(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リソグラフィ装置の鉛直制御方法であって、
前記リソグラフィ装置は、上側から下側に向かって、照明システム、マスクステージ、投影対物レンズ及びワークピースステージを備え、各マスクステージが複数の投影対物レンズの１つに対応し、
工程１、露光走査の前に、ワークピースの全体的な表面プロファイルデータを取得するために、前記ワークピースを測定するための鉛直測定センサーを制御し、
工程２、前記ワークピースの全体的な表面プロファイルデータに基づいて、グローバルレベリングを実行し、
工程３、各露光領域の露光走査中に、前記鉛直測定センサーによって前記ワークピースの部分的な表面プロファイルをリアルタイムに測定し、前記ワークピースの部分的な表面プロファイルに対応するZ方向の高さ値、Rx方向の傾斜値、及びRy方向の傾斜値に応じて鉛直移動を実行する、前記マスクステージ、前記ワークピースステージ、及び前記投影対物レンズの少なくとも１つを制御して、前記ワークピースの部分的な表面プロファイルをリアルタイムに補正し、各露光領域の上面を前記露光領域の基準焦点面と一致させ、
前記鉛直移動は、
（１）全体的なグローバルレベリングを実行するために前記ワークピースステージを構成し、領域毎のグローバルレベリングを実行するために前記マスクステージを構成し、リアルタイムに前記ワークピースの部分的な表面プロファイルを補正するための前記鉛直移動を実行するために前記マスクステージを制御し、又は
（２）領域毎のグローバルレベリングを実行するために前記ワークピースステージを構成し、リアルタイムに前記ワークピースの部分的な表面プロファイルを補正するための前記鉛直移動を実行するために前記マスクステージを制御する、
ことによって実現される、リソグラフィ装置の鉛直制御方法。
【請求項２】
前記工程２は、
グローバル平面プロファイルを取得するために、前記ワークピースの表面プロファイルデータを適合し、
前記グローバルレベリングのために、前記グローバル平面プロファイルとターゲット面との差に基づいて、前記グローバルレベリングの鉛直移動制御パラメーターを導き出し、
露光前に、前記グローバルレベリングの鉛直移動制御パラメーターに応じて全体的なグローバルレベリングを実行するために、前記ワークピースステージの鉛直移動を制御し、
前記グローバルレベリングのターゲット面は、前記投影対物レンズの最適な焦点面である、請求項１に記載のリソグラフィ装置の鉛直制御方法。
【請求項３】
前記工程２は、
各露光領域で露光走査する前に、各露光領域の部分的なウェッジを取得するために前記表面プロファイルデータに基づいて適合を実行し、
各露光領域の前記部分的なウェッジに基づいて、領域毎のグローバルレベリングを実行するために、前記ワークピースステージによって支持されるワークピースを制御する、請求項１に記載のリソグラフィ装置の鉛直制御方法。
【請求項４】
前記工程２は、
各露光領域で露光走査する前に、各露光領域の部分的なウェッジを取得するために前記全体的な表面プロファイルデータに基づいて適合を実行し、
前記部分的なウェッジのイメージ−オブジェクト変換を実行するために、前記投影対物レンズの倍率の２乗で前記部分的なウェッジに対応するZ方向の高さ値を除算し、
前記投影対物レンズの倍率で前記部分的なウェッジに対応するRx方向の傾斜値を除算し、
前記投影対物レンズの倍率で前記部分的なウェッジに対応するRy方向の傾斜値を除算し、
イメージ−オブジェクト変換後に前記部分的なウェッジに基づいて、領域毎にグローバルレベリングを実行するために前記マスクステージを制御する、請求項１に記載のリソグラフィ装置の鉛直制御方法。
【請求項５】
前記工程２は、各露光領域での露光走査中に、前記ワークピースの部分的な表面プロファイルを補正するための直交多項式経路に沿って移動するように、前記投影対物レンズを制御する、請求項４に記載のリソグラフィ装置の鉛直制御方法。
【請求項６】
各露光領域の部分的なウェッジを取得するために、前記全体的な表面プロファイルデータに基づいて適合を実行する工程は、
前記ワークピースのプロファイルを取得するために、前記全体的な表面プロファイルデータに適合を実行し、それに基づいて、各露光領域の中心で実行される１次テイラー展開から各露光領域の部分的なウェッジを取得する、請求項３又は４に記載のリソグラフィ装置の鉛直制御方法。
【請求項７】
各露光領域で露光走査する前に、各露光領域の部分的なウェッジを取得するために前記全体的な表面プロファイルデータに基づいて適合を実行し、各露光領域の部分的なウェッジに基づいて、領域毎のグローバルレベリングを実行するために、前記ワークピースステージによって支持される前記ワークピースを制御する工程は、
前記ワークピースのプロファイルを取得するために前記全体的な表面プロファイルデータに適合を実行し、それに基づいて、前記ワークピースの上面に分布する補間点を取得するために線形補間を実行し、
前記補間点の対応する１つを各露光領域にマッピングし、
各露光領域で、固定された画角の移動中に前記露光領域の鉛直移動適合値を取得するために、前記露光領域の開始点から終了点まで移動する固定された画角内のマッピングされた補間点に平面適合を実行し、
Z方向、Rx方向及びRy方向の前記ワークピースステージの直交多項式経路を取得するための前記鉛直移動適合値に基づいて直交多項式適合を実行し、
前記領域毎のグローバルレベリングを実行するための前記直交多項式経路に応じて移動するように前記ワークピースステージを制御する、請求項３に記載のリソグラフィ装置の鉛直制御方法。
【請求項８】
各露光領域の部分的なウェッジを取得するために、前記全体的な表面プロファイルデータに基づいて適合を実行する工程は、
前記ワークピースのグローバル平面プロファイルを取得するために、前記全体的な表面プロファイルデータに平面適合を実行し、
前記グローバルレベリングの前記グローバル平面プロファイルとターゲット面との差を算出し、
点の集合φ’を取得するために前記ワークピースの全体的な表面プロファイルデータから差を引き、
各露光領域に前記集合φ'内の対応する１つの点をマッピングし、
前記露光領域の部分的なウェッジを取得するために、前記露光領域のデータに平面適合を実行し、
前記グローバルレベリングのターゲット面は、前記投影対物レンズの最適な焦点面である、請求項５に記載のリソグラフィ装置の鉛直制御方法。
【請求項９】
前記リソグラフィ装置は、複数の投影対物レンズを備え、
前記グローバルレベリングのターゲット面は、前記複数の投影対物レンズの最適な焦点面の平均である、請求項２又は８に記載のリソグラフィ装置の鉛直制御方法。
【請求項１０】
前記ワークピースの前記部分的な表面プロファイルを補正するための直交多項式経路に沿って移動するように前記投影対物レンズを制御する工程は、
前記集合φ'から前記露光領域の部分的なウェッジを削除し、
固定された画角の移動中に前記露光領域の鉛直移動適合値を取得するために、前記露光領域の開始点から終了点まで移動する前記固定された画角のデータに平面適合を実行し、
Z方向、Rx方向及びRy方向の前記ワークピースステージの直交多項式経路を取得するための前記鉛直移動適合値に基づいて直交多項式適合を実行し、
前記固定された画角内の前記ワークピースの部分的な表面プロファイルを補正するための前記直交多項式経路に従って移動するように、前記投影対物レンズの最適な焦点面を制御する、請求項８に記載のリソグラフィ装置の鉛直制御方法。
【請求項１１】
直交多項式は、ルジャンドル多項式、チェビシェフ多項式又はグラムシュミット直交化から導出された基底関数を含む、請求項７又は１０に記載のリソグラフィ装置の鉛直制御方法。
【請求項１２】
前記工程３は、前記ワークピースの部分的な表面プロファイルに対応するZ方向の高さ値を補正するために、鉛直に移動するように前記マスクステージを構成し、
前記Z方向の高さ値の補正は、
各露光領域の開始点で前記マスクステージに［数２８］の量でZ方向の調整を適用し、
【数２８】
0006941684.tif 000029
ここで、FLS.Z１は、前記露光領域の開始点で前記鉛直測定センサーによって取得された前記表面プロファイルデータのZ方向の高さ値を示し、BF_Die.Zは、前記露光領域の最適な焦点面のZ方向の設定値を示し、Nは、前記投影対物レンズの倍率を示し、
前記露光走査中に、前記マスクステージに［数２９］の量のZ方向の調整を適用し、
【数２９】
0006941684.tif 000030
ここで、FLS.Ziは、現在のサンプリング周期内で前記鉛直測定センサーによって取得された前記表面プロファイルデータのZ方向の高さ値を示し、FLS.Zi-1は、前のサンプリング周期内で前記鉛直測定センサーによって取得された前記表面プロファイルデータのZ方向の高さ値を示し、Nは、前記投影対物レンズの倍率を示す、請求項１に記載のリソグラフィ装置の鉛直制御方法。
【請求項１３】
前記工程３は、前記ワークピースの部分的な表面プロファイルに対応するRx方向の傾斜値を補正するために、鉛直に移動するように前記マスクステージを構成し、
前記Rx方向の傾斜値の補正は、
各露光領域の開始点で前記マスクステージに［数３０］の量のRx方向の調整を適用し、
【数３０】
0006941684.tif 000031
ここで、FLS.Rx１は、前記露光領域の開始点で前記鉛直測定センサーによって取得された前記表面プロファイルデータのRx方向の傾斜値を示し、BF_Die.Rxは、前記露光領域の最適な焦点面のRx方向の設定値を示し、Nは、前記投影対物レンズの倍率を示し、
前記露光走査中に、前記マスクステージに［数３１］の量のRx方向の調整を適用し、
【数３１】
0006941684.tif 000032
ここで、FLS.Rxiは、現在のサンプリング周期内で前記鉛直測定センサーによって取得された前記表面プロファイルデータのRx方向の傾斜値を示し、FLS.Rxi-1は、前のサンプリング周期内で前記鉛直測定センサーによって取得された前記表面プロファイルデータのRx方向の傾斜値を示し、Nは、前記投影対物レンズの倍率を示す、請求項１に記載のリソグラフィ装置の鉛直制御方法。
【請求項１４】
前記工程３は、前記ワークピースの部分的な表面プロファイルに対応するRy方向の傾斜値を補正するために、鉛直に移動するように前記マスクステージを構成し、
前記Ry方向の傾斜値の補正は、
各露光領域の開始点で前記マスクステージに［数３２］の量のRy方向の調整を適用し、
【数３２】
0006941684.tif 000033
ここで、FLS.Ry１は、前記露光領域の開始点で前記鉛直測定センサーによって取得された前記表面プロファイルデータのRy方向の傾斜値を示し、BF_Die.Ryは、前記露光領域の最適な焦点面のRy方向の設定値を示し、Nは、前記投影対物レンズの倍率を示し、
前記露光走査中に、前記マスクステージに［数３３］の量のRy方向の調整を適用し、
【数３３】
0006941684.tif 000034
ここで、FLS.Ryiは、現在のサンプリング周期内で前記鉛直測定センサーによって取得された前記表面プロファイルデータのRy方向の傾斜値を示し、FLS.Ryi-1は、前のサンプリング周期内で前記鉛直測定センサーによって取得された前記表面プロファイルデータのRy方向の傾斜値を示し、Nは、前記投影対物レンズの倍率を示す、請求項１に記載のリソグラフィ装置の鉛直制御方法。
【請求項１５】
各露光領域の露光走査中に、前記ワークピースの較正された公称面に向かって前記マスクステージが移動するための鉛直移動設定値と、前記ワークピースの部分的な表面プロファイルを補正するための調整量と、を加算することにより、前記マスクステージの実際の鉛直移動値を得る、請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置の鉛直制御方法。
【請求項１６】
各露光領域の露光走査中に、前記ワークピースの較正された公称面に向かって前記マスクステージが移動するための鉛直移動設定値と、表面プロファイルフィルタリング処理された前記ワークピースの部分的な表面プロファイルを補正するための調整量と、を加算することにより、前記マスクステージの実際の鉛直移動値を得る、請求項１２乃至１４のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置の鉛直制御方法。
【請求項１７】
前記工程３は、前記ワークピースの部分的な表面プロファイルに対応するZ方向の高さ値を補正するために、鉛直に移動するように前記ワークピースステージを構成し、
Z方向の高さ値の補正は、
前記露光走査中に、前記ワークピースステージに［数３４］の量のZ方向の調整を適用し、
【数３４】
0006941684.tif 000035
ここで、FLS.Ziは、現在のサンプリング周期内で前記鉛直測定センサーによって取得された前記表面プロファイルデータのZ方向の高さ値を示し、BF_Die.Zは、前記露光領域の最適な焦点面のZ方向の設定値を示す、請求項１に記載のリソグラフィ装置の鉛直制御方法。
【請求項１８】
前記工程３は、前記ワークピースの部分的な表面プロファイルに対応するRx方向の傾斜値を補正するために、鉛直に移動するように前記ワークピースステージを構成し、
Rx方向の傾斜値の補正は、
前記露光走査中に、前記ワークピースステージに［数３５］の量のRx方向の調整を適用し、
【数３５】
0006941684.tif 000036
ここで、FLS.Xiは、現在のサンプリング周期内で前記鉛直測定センサーによって取得された前記表面プロファイルデータのRx方向の傾斜値を示し、BF_Die.Xは、前記露光領域の最適な焦点面のRx方向の設定値を示す、請求項１に記載のリソグラフィ装置の鉛直制御方法。
【請求項１９】
前記工程３は、前記ワークピースの部分的な表面プロファイルに対応するRy方向の傾斜値を補正するために、鉛直に移動するように前記ワークピースステージを構成し、
Ry方向の傾斜値の補正は、
前記露光走査中に、前記ワークピースステージに［数３６］のRy方向の調整を適用し、
【数３６】
0006941684.tif 000037
ここで、FLS.Yiは、現在のサンプリング周期内で前記鉛直測定センサーによって取得された前記表面プロファイルデータのRy方向の傾斜値を示し、BF_Die.Yは、前記露光領域の最適な焦点面のRy方向の設定値を示す、請求項１に記載のリソグラフィ装置の鉛直制御方法。
【請求項２０】
直交多項式経路に沿って移動するように前記投影対物レンズを制御する工程は、
前記投影対物レンズの最適な焦点面を前記直交多項式経路に沿って移動させるために、前記投影対物レンズのレンズが鉛直に移動するように制御する、請求項５に記載のリソグラフィ装置の鉛直制御方法。
【請求項２１】
直交多項式経路に沿って移動するように前記投影対物レンズを制御する工程は、
前記投影対物レンズの最適な焦点面を前記直交多項式経路に沿って移動させるために、前記投影対物レンズの移動可能なレンズ群のレンズを相対的に水平に移動するように制御する、請求項５に記載のリソグラフィ装置の鉛直制御方法。
【請求項２２】
前記鉛直移動は、Z方向移動、Rx方向移動及びRy方向移動の１つ又は組み合わせを含み、
前記工程３において、前記ワークピースの部分的な表面プロファイルに対応するZ方向の高さ値、Rx方向の傾斜値及びRy方向の傾斜値に応じて、前記マスクステージ、前記ワークピースステージ及び前記投影対物レンズの少なくとも１つを鉛直に移動するように制御する以下の何れか１つのモードを含み、
前記ワークピースステージは、前記ワークピースの部分的な表面プロファイルに対応するZ方向の高さ値及びRy方向の傾斜値を補正するために、鉛直に移動するように構成され、同時に、前記マスクステージは、前記マスクステージのZ方向の自由度が前記ワークピースの較正された公称面に向かって移動するように構成され、前記マスクステージは、前記ワークピースの部分的な表面プロファイルに対応するRx方向の傾斜値及びRy方向の傾斜値を補正するために、鉛直に移動するように構成され、
又は、前記ワークピースステージは、前記ワークピースの部分的な表面プロファイルに対応するZ方向の高さ値、Rx方向の傾斜値及びRy方向の傾斜値を補正するために、鉛直に移動するように構成され、同時に、前記マスクステージは、前記マスクステージのZ方向の自由度が前記ワークピースの較正された公称面に向かって移動するように構成され、前記マスクステージは、前記ワークピースの部分的な表面プロファイルに対応するRy方向の傾斜値を補正するために、鉛直に移動するように構成され、
又は、前記ワークピースステージは、前記グローバルレベリングのターゲット面に向かって移動するように構成され、同時に、前記マスクステージは、前記ワークピースの部分的な表面プロファイルに対応するZ方向の高さ値、Rx方向の傾斜値及びRy方向の傾斜値を補正するために、鉛直に移動するように構成され、
又は、前記投影対物レンズの最適な焦点面は、前記ワークピースの部分的な表面プロファイルに対応するZ方向の高さ値、Rx方向の傾斜値及びRy方向の傾斜値を補正するために、鉛直に移動するように構成されている、請求項１に記載のリソグラフィ装置の鉛直制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体の分野、特に、リソグラフィ装置の鉛直制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィシステムは、上側から下側に向かって、照明システム、マスクを支持するマスク機構、対物レンズ群及びワークピース（即ち、基板）を支持するワークピースステージ機構を含む。リソグラフィの処理中、照明光はマスク機構及び対物レンズ群に相次いで伝わり、ワークピースに到達する。
【０００３】
リソグラフィシステムの場合、ワークピースは、全体的な表面プロファイルと部分的な表面プロファイルとに分類できる表面の不規則性を持つ場合がある。全体的な表面プロファイルは、基板の上面の全体的なプロファイル収差を示し、基板表面プロファイルの低周波成分に対応し、一方、部分的な表面プロファイルは、固定された画角内の上面の山と谷を示し、基板表面プロファイルの高周波成分に対応する。
【０００４】
基板の表面プロファイルに対応するために、リソグラフィ処理では、しばしば、リソグラフィの精度を高めるために鉛直制御方法を採用している。従来の鉛直制御方法では、通常、XYZ３次元座標系が最初に規定され、そして、３点のグローバルレベリングが実行され、図１に示すように、正三角形の頂点A、B、Cのようなワークピース上の３点を選択してZ位置を測定することができる。ワークピースのZ、Rx及びRyの値を決定するために測定結果を適合させ、そして、Z、Rx及びRyの値に応じて、ワークピースを調整することができる。単一の露光領域への調整は、露光領域で露光を走査する処理中に実行されなくなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の方法によれば、ワークピースのサイズが小さく、対物レンズの焦点深度が深い場合、露光のためのリソグラフィ装置のニーズを基本的に満たすことができる。しかしながら、より大きなサイズのワークピース（例えば、ガラス基板）が開発される傾向があり、この場合、従来の方法は、リソグラフィ装置の鉛直制御要件を満たすことが難しい場合がある。
【０００６】
上記の問題を考慮して、本開示は、様々な条件に適合した異なる鉛直制御モードで実行できるリソグラフィ装置の鉛直制御方法を提案し、それにより、柔軟性と精度を高めたリソグラフィ装置の制御を可能にする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示は、リソグラフィ装置の鉛直制御方法を提供し、以下のステップを含む：
工程１、露光走査の前に、ワークピースの全体的な表面プロファイルデータを取得するために、前記ワークピースを測定するための鉛直測定センサーを制御し、
工程２、前記ワークピースの全体的な表面プロファイルデータに基づいて、グローバルレベリングを実行し、
工程３、各露光領域の露光走査中に、前記鉛直測定センサーによって前記ワークピースの部分的な表面プロファイルをリアルタイムに測定し、前記ワークピースの部分的な表面プロファイルに対応するZ方向の高さ値、Rx方向の傾斜値、及びRy方向の傾斜値に応じて鉛直移動を実行する、マスクステージ、ワークピースステージ、及び投影対物レンズの少なくとも１つを制御して、前記ワークピースの部分的な表面プロファイルをリアルタイムに補正し、各露光領域の上面を前記露光領域の基準焦点面と一致させる。
【０００８】
また、前記工程２は、
グローバル平面プロファイルを取得するために、前記ワークピースの表面プロファイルデータを適合し、
前記グローバルレベリングのために、前記グローバル平面プロファイルとターゲット面との差に基づいて、前記グローバルレベリングの鉛直移動制御パラメーターを導き出し、
露光前に、前記グローバルレベリングの鉛直移動制御パラメーターに応じて全体的なグローバルレベリングを実行するために、前記ワークピースステージの鉛直移動を制御し、
前記グローバルレベリングのターゲット面は、前記投影対物レンズの最適な焦点面である。
【０００９】
また、前記工程２は、
各露光領域で露光走査する前に、各露光領域の部分的なウェッジを取得するために前記表面プロファイルデータに基づいて適合を実行し、
各露光領域の前記部分的なウェッジに基づいて、領域毎のグローバルレベリングを実行するために、前記ワークピースステージによって支持されるワークピースを制御する。
【００１０】
また、前記工程２は、
各露光領域で露光走査する前に、各露光領域の部分的なウェッジを取得するために前記全体的な表面プロファイルデータに基づいて適合を実行し、
前記部分的なウェッジのイメージ−オブジェクト変換を実行するために、前記投影対物レンズの倍率の２乗で前記部分的なウェッジに対応するZ方向の高さ値を除算し、
前記投影対物レンズの倍率で前記部分的なウェッジに対応するRx方向の傾斜値を除算し、
前記投影対物レンズの倍率で前記部分的なウェッジに対応するRy方向の傾斜値を除算し、
イメージ−オブジェクト変換後に前記部分的なウェッジに基づいて、領域毎にグローバルレベリングを実行するために前記マスクステージを制御する。
【００１１】
また、前記工程２は、各露光領域での露光走査中に、前記ワークピースの部分的な表面プロファイルを補正するための直交多項式経路に沿って移動するように、前記投影対物レンズを制御する。
【００１２】
また、各露光領域の部分的なウェッジを取得するために、前記全体的な表面プロファイルデータに基づいて適合を実行する工程は、
前記ワークピースの曲面プロファイルを取得するために、前記全体的な表面プロファイルデータに曲面適合を実行し、それに基づいて、各露光領域の中心で実行される１次テイラー展開から各露光領域の部分的なウェッジを取得する。
【００１３】
また、各露光領域で露光走査する前に、各露光領域の部分的なウェッジを取得するために前記全体的な表面プロファイルデータに基づいて適合を実行し、各露光領域の部分的なウェッジに基づいて、領域毎のグローバルレベリングを実行するために、前記ワークピースステージによって支持される前記ワークピースを制御する工程は、
前記ワークピースの曲面プロファイルを取得するために前記全体的な表面プロファイルデータに曲面適合を実行し、それに基づいて、前記ワークピースの上面に分布する補間点を取得するために線形補間を実行し、
前記補間点の対応する１つを各露光領域にマッピングし、
各露光領域で、固定された画角の移動中に前記露光領域の鉛直移動適合値を取得するために、前記露光領域の開始点から終了点まで移動する固定された画角内のマッピングされた補間点に平面適合を実行し、
Z方向、Rx方向及びRy方向の前記ワークピースステージの直交多項式経路を取得するための前記鉛直移動適合値に基づいて直交多項式適合を実行し、
前記領域毎のグローバルレベリングを実行するための前記直交多項式経路に応じて移動するように前記ワークピースステージを制御する。
【００１４】
また、各露光領域の部分的なウェッジを取得するために、前記全体的な表面プロファイルデータに基づいて適合を実行する工程は、
前記ワークピースのグローバル平面プロファイルを取得するために、前記全体的な表面プロファイルデータに平面適合を実行し、
前記グローバルレベリングの前記グローバル平面プロファイルとターゲット面との差を算出し、
点の集合φ’を取得するために前記ワークピースの全体的な表面プロファイルデータから差を引き、
各露光領域に前記集合φ'内の対応する一つの点をマッピングし、
前記露光領域の部分的なウェッジを取得するために、前記露光領域のデータに平面適合を実行し、
前記グローバルレベリングのターゲット面は、前記投影対物レンズの最適な焦点面である。
【００１５】
また、前記リソグラフィ装置は、複数の投影対物レンズを備え、
前記グローバルレベリングのターゲット面は、前記複数の投影対物レンズの最適な焦点面の平均である。
【００１６】
また、前記ワークピースの前記部分的な表面プロファイルを補正するための直交多項式経路に沿って移動するように前記投影対物レンズを制御する工程は、
前記集合φ'から前記露光領域の部分的なウェッジを削除し、
固定された画角の移動中に前記露光領域の鉛直移動適合値を取得するために、前記露光領域の開始点から終了点まで移動する前記固定された画角のデータに平面適合を実行し、
Z方向、Rx方向及びRy方向の前記ワークピースステージの直交多項式経路を取得するための前記鉛直移動適合値に基づいて直交多項式適合を実行し、
前記固定された画角内の前記ワークピースの部分的な表面プロファイルを補正するための前記直交多項式経路に従って移動するように、前記投影対物レンズの最適な焦点面を制御する。
【００１７】
また、直交多項式は、ルジャンドル多項式、チェビシェフ多項式又はグラムシュミット直交化から導出された基底関数を含む。
【００１８】
また、前記工程３は、前記ワークピースの部分的な表面プロファイルに対応するZ方向の高さ値を補正するために、鉛直に移動するように前記マスクステージを構成し、
前記Z方向の高さ値の補正は、
各露光領域の開始点で前記マスクステージに［数１］の量でZ方向の調整を適用し、
【数１】
0006941684.tif 000002
ここで、FLS.Z１は、前記露光領域の開始点で前記鉛直測定センサーによって取得された前記表面プロファイルデータのZ方向の高さ値を示し、BF_Die.Zは、前記露光領域の最適な焦点面のZ方向の設定値を示し、Nは、前記投影対物レンズの倍率を示し、
前記露光走査中に、前記マスクステージに［数２］の量のZ方向の調整を適用し、
【数２】
0006941684.tif 000003
ここで、FLS.Ziは、現在のサンプリング周期内で前記鉛直測定センサーによって取得された前記表面プロファイルデータのZ方向の高さ値を示し、FLS.Zi-1は、前のサンプリング周期内で前記鉛直測定センサーによって取得された前記表面プロファイルデータのZ方向の高さ値を示し、Nは、前記投影対物レンズの倍率を示す。
【００１９】
また、前記工程３は、前記ワークピースの部分的な表面プロファイルに対応するRx方向の傾斜値を補正するために、鉛直に移動するように前記マスクステージを構成し、
前記Rx方向の傾斜値の補正は、
各露光領域の開始点で前記マスクステージに［数３］の量のRx方向の調整を適用し、
【数３】
0006941684.tif 000004
ここで、FLS.Rx１は、前記露光領域の開始点で前記鉛直測定センサーによって取得された前記表面プロファイルデータのRx方向の傾斜値を示し、BF_Die.Rxは、前記露光領域の最適な焦点面のRx方向の設定値を示し、Nは、前記投影対物レンズの倍率を示し、
前記露光走査中に、前記マスクステージに［数４］の量のRx方向の調整を適用し、
【数４】
0006941684.tif 000005
ここで、FLS.Rxiは、現在のサンプリング周期内で前記鉛直測定センサーによって取得された前記表面プロファイルデータのRx方向の傾斜値を示し、FLS.Rxi-1は、前のサンプリング周期内で前記鉛直測定センサーによって取得された前記表面プロファイルデータのRx方向の傾斜値を示し、Nは、前記投影対物レンズの倍率を示す。
【００２０】
また、前記工程３は、前記ワークピースの部分的な表面プロファイルに対応するRy方向の傾斜値を補正するために、鉛直に移動するように前記マスクステージを構成し、
前記Ry方向の傾斜値の補正は、
各露光領域の開始点で前記マスクステージに［数５］の量のRy方向の調整を適用し、
【数５】
0006941684.tif 000006
ここで、FLS.Ry１は、前記露光領域の開始点で前記鉛直測定センサーによって取得された前記表面プロファイルデータのRy方向の傾斜値を示し、BF_Die.Ryは、前記露光領域の最適な焦点面のRy方向の設定値を示し、Nは、前記投影対物レンズの倍率を示し、
前記露光走査中に、前記マスクステージに［数６］の量のRy方向の調整を適用し、
【数６】
0006941684.tif 000007
ここで、FLS.Ryiは、現在のサンプリング周期内で前記鉛直測定センサーによって取得された前記表面プロファイルデータのRy方向の傾斜値を示し、FLS.Ryi-1は、前のサンプリング周期内で前記鉛直測定センサーによって取得された前記表面プロファイルデータのRy方向の傾斜値を示し、Nは、前記投影対物レンズの倍率を示す。
【００２１】
また、各露光領域の露光走査中に、前記ワークピースの較正された公称面に向かって前記マスクステージが移動するための鉛直移動設定値と、前記ワークピースの部分的な表面プロファイルを補正するための調整量と、を加算することにより、前記マスクステージの実際の鉛直移動値を得る。
【００２２】
また、各露光領域の露光走査中に、前記ワークピースの較正された公称面に向かって前記マスクステージが移動するための鉛直移動設定値と、フィルタリングされた前記ワークピースの部分的な表面プロファイルを補正するための調整量と、を加算することにより、前記マスクステージの実際の鉛直移動値を得る。
【００２３】
また、前記工程３は、前記ワークピースの部分的な表面プロファイルに対応するZ方向の高さ値を補正するために、鉛直に移動するように前記ワークピースステージを構成し、
Z方向の高さ値の補正は、
前記露光走査中に、前記ワークピースステージに［数７］の量のZ方向の調整を適用し、
【数７】
0006941684.tif 000008
ここで、FLS.Ziは、現在のサンプリング周期内で前記鉛直測定センサーによって取得された前記表面プロファイルデータのZ方向の高さ値を示し、BF_Die.Zは、前記露光領域の最適な焦点面のZ方向の設定値を示す。
【００２４】
また、前記工程３は、前記ワークピースの部分的な表面プロファイルに対応するRx方向の傾斜値を補正するために、鉛直に移動するように前記ワークピースステージを構成し、
Rx方向の傾斜値の補正は、
前記露光走査中に、前記ワークピースステージに［数８］の量のRx方向の調整を適用し、
【数８】
0006941684.tif 000009
ここで、FLS.Xiは、現在のサンプリング周期内で前記鉛直測定センサーによって取得された前記表面プロファイルデータのRx方向の傾斜値を示し、BF_Die.Xは、前記露光領域の最適な焦点面のRx方向の設定値を示す。
【００２５】
また、前記工程３は、前記ワークピースの部分的な表面プロファイルに対応するRy方向の傾斜値を補正するために、鉛直に移動するように前記ワークピースステージを構成し、
Ry方向の傾斜値の補正は、
前記露光走査中に、前記ワークピースステージに［数９］のRy方向の調整を適用し、
【数９】
0006941684.tif 000010
ここで、FLS.Yiは、現在のサンプリング周期内で前記鉛直測定センサーによって取得された前記表面プロファイルデータのRy方向の傾斜値を示し、BF_Die.Yは、前記露光領域の最適な焦点面のRy方向の設定値を示す。
【００２６】
また、直交多項式経路に沿って移動するように前記投影対物レンズを制御する工程は、
前記投影対物レンズの最適な焦点面を前記直交多項式経路に沿って移動させるために、前記投影対物レンズのレンズが鉛直に移動するように制御する。
【００２７】
また、直交多項式経路に沿って移動するように前記投影対物レンズを制御する工程は、
前記投影対物レンズの最適な焦点面を前記直交多項式経路に沿って移動させるために、前記投影対物レンズの移動可能なレンズ群のレンズを相対的に水平に移動するように制御する。
【００２８】
また、前記鉛直移動は、Z方向移動、Rx方向移動及びRy方向移動の１つ又は組み合わせを含み、
前記工程３において、前記ワークピースの部分的な表面プロファイルに対応するZ方向の高さ値、Rx方向の傾斜値及びRy方向の傾斜値に応じて、マスクステージ、ワークピースステージ及び投影対物レンズの少なくとも１つを鉛直に移動するように制御する以下の何れか１つのモードを含み、
前記ワークピースステージは、前記ワークピースの部分的な表面プロファイルに対応するZ方向の高さ値、Rx方向の傾斜値及びRy方向の傾斜値を補正するために、鉛直に移動するように構成され、同時に、前記マスクステージは、前記ワークピースの較正された公称面に向かって移動するように構成され、
又は、前記ワークピースステージは、前記ワークピースの部分的な表面プロファイルに対応するZ方向の高さ値及びRy方向の傾斜値を補正するために、鉛直に移動するように構成され、同時に、前記マスクステージは、前記マスクステージのZ方向の自由度が前記ワークピースの較正された公称面に向かって移動するように構成され、前記マスクステージは、前記ワークピースの部分的な表面プロファイルに対応するRx方向の傾斜値及びRy方向の傾斜値を補正するために、鉛直に移動するように構成され、
又は、前記ワークピースステージは、前記ワークピースの部分的な表面プロファイルに対応するZ方向の高さ値、Rx方向の傾斜値及びRy方向の傾斜値を補正するために、鉛直に移動するように構成され、同時に、前記マスクステージは、前記マスクステージのZ方向の自由度が前記ワークピースの較正された公称面に向かって移動するように構成され、前記マスクステージは、前記ワークピースの部分的な表面プロファイルに対応するRy方向の傾斜値を補正するために、鉛直に移動するように構成され、
又は、前記ワークピースステージは、前記グローバルレベリングのターゲット面に向かって移動するように構成され、同時に、前記マスクステージは、前記ワークピースの部分的な表面プロファイルに対応するZ方向の高さ値、Rx方向の傾斜値及びRy方向の傾斜値を補正するために、鉛直に移動するように構成され、
又は、前記投影対物レンズの最適な焦点面は、前記ワークピースの部分的な表面プロファイルに対応するZ方向の高さ値、Rx方向の傾斜値及びRy方向の傾斜値を補正するために、鉛直に移動するように構成されている。
【００２９】
従来技術と比較して、本開示は以下の効果を提供する。
１．マスクステージの調整手段として鉛直制御を提案し、ワークピースステージに比べてマスクステージの重量が軽いため、帯域幅を広げることができる。マスクステージの鉛直移動は、ワークピースの表面形状の不規則性の高周波成分を補正できるため、露光走査中の大きなワークピースの鉛直方向の制御の問題を克服できる。
２．また、マスクステージ、投影対物レンズ及びワークピースステージの組み合わせの調整手段として鉛直制御を提案し、鉛直制御の追加オプションを提供する。
３．さらに、鉛直制御モードの柔軟な選択を可能にし、また、鉛直制御の精度の向上を可能にする構成テーブルを提案する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、従来の鉛直制御方法における測定点の選択を概略的に示す。
【図２】図２は、本開示の第１の実施の形態による鉛直制御下で複数のマスクステージを装備したリソグラフィ装置の構造の概略図である。
【図３】図３は、本開示の第１の実施の形態による鉛直制御下でリソグラフィ装置におけるデータチャネル間の接続を示す図である。
【図４】図４は、本開示の第１の実施の形態による鉛直測定センサーの配置を概略的に示す。
【図５】図５は、本開示の第１の実施の形態による投影対物レンズの基準焦点面を調整するための第１のアプローチの概略図である。
【図６】図６は、本開示の第１の実施の形態による投影対物レンズの基準焦点面を調整するための第２のアプローチの概略図である。
【図７】図７は、本開示の第１の実施の形態によるグローバルレベリングの概略図である。
【図８】図８は、本開示の第１の実施の形態によるグローバルレベリングのためのターゲット面を示す。
【図９】図９は、本開示の第１の実施の形態による鉛直制御方法のフローチャートを示す。
【図１０】図１０は、本開示の第１の実施の形態による固定された画角の概略図である。
【図１１】図１１は、本開示の第３の実施の形態によるマスクステージを調整する手段によってワークピースの部分的な表面プロファイル補正のための鉛直制御構造の概略図である。
【図１２】図１２は、本開示の第４の実施の形態によるワークピースステージを調整する手段によってワークピースの部分的な表面プロファイル補正のための鉛直制御構造の概略図である。
【図１３】図１３は、本開示の第３の実施の形態による鉛直制御方法のフローチャートを示す。
【００３１】
これらの図では、１は照明システムを示し；２はフォトマスクを示し；３はマスクステージを示し；３ａはマスクステージ鉛直アクチュエーターを示し；３ｂはマスクステージダンパーを示し；４は投影対物レンズを示し；４１はレンズを示し；４２は基準焦点面を示し；５は鉛直測定センサーを示し；６はワークピースを示し；７はワークピースステージを示し；７ａはワークピースステージ鉛直アクチュエーターを示し；７ｂはワークピースステージダンパーを示し；８は大理石のテーブル示し；９はベースフレームを示す。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本開示の上記の目的、特徴及び効果は、添付の図面と併せて読まれるべき、以下の幾つかの特定の実施の形態の詳細な説明からより明らかになり、理解されるであろう。
【００３３】
本開示は、リソグラフィ装置の鉛直制御方法を提供する：
工程１、露光走査の前に、ワークピースを測定するための鉛直測定センサーを制御して、ワークピースの全体的な表面プロファイルデータを取得し；
工程２、ワークピースの全体的な表面プロファイルデータに基づいて、グローバルレベリングを実行し；
工程３、各露光領域の露光走査中、鉛直測定センサーによってリアルタイムにワークピースの部分的な表面プロファイル（即ち、露光領域内のワークピースの一部の表面プロファイル）を測定し、
ワークピースの部分的な表面プロファイルのZ方向の高さ値、X軸（Rx方向）の傾斜値、及びY軸（Ry方向）の傾斜値に応じて、少なくともマスクステージ、ワークピースステージ及び投影対物レンズの一つを鉛直に移動、即ち、鉛直移動させるために制御して、リアルタイムにワークピースの部分的な表面プロファイルを補正し、
各露光領域において、ワークピースの上面を露光領域の基準焦点面と一致、即ち、（露光領域に対応する）部分的な表面プロファイルを露光領域の基準焦点面と一致させる。
【００３４】
グローバルレベリングのターゲット面は、投影対物レンズの最適な焦点面である。
【００３５】
本明細書で開示される実施の形態では、投影対物レンズの鉛直移動は、投影対物レンズの最適な焦点面の鉛直移動として理解され得る。さらに、マスクステージ、ワークピースステージ及び投影対物レンズ（つまり、そのための最適な焦点面）のそれぞれの鉛直移動は、Z、Rx及びRy方向の動きのいずれか１つ又は組み合わせを含むことを意図している。
【００３６】
さらに、工程３において、ワークピースの部分的な表面プロファイルのZ方向の高さ値、Rx方向の傾斜値、及びRy方向の傾斜値に応じて、マスクステージ、ワークピースステージ、及び投影対物レンズの少なくとも１つを制御して鉛直移動を行う処理は、主に次のような鉛直制御モードが含まれる。
モード１：ワークピースの部分的な表面プロファイルのZ方向の高さ値、Rx方向の傾斜値、及びRy方向の傾斜値を補正するために、鉛直に移動する投影対物レンズの最適な焦点面を構成する；
モード２：ワークピースの部分的な表面プロファイルのZ方向の高さ値、Rx方向の傾斜値、及びRy方向の傾斜値を補正するために、鉛直に移動するマスクステージを構成し、同時に、グローバルレベリングのターゲット面に向かって移動するワークピースステージを構成する；
モード３：ワークピースの部分的な表面プロファイルのZ方向の高さ値、Rx方向の傾斜値、及びRy方向の傾斜値を補正するために、鉛直に移動するワークピースステージを構成し、同時に、ワークピースの較正された公称面に向かって移動するマスクステージを構成する；
モード４：ワークピースの部分的な表面プロファイルのZ方向の高さ値及びRy方向の傾斜値を補正するために、鉛直に移動するワークピースステージを構成し、同時に、ワークピースの較正された公称面に向かって単一の自由度（Z方向）の変化で移動するマスクステージを構成し、ワークピースの部分的な表面プロファイルのRx方向の傾斜値及びRy方向の傾斜値を補正するために、鉛直に移動するマスクステージを構成する；
モード５：ワークピースの部分的な表面プロファイルのZ方向の高さ値、Rx方向の傾斜値、及びRy方向の傾斜値を補正するために、鉛直に移動するワークピースステージを構成し、同時に、ワークピースの較正された公称面に向かって単一の自由度（Z方向）の変化で移動するマスクステージを構成し、ワークピースの部分的な表面プロファイルのRy方向の傾斜値を補正するために、鉛直に移動するマスクステージを構成する。
【００３７】
本開示はこれらの５つのモードに限定されず、当業者がその精神及び範囲から逸脱することなく、本開示に様々な修正及び変更を加えることができることは明らかである。したがって、本開示は、それらが添付の特許請求の範囲及びその均等物の範囲内にある場合、そのような全ての修正及び変更を包含することを意図している。
【００３８】
第１の実施の形態
図２を参照すると、本実施の形態で提供されるリソグラフィ装置の鉛直制御方法は、図２に示すようなリソグラフィ装置の動作に基づいている。リソグラフィ装置は、主に、上側から下側に向かって、照明システム１、マスクステージ３、投影対物レンズ４、ワークピースステージ７、及び大理石テーブル８を含む。リソグラフィ装置は、ベースフレーム９及びホストをさらに含むことができる。
【００３９】
照明システム１は、照明光を提供するように構成されてもよい。
【００４０】
フォトマスク２は、マスクステージ３上に配置されることができる。本明細書に開示される実施の形態では、フォトマスク２から遠く離れた各マスクステージ３の表面、即ち、マスクステージの底面に、マスクステージ鉛直アクチュエーター３ａ及びマスクステージダンパー３ｂを設けることができる。マスクステージ鉛直アクチュエーター３ａは、マスクステージ３の鉛直移動を制御するために構成でき、マスクステージダンパー３ｂは、マスクステージ３の振動を減衰するために構成することができる。各マスクステージ３は、マスクステージ分析システム及びマスクステージ格子定規をさらに備えることができる。マスクステージ格子定規は、マスクステージ３の位置を測定するために構成することができる。マスクステージ分析システムは、マスクステージ格子定規とホストとの両方にデータ接続でき、関連するデータを分析及び処理することによって、マスクステージ鉛直アクチュエーター３ａ及びマスクステージダンパー３ｂの動作を制御するために構成することができる。本実施の形態によれば、複数のマスクステージ３は互いに独立して動作でき、１つのフォトマスク２が各マスクステージ３上に配置され、各フォトマスク２は、当該フォトマスク２の下のワークピース６の露光範囲に対応し、露光領域を形成する。
【００４１】
各フォトマスク２は、各フォトマスク２の下に配置され、互いに独立して動作する投影対物レンズ４に対応し得る。各投影対物レンズは、少なくとも１つの露光領域に対応し、投影対物レンズ４がワークピース６に対して固定されている場合、投影対物レンズ４は、異なる露光領域に対応し得る。各投影対物レンズ４の側面には、ワークピース６の表面プロファイルの不規則性を測定するための複数の鉛直測定センサー５を設けることができる。鉛直測定センサー５は、マスクステージ３及びワークピースステージ７に、両方とのクロック同期と、両方との表面プロファイル測定結果からの生データの送信を可能にするために、ケーブルによって接続することができる。鉛直測定センサー５は、ワークピース６の表面プロファイル測定結果からの生データを送信するために、ネットワーク（イーサネットネットワークなど）を介してホストに接続することもできる。鉛直測定センサー５は、２つのタイプ、すなわち、タイプＩ及びタイプIIを含むことができる。タイプＩセンサーは、２つの投影対物レンズ４の反対側に配置され、投影対物レンズ４の下のワークピース６の表面プロファイルを測定し、測定した表面プロファイルを測定光スポットFLS_Pとして記録する。そして、タイプIIセンサーは、メインベースプレート（即ち、測定センサーを支持するベースフレーム９又はその一部）に配置され、ワークピース６の表面プロファイルを測定し、測定した表面プロファイルをグローバルレベリング光スポットFLS_Gとして記録するために使用される。各鉛直測定センサー５は、外部同期バスを用いて、互いに同期させることができる。位置合わせ中に、FLS_P及びFLS_Gの両方を使用して、ワークピース６の表面プロファイルを測定することができる。測定処理は、ワークピース６の上面を覆う測定点を得るために実行される。各投影対物レンズ４は、ホスト及び鉛直測定センサー５に接続され、鉛直測定センサー５から測定データを受信し、測定データをホストに送信する投影対物レンズ解析システムに設けることができる。ホストは、データを分析して処理し、それを投影対物レンズ解析システムにフィードバックし、投影対物レンズ解析システムは、投影対物レンズ４の各レンズの動きを制御する。その結果、投影対物レンズ４の鉛直移動が実現される。
【００４２】
ワークピース６は、ワークピースステージ７上に配置されている。本実施の形態によれば、ワークピース６は、フォトマスク２の１つを用いてフォトエッジングされる複数の範囲に分割され得る大きな表面を有する基板である。ワークピースステージ７の底面には、ワークピースステージ７の鉛直移動を制御するワークピースステージ鉛直アクチュエーター７ａ、及びワークピースステージ７の振動を減衰するワークステージダンパー７ｂを設けることができる。ワークピースステージ７には、ホストにデータ接続され、ワークピースステージ鉛直アクチュエーター７ａ及びワークピースステージダンパー７ｂの動作を制御するために構成されたワークピースステージ解析システムを設けることもできる。マスクステージ３、投影対物レンズ４、及びワークピースステージ７の鉛直移動は、ワークピース６の上面が露光範囲に配置されるように、同期して包括的に調整することができる。
【００４３】
大理石テーブル８は、ワークピースステージ７を支持するように構成されており、ワークピースステージ７が当該ワークピースステージ７の表面と平行な面内で大理石テーブル８と共に移動することができるように、ガイドレールが設けられている。
【００４４】
ベースフレーム９は、上側から下側に向かって、２つのプラットフォームを含むことができる。照明システム１及びマスクステージ３の両方は、上側プラットフォームに配置されてもよく、一方、各投影対物レンズ４は、上側プラットフォームを横断してもよい。大理石テーブル８は、下側プラットフォームに配置することができ、投影対物レンズ４の画角内で移動する。
【００４５】
ホストは、マスクステージ３、投影対物レンズ４、鉛直測定センサー５、及びワークピースステージ７に夫々、信号接続されている。
【００４６】
本明細書に開示される実施の形態では、ホストは、図３に示されるような構造に編成されたデータを含む鉛直制御モード構成テーブルで構成され得る。具体的には、テーブルは、投影対物レンズ、マスクステージ、及びワークピースステージの少なくとも１つの鉛直移動量だけでなく、鉛直測定センサーによる測定から得られた表面プロファイルデータを含むことができる。ホストは、モード１として鉛直制御モードを構成する。図９に示すように、モード１で実行される鉛直制御方法には、次の工程が含まれる。
【００４７】
工程１、XY平面が水平面で、Z軸がXY平面に垂直であるXYZ３次元座標系を規定する。フォトマスク２とワークピース６の軸上及び軸外アライメントにおいて、鉛直測定センサー５によるワークピース６の上面の表面プロファイルの測定、即ち、ワークピース６の表面プロファイルデータを得るために、ワークピースの上面の各測定点の実際の座標を測定する。実際には、ワークピースの較正された公称面がワークピースステージ７に対して定義することができ、図７に示すように、後続の適合処理では、鉛直測定センサー５による測定から得られた測定点の実際の高さ値は、ワークピースの較正された公称面の高さ値に対する値である。
【００４８】
工程２において、露光走査がワークピース６に実行される前に、グローバルレベリングが実行される。一般的に、グローバルレベリングは、全体的なグローバルレベリング、領域毎のグローバルレベリング、又はそれらの組み合わせとして実施される。
【００４９】
全体的なグローバルレベリングは、ワークピース6の全体的な上面をグローバルレベリングのターゲット面と実質的に一致させることを目的としている。図８を参照すると、ターゲット面は次のように決定することができる。
【数１０】
0006941684.tif 000011
ここで、BE_iは、投影対物レンズ４の基準最適焦点面を示し、GLCは、基準最適焦点面の平均値であるターゲット面を示し、ｎは、投影対物レンズ４の数を示す。
【００５０】
適合後にワークピース６の全体的なウェッジを取得できるように、全体的なグローバルレベリング中、測定点（xi,yi,zi）（i＝１，２、３…）は、ワークピース６の表面から選択され、次の式（２）によって定義される平面適合モデルに存在する。
【数１１】
0006941684.tif 000012
ここで、WZは、ワークピースの較正された公称面に対するワークピース６の適合された表面高さを示し、（wwx,wwy）は、ワークピースの較正された公称面に対するワークピース６の傾斜を示し、即ち、Rx方向傾斜及びRy方向傾斜を示す。
【００５１】
図７に示すように、z1、z2、z3は３つの測定点の実際の高さ値を示し、測定点の数はここでは例示的に３つを選択しているが、実際のニーズに基づいて変更することができる。これらの測定点（xi,yi,zi）の位置を式（２）に代入することにより、ワークピースの較正された公称面に対する図７のワークピース６の適合された表面の高さと傾斜（即ち、Rx及びRy傾斜）は、式（２）に応じて算出でき、グローバルレベリングにおけるワークピースステージ７の調整量は、ターゲット面とワークピース６の全体的なウェッジとの差から決定でき、つまり、全的的なウェッジをターゲット面と一致させるための調整が求められるZ、Rx及びRyの調整量は、後に決定されてもよい。
【００５２】
領域毎のグローバルレベリングは、各露光領域の露光走査の前に、ワークピースステージ７又は対応するマスクステージ３の何れかによって実行することができる。前者の場合、露光領域内のワークピースの高さ及び傾斜は、（前述の全体的なウェッジによって特徴付けられる）ワークピースの上面が対応する投影対物レンズの最適な焦点面と一致するように調整され、それにより、露光領域内のワークピースの部分的なウェッジの補正が実現される。あるいは、部分的なウェッジは、マスクステージ３によって補正されてもよい。この場合、最適な焦点面が露光領域内のワークピースの上面と一致するまで、マスクステージ３は、ワークピースの較正された公称面の高さと傾斜、及び対物レンズの最適な焦点面の高さと傾斜を調整するために移動するように制御されてもよい。
【００５３】
本実施の形態によれば、領域毎のグローバルレベリングは、マスクステージ３によって達成される。ここで、ワークピース表面全体の測定点の集合は、［数１２］として示され、［数１３］の集合からワークピース６（即ち、図７の適合されたワークピース表面上）の全体的なウェッジの測定点を除去することによって得られる。
【数１２】
0006941684.tif 000013
【数１３】
0006941684.tif 000014
小集合φ'内の点は、個々の露光領域にマッピングされ、式（２）（即ち、ｚ＝wz−wwy・x+wwx・y）で定義された平面適合モデルによって、露光領域の部分的なウェッジを決定するために使用され、次に、ワークピースの較正された公称面に対する部分的なウェッジの高さwzDie、傾斜wwyDie及び傾斜wwxDieを取得する。高さwzDieは、マスクステージ３のZ方向の調整量を決定するために、対物レンズの倍率Nの２乗（つまり、N2）で除算される、即ち、イメージ−オブジェクト変換を行う。同様に、傾斜wwyDie及び傾斜wwxDieは、マスクステージ３のRx方向及びRy方向の調整量を決定するために、対物レンズの倍率Nの２乗（つまり、N2）で除算される、即ち、イメージ−オブジェクト変換を行う。
【００５４】
工程３において、各露光領域の露光走査中に、照明システム１から照射された照明光ビームがフォトマスク２を通過し、投影対物レンズ４によってワークピース６に投影される。ホストの制御下において、投影対物レンズの分析システムは、ワークピース表面が常に投影対物レンズ４のZ方向の焦点深度内に配置されるように、露光領域（本実施の形態によるスリットの形状）内のワークピース６の部分的な表面プロファイルを補正するための直交多項式経路に沿って、投影対物レンズ４の最適な焦点面が移動するように制御する。
【００５５】
投影対物レンズ４の最適な焦点面の直交多項式経路は、次のように算出され得る。［数１４］の集合は、集合φ’から露光領域の部分的なウェッジ上の点を削除することによって取得される。
【数１４】
0006941684.tif 000015
露光領域は、スリットの画像によって定義される固定された画角であると仮定すれば、スリットを通過してワークピース６に照射される照明光によって形成される。図１０を参照すると、フォトマスク２及びワークピース６の両方は、固定された画角がワークピース範囲の始端から終端にワークピース範囲６に対して相対的に移動するように移動する。この処理において、［数１５］で示される一連の適合値は、固定された画角にあり、平面適合モデル（即ち、式（２）、z＝wz-wwy・x-wwx・y）に応じて、集合φ"から選択される点を適合することによって取得される。ここで、Mは適合点の数を示す。
【数１５】
0006941684.tif 000016
前述の方向の集合φの適合値は、ルジャンドル多項式によってさらに適合され、固定された画角でのワークピースの部分的な表面プロファイルを補正するための、次の式（３）に示される、露光領域のZ方向の投影対物レンズ４の最適な焦点面の移動を可能にする経路ZPO(x)、露光領域のX軸回りの投影対物レンズ４の最適な焦点面の回転を可能にするRxPO（x）、及び露光領域のY軸回りの投影対物レンズ４の最適な焦点面の回転を可能にするRyPO(y)の組み合わせの直交多項式経路を導出する。
【数１６】
0006941684.tif 000017
ここで、Li(x)、Li'(x)、及びLi"(x)は、経路ZPO(x)、RxPO（x）及びRyPO(y)のルジャンドル多項式基底関数を示し、ki、ki'及びki"は、直交多項式係数を示し、ｍは、直交多項式の次数を示し、５以下が望ましく、ｘは、移動ステージの水平位置を示す。例えば、移動ステージがX軸に沿って移動する場合、xは移動ステージのX方向の位置であり、−１〜１の範囲にあることが好ましい。
【００５６】
様々な方向の適合値の適合は、ルジャンドル直交多項式の使用に限定されず、チェビシェフ多項式又はグラムシュミットの正規直交化から導出された基底関数の使用も適用できる。
【００５７】
投影対物レンズの最適な焦点面は、２つの可能なアプローチの何れかで直交多項式経路に沿って移動するように制御できる。第１のアプローチは、図５に示すように、投影対物レンズ４の基準焦点面４２の対応する鉛直移動を引き起こすように、投影対物レンズ４のレンズ４１を鉛直移動させる。第２のアプローチは、図６に示されるように、投影対物レンズ４の基準焦点面４２の対応する鉛直移動を引き起こすために、投影対物レンズ４の可動レンズ群４３の移動可能なレンズを相対的に水平方向に移動させる。
【００５８】
第２の実施の形態
本実施の形態は、マスクステージによる領域毎のグローバルレベリング中に部分的なウェッジが異なる方法で決定されるという点で第１の実施の形態とは異なる。特に、鉛直測定センサーによって取得されたワークピース６の表面プロファイルデータがワークピース６の曲面プロファイルを導出するために適合され、それに基づいて、露光領域の部分的なウェッジ（Zi_wedge,Rxi_wedge,Ryi_wedge）を決定するために、各露光領域の中心で１次テイラー展開が実行される。次に、イメージ−オブジェクト変換は、Z軸方向の調整値を取得するために、ワークピースの較正された公称面に対する部分的なウェッジの高さ成分、つまり、Zi_wedgeを対物レンズ倍率Nの２乗で除算することによって実現される。同様に、イメージ−オブジェクト変換は、Rx及びRy方向の調整値を取得するために、ワークピースの較正された公称面に対する部分的な１次ウェッジの傾斜成分、つまり、Rxi_wedge及びRyi_wedgeを対物レンズ倍率Nの２乗で除算することによって実現される。露光走査中、領域毎のグローバルレベリングは、各露光領域の鉛直調整量に基づいて、マスクステージ３によって達成できる。
【００５９】
第３の実施の形態
図１３を参照すると、本実施の形態は、工程２において、ワークステージ７が領域毎のグローバルレベリングを達成するために移動するように構成されているという点で第１の実施の形態とは異なる。まず第一に、一般的に使用される曲線適合アルゴリズムは、ワークピース表面上の全ての測定点からワークピース６の曲面プロファイルz=f（x,y）を決定するために用いることができる。次に、適合された曲面プロファイルに対して線形補間が実行され、ワークピース６の上面に分布する全ての補間点が露光領域にマッピングされる。その結果、各露光領域で、図１０に示すように、固定された画角内で対応する補間点を式（２）によって定義される平面適合モデル内に入れることにより、特定の水平位置（xi,yi）でのワークピースステージ７の鉛直設定値を取得することができる。複数のマスクステージを備えたリソグラフィ装置の場合、複数の露光領域の露光走査を同時に実行できるため、これらの範囲の固定された露光領域の線形補間点は、ワークピースステージ７の鉛直移動設定値を取得するために、平面適合モデルによって同時に処理できる。その後、取得したワークピースステージ７の鉛直移動設定値は、次の式（６）に示される、露光領域内でのZ軸方向のワークピースステージ７の移動を可能にする経路Zps（x）、露光領域内のX軸回りのワークピースステージ７の回転を可能にする経路RxPS（x）、及び露光領域内のY軸回りのワークピースステージ７の回転を可能にする経路RyPS（y）の組み合わせである、露光領域内のワークピースステージ７のルジャンドル直交多項式経路を導出するためのルジャンドル多項式を使用して適合される。
【数１７】
0006941684.tif 000018
【００６０】
ここで、Li(x)、Li'(x)及びLi"(x)は、経路ZPS(x)、RxPS(x)及びRyPS(y)のルジャンドル多項式基底関数を示し、ki、ki'及びki"は、直交多項式係数を示し、mは、直交多項式の次数を示し、５以下が望ましく、xは、移動ステージの水平位置を示す。例えば、移動ステージがX軸に沿って移動する場合、xは移動ステージのX方向の位置であり、−１〜１の範囲にあることが好ましい。
【００６１】
様々な方向の適合値の適合は、ルジャンドル直交多項式の使用に限定されず、チェビシェフ多項又はグラムシュミット正規化から派生した基底関数を使用する方法も適用できる。
【００６２】
工程３において、露光中に、実際の条件に基づいて、ホストは、ワークピースステージ７又はマスクステージの何れかによって、リアルタイム補正を実行することを決定してもよい。前者の場合、露光走査中において、ワークピース６の表面プロファイルの不規則性を補正するために、ワークピースステージ７の鉛直移動がリアルタイムに制御されるように、ホストがリアルタイムにワークピースステージ分析システム、ひいてはワークピースステージ鉛直アクチュエーター７ａを制御するように、ワークピースステージ７のリアルタイム鉛直調整モデルが算出され、ワークピースステージ７の鉛直移動設定値も算出される。ホストがマスクステージ３によるリアルタイム補正の実行を選択した場合、マスクステージ３のリアルタイム鉛直調整モデルが算出され、マスクステージ３の鉛直移動設定値も算出され、露光走査中において、ワークピース６の表面プロファイルの不規則性を補正するために、マスクステージ３の鉛直移動がリアルタイムに制御されるように、ホストはリアルタイムにマスクステージ分析システム、ひいてはマスクステージ鉛直アクチュエーター３ａを制御する。
【００６３】
本実施の形態において、ホストはモード２で鉛直制御を実行するように構成することができる。図１１に示すように、ワークピース６の露光走査中にホストがマスクステージ３による鉛直高さ又は傾斜の補正を選択した場合、処理中にリアルタイムに変化し続ける最適な焦点面が常に露光スリット（即ち、固定された画角）内のワークピース表面部分と一致するように、露光領域毎に、マスクステージ３の鉛直移動がリアルタイムに調整される。
【００６４】
マスクステージの鉛直移動によって、ワークピース表面にZ方向の補正を行うために、各露光領域について、露光領域の開始点でのマスクステージのZ方向の好ましい調整量は、［数１８］で決定することができる。
【数１８】
0006941684.tif 000019
ここで、FLS.Z１は、開始点でのワークピースのZ方向の表面プロファイルについて、鉛直測定センサーによって取得されたデータを示し、BF_Die.Zは、各露光領域の焦点面のZ方向の設定値を示し、投影対物レンズの基準焦点面、ユーザー定義のデフォーカス量、及び熱補正量を含む要因によって決定でき、Nは、投影対物レンズの倍率を示す。露光走査中のマスクステージのZ方向の所望の調整量は、［数１９］で決定することができる。
【数１９】
0006941684.tif 000020
ここで、FLS.Ziは、現在のサンプリング周期でワークピースのZ方向の表面プロファイルについて鉛直測定センサーによって取得されたデータを示し、FLS.Zi-1は、前のサンプリング周期でワークピースのZ方向の表面プロファイルについて鉛直測定センサーによって取得されたデータを示す。
【００６５】
マスクステージの鉛直移動によるワークピース表面のRx方向の補正は、次の方法で実行できる。
各露光領域の開始点でのマスクステージのRx方向の所望の調整量は、［数２０］で決定することができる。
【数２０】
0006941684.tif 000021
ここで、FLS.Rx1は、開始点でのワークピースのRx方向の表面プロファイルについて鉛直測定センサーによって取得されたデータを示し、BF_Die.Rxは、各露光領域の焦点面のRx方向の設定値を示し、Nは、投影対物レンズの倍率を示す。露光走査中のマスクステージのRx方向の所望の調整量は、［数２１］で決定することができる。
【数２１】
0006941684.tif 000022
ここで、FLS.Rxiは、現在のサンプリング周期でワークピースのRx方向の表面プロファイルについて鉛直測定センサーによって取得されたデータを示し、FLS.Rxi-1は、前のサンプリング周期でワークピースのRx方向の表面プロファイルについて鉛直測定センサーによって取得されたデータを示す。
【００６６】
マスクステージの鉛直移動によるワークピース表面のRy方向の補正は、次の方法で実行できる。
各露光領域の開始点でのマスクステージのRy方向の所望の調整量は、［数２２］で決定することができる。
【数２２】
0006941684.tif 000023
ここで、FLS.Ry1は、開始点でのワークピースの表面プロファイルについて鉛直測定センサーによって取得されたデータのRy方向の傾斜値を示し、BF_Die.Ryは、露光領域の焦点面の最適なRy方向の設定値を示し、Nは、投影対物レンズの倍率を示す。露光走査中のマスクステージのRy方向の所望の調整量は、［数２３］で決定することができる。
【数２３】
0006941684.tif 000024
ここで、FLS.Ryiは、現在のサンプリング周期でワークピースの表面プロファイルについて鉛直測定センサーによって取得されたデータのRy方向の傾斜値を示し、FLS.Ryi-1は、前のサンプリング周期でワークピースの表面プロファイルについて鉛直測定センサーによって取得されたデータのRy方向の傾斜値を示し、Nは、投影対物レンズの倍率を示す。
【００６７】
鉛直移動設定値に応じて、マスクステージ３が完全に鉛直に移動することを保証するために、マスクステージ３の鉛直移動のための帯域幅を考慮することも望ましい。このために、フィルタリングされた鉛直移動設定値をマスクステージ３の鉛直移動設定として用いることができるように、マスクステージ３の鉛直移動設定値をフィルタリングしてもよい。
【００６８】
引き続き図１１を参照すると、マスクステージ３の鉛直移動をリアルタイムに制御することによって、ワークピース６の表面プロファイルを補正するように構成されている場合、リアルタイムデータ制御処理を採用することができ、ホストによるマスクステージ３のリアルタイム鉛直移動量の算出を開始する。算出された量は、マスクステージ鉛直アクチュエーター３ａに送信され、マスクステージ３の鉛直位置を調整するための後者の基礎として機能する。その後、マスクステージ格子定規は、マスクステージ３の調整された位置をリアルタイムに測定し、測定された位置に関するデータをホストにフィードバックする。この時点で、表面プロファイルフィルタリングによって処理された隣接する２つの鉛直測定センサー５と投影対物レンズ４から得られた測定値の差と、これらの処理がされていない値の差と、を含む追加のデータもホストにフィードバックされる。このように、マスクステージ３の鉛直移動は、マスクステージ３の位置をリアルタイムに調整し、調整前後にマスクステージ格子定規によって取得されたリアルタイムの位置測定をホストにフィードバックする。
【００６９】
各露光領域の露光走査中に、マスクステージ３がワークピース６の部分的な表面プロファイル補正に用いられない場合、対物レンズの基準最適焦点面は常に固定されている。この時点で、ワークピースの較正された公称面が定義され、マスクステージ３がワークピースの較正された公称面に向かって移動する。マスクステージ３を用いて鉛直移動補正を実行する必要がある場合、マスクステージ３の鉛直移動設定値は、公称ワークピース面に向かう鉛直移動の鉛直移動設定値と、次の式（７）に示される鉛直調整量と、を加算することによって取得することができる。
【数２４】
0006941684.tif 000025
ここで、VerRS_refは、ワークピースの較正された公称面に向かうマスクステージ３の鉛直移動のための鉛直移動設定値を示し、ΔVerは、マスクステージ３の鉛直調整量、VerRS_setは、リアルタイム調整におけるマスクステージ３の実際の鉛直移動設定値。
【００７０】
第４の実施の形態
本実施の形態は、ホストが次のようにモード２と異なるモード３で鉛直制御を実行するように構成される点で第３の実施の形態とは異なる。
【００７１】
工程３において、ワークピース６の露光走査中に、ワークピースステージ７のリアルタイムの鉛直移動の手段によって、部分的な表面プロファイルが補正される。この場合、各露光領域の最適な焦点面は位置（即ち、高さ又は傾斜）が固定され、ワークピースステージ７の鉛直移動は、露光スリット領域内のワークピース表面が最適な焦点面と一致するように調整される。
【００７２】
ワークピース６の表面プロファイル補正を実行するために、ワークピースステージ７をリアルタイムで鉛直移動するように構成されている場合、現在のサンプリング周期で鉛直測定センサー５によって取得されたZ方向の表面プロファイルデータと、各露光領域の焦点面のZ方向設定値、即ち、露光走査中のワークピースステージのZ方向調整量と、の差は、［数２５］で示すことができる。
【数２５】
0006941684.tif 000026
ここで、FLS.Ziは、現在のサンプリング周期における鉛直測定センサー５によって取得される表面プロファイルデータのZ方向の高さ値を示し、BF_Die.Zは、露光領域の最適な焦点面のZ方向の設定値を示す。露光走査中に、ワークピースステージ７によって部分的な表面プロファイル補正が実行される場合、ワークピースステージ７の鉛直移動のためのZ方向の高さ設定値を実現するために、ワークピースステージ７の直交多項式経路の水平位置（xi,yi）に対応するZ方向の高さにZ方向の高さ調整量を加えることが望ましい。
【００７３】
ワークピースの部分的な表面プロファイルのRx方向の傾斜値を補正するために鉛直移動するワークピースステージの構成が実現されている。具体的には、ワークピースステージは、［数２６］の値によって露光走査中にRx方向に調整できる。
【数２６】
0006941684.tif 000027
ここで、FLS.Xiは、現在のサンプリング周期で表面プロファイルについて鉛直測定センサーによって取得されたデータのRx方向の設定値を示し、BF_Die.Xは、露光領域の最適な焦点面のRx方向の設定値を示す。さらに、ワークピースの部分的な表面プロファイルのRy方向の傾斜値を補正するために鉛直移動するワークピースステージの構成が実現されている。具体的には、ワークピースステージは、［数２７］の値によって露光走査中にRy方向に調整できる。
【数２７】
0006941684.tif 000028
ここで、FLS.Yiは、現在のサンプリング周期で表面プロファイルについて鉛直測定センサーによって取得されたデータのRy方向の設定値を示し、BF_Die.Yは、露光領域の最適な焦点面のRy位置の設定値を示す。同様に、鉛直移動設定値に応じて、ワークピースステージ７が完全に鉛直移動することを保証するために、フィルタリングされた鉛直移動設定値がワークピースステージ７の鉛直移動設定値として用いることができるように、鉛直移動設定値をフィルタリングすることが望ましい。
【００７４】
したがって、図１２を参照すると、ワークピースステージ７の鉛直移動をリアルタイムに制御することによって、ワークピース６の表面プロファイルを補正するように構成される場合、以下を含むリアルタイムデータ制御処理を採用することができる。鉛直測定センサー５によって取得されたデータは、ホストによって表面プロファイルフィルタリング処理される。その後、フィルタデータは、ワークピースステージ７のリアルタイム鉛直移動スキームを導き出すために、ワークピースステージ格子定規からのワークピースステージ７のリアルタイム位置データと共に、ワークピースステージ解析システムによって処理される。当該スキームは、ワークピースステージ鉛直アクチュエーター７ａに提供され、次いで、ワークピースステージ７の鉛直移動をリアルタイムに調整する。その後、ワークピースステージ格子定規は、再びワークピースステージ７のリアルタイム位置データを測定及び取得し、データをホストにフィードバックする。この時点で、鉛直測定センサー５によって測定されたワークピース６上の測定点の位置に関するデータと、ホストで表面プロファイルフィルタリングが行われて出力されるデータと、が含まれる追加のデータもホストにフィードバックされる。したがって、データ制御処理は、ワークピース６の表面プロファイルとワークピースステージ７の位置とを測定し、ワークピースステージ７の鉛直移動をリアルタイムで調整できるデータループを提供する。
【００７５】
露光走査中に、マスクステージ３の鉛直移動のためのリアルタイム調整アルゴリズムが適用される。最適な焦点面の位置（即ち、高さ又は傾斜）は、リアルタイムで変化する。この場合、固定された画角で、最適な焦点面がワークピース６の上面と一致するように、マスクステージ３の鉛直移動を調整することができる。リアルタイムに調整されるワークピースステージ７の鉛直移動によるスキームでは、露光走査中、ワークピースステージ７の鉛直移動のリアルタイム調整アルゴリズムが適用され、最適な焦点面は、各露光領域の位置（即ち、高さ又は傾斜）に固定される。この場合、固定された露光領域でワークピース６の上面が最適な焦点面と一致するように、ワークピースステージ７の鉛直移動はリアルタイムに調整することができる。
【００７６】
大きなワークピースの場合、設計と製造との両方の面で、表面プロファイル補正のために、ワークピースステージを鉛直移動させるための大きな帯域幅を実現することは困難である。対照的に、マスクステージ３は軽量であり、鉛直方向の帯域幅を広げることができる。したがって、ワークピースステージ７を調整することによるワークピース６の表面プロファイルの不規則性の低周波成分の補正と、マスクステージ３を調整することによる高周波成分の補正と、に区別される。このようにして、製造の困難性が増すことなく、あらゆるワークピースのための表面プロファイル補正を達成できる。
【００７７】
第５の実施の形態
本実施の形態は、ワークピースステージによる領域毎のグローバルレベリングのための部分的なウェッジ算出において、第３の実施の形態とは異なる。具体的には、ワークピース６の曲面プロファイルを取得するために、鉛直測定センサーによって取得されたワークピース６の表面プロファイルデータが適合され、それに基づいて、各露光領域の部分的な１次ウェッジが各露光領域の中心でテイラー展開を実行することによって導き出される。露光走査中、ワークピースステージ６は、各露光領域の部分的な１次ウェッジに基づいて、領域毎のグローバルレベリングを実行する。
【００７８】
要約すると、本開示によれば、Z、Rx及びRy方向のワークピースの部分的な表面プロファイル補正は、柔軟に実行でき、ワークピース及びマスクステージの帯域幅のような実際の状態に基づいて、複数の可能なスキームの１つを選択することによって、露光中の状態を構成することができる。
【００７９】
本開示は、上述の実施の形態を参照して述べたが、開示されたこれらの実施の形態に限定されない。当業者は、本開示の精神及び範囲から逸脱することなく、本開示に対して様々な修正及び変更を行うことができることは明らかである。したがって、本開示は、それらが添付の特許請求の範囲及びその均等物の範囲内にある場合、そのような全ての修正及び変形を包含することを意図している。
【図１】
0006941684.tif 000038
【図２】
0006941684.tif 000039
【図３】
0006941684.tif 000040
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0006941684.tif 000044
【図８】
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【図９】
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【図１０】
0006941684.tif 000047
【図１１】
0006941684.tif 000048
【図１２】
0006941684.tif 000049
【図１３】
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