JP2009060099A - リソグラフィ装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

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スホート，ジャン，ベルナルド，プレヘルムス ヴァン
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Abstract

【課題】基板上の１つ又は複数の縁部デバイスの前（又は後）露光によって基板が費やす露光時間を短縮でき、スループットを増加させる主要リソグラフィ装置を提供する。
【解決手段】縁部デバイスは最終的に有効デバイスを生成しないので、基板から生成される１つ又は複数の他の完全デバイスを生成するために使用されるものより低い解像度を有する第一リソグラフィデバイスで、露光する。したがって、それほど複雑でなく、高価ではないリソグラフィデバイスを使用して、縁部デバイスの前（又は後）露光できる。
【選択図】図４

Description

[0001] 本発明はリソグラフィ装置、及びリソグラフィ技術を使用したデバイス製造方法に関する。
[0002] 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備える）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、単一の基板が、連続的にパターニングされる隣接したターゲット部分のネットワークを含む。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、基板を所定の方向(「スキャン」方向）と平行あるいは逆平行にスキャンしながら、パターンを所定の方向（「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具備している。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。
[0003] 基板の露光及びその後の処理ステップ（エッチングなど）の後、基板上には通常、１つ又は複数のデバイスが生成される。このようなデバイスを「ダイ」と呼ぶことができる。これらのデバイスはその後に、例えばＩＣの製造に使用することができる。１つ又は複数のデバイスは実質的に正方形又は長方形の形状であるが、基板自体は通常、実質的に円形の形状である。したがって１つ又は複数の不完全デバイス（以降は縁部デバイスと呼ぶ）が、実質的に円形の基板の周辺（又は非円形基板の周辺）に形成される。ターゲット部分が縁部デバイスしか含まないことがあり、ターゲット部分が縁部デバイスと完全デバイスとの両方を含むこともあり、ターゲット部分が完全デバイスしか含まないこともある。縁部デバイスから有用なデバイスを生成することはできず、したがって基板のこの部分は廃棄される。
[0004] それにもかかわらず、例えば基板に対するその後の処理ステップ（エッチング及び化学機械的研磨（ＣＭＰ）など）の均一性を向上させ、フィールド外の迷光放射の効果を軽減及び／又は均質化するために、縁部デバイスを含むターゲット部分を露光することがなお望ましい。したがって、基板の縁部区域の露光は、例えば欠陥がある基板を確実に少なくすることによって基板から生成される完全デバイスの合計歩留まりを向上させることができるが、同様にスループットを大幅に減少させてしまう。
[0005] 例えば基板のスループットを増加させることが望ましい。
[0006] 本発明の一態様によれば、
第一パターンを基板に投影する第一リソグラフィデバイスと、
第二パターンを基板に投影する第二リソグラフィデバイスと、
を備え、
第一リソグラフィデバイスと第二リソグラフィデバイスが同じハウジング内に収容されるリソグラフィ装置が提供される。
[0007] 本発明の一態様によれば、第一パターンを基板に投影する第一リソグラフィデバイスと、第二パターンを基板に投影する第二リソグラフィデバイスと、を備え、
第一リソグラフィデバイス及び第二リソグラフィデバイスが同じハウジング内に収容され、
第一リソグラフィデバイスが、第一解像度で第一パターンを投影し、第二リソグラフィデバイスが、第二解像度で第二パターンを投影し、第二解像度が第一解像度より低く、
第一リソグラフィデバイスがデュアルステージリソグラフィ装置であり、基板を露光する露光ステーションと、基板を露光する第二リソグラフィデバイス及び基板上で測定を実行する測定デバイスを備える測定ステーションと、を備えるリソグラフィ装置が提供される。
[0008] 本発明の態様によれば、
第一リソグラフィデバイスを使用して基板の周辺を横断するターゲット部分は露光しない一方で、第一リソグラフィデバイスを使用して基板の前記周辺の範囲内に全体的に包含される基板のターゲット部分を露光するステップと、
第一リソグラフィデバイスによって露光されていない基板のターゲット部分を、第二リソグラフィデバイスを使用して露光するステップとを含み、
第一リソグラフィデバイスを使用した露光は、第二リソグラフィデバイスを使用した露光と同じレジスト層のターゲット部分を露光し、第二リソグラフィデバイスは、第一リソグラフィデバイスによって露光した場合に、基板の縁部を越えて延在するターゲット部分の一部分となる基板の区域を露光するために使用される、デバイス製造方法が提供される。
[0009] 次に、本発明の実施形態を添付の略図を参照しながら、ほんの一例として説明する。図面では対応する参照記号は対応する部品を示している。
[0016] 図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置５０を概略的に示したものである。この装置は第一リソグラフィデバイス７０及び第二リソグラフィデバイス６０を備える。第一リソグラフィデバイス７０は、
− 放射ビームＢ（例えばＵＶ放射又はＤＵＶ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一位置決め装置ＰＭに接続された支持構造体（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二位置決め装置ＰＷa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つ又は複数のダイを含む）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とを含む。
[0017] 第二リソグラフィデバイス６０について、以下でさらに説明する。
[0018] 照明システムは、放射の誘導、成形、又は制御を行うための、屈折、反射、磁気、電磁気、静電気型等の光学コンポーネント、又はその任意の組み合わせなどの種々のタイプの光学コンポーネントを含んでいてもよい。
[0019] 支持構造体は、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。この支持構造体は、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。支持構造体は、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。支持構造体は、パターニングデバイスが例えば投影システムなどに対して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。
[0020] 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与え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。放射ビームに与えられるパターンは、例えばパターンが位相シフトフィーチャ又はいわゆるアシストフィーチャを含む場合、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、放射ビームに与えられるパターンは、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別な機能層に相当する。
[0021] 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(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、小さなミラーのマトリクス配列を使用し、そのミラーは各々、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。
[0022] 本明細書において使用する「投影システム」という用語は、屈折性、反射性、反射屈折性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。
[0023] ここに示している第一リソグラフィデバイス７０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、第一リソグラフィデバイス７０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）。
[0024] 第一リソグラフィデバイスは２つ（デュアルステージ）又はそれ以上の基板テーブル（及び／又は２つ以上の支持構造体）を有するタイプでよい。このような「マルチステージ」機構においては、追加のテーブル及び／又は支持構造体を並行して使用するか、１つ又は複数の他のテーブル及び／又は支持構造体を露光に使用している間に１つ又は複数のテーブル及び／又は支持構造体で予備工程を実行することができる。
[0025] 第一リソグラフィデバイス７０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使用してもよい。液浸技術は、投影システムの開口数を増加させるために当技術分野で周知である。本明細書で使用する「液浸」という用語は、基板などの構造体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の間に液体が存在するというほどの意味である。
[0026] 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。放射源と第一リソグラフィデバイス７０とは、例えば放射源がエキシマレーザである場合に、それぞれ別々の構成要素であってもよい。このような場合、放射源は第一リソグラフィデバイス７０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。
[0027] イルミネータＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調節するアジャスタＡＤを備えていてもよい。通常、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。また、イルミネータを用いて放射ビームを調整し、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。
[0028] 放射ビームＢは、支持構造体（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が与えられる。放射ビームＢはパターニングデバイスＭＡを通り抜けて、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームを集束する投影システムＰＬを通過する。第二位置決め装置ＰＷa及び位置センサＩＦ（例えば干渉計デバイス、リニアエンコーダ又は容量センサ）の助けにより、基板テーブルＷＴaを、例えば放射ビームＢの経路において様々なターゲット部分Ｃに位置決めするように正確に移動できる。同様に、第一位置決め装置ＰＭ及び別の位置センサ（図１には明示されていない）を使用して、例えばマスクライブラリから機械的に検索した後に、又はスキャン中に、放射ビームＢの経路に対してパターニングデバイスＭＡを正確に位置決めすることができる。一般的に、支持構造体ＭＴの移動は、第一位置決め装置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）を用いて実現できる。同様に、基板テーブルＷＴaの移動は、第二位置決め装置ＰＷa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の助けにより実現できる。ステッパの場合（スキャナとは対照的に）、支持構造体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、固定してもよい。パターニングデバイスＭＡ及び基板Ｗは、パターニングデバイスアラインメントマークＭ１、Ｍ２及び基板アラインメントマークＰ１、Ｐ２を使用して位置合わせすることができる。図示のような基板アラインメントマークは、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配置してもよい（スクライブレーンアラインメントマークと呼ばれる）。同様に、パターニングデバイスＭＡ上に複数のデバイスを設ける状況では、パターニングデバイスアラインメントマークをデバイス間に配置してもよい。
[0029] 図示の第一リソグラフィデバイス７０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。
[0030] １．ステップモードにおいては、支持構造体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、放射ビームに与えたパターン全体が１回でターゲット部分Ｃに投影される（すなわち１回の静止露光）。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、１回の静止露光で像が形成されるターゲット部分Ｃのサイズが制限される。
[0031] ２．スキャンモードにおいては、支持構造体ＭＴ及び基板テーブルＷＴaは同期的にスキャンされる一方、放射ビームに与えられたパターンをターゲット部分Ｃに投影する（つまり１回の動的露光）。支持構造体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ＰＬ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、１回の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。
[0032] ３．別のモードでは、支持構造体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。
[0033] 上述した使用モードの組合せ及び／又は変形、又は全く異なる使用モードも利用できる。
[0034] 本発明の実施形態によれば、図４に示すように、パターンを基板に与えるために２つの別個のリソグラフィデバイス７０及び６０が使用される。図４では、装置５０は２つのリソグラフィデバイス７０及び６０を含むように図示されている。本書では、基板をＷで指示することがある。しかし、基板の処理状態又は基板の位置に応じて、基板を代替的に参照番号１０、４０、１４０又は１５０で指示することもある。例えば、露光前であるがデバイスが示された状態の基板は参照番号１０で指示する。図２参照。複数の縁部デバイスを露光した後の基板は、参照番号４０で指示する。同様に、図４で基板テーブル１３０に配置された基板は、参照番号１５０で指示する。一方のリソグラフィデバイス６０は、１つ又は複数の縁部デバイスの露光に使用され、他方のリソグラフィデバイス７０は、基板上にある残りのデバイスの１つ又は複数（つまり１つ又は複数の完全デバイス）の露光に使用される。
[0035] 縁部デバイスは、露光されても完全デバイスにならず、したがって最終的に使用されない基板の部分を指示する。例えば、基板は通常、実質的に円形の形状であり、完全デバイスは実質的に正方形又は長方形であるので、円形基板の周辺には１つ又は複数の不完全デバイス（又は縁部デバイス）が形成される。このことは図２に見ることができ、基板１０が縁部デバイス２０及び完全デバイス３０を有している。図３では、縁部デバイス２０は陰付きで図示され、完全デバイス３０は影無しのままである。
[0036] 縁部デバイス２０は、完全デバイス３０ではないので（例えば集積回路（ＩＣ）の製造には）最終的に使用できないが、それでも（完全デバイスを生成する基板の部分を含む）基板１０で実行される他のプロセスが均一、又はほぼ均一であることを保証するように露光される。これは、基板１０上で実行される他のプロセスが、１つ又は複数の完全デバイスが不安定になるような様子で悪影響を受けないようにするためである。このような他のプロセスは、例えばエッチング及び化学的機械研磨を含む。
[0037] 縁部デバイスの露光は、完全デバイス３０が露光されている場合に、基板１０が経験するフィールド外の迷光放射の不均一性を軽減するために使用される。これは、基板１０上に形成される完全デバイス３０の均一性及び／又は精度にも影響を及ぼすことがある。フィールド外の迷光放射の制御は、極端紫外線（ＥＵＶ）放射を使用する実施形態で、特に重要になることがある。
[00038] 基板１０上の完全デバイスに悪影響を及ぼし得る（上述したような）どの現象も、例えば任意の基板１０から生成される１つ又は複数の有効デバイスの合計歩留まりを潜在的に減少させることがある。したがって、１つ又は複数の縁部デバイス２０を適切に露光することによって、これらの現象を制御することが望ましい。
[0039] 以上で述べた理由から縁部デバイスを露光することが望ましいが、最終的に縁部デバイス２０は有効デバイスの作成に使用されないので、その露光は、基板１０上の完全デバイス３０の露光に必要なほど正確である必要はない。縁部デバイス２０は、完全デバイス３０の品質に悪影響を及ぼさないことを保証するのに十分な精度で露光しなければならない。したがって、縁部デバイス２０の露光に使用されるパターンの精度、つまり解像度は、他の完全デバイス３０の露光に使用されるほど高くする必要はない。したがって実施形態では、１つ又は複数の縁部デバイス２０の露光に使用されるリソグラフィデバイス６０の結果、１つ又は複数の完全デバイス３０の露光に使用されるものより解像度が低いパターンになる。したがって、縁部デバイスの露光に使用されるリソグラフィデバイス６０は、完全デバイスの露光に使用されるリソグラフィデバイス７０より低い品質でよい（例えば開口数が低くてよい）、及び／又はより低コストでよい。
[0040] 実施形態では、縁部デバイス２０は、基板１０上の１つ又は複数の他のデバイス３０より前に露光される（つまり１つ又は複数の縁部デバイスが前露光される）。全ての縁部デバイス２０を、１つ又は複数の他のデバイス３０のいずれかを露光する前に露光することが望ましいが、実施形態では、最後の縁部デバイス２０を露光する前に１つ又は複数の他の完全デバイス３０を露光することができる。完全デバイス３０の露光のフィールド外迷光放射の特性のために、１つ又は複数の縁部デバイス２０を完全デバイスの露光の前に露光することが有利である。このことは、縁部以外のデバイス３０の露光に極端紫外線（ＥＵＶ）を使用する場合、例えば最高５〜１５％になることもあるＥＵＶに伴う迷光放射レベルの増加のせいで、特に重要である。完全デバイス３０の前に縁部デバイス２０を露光すると、追加的又は代替的に、完全デバイス３０の露光と次の処理ステップ（例えばベーキングステップ）の間の時間を最短にするという利点を提供することができる。しかし実施形態では、１つ又は複数の縁部以外のデバイスを露光した後に、縁部デバイスリソグラフィデバイス６０を使用して、１つ又は複数の縁部デバイス２０を露光することができる（つまり１つ又は複数の縁部デバイスを後露光する）。
[0041] 実施形態では、完全デバイスの露光に使用されるリソグラフィデバイス７０のターゲット部分毎に、複数のデバイスを露光することができる。したがって、完全デバイスの露光に使用されるリソグラフィデバイス７０は、１つ又は複数の縁部デバイス、さらに１つ又は複数の完全デバイスを１つのターゲット部分内に露光することができる。縁部デバイスの露光に使用されるリソグラフィデバイス６０は、１つ又は複数の完全デバイスも露光することができる。したがって実施形態では、完全デバイスの露光に使用されるリソグラフィデバイス７０によって１つ又は複数の縁部デバイス２０を露光することができる。これは、例えば（完全デバイスの露光に使用される）リソグラフィデバイス７０によって露光された１つのターゲット部分が、複数のデバイスを含み、したがって基板の縁部に向かってターゲット部分が１つ又は複数の完全デバイス３０、さらに１つ又は複数の縁部デバイス２０を含むような場合に当てはまる。
[0042] 縁部デバイス２０の露光に使用されるパターンの一部は、基板上の完全デバイス３０の露光に使用されるパターンの一部と同様であることが望ましい。縁部デバイス２０の露光に使用されるパターンが、他の完全デバイス３０の露光に使用されるパターンと同様であることを保証する上で、幾つかの要素が重大であると考えることができる。考えるべき要素は、例えば露光されるデバイスの密度若しくは割合である「充填率」、パターン自体の形状、又はパターンのフィーチャの横アスペクト比でよい。実施形態では、充填率及び／又はパターン自体の形状及び／又はパターンのフィーチャの横アスペクト比は、縁部デバイス２０の露光に使用されるパターン、及び別の完全デバイス３０の露光に使用されるパターンで同じであるか、同様である。実施形態では、縁部デバイス２０の一部又は全部の露光に使用されるパターンの一部又は全部は、基板上の他の完全デバイス３０の一部又は全部の露光に使用されるパターンの一部又は全部と同じ、又は同様である。寸法が１００μｍの完全デバイス３０の形状特性を、縁部デバイス２０である程度再現すべきであることが望ましい。５μｍから１０μｍの寸法の完全デバイス３０の形状特性を、縁部デバイス２０である程度再現すべきことが、さらに望ましい。したがって、縁部デバイス２０は完全デバイス３０より低い解像度で露光することができるが、それを露光するパターンは、全ての処理ステップ（エッチング及び化学的機械研磨（ＣＭＰ）など）で、露光した縁部デバイス２０が（例えば隣接する完全デバイスに及ぼす影響の点で）完全デバイス３０と同様に挙動するように選択される。
[0043] 実施形態では、第二リソグラフィデバイス６０は、放射ビームにパターンを与えるように構成されたプログラマブルパターニングデバイスを備えたマスクレスリソグラフィデバイスである。プログラマブルパターニングデバイスは、個々に制御可能でプログラマブルミラーアレイを形成する要素のアレイを備える。マスクレスリソグラフィデバイス６０は、縁部デバイス２０の露光に使用される。マスクレスリソグラフィデバイス６０を使用することの利点は、縁部デバイス２０を露光するパターンを調節するために容易に再プログラムできることである。つまり、完全デバイス３０の設計変更に適合するために、新しいマスク（又はレチクル）を必要としない。
[0044] 縁部デバイス２０の露光に使用可能なマスクレスリソグラフィデバイス６０の例は、ディジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）８０である。ＤＭＤ８０は、放射源９０によって供給された放射にパターンを与えるために使用される。
[0045] 通常、このようなＤＭＤ８０は１００万から１０００万個のアクチュエータを含む。このようなデバイスでは、約５〜３０μｍのパターン解像度を達成することができる。実施形態では、５μｍより良好な解像度が可能なことがあり、実施形態では、３０μｍより悪いパターン解像度で十分なことがある。リソグラフィデバイス６０の仕様は、以上で検討したように、他のプロセス（エッチング及び化学的機械研磨など）の均一性を十分に向上させるために望ましいパターン解像度を達成するように選択することができる。典型的な実施形態では、ＤＭＤ８０は約２００万個のミラーを含み、パターン解像度は約１５〜２０μｍになる。
[0046] 実施形態では、リソグラフィデバイス６０とともに使用して、縁部デバイスの露光中に完全デバイス３０のいずれかが露光されるのを防止するように縁部デバイス２０を露光するために、マスキングシステム１４５（マスキングブレードシステムなど）を設ける。マスキングシステム１４５は、基板１４０とレンズ１５５の間に配置され、レンズはパターニングデバイス８０から放射を受けることが望ましい。これによってレンズ１５５を、パターニングデバイス８０とレンズ１５５の間にマスキングシステム１４５を配置した場合より低品質（したがって低価格）にすることができる。あるいは、マスキングシステム１４５をパターニングデバイス８０とレンズ１５５の間に配置することができる。あるいは、マスキングシステム１４５を放射源９０とパターニングデバイス８０の間に配置することができる。本明細書で説明した実施形態のいずれも、マスキングシステム１４５を使用しても、使用しなくてもよい。
[0047] 図５は、ＤＭＤ８０（図４参照）をデータでプログラムして、必要なパターンを基板に投影できる方法を示す。図５に示す実施形態では、プロセスへの入力は、通常はマスク（又はレチクル）の生成に使用されるデータを含むファイルであるＧＤＳ ＩＩファイルである。実施形態では、ＯＡＳＩＳファイルのように、放射ビームに与えられるパターンに関する情報を含む任意のファイルタイプを使用することができる。
[0048] 第一ステージ１８０では、ＧＤＳ ＩＩ（又は同等の）データをビットマップフォーマットに変換する。このステップは、データをＤＭＤ８０に入力する前に実行され、データをビットマップフォーマットに変換するために任意の適切な技術を使用することができ、例えばラスタライザーを使用することができる。図示の実施形態では、次にラスタ化したＧＤＳ ＩＩデータで高速フーリエ変換（ＦＦＴ）１９０を実行する。次に、低域フィルタ２００を使用して、データの一部を除去する。これが可能であるのは、元のＧＤＳ ＩＩファイルが、基板１０上に完全デバイス３０のパターンを露光するためのマスクの生成に通常使用されるデータを全て含んでいるからである。しかし以上で検討したように、縁部デバイス２０に必要な解像度は完全デバイス３０に必要なものほど高くないので、縁部デバイス２０には元のＧＤＳ ＩＩファイルのデータ全部が必要なわけではなく、したがってファイルサイズを縮小するために低域フィルタを使用することができる。次のステップは、逆高速フーリエ変換（ｉＦＦＴ）を実行することである。次にｉＦＦＴの出力を直接、縁部デバイス２０を露光するリソグラフィデバイス７０に渡し、これは図４の実施形態ではＤＭＤ８０を備えている。図５に示すように、このデータは、所望の露光パターンを放射ビームに与え、その後に縁部デバイスの露光に使用するようにＤＭＤ８０を制御するために使用される。
[0049] 上述した方法及び装置を使用すると、縁部デバイス２０を露光するリソグラフィデバイス６０のマスクを生成するためにＧＤＳ ＩＩファイルを使用する必要がなく、したがってプロセスの時間と費用が削減される。
[0050] 縁部デバイス２０の露光にＤＭＤ８０が使用される実施形態では、放射ビームに与えられるパターンに関する情報を含む元のファイル（ＧＤＳ ＩＩファイルなど）をＤＭＤ８０の制御に使用されるデータ（「ＤＭＤ励起パターン」）に転換するために、任意の他の適切な処理ステップを使用することができる。したがって、放射ビームに与えられるパターンに関する情報がＤＭＤ８０のピクセルへと適切に（例えば所望の解像度で）マッピングされるという結果になる任意のステップを使用することができる。さらに、縁部デバイス２０が、（本明細書で検討するように）完全デバイス３０の露光に使用されるパターンと適切に類似したパターンで露光される結果になる任意のパターンを、放射ビームに与えるように、ＤＭＤ８０をプログラムすることができる。実施形態では、これは必ずしも、完全なダイのマスク（又はレチクル）を生成するために通常使用されるようなデータに由来する必要はなく、任意の適切なパターンでよい。
[0051] 実施形態では、ＧＤＳ ＩＩデータで実行される前処理ステップ（つまりラスタ化、ＦＦＴ、低域フィルタリング、及びｉＦＦＴ）は「オフライン」で、つまり基板１０自体が縁部デバイスの露光に使用されるリソグラフィデバイス６０に入る前に実行される。代替的又は追加的に、ＧＤＳ ＩＩデータで実行される前処理ステップは、縁部デバイスの露光に使用されるリソグラフィデバイス６０によって縁部デバイス２０を露光する前、又は縁部デバイス２０の露光中の任意の他の時間に実行することができる。
[0052] 実施形態では、縁部デバイスの露光に使用されるリソグラフィデバイス６０は、ステッパモードで使用されるＤＭＤ８０を備えている。代替的又は追加的に、縁部デバイスの露光に使用されるリソグラフィデバイス６０は、スキャナモード、又は以上で検討したような任意の他の適切なモードで使用することができる。
[0053] 上述した実施形態は、パターンをビームに与えるためにプログラマブルＤＭＤ８０を備えているが、実施形態は、所望のパターンを露光放射に与えるために使用可能な任意の他のプログラマブルデバイスとともに放射源を使用することができる。
[0054] 実施形態では、図１に詳細に示すようなマスク、又はレチクルを使用する従来通りのリソグラフィデバイスを、縁部デバイス２０の露光に使用することができる。マスクは、線及び／又はドットを含む「ダミー」パターンを含むことがある。このようなマスクを使用して、マスクに入射する放射の強度を変化させることにより、縁部デバイス２０を露光するパターン（マスクを使用してビームに与えられるパターンに関連する）を調節することができる。このようなシステムを使用することにより、幾つかの異なる縁部デバイスのパターンの露光に、１つのマスクを使用することができる。
[0055] 実施形態では、干渉システムを使用して、縁部デバイスパターンを生成することができる。このシステムでは、回折格子を使用して、放射ビームを分割することができる。（単色）放射ビームを、例えば２つ又は４つのビームに分割することができる。次に、相互に干渉して線パターン（２つの干渉ビームの場合）又はチェッカーボードのパターン（４つの干渉ビームの場合）を生成するように、１つ又は複数のミラーを使用してビームを基板へと誘導することができる。この実施形態では、ゼロ次ストップを使用して、ゼロ次放射が基板に到達するのを防止することができる。縁部デバイス２０を露光するパターンを調節するように、ビームの干渉を（例えばミラーを使用して）制御することができる。
[0056] 任意の従来通りのタイプのリソグラフィデバイスを使用して、基板に完全デバイス３０を露光することができる。完全デバイス３０の露光に使用されるリソグラフィデバイスの選択は、縁部デバイス２０の露光に使用されるリソグラフィデバイスの選択とは必ずしも関連せず、その逆もある。
[0057] 実施形態では、縁部デバイス２０を露光するリソグラフィデバイス６０は、完全デバイス３０の露光に使用されるリソグラフィデバイス７０と同じリソグラフィ装置５０内に収容される。実施形態では、縁部デバイスを露光するリソグラフィデバイス６０及び完全デバイスを露光するリソグラフィデバイスを収容するリソグラフィ装置５０は、図４に示すように２つのステーション（１００、１１０）及び２つの基板テーブル１２０、１３０を有するデュアルステージ機械である。
[0058] ２つの基板１４０、１５０を支持するために２つの基板テーブル１２０、１３０が使用される。このようなデュアルステージ機械では通常、基板１４０を他のステーション１１０で完全デバイス３０の露光に使用されるリソグラフィデバイス７０へと渡す前に、１つのステーション１００で測定デバイス１６０を使用して準備ステップ（測定、表面のマッピング、及び位置合わせステップなど）を実行する。
[0059] 実施形態では、縁部デバイス２０を露光するリソグラフィデバイス６０が１つのステーション１００に配置されるように、デュアルステージ機械５０が使用され、構成される。つまり、１つのステーション１００にて基板１４０で準備ステップを実行している間に、同じステーション１００で縁部デバイス２０をその基板１４０に露光することができる。この方法で、１つのステーション１１０にて１つの基板に完全デバイス３０を露光するのと同時に、準備ステップを実行し、縁部デバイス２０を他のステーション１００にて基板１４０に露光する。１つ又は複数の縁部デバイス２０を露光したら、次に基板１４０を（その基板テーブルとともに）第一ステーション１００から第二ステーション１１０へと移送し、ここで完全デバイス３０の露光を実行する。回転アーム、又は基板テーブル１２０、１３０のモータの制御に使用される制御装置など、任意の従来通りの移送デバイス１７０を使用して、基板１４０、１５０をステーション１００、１１０間で移送することができる。
[0060] あるいは、準備ステップ及び／又は縁部デバイスの露光を、異なる基板テーブル及び／又は異なる時間に実行することができる。
[0061] 実施形態では、リソグラフィ装置５０は、３つ以上のステーション及び／又は３つ以上の基板テーブルを有するマルチステージ機械でよい。例えば、１つの実施形態は、１つのステーションで測定デバイスを使用して準備ステップ（測定、表面のマッピング、及び位置合わせステップなど）を実行するマルチステージリソグラフィ機械を備えることができ、縁部デバイスを露光するリソグラフィデバイス６０が、別のステーションに配置され、完全デバイスを露光するリソグラフィデバイス７０が、さらに別のステーションにある。このような実施形態では、完全デバイスを露光するリソグラフィデバイス７０へと基板１４０が移送される前に準備ステップが実行される限り、基板１４０は任意の順序で各ステーション間を移動することができる。
[0062] 実施形態では、縁部デバイスを露光するリソグラフィデバイス６０は、完全デバイスを露光するリソグラフィデバイス７０とは物理的に別個の位置にあってよい。
[0063] デュアル（又はマルチ）ステージ機械に組み込むことができる実施形態では、完全デバイスを露光するリソグラフィデバイス７０によって完全デバイス３０が最初に露光され、完全デバイス３０が露光された後に、縁部デバイスを露光するリソグラフィデバイス６０を使用して縁部デバイス２０が露光されるように、２つのリソグラフィデバイス６０、７０を構成することができる。
[0064] 実施形態では、基板４０は、縁部デバイスの露光に使用されるリソグラフィデバイス６０を去る時に、図３に示すように見える。図３では、陰付きの区域は、縁部デバイスの露光に使用されるリソグラフィデバイスによって露光されている縁部デバイス２０を示し、影無しの区域は、まだ露光されていないが、完全デバイス３０の露光に使用されるリソグラフィデバイス７０を使用して露光されるデバイス３０を示す。
[0065] 実施形態では、縁部デバイスの露光に使用されるリソグラフィデバイス６０は、図６に示すように、基板１０を回転する基板テーブル２２０と組み合わせて使用することができる。この実施形態の例では、基板１０の回転が、基板テーブル２２０全体の回転によって達成される。この実施形態では、３つの基板テーブルを設けることができ、したがって任意の時間に、１つはデュアル（又はマルチ）ステージ機械の測定ステーション１００に配置され、１つは完全デバイスを露光するリソグラフィデバイス７０を使用する露光のために露光ステーション１１０に配置され、他は縁部デバイスを露光するリソグラフィデバイス６０を使用して縁部デバイスを露光するステーションに配置された回転式テーブルである。
[0066] 基板を回転式基板テーブル２２０へ、及びそこから移送するために、ロボット２４０を使用することができる。図６に示す実施形態では、基板を、（完全デバイス３０の露光中に使用される）基板テーブル１３０から回転式基板テーブル２２０へと移送する。実施形態では、基板１０を、デュアル（又はマルチ）ステージ機械の測定ステージにて使用される基板テーブル１２０から回転式基板テーブル２２０へと移送することができる。実施形態では、縁部デバイス２０の露光後に、基板１０を、（同じロボット又は異なるロボットを使用して）回転式基板テーブル２２０から、完全デバイス３０の測定に、次に露光に使用される基板テーブル１３０へと移送することができる。
[0067] 縁部デバイスを露光するために基板１０を回転することができる基板テーブル２２０を備えるこの実施形態は、縁部デバイスが基板の周辺に位置し、したがってテーブルが基板をＸ−Ｙ面で平行移動できるという要件がなくてもよい（又は要件が限られる）ことを利用する。例えばリソグラフィデバイス６０からのビームを平行移動する、及び／又は基板テーブル２２０が載っている小ストローク滑動テーブルを使用して基板テーブル２２０を移動することによって、Ｘ−Ｙ面での基板の望ましい滑動又は横方向の移動を達成することができる。したがって、縁部デバイスの露光中に基板の支持に使用される基板テーブル２２０は、従来通りの基板テーブルより単純かつ安価でよい。
[0068] 縁部デバイスを露光するリソグラフィデバイス６０の露光部分２３０は、基板テーブル２２０が回転するにつれて基板１０の縁部区域を露光するだけのように、基板１０の周辺の上に配置される。基板１０を回転することができる基板テーブル２２０の回転位置決めの制御は、円筒形エンコーダグリッド及びＺ、Ｒ及びファイセンサを使用して達成することができる。
[0069] 基板テーブル１０を回転することができる基板テーブル２２０を備える実施形態では、投影システムの開口数はおよそ０．２でよく、照明フィールドは約２６ｍｍ×３３ｍｍでよい。典型的な波長の放射源を使用すると、１μｍのパターン解像度が達成可能なはずであり、これは通常、縁部デバイスの露光には十分である。
[0070] 基板１０を回転することができる基板テーブル２２０を備える実施形態では、放射ビームにパターンを与えるためにマスクを使用することができる。マスクは、線パターン及び／又はドットパターンを備える「ダミー」パターンを含むことができる。これで、上述したように放射源の強度を調節することによって、完全デバイス上のパターンに適合するために、必要に応じて縁部デバイスパターンを調節することができる（例えばパターンの密度を調節することができる）。基板１０を回転することができる基板テーブル２２０を備える実施形態では、上述したように縁部デバイス２０を露光するためにＤＭＤ８０を使用して、パターンを生成することができる。実施形態では、縁部デバイス２０を露光するために、（上述したような）干渉システムを使用して、パターンを生成することができる。
[0071] 実施形態では、基板テーブル２２０に加えて、又はその代わりに、縁部デバイスを露光するリソグラフィデバイス６０を回転することができる。同様に、「ダミー」パターンがあるマスクを使用する実施形態では、マスクを保持するアセンブリが回転することができる。使用されるマスキングデバイス１４５は、いずれも回転してよい。
[0072] 上述した本発明の実施形態を実現することにより、基板が完全デバイスを露光するために比較的高価なリソグラフィデバイス７０上で費やす時間を大幅に削減し、したがって生産性を向上させることができる。例えば、図３に示す基板では、完全デバイスの露光に使用されるリソグラフィデバイスによって露光されるデバイスの総数が、縁部デバイスの前（又は後）露光によって４１から１９へと減少する。その結果、最終的に同数の有効デバイスが生成されても、完全デバイスの露光に使用されるリソグラフィデバイス７０が必要とする露光時間が、５４％減少する。
[0073] 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は言うまでもない。例えば、これは、集積光学装置、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は、当業者に明らかである。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、したがって本明細書で使用する基板という用語は、既に複数の処理済み層を含む基板も指すことができる。
[0074] 以上では光学リソグラフィとの関連で本発明の実施形態の使用に特に言及しているが、本発明は、インプリントリソグラフィなどの他の用途においても使用可能であり、状況が許せば、光学リソグラフィに限定されないことが理解される。インプリントリソグラフィでは、パターニングデバイスの微細構成によって、基板上に生成されるパターンが画定される。パターニングデバイスの微細構成を基板に供給されたレジストの層に押しつけ、その後に電磁放射、熱、圧力又はその組合せにより、レジストを硬化する。パターニングデバイスをレジストから離し、レジストを硬化した後にパターンを残す。
[0075] 本明細書で使用する「放射」及び「ビーム」という用語は、イオンビームあるいは電子ビームといったような粒子ビームのみならず、紫外線（ＵＶ）放射（例えば、３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ又は１２６ｎｍの波長を有する）及び極端紫外線光（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。
[0076] 「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部品を含む様々なタイプの光学部品のいずれか、又はその組合せを指す。
[0077] 以上、本発明の特定の実施形態を説明したが、説明とは異なる方法でも本発明を実践できることが理解される。例えば、本発明は、上記で開示したような方法を述べる機械読み取り式命令の１つ又は複数のシーケンスを含むコンピュータプログラム、又はその内部に記憶されたこのようなコンピュータプログラムを有するデータ記憶媒体（例えば半導体メモリ、磁気又は光ディスク）の形態をとることができる。
[0078] 上記の説明は例示的であり、限定的ではない。したがって、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。
[0010] 本発明の実施形態によるリソグラフィ装置を示した図である。 [0011] 露光前であるが、デバイスが示してある基板を示した図である。 [0012] 複数の縁部デバイスを露光した後の基板を示した図である。 [0013] 本発明の実施形態によるリソグラフィ装置を示した略図である。 [0014] 縁部デバイスの露光に使用されるデータを準備し、そのデータを使用して縁部デバイスを露光する方法及びデバイスを示した図である。 [0015] 本発明の実施形態によるリソグラフィ装置を示した図である。

Claims (20)

  1. 第一パターンを基板に投影する第一リソグラフィデバイスと、
    第二パターンを前記基板に投影する第二リソグラフィデバイスと、
    を備え、
    前記第一リソグラフィデバイスと前記第二リソグラフィデバイスが同じハウジング内に収容される、リソグラフィ装置。
  2. 前記第一リソグラフィデバイスが、前記第一パターンを第一解像度で投影し、
    前記第二リソグラフィデバイスが、前記第二パターンを前記第一解像度より低い第二解像度で投影する、請求項１に記載の装置。
  3. 前記第二リソグラフィデバイスが、前記第二パターンを放射ビームに与えるプログラマブルパターニングデバイスを備える、請求項２に記載の装置。
  4. 前記第二リソグラフィデバイスが、前記第二パターンを放射ビームに与える干渉システムを備え、前記干渉システムが、
    前記放射ビームを少なくとも２つの放射ビームに分割する回折格子と、
    前記少なくとも２つのビームが前記基板で干渉するように、前記少なくとも２つの放射ビームを誘導するミラーと
    を備える、請求項２に記載の装置。
  5. 前記第一リソグラフィデバイスが第一投影システムを備え、
    前記第二リソグラフィデバイスが、前記第一投影システムより低い開口数を有する第二投影システムを備える、請求項２に記載の装置。
  6. 前記第一及び第二リソグラフィデバイスが、個々の第一及び第二基板を同時に露光する、請求項２から５のいずれか一項に記載の装置。
  7. 前記第一基板を保持する第一基板テーブルと、
    前記第二基板を保持する第二基板テーブルと、
    前記第一及び第二基板テーブルをそれぞれ前記第二リソグラフィデバイスから前記第一リソグラフィデバイスへと移送させる移送デバイスと、
    をさらに備える、請求項６に記載の装置。
  8. 前記第二リソグラフィデバイスが、基板を保持する基板テーブルを備え、前記基板テーブルが、前記基板の面に対して実質的に垂直である軸線の周囲で回転可能である、請求項２から５のいずれか一項に記載の装置。
  9. 前記第一リソグラフィデバイスが、
    基板を露光する露光ステーションと、
    基板を露光する前記第二リソグラフィデバイス、及び、基板上で測定を実行する測定デバイスを含む、測定ステーションと、
    を備えるデュアルステージリソグラフィ装置である、請求項２に記載の装置。
  10. 前記第二リソグラフィデバイスが、前記第二パターンを放射ビームに与えるプログラマブルパターニングデバイスを備える、請求項９に記載の装置。
  11. 前記第二リソグラフィデバイスが、前記第二パターンを放射ビームに与える干渉システムを備え、前記干渉システムが、
    前記放射ビームを少なくとも２つの放射ビームに分割する回折格子と、
    前記少なくとも２つのビームが前記基板で干渉するように、前記少なくとも２つの放射ビームを誘導するミラーと、
    を備える、請求項９に記載の装置。
  12. 前記第一リソグラフィデバイスが第一投影システムを備え、
    前記第二リソグラフィデバイスが、前記第一投影システムより低い開口数を有する第二投影システムを備える、請求項９に記載の装置。
  13. 前記第二リソグラフィデバイスが、基板を保持する基板テーブルを備え、前記基板テーブルが、前記基板の面に対して実質的に垂直である軸線の周囲で回転可能である、請求項９から１２のいずれか一項に記載の装置。
  14. 前記第一リソグラフィデバイスを使用して前記基板の周辺を横断するターゲット部分は露光しない一方で、第一リソグラフィデバイスを使用して基板の前記周辺の範囲内に全体的に包含される基板のターゲット部分を露光するステップと、
    前記第一リソグラフィデバイスによって露光されていない基板のターゲット部分を、第二リソグラフィデバイスを使用して露光するステップと、
    を含み、
    前記第一リソグラフィデバイスを使用した前記露光は、前記第二リソグラフィデバイスを使用した前記露光と同じレジスト層のターゲット部分を露光し、前記第二リソグラフィデバイスが、前記第一リソグラフィデバイスによって露光した場合に、前記基板の縁部を越えて延在するターゲット部分の一部となる前記基板の区域を露光するために使用される、
    デバイス製造方法。
  15. 前記第二リソグラフィデバイスを使用する前記露光が、前記第一リソグラフィデバイスを使用した前記露光より低い解像度で実行される、請求項１４に記載の方法。
  16. 前記２つの露光ステップの間に、前記基板の現像が実行されない、請求項１５に記載の方法。
  17. 前記第二リソグラフィデバイスを使用する前記露光が、プログラマブルパターニングデバイスを使用してパターンを放射ビームに与えることを含む、請求項１４から１６のいずれか一項に記載の方法。
  18. 前記第一リソグラフィデバイスを使用する前記露光が、マスクを使用してパターンを放射ビームに与えることを含む、請求項１４から１６のいずれか一項に記載の方法。
  19. 前記第二リソグラフィデバイスを使用する前記露光が、前記第一リソグラフィデバイスを使用する前記露光を基板で実行する前に、前記基板で実行される、請求項１４から１６のいずれか一項に記載の方法。
  20. 前記第一リソグラフィデバイスを使用する露光が、第一パターンを放射ビームに与えることを含み、前記第二リソグラフィデバイスを使用する露光が、第二パターンを放射ビームに与えることを含み、前記第二パターンが、
    前記第一パターンと同様のパターンを有し、
    前記第一パターンの結果として露光された各ターゲット又はデバイスの割合と同様の割合の各ターゲット部分又はデバイスが、放射で露光される結果をもたらす、
    請求項１４から１６のいずれか一項に記載の方法。
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