(57)【要約】【課題】アライメントプロセス及び／または修正プロセスの間のアライメントの精度を向上するために、基板にマーカを適切に付与する。【解決手段】光学投影により基板上にマーカを形成するのに使用するためのパターニングデバイスである。このパターニングデバイスは、形成されるべきマーカの所望の周波数に対応する基本空間周波数で周期的な密度プロファイルを有するマーカパターンを備える。密度プロファイルは、基本周波数を有する単純な２値のプロファイルに対して、基本周波数のうち１つ以上の高調波を抑制するよう（例えば正弦波状に）変調される。【選択図】図５ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学投影により基板上にマーカを形成するのに使用するためのパターニングデバイスであって、該パターニングデバイスは、少なくとも第１の方向に周期的である密度プロファイルを有するマーカパターンを備え、前記マーカパターンの周期的な密度プロファイルの基本空間周波数は、形成されるべきマーカの所望の周波数に対応し、前記密度プロファイルは、基本周波数を有する単純な２値のプロファイルに対して、前記基本周波数のうち１つ以上の高調波を抑制するよう変調される、パターニングデバイス。
【請求項２】
前記周期的な密度プロファイルは、前記第１の方向に対して直交する第２の方向において変調された２値のプロファイルであり、第２の方向における変調は、基本周波数よりも大きい空間周波数を有する、請求項１に記載のパターニングデバイス。
【請求項３】
前記周期的な密度プロファイルは、前記基本空間周波数だけでなく抑制されるべき高調波よりも大きな空間周波数で前記第１の方向において変調された２値のプロファイルである、請求項１または２に記載のパターニングデバイス。
【請求項４】
前記周期的な密度プロファイルは、前記基本周波数のうち特定の高調波よりも低次の全ての高調波を抑制するよう変調される、請求項１から３のいずれかに記載のパターニングデバイス。
【請求項５】
前記周期的な密度プロファイルは、前記基本周波数のうち特定の高調波よりも低次の３次高調波を除く全ての高調波を抑制するよう変調される、請求項１から４のいずれかに記載のパターニングデバイス。
【請求項６】
マーカパターンは、周期的な密度プロファイルの基本空間周波数の半分の空間周波数で少なくとも第１の方向において周期的である位相シフトプロファイルを有する交番位相シフト構造を備える、請求項１から５のいずれかに記載のパターニングデバイス。
【請求項７】
パターニングデバイスは、回路パターンを備え、マーカパターンは、リソグラフィプロセスにおいて回路パターンを用いる露光の調整または露光のアライメントを修正するために構成される、請求項１から６のいずれかに記載のパターニングデバイス。
【請求項８】
基板上へのマーカ形成方法であって、請求項１から７のいずれかに記載のパターニングデバイスを放射で照明することと、基板上にマーカパターンの像を投影することと、該像を用いてリソグラフィプロセスにより基板上にマーカを形成すること、を備える方法。
【請求項９】
リソグラフィプロセスは、基板上にコーティングされた光感応性レジストを像で露光することと、レジストを現像してレジストマーカパターンを形成することを備える、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
リソグラフィプロセスは、マーカを形成するためにエッチングすることにより、レジストマーカパターンを基板上に転写することをさらに備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
請求項８から１０のいずれかに記載の方法を用いて形成されたマーカを備える基板。
【請求項１２】
請求項１から７のいずれかに記載のパターニングデバイスを放射で照明することと、基板上にマーカパターンの像を投影することと、該像を用いてリソグラフィプロセスにより基板上にマーカを形成することと、形成されたマーカを用いてその後のリソグラフィプロセスを調整することを備え、該リソグラフィプロセスは、形成されたマーカを用いて露光の調整又は露光のアライメントを修正する間に、基板上にコーティングされた光感応性レジストを回路パターンの像で露光することと、レジストを現像してレジスト集積回路パターンを形成することと、デバイスの集積回路を形成するためにエッチングすることにより、レジスト集積回路パターンを基板に転写することを備える、デバイス製造方法。
【請求項１３】
光学投影系で使用するためのパターニングデバイスであって、各周期内に光学投影系のイメージング解像度に対するサブ解像度であるパターンフィーチャを有する周期的マーカパターンを備え、周期的マーカパターンは、サブ解像度パターンフィーチャを持たない矩形の周期的マーカパターンの像と比較して、光学投影系により投影される周期的マーカパターンの像中の少なくとも１つの高調波を抑制するために非矩形の周期的パターンに近づくよう構成される、パターニングデバイス。
【請求項１４】
周期的マーカパターンは、光学投影系により投影される周期的マーカパターンの像中の全ての高調波を抑制するために正弦波周期パターンに近づくよう構成される、請求項１３に記載のパターニングデバイス。
【請求項１５】
周期的マーカパターンは、光学投影系により投影される周期的マーカパターンの像中の３次高調波を除く全ての高調波を抑制するために非矩形周期パターンに近づくよう構成される、請求項１３に記載のパターニングデバイス。
【請求項１６】
周期的マーカパターンは、光学投影系により投影される周期的マーカパターンの像中のゼロ次強度成分を抑制するために、交番位相シフト構造をさらに備える、請求項１３から１５のいずれかに記載のパターニングデバイス。
【請求項１７】
パターニングデバイスは、回路パターンを備え、周期的マーカパターンは、リソグラフィプロセスにおける回路パターンを用いる露光の調整または露光のアライメントを修正するために構成される、請求項１３から１６のいずれかに記載のパターニングデバイス。
【請求項１８】
基板上に周期的マーカを形成する方法であって、請求項１３から１７のいずれかに記載のパターニングデバイスを照明することと、光学投影系を用いて周期的マーカパターンの像を基板上に投影することと、該像を用いて基板上に周期的マーカを形成することと、備える方法。
【請求項１９】
リソグラフィプロセスは、基板上にコーティングされた光感応性レジストを像で露光することと、レジストを現像してレジストマーカパターンを形成することを備える、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
リソグラフィプロセスは、周期的マーカを形成するためにエッチングすることにより、周期的なレジストマーカパターンを基板上に転写することをさらに備える、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
請求項１８または２０に記載の方法を用いて形成された周期的マーカを備える基板。
【請求項２２】
請求項１３から１７のいずれかに記載のパターニングデバイスを放射で照明することと、基板上に周期的マーカパターンの像を投影することと、該像を用いてリソグラフィプロセスにより基板上に周期的マーカを形成することと、形成された周期的マーカを用いてその後のリソグラフィプロセスを調整することを備え、該リソグラフィプロセスは、形成された周期的マーカを用いて露光の調整又は露光のアライメントを修正する間に、基板上にコーティングされた光感応性レジストを回路パターンの像で露光することと、レジストを現像してレジスト集積回路パターンを形成することと、デバイスの集積回路を形成するためにエッチングすることにより、集積回路パターンを基板に転写することを備える、デバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願は、２０１３年３月１４日に出願された米国仮出願第６１／７８４，８０３号の利益を要求し、その全体が参照により本明細書に援用される。
【０００２】
本発明は、マーカパターンを有するパターニングデバイス、基板上へのマーカ形成方法およびパターニングデバイスを用いたデバイス製造方法に関し、リソグラフィ装置での仕様に適したものである。
【背景技術】
【０００３】
リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板の目標部分、通常は基板の目標部分に転写する機械である。リソグラフィ装置は例えば集積回路（ＩＣ）の製造に用いられる。この場合、例えばマスクまたはレチクルとも称されるパターニングデバイスが、集積回路の各層に対応した回路パターンを形成するために使用される。このパターンが基板（例えばシリコンウェーハ）の（例えばダイの一部、あるいは一つまたは複数のダイからなる）目標部分に転写される。パターン転写は典型的には基板に形成された放射感応性材料（レジスト）層への結像による。一般に一枚の基板にはネットワーク状に隣接する一群の目標部分が含まれ、これらは連続的に露光される。既知のリソグラフィ装置にはいわゆるステッパとスキャナとがある。ステッパにおいては、目標部分にパターン全体が一度に露光されるようにして各目標部分は照射を受ける。スキャナにおいては、所与の方向（スキャン方向）に放射ビームによりパターンを走査するとともに基板をスキャン方向に平行または逆平行に走査するようにして各目標部分は照射を受ける。パターニングデバイスから基板へのパターン転写は、基板にパターンをインプリントすることによっても可能である。
【０００４】
連続するパターン層間のアライメントは、パターニングデバイス上および基板上のマーカを使用して達成および監視されてよい。
【０００５】
マーカは、ウェハステージに対する、究極的にはマスクのイメージに対するウェハのアライメントに用いられてよい。このようなマーカは、「ウェハアライン」マーカとも称される。
【０００６】
これまで行われてきたアライメントの測定では、アライメントそのものを達成するのではなく、別のタイプのマーカを使用することができる。このようなマーカは、「プロセス修正」マーカとも称される。これらのマーカは、回路パターンとともに露光される。露光および現像やエッチングなどの後処理の後に、マーカはオフラインの検査装置（計測ツール）を用いて検査される。この検査装置は、２つの異なる層に露光されたマーカ間の配置の差を測定することができる。ウェハ基板を用いたシーケンスの例は、以下の通りである。リソグラフィ装置を用いてレジストの第１層に第１マーカを露光する。レジストを現像して、エッチングによりパターンをウェハに転写する。さらなるウェハの処理（例えば物質の追加及び／または除去）を実行する。ウェハをレジストでコーティングする。リソグラフィ装置を用いて第２マーカを露光する。レジストを露光する。オフライン検査装置で２つのマーカ間の相対位置を測定する。測定データは、処理され、リソグラフィ装置にフィードバックされる。新たなウェハの露光で、このデータは（どちらか一方の層の）露光のアライメントを修正するために用いられる。
【０００７】
基板上のどちらのタイプのマーカも基板に適切に付与されていない場合、アライメントプロセスまたは修正プロセスそれぞれの間にアライメントの精度が低下する可能性がある。
【発明の概要】
【０００８】
アライメントプロセス及び／または修正プロセスの間のアライメントの精度を向上するために、基板にマーカを適切に付与することが望ましい。
【０００９】
第１の態様によると、光学投影により基板上にマーカを形成するのに使用するためのパターニングデバイスが提供される。このパターニングデバイスは、少なくとも第１の方向に周期的である密度プロファイルを有するマーカパターンを備え、該マーカパターンの周期的な密度プロファイルの基本空間周波数は、形成されるべきマーカの所望の周波数に対応する。密度プロファイルは、基本周波数を有する単純な２値のプロファイルに対して、基本周波数のうち１つ以上の高調波を抑制するよう変調される。
【００１０】
第２の態様によると、基板上へのマーカ形成方法が提供される。この方法は、第１の態様のパターニングデバイスを放射で照明することと、基板上にマーカパターンの像を投影することと、該像を用いてリソグラフィプロセスにより基板上にマーカを形成することを備える。
【００１１】
第３の態様によると、第２の態様の方法を用いて形成されたマーカを備える基板が提供される。
【００１２】
第４の態様によると、デバイス製造方法が提供される。この方法は、第１の態様のパターニングデバイスを放射で照明することと、基板上にマーカパターンの像を投影することと、該像を用いてリソグラフィプロセスにより基板上にマーカを形成することと、形成されたマーカを用いてその後のリソグラフィプロセスを調整することを備える。該リソグラフィプロセスは、形成されたマーカを用いて露光の調整又は露光のアライメントを修正する間に、基板上にコーティングされた光感応性レジストを回路パターンの像で露光することと、レジストを現像してレジスト集積回路パターンを形成することと、デバイスの集積回路を形成するためにエッチングすることにより、レジスト集積回路パターンを基板に転写することを備える。
【００１３】
第５の態様によると、光学投影系で使用するためのパターニングデバイスが提供される。このパターニングデバイスは、各周期内に光学投影系のイメージング解像度に対するサブ解像度であるパターンフィーチャを有する周期的マーカパターンを備える。周期的マーカパターンは、サブ解像度パターンフィーチャを持たない矩形の周期的マーカパターンの像と比較して、光学投影系により投影される周期的マーカパターンの像中の少なくとも１つの高調波を抑制するために非矩形の周期的パターンに近づくよう構成される。
【００１４】
第６の態様によると、基板上に周期的マーカを形成する方法が提供される。この方法は、第５の態様のパターニングデバイスを照明することと、光学投影系を用いて周期的マーカパターンの像を基板上に投影することと、該像を用いて基板上に周期的マーカを形成することを備える。
【００１５】
第７の態様によると、第６の態様の方法を用いて形成された周期的マーカを備える基板が提供される。
【００１６】
第８の態様によると、デバイス製造方法が提供される。この方法は、第５の態様のパターニングデバイスを放射で照明することと、基板上に周期的マーカパターンの像を投影することと、該像を用いてその後のリソグラフィプロセスにより基板上に周期的マーカを形成することと、形成された周期的マーカを用いてその後のリソグラフィプロセスを調整することを備える。該リソグラフィプロセスは、形成された周期的マーカを用いて露光の調整又は露光のアライメントを修正する間に、基板上にコーティングされた光感応性レジストを回路パターンの像で露光することと、レジストを現像してレジスト集積回路パターンを形成することと、デバイスの集積回路を形成するためにエッチングすることにより、集積回路パターンを基板に転写することを備える。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
添付の模式図を参照して、例示のみを目的として本発明の実施形態について以下で説明する。模式図において、対応する参照符号は対応する部分を指し示す。
【図１】本発明の一実施形態に係るリソグラフィ装置を示す図である。
【図２】スキャナなどのリソグラフィ装置のイルミネータの瞳面における強度分布の周知の照明プロファイルを示す図である。
【図３】図３ａ〜図３ｄは、例えば図２を参照して説明されるようなダイポール照明から生じるイメージング瞳とともに、従来のマーカレチクルパターンと、結果として生じる非対称の空間像強度およびプリントされたレジストプロファイルを示す図である。
【図４】図４ａおよび図４ｂは、マーカの結像において、矩形ブロック形状が、ゼロ次、１次および３次の高調波回折次数を加えることによりどのように構成できるかを示す図である。
【図５】図５ａ〜図５ｄは、少なくとも３次、５次および７次高調波を抑えるために正弦波パターに近づくよう変調されたマーカレチクルパターンと、例えば図２を参照して説明したようなダイポール照明から生じるイメージング瞳と、結果として生じる対称な空間像強度および印刷されたレジストプロファイルとを示す図である。
【図６】マーカパターンの異なる照明から生じる、リソグラフィ装置の瞳中に異なる回折パターンを含む別の例を示す図である。
【図７】図７ａ〜図７ｄは、少なくとも５次および７次高調波を抑制するために非矩形周期的パターンに近づくよう変調されたマーカレチクルパターン、ダイポール照明から生じるイメージング瞳、結果として生じる対称な空間像強度および印刷されたレジストプロファイルを示す。
【図８】図８ａ〜図８ｄは、ゼロ次を抑制するよう位相変調されるとともに少なくとも３次、５次および７次高調波を抑制するために正弦波状パターンに近づくよう変調されたマーカレチクルパターン、モノポール照明から生じるイメージング瞳、結果として生じる対称な空間像強度および印刷されたレジストプロファイルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態に係るリソグラフィ装置を模式的に示す図である。この装置は、
放射ビームＢ（例えばＵＶ放射またはＥＵＶ放射）を調整するよう構成されている照明系（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構成されている第１のポジショナＰＭに接続されている支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴと、
基板（例えばレジストでコーティングされたウェーハ）Ｗを保持するよう構成され、いくつかのパラメータに従って基板を正確に位置決めするよう構成されている第２のポジショナＰＷに接続されている基板テーブル（例えばウェーハテーブル）ＷＴと、
パターニングデバイスＭＡにより放射ビームＢに付与されたパターンを基板Ｗの（例えば一つまたは複数のダイからなる）目標部分Ｃに投影するよう構成されている投影系（例えば屈折投影レンズ系）ＰＳをさらに備える。
【００１９】
照明系は、放射の方向や形状の調整またはその他の制御用に、各種の光学素子例えば屈折光学素子、反射光学素子、磁気的光学素子、電磁気的光学素子、静電的光学素子または他の各種光学部品を含んでもよく、あるいはこれらの任意の組み合わせを含んでもよい。
【００２０】
支持構造は、パターニングデバイスを支持すなわちその重量を支える。支持構造は、パターニングデバイスの向きやリソグラフィ装置の構成、あるいはパターニングデバイスが真空環境下で保持されるか否かなどの他の条件に応じた方式でパターニングデバイスを保持する。支持構造は、機械的固定、真空固定、またはパターニングデバイスを保持するその他の固定用技術を用いてもよい。支持構造は例えばフレームまたはテーブルであってよく、必要に応じて固定されていてもよいし移動可能であってもよい。支持構造は、パターニングデバイスを例えば投影系に対して所望の位置に位置決めできるようにしてもよい。本明細書では「レチクル」または「マスク」という用語を用いた場合には、より一般的な用語である「パターニングデバイス」に同義であるとみなされるものとする。
【００２１】
本明細書では「パターニングデバイス」という用語は、例えば基板の目標部分にパターンを形成すべく放射ビームの断面にパターンを付与するために使用されうるいかなるデバイスをも指し示すよう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、基板の目標部分に所望されるパターンと厳密に対応していなくてもよい。このような場合には例えば、放射ビームのパターンが位相シフトフィーチャあるいはいわゆるアシストフィーチャを含む場合がある。一般には、放射ビームに付与されるパターンは、目標部分に形成される集積回路などのデバイスの特定の機能層に対応する。
【００２２】
パターニングデバイスは透過型であっても反射型であってもよい。パターニングデバイスの例としては、例えばマスクやプログラマブルミラーアレイ、プログラマブルＬＣＤパネルなどがある。マスクはリソグラフィの分野では周知であり、バイナリマスクやレベンソン型位相シフトマスク、ハーフトーン型位相シフトマスク、さらに各種のハイブリッド型マスクが含まれる。プログラマブルミラーアレイの一例としては、小型のミラーがマトリックス状に配列され、各ミラーが入射してくる放射ビームを異なる方向に反射するように個別に傾斜されるというものがある。これらの傾斜ミラーにより、マトリックス状ミラーで反射された放射ビームにパターンが付与されることになる。
【００２３】
本明細書では「投影系」という用語は、使用される露光光あるいは液浸や真空の利用などの他の要因に関して適切とされるいかなる投影系をも包含するよう広く解釈されるべきである。投影系には例えば屈折光学系、反射光学系、反射屈折光学系、磁気的光学系、電磁気的光学系、静電的光学系、またはこれらの任意の組み合わせなどが含まれる。以下では「投影レンズ」という用語は、より一般的な用語である「投影系」と同義に用いられうる。
【００２４】
ここに図示されるのは、（例えば透過型マスクを用いる）透過型のリソグラフィ装置である。これに代えて、（例えば上述のようなプログラマブルミラーアレイまたは反射型マスクを用いる）反射型のリソグラフィ装置を用いることもできる。
【００２５】
リソグラフィ装置は二つ以上（二つの場合にはデュアルステージと呼ばれる）の基板テーブル（及び／または二つ以上のマスクテーブル）を備えてもよい。このような多重ステージ型の装置においては追加されたテーブルが並行して使用されるか、あるいは１以上のテーブルで露光が行われている間に他の１以上のテーブルで準備工程を実行するようにしてもよい。
【００２６】
リソグラフィ装置は、基板の少なくとも一部が、比較的高い屈折率を有する例えば水などの液体で覆われて投影系と基板との間の空間を満たすものであってもよい。液浸液は、例えばマスクと投影系の間などのリソグラフィ装置の他の空間に適用されるものであってもよい。液浸技術は、投影系の開口数を増大させるための技術において周知である。本明細書では「液浸」という用語は、基板等の構造体が液体に完全に浸されているということを意味するのではなく、露光中に投影系と基板の間に液体が存在するということを意味するに過ぎない。
【００２７】
図１に示されるようにイルミネータＩＬは放射源ＳＯから放射ビームを受け取る。例えば光源がエキシマレーザである場合には、光源とリソグラフィ装置とは別体であってもよい。この場合、光源はリソグラフィ装置の一部を構成しているとはみなされなく、放射ビームは光源ＳＯからイルミネータＩＬへとビーム搬送系ＢＤを介して受け渡される。ビーム搬送系ＢＤは例えば適当な方向変更用のミラー及び／またはビームエキスパンダを備える。あるいは光源が例えば水銀ランプである場合には、光源はリソグラフィ装置に一体に構成されていてもよい。光源ＳＯとイルミネータＩＬとは、またビーム搬送系ＢＤが必要とされる場合にはこれも合わせて、放射系または放射システムと総称される。
【００２８】
イルミネータＩＬは放射ビームの角強度分布を調整するためのアジャスタＡＤを備えてもよい。一般には、イルミネータの瞳面における強度分布の少なくとも半径方向外径及び／または内径の大きさ（通常それぞれ「シグマ−アウタ（σ−ｏｕｔｅｒ）」、「シグマ−インナ（σ−ｉｎｎｅｒ）」と呼ばれる）が調整される。加えてイルミネータＩＬは、インテグレータＩＮ及びコンデンサＣＯなどの他の要素を備えてもよい。イルミネータはビーム断面における所望の均一性及び強度分布を得るべく放射ビームを調整するために用いられる。
【００２９】
放射ビームＢは、支持構造（例えばマスクテーブルＭＴ）に保持されるパターニングデバイス（例えばマスクＭＡ）に入射して、当該パターニングデバイスによりパターンが付与される。マスクＭＡを通過した放射ビームＢは投影系ＰＳに進入する。投影系ＰＳはビームを基板Ｗの目標部分Ｃに投影する。第２のポジショナＰＷと位置センサＩＦ（例えば、干渉計、リニアエンコーダ、静電容量センサなど）により基板テーブルＷＴを正確に移動させることができる。基板テーブルＷＴは例えば放射ビームＢの経路に異なる目標部分Ｃを順次位置決めするように移動される。同様に、第１のポジショナＰＭと他の位置センサ（図１には明示せず）とにより放射ビームＢの経路に対してマスクＭＡを正確に位置決めすることができる。この位置決めは例えばマスクライブラリからのマスクの機械的交換後や露光走査中に行われる。一般に、マスクテーブルＭＴの移動は、第１のポジショナＰＭの一部を構成するロングストロークモジュール（粗い位置決め用）及びショートストロークモジュール（精細な位置決め用）により実現される。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第２ポジショナＰＷの一部を構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される。ステッパでは（スキャナとは異なり）、マスクテーブルＭＴはショートストロークのアクチュエータにのみ接続されているか、あるいは固定されていてもよい。マスクＭＡと基板Ｗとは、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を用いてアライメントされてもよい。図においては基板アライメントマークが専用の目標部分を占拠しているが、アライメントマークは目標部分間のスペースに配置されてもよい（これはスクライブライン・アライメントマークとして公知である）。同様に、例えばマスクＭＡに複数のダイがある場合に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。
【００３０】
図示の装置は例えば次のうちの少なくとも一つのモードで使用されうる。
１．ステップモードにおいては、放射ビームに付与されたパターンの全体が１回の照射（すなわち単一静的露光）で目標部分Ｃに投影される間、マスクテーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴは実質的に静止状態とされる。そして基板テーブルＷＴがｘ方向及び／またはｙ方向に移動されて、異なる目標部分Ｃが露光される。ステップモードでは露光フィールドの最大サイズが単一静的露光で転写される目標部分Ｃのサイズを制限することになる。
２．スキャンモードにおいては、放射ビームに付与されたパターンが目標部分Ｃに投影される間（すなわち単一動的露光の間）、マスクテーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴは同期して走査される。マスクテーブルＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度及び方向は、投影系ＰＳの拡大（縮小）特性及び像反転特性により定められる。スキャンモードでは露光フィールドの最大サイズが単一動的露光での目標部分の（非走査方向の）幅を制限し、走査移動距離が目標部分の（走査方向の）長さを決定する。
３．別のモードにおいては、マスクテーブルＭＴがプログラム可能パターニングデバイスを保持して実質的に静止状態とされ、放射ビームに付与されたパターンが目標部分Ｃに投影される間、基板テーブルＷＴが移動または走査される。このモードではパルス放射源が通常用いられ、プログラム可能パターニングデバイスは、基板テーブルＷＴの毎回の移動後、または走査中の連続放射パルス間に必要に応じて更新される。この動作モードは、上述のプログラマブルミラーアレイ等のプログラム可能パターニングデバイスを利用するマスクレスリソグラフィに容易に適用することができる。
【００３１】
上記で記載したモードの組み合わせおよび／または変形例を使用してもよいし、全く別のモードを使用してもよい。
【００３２】
図２は、スキャナなどのリソグラフィ装置のイルミネータの瞳面２０２（投影瞳としても知られる）における強度分布の周知の照明プロファイルを示す。概して、照明プロファイルは最適化されている。照明の最適化は、プリントされた回路パターンに基づく。
最高解像度で最適なイメージングを得るために、ダイポール照明が用いられてよい。図２の照明プロファイルの例は、ダイポール照明プロファイルであり、これは、周期的構造のイメージングにおけるコントラストおよびフォーカスを増大するよう最適化されている。投影瞳の周縁の近くには、２つの直径方向に対向する照明スポット２０４がある。
【００３３】
図３ａ〜図３ｄは、例えば図２を参照して説明されるようなダイポール照明から生じるイメージング瞳とともに、従来のマーカレチクルパターンと、結果として生じる非対称の空間像およびプリントされたレジストプロファイルを示す。
【００３４】
図３ａを参照すると、従来の格子レチクルマーカパターンの部分３０２が示されている。部分３０２には、水平および垂直方向に繰り返されたときにマーカパターンとなる線要素３０４が示されている。また、線要素３０４の拡大３０６が図示されている。線要素３０４、３０６は、単純な２値の矩形ブロック状の強度プロファイル３０８を有し、例えばレチクル上のクロムラインで形成される。
【００３５】
図３ａの従来のマーカレチクルパターンは、図２の照明プロファイルを用いてこの実施例のために、例えば図１を参照して説明されるリソグラフィ装置で照射される。ゼロ次の照明スポットと同様に、高次の回折スポットがリソグラフィ装置のパターン放射ビーム瞳に生じる。回折スポットは、方形波状の周期的マーカパターン３０２の基本周波数の各高調波に対応する。
【００３６】
図３ｂを参照すると、適宜ラベル表示されたゼロ次、＋／−１次、＋／−３次、＋／−５次および＋／−７次の回折スポットとともにこのような瞳の中身（pupil filling）が図示されている。瞳３１０の外側における左右の回折次数スポット（図示せず）は、リソグラフィ装置の光学投影系を通る伝送からカットされる。一般的に、リソグラフィ装置の開口数が大きくなればなるほど、より高次が瞳により捕捉される。マーカピッチは、測定装置（例えばウェハアライメントシステムまたはプロセス修正測定用の計測ツール）により決まる。このピッチは、通常、リソグラフィ装置の解像度よりも大きい。従って、図３ｂの回折次数スポット３１２は、互いに近い。典型的なアライメントマークにおいて、マークピッチは、使用中の波長および開口数に対し、図３ｂに示す２つの外側の次数（すなわち、−１および＋１）が瞳面の一部とならないよう選択される。
【００３７】
本発明者は、アライメントマークのイメージングは、投影系のレンズ収差に苦しんでいることを見いだした。その結果、アライメントマークが基板上の製品目標部分に対して異なる位置にプリントされる可能性がある。これに加えて、例えば断面において非対称となるなど、アライメントマークが変形する可能性がある。
【００３８】
レンズ収差自体の問題と同様に、図２を参照して説明した極端なダイポール照明でプリントしたときに、大きなマーカをプリントすることが更に損なわれる。これは、回折次数カットオフの大きな非対称に起因する。従って、特定の照明プロファイル（ダイポールなど）によって、マークの位置はレンズ収差に対してより敏感になる。
【００３９】
結果として、空間像およびレジスト像は非対称になる。非対称な空間像の強度が図３ｃに図示されている。これは、基板にわたる空間強度３１４と閾値３１６を示す。空間強度３１４は、投影系を通過する次数３１２の重ね合わせに起因し、収差により修正される。フォトレジスト反応は、例示のみのために単純な閾値３１６で記載されている。一般的に、相互作用はさらに複雑である。しかしながら、一般的に、空間像の非対称は、レジスト像の非対称になる。
【００４０】
非対称なレジスト像が図３ｄに示されている。これは、基板３２０上にプリントされたレジストフィーチャ３１８を示す。非対称性は、奇数のレンズ収差（odd lens aberrations）と組み合わせて、「非最適な（non-optimal）」印刷により高められる。奇数のレンズ収差は、奇数のゼルニケ係数（odd Zernike coefficients）により記載されるものである。
【００４１】
マーカの測定は、例えば角度分解散乱計などのリソグラフィ装置または計測ツールのアライメントセンサを用いて、マーカの印刷用に用いるよりも低解像度（低開口数ＮＡ、大きな波長）で行われてよい。しかしながら、アライメントセンサまたは計測ツールは、マーカの非対称性を位置測定から切り離すことができない。
【００４２】
プリントされたアライメントマークは、ウェハアライメントとリソグラフィ装置への制御ループフィードバックのために用いられるので、位置誤差および変形は、ウェハ上の連続する層間の不要なオーバーレイオフセットを引き起こす可能性がある。
【００４３】
本明細書に説明された実施例は、収差による位置シフトと更なる非対称性の問題の両方を解決する。図５ａ〜図５ｄを参照して解決例を説明する前に、マーカのイメージング（すなわちウェハでの露光）における高調波と回折次数の役割を検討することが有益である。
【００４４】
図４ａは、マーカの結像（イメージング）において、２値の矩形ブロック形状（この実施例では方形波プロファイル）が、ゼロ次、１次および３次の高調波回折次数を加えることによりどのように構成できるかを示す。これらは、それぞれ０，１および３とラベル付けされており、合計イメージがＳとラベル付けされている。図４ａは、合計Ｓに関する像の傾斜が、第１次数１のみに関する傾斜よりも大きいことを示している（ゼロ次数０および第１次数の合計と同じ）。この傾斜は、イメージングのコントラストに直接関係する。大きい傾斜ほど、良好なコントラストを与える。
【００４５】
図４ｂは、同じフィーチャに対し図４ａと同じラベリングを有する。図４ｂは、概して図４ａと同じ曲線を示すが、変位ｄで示される、１次高調波に対して３次高調波のシフトをともなっている。このシフトは、奇数レンズ収差に起因し、回折次数カットオフの非対称性（「非最適な」印刷）に起因する低減されたコントラストにより拡大する。その結果、合計イメージＳがシフトし、変形する。これは、例えば図３ｄを参照して説明されるような３次、５次および７次高調波に対する収差に起因する、シフトされ変形したアライメントマークの印刷をもたらす。
【００４６】
本明細書に記載された実施例によれば、特別なレチクルマーカパターンを設計することにより、アライメントマークをウェハに結像する回折次数を選択するために、少なくとも１つの選択された高調波を抑えることができる。図５ａ〜図５ｄを参照して下記に説明される一実施例では、３つの回折次数（ゼロおよび＋／−１回折次数）のうち最大だけが投影放射ビームに存在するようにアライメントマークレチクルパターンを設計することにより、結果として生じる空間像が変形しないようにすることができる。
【００４７】
周期的な物体はフーリエ級数に展開できることが知られている。回折次数の各組は、この級数の特定の高調波に対応する。正弦波送信での極めて薄い物体の照明において、ゼロ次ビームの両側に一つだけ光点が観測されることも知られている。これらは＋／−１次スポットである。
【００４８】
図５ａ〜図５ｄは、少なくとも３次、５次および７次高調波を抑えるために正弦波変調されたマーカレチクルパターンと、例えば図２を参照して説明したようなダイポール照明から生じるイメージング瞳と、結果として生じる対称な空間像強度および印刷されたレジストプロファイルとを示す。これは、図３ｄを参照して説明した非対称なレジストプロファイルと比較して改善されている。
【００４９】
図５ａを参照すると、光学投影による基板上へのマーカの形成に使用するための、格子マーカレチクルパターンの部分５０２が図示されている。部分５０２内には、水平および垂直方向に繰り返されたときに、光学投影系で使用するための周期的マーカパターンとなる線要素５０４が示されている。線要素５０４の拡大もまた図示されている。マーカパターン５０２は、水平方向において周期的な繰り返しの密度プロファイル５０８，５１２，５１６を有する。基本空間周波数は、１／格子を形成する線要素の繰り返し周期である。マーカパターン５０２の繰り返される周期的な密度プロファイル５０８，５１２，５１６の基本空間周波数は、形成されるべきマーカの所望の周期性に対応する。密度プロファイル５０８，５１２，５１６は、基本周波数を有する単純な２値のプロファイル（図３ａの３０８）に対して、基本周波数の一つ以上の高調波を抑制するよう変調される。周期的マーカ５０２の各周期内における線要素５０４，５０６は、光学投影系のイメージング解像度に対するサブ解像度であるパターンフィーチャ５０８を有する。この実施例では、正弦波変調された強度プロファイル５０８であり、例えばレチクル上のクロムラインで形成される。繰り返されたときに周期的マーカパターンを形成する線要素５０８は、正弦波型のマーカの一例であり、少なくとも１つの選択された高調波（３次、５次、７次など）を抑制するために変調され、線要素中の密度を変化させて正弦波形状の強度プロファイルをもたらすサブ解像度のフィーチャの配置を用いて実現される。周期的マーカパターン５０２は、従って、サブ解像度パターンフィーチャを持たない矩形の周期的マーカパターンの像と比較して、光学投影系により投影される周期的マーカパターンの像において少なくとも１つの高調波（３次、５次、７次など）を抑制するために非矩形の周期的パターンに近づくよう構成される。繰り返されたときに近似的な正弦波周期マーカパターンをもたらす線要素の他の例は、線要素５１０および５１４により図示されている。それぞれ直交方向５１２および５１６にサブ解像度変調を用いており、正弦波形状の強度プロファイルをもたらす。従って、周期的な密度プロファイル５０８，５１２，５１６は、レチクルパターン中における基本周波数のうち特定の高調波よりも低次の全ての高調波を抑制するよう変調される。この例では、特定の高調波は、変調に使用されるサブ解像度フィーチャに対応する高調波のうち最も低次なものであり、これは光学投影系の開口数の外側である。従ってこの例では、レチクルパターン中の全ての高調波が実際に抑制されるわけではない。レチクルパターン中には、サブ解像度パターニングにより導入される高次の高調波が存在する。これらの高次の高調波は、サブ解像度フィーチャの高空間周波数に対応する。開口数は、サブ解像度フィーチャと関連する高次高調波を除去する。従って、リソグラフィ装置の瞳中には高調波は残らない。
【００５０】
レチクルパターン中の高調波を考慮する代わりに、空間像中の高調波を考慮することができる。そこでは、サブ解像度フィーチャと関連する高次高調波の切り捨てが光学投影系の開口数により行われる。この観点を考慮すると、この例では、周期的マーカパターンは、光学投影系により投影される周期的マーカパターンの像中の全ての高調波を抑制するために正弦波周期パターンに近づくよう構成される。線要素５０６の例では、周期的な密度プロファイルは、基本空間周波数だけでなく、空間周波数または抑制すべき高調波よりも大きな周波数で水平方向に変調された２値のプロファイルである。線要素５１０および５１４の例では、周期的な密度プロファイルは、垂直方向に変調された２値のプロファイルであり、垂直変調は、基本周波数よりも大きい空間周波数を有する。正弦波形状の強度プロファイルを提供するために、別のサブ解像度レチクルパターン（図示せず）を使用することができる。例えば、線要素にわたって直径または間隔が変化するコンタクトホールが使用されてもよい。あるいは、図７および図８を参照して本明細書に説明されたこの例および別の例において密度をスムーズに変化させることにより、変調された密度プロファイルが提供されてもよい。いくつかのマーカパターンおよび結果として生じる強度プロファイルは正弦（サイン）型または正弦波（サイン波）と称されているが、それらは、例えば（余弦）コサイン型または余弦（コサイン）格子など、余弦（コサイン）または逆正弦（アークサイン）という用語で記載されてもよい。
【００５１】
図５ａの正弦波型レチクルマーカパターン（線要素５０６，５１０，５１４を含む）は、例えば図１を参照して説明されるリソグラフィ装置中で図２の照明プロファイルを用いて照明されてよい。ゼロ次照明スポットと同様に、１次回折スポットがリソグラフィ装置の対物瞳中に生じる。しかしながら、レチクルマーカパターンの正弦変調のため、次に高い次数は抑制される。
【００５２】
図５ｂを参照すると、このような瞳の中身（pupil filling）が適宜ラベル付けされたゼロ次および＋／−１次の回折スポットとともに図示されている。図３ｂと比較すると、図５ｂでは、瞳５１８は、ゼロ次および１次スポット５２０のみを有している一方で、例えば＋／−３次、＋／−５次および＋／−７次スポットなどの高い次数はない。
【００５３】
結果として、空間像およびレジスト像は対称になる。対称な空間像強度が図５ｃに図示されている。これは、基板にわたる空間強度５２４および閾値５２６を示す。空間強度５２４は、投影系を通過した次数５２０および５２２の重ね合わせによって生じる。正弦変調を達成するために用いられる、マーカレチクルパターンのサブ解像度パターニングから生じる高い次数は、瞳５１８の外側であり、従ってカットオフされ、結果として生じる空間像５２４中には正弦波だけが残る。
【００５４】
図５ｄには対称なレジスト像が図示されている。これは、基板５３０上に印刷されたレジストフィーチャ５２８を示す。正弦変調されたマーカレチクルパターンの使用は、それが高い回折次数の非対称なカットオフにより生じる「非最適な（non-optimal）」印刷の影響を受けないことを意味するため、図３ｄに示された従来の印刷マーカと比較して、図５ｄの対称な印刷マーカは、非対称性を有していない。さらに、イメージング瞳５１８中に１次回折よりも高い回折次数が存在しないので、正弦変調されたマーカレチクルパターンを使用することで奇数のレンズ収差の影響を避けられるため、図５ｄの対称な印刷マーカは、非対称性を有していない。
【００５５】
図６は、マーカパターンの異なる照明から生じる、リソグラフィ装置の瞳中に異なる回折パターンを含む別の例を示す。
【００５６】
図６ａは、瞳６０２のエッジにより２つの外側の１次回折がカットオフされたリソグラフィ装置の瞳６０２を示す。これは、瞳内に依然として、＋１次スポット６０４と一緒のゼロ次スポットと、−１次スポット６０６と一緒の別の０次スポットを提供する。従って、リソグラフィ装置は、本明細書で説明した位置シフトおよび変形に対する改善の利益を享受するマーカを結像することができる。
【００５７】
図６ｂは、瞳６０８のエッジにより１次回折がカットオフされていないリソグラフィ装置の瞳６０８を示す。これは、図５ｂを参照して説明した瞳５１８と類似している。それは、瞳内に＋１次および−１次スポットの両方と一緒のゼロ次スポットの２つの例６１０および６１２を提供する。従って、リソグラフィ装置は、本明細書で説明した位置シフトおよび変形に対する改善の利益を享受するアライメントマークを結像することができる。
【００５８】
図７ａ〜図７ｄは、３次高調波ではなく、少なくとも５次および７次高調波を抑制するよう変調されたマーカレチクルパターン、ダイポール照明から生じるイメージング瞳、結果として生じる対称な空間像強度および印刷されたレジストプロファイルを示す。このレジストプロファイルは、図３ｄを参照して説明される非対称なレジストプロファイルと比較して改善している。
【００５９】
図７ａを参照すると、格子マーカレチクルパターンの部分７０２が図示されている。部分７０２内には、水平および垂直方向に繰り返されたときにマーカとなる線要素７０４が示されている。線要素７０４の拡大７０６も図示されている。線要素７０４，７０６は、変調された強度プロファイル７０８を有し、例えばレチクル上のクロムラインで形成される。繰り返されたときにマーカを形成する線要素７０８は、少なくとも１つの選択された高調波（５次、７次など）を抑制するために変調されるマーカの実施形態であり、線要素中の密度を変化させておおよそ方形波形状の強度プロファイルをもたらすサブ解像度フィーチャの配置を用いて実現される。図７ａの実施例において、周期的マーカパターン７０２は、光学投影系により投影される周期マーカパターンの像中の３次高調波を除く全ての高調波を抑制するために、周期パターンに近づくよう構成される。周期的な密度プロファイル７０８は、基本周波数のうち特定の高調波よりも低次の３次高調波を除く全ての高調波を抑制するよう変調される。この例では、特定の高調波は、変調に使用されるサブ解像度フィーチャに対応する高調波のうち最も低次なものであり、これは光学投影系の開口数の外側である。従ってこの例では、レチクルパターン中の３次高調波よりも高次の全ての高調波が抑制されるわけではない。レチクルパターン中には、サブ解像度パターニングにより導入される高次の高調波が存在する。これらの高次の高調波は、サブ解像度フィーチャの高空間周波数に対応する。開口数は、サブ解像度フィーチャと関連する高次高調波を除去する。従って、リソグラフィ装置の瞳中には高調波は残らない。適切な強度プロファイルを提供するために、別のサブ解像度レチクルパターン（図示せず）を使用することができる。例えば、線要素にわたって直径または間隔が変化するコンタクトホールが使用されてもよい。高次項の切り捨ては、選択された高調を抑制するためのマーカレチクルパターンの変調、およびまた、光学投影系の制限された開口数によるサブ解像度パターニングから生じるさらに高次のカットオフにより生じる。
【００６０】
図７ａのマーカレチクルパターン（線要素７０６を含む）は、例えば図１を参照して説明されるリソグラフィ装置中で図２の照明プロファイルを用いて照明されてよい。ゼロ次照明スポットと同様に、１次および３次回折スポットがリソグラフィ装置の対物瞳中に生じる。しかしながら、レチクルマーカパターンの正弦変調のため、次に高い次数は抑制される。
【００６１】
図７ｂは、許可されたゼロ次、１次および３次回折をもたらすが、少なくとも５次および７次回折を抑制する変調で構成されたレチクルマーカパターンから生じるリソグラフィ装置の瞳７１８を示す。３次回折は瞳６１４のエッジでカットオフされていない。これは、瞳内に＋／−１次および＋／−３次スポットと一緒のゼロ次スポットのグループの２つの例７２０および７２２を提供する。従って、リソグラフィ装置は、本明細書で説明した位置シフトおよび変形に対する改善の利益を享受するマーカを結像することができる。
【００６２】
結果として、空間像およびレジスト像は対称になる。対称な空間像強度が図７ｃに図示されている。これは、基板にわたる空間強度７２４および閾値７２６を示す。空間強度７２４は、投影系を通過した次数７２０および７２２の重ね合わせによって生じる。レチクルマーカパターンの変調を達成するために用いられる、マーカレチクルパターンのサブ解像度パターニングから生じる高い次数は、瞳７１８の外側であり、従ってカットオフされ、結果として生じる空間像７２４だけが残る。図５ｃに示す対称な空間像強度５２４と比較して、後者の空間像強度７２４は、３次高調波が存在することによって生じるラインエッジを規定する急勾配を有する。
【００６３】
図７ｂおよび図７ｃを参照して説明される例において、像の非対称と像のコントラストのトレードオフが存在する。＋／−３次は、空間像の大きな傾斜を提供し、従って、図４ｂを参照して説明したように、非対称の効果を犠牲として、コントラストが改善する。しかしながら、この例では、５次および７次による収差の影響は回避されている。
【００６４】
図７ｄには、対称なレジスト像が図示されている。これは、基板７３０上の印刷レジストフィーチャ７２８を示す。図３ｄに示された従来の印刷マーカと比較して、図７ｄの対称な印刷マーカは、非対称性を有していない。イメージング瞳７１８中で第３回折次数よりも高い回折次数がないため、変調されたマーカレチクルパターン７０２の使用が奇数レンズ収差の影響を低減しているからである。図５ｄに示す対称な印刷レジストプロファイル５２８と比較して、印刷レジストプロファイル７２８は、３次高調波があるために高いコントラストに起因する急な側壁を有している。
【００６５】
図８ａ〜図８ｄは、ゼロ次を抑制するよう位相変調されるとともに少なくとも３次、５次および７次高調波を抑制するよう変調されたマーカレチクルパターン、モノポール照明から生じるイメージング瞳、結果として生じる対称な空間像強度および印刷されたレジストプロファイルを示す。
【００６６】
図８ａを参照すると、位相シフト格子マーカレチクルパターンの部分８０２が図示されている。部分８０２内には、水平および垂直方向に繰り返されたときにマーカとなる線要素８０４が示されている。線要素８０４の拡大８０６も図示されている。線要素８０４，８０６は、変調された強度プロファイル８０８を有し、例えばレチクル上のクロムラインで形成される。この例におけるレチクルパターンもまた、交番位相シフトレチクルパターンである。部分８０２中のクロスハッチ領域および拡大された要素８０８中のクロスハッチ領域８１０は、白で示されている透明（非クロム）領域に対して、レチクルの位相の不一致（１８０℃位相シフト）領域を表している。繰り返されたときにマーカを形成する線要素８０８は、正弦（サイン）型マーカの実施形態である。マーカパターンは、周期的な密度プロファイルの基本空間周波数の半分の空間周波数で水平方向に周期的である位相シフトプロファイルを有する交番位相シフト構造を有する。周期的マーカパターンは、光学投影系により投影される周期的マーカパターンの像中のゼロ次強度成分を抑制するために、交番位相シフト構造を有する。正弦状変調は、少なくとも１つの選択された高調波（３次、５次、７次など）を抑制し、図５に示されるように、線要素中の密度を変化させて正弦状の強度プロファイルをもたらすサブ解像度フィーチャの配置を用いて実現される。繰り返されたときに正弦型マーカをもたらす線要素の他の例が、図５ａに線要素５１０および５１４により示されている。それぞれ直交方向５１２および５１６にサブ解像度変調を用いており、正弦波形状の強度プロファイルをもたらす。他のサブ解像度パターン（図示せず）は、正弦波形状の強度プロファイルを提供するために用いることができる。例えば、線要素にわたって変化する直径および間隔を有するコンタクトホールが使用されてもよい。
【００６７】
図８ａの交番位相シフトの正弦型レチクルマーカパターン（線要素８０６を含む）は、例えば図１を参照して説明されるようなリソグラフィ装置で図２の照明プロファイルを用いて照明されてよい。しかしながら、この例では、それはモノポール照明で照明される。これは、図５および図７を参照して説明されるマーカパターンでも用いられている。図８ａのレチクルマーカパターンを用いて、レチクルの交番位相シフトによりゼロ次照明スポットが抑制される。１次回折スポットのみがリソグラフィ装置の対物瞳に発生し、次に高い次数（３次、５次、７次など）は、マーカレチクルパターンの正弦変調のために抑制される。
【００６８】
図８ｂを参照すると、このような瞳の中身（pupil filling）が適宜ラベル付けされた＋／−１次の回折スポットとともに図示されている。図３ｂと比較すると、図８ｂでは、瞳８１８は、１次スポット８２０のみを有している一方で、例えば＋／−３次、＋／−５次および＋／−７次スポットなどの１次よりも高い次数のスポットはない。
【００６９】
結果として、空間像およびレジスト像は対称になる。これは、図５を参照して説明した実施例と似ている。空間強度８２２は、投影系を通過した次数８２０の重ね合わせによって生じる。正弦変調を達成するために用いられる、マーカレチクルパターンのサブ解像度パターニングから生じる高い次数は、瞳８１８の外側であり、従ってカットオフされ、結果として生じる空間像８２２中には正弦波だけが残る。
【００７０】
図８ｄには対称なレジスト像が図示されている。これは、基板８２８上に印刷されたレジストフィーチャ８２６を示す。変調されたレチクルマーカパターンの使用は、それが高い回折次数の非対称なカットオフにより生じる「非最適な（non-optimal）」印刷の影響を受けないことを意味するため（なぜならそれらが抑制されるから）、図３ｄに示された従来の印刷マーカと比較して、図８ｄの対称な印刷マーカは、非対称性を有していない。さらに、イメージング瞳８１８中に１次回折よりも高い回折次数が存在しないので、変調されたマーカレチクルパターンを使用することで奇数のレンズ収差の影響を避けられるため、図８ｄの対称な印刷マーカは、非対称性を有していない。
【００７１】
図５から図８を参照して上述したパターニングデバイスは、一般的に、周期的マーカパターンだけでなく回路パターンを有する。周期的マーカパターンは、リソグラフィプロセスにおいて回路パターンを用いる露光を調整するため又は露光のアライメントを修正するために構成される。
【００７２】
基板は、図５〜図８を参照して上述したように、パターニングデバイスを放射で照明し、基板上にマーカパターンの像を投影し、その像を使用してリソグラフィプロセスにより基板上にマーカを形成することにより生成されてよい。リソグラフィプロセスは、基板上にコーティングされた光感応性レジストを像で露光することと、レジストを現像してレジストマーカパターンを形成することを含むことができる。リソグラフィプロセスは、さらに、マーカを形成するためにエッチングすることにより、レジストマーカパターンを基板に転写することを含んでもよい。
【００７３】
図５〜図８を参照して上述したように、放射でパターニングデバイスを照明することと、基板上にマーカパターンの像を投影することと、該像を用いてリソグラフィプロセスにより基板上にマーカを形成することと、形成されたマーカを用いてその後のリソグラフィプロセスを調整することにより、デバイス製造方法が実行されてもよい。その後のリソグラフィプロセスは、形成されたマーカを用いて露光を調整又は露光のアライメントを修正する間に、基板上にコーティングされた光感応性レジストを回路パターンの像で露光することと、レジストを現像してレジスト集積回路パターンを形成することと、デバイスの集積回路を形成するためにエッチングすることにより、レジスト集積回路パターンを基板に転写することを含むことができる。
【００７４】
本明細書に記載した実施例は、レジストフィーチャがもはや非対称ではない又は非対称性が低下し、プロセスフロー中でより正確な測定オーバーレイ値をもたらすため、高精度のオーバーレイ読み出しを提供する。また、投影された放射中の高い次数の欠如は、焦点／ドーズ感度が低下することを意味するため、本明細書に記載した実施例は、大きなプロセスロバスト性も提供する。また、本明細書に記載した実施例は、レンズ収差に対して定感度のオブリークマーカ（oblique marker）を形成する。
【００７５】
ＩＣ製造におけるリソグラフィ装置の使用について本文書において特に言及をしてきたが、本明細書で述べたリソグラフィ装置は、他の応用形態も有していることを理解すべきである。例えば、集積された光学システム、磁気領域メモリ用の誘導及び検出パターン（guidance and detection pattern）、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といった応用である。当業者は、このような代替的な応用形態の文脈において、本明細書における「ウェハ」または「ダイ」という用語のいかなる使用も、それぞれより一般的な用語である「基板」または「目標部分」と同義とみなすことができることを認められよう。本明細書で参照された基板は、例えばトラック（通常、レジスト層を基板に付加し、露光されたレジストを現像するツール）、計測ツール及び／または検査ツールで露光の前後に加工されてもよい。適用可能であれば、本明細書の開示は、そのような基板処理工具または他の工具に対しても適用することができる。さらに、例えば多層ＩＣを作製するために二回以上基板が加工されてもよく、その結果、本明細書で使用された基板という用語は、複数回処理された層を既に含む基板のことも指してもよい。
【００７６】
本明細書で使用される「照射」及び「ビーム」という用語は、紫外線（ＵＶ）照射（例えば、３６５、３５５、２４８、１９３、１５７、または１２６ｎｍの波長を有する）、極端紫外線（ＥＵＶ）照射（例えば、５−２０ｎｍの範囲の波長を有する）、並びにイオンビームまたは電子ビームなどの粒子ビームを含む、あらゆるタイプの電磁気照射を包含する。
【００７７】
「レンズ」という用語は、文脈の許す限り、屈折光学部品、反射光学部品、磁気光学部品、電磁光学部品および静電光学部品を含む様々なタイプの光学部品のうちの任意の一つまたはその組み合わせを指す場合もある。
【００７８】
本発明の特定の実施形態が上述されたが、説明したもの以外の態様で本発明が実施されてもよい。例えば、本発明は、上述の方法を記述する機械で読み取り可能な命令の一つまたは複数のシーケンスを含むコンピュータプログラムの形式をとってもよいし、そのコンピュータプログラムを記録したデータ記録媒体（例えば半導体メモリ、磁気ディスク、または光ディスク）であってもよい。
【００７９】
上述の説明は例示であり限定することを意図していない。よって、当業者であれば以下に述べる請求項の範囲から逸脱することなく本発明の変形例を実施することが可能であろう。
【図１】
2016515221.tif 000003
【図２】
2016515221.tif 000004
【図３ａ】
2016515221.tif 000005
【図３ｂ】
2016515221.tif 000006
【図３ｃ】
2016515221.tif 000007
【図３ｄ】
2016515221.tif 000008
【図４ａ】
2016515221.tif 000009
【図４ｂ】
2016515221.tif 000010
【図５ａ】
2016515221.tif 000011
【図５ｂ】
2016515221.tif 000012
【図５ｃ】
2016515221.tif 000013
【図５ｄ】
2016515221.tif 000014
【図６ａ】
2016515221.tif 000015
【図６ｂ】
2016515221.tif 000016
【図７ａ】
2016515221.tif 000017
【図７ｂ】
2016515221.tif 000018
【図７ｃ】
2016515221.tif 000019
【図７ｄ】
2016515221.tif 000020
【図８ａ】
2016515221.tif 000021
【図８ｂ】
2016515221.tif 000022
【図８ｃ】
2016515221.tif 000023
【図８ｄ】
2016515221.tif 000024
【手続補正書】
【提出日】平成27年12月9日(2015.12.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学投影により基板上にマーカを形成するのに使用するためのパターニングデバイスであって、該パターニングデバイスは、少なくとも第１の方向に周期的である密度プロファイルを有するマーカパターンを備え、前記マーカパターンの周期的な密度プロファイルの基本空間周波数は、形成されるべきマーカの所望の周波数に対応し、前記密度プロファイルは、基本周波数を有する単純な２値のプロファイルに対して、前記基本周波数のうち１つ以上の高調波を抑制するよう変調される、パターニングデバイス。
【請求項２】
前記周期的な密度プロファイルは、前記第１の方向に対して直交する第２の方向において変調された２値のプロファイルであり、第２の方向における変調は、基本周波数よりも大きい空間周波数を有する、請求項１に記載のパターニングデバイス。
【請求項３】
前記周期的な密度プロファイルは、前記基本空間周波数だけでなく抑制されるべき高調波よりも大きな空間周波数で前記第１の方向において変調された２値のプロファイルである、請求項１または２に記載のパターニングデバイス。
【請求項４】
前記周期的な密度プロファイルは、前記基本周波数のうち特定の高調波よりも低次の全ての高調波を抑制するよう変調される、請求項１から３のいずれかに記載のパターニングデバイス。
【請求項５】
基板上へのマーカ形成方法であって、請求項１から４のいずれかに記載のパターニングデバイスを放射で照明することと、基板上にマーカパターンの像を投影することと、該像を用いてリソグラフィプロセスにより基板上にマーカを形成すること、を備える方法。
【請求項６】
リソグラフィプロセスは、基板上にコーティングされた光感応性レジストを像で露光することと、レジストを現像してレジストマーカパターンを形成することを備える、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
請求項５または６に記載の方法を用いて形成されたマーカを備える基板。
【請求項８】
請求項１から４のいずれかに記載のパターニングデバイスを放射で照明することと、基板上にマーカパターンの像を投影することと、該像を用いてリソグラフィプロセスにより基板上にマーカを形成することと、形成されたマーカを用いてその後のリソグラフィプロセスを調整することを備え、該リソグラフィプロセスは、形成されたマーカを用いて露光の調整又は露光のアライメントを修正する間に、基板上にコーティングされた光感応性レジストを回路パターンの像で露光することと、レジストを現像してレジスト集積回路パターンを形成することと、デバイスの集積回路を形成するためにエッチングすることにより、レジスト集積回路パターンを基板に転写することを備える、デバイス製造方法。
【請求項９】
光学投影系で使用するためのパターニングデバイスであって、各周期内に光学投影系のイメージング解像度に対するサブ解像度であるパターンフィーチャを有する周期的マーカパターンを備え、周期的マーカパターンは、サブ解像度パターンフィーチャを持たない矩形の周期的マーカパターンの像と比較して、光学投影系により投影される周期的マーカパターンの像中の少なくとも１つの高調波を抑制するために非矩形の周期的パターンに近づくよう構成される、パターニングデバイス。
【請求項１０】
周期的マーカパターンは、光学投影系により投影される周期的マーカパターンの像中の全ての高調波を抑制するために正弦波周期パターンに近づくよう構成される、請求項９に記載のパターニングデバイス。
【請求項１１】
周期的マーカパターンは、光学投影系により投影される周期的マーカパターンの像中の３次高調波を除く全ての高調波を抑制するために非矩形周期パターンに近づくよう構成される、請求項９に記載のパターニングデバイス。
【請求項１２】
基板上に周期的マーカを形成する方法であって、請求項９から１１のいずれかに記載のパターニングデバイスを照明することと、光学投影系を用いて周期的マーカパターンの像を基板上に投影することと、該像を用いて基板上に周期的マーカを形成することと、備える方法。
【請求項１３】
リソグラフィプロセスは、基板上にコーティングされた光感応性レジストを像で露光することと、レジストを現像してレジストマーカパターンを形成することを備える、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
請求項１２に記載の方法を用いて形成された周期的マーカを備える基板。
【請求項１５】
請求項９から１１のいずれかに記載のパターニングデバイスを放射で照明することと、基板上に周期的マーカパターンの像を投影することと、該像を用いてリソグラフィプロセスにより基板上に周期的マーカを形成することと、形成された周期的マーカを用いてその後のリソグラフィプロセスを調整することを備え、該リソグラフィプロセスは、形成された周期的マーカを用いて露光の調整又は露光のアライメントを修正する間に、基板上にコーティングされた光感応性レジストを回路パターンの像で露光することと、レジストを現像してレジスト集積回路パターンを形成することと、デバイスの集積回路を形成するためにエッチングすることにより、集積回路パターンを基板に転写することを備える、デバイス製造方法。
【国際調査報告】
2016515221.tif 000025
2016515221.tif 000026