用のターゲット部分を占有するが、ターゲット部分の間の空間に位置してもよい（スクライブレーンアライメントマークとして周知である）。同様に、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡ上に複数のダイを設ける状況では、マスクアライメントマークをダイ間に配置してもよい。小さなアライメントマーカをデバイスフィーチャの中でもダイ内に含めることができ、その場合、マーカは可能な限り小さく、隣接したフィーチャと異なる結像又はプロセス条件を必要としないことが望ましい。アライメントマーカを検出するアライメントシステムは、以下でさらに説明される。
【００２６】
[0053]  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。
−  ステップモードでは、パターニングデバイス支持体（例えばマスクテーブル）ＭＴ及び基板テーブルＷＴａは、基本的に静止状態に維持される一方、放射ビームに付与されたパターン全体が１回でターゲット部分Ｃに投影される（すなわち単一静的露光）。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ＷＴａがＸ方向及び／又は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、単一静的露光で結像されるターゲット部分Ｃのサイズが制限される。
−  スキャンモードでは、パターニングデバイス支持体（例えばマスクテーブル）ＭＴ及び基板テーブルＷＴａは同期的にスキャンされる一方、放射ビームに付与されるパターンがターゲット部分Ｃに投影される（すなわち単一動的露光）。パターニングデバイス支持体（例えばマスクテーブル）ＭＴに対する基板テーブルＷＴａの速度及び方向は、投影システムＰＳの拡大（縮小）及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、単一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。
−  別のモードでは、パターニングデバイス支持体（例えばマスクテーブル）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ＷＴａを移動又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ＷＴａを移動させる毎に、又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。
【００２７】
[0054]  上述した使用モードの組み合わせ及び／又は変形、又は全く異なる使用モードも利用できる。
【００２８】
[0055]  リソグラフィ装置ＬＡは、２つのテーブルＷＴａ、ＷＴｂ（例えば、２つの基板テーブル）と２つのステーション、すなわち、露光ステーションと測定ステーションとを有し、これらの間でテーブルの交換が可能である、いわゆるデュアルステージタイプである。例えば、一方のテーブル上の基板が露光ステーションで露光されている時、他の基板は、測定ステーションで他方の基板テーブル上に搭載可能であり、種々の準備ステップが実施される。準備ステップには、レベルセンサＬＳを使用して基板の表面制御をマッピングすることと、アライメントセンサＡＳを使用して基板上のアライメントマーカの位置を測定することと、が含まれてもよく、双方のセンサは、参照フレームＲＦに支持される。位置センサＩＦが測定ステーション及び露光ステーションにある間、テーブルの位置を測定できない場合、第２の位置センサが設けられ、双方のステーションで追跡されるテーブルの位置を測定可能としてもよい。他の例として、一方のテーブル上の基板が露光ステーションで露光されている間、基板を伴わない他のテーブルは、測定ステーション（任意で、測定アクティビティが発生してもよい）にて待機する。この他のテーブルは、１つ以上の測定デバイスを有し、任意で、他のツール（例えば、清浄装置）を有してもよい。基板が露光を完了した時、基板を伴わないテーブルが露光ステーションへと移動して、例えば、測定を実施し、基板を伴うテーブルは、その基板が降ろされて他の基板が搭載される箇所（例えば、測定ステーション）に移動する。これらのマルチテーブル配置により、装置のスループットを実質的に増加させることができる。
【００２９】
[0056]  図２に示される通り、リソグラフィ装置ＬＡは、場合によってはリソセル又はリソクラスタとも称され、基板に１つ以上の露光前プロセス及び露光後プロセスを実施するための装置も含む、リソグラフィセルＬＣの一部を形成してもよい。従来、これらには、レジスト層を蒸着するための１つ以上のスピンコータＳＣと、露光されたレジストを現像するための１つ以上の現像液ＤＥと、１つ以上の冷却プレートＣＨと、１つ以上の焼付プレートＢＫとが含まれる。基板ハンドラ、又はロボットＲＯは、入力／出力ポートＩ／Ｏ１、Ｉ／Ｏ２から基板を取り出し、それを異なるプロセスデバイス間で移動させ、それをリソグラフィ装置の搭載ベイＬＢに送達する。これらのデバイスは、多くの場合、集合的にトラックと称されるが、リソグラフィ制御ユニットＬＡＣＵを介してリソグラフィ装置も制御する監督制御システムＳＣＳによってそれ自体が制御されるトラック制御ユニットＴＣＵの制御下にある。従って、スループット及び処理効率を最大化するために、異なる装置が作動されてもよい。
【００３０】
[0057]  リソグラフィ装置に露光された基板が正確且つ一定に露光されるためには、連続する層間の重畳エラー、線の太さ、限界寸法（ＣＤ）等、１つ以上の性質を測定して露光された基板を検査することが望ましい。エラーが検出された場合、１つ以上の連続する基板の露光に調整が加えられてもよい。これは、例えば、同一バッチの他の基板が依然として露光されるのに十分早急且つ迅速に検査が実施可能である場合に、特に有用であってもよい。また、すでに露光された基板は、剥がされて再加工（収率改善）されるか、又は廃棄されることにより、従来では欠陥となっていたであろう基板への露光の実施を回避してもよい。基板のいくつかのターゲット部分のみが欠陥である場合、これらの良好なターゲット部分のみにさらなる露光が実施されてもよい。他の可能性として、そのエラーを補償する連続プロセスステップの設定を適合することが挙げられ、例えば、リソグラフィプロセスステップの結果として生じた基板同士のＣＤ変動を補償するために、トリムエッチングステップの時間を調整することができる。
【００３１】
[0058]  検査装置を使用して、基板の１つ以上の性質を判定し、特に、異なる基板又は同一の基板の異なる層の１つ以上の性質が層同士で、且つ／又は、基板に亘っていかに変動するかを判定する。検査装置は、リソグラフィ装置ＬＡ又はリソセルＬＣに一体化されてもよく、又はスタンドアロン型デバイスであってもよい。最速の測定を可能にするには、検査装置により、露光直後に露光されたレジスト層における１つ以上の性質を測定することが望ましい。しかしながら、レジスト内の潜像のコントラストは非常に低く、放射への露光が行われたレジストの部分とそうでない部分との間の屈折率には非常に小さな差異のみが存在し、すべての検査装置が潜像の有用な測定を行うのに十分な感応性を有するわけではない。従って、通例、露光された基板に対して実施される第１ステップである露光後焼付ステップ（ＰＥＢ）の後に測定が行われてもよく、レジストの露光部分及び未露光部分の間のコントラストを増加させる。この段階において、レジスト内の画像は、セミ潜像と称されることがある。レジストの露光部分又は未露光部分のいずれかが除去されている時点か、又はエッチング等のパターン転写ステップ後に、現像レジスト画像の測定を行うこともできる。後者の可能性は、欠陥基板の再加工の可能性を制限するものであるが、例えば、プロセス制御の目的等に有用な情報を依然として提供してもよい。
【００３２】
[0059]  図３は、パターニングデバイスＭＡ（例えば、マスク又はレチクル）の一部の断面を概略的に示している。パターニングデバイスＭＡは、基板３００と、吸収体３０２とを備える。基板１は、例えば、リソグラフィ装置の放射ビームＢ（例えば、ＤＵＶ放射）に対して略透明のガラス又はその他任意の好適な材料から形成されてもよい。実施形態は、透過性パターニングデバイス（すなわち、放射を透過するパターニングデバイス）との関連で説明するが、一実施形態は、反射型パターニングデバイス（すなわち、放射を反射するパターニングデバイス）に適用されてもよい。パターニングデバイスが反射型パターニングデバイスである一実施形態において、パターニングデバイスは、放射ビームが吸収体、吸収体間の間隙に入射した後、間隙と任意で吸収体とを通過し、間隙と任意で吸収体との後方に配置されたリフレクタに入射するように配置されてもよい。
【００３３】
[0060]  吸収体３０２の材料は、例えば、リソグラフィ装置の放射ビームＢ（例えば、ＤＵＶ放射）を吸収するケイ化モリブデン（ＭｏＳｉ）又はその他任意の好適な材料であってもよく、すなわち、吸収材料が、放射ビームを遮断するか、又は放射ビームＢが吸収材料を通って進む際にその一部を吸収する。放射ビームを遮断する吸収材料を有するパターニングデバイスは、バイナリパターニングデバイスと称してもよい。ＭｏＳｉは、ＭｏＳｉの屈折率を修正してもよい１つ以上のドーパントが提供されてもよい。放射は必ずしも吸収体材料３０２を通って進むものでなく、いくつかの吸収体材料３０２については、実質的にすべての放射が吸収体材料３０２に吸収されてもよい。
【００３４】
[0061]  吸収体３０２は、基板３００を完全に被覆せず、その代わりに、配置として、すなわち、パターンとして構成される。従って、間隙３０４は、吸収体３０２の領域間に存在する。上述の通り、パターニングデバイスＭＡの小さな一部のみが図３に示されている。実際には、吸収体３０２及び間隙３０４は、例えば、数千から数百万の特徴を有してもよい配置を形成するように配置される。
【００３５】
[0062]  リソグラフィ装置（図１参照）の放射ビームＢは、パターニングデバイスＭＡに入射する。放射ビームＢは、まず、基板３００に入射し、基板３００を通過する。放射ビームは、その後、吸収体３０２及び間隙３０４に入射する。吸収体３０２に入射した放射は、吸収体を通過するものの、部分的に吸収材料によって吸収される。あるいは、放射は、ほぼ完全に吸収体３０２に吸収され、吸収体３０２を透過する放射はほぼ存在しない。間隙３０４に入射した放射は、顕著に、又は、部分的に吸収されることなく、間隙を通過する。従って、パターニングデバイスＭＡは、パターンを放射ビームＢに適用する（このパターンは、非パターン化放射ビームＢに適用されるか、すでにパターンを有する放射ビームＢに適用されてもよい）。
【００３６】
[0063]  さらに図３に示される通り、間隙３０４（と任意で吸収体３０２）を通過する際の放射ビームＢは、種々の回折次数に回折する。図３中、０次、＋１次、−１次、＋２次、及び−２次の回折次数が示されている。しかしながら、認識される通り、より高い回折次数又はより低い回折次数が存在してもよい。回折次数に関連付けられた矢印のサイズは、通常、回折次数の相対強度を示す。すなわち、０次の次数は、−１次及び＋１次の回折次数より高い強度を有する。しかしながら、これらの矢印が寸法を示すものでないことに留意する。また、認識されるであろう通り、回折次数のすべてが、例えば、投影システムＰＳの開口数及びパターニングデバイスへの照明の入射角度に応じて、投影システムＰＳによって取得されなくてもよい。
【００３７】
[0064]  さらに、回折次数は、強度に加えて位相も有する。上述の通り、パターニングデバイスＭＡのトポグラフィ（例えば、理想的パターン特徴自体、パターニングデバイスのパターン面に亘る凹凸等）がパターン化放射に望ましくない位相を導入してしまうことがある。
【００３８】
[0065]  このような位相は、例えば、焦点差及び画像シフトを生じることがある。焦点差は、放射ビームが偶数次収差（例えば、パターニングデバイスのトポグラフィによって生じる）を被る時に生じる。すなわち、偶数とは、−ｎの回折次数に対する位相と、対応する＋ｎの回折次数に対する位相とが、略同一であることを意味する。放射ビームが奇数次収差を被る時、パターン画像は、リソグラフィ装置の光学軸を横断する方向に移動してもよい。すなわち、奇数とは、−ｎの回折次数に対する位相と、対応する＋ｎの回折次数に対する位相とが、略同一の大きさを有するものの、符号が反対であることを意味する。この横断方向移動は、画像シフトと称されることがある。画像シフトは、コントラスト喪失、パターン非対称、及び／又は配置エラー（例えば、パターンが期待される箇所から水平方向にシフトすることにより、重畳エラーに繋がり得る）に繋がり得る。従って、一般的には、回折次数の位相は、偶数位相寄与と奇数位相寄与とに分解可能であり、偶数位相分布は、通常、完全に偶数位相寄与であり、奇数位相分布は、通常、完全に奇数位相寄与であるか、偶数位相寄与と奇数位相寄与の組み合わせとなるであろう。
【００３９】
[0066]  焦点差、画像シフト、コントラスト喪失等は、リソグラフィ装置によってパターンを基板上に投影する精度を低下させてしまうことがある。従って、本明細書に記載の実施形態では、焦点差、画像シフト、コントラスト喪失等を低減してもよい。
【００４０】
[0067]  特に、上述のパターニングデバイストポグラフィ誘起の位相及び強度は、各々、波面位相及び強度である。すなわち、位相及び強度は、瞳における回折次数にあり、すべての吸収体について存在する。上述の通り、このような波面位相及び強度により、例えば、焦点差及び／又はコントラスト喪失を生じ得る。
【００４１】
[0068]  波面位相は、このような位相シフトを生じるよう設計されたパターニングデバイス（例えば、位相シフトマスク）によって提供される、画像面、すなわち、基板レベルにおける意図的な位相シフト効果からは区別される。従って、波面位相から区別されるように、位相シフト効果は、通常、いくつかの吸収体のみについて存在し、電界位相変化を生じる。例えば、放射ビームがパターニングデバイスの吸収体によって部分的に吸収される実施形態において、放射ビームが吸収体から出る際の位相シフトは、その放射と、隣接の間隙を通過する放射との間に導入されてもよい。位相シフト効果により、コントラスト喪失を生じることなく、パターニングデバイスを使用して形成された空間像のコントラストを好適に改善する。このコントラストは、例えば、吸収体を通過した放射の位相が吸収体を通過しなかった放射の位相とは９０°異なる場合に最大となってもよい。
【００４２】
[0069]  従って、一実施形態において、本明細書中、パターニングデバイストポグラフィ誘起の位相及び／又は強度（波面位相及び／又は強度）情報（データ形式であるか、数学的記述等であるかを問わない）を使用するための種々の技術について検討する。一実施形態において、パターニングデバイストポグラフィ誘起位相（波面位相）を使用して、このような位相の効果を低減するための補正を行う。一実施形態において、このような補正には、パターニングデバイストポグラフィ誘起位相（波面位相）の効果を低減又は最小化するように、パターニングデバイストポグラフィを（再）設計することが含まれる。例えば、パターニングデバイス積層（例えば、パターニングデバイスを構成する１つ以上の要素／層、及び／又は、これらの１つ以上の要素／層を作成するプロセス）は、例えば、パターニングデバイストポグラフィ誘起位相（波面位相）の効果を低減又は最小化するために、層積層の屈折率、減光係数、側壁角度、特徴幅、ピッチ、厚さ、及び／又は、パラメータ（例えば、積層の組成、積層内の一連の層等）の点で調節される。一実施形態において、このような補正には、パターニングデバイストポグラフィ誘起位相（波面位相）の効果を低減又は最小化するために、１つ以上のリソグラフィ装置パラメータ（例えば、照明モード、開口数、位相、拡大等）に補正を適用することが含まれる。例えば、補償位相が、パターニングデバイスの下流側、例えば、リソグラフィ装置の投影システム内に導入されてもよい。一実施形態において、このような補正には、パターニングデバイストポグラフィ誘起位相（波面位相）の効果を低減又は最小化するために、リソグラフィ装置によって、パターニングデバイスに適用される照明のパターニングデバイスパターン及び／又は１つ以上のパラメータ（一般的に、照明モードを参照し、通常、放射の強度分布のタイプ又は詳細に関する情報、例えば、それが環状照明であるか、ダイポール照明であるか、クワドラポール照明であるか等）を調節することが含まれる。
【００４３】
[0070]  さらなる実施形態において、パターニングデバイストポグラフィ誘起位相（波面位相）は、計算機リソグラフィの計算に適用される。換言すると、パターニングデバイストポグラフィ誘起位相（波面位相）と任意でパターニングデバイストポグラフィ誘起強度（波面強度）とは、例えば、リソグラフィ装置を使用して結像をシミュレートするのに使用されるシミュレーション／数学的モデルに導入される。従って、このようなシミュレーション／数学的モデルに使用されるパターニングデバイストポグラフィの物理的寸法記述の代替又は追加として、パターニングデバイストポグラフィ誘起位相と任意でパターニングデバイストポグラフィ誘起強度とは、例えば、シミュレート空間像の生成のために、これらのシミュレーション／数学的モデルにおいて使用される。
【００４４】
[0071]  従って、これらの適用については、パターニングデバイストポグラフィ誘起位相（波面位相）が必要とされる。パターンの波面強度及び位相又はパターンの特徴を得るのに、そのパターン又は特徴は、Ｐａｎｏｒａｍｉｃ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｉｎｃ．より入手可能なＨｙｐｅｒｌｉｔｈソフトウェア等のリソグラフィシミュレーションツール内にプログラムされてもよい。シミュレータは、パターン又は特徴の近視野像を厳密に計算することができる。計算は、厳密結合波解析法（ＲＣＷＡ）によって行われてもよい。回折次数のため、収率強度及び位相の値にはフーリエ変換が適用されてもよい。これらの散乱係数は、その後、解析されて、位相を除去又は改善するために適用可能な補正を判定してもよい。特に、この解析では、回折次数に亘る位相範囲等、位相の大きさに注目してもよい。一実施形態において、補正は、位相の大きさを低減するように適用され、特に、回折次数に亘る位相範囲の大きさを低減するように適用される。
【００４５】
[0072]  解析では、位相の「フィンガプリント」及び／又は回折次数に亘る強度に注目してもよい。例えば、解析により、位相分布が回折次数に亘って略偶数であるか否か、例えば、０次について略対称であるか否かを判定してもよい。他の例として、解析では、位相分布が回折次数に亘って略奇数であるか否か、例えば、０次について略対称であるか否かを判定してもよい。位相分布が回折次数に亘って略奇数である場合、この位相分布は、上述の通り、奇数位相寄与と偶数位相寄与との組み合わせであってもよい。いずれの場合であっても、位相の「フィンガプリント」に類似した形状のパターン又はプロファイルが特定されてもよい。一実施形態において、このようなパターン又はプロファイルは、適切な基底関数又は固有関数のセットで記述される。基底関数又は固有関数の相応しさは、リソグラフィ装置での使用に対する関数の相応しさに応じて決まってもよく、又は主要な位相変動が記述可能な位相範囲に応じて決まってもよい。一実施形態において、このようなパターン又はプロファイルは、円の内側で直交する多項式関数のセットで記述される。一実施形態において、このようなパターン又はプロファイルは、ゼルニケ多項式関数（ゼルニケ係数を有する）、ベッセル関数、ミュラー行列、又はジョーンズ行列によって記述される。ゼルニケ多項式関数を使用して、望ましくない位相を低減又は除去するであろう適切な補正を位相に適用してもよい。例えば、ｍ＝０のゼルニケ多項式関数では、球面収差／補正を生じる。従って、これらは、画像面の特徴依存焦点シフトを生じる。ｍ＝２のゼルニケ多項式関数では、非点収差／補正を生じる。ｍ＝１及びｍ＝３のゼルニケ多項式関数は、各々、コマ及び３−ｆｏｉｌと称される。これらは、ｘ−ｙ画像面に画像パターンのシフトと非対称性を生じる。
【００４６】
[0073]  図４Ａ〜図４Ｅを参照すると、１．３５の開口数を使用した法線入射１９３ｎｍ照明に露光された、種々のピッチにおける、薄いバイナリマスクの４０ｎｍラインに対する回折次数についてシミュレートしたパターニングデバイストポグラフィ誘起位相（波面位相）のグラフである。グラフは、波面位相が回折次数の関数としていかに変化するかを測定するシミュレーションの結果を示している。シミュレーションでは、上述の通り、１９３ｎｍの照明に露光された時のマスクパターンの投影をモデル化したが、これは、例えば、Ｐａｎｏｒａｍｉｃ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｉｎｃ．より入手可能なＨｙｐｅｒｌｉｔｈソフトウェアを使用して実施されてもよい。位相はラジアン単位であり、回折次数については、０は０次の回折次数に対応し、図４Ａ〜図４Ｄは、散乱次数を整数（ｍ）として示し、図４Ｅは、ピッチで正規化された散乱次数（ｍ／ピッチ）を示している。シミュレーションは、４つの異なるピッチ、すなわち、８０ナノメートル（図４Ａ）、９０ナノメートル（図４Ｂ）、１８０ナノメートル（図４Ｃ）、及び４００ナノメートル（図４Ｄ）を有するパターンについて実施した。ピッチ寸法は、従来の通り、リソグラフィ装置の投影システムＰＳ（図１参照）の基板側でのピッチである。図４Ｅは、回折次数をピッチで正規化した時の、８０ｎｍグラフ、９０ｎｍグラフ、及び４００ｎｍグラフのデータポイントの組み合わせを示す。
【００４７】
[0074]  図４Ａ及び図４Ｂを参照すると、位相分布は偶数である。さらに、位相がパターンを有することが観察された。例えば、それは、通常、ゼルニケＺ４（すなわち、Ｎｏｌｌインデックス４）で記述可能である。図４Ｃを参照すると、位相分布は偶数であり、パターンを有し、通常、ゼルニケＺ９（すなわち、Ｎｏｌｌインデックス９）で記述可能である。図４Ｄを参照すると、位相分布は偶数であり、パターンを有し、通常、より高次のゼルニケ、例えば、ゼルニケＺ２５（すなわち、Ｎｏｌｌインデックス２５）で記述可能である。図４Ｄを参照すると、８０ｎｍグラフ、９０ｎｍグラフ、及び４００ｎｍグラフのデータポイントの組み合わせが示されている。データポイントは、すべて、通常、４００ｎｍグラフの「曲線」に沿っていることが見受けられる。従って、例えば、ゼルニケＺ２５（すなわち、Ｎｏｌｌインデックス２５）などのより高次のゼルニケ等、特定パターンがピッチの範囲に適用可能であってもよい。従って、位相は、高度にピッチ依存的でないため、位相補正は、ゼルニケＺ２５（すなわち、Ｎｏｌｌインデックス２５）などの特定の高次ゼルニケを使用してピッチ範囲に適用可能である。
【００４８】
[0075]  従って、法線入射については、位相分布は、通常偶数となり、ベストフォーカスの喪失を生じる。さらに、位相はパターンを有し、これは、通常、例えば、ゼルニケＺ４（すなわち、Ｎｏｌｌインデックス４）、ゼルニケＺ９（すなわち、Ｎｏｌｌインデックス９）、及び／又は、例えば、ゼルニケＺ２５（すなわち、Ｎｏｌｌインデックス２５）等のより高次のゼルニケ等のゼルニケ多項式関数によって記述可能である。このような位相のパターンの記述は、さらに検討する通り、例えば、補正を行うために使用可能である。
【００４９】
[0076]  図５を参照すると、開口数１．３５を使用してマスク上に種々の入手角で１９３ｎｍの照明に露光された、４００ｎｍのピッチにおける薄いバイナリマスクの４０ｎｍ線に対する回折次数についてシミュレートしたパターニングデバイストポグラフィ誘起位相（波面位相）のグラフである。グラフは、波面位相が回折次数の関数としていかに変化するかを測定するシミュレーションの結果を示している。シミュレーションでは、上述の通り、１９３ｎｍの照明に露光された時のマスクパターンの投影をモデル化したが、例えば、Ｈｙｐｅｒｌｉｔｈソフトウェアを使用して実施されてもよい。位相は、ラジアン単位であり、回折次数は、０が０次の回折次数に対応する整数である。シミュレーションでは、−１６．５°の入射角度に対応する−０．９のシグマと、０°の入射角度に対応する０のシグマと、１６．５°の入射角度に対応する０．９のシグマとにおいて、照明を行い、実施した。
【００５０】
[0077]  図５を参照すると、０のシグマに対する位相分布は、（図４Ａ〜図４Ｅに示される通り）偶数であり、通常、例えば、ゼルニケＺ２５（すなわち、Ｎｏｌｌインデックス２５）等、より高次のゼルニケによって記述可能である。しかしながら、−０．９のシグマについては、位相分布は、追加奇数コンポーネントを有し、通常、例えば、ゼルニケＺ３（すなわち、Ｎｏｌｌインデックス３）又はゼルニケＺ７（すなわち、Ｎｏｌｌインデックス７）等、奇数項自体に、又は偶数項に追加して、１つ以上の奇数項で記述可能である。同様に、０．９のシグマについては、位相分布は、追加奇数コンポーネントを有し、通常、例えば、ゼルニケＺ３（すなわち、Ｎｏｌｌインデックス３）又はゼルニケＺ７（すなわち、Ｎｏｌｌインデックス７）等、奇数項自体に、又は偶数項に追加して、１つ以上の奇数項で記述可能である。従って、画像シフト（結果として、コントラスト喪失、パターン配置エラー等を生じる）は、画像形成に複数の入射角度が含まれ、奇数位相部分が入射角度毎に同一でない場合に生じるであろう。コントラスト喪失及びパターン配置エラーは、リソグラフィの最適化及び設計において相当のパラメータとなるため、位相効果の認識及び使用を用いて、コントラスト喪失及びパターン配置エラーの低減又は最小化を図ることができる。
【００５１】
[0078]  パターニングデバイストポグラフィは、入射角度と同様に、側壁角度の変動を有することもある。側壁角度とは、基板に対する、吸収体特徴の側壁の角度をいう。従って、例えば、図３を参照すると、吸収体３０２の特徴の側壁は、基板３００に対して９０°として示されている。側壁の変動は、入射角度の変動と同様の位相に対する影響を有する。例えば、側壁角度の変動は、奇数位相分布効果に繋がる。従って、一実施形態において、側壁角度は、奇数位相分布効果を回避するために、名目上２°以内に制御される必要がある。一実施形態において、側壁角度は、照明入射角度範囲の５％以内に制御される必要がある。従って、例えば、１９３ｎｍの照明については、照明入射角度は、約−１７°〜１７°の範囲であってもよく、これにより側壁角度が２°以内、１．５°以内、又は１°以内に制御されなければならない。例えば、ＥＵＶ照明については、照明入射角度は、約１．５°〜１０．５°の範囲であってもよく、これにより側壁角度は、１°以内、０．５°以内、又は０．３°以内に制御されなければならない。しかしながら、側壁角度は、パターニングデバイストポグラフィ誘起位相を補正するため、９０°以外の特定角度に意図的に（入射角度の追加又は代替として）変動されてもよい。
【００５２】
[0079]  従って、入射角度及び／又は側壁角度の範囲については、位相分布は、通常、奇数であり、ベストフォーカスの喪失のみならず、コントラスト喪失、焦点深さ喪失、パターン非対称、及び／又は、配置エラーも生じる。さらに、位相は、パターンを有し、これは、通常、例えば、ゼルニケＺ３（すなわち、Ｎｏｌｌインデックス３）及び／又はゼルニケＺ７（すなわち、Ｎｏｌｌインデックス７）等のゼルニケ多項式関数によって記述可能である。このような位相のパターンの記述は、さらに検討する通り、補正を行うために使用可能である。
【００５３】
[0080]  さらに、位相は、入射角度及び／又は側壁角度に加え、パターン又はその特徴の特徴幅にも著しく依存する。特に、位相範囲は、通常、１／特徴幅に応じて寸法が決まる。通常、特徴幅は、パターン又は特徴の１つ以上の限界寸法（ＣＤ）であるため、位相範囲は１／ＣＤに応じて寸法が決まる。
【００５４】
[0081]  従って、以上から、パターニングデバイストポグラフィ誘起位相効果は、高度にピッチに依存うるものでない。さらに、パターンのために適切なＣＤを選択し、入射角度を評価することにより、効果的な補正又は最適化を、パターニングデバイスの全体パターン、又は選択されたＣＤに関連付けられたその一部とに適用され、そのパターンを使用した結像を改善又は最適化することができる。
【００５５】
[0082]  従って、その位相が補正対象であるパターニングデバイスのトポグラフィの測定値又はその他既知の値を使用することにより、光学波面位相が計算されてもよい。その後、波面位相情報が使用されて、例えば、リソグラフィ装置又はプロセス、及び／又は、パターニングデバイスのパラメータの変更に影響を及ぼすことができる。例えば、計算された光学波面位相情報は、リソグラフィ投影システムの光学システムのモデル（レンズモデルと称することもある）に組み込むことができる。
【００５６】
[0083]  収差の補正に使用されるレンズモデルの一例が、米国特許第７，２６２，８３１号に記載されており、その内容全体を参照としてここに組み込む。上述の通り、レンズモデルは、投影システムの光学要素の挙動の数学的記述である。
【００５７】
[0084]  全体収差は、球面収差、非点収差等、多数の異なるタイプの収差に分解可能である。全体収差は、各々が係数によって与えられた特定の大きさを備える、これらの異なる収差の合計である。収差は、結果として、波面の変形を生じ、異なるタイプの収差が、波面を変形させる異なる関数を表す。これらの関数は、径方向位置ｒにおける多項式関数と、ｍθのサイン又はコサインにおける角度関数との積の形態を採ってもよく、ｒ及びθは極座標であり、ｍは整数である。このような関数展開の１つに、ゼルニケ多項式関数が異なるタイプの収差を表し、各収差の寄与がゼルニケ係数によって与えられるゼルニケ展開が挙げられる。
【００５８】
[0085]  ｍθに依存する角度関数に偶数の値ｍ（又は、ｍ＝０）を有するフォーカスドリフト及び収差等、特定タイプの収差は、投影画像を垂直（ｚ）方向に変位させるように、装置の調整を有効にするため、画像パラメータによって補償可能である。コマ等の他の収差と奇数値ｍを有する収差は、水平面（ｘ−ｙ面）の画像位置における横方向シフトを生じるように、装置の調整を有効にするため、画像パラメータによって補償可能である。
【００５９】
[0086]  これを達成するために、レンズモデルは、さらに、使用される特定レンズ配置に対して最適リソグラフィ性能を与え、多くのウェーハの露光中、リソグラフィ装置の重畳及び結像性能を最適化するためにともに使用可能な種々のレンズ調整要素の設定の指示を提供する。予測された画像パラメータオフセット（重畳、焦点等）は、画像パラメータにおける残りのオフセットがユーザ規定のリソグラフィ仕様（これは、例えば、重畳エラー及び焦点エラーに割り当てられる相対的重み付けを含み、スリットに亘る重畳エラー（ｄＸ）に対する最大割当値が、例えば、スリットに亘る焦点エラー（ｄＦ）に対する最大割当値と比較してどの程度、最適画質を示すメリット関数において考慮に入れられるかを判定する）に応じて最小化される調整信号を判定するためのオプティマイザに供給される。レンズモデルのパラメータは、オフラインで較正される。
【００６０】
[0087]  リソグラフィ投影システムを使用した結像動作において使用される１つ以上のパラメータは、計算された光学波面位相情報を組み込んだモデルに基づいて、計算されてもよい。例えば、１つ以上のパラメータは、リソグラフィ投影システムの１つ以上の調節可能な光学パラメータを備えてもよい。一実施形態において、１つ以上のパラメータは、リソグラフィ投影システムの光学要素マニピュレータのためのマニピュレータ設定（例えば、光学要素を物理的に変形するアクチュエータ）を備える。一実施形態において、１つ以上のパラメータは、米国特許出願公開第２００８−０１２３０６６号及び第２０１２−０１６２６２０号に記載のものなど、屈折率を変更する加熱／冷却の局所適用により、構成可能な位相を提供するように配置されたデバイスの設定を備えるが、これらはその内容全体を参照としてここに組み込む。一実施形態において、計算された光学波面位相情報は、ゼルニケ情報（例えば、ゼルニケ多項式関数、ゼルニケ係数、Ｎｏｌｌインデックス等）の点で特徴を有する。一実施形態において、波面位相情報（例えば、奇数位相分布のゼルニケ表現を含む表現等）を使用して、パターンの１つ以上の特徴の配置を判定することができる。この配置は、例えば、配置エラーを生じさせることがあるが、これは、重畳エラーであることがある。この配置又は重畳のエラーは、パターン化ビームに対する基板の配置を変更するなど、従来の任意の技術を使用して補正されてもよい。
【００６１】
[0088]  例えば、位相が補正対象であるパターニングデバイスのトポグラフィの測定値又はその他既知の値を使用して、適用可能な位相のパターン（例えば、ゼルニケ多項式関数）及び位相の大きさ（例えば、回折次数に亘る位相範囲の大きさ）を特定することができる。この大きさに基づき、パターンに応じて適用された位相補正は、望ましくない位相を低減又は除去してもよい。一実施形態において、適用可能なパターンは、パターンの組み合わせ（例えば、ゼルニケＺ４、Ｚ９、及び／又は、Ｚ２５から選択された偶数位相分布パターンと、例えば、ゼルニケＺ３、及び／又は、Ｚ７から選択された奇数位相分布パターンの組み合わせ）を備えてもよい。パターンの組み合わせにおいて、重み付けがこれらのパターンのうちの１つ以上に適用されてもよい。例えば、一実施形態において、偶数奇数位相分布パターンよりも、奇数位相分布パターンにより高い重み付けが適用される。
【００６２】
[0089]  一実施形態において、補正は、回折次数のうちの１つ以上の亘る位相範囲の低減又は最小化を狙いとするものである。すなわち、図４Ａ〜図４Ｅと図５を参照すると、内部に示された線は、「平坦化」されることが望ましい。換言すると、この補正は、内部に示された線（又は、それに関連付けられたデータ）を水平線（又は、水平線によって一般的に示されるデータ）に近づかせることを狙いとする。一実施形態において、１つ以上の回折次数は、十分な強度を備えた回折次数を備えてもよい。従って、一実施形態において、十分な強度を備えた回折次数は、閾値強度を超過したものであってもよい。このような閾値強度は、最大強度の３０％以下である強度、最大強度の２５％以下である強度、最大強度の２０％以下である強度、最大強度の１５％以下である強度、最大強度の１０％以下である強度、又は最大強度の５％以下である強度であってもよい。さらに、重み付けは、例えば、より高い強度を備えた１つ以上の回折次数に関連付けられた位相がより低い強度を備えた１つ以上の回折次数に関連付けられた位相を超えるべく補正されるように、強度によって種々の回折次数に適用されてもよい。
【００６３】
[0090]  法線入射放射に対するこのような位相の補正により、ベストフォーカスを改善してもよい。「ベストフォーカス」という用語は、最善コントラストを備えた空間像が得られる平面を意味するものとして解釈されてもよい。さらに、軸外照明（すなわち、放射が垂直以外の角度又は垂直に追加した角度である）及び／又は側壁角度のこのような位相の補正により、ベストフォーカスを改善してもよい。さらに、軸外照明及び／又は側壁角度は、２ビーム結像を生じる傾向を有する。従って、軸外照明及び／又は側壁角度は、コントラスト喪失、焦点喪失の深さと、場合によってはパターン非対称及びパターン配置エラーを生じがちである。従って、軸外照明及び／又は側壁角度の位相補正により、その他のこのような効果を改善してもよい。
【００６４】
[0091]  認識されるであろう通り、パターンの結像をプロセスウィンドウの境界から出し入れする１つ以上の「限界」特徴又は「ホットスポット」パターンが存在する場合、全体パターンに対する位相は判定される必要がない。従って、位相はこのような「限界」特徴に対して判定されてもよく、従って、この補正はこれらの「限界」特徴に集中されてもよい。従って、一実施形態において、パターンがデバイスの設計レイアウトである場合、光学波面位相情報は、パターニングデバイスパターン（すなわち、設計レイアウト）の１つ以上のサブパターン又は特徴のみに対して特定される。
【００６５】
[0092]  一実施形態において、位相は、特徴幅の数、照明入射角度の数、側壁角度の数、及び／又は、ピッチの数について判定されてもよい。これらの間の値は、補間されてもよい。位相情報は、パターン上に「マップ」されてもよく、引いては、パターンの位相情報２次元セットを生じてもよい。この位相情報が解析され、適用可能なパターン（例えば、ゼルニケ多項式関数）と、補正のための位相の大きさ（例えば、回折次数に亘る位相範囲の大きさ）を特定してもよい。
【００６６】
[0093]  一実施形態において、パターントポグラフィの１つ以上の性質が測定されてもよく、この値を使用して、位相情報を生成してもよい。例えば、特徴幅、ピッチ、厚さ／高さ、側壁角度、屈折率、及び／又は、減光係数が測定されてもよい。これらの性質のうちの１つ以上は、米国特許出願公開第ＵＳ２０１２−０４４４９５号に記載されるもの等の光学測定ツールを使用して測定されてもよく、その内容全体を参照としてここに組み込む。従って、パターニングデバイスのメトロロジーを使用して、パターニングデバイストポグラフィ誘起位相を判定してもよく、これを使用して補正又は設計を行ってもよい（例えば、リソグラフィプロセスに適合するようにリソグラフィ装置のレンズモデルに適用される）。上述の特許出願に記載のデバイスは、散乱計又は散乱計ツールと称されることもある。このような測定デバイスの例には、オランダ国アイントホーフェンのＡＳＭＬより入手可能なＹｉｅｌｄｓｔａｒ製品が含まれる。あるいは、レチクルの３次元トポグラフィは、光学メトロロジーツール、走査型電子顕微鏡、又は原子間力顕微鏡を使用して測定されてもよい。散乱計ツールのさらなる詳細について、図１７〜図１９を参照して以下に説明する。
【００６７】
[0094]  パターンの設計、パターンの露光プロセスの設計、及び／又は、デバイス製造プロセスの設計を行う時、デバイス製造プロセスの種々の態様をシミュレートする計算機リソグラフィが使用されてもよい。リソグラフィ及びデバイスパターンを含む製造プロセスをシミュレートするシステムにおいて、主要な製造システムコンポーネント及び／又はプロセスは、例えば、図６に示される通り、種々の機能モジュールで記述可能である。図６を参照すると、機能モジュールには、（例えば、超小型電子デバイスの）設計パターンを規定する設計レイアウトモジュール６０１、パーニングデバイスパターンが設計パターンに基づいていかに多角形にレイアウトされるかを規定するパターニングデバイスレイアウトモジュール６０２、シミュレーションプロセス中に利用されるピクセル化連続トーンパターニングデバイスの物性をモデル化するパターニングデバイスモデルモジュール６０３、リソグラフィシステムの光学コンポーネントの性能を規定する光学モデルモジュール６０４、与えられたプロセスにおいて利用されるレジストの性能を規定するレジストモデルモジュール６０５、及びレジスト後現像プロセス（例えば、エッチング）の性能を規定するプロセスモデルモジュール６０６が含まれてもよい。シミュレーションモジュールのうちの１つ以上のものの結果、例えば、予測された輪郭、ＣＤ等が結果モジュール６０７において提供される。シミュレーション中、上述のモジュールのうちの１つ、一部又は全部が使用されてもよい。
【００６８】
[0095]  照明及び投影光学系の性質は、形状及び／又は偏光等、任意の特定照明源パラメータに加え、開口数及びシグマ（σ）の設定を含むが、これに限定されない光学モデルモジュール６０４において取得されるが、ここでσ（すなわち、シグマ）は、照明源形状の外側半径範囲である。基板上に被覆されたフォトレジスト層の光学性質、すなわち、屈折率、膜厚さ、伝播及び偏光効果も、光学モデルモジュール６０４の一部として取得されてもよく、一方でレジストモデルモジュール６０５は、例えば、基板上に形成されたレジスト特徴の輪郭を予測するために、レジスト露光、露光後焼付（ＰＥＢ）、及び現像中に発生する化学プロセスの効果を記述する。パターニングデバイスモデルモジュール６０３は、ターゲット設計特徴がパターニングデバイスのパターンにいかにレイアウトされるかを取得し、例えば、その内容全体を参照としてここに組み込む、米国特許第７，５８７，７０４号に記載の通り、パターニングデバイスの詳細な物性の表現を含んでもよい。シミュレーションの目的は、例えば、縁部配置及び限界寸法（ＣＤ）を正確に予測することであり、これは、後に、ターゲット設計と比較可能である。ターゲット設計は、通常、ＯＰＣ前ターニングデバイスレイアウトとして規定され、ＧＤＳＩＩ又はＯＡＳＩＳ等、標準化デジタルファイル形式で提供されるであろう。
【００６９】
[0096]  一般的に、光学系とレジストモデルの間の連結は、レジスト層内でシミュレートされた空間像強度であり、これは、基板上の放射投影、レジスト界面における屈折、及びレジスト膜積層における多数の反射から生じる。放射強度分布（空間像強度）は、フォトンの吸収によって潜在「レジスト画像」に変えられ、拡散プロセスと種々の搭載効果によってさらに変更される。フルチップ適用に合う十分に迅速な効率的シミュレーション方法は、２次元空間（及びレジスト）画像により、レジスト積層における現実的３次元強度分布を近似する。
【００７０】
[0097]  従って、モデル式は、全体プロセスの既知の物理的且つ化学的性質のうち、すべてでないにしても、ほとんどを記述し、モデルパラメータは、各々、別個の物理的効果又は化学的効果に対応することが望ましい。従って、モデル式では、全体製造プロセスをシミュレートするためにモデルをいかに良く使用することができるかということに関する上限を設定する。しかしながら、モデルパラメータは、時として、エラーの測定及び読取から不正確であることがあり、システム内にその他の欠陥が存在することがある。モデルパラメータを精密に較正することにより、非常に正確なシミュレーションを実施することができる。
【００７１】
[0098]  従って、計算機リソグラフィの実施時、パターニングデバイストポグラフィ（マスク３Ｄと称されることがある）は、例えば、パターニングデバイスモデルモジュール６０３及び／又は光学モデルモジュール６０４におけるシミュレーションに含まれてもよい。これは、パターニングデバイストポグラフィをカーネルのセットに転写することによって行われてもよい。パターンの各特徴縁部は、例えば、空間像を生成するため、これらのカーネルに畳み込まれる。例えば、その全体を参照としてここに組み込む、米国特許出願公開第２０１４／０１９５９９３号を参照のこと。従って、精度は、カーネルの数に応じて決まる。精度（例えば、使用されるカーネルの数）対シミュレーションの稼働時間において、トレードオフが行われるであろう。このようなシミュレーションについてのさらなる関連技術が米国特許第７，００３，７５８号に記載されており、その内容全体を参照としてここに組み込む。
【００７２】
[0099]  そこで、一実施形態において、パターニングデバイストポグラフィ誘起位相と任意でパターニングデバイストポグラフィ誘起強度とが計算機リソグラフィに使用され、パターニングデバイスパターンの３次元トポグラフィの結像効果を判定してもよい。従って、図６Ｂを参照すると、一実施形態において、パターニングデバイストポグラフィによって生じた光学波面位相及び強度が、６１０で計算されてもよい。従って、一実施形態において、複数の瞳位置又は回折次数について、リソグラフィパターニングデバイスのパターンの特徴の３次元トポグラフィによって生じた光学波面位相及び強度の情報が得られる。例えば、複数の入射角度、複数の側壁角度、複数の特徴幅、複数の特徴厚さ、パターン特徴の複数の屈折率、パターン特徴の複数の減光係数等について、リソグラフィパターニングデバイスのパターンの特徴の３次元トポグラフィによって生じたこのような光学波面位相及び強度の情報が得られてもよい。
【００７３】
[0100]  そして、６１５にて、このような光学波面位相及び強度の情報が、カーネルの代替又は追加として、計算機リソグラフィの計算において使用されてもよい。一実施形態において、光学波面位相及び強度の情報は、計算器リソグラフィの計算においてカーネルとして表されてもよい。そこで、６２０にて、コンピュータプロセッサを使用し、光学波面位相及び強度の情報に基づいて、パターニングデバイスパターンの３次元トポグラフィの結像効果が演算されてもよい。一実施形態において、結像効果の計算は、考慮中のパターニングデバイスパターンに関連付けられた回折パターンの計算に基づく。従って、一実施形態において、結像効果の演算には、リソグラフィプロセスの特性である複数の設計変数の多変数関数を演算することが含まれ、ここで多変数関数は、計算された光学波面位相と強度の情報の関数である。設計変数には、パターンの照明の特性（例えば、偏光、照明強度分布、線量等）、投影システムの特性（例えば、開口数）、パターンの特性（例えば、屈折率、物理的寸法等）等が含まれてもよい。
【００７４】
[0101]  一実施形態において、パターニングデバイスのトポグラフィの結像効果を演算することは、パターニングデバイスパターンのシミュレート画像を演算することを備える。例えば、一実施形態において、「点光源」−δ関数（強度振幅Ａと位相Φをパラメータとして有する）は、パターニングデバイストポグラフィを近似するシミュレーションにおいて、パターンの特徴の縁部に設計されてもよい。例えば、シミュレーションには、以下の通り、照明の透過関数を使用してもよい。
【００７５】
【数１】
2017538155.tif 000003
【００７６】
[0102]  以上に検討した通り、パターニングデバイストポグラフィ誘起位相は、少なくとも、限界寸法、側壁角度、及び／又は、放射の入射角度によって決まる。一実施形態において、この光学波面位相のデータのプロット又は収集の範囲は、パターンの入射角度又はパターンの特徴の範囲について計算されて、計算機リソグラフィ計算で使用される。一実施形態において、この光学波面位相のデータのプロット又は収集の範囲は、パターン又はパターンの特徴の限界寸法の範囲について、パターン又はパターンの特徴のピッチの範囲について、パターン又はパターンの特徴の側壁角度の範囲について、追加又は代替で計算され、計算機リソグラフィ計算に使用される。一実施形態において、光学波面位相は、Ｈｙｐｅｒｌｉｔｈソフトウェア等のシミュレータを使用して厳密に計算される。必要に応じて、間の値が補間されてもよい。これらのデータの位相プロット又は収集は、高い精度で事前計算されてもよく、パターニングデバイストポグラフィの完全物理情報を効果的に含んでもよい。そして、パターニングデバイスパターンの３次元トポグラフィの結像効果は、パターンの回折パターン（パターンに応じた特徴である）を使用し、演算された光学波面位相情報を加算して計算可能である。
【００７７】
[0103]  従って、一実施形態において、リソグラフィパターニングデバイスのパターンの３次元トポグラフィによって生じる、計算された光学波面位相及び強度の情報を取得することと、コンピュータプロセッサを使用して、計算された光学波面位相及び強度の情報に基づき、パターニングデバイスパターンの３次元トポグラフィの結像効果を演算することと、を含む方法を提供する。一実施形態において、光学波面位相及び強度の情報を取得することは、パターンの３次元トポグラフィ情報を取得することと、３次元トポグラフィ情報に基づき、３次元トポグラフィによって生じた光学波面位相及び強度の情報を計算することと、を含む。一実施形態において、光学波面位相及び強度の情報を計算することは、リソグラフィ装置の照明プロファイルに関連付けられた回折パターンに基づく。一実施形態において、光学波面位相及び強度の情報を計算することは、光学波面位相及び強度の情報を厳密に計算することを備える。一実施形態において、３次元トポグラフィは、吸収体の高さ又は厚さ、屈折率、減光係数、及び／又は、吸収体の側壁角度から選択される。一実施形態において、３次元トポグラフィは、同一性質の異なる値を備える多層構造を備える。一実施形態において、光学波面位相情報は、パターンの複数の限界寸法に対する光学波面位相情報を備える。一実施形態において、光学波面位相情報は、照明放射の複数の入射角度及び／又はパターンの側壁角度に対する光学波面位相情報を備える。一実施形態において、光学波面位相情報は、パターンの複数のピッチに対する光学波面位相情報を備える。一実施形態において、光学波面位相情報は、複数の瞳位置又は回折次数に対する光学波面位相情報を備える。一実施形態において、パターニングデバイスのトポグラフィの結像効果を演算することは、パターニングデバイスパターンのシミュレート画像を演算することを備える。一実施形態において、この方法は、さらに、パターンの結像のコントラストを改善するために、リソグラフィパターニングデバイスを使用したリソグラフィプロセスに関連付けられたパラメータを調整することを備える。一実施形態において、パラメータは、パターニングデバイスのパターンのトポグラフィのパラメータ、又は、パターニングデバイスの照明のパラメータである。一実施形態において、この方法は、位相変動を最小化するために、パターニングデバイスの屈折率、パターニングデバイスの減光係数、パターニングデバイスの吸収体の側壁角度、パターニングデバイスの吸収体の高さ又は厚さ、又はそれらから選択される任意の組み合わせを調節することを備える。一実施形態において、計算された光学波面位相情報は、回折次数に亘る奇数位相分布、又は、それらの数学的記述を備える。
【００７８】
[0104]  従って、上述の通り、光学波面位相情報で補われた計算機リソグラフィを使用するか、又は従来の計算機リソグラフィを使用するかを問わず、パターニングデバイストポグラフィ誘起位相（波面位相）の補正を行うことが望ましい。いくつかのタイプの補正についてはすでに上述しており、いくつかの追加タイプの補正には、パターニングデバイス／照明調節（放射源マスク最適化と称されることもある）を使用した、パターニングデバイス積層の調節、パターニングデバイスレイアウトの調節、及び／又は、パターニングデバイスの照明の調節が含まれる。
【００７９】
[0105]  パターニングデバイス／照明（放射源マスク最適化）は、通常、パターニングデバイストポグラフィの要因となるものではなく、あるいは、寸法のターニングデバイストポグラフィライブラリを使用する。すなわち、このライブラリには、パターニングデバイストポグラフィに由来するカーネルのセットが含まれる。しかしながら、上述の通り、これらのカーネルは、近似値である傾向にあるため、所望の稼働時間を得るために精度が犠牲にされる。
【００８０】
[0106]  従って、一実施形態において、パターニングデバイス／照明調節計算には、パターニングデバイストポグラフィ誘起位相（波面位相）情報が含まれる。そこで、パターニングデバイス吸収体の衝撃は、回折次数における位相によって記述可能である。従って、パターニングデバイストポグラフィ誘起位相（波面位相）は、必要なすべての情報を含む。
【００８１】
[0107]  一実施形態において、パターニングデバイス／照明調節計算には、上述の計算器リソグラフィのように、パターニングデバイストポグラフィ誘起位相（波面位相）情報が含まれる。すなわち、数学的／シミュレーション計算には、パターニングデバイストポグラフィ誘起位相（波面位相）情報が含まれる。いくつかの基本的特徴については、最適パターニングデバイス／照明モードの組み合わせを計算するには、位相を使用するので十分であることがある。
【００８２】
[0108]  一実施形態において、追加又は代替として、パターニングデバイストポグラフィ誘起位相（波面位相）情報は、パターニングデバイス／照明調節計算のチェック又は制御として使用される。例えば、一実施形態において、パターニングデバイストポグラフィ誘起位相（波面位相）情報は、照明、パターニングデバイス、及び／又は、その他のリソグラフィパラメータの程度を限定するか、又はその限定を規定するために使用され、従来のパターニングデバイス／照明調節プロセスは、その程度の範囲内で実施されるか、又はその程度によって制約される。例えば、パターニングデバイストポグラフィ誘起位相（波面位相）情報は、複数の入射角度について取得され、解析されて、パターニングデバイストポグラフィ誘起位相（波面位相）が許容可能である許容可能角度範囲を特定してもよい。そして、従来のパターニングデバイス／照明調節プロセスは、その角度範囲において実施されてもよい。一実施形態において、従来のパターニングデバイス／照明調節プロセスは、パターニングデバイスのレイアウトと照明モードとの１つ以上の組み合わせの提示を生じてもよい。これらの１つ以上の組み合わせの１つ以上のパラメータは、パターニングデバイストポグラフィ誘起位相（波面位相）情報に対して試験されてもよい。例えば、提示された照明モードの入射角度が閾値を超える位相の大きさを生じる場合、種々の入射角度についての回折次数に対するパターニングデバイストポグラフィ誘起位相（波面位相）のグラフを使用して、その照明モードを除外してもよい。
【００８３】
[0109]  図７を参照して、パターニングデバイス／照明調節の方法の一例としての実施形態を説明する。７０１において、リソグラフィ問題を規定する。リソグラフィ問題は、基板上に印刷される特定パターンを示す。このパターンを使用して、リソグラフィ装置のパターンを調節（例えば、最適化）し、照明システムの適正な構成を選択する。これは、パターン、例えば、密集特徴及び分散特徴を同時にグループ化するパターンに含まれる積極的構成を代表することが望ましい。
【００８４】
[0110]  ７０２において、パターンのプロファイルを計算するシミュレーションモデルが選択される。一実施形態において、シミュレーションモデルには、空間像モデルが含まれてもよい。その場合、フォトレジスト上への入射放射エネルギー分布の分布が計算されるであろう。空間像の計算は、フーリエ光学のスケーラ形態又はベクタ形態のいずれかで行われてもよい。特に、シミュレーションは、Ｐｒｏｌｉｔｈ、Ｓｏｌｉｄ−Ｃ等のソフトウェア等、市販のシミュレータの補助により、実施されてもよい。開口数又は特定パターンのようなリソグラフィ装置の異なる要素の特性が、シミュレーションのための入力パラメータとして入力されてもよい。Ｌｕｍｐｅｄ  Ｐａｒａｍｅｔｅｒ  Ｍｏｄｅｌ又はＶａｒｉａｂｌｅ  Ｔｈｒｅｄｈｏｌｄ  Ｒｅｓｉｓｔモデルのような異なるモデルが使用されてもよい。
【００８５】
[0111]  この特定実施形態では、空間像シミュレーションを稼働する関連パラメータには、ベストフォーカス面が存在する面までの距離、照明システムの空間部分コヒーレンスの程度の測定値、照明の偏光、デバイス基板を照明する光学システムの開口数、光学システムの収差、及びパターニングデバイスを表す空間透過機能の記述が含まれてもよい。一実施形態において、上述の通り、関連パラメータには、パターニングデバイストポグラフィ誘起位相（波面位相）情報が含まれてもよい。
【００８６】
[0112]  ７０２において選択されたシミュレーションモデルの使用は、例えば、レジストプロファイルの計算に限定されるものでないことが理解されなければならない。このシミュレーションモデルは、プロセス寛容度、密集／分散特徴バイアス、サイドローブプリンティング、パターニングデバイスエラーに対する感応性等のような追加／捕捉応答を抽出するために実施されてもよい。
【００８７】
[0113]  この方法は、モデルとそのパラメータ（パターン及び照明モードの初期条件を含む）を規定した後に７０３へと進み、ここでシミュレーションモデルが稼働されて応答を計算する。一実施形態において、シミュレーションモデルは、演算リソグラフィに関して、上述の通り、パターニングデバイストポグラフィ誘起位相（波面位相）情報に基づく計算を実施してもよい。そこで、一実施形態において、シミュレーションモデルは、リソグラフィプロセスの特性である複数の設計変数の多変数関数を具体化するものであり、この設計変数には、パターンに対する照明の特性とパターンの特性とが含まれ、多変数関数は、計算された光学波面位相情報の関数である。
【００８８】
[0114]  ７０４において、照明モードの１つ以上の照明条件（例えば、強度分布のタイプの変更、σ等の強度分布のパラメータの変更、線量の変更等）及び／又はパターニングデバイスパターンのレイアウト又はトポグラフィの１つ以上の態様（例えば、バイアス付与、光学近接補正の追加、吸収体厚さの変更、屈折率又は減光係数の変更等）は、この応答の解析に基づいて調整される。
【００８９】
[0115]  本実施形態において計算される応答は、例えば、基板上のレジストの所望のパターンの特徴をプリントすることに成功させるのに十分なコントラストが存在するか否かを判定するために、１つ以上のリソグラフィの測定基準に対して評価されてもよい。例えば、空間像は、焦点範囲を通じて解析することにより、露光寛容度と焦点深さの推定値を提供することができ、この手順は、最善の光学条件に達するように反復的に実施可能である。実際には、空間像の品質は、正規化画像ログ勾配測定基準（ＮＩＬＳ）であってもよく、例えば、特徴サイズに正規化されてもよいコントラスト又は空間像のログ勾配（ＩＬＳ）測定基準を使用して判定されてもよい。この値は、画像強度（又は、空間像）の勾配に対応する。一実施形態において、リソグラフィ測定基準は、限界寸法の均一性、露光寛容度、プロセスウィンドウ、プロセスウィンドウの寸法、マスクエラー増大因子（ＭＥＥＦ）、正規化画像ログ勾配（ＮＩＬＳ）、エッジ配置エラー、及び／又は、パターン忠実度測定基準を備えてもよい。
【００９０】
[0116]  以上に検討した通り、一実施形態において、パターニングデバイストポグラフィ誘起位相（波面位相）情報を使用して、応答の計算を評価又は制約してもよい。例えば、一実施形態において、パターニングデバイストポグラフィ誘起位相（波面位相）情報を使用して、照明、パターニングデバイス、及び／又は、その他のリソグラフィパラメータの程度を限定するか、又は限定を規定し、従来のパターニングデバイス／照明調節プロセスは、その程度の範囲内で実施されるか、又は応答を生成する程度によって制約される。例えば、パターニングデバイストポグラフィ誘起位相（波面位相）情報は、複数の入射角度について取得され、解析されて、パターニングデバイストポグラフィ誘起位相（波面位相）が許容可能である許容可能角度範囲を特定してもよい。そして、従来のパターニングデバイス／照明調節プロセスは、その角度範囲内で実施されてもよい。一実施形態において、従来のパターニングデバイス／照明調節プロセスは、応答として、パターニングデバイスパターン構成と照明モードの１つ以上の組み合わせの提示を生じてもよい。これらの１つ以上の組み合わせの１つ以上のパラメータは、パターニングデバイストポグラフィ誘起位相（波面位相）情報に対して試験されてもよい。例えば、提示された照明モードについての入射角度が閾値を上回る位相の大きさを生じる場合、種々の入射角度について回折次数に対するパターニングデバイストポグラフィ誘起位相（波面位相）のグラフを使用して、その照明モードを除外してもよい。
【００９１】
[0117]  ７０５において、シミュレーション／計算、応答の判定、及び応答の評価は、ある終了条件が満たされるまで繰り返されてもよい。例えば、値が最小化又は最大化されるまで、調整が継続してもよい。例えば、限界寸法、露光寛容度、コントラスト等のリソグラフィ測定基準について、設計指標（例えば、ある第１の値を下回り、且つ／又は、ある第２の値を上回る限界寸法など）を満たすか否かが評価されてもよい。リソグラフィ測定基準が設計指標を満たさない場合、調整が継続してもよい。一実施形態において、調整のため、パターニングデバイストポグラフィ誘起位相（波面位相）情報が使用又は取得（例えば、計算）されてもよい。
【００９２】
[0118]  さらに、パターニングデバイス／照明調節に加え、リソグラフィ装置又はプロセスの１つ以上の他のパラメータが調節されてもよい。例えば、開口数、収差パラメータ（例えば、ビーム経路における収差を調節可能なデバイスに関連付けられるパラメータ）等、リソグラフィ装置の投影システムの１つ以上のパラメータが調節されてもよい。
【００９３】
[0119]  従って、一実施形態において、リソグラフィパターニングデバイスのパターンの放射による照明について、パターンの３次元トポグラフィによって生じる、計算された光学波面位相情報を取得することと、光学波面位相情報に基づき、コンピュータプロセッサを使用して、照明のパラメータを調整し、且つ／又は、パターンのパラメータを調整することと、を含む方法を提供する。一実施形態において、この方法は、さらに、調整された照明及び／又はパターンパラメータについて、パターンの３次元トポグラフィによって生じる、計算された光学波面位相情報を取得することと、照明のパラメータを調整すること、及び／又は、パターンのパラメータを調整することと、を含み、取得すること及び調整することは、ある終了条件が満たされるまで繰り返される。一実施形態において、調整することは、光学波面位相情報に基づき、リソグラフィ測定基準を計算することと、リソグラフィ測定基準に基づき、照明及び／又はパターンのパラメータを調整することと、を含む。一実施形態において、リソグラフィ測定基準は、限界寸法均一性、露光寛容度、プロセスウィンドウ、プロセスウィンドウの寸法、マスクエラー増大因子（ＭＥＥＦ）、正規化画像ログ勾配（ＮＩＬＳ）、縁部配置エラー、又はパターン忠実度測定基準から選択される１つ以上を備える。一実施形態において、取得することは、照明放射の複数の異なる入射角度について、計算された光学波面位相情報を取得することを備え、調整することは、計算された光学波面位相情報に基づき、入射照明放射の許容可能角度範囲を規定することと、規定された角度範囲内で照明及び／又はパターンのパラメータを調整することと、を含む。一実施形態において、調整することは、照明／パターニングデバイス最適化を実施することを備える。一実施形態において、調整することは、リソグラフィプロセスの特性である複数の設計変数の多変数関数を演算することを備え、設計変数には、パターンへの照明の特性とパターンの特性とが含まれ、多変数関数は、計算された光学波面位相情報の関数である。
【００９４】
[0120]  一実施形態において、基板上にリソグラフィパターニングデバイスのパターンの少なくとも一部を結像するリソグラフィプロセスを改善する方法であって、パターンの３次元トポグラフィによって生じる、計算された光学波面位相情報を取得することと、演算プロセッサを使用して、リソグラフィプロセスの特性である、パターンの照明の特性とパターンの特性とが含まれる複数のパラメータの、計算された光学波面位相情報の関数である多変数関数を演算することと、規定された終了条件が満たされるまで、パラメータのうちの１つ以上を調整することにより、リソグラフィプロセスの特性を調整することと、を含む方法を提供する。
【００９５】
[0121]  一実施形態において、調整することは、リソグラフィプロセスの特性である複数の設計変数のさらなる多変数関数を演算することをさらに備え、さらなる多変数関数は、計算された光学波面位相情報の関数でない。一実施形態において、多変数関数は、パターンの限界領域のために使用され、さらなる多変数関数は、非限界領域のために使用される。一実施形態において、調整することにより、パターンの結像のコントラストを改善する。一実施形態において、計算された光学波面位相情報は、回折次数に亘る奇数位相分布、又はその数学的記述を備える。一実施形態において、取得することは、パターンの３次元トポグラフィ情報を取得することと、３次元トポグラフィ情報に基づき、３次元トポグラフィによって生じた光学波面位相情報を計算することと、を含む。一実施形態において、パターンは、デバイスの設計レイアウトであり、光学波面位相情報は、パターンのサブパターンのみのために特定される。一実施形態において、この方法は、照明のパラメータを調整することを備え、照明のパラメータを調整することは、照明の強度分布を調整することを備える。一実施形態において、この方法は、パターンのパラメータを調整することを備え、パターンのパラメータを調整することは、光学近接補正特徴及び／又は解像度向上技術をパターンに適用することを備える。一実施形態において、光学波面位相情報は、放射の複数の入射角度及び／又はパターンの側壁角度に対する光学波面位相情報を備える。一実施形態において、取得することは、光学波面位相情報を厳密に計算することを備える。
【００９６】
[0122]  パターニングデバイス積層調節（例えば、最適化）は、主として製造性態様（例えば、エッチング）を見ることによって行われる。パターニングデバイスを使用した結像が調節の一部である場合、これは、露光寛容度等、１つ以上の派生結像性能指数を使用して行われる。これらの派生結像性能指数は、特徴及び照明設定に依存する。調節のために派生結像性能指数（例えば、露光寛容度）を使用する時、調節は、特徴、照明設定等に応じて決まるため、派生調節積層がすべての結像関連トピックに関して基本的によりよいものであるか否かは明確でないことがある。
【００９７】
[0123]  従って、露光寛容度等の派生結像測定基準を評価する代わりに、又はこの追加として、パターニングデバイストポグラフィ誘起位相（波面位相）が評価される、１つ以上のパターニングデバイス積層性質（例えば、屈折率、減光係数、吸収体又はその他の高さ／厚さ、側壁角度等）に対するパターニングデバイストポグラフィ誘起位相（波面位相）の依存度を評価することにより、マスク３Ｄ誘起位相の大きさを低減又は最小化する、改善されたパターニングデバイス積層を特定することができる。このように派生したマスク積層は、基本的に、すべての特徴及び／又は照明の設定に対する複数の結像性質についてより良好となってもよい。
【００９８】
[0124]  図８Ａを参照すると、バイナリマスクと、法線入射１９３ｎｍの照明に露光された約６％のＭｏＳｉ吸収体を有する最適化位相シフトマスクとに対する回折次数について（回折効率に関して）シミュレートされた強度のグラフが示されている。図８Ｂを参照すると、バリナリマスクと、法線入射１９３ｎｍの照明に露光された約６％のＭｏＳｉ吸収体を有する位相シフトマスクとに対する回折次数についてシミュレートされた位相のグラフが示されている。これらのグラフは、バイナリマスク８００と位相シフトマスクの結果を示している。
【００９９】
[0125]  図８Ａ及び図８Ｂのグラフは、回折効率及び波面位相が、各々、回折次数の関数としていかに変化するかを測定するシミュレーションの結果を示している。シミュレーションモデルは、上述の通り、１９３ｎｍの照明で露光された時、マスクパターンの投影に繋がり、例えば、Ｐａｎｏｒａｍｉｃ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｉｎｃ．から入手可能なＨｙｐｅｒｌｉｔｈソフトウェアを使用して実施されてもよい。位相は、ラジアン単位であり、回折次数は、０が０次の回折次数に対応する整数である。バイナリマスク８００と位相シフトマスク８０２についてシミュレーションを実施した。
【０１００】
[0126]  図８Ａを参照すると、２つの異なるマスク８００、８０２が回折次数の範囲に亘ってかなり匹敵する回折効率性能を提供するものであることが見て取れる。さらに、位相シフトマスク８０２に対する回折効率は、１次及び２次の回折次数よりも僅かに高い。そこで、より薄い吸収体８０２がバイナリマスク８００よりも良好な性能を提供することがある。
【０１０１】
[0127]  以下、図８Ｂを参照すると、バイナリマスク８００及び位相シフトマスク８０２は、回折次数の範囲に亘ってかなり異なる波面位相性能を提供することが見て取れる。特に、回折次数のうちの１つ以上に亘る位相の範囲は、通常、バイナリマスク８００に比べて、位相シフトマスク８０２について低減される。すなわち、回折次数に亘る位相範囲は、バイナリマスク８００に比ベて、位相シフトマスク８０２について低減又は最小化される。これは、図８Ｂ中において、位相シフトマスク８０２に対する線がバイナリマスク８００に対する線に比べて略「平坦」となっていることから見て取れる。換言すると、位相シフトマスク８０２に対する線は、通常、バイナリマスク８００よりも水平線に近い。
【０１０２】
[0128]  図９Ａを参照すると、法線入射１９３ｎｍ照明に露光されたバイナリマスクについてシミュレートされたパターニングデバイストポグラフィ誘起位相（波面位相）（単位はラジアン）対回折次数（０次の回折次数が７．５に対応する）のグラフが示されている。グラフは、呼び厚さ、呼び厚さより−６ｎｍ薄い厚さ、呼び厚さより６ｎｍ厚い厚さという３つの異なる吸収体厚さについてのバイナリマスクの結果を示している。このグラフは、より薄い吸収体（−６ｎｍ）に関して、その線が他に比べてより平坦であるため、僅かにより良好な性能を生じることを示している。
【０１０３】
[0129]  以下、図９Ｂを参照すると、吸収体厚さの効果のより具体的な詳細が見て取れる。図９Ｂは、図９Ａのバイナリマスクに対する呼び厚さ（ナノメートル単位）からの吸収体厚さの変動に対してシミュレートされたパターニングデバイストポグラフィ誘起位相（波面位相）（単位はラジアン）のグラフを示す。このグラフ中、３つの異なる性能指数が位相対回折次数のグラフに適用される。第１の性能指数は、合計位相範囲（「Ｔｏｔａｌ」−差込を参照のこと）である。第２の性能指数は、ピークの範囲である（「Ｐｅａｋ」−差込を参照のこと）。また、第３の性能指数は、高次の範囲である（「Ｈｉｇｈ  Ｏｒｄｅｒ」−差込を参照のこと）。図９Ｂに関して、ピーク（「Ｐｅａｋ」）に対する位相範囲はほぼ一定であることが見て取れる。しかしながら、高次（「Ｈｉｇｈ  Ｏｒｄｅｒ」）については、位相範囲は、吸収体厚さとともに増加し、引いては、高次は、本質的に合計位相範囲（「Ｔｏｔａｌ」）における変動を推進する。そこで、これらの性能指数のうちの１つ以上を使用して、パターニングデバイス積層の構成を推進することができる。例えば、位相範囲を低減するには、高次の性能指数にはより薄い吸収体を推奨する。従って、例えば、高次の性能指数の最小値（又は、その５％、１０％、１５％、２０％、２５％、又は３０％の範囲内の値）は、バイナリマスクの適切な厚さを実原してもよい。しかしながら、ピーク位相範囲は、本質的に、図示の厚さに亘ってゼロ以外の数の定数であるため、高次の位相範囲を低減すること、又は非常に厚い厚さを使用することという、実際には製造可能でも有用でもない方法を除いて、位相範囲の低減において、あったとしてもさほど多くの追加利得を得ることはない。従って、屈折率及び／又は減光係数の変動が要求されてもよい。
【０１０４】
[0130]  図１０Ａを参照すると、法線入射１９３ｎｍ照明で露光された６％のＭｏＳｉ吸収体（すなわち、異なる屈折率を備えたパターニングデバイス）を有する位相シフトマスクについてシミュレートされたパターニングデバイストポグラフィ誘起位相（波面位相）（単位はラジアン）対回折次数（０次の回折次数が７．５に対応する）のグラフが示されている。グラフは、呼び厚さ（最適数であり、図８Ａ及び図８Ｂの位相シフトマスク８０２に対応する）、呼び厚さより−６ｎｍ薄い厚さ、呼び厚さより６ｎｍ厚い厚さの３つの異なる吸収体厚さに対する結果を示している。このグラフは、呼び厚さに関して、その線が他に比べてより平坦であるため、僅かにより良好な性能を生じることを示している。
【０１０５】
[0131]  以降、図１０Ｂを参照すると、吸収体厚さの効果のより具体的な詳細が見て取れる。図１０Ｂは、図１０Ａの６％のＭｏＳｉ吸収体を有する位相シフトマスクに対する呼び厚さ（ナノメートル単位）からの吸収体厚さに対してシミュレートされたパターニングデバイストポグラフィ誘起位相（波面位相）（単位はラジアン）のグラフを示す。図９Ｂのグラフと同様に、「Ｔｏｔａｌ」、「Ｐｅａｋ」、及び「Ｈｉｇｈ  Ｏｒｄｅｒ」という３つの異なる性能指数が位相対回折次数のグラフに適用されるものとして特定されている。
【０１０６】
[0132]  図１０Ｂに関して、ピーク（「Ｐｅａｋ」）、高次（「Ｈｉｇｈ  Ｏｒｄｅｒ」）、及び合計（「Ｔｏｔａｌ」）の位相範囲がすべて変動していることが見て取れる。従って、積層を調節するには、これらの性能指数のうちの１つ以上を使用して、パターニングデバイス積層の構成を推進することができる。例えば、ピーク性能指数は、位相範囲を低減するための積層の構成を推進してもよい。従って、例えば、ピーク性能指数の最小値（又は、その５％、１０％、１５％、２０％、２５％、又は３０％の範囲内の値）は、マスクの適切な厚さ（例えば、図１０Ｂの呼び厚さ）を実現してもよい。あるいは、１を上回る数の性能指数を使用して、パターニングデバイス積層の構成を推進してもよい。そこで、調節プロセスには、１を上回る数の性能指数を含む共通最適化問題（恐らく、ある性能指数に対して与えられ、且つ／又は、ある性能指数に適用される閾値を超過しない適切な重み付けを備える）が含まれてもよい。従って、例えば、共通最適化の最小値（又は、その５％、１０％、１５％、２０％、２５％、又は３０％の範囲内の値）は、マスクの適切な厚さを実現してもよい。
【０１０７】
[0133]  認識されるであろう通り、異なる屈折率、異なる減光係数等を備えるパターニングデバイス吸収体に同一の解析が適用され、パターニングデバイス積層を調節（例えば、最適化）してもよい。そこで、屈折率、減光係数等の特定の組み合わせに対する厚さについて上述した最適化に加え、厚さ、減光係数等の特定の組み合わせに対する異なる屈折率、厚さ、屈折率等の特定の組み合わせに対する異なる減光係数等に対して、同様の最適化を実施することができる。そして、これらの結果は、共通最適化関数において使用され、調節済み（例えば、最適）積層に到達してもよい。また、パターニングデバイストポグラフィの物理的パラメータについて説明したが、パターニングデバイストポグラフィを形成するパラメータは、同様に考慮されてもよい（エッチング等）。
【０１０８】
[0134]  図１１を参照すると、図８Ａ及び図８Ｂの非最適化位相シフトマスク１１００及び位相シフトマスク８０２の空間像シミュレーションについてシミュレートされたベストフォーカス差（ナノメートル単位）対ピッチ（ナノメートル単位）を示すグラフが示されている。図１１に見て取れる通り、位相シフトマスク８０２は、位相シフトマスク８００と比較して実質的に低いベストフォーカス差を提供し、約８０〜１１０ナノメートルのピッチで、顕著なパターニングデバイストポグラフィ誘起ベストフォーカス差を補償する。
【０１０９】
[0135]  図１２Ａ及び図１２Ｂを参照すると、薄い吸収体を有するバイナリマスクと、図８Ａ及び図８Ｂの位相シフトマスク８０２に対応する約６％のＭｏＳｉ吸収体を有し、且つ、図１０Ａの呼び厚さを有する位相シフトマスクとの、性能の比較が示されている。ここで、比較は、種々の照明入射角度についても示されている。従って、図１２Ａは、−１６．５°の入射角度に対応する−０．９のシグマ、０°の入射角度に対応する０のシグマ、１６．５°の入射角度に対応する０．９のシグマにおいて１９３ｎｍ照明に露光されたバイナリマスクについてシミュレートされたパターニングデバイストポグラフィ誘起位相（波面位相）（単位はラジアン）対回折次数のグラフを示している。このグラフは、各照明角度について示しており、位相範囲△は、かなり顕著であり、合計位相範囲と、ピーク位相範囲と、ある程度の高次位相範囲とを含む。従って、このバイナリマスクは、コントラスト喪失をもたらし、顕著な差異全焦点差を有する。
【０１１０】
[0136]  図１２Ｂは、−１６．５°の入射角度に対応する−０．９のシグマと、０°の入射角度に対応する０のシグマと、１６．５°の入射角度に対応する０．９のシグマとにおいて、１９３ｎｍ照明に露光された、図８Ａ及び図８Ｂの位相シフトマスク８０２に対応する約６％のＭｏＳｉ吸収体を有し、図１０Ａの呼び厚さを有する位相シフトマスクについてシミュレートされたパターニングデバイストポグラフィ誘起位相（波面位相）（単位はラジアン）対回折次数（整数の形式）のグラフを示す。グラフは、各照明角度について示しており、位相範囲△は、回折異数に亘ってかなり狭いため、このマスクは低いコントラスト喪失、低いベストフォーカス差、低い配置エラー、及び比較的低いパターン非対称性をもたらす。
【０１１１】
[0137]  図１３Ａ及び図１３ｂを参照すると、薄い吸収体を有するバイナリマスクと、図８Ａ及び図８Ｂの位相シフトマスク８０２に対応する約６％のＭｏＳｉ吸収体を有し、図１０Ａの呼び厚さを有する位相シフトマスクとの、ベストフォーカス及びコントラストの比較が示されている。ここでは、パターンの密集特徴１３００とパターンの半分散特徴１３０２との比較も示されている。従って、図１３Ａは、１９３ｎｍ照明に露光されたバイナリマスクについて測定された線量感度（単位はｎｍ／ｍＪ／ｃｍ２）対ベストフォーカス（単位はｎｍ）のグラフを示す。左側の線量感度尺度は、密集特徴１３００のものであり、右側の線量感度尺度は、半分散特徴１３０２のものである。このグラフは、例えば、密集特徴１３００の線量感度の最小値（矢印１３０４で示される）は、半分散特徴１３０２の線量感度の最小値（矢印１３０６で示される）と著しく異なるベストフォーカスにある。
【０１１２】
[0138]  図１３Ｂは、図８Ａ及び図８Ｂの位相シフトマスク８０２に対応する約６％のＭｏＳｉ吸収体を有し、図１０Ａの呼び厚さを有する位相シフトマスクについてのベストフォーカス（単位はｎｍ）に対して測定された線量感度（単位はｎｍ／ｍＪ／ｃｍ２）のグラフを示している。左側の線量感度尺度は、密集特徴１３００のものであり、右側の線量感度尺度は、半分散特徴１３０２のものである。図１３Ａと比較すると、このグラフは、例えば、密集特徴１３００（矢印１３０４によって示される）の線量感度の最小値が半分散特徴１３０２（矢印１３０６によって示される）の線量感度の最小値のベストフォーカスに近いベストフォーカスにあることを示している。さらに、ベストフォーカスの範囲に亘る密集特徴及び半分散特徴の線量感度は、バイナリマスクより位相シフトマスクについて実質的に低くなる。実際には、線量感度は、半分散特徴について、水平方向矢印で示される通り、実質的に著しく低減される。図１３Ｂは、ベストフォーカス範囲が図１３Ａのベストフォーカス範囲（約−１９０ｎｍ〜０ｎｍ）と比較して密集特徴及び半分散特徴（約−１９０ｎｍ〜−５０ｎｍ）について著しく低減されることも示している。そこで、図８Ａ及び図８Ｂの位相シフトマスク８０２に対応する約６％のＭｏＳｉ吸収体を有し、図１０Ａの呼び厚さを有する調節済み位相シフトマスクは、ベストフォーカス及びコントラストにおいて著しい利得を提供することができる。
【０１１３】
[0139]  図１４Ａ及び図１４Ｂを参照すると、ピッチを通じて２２ｎｍの線／空間パターンを有するＥＵＶについてシミュレートされたパターニングデバイストポグラフィ誘起位相（波面位相）（単位はラジアン）対回折次数のグラフが示されている。図１４Ａは、第１の方向における特徴（垂直特徴）についての結果を示しており、図１４Ｂは、第１の方向に略直交する第２の方向における特徴（水平特徴）についての結果を示している。ＥＵＶ配置では、マスクが反射型であり、主光線は、パターニングデバイスに対してゼロ以外且つ９０°以外でパターニングデバイスに入射する。一実施形態において、主光線角度は、約６°である。従って、図１４Ｂを参照すると、位相分布は、通常、常に、主光線の入射角度により、水平特徴（図５にについて以上に検討した非法線入射角度と同様に）について奇数となる（引いては、例えば、ゼルニケＺ２又はＺ７のパターンを使用して補正されてもよい）。さらに、図１４Ａを参照すると、位相分布は、通常、垂直特徴について偶数となる（引いては、例えば、ゼルニケＺ９又はＺ１６のパターンを使用して補正されてもよい）。
【０１１４】
[0140]  図１５Ａ及び図１５Ｂを参照すると、ピッチを通じて、且つ、角度を有する主光線に対する種々の角度について、２２ｎｍの線／空間パターンを有するＥＵＶマスクについてシミュレートされたパターニングデバイストポグラフィ誘起位相（波面位相）（単位はラジアン）対回折次数のグラフである。図１５Ａは、第１の方向における特徴（垂直特徴）についての結果を示しており、図１５Ｂは、第１の方向に略直交する第２の方向における特徴（水平特徴）についての結果を示している。図１５Ａにおいて主光線角度（この場合、６°）に対して−４．３°〜４．５の角度の範囲について見て取れる通り、位相分布は、実質的に、垂直特徴について偶数となり、引いては、例えば、ゼルニケＺ９又はＺ１６のパターンを使用して補正されてもよい。さらに、図１５Ｂを参照すると、位相分布は、主光線角度（この場合、６°）に対して−４．３°〜４．５°の角度の範囲の水平特徴について奇数となり、引いては、例えば、ゼルニケＺ２又はＺ７のパターンを使用して補正されてもよい。
【０１１５】
[0141]  従って、一実施形態において、吸収体の特性は、ＥＵＶマスクのパターニングデバイストポグラフィ誘起位相（波面位相）の補正を助けるように修正されてもよいが、パターニングデバイストポグラフィ誘起位相（波面位相）を補正するためのさらなる方法には、水平線に関連付けられた奇数位相分布に対処し、フェーディングを緩和する軸外照明を提供することが挙げられる。例えば、ダイポール照明（適切な位置にポールを備える）は、水平線及び垂直線の双方のためのものであるが、水平線により相応しい照明を提供することができる。図１６は、０．３３の開口を有し、０．２のリング幅を備えたダイポール照明を使用するＥＵＶリソグラフィ装置のためのパターニングデバイスの種々の線及び空間のパターンについてシミュレートされた変調伝達関数（ＭＴ）対コヒーレンスを示している。線１６００は、１６ナノメートルの線及び空間のパターンについての結果を示しており、線１６０２は、１３ナノメートルの線及び空間のパターンについての結果を示しており、線１６０４は、１２ナノメートルの線及び空間のパターンについての結果を示しており、線１６０６は、１１ナノメートルの線及び空間のパターンについての結果を示している。ＭＴＦは、投影システムで取得した１次の拡散放射の量の測定値である。図１６のグラフにおけるコヒーレンス値は、角度を有する主光線に対して種々の線及び空間のパターンのダイポール照明のポール位置（σ）の中央を与える。そこで、図１６から、ＥＵＶ放射で照明された１６ｎｍ以上の線及び空間のパターンについて、最大変調を維持しつつ、パターニングデバイストポグラフィ誘起位相を制御するために、角度を有する主光線に対して比較的低い角度（コヒーレンス＞０．３）を選択することができる。比較では、１９３ｎｍについては、４０ｎｍの線及び空間のパターンでは、σ＝０．９（１７°の入射角度）を必要としてもよい。
【０１１６】
[0142]  さらに、例えば、ＥＵＶ放射については、パターニングデバイストポグラフィ誘起位相（波面位相）効果は、方向（例えば、垂直特徴又は水平特徴）毎のみでなく、ピッチ毎でも異なり得る。異なる特徴の方向及び異なるピッチについては、ベストフォーカス差、Ｂｏｓｓｕｎｇ曲線傾斜、ピッチを通じたコントラスト差、及び／又は、焦点差の深さが存在する。
【０１１７】
[0143]  一実施形態において、位相を評価する技術（例えば、性能指数、共通最適化等の使用）は、本明細書の他の実施形態に適用されてもよく、垂直パラメータは、パターニングデバイス積層性質の代わりか、又はその追加として、照明放射の入射角度、側壁角度、限界寸法等である。
【０１１８】
[0144]  従って、一実施形態において、リソグラフィパターニングデバイスのパターンの３次元トポグラフィによって生じた光学波面位相情報を取得することと、光学波面位相情報に基づき、コンピュータプロセッサを使用して、パターンの物理的パラメータを調整することと、を含む方法を提供する。一実施形態において、このパターンは、デバイスの設計レイアウトであり、光学波面位相情報は、パターンのサブパターンのみに対して特定される。一実施形態において、方法は、さらに、パターンの調整された物理的パラメータについて、パターンの３次元トポグラフィによって生じた光学波面位相情報を取得することと、パターンの物理的パラメータのパラメータを調整することと、を含み、取得することと調整することとは、ある終了条件が満たされるまで繰り返される。一実施形態において、調整することにより、パターンの結像のコントラストを改善する。一実施形態において、計算された光学波面位相情報は、回折次数に亘る奇数位相分布か、又はその数学的記述を備える。一実施形態において、調整することは、リソグラフィパターニングデバイスのパターンの３次元トポグラフィによって生じる位相の最小値を判定することを備える。一実施形態において、物理的パラメータは、屈折率、減光係数、側壁角度、厚さ、特徴幅、ピッチ、及び／又は層積層のパラメータ（例えば、シーケンス／組成／等）から選択された１つ以上を備える。一実施形態において、物理的パラメータを調整することは、吸収体のライブラリからパターンの吸収体を選択することを備える。一実施形態において、光学波面位相情報を取得することは、光学波面位相情報を厳密に計算することを備える。
【０１１９】
[0145]  そこで、一実施形態においては、パターニングデバイストポグラフィ誘起位相（波面位相）を使用して、パターニングデバイス積層を調節（最適化）する。特に、波面位相効果は、吸収体調節（例えば、最適化）によって緩和されてもよい。一実施形態において、以上に検討した通り、最適化された吸収体厚さを備える透過性位相シフトマスクが基板上での波面位相及びリソグラフィの性能に関して最善の性能を与えることがある一方で、不透明なバイナリマスクは望ましくないことがある。
【０１２０】
[0146]  また、ＥＵＶパターニングでバスについて、奇数位相分布効果によるコントラスト喪失は、照明モード調節（例えば、最適化）によって最善となるよう緩和されてもよい。
【０１２１】
[0147]  一実施形態において、パターニングデバイス同士の差異は、パターニングデバイストポグラフィ誘起位相（波面位相）を使用して調節（例えば、最適化）されてもよい。すなわち、個別の各パターニングデバイスのパターニングデバイストポグラフィ誘起位相（波面位相）情報は、比較又はモニタされて、パターニングデバイス間の差を認識し、例えば、リソグラフィプロセスのパラメータに補正を適用して（例えば、パターニングデバイスのうちの１つ以上に補正を適用し、照明モードに変化を適用し、リソグラフィ装置の補償位相を適用する等）、それらを同様の性能にする（性能を「より悪化」させるか、又は「より良好」にすることが含まれてもよい）。そこで、一実施形態において、（１つ以上の同様の限界パターン、特徴、又は構造）の異なるパターニングデバイス間の位相の差異をモニタリングすることと、判定された差異を補償するリソグラフィプロセスを調節すること（例えば、パターニングデバイスのうちの１つ以上に対する補正、照明モードへの変更、リソグラフィ装置の補償位相の適用等）とを提供する。このアプローチは、名目上同一のパターニングデバイスに有用に適用されてもよい。すなわち、製造者が特定のパターニングデバイスの複数の「コピー」を有する場合、パターニングデバイスの製造又は処理の変動が、結果として、異なる位相性能を生じ得る。例えば、１つのコピーは他の代替とされてもよく、又は特別な大量生産の場合、多くのコピーがいくつかの異なるリソグラフィシステムで並行して使用されてもよい。そこで、パラメータの調整を通じて、僅かに異なるパターニングデバイスをより類似させて実施させることが有用となることがある。
【０１２２】
[0148]  一実施形態において、パターニングデバイスに亘る変動は、パターニングデバイストポグラフィ誘起位相（波面位相）を使用して調節（例えば、最適化）されてもよい。すなわち、パターニングデバイス上の異なるパターン又は領域のパターニングデバイストポグラフィ誘起位相（波面位相）情報が比較され、領域間の差異を認識し、例えば、補正をリソグラフィプロセスのパラメータに適用し（例えば、パターニングデバイスの領域のうちの１つ以上に対する補正、照明モードへの変更、リソグラフィ装置の補償位相の適用等）、それらを同様の性能にしてもよい（性能を「より悪化」させるか、又は「より良好」にすることが含まれてもよい）。そこで、一実施形態において、例えば、１つ以上の同様の限界パターン、特徴、又は構造についてパターニングデバイスに亘る位相の差異のモニタリングを行うことと、判定された差異を補償するためにリソグラフィプロセスを調節すること（例えば、パターニングデバイスのうちの１つ以上の補正、照明モードの変更、リソグラフィ装置の補償位相の適用等）とを提供する。この補償は、例えば、リソグラフィ装置のスキャン動作中、動的に実施されてもよい。パターニングデバイスは、基板上で相対的に操作及び結像されるため、このように、パターニングデバイスの異なる領域が異なる位相補償を経る。一例として、一方側ではまばらであり、他方側では密集したパターンか、又はマスクパターンに亘って限界寸法が変動するパターンは、スキャンの進行に合わせて位相効果の変化を示すことがある。このタイプのスキャン位置による変動は、本明細書に記載の通り、結像パラメータを調整することにより、その場で補償可能である。
【０１２３】
[0149]  そこで、これらの技術のうちの１つ以上は、リソグラフィ装置が基板上にパターン又は複数のパターンを投影する精度の顕著な改善を提供してもよい。
【０１２４】
[0150]  波面位相を補正する、例えば、吸収体厚さを変更することによって焦点差に対処する、本明細書の技術のうちのいくつかは、パターニングデバイスを使用して形成される空間像のコントラストを低減してもよい。いくつかの適用領域において、これは、顕著な関心事ではないことがある。例えば、リソグラフィ装置が論理回路を形成するパターンの結像に使用されている場合、コントラストは、焦点差より重要度が低いと考えられることがある。焦点差の改善によってもたらされる利点（例えば、より良好な限界密度均一性）は、コントラストの低減をより重大であると考えられる。例えば、リソグラフィのメリットに重み付けを行う適切な最適化関数を使用して、均衡（例えば、最適化）に到達してもよい。例えば、一実施形態において、パターニングデバイスによって提供される位相シフトと、これが提供するコントラストの改善とは、例えば、パターニングデバイストポグラフィ誘起位相の補正時、パターニングデバイストポグラフィ誘起位相とともに考慮に入れられてもよい。パターニングデバイストポグラフィ誘起位相の低減をもたらしつつ、必要な程度のコントラストを提供する譲歩が見出されてもよい。
【０１２５】
[0151]  上述の実施形態において、吸収材料は、通常、単一の材料として説明を行った。しかしながら、吸収材料は、１つを上回る数の材料であってもよい。この材料は、例えば、層として提供されてもよく、例えば、交互の層の積層として提供されてもよい。屈折率又は減光係数を変化させるには、所望の屈折率／減光係数を有する異なる材料が適合されてもよく、ドーパントが、吸収体材料の成分の相対的比率（例えば、モリブデン及びシリサイドの比率）で、吸収体材料に添加されてもよい。
【０１２６】
[0152]  図２を参照して上述した検査装置について再び参照すると、図１７は、散乱計ＳＭ１の一実施形態を示している。それは、放射プロジェクタ１７０２を備え、広帯域（白色光）プロジェクタであってもよく、検査中の基板１７０６上に放射を投影する。認識されるであろう通り、通常の適用では、基板は、その上部に検査ターゲットを有するプリントウェーハである。しかしながら、本発明の文脈では、検査中の基板は、パターニングデバイス基板である。反射された放射は、分光法検出器１７０４に伝えられ、鏡面反射放射のスペクトル１７１０（すなわち、波長の関数としての強度の測定値）を測定する。このデータから、検出されたスペクトルを引き起こす構造又はプロファイルは、処理部ＰＵにより、例えば、厳密結合波解析法及び非線形回帰で、又は、図１７に示される通り、シミュレートされたスペクトルのライブラリとの比較で、再構築されてもよい。一般的に、再構築については、構造の一般的形式が既知であり、いくつかのパラメータが、構造が作られたプロセスの知識から推定され、少数の構造パラメータのみが、散乱計データから判定されるように残される。このような散乱計は、法線入射散乱計又は傾斜入射散乱計として構成されてもよい。
【０１２７】
[0153]  散乱計ＳＭ２の他の実施形態を図１８に示す。本デバイスにおいて、放射源１８０２からの放射は、レンズシステム１８１２を使用して、干渉フィルタ１８１３及び偏光板１８１７を通じて集光され、部分反射面１８１６によって反射され、開口数（ＮＡ）の多い、望ましくは、少なくとも０．９又は少なくとも０．９５である顕微鏡対象レンズ１８１５を介して基板上に集光される。液浸散乱計は、１を上回る開口数を備えたレンズを有してもよい。そして反射された放射は、散乱スペクトルを検出させるために、部分反射面１８１６を通って検出器１８１８を透過してもよい。検出器は、後方投影瞳面１８１８に配置されてもよく、これはレンズ１８１５の焦点距離にあるが、瞳面は、代わりに、補助光学系（図示せず）により、検出器１８１８上条に再結像されてもよい。瞳面は、放射の径方向位置が入射角度を規定する平面であり、この角度位置が放射の方位角を規定する。検出器は、基板ターゲットの２次元角度散乱スペクトル（すなわち、散乱角の関数としての強度の測定値）が測定可能となるように、２次元検出器であることが望ましい。検出器１８１８は、例えば、ＣＣＤセンサ又はＣＭＯＳセンサのアレイであってもよく、例えば、フレーム毎に４０ミリセカンドの積分時間を有する。
【０１２８】
[0154]  多くの場合、参照ビームを使用して、入射放射の強度を測定する。このためには、放射ビームが部分反射面１８１６に入射する時、その一部は、参照ミラー１８１４に向かう参照ビームとして、その面を透過する。その後、参照ビームは、同一の検出器１８１８の異なる部分に投影される。
【０１２９】
[0155]  １つ以上の干渉フィルタ１８１３は、例えば、４０５〜７９０ｎｍかそれ以下、例えば、２００〜３００ｎｍの範囲の関心対象波長を選択するために利用可能である。干渉フィルタは、異なるフィルタのセットを備えるのでなく、調節が可能であってもよい。１つ以上の干渉フィルタの代替又は追加として、格子が使用可能である。
【０１３０】
[0156]  検出器１８１８は、単一波長（又は、より狭い波長範囲）における散乱放射の強度、複数の波長における個別の強度、又は波長範囲に亘って積分された強度を測定してもよい。さらに、検出器は、横磁気型（ＴＭ）と横電気型（ＴＥ）偏光放射の強度、及び／又は、横磁気型と横電気型変更放射間の位相差を別に測定してもよい。
【０１３１】
[0157]  広帯域放射源１８０２（広範囲に亘る放射周波数又は波長を備え、それ故に色付きであるもの）を使用することが可能であり、これにより大きな拡張をもたらし、複数の波長の混合を生じる。広帯域における複数の波長は、各々、δλと、少なくとも２δλ（すなわち、波長帯域幅の２倍）の間隔とを有することが望ましい。放射のいくつかの「放射源」は、例えば、ファイバ束を使用して分割された拡張放射源の異なる部分であってもよい。このように、角度解析散乱スペクトルは、平行な複数の波長で測定されてもよい。３Ｄスペクトル（波長と２つの異なる角度）が測定されてもよく、これには２Ｄスペクトルを上回る情報が含まれる。これにより、メトロロジープロセスのロバスト性を増すより多くの情報が測定される。これは、米国特許出願公開第ＵＳ２００６−００６６８５５号により詳細に記載されており、その文書の内容全体を参照としてここに組み込む。
【０１３２】
[0158]  ビームがターゲットによって再誘導される前後に、ビームの１つ以上の性質を比較することにより、基板の１つ以上の性質が判定されてもよい。これは、例えば、再誘導されたビームを基板のモデルを使用して計算された論理的再誘導ビームと比較し、測定された再誘導ビームと計算された再誘導ビームとの間で最善の合致を与えるモデルを検索することにより、行われてもよい。通常、パラメータ化された汎用モデルが使用され、最善の合致が得られるまで、例えば、パターンの幅、高さ、及び側壁角度等のモデルのパラメータが変動される。
【０１３３】
[0159]  ２つの主要なタイプの散乱計が使用される。分光散乱計は、広帯域放射ビームを基板上に誘導し、特に狭い角度範囲に分散される放射のスペクトル（波長の関数としての強度）を測定する。角度分解された散乱計は、単色放射ビームを使用し、拡散された放射の強度（又は、偏光解析構成の場合、強度比と位相差）を角度の関数として測定する。あるいは、異なる波長の測定信号が別に測定され、解析段階で組み合わせられてもよい。偏光放射を使用して、同一の基板から１つを上回る数のスペクトルを生成してもよい。
【０１３４】
[0160]  基板の１つ以上のパラメータを判定するために、最善の合致は、通常、基板のモデルから生成された論理スペクトルと波長（分光散乱計）又は角度（角度分解散乱計）のいずれかの関数として、再誘導ビームによって生成された測定スペクトルとの間で見出される。最善の合致を見出すため、種々の方法が存在し、これらは組み合わせられてもよい。例えば、第１の方法は、反復検索方法であり、モデルパラメータの第１のセットを使用して第１のスペクトルを計算し、測定されたスペクトルとの比較を行う。そして、モデルパラメータの第２のセットが選択され、第２のスペクトルが計算され、第２のスペクトルの測定されたスペクトルとの比較が行われる。これらのステップは、最善の合致スペクトルを与えるパラメータのセットを見出すことを目標に繰り返される。通常、比較から得られた情報を使用して、パラメータの次のセットの選択を操作する。このプロセスは、反復検索技術として既知である。最善の合致を与えるパラメータのセットを伴うモデルは、測定された基板の最善の記述であると考えられる。
【０１３５】
[0161]  第２の方法は、スペクトルのライブラリを作成するものであり、各スペクトルは、モデルパラメータの特定セットに対応する。通常、モデルパラメータのセットは、可能な基板性質のバリエーションをすべて又はほぼすべて網羅するように選択される。測定されたスペクトルは、ライブラリ内のスペクトルと比較される。反復検索方法と同様に、最善の合致を与えるスペクトルに対応するパラメータのセットを備えたモデルは、測定された基板の最善の記述であると考えられる。補間技術を使用して、このライブラリ検索技術における最善のパラメータのセットをより正確に判定してもよい。
【０１３６】
[0162]  いずれの方法においても、各スペクトルのために、通常、８０〜８００までのデータポイントの間で正確な合致を可能にするために、計算されたスペクトルにおいて十分なデータポイント（波長及び／又は角度）を使用しなければならない。反復方法を使用すると、各パラメータ値の各反復には、８０以上のデータポイントにおける計算が含まれるであろう。これは、正確なプロファイルパラメータを取得するのに必要な反復の数で乗算される。そこで、多数の計算が要求されることがある。実際には、これは、処理の精度とスピードの間の譲歩に繋がる。ライブラリアプローチにおいて、ライブラリのセットアップに要求される精度と時間の間にも同様の譲歩が存在する。
【０１３７】
[0163]  上述の散乱計のいずれかにおいて、基板上のターゲットは、現像後、バーが固形レジスト線で形成されるようにプリントされる格子であってもよい。あるいは、バーは、基板にエッチングされてもよい。ターゲットパターンは、リソグラフィ投影装置等における焦点、線量、重畳、色収差等、関心対象のパラメータに対して感応であるように選択され、関連パラメータの変動がプリントされたターゲットの変動として現れるようにする。例えば、ターゲットパターンは、リソグラフィ投影装置、特に、投影システムＰＬにおける色収差及び照明の対称性に対して感応であってもよく、このような収差の存在は、それ自体が、プリントされたターゲットパターンの変動に現れる。従って、プリントされたターゲットパターンの散乱計データを使用して、ターゲットパターンを再構築する。線幅及び形状等、ターゲットパターンのパラメータは、プリントステップ及び／又はその他の散乱計プロセスの知識に基づき、処理部ＰＵによって実施される再構築プロセスに入力されてもよい。
【０１３８】
[0164]  本明細書中、散乱計の実施形態を説明したが、一実施形態において、その他のタイプのメトロロジー装置が使用されてもよい。例えば、米国特許出願公開第２０１３−０３０８１４２号に記載の暗視野メトロロジー装置を使用してもよく、その内容全体を参照としてここに組み込む。さらに、これらの他のタイプのメトロロジー装置は、散乱計とは完全に異なる技術を使用してもよい。
【０１３９】
[0165]  図１９は、従来の慣例により基板に形成された一例としての複合メトロロジーターゲットを示している。複合ターゲットは、メトロロジー装置の照明ビームによって形成された測定スポット１９３１内にすべて収まるように、ともに接近して配置された４つの格子１９３２、１９３３、１９３４、１９３５を備える。そして、４つのターゲットは、すべて、同時に照明され、センサ１９０４、１９１８上に同時に結像される。重畳測定に特化した例では、格子１９３２、１９３３、１９３４、１９３５は、それ自体が、基板上に形成された半導体デバイスの異なる層にパターン化された格子を重畳することによって形成された複合格子である。格子１９３２、１９３３、１９３４、１９３５は、複合格子の異なる部分が形成される層間の重畳測定を促進するために、異なってバイアスの掛けられた重畳オフセットを有してもよい。格子１９３２、１９３３、１９３４、１９３５は、また、到来する放射をＸ方向及びＹ方向に回折するように、図示の通り、その向きが異なってもよい。一例において、格子１９３２及び１９３４は、各々、＋ｄ、−ｄのバイアスを備えたＸ方向格子である。これは、格子３２が、重畳コンポーネントともにそれらの法線位置に正確にプリントされた場合には、コンポーネントの一方が他方に対して距離ｄほどオフセットするように配置される重畳コンポーネントを有することを意味する。格子１９３４は、完全にプリントされた場合、第１の格子とは反対方向であるものの、ｄのオフセットが存在するように配置されたコンポーネントを有する。格子１９３３及び１９３５は、各々、オフセット＋ｄ及び−ｄを備えたＹ方向の格子であってもよい。４つの格子が図示されているが、他の実施形態では、所望の精度を得るために、より大きなマトリクスが含まれてもよい。例えば、３×３列で９個の複合格子が、−４ｄ、−３ｄ、−２ｄ、−ｄ、０、＋ｄ、＋２ｄ、＋３ｄ、＋４ｄのバイアスを有してもよい。これらの格子の別の画像が、センサ１９４、１９１８によって取得された画像内に特定可能である。
【０１４０】
[0166]  本明細書に記載のメトロロジーターゲットは、例えば、Ｙｉｅｌｄｓｔａｒのスタンドアロン型又は一体型のメトロロジーツール等のメトロロジーツール、及び／又は、通常、ＴｗｉｎＳｃａｎリソグラフィシステムとともに使用されるもの等のアライメントターゲットとともに使用されるよう設計された重畳ターゲットであってもよく、これらはともにＡＳＭＬから入手可能である。実際には、検査中のパターニングデバイスには、それ自体を波面位相効果に誘起するようなターゲットが含まれてもよい。しかしながら、さらに広く考えると、パターニングデバイス上の特徴は、散乱計によって照明される時、メトロロジーターゲットに対する測定の適用の理解をパターニングデバイスの他の特性の測定に同様に適用するのと同じように、散乱計光と相互作用するであろう。
【０１４１】
[0167]  一実施形態において、放射ビームＢは偏光される。放射ビームが偏光されない場合、放射ビームを構成する異なる偏光が、顕著なパターニングデバイストポグラフィ誘起効果（例えば、焦点差）が観察されないように、パターニングデバイストポグラフィに誘起される焦点差を低減又は取り消してもよい。しかしながら、偏光放射ビームが使用されることが望ましく、放射ビームが偏光される場合、低減又は取消は発生しなくてもよく、本明細書に記載の一実施形態のように使用され、パターニングデバイストポグラフィ誘起効果を低減してもよい。偏光放射は液浸リソグラフィにおいて使用されてもよいため、本明細書に記載の実施形態は、液浸リソグラフィにおいて好都合に使用されてもよい。ＥＵＶリソグラフィ装置の放射ビームは、通常、その主光線について、例えば、約６°の角度を有し、結果として、異なる偏光状態で放射ビームに対して異なって寄与する。結果として、反射されたビームは、２つの偏光方向で異なるため、（少なくともある程度は）偏光されていると考えることができる。従って、本発明の実施形態は、ＥＵＶリソグラフィに対して好都合に使用されてもよい。
【０１４２】
[0168]  一実施形態において、パターニングデバイスには、機能パターン（すなわち、動作デバイスの一部を形成するパターン）が設けられてもよい。代替又は追加として、パターニングデバイスには、機能パターンの一部を形成しない測定パターンが設けられてもよい。測定パターンは、例えば、機能パターンの一方側に配置されてもよい。測定パターンを使用して、例えば、リソグラフィ装置の基板テーブルＷＴ（図１を参照のこと）に対するパターニングデバイスのアライメントを測定してもよく、又はこれを使用して、その他何らかのパラメータ（例えば、重畳）を測定してもよい。本明細書に記載の技術は、このような測定パターンに適用されてもよい。従って、例えば、一実施形態において、測定パターンを形成するために使用される吸収材料は、機能パターンを形成するのに使用される吸収材料と同一であってもよく、又は異なってもよい。他の例として、測定パターンの吸収材料は、放射ビームの略完全吸収を提供する材料であってもよい。他の例として、測定パターンの形成に使用される吸収材料には、機能パターンの形成に使用される吸収材料とは異なる厚さが設けられてもよい。
【０１４３】
[0169]  本明細書において検討するコントラストには、空間像に関しては、画像ログ勾配（ＩＬＳ）及び／又は正規化画像ログ勾配（ＮＩＬＳ）が含まれ、レジストに関しては、線量感度及び／又は露光寛容度が含まれる。
【０１４４】
[0170]  説明という点では、パターニングデバイストポグラフィ誘起位相（波面位相）のみについて検討してもよいが、このような参照には、パターニングデバイストポグラフィ誘起強度（波面強度）の使用が含まれてもよいことが理解されなければならない。同様に、パターニングデバイストポグラフィ誘起強度（波面強度）のみについて検討してもよいが、このような参照には、パターニングデバイストポグラフィ誘起位相（波面位相）の使用が含まれてもよいことが理解されなければならない。
【０１４５】
[0171]  本明細書において使用する「最適化する」、「最適化している」及び「最適化」という用語は、リソグラフィの結果及び／又はプロセスが、基板上への設計レイアウトの投影精度の向上、プロセスウィンドウの大型化等、より望ましい特性を有するように、リソグラフィプロセスパラメータを調整することを意味する。
【０１４６】
[0172]  本発明の一実施形態は、本明細書に開示の方法を記述した機械読み取り式命令の１つ以上のシーケンスを含むコンピュータプログラムか、又はこ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、磁気ディスク又は光学ディスク）の形態を採ってもよい。さらに、この機械読み取り式命令は、２つ以上のコンピュータプログラムに実装されてもよい。この２つ以上のコンピュータプログラムは、１つ以上の異なるメモリ及び／又はデータ記憶媒体に記憶されてもよい。
【０１４７】
[0173]  このコンピュータプログラムは、例えば、図１の結像装置とともに、又はその内部に含まれてもよく、且つ／又は、図２の制御ユニットＬＡＣＵとともに、又はその内部に含まれてもよい。例えば、図１及び図２に示されるタイプのような既存の装置が、すでに製造及び／又は使用されている場合、一実施形態は、装置のプロセッサに本明細書に記載の方法を実施させる更新済みコンピュータプログラム製品を提供することによって実施可能である。
【０１４８】
[0174]  １つ以上のコンピュータプログラムがリソグラフィ装置の少なくとも１つのコンポーネント内にある１つ以上のコンピュータプロセッサによって読み出される時に、本明細書に記載するあらゆるコントローラは各々、又は組み合わせて動作可能になる。コントローラは各々、又は組み合わせて、信号を受信、処理、送信するのに適した任意の構成を有する。１つ以上のプロセッサは、コントローラの少なくとも１つと通信するように構成されている。例えば、各コントローラは、上記方法のための機械読み取り式命令を含むコンピュータプログラムを実行する１つ以上のプロセッサを含むことができる。コントローラは、そのようなコンピュータプログラムを記憶するデータ記憶媒体及び／又はそのような媒体を収容するハードウェアを含むことができる。従って、コントローラは、１つ以上のコンピュータプログラムの機械読み取り式命令に従って動作することができる。
【０１４９】
[0175]  光リソグラフィの分野での本発明の実施形態の使用に特に言及してきたが、本発明は文脈によってはその他の分野、例えばインプリントリソグラフィでも使用することができ、光リソグラフィに限定されないことを理解されたい。インプリントリソグラフィでは、パターニングデバイス内のトポグラフィが基板上に作成されたパターンを画定する。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内に刻印され、電磁放射、熱、圧力又はそれらの組み合わせを印加することでレジストは硬化する。パターニングデバイスはレジストから取り除かれ、レジストが硬化すると、内部にパターンが残される。
【０１５０】
[0176]  さらに、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を理解されたい。例えば、これは、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用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」又は「ダイ」という用語を使用している場合、それぞれ、「基板」又は「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が、当業者には認識される。本明細書に述べている基板は、露光前又は露光後に、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）、メトロロジーツール及び／又はインスペクションツールで処理することができる。適宜、本明細書の開示は、以上及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、従って本明細書で使用する基板という用語は、すでに複数の処理済み層を含む基板も指すことができる。
【０１５１】
[0177]  以下の条項を使用して、本発明がさらに説明されてもよい。
１．方法であって、
パターンを含み、リソグラフィ投影システムにおいて放射の投影ビームの断面にパターンを生成するように構成及び配置されるリソグラフィパターニングデバイスの３次元トポグラフィの性質を測定することと、
前記測定された性質の結果として得られる波面位相効果を計算することと、
前記計算された波面位相効果を、前記リソグラフィ投影システムのリソグラフィモデルに組み込むことと、
前記計算された波面位相効果を組み込んだ前記リソグラフィモデルに基づき、前記リソグラフィ撮影システムを使用した結像動作において使用されるパラメータを判定することと、を含む方法。
２．前記リソグラフィモデルは、レンズモデルを備える条項１に記載の方法。
３．前記パラメータは、前記リソグラフィ投影システムの調節可能なパラメータを備える条項１又は条項２に記載の方法。
４．前記パラメータは、前記リソグラフィ投影システムのためのマニピュレータ設定を備える条項１〜３のいずれかに記載の方法。
５．前記パラメータは、前記リソグラフィ投影システムのためのイルミネータ設定を備える条項１〜４のいずれかに記載の方法。
６．前記測定された性質は、高さ、側壁角度、屈折率、減光係数、吸収体積層パラメータ、及びそれらの組み合わせからなる群より選択される条項１〜５のいずれかに記載の方法。
７．前記吸収体積層パラメータは、前記吸収体積層の組成、前記吸収体積層の一連の層、及び／又は、前記吸収体積層の厚さを備える条項６に記載の方法。
８．前記計算された波面位相効果は、ゼルニケ情報に関して特徴付けられる条項１〜７のいずれかに記載の方法。
９．前記計算された波面位相及び情報は、ベッセル関数、ジョーンズ行列、及びミュラー行列のうちの１つで特徴付けられる条項１〜７のいずれかに記載の方法。
１０．前記判定されたパラメータは、前記パターニングデバイスの波面位相の全範囲を低減するように選択されたパラメータを備える条項１〜９のいずれかに記載の方法。
１１．方法であって、
各々、パターンを含み、リソグラフィ投影システムにおいて放射の投影ビームの断面にパターンを生成するように構成及び配置される複数のリソグラフィパターニングデバイスの３次元トポグラフィの性質を測定することと、
各パターニングデバイスについて、前記測定された性質の結果として得られる波面位相効果を計算することと、
前記複数のパターニングデバイスについて計算された波面位相効果間の差異を判定し、前記判定された差異の要因となる前記リソグラフィ投影システムの結像パラメータを調整することと、を含む方法。
１２．前記複数のパターニングデバイスは、名目上同一であるものの、３次元トポグラフィにおいて何らかの変動を有する条項１１に記載の方法。
１３．前記複数のパターニングデバイスのうちの第１のパターニングデバイスは、前記複数のパターニングデバイスのうちの第２のパターニングデバイスの代替を備える条項１２に記載の方法。
１４．前記リソグラフィパターニングデバイスのうちの前記３次元トポグラフィにおける差異は、摩耗又は清浄の結果である条項１１〜１３のいずれかに記載の方法。
１５．前記調整することは、前記複数のパターニングデバイスのうちの結像における差異を低減するために選択された前記リソグラフィ投影システムの結像パラメータを選択することを含む条項１１〜１４のいずれかに記載の方法。
１６．方法であって、
パターンを含み、リソグラフィ投影システムにおいて放射の投影ビームの断面にパターンを生成するように構成及び配置されるリソグラフィパターニングデバイスの３次元トポグラフィの性質を測定することと、
前記測定された性質の結果として得られる波面位相効果を計算することと、
前記リソグラフィパターニングデバイスの異なる領域に亘って計算された波面位相効果を比較することと、
前記異なる領域に亘って比較される、計算された波面位相効果の要因となるリソグラフィプロセスのパラメータに補正を適用することと、を含む方法。
１７．前記パターンは、複数のパターンを備える条項１６に記載の方法。
１８．前記リソグラフィプロセスの前記パラメータに補正を適用することは、前記リソグラフィプロセスのスキャン動作中、動的に実施される条項１２に記載の方法。
１９．前記比較することは、１つ以上の同様の限界パターン、特徴、又は構造を有する構造セットに対して実施される条項１６〜１８のいずれかに記載の方法。
２０．前記同様の限界パターン、特徴、又は構造は、２次元で同様であり、限界寸法、ピッチ、構造形状、及びそれらの組み合わせからなる群より選択される特徴を備える条項１９に記載の方法。
２１．前記波面位相情報を計算することは、リソグラフィ装置の照明プロファイルに関連付けられた回折パターンに基づく条項１〜２０のいずれかに記載の方法。
２２．前記波面位相情報を計算することは、光学波面位相情報を厳密に計算することを含む条項１〜２１のいずれかに記載の方法。
２３．前記波面位相情報は、前記パターンの複数の限界寸法についての波面位相情報を備える条項１〜２２のいずれかに記載の方法。
２４．前記波面位相情報は、照明放射の複数の入射角度についての波面位相情報、及び／又は、前記パターンの側壁角度を備える条項１〜２３のいずれかに記載の方法。
２５．前記波面位相情報は、前記パターンの複数のピッチについての波面位相情報を備える条項１〜２４のいずれかに記載の方法。
２６．前記波面位相情報は、複数の瞳位置又は回折次数についての波面位相情報を備える条項１〜２５のいずれかに記載の方法。
２７．前記パターニングデバイスの前記トポグラフィの前記結像効果を演算することは、パターニングデバイスパターンのシミュレート画像を演算することを含む条項１〜２６のいずれかに記載の方法。
２８．前記パターンの結像のコントラストを改善するために、前記リソグラフィパターニングデバイスを使用したリソグラフィプロセスに関連付けられたパラメータを調整することをさらに含む条項１〜２７のいずれかに記載の方法。
２９．前記パラメータは、前記パターニングデバイスの前記パターンの前記トポグラフィのパラメータであるか、前記パターニングデバイスの照明のパラメータである条項２８に記載の方法。
３０．位相変動を最小化するために、前記パターニングデバイスの屈折率、前記パターニングデバイスの減光係数、前記パターニングデバイスの吸収体の側壁角度、前記パターニングデバイスの吸収体の高さ又は厚さ、又はそれらから選択される任意の組み合わせを調節することを含む条項１〜２９のいずれかに記載の方法。
３１．前記計算された波面位相情報は、前記回折次数に亘る奇数位相分布又はそれらの数学的記述を備える条項１〜３０のいずれかに記載の方法。
３２．前記測定から、前記パターンの前記３次元トポグラフィにより生じた波面強度情報を計算することをさらに含む条項１〜３０のいずれかに記載の方法。
３３．持続性コンピュータプログラム製品であって、プロセッサに条項１〜３２のいずれかに記載の前記方法を実施させるように構成された機械読み取り式命令を備える持続性コンピュータプログラム製品。
３４．デバイスパターンがリソグラフィプロセスを使用して一連の基板に適用されるデバイス製造方法であって、
条項１〜３２のいずれかに記載の前記方法を使用して前記パラメータを判定することと、
前記基板上に前記デバイスパターンを露光することと、を含む方法。
【０１５２】
[0178]  本明細書に記載のパターニングデバイスは、リソグラフィパターニングデバイスと呼ぶことができる。従って、「リソグラフィパターニングデバイス」という用語は、リソグラフィ装置での使用に適したパターニングデバイスを意味すると解釈することができる。
【０１５３】
[0179]  本明細書で使用する「放射」及び「ビーム」という用語は、イオンビーム又は電子ビームなどの粒子ビームのみならず、紫外線（ＵＶ）放射（例えば、３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ若しくは１２６ｎｍ、又はこれら辺りの波長を有する）及び極端紫外光（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。
【０１５４】
[0180]  「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一つ、又はその組み合わせを指すことができる。
【０１５５】
[0181]  記載された実施形態、及び本明細書で「一実施形態」、「ある実施形態」、「例示的実施形態」などに言及した場合、それは記載された実施形態が特定の特徴、構造、又は特性を含むことができるが、それぞれの実施形態が必ずしも特定の特徴、構造、又は特性を含まないことがあることを示す。さらに、このようなフレーズは、必ずしも同じ実施形態に言及するものではない。さらに、ある実施形態に関連して特定の特徴、構造、又は特性について記載している場合、明示的に記載されているか、記載されていないかにかかわらず、このような特徴、構造、又は特性を他の実施形態との関連で実行することが当業者の知識の範囲内にあることが理解される。
【０１５６】
[0182]  上記の説明は例示的であり、限定的ではない。それ故、下記に示す特許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。例えば、１つ以上の実施形態の１つ又は複数の態様は、適切な１つ又は複数の他の実施形態の１つ又は複数の態様と組み合わされるか、又は１つ以上の他の態様に置き換えられてもよい。従って、このような適応及び修正は、本明細書に提示された教示及び案内に基づき、開示された実施形態の同等物の意味及び範囲内に入るものとする。本明細書の言葉遣い又は用語は説明のためのもので、限定するものではなく、従って本明細書の用語又は言葉遣いは、当業者には教示及び案内の観点から解釈されるべきことを理解されたい。本発明の幅及び範囲は、上述した例示的実施形態のいずれによっても限定されず、特許請求の範囲及びその同等物によってのみ規定されるものである。
【図１】
2017538155.tif 000004
【図２】
2017538155.tif 000005
【図３】
2017538155.tif 000006
【図４Ａ】
2017538155.tif 000007
【図４Ｂ】
2017538155.tif 000008
【図４Ｃ】
2017538155.tif 000009
【図４Ｄ】
2017538155.tif 000010
【図４Ｅ】
2017538155.tif 000011
【図５】
2017538155.tif 000012
【図６Ａ】
2017538155.tif 000013
【図６Ｂ】
2017538155.tif 000014
【図７】
2017538155.tif 000015
【図８Ａ】
2017538155.tif 000016
【図８Ｂ】
2017538155.tif 000017
【図９Ａ】
2017538155.tif 000018
【図９Ｂ】
2017538155.tif 000019
【図１０Ａ】
2017538155.tif 000020
【図１０Ｂ】
2017538155.tif 000021
【図１１】
2017538155.tif 000022
【図１２Ａ】
2017538155.tif 000023
【図１２Ｂ】
2017538155.tif 000024
【図１３Ａ】
2017538155.tif 000025
【図１３Ｂ】
2017538155.tif 000026
【図１４Ａ】
2017538155.tif 000027
【図１４Ｂ】
2017538155.tif 000028
【図１５Ａ】
2017538155.tif 000029
【図１５Ｂ】
2017538155.tif 000030
【図１６】
2017538155.tif 000031
【図１７】
2017538155.tif 000032
【図１８】
2017538155.tif 000033
【図１９】
2017538155.tif 000034
【国際調査報告】
2017538155.tif 000035
2017538155.tif 000036
2017538155.tif 000037