JP4405462B2 - 較正用基板およびリソグラフィ装置の較正方法 - Google Patents

Description

本発明は、較正用基板およびその較正用基板を使用するリソグラフィ装置の較正方法に関する。

リソグラフィ装置は基板のターゲット箇所に対して所望パターンを付与する機械である。例えば、リソグラフィ装置は集積回路（ＩＣ）の製造に使用できる。この分野では、ＩＣの個々の層に対応する回路パターンを形成するためにマスクのようなパターン形成装置が使用され、このパターンは、放射光感応物質（レジスト）の層を有する基板（例えば、シリコン・ウェーハ）上のターゲット箇所（例えば、一つまたは幾つかのダイよりなる部分を含む）上に像形成することができる。一般に、一つの基板は連続的に露光される隣接したターゲット箇所のネットワークを含む。既知のリソグラフィ装置は、一回の行程で一つのターゲット箇所にパターン全体を露光することで個々のターゲット箇所を照射するいわゆるステッパと、投影ビームを通してパターンを所定の方向（「走査」方向）へ走査すると同時に、その方向と実質的に平行または非平行な方向へ基板を同期して走査することで個々のターゲット箇所を照射するいわゆるスキャナとを含む。

リソグラフィ装置を使用した製造工程では、放射光感応物質（レジスト）の層で少なくとも部分的に覆われた基板上にパターン（例えば、マスクの）が像形成される。この像形成の段階に先だって基板は各種の処理、例えば、下塗り処理、レジスト被覆および軽い焼成を行われる。露光後に、基板は他の処理、例えば、露光後焼成（ＰＥＢ）、現像、強い焼成、像形成された造作の測定／検査を行われる。このような処理配列は、デバイス、例えば、ＩＣの個々の層をパターン形成するための基本として使用される。そのようなパターン形成された層は、その後にエッチング、イオンの移入（ドーピング）、金属化、酸化、化学機械研磨などの各層の仕上げを意図するさまざまな処理を行われる。幾つかの層が要求される場合には、全ての工程またはその変更工程が新たな層の各々に対して繰返されねばならない。最終的に多数の配列されたデバイスが基板（ウェーハ）上に存在することになる。これらのデバイスはその後に切断や鋸引きなどの技術で互いに切離され、これにより個々のデバイスはピンなどに連結されたキャリヤ上に取付け可能にされる。この工程に関するこれ以上の情報は、例えば書籍「マイクロチップの製造：半導体の工程への実用的なガイド」、第三版、ピーター・ファン・ツァント著、マッグロウ・ヒル出版会社、１９９７年、ＩＳＢＮ０−０７−０６７２５０−４から得ることができる。

本明細書ではＩＣ製造におけるリソグラフィ装置の使用を特別に言及するが、ここに説明されるリソグラフィ装置は一体光学システム、磁気定義域メモリのガイドおよび検出パターン、液晶表示装置（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドなどの他の応用例のあることも理解しなければならない。このような代替応用例に関しては、本明細書で使用する「ウェーハ」や「ダイ」という用語がそれぞれさらに一般的な用語である「基板」や「ターゲット箇所」と同義語であるとみなせることを当業者は認識するであろう。本明細書で引用する基板は、露光前または露光後に例えばトラック（典型的に基板にレジスト層を付与し、また露光したレジストを現像する工具）、または冶金工具や検査工具において処理することができる。適用可能ならば、本明細書の開示内容はそれらの基板処理工具や他の基板処理工具に適用することができる。さらに、基板は、例えば複層ＩＣを製造するために一回以上処理されることができ、したがって本明細書で使用する基板という用語は、複数回の処理で得た層を既に含む基板も表す。

本明細書で使用する「放射光」および「ビーム」という用語は、紫外（ＵＶ）線（例えば，３６５，２４８，１９３，１５７または１２６ｎｍの波長を有する）、および極紫外（ＥＵＶ）線（例えば５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）、ならびにイオンビームや電子ビームのような粒子ビームを含め、全ての種類の電磁放射線を包含する。

本明細書で使用する「パターン形成装置」というは用語は、基板のターゲット箇所にパターンを形成するように、投影ビームの横断面にパターンを付与するために使用できる装置を示すものと広く解釈されねばならない。投影ビームに付与されるパターンは基板のターゲット箇所に望まれるパターンと厳密に一致しないことに留意すべきである。一般に、投影ビームに付与されたパターンは、ターゲット箇所に形成される集積回路のようなデバイスの特定の機能層に一致する。

パターン形成装置は透過式または反射式とされる。パターン形成装置の例には、マスク、プログラム可能ミラー・アレー、およびプログラム可能ＬＣＤパネルが含まれる。マスクはリソグラフィでは周知であり、二値化式、交番位相シフト式、減衰位相シフト式、ならびに各種のハイブリッド・マスクのようなマスク形式が含まれる。例とするプログラム可能ミラー・アレーは小さなミラーのマトリックス配列を使用しており、個々のミラーは個別に傾動されて入射する放射ビームを別の方向へ反射することができ、このようにして反射ビームをパターン化させる。パターン形成装置のそれぞれの例において、支持構造は例えばフレームまたはテーブルとされることができ、それらは固定されるか必要に応じて可動とされ、またパターン形成装置が例えば投影系に対して所望される位置であることを保証する。本明細書で使用される「焦点板」または「マスク」という用語は、さらに一般的な用語である「パターン形成装置」と同義語とみなされる。

本明細書で使用する「投影系」という用語は、例えば使用される露光用の放射光に対して、または浸漬用流体を使用したり真空圧を使用するような別の要因に対して適当となるように、屈折光学系、反射光学系および屈折反射光学系を含む各種形式の投影系を包含するものと広く解釈しなければならない。本明細書で使用される「レンズ」という用語はさらに一般的な「投影系」という用語と同義語とみなされる。

照射系もまた、放射投影ビームの方向決め、成形または制御を行うための屈折式、反射式および屈折反射式の光学要素を含む各種形式の光学要素を包含し、それらの要素は以下に、集合体または単体で「レンズ」とも称される。

このリソグラフィ装置は二つ（デュアル・ステージ）以上の基板テーブル（および（または）二つ以上のマスク・テーブル）を有する形式とされることができる。そのような「多段」機械においては、付加されるテーブルは平行して使用されるか、一つ以上のテーブルが露光に使用されている間に他の一つ以上のテーブルでは準備作業が行われる。

このリソグラフィ装置はまた、基板が比較的大きな屈折率を有する液体、例えば水、の中に浸されて投影系の最終要素と基板との間隙を液体が充満するような形式の装置とすることもできる。浸漬用液体はリソグラフィ装置の他の空間、例えばマスクと投影系の最初の要素との間に与えることもできる。浸漬技術は投影系の開口数を増大させるために当技術分野で周知である。

リソグラフィ装置を最初に取付けるとき、また保守のために装置が分解されたときには、パターン形成装置および基板が適正に配向され、互いに対して適正に動くことを保証するために典型的に幾回かの較正が行われる。また、基板に適当な作用力が与えられることを保証するために典型的に較正も行われる。例えば、ウェーハ・ステージにおいてＸ軸およびＹ軸は互いに直交しなければならず、また基板テーブル、したがって基板はＸ軸およびＹ軸に沿って正確に移動されねばならない。与えられたパターン形成装置の焦点深度も、機械を製造モードで作動させる以前に修正されねばならない。較正は、基板上にプリントされた像がいかようにも変形せず、その結果としてＩＣが適正に作動することを保証する助けをなす。

較正時には校正用基板が使用され、パターン形成装置上の整合マークのような像がその較正用基板のターゲット箇所に像形成される。較正用基板の測定が行われ、装置の幾つかの作動パラメータの精度が決定される。

較正用基板は典型的にはシリコンで作られ、放射光感応物質（レジスト）を被覆されている。典型的な基板の寸法は、製造用にしろ較正用にしろ、研磨した単結晶シリコン・ウェーハに関するＳＥＭＩ Ｍ１−０７０４仕様書、および３００ｎｍの研磨した単結晶シリコン・ウェーハ（ノッチ付き）に関するＳＥＭＩ Ｍ１．１５−０７０４規格書のような半導体装置および材料協会（「ＳＥＭＩ」）により規定された規格および仕様書に従う。これらの規格および仕様書は共に本明細書にその記載内容全体が援用される。

しかしながら、シリコンの熱膨張は比較的大きいので、較正のクオリティは露光前および露光時の基板の温度変化によって悪影響を受ける。この温度変化は、完了までに長い露光時間のかかる特別な較正時、ならびに上述した浸漬式装置において特に大きくなる。或る較正から別の較正へと温度の変化を予測することが困難なので、シリコン基板の膨張は予測が困難であり、大きく異なることになる。これはリソグラフィ装置の正確な較正を阻害する。

本発明の概念は、露光前および露光時の温度変化に実質的に影響されないリソグラフィ投影装置の較正方法を提供することである。

一実施例において、リソグラフィ装置の較正時に使用される較正用基板が提供される。この較正用基板は、実質的に平坦な第一の面と、この第一の面に実質的に平行な実質的に平坦な第二の面と、第一の面を第二の面に連結するエッジとを含む。較正用基板は、リソグラフィ装置内に位置する間の基板の温度変化による変形を減少するために、約１．０×１０^−６Ｋ^−１未満の熱膨張係数を有する。

他の実施例において、リソグラフィ装置を較正する方法が提供される。この方法は、パターン形成装置に備えられているマーカーを放射ビームによって較正用基板の放射光感応物質の層に像形成し、較正用基板上のそのマーカー像の属性を測定し、測定した属性とマーカーおよび装置の作動パラメータに基づいて予測された属性との間の誤差を決定し、装置の少なくとも一つの作動パラメータを調整して誤差を修正することを含む。較正用基板は実質的に平坦な第一の面と、この第一の面に実質的に平行な実質的に平坦な第二の面と、第一の面を第二の面に連結するエッジとを含む。この較正用基板は、リソグラフィ装置内に位置する間の基板の温度変化による変形を減少するために、約１．０×１０^−６Ｋ^−１未満の熱膨張係数を有する。

他の実施例において、リソグラフィ装置を使用してデバイスを製造する方法が提供される。この方法は、較正用基板によってリソグラフィ装置を較正することを含む。較正用基板は実質的に平坦な第一の面と、この第一の面に実質的に平行な実質的に平坦な第二の面と、第一の面を第二の面に連結するエッジとを含む。この較正用基板は、リソグラフィ装置内に位置する間の基板の温度変化による変形を減少するために、約１．０×１０^−６Ｋ^−１未満の熱膨張係数を有する。この方法はまた、放射ビームをパターン化し、このパターン化した放射ビームを製造用基板のターゲット箇所に投影することも含む。

他の実施例において、リソグラフィ装置の較正時に使用される較正用基板を組合わされたリソグラフィ装置が提供される。このリソグラフィ装置は放射ビームを調節する照射系、およびパターン形成装置を支持する支持構造を含む。パターン形成装置は放射ビームの横断面にパターンを与える作用をする。この装置はまた、較正用基板を保持する基板テーブル、およびパターン化した放射ビームを較正用基板のターゲット箇所に投影する投影系も含む。較正用基板は実質的に平坦な第一の面と、この第一の面に実質的に平行な実質的に平坦な第二の面と、第一の面を第二の面に連結するエッジとを含む。この較正用基板は、基板がリソグラフィ装置内に位置している間における該基板の温度変化による変形を減少するために、約１．０×１０^−６Ｋ^−１未満の熱膨張係数を有する。この方法はまた、放射ビームをパターン化し、このパターン化した放射ビームを製造用基板のターゲット箇所に投影することも含む。

本発明の実施例が添付図面を参照して単なる例を挙げて以下に説明される。図面では、同じ符号は同じ部分を示す。

図１は本発明の特定の実施例によるリソグラフィ装置を模式的に示している。この装置は、放射光（例えば、ＵＶ放射光、ＥＵＶ放射光または他の種類の放射光）の投影ビームＰＢを供給する照射系（照射装置）ＩＬと、パターン形成装置（例えば、マスク）ＭＡを支持し、そのパターン形成装置を要素ＰＬに対して正確に位置決めするために第一の位置決め装置ＰＭに連結された第一の支持構造（例えば、マスク・テーブル）ＭＴと、基板Ｗ（例えば、レジストを被覆されたウェーハ）を保持し、その基板を要素ＰＬに対して正確に位置決めするために第二の位置決め装置ＰＷに連結された基板テーブル（例えば、ウェーハ・テーブル）ＷＴと、パターン形成装置ＭＡにより投影ビームＰＢに与えたパターンを基板Ｗのターゲット箇所Ｃ（例えば、一つ以上のダイを含む）に像形成する投影系（例えば、屈折投影レンズ）とを含む。

本明細書に記載するように、この装置は透過式（例えば、透過式マスクを使用する）の形式とされている。それに代えて、この装置を反射式（例えば、上述で言及した形式のプログラム可能ミラー・アレーを使用する）とすることもできる。

照射装置ＩＬは放射光源ＳＯから放射ビームを受取る。例えば放射光源が励起レーザーである場合には、放射光源およびリソグラフィ装置を完全に分離することができる。その場合、放射光源はリソグラフィ装置の一部を形成するものと考えるのではなく、放射ビームは放射光源ＳＯから、例えば適当な方向決めミラーおよび（または）ビーム拡張機を含むビーム導入システムＢＤによって照射装置ＩＬへ送られる。他の例では、例えば放射光源が水銀ランプであるときは、放射光源は装置に一体化された部分となされる。放射光源ＳＯおよび照射装置ＩＬは、必要ならばビーム導入システムＢＤと一緒にして、放射系と称することができる。

照射装置ＩＬは、ビームの角度の強度分布を調整する調整装置ＡＭを含むことができる。一般に、照射装置の瞳面における強度分布の半径方向の少なくとも外側範囲および（または）内側範囲（一般にそれぞれσ−アウターおよびσ−インナーと称される）は調整することができる。さらに照射装置ＩＬは、積分装置ＩＮおよびコンデンサーＣＯのような他のさまざまな構成部材を一般に含む。照射装置は、投影ビームＰＢと称される横断面に所望の均一性および強度分布を有する調整された放射ビームを形成する。

投影ビームＰＢはマスク・テーブルＭＴ上に保持されたマスクＭＡを照射する。マスクを横断した投影ビームＰＢはレンズＰＬを通過する。このレンズはそのビームの焦点を基板Ｗのターゲット箇所Ｃ上に結ぶ。第二の位置決め装置ＰＷおよび位置センサーＩＦ（例えば、干渉式装置）によって、例えばビームＰＢの光路内に異なるターゲット箇所Ｃを位置決めするように、基板テーブルＷＴは正確に移動される。同様に、例えば、マスク保管場所からマスクが機械的に取出された後または走査時に、ビームＰＢの光路にマスクＭＡを正確に位置決めするために、第一の位置決め装置ＰＭおよび他の位置センサー（図１に明確に示されていない）を使用できる。一般に、物品テーブルＭＴ，ＷＴの動作は、位置決め装置ＰＭ，ＰＷの一部を構成する長ストローク・モジュール（粗い位置決め）および短ストローク・モジュール（微細な位置決め）によって行われる。しかしながらステッパの場合には（スキャナとは反対に）、マスク・テーブルＭＴは短ストローク用アクチュエータのみに連結されるか、固定される。マスクＭＡおよび基板Ｗはマスク整合マークＭ１，Ｍ２および基板整合マークＰ１，Ｐ２を使用して整合される。

図示装置は以下の例とするモードで使用できる。

１．ステップ・モードでは、投影ビームに与えられた或るパターンの全体が一度（すなわち、一回の静止露光）にターゲット箇所Ｃ上に投影される間、マスク・テーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴは基本的に静止状態に保持される。基板テーブルＷＴはその後Ｘおよび（または）Ｙ方向へ移動されて、別のターゲット箇所Ｃが照射できるようになされる。ステップ・モードでは、露光フィールドの最大寸法が一度の静止露光で像形成されるターゲット箇所Ｃの寸法を制限する。

２．走査モードでは、投影ビームに与えられたパターンがターゲット箇所Ｃ上に投影（すなわち、一度の動的露光）される間、マスク・テーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴが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の速度および方向は、投影系ＰＬの倍率（縮小率）および像倒立特性によって決まる。走査モードでは、露光フィールドの最大寸法が一度の動的露光においてターゲット箇所の幅（非走査方向）を制限するのに対して、走査動作の長さがターゲット箇所の高さ（走査方向）を決定する。

３．他のモードでは、マスク・テーブルＭＴはプログラム可能パターン形成装置を基本的に静止状態に保持し、基板テーブルＷＴは投影ビームに与えられたパターンがターゲット箇所Ｃに投影される間に移動または走査される。このモードでは、一般にパルス化された放射光源が使用され、プログラム可能パターン形成装置は基板テーブルＷＴの各移動の後、または走査時の連続的な放射光パルスの間に、要求に応じてアップデートされる。この作動モードは、上述で言及した形式のプログラム可能ミラー・アレーのようなプログラム可能パターン形成装置を使用するマスク無しリソグラフィにも容易に適用することができる。

上述した使用モードの組合せおよび（または）変更、または全く異なる使用モードも使用される。

最近まで、リソグラフィ装置は典型的に一つのマスク・テーブルと一つの基板テーブルとを含んでいた。しかしながら、今日では少なくとも二つの独立して移動可能な基板テーブルのある機械が入手できる。例えば、米国特許第５９６９４４１号、同第６２６２７９６号および同第６７１０８４９号に記載された多段装置を参照されたい。これらの多段装置の背後にある基本的な作動原理は、第一の基板テーブルがその上に配置された第一の基板を露光させるために投影系の下側の露光位置に位置されているとき、第二の基板テーブルは装填位置へ移動され、既に露光された基板を取外し、新しい基板を取付け、その新しい基板で幾つかの初期測定を行い、第一の基板の露光が終わり次第その新しい基板を投影系の下側の露光位置へ送れるように準備することができる。このサイクルが繰返されるのである。このようにして、機械の処理量を実質的に増大し、これにより機械の所有者の費用を改善することが可能である。同じ原理は露光位置と測定位置との間を移動される唯一の基板テーブルで使用できることは理解しなければならない。

使用される装置の形式に関係なく、この装置は取付けの際に典型的に較正される。取付けられた装置はまた、装置の主要部材の全てが適正に整合されることを保証するために、主要な保守が完了した後に典型的に較正される。上述のように装置が多段装置である場合、または浸漬式装置である場合、この較正には時間がかかり、適切な較正を行うために比較的長い露光時間を必要とする。

図２は、装置１０が較正されるときのその装置１０の基板テーブルＷＴまたは基板支持部のさらに詳細な図面を示す。図２に示されるように、基板テーブルＷＴはその上面ＵＳがＸＹ面内に実質的に位置するように配向されて、基板テーブルＷＴの動きがＸ軸およびＹ軸に沿うように定められる。基板テーブルＷＴの上面ＵＳは装置１０の較正時に、使用される較正用基板ＣＷを支持する。較正用基板ＣＷは投影系ＰＬを通過するパターン化された放射ビームを受けるように支持される。一実施例において、装置１０の較正時に較正用基板ＣＷを支持し、製造時に基板Ｗを支持するために同一の基板テーブルＷＴが使用されるので、較正用基板ＣＷは装置１０用に構成された基板Ｗと実質的に同じ寸法形状とされる。すなわち、基板Ｗが特定の直径を有する製造用ウェーハであれば、較正用基板ＣＷはその製造用ウェーハと実質的に同じ直径のウェーハとされる。例えば、図２および図３に示される実施例では、装置１０が３００ｍｍウェーハを処理するように構成されるならば、較正用基板ＣＷは約３００ｍｍの直径ＤＩＡを有していなければならない。

図３に示されるように、較正用基板ＣＷは実質的に平坦な頂面ＴＳと、その頂面ＴＳに実質的に平行な実質的に平坦な底面ＢＳと、頂面ＴＳを底面ＢＳに連結するエッジＥとを含む。一実施例において、エッジＥは頂面ＴＳおよび底面ＢＳに対して実質的に直角で、較正用基板ＣＷの外周を形成する。エッジＥはノッチＮを含む。ノッチＮは約１．０ｍｍ〜約１．２５ｍｍの深さＤ、および約８９゜〜約９５゜の角度αを有する。ノッチＮは較正用基板ＣＷを特定の軸、例えばＹ軸に沿って整合させるのに使用される。

図３に示されるように、較正用基板ＣＷはその実質的に中心である中心点ＣＰを含む。中心点ＣＰにおける較正用基板ＣＷの厚さＴは、約３００ｍｍの直径ＤＩＡを有する較正用基板ＣＷで約７５５μｍ〜約７９５μｍである。約２００ｍｍの直径ＤＩＡを有する較正用基板ＣＷでは、中心点ＣＰにおける厚さＴは約７０５μｍ〜約７４５μｍである。較正用基板ＣＷの局部平坦度は約１５０ｎｍで、被膜（ｗｒａｐ）は約５０μｍ未満である。局部平坦度および被膜はこの技術分野で周知の測定技術によって測定できる。例えば、局部平坦度はＳＦＱＲ測定法、例えば２６＊８、９５％で測定される。

本発明によれば、較正用基板ＣＷは小さな熱膨張係数、すなわち約１．０×１０^−６Ｋ^−１未満、を有する材料から形成される。一実施例において、較正用基板ＣＷは約０．１０×１０^−６Ｋ^−１未満の熱膨張係数を有する材料から形成される。一実施例において、較正用基板ＣＷは約０．０５×１０^−６Ｋ^−１未満の極度に小さい熱膨張係数を有する材料から形成される。ガラス・セラミック材料がそのように小さな熱膨張係数を有することが知られており、リソグラフィ装置で例えばミラーに使用されている。上述したように、較正用基板は典型的に比較的大きな熱膨張係数、すなわち２．５×１０^−６Ｋ^−１のシリコン・ガラスで形成されている。本発明による一実施例において、較正用基板ＣＷはガラス・セラミック材料で形成される。一実施例において、較正用基板ＣＷはドイツ国、マインツ、スコットＡＧ社が製造するＺＥＲＯＤＵＲ（登録商標）ガラス・セラミック材料で形成される。一実施例において、較正用基板ＣＷはニューヨーク、コーニング、コーニング・インコーポレーテッド社が製造するＵＬＥ（登録商標）ガラス材料で形成される。一実施例において、較正用基板ＣＷはキョーセラまたはスミキンなどの製造元が製造するコージーライト（マグネシウム・アルミニウム・シリケート）で形成される。一実施例において、較正用基板は日本国神奈川県、カブシキカイシャ オハラＴＡオハラ・インコーポレーテッド社が製造するＣＬＥＡＲＣＥＲＡＭ（登録商標）ガラス・セラミック材料で形成される。

装置１０の較正時に、例えばＺＥＲＯＤＵＲ（登録商標）ガラス・セラミック材料のような熱膨張係数の小さな材料で形成した較正用基板ＣＷを使用すれば、較正クオリティが改善される。特に多段式および浸漬式の装置で改善される。熱膨張係数の小さな材料で形成した較正用基板ＣＷを使用することで、較正用基板ＣＷの熱変化による変形は減少される。例えば、リソグラフィ装置で放射光に露出されている間の較正用基板ＣＷの膨張による変形は減少される。また、リソグラフィ装置内で冷却される間に較正用基板ＣＷが収縮することによる変形も減少される。このような冷却は、例えば、較正用基板ＣＷが浸漬式装置の較正に使用される場合に行われる。浸漬式装置の較正時には、較正用基板ＣＷは液体に接触される。液体が蒸発することで較正用基板ＣＷが冷却されるのである。

較正用基板ＣＷの頂面ＴＳおよび底面ＢＳは研磨される。一実施例において、較正用基板ＣＷがガラスのような透明材料で形成される場合、約５より大きい光密度を有する被膜ＣＴが頂面ＴＳ上に備えられる。このような被膜ＣＴは反射面を形成し、較正時に測定が行われるときに頂面ＴＳで光が反射される。一実施例において、被膜ＣＴは窒化チタン、すなわちＴｉＮを含む。ＴｉＮ被膜は約２００ｎｍの厚さを有する。

底面ＢＳは、較正用基板ＣＷの摩擦帯電の防止を助成するために被膜ＣＢを含む。被膜ＣＢは約１×１０^９ Ω／ｃｍ未満の抵抗を有する。一実施例において、被膜ＣＢは約１００ｎｍの厚さを有するＴｉＮを含む。

図４は、図１のリソグラフィ装置１０を較正する方法１００の一実施例を示す。この方法はステップ１１０で始まり、上述したように熱膨張係数の小さな材料で形成されて放射光感応物質を被覆された較正用基板ＣＷが基板テーブルＷＴで支持されるように装置１０内に配置されている。ステップ１２０において、パターン形成装置ＭＡのマーカーを較正用基板ＣＷの材料の放射光感応物質上に結像させるために投影系ＰＬが使用される。較正用基板ＣＷは任意であるが装置１０から取外され、ステップ１３０において現像される。ステップ１４０において、較正用基板が装置１０から取外されていたならば、較正用基板ＣＷは装置１０に戻して配置され、その較正用基板ＣＷ上の像の少なくとも一つの属性が測定される。較正用基板ＣＷの測定した属性とパターン形成装置ＭＡに基づいて予想される属性値との間のいずれかの差に基づく誤差がステップ１５０において決定される。誤差がないと決定されるならば、ステップ１７０においてこの方法は終了される。誤差が決定されたならば、この方法は継続し、ステップ１６０において装置の少なくとも一つの作動パラメータがその誤差を修正するために調整される。したがって、装置１０によるデバイス製造時に装置が適正に機能することを保証するために、装置１０に必要ないずれかの調整が完遂される。本発明の較正用基板ＣＷの使用は誤差の決定を改善することに寄与する。何故なら、較正用基板ＣＷの小さな熱膨張係数が、装置１０ではなく基板自体に属する誤差レベルを減少させるからである。

装置で製造されるデバイスが高品質なことを保証するために、装置の多くの異なる較正が典型的に完遂される。例えば、パターン形成装置が投影系ＰＬを通る光路に対して直角な平面内に位置すること、走査時にこの平面内にパターン形成装置が位置すること、基板テーブルＷＴができるだけ完全にＸ方向およびＹ方向へ移動することを保証するために、装置は較正される。また、Ｘ軸およびＹ軸が互いに絶対的に直角であること、支持構造ＭＴができるだけ完全にＹ軸に沿って移動すること、および較正用基板が投影系ＰＬを通る光路に直角で、パターン形成装置の平面と変更であることを保証するために、装置は較正される。基板テーブルＷＴが走査時に回転または横動しないこと、および基板Ｗがその動作範囲内で常に焦点面に保持されることを保証するために、さらなる較正が完遂される。

較正の一実施例において、放射光感応物質を被覆され、ゼロ層マークを有する較正用基板ＣＷが装置１０に配置される。複数のマークを含む複数の列を有するパターン形成装置ＭＡもリソグラフィ装置１０に配置される。パターン形成装置ＭＡの初期露光において、複数列の幾つか、好ましくは中央側の連通が露光される。すなわち、照射系ＩＬからの放射ビームＰＢがパターン形成装置ＭＡを露光し、パターン化された放射ビームが較正用基板ＣＷに投影される。パターン形成装置ＭＡはＸ軸またはＹ軸に沿って所定量、例えば約６４０ｎｍほど移動され、第二の露光が行われる。照射系ＩＬからの放射ビームＰＢがパターン形成装置ＭＡを露光し、この第二のパターン化された放射ビームが較正用基板ＣＷに投影される。第二のパターン化された放射ビームは典型的に第一の放射ビームと異なる。較正用基板ＣＷはその後に装置１０から取出され、現像されて、装置１０へ戻される。このようにして較正用基板ＣＷ上に形成された二つの像の位置が測定され、露光されたパターン形成装置ＭＡ上の像と比較される。較正用基板ＣＷ上の像の位置とパターン形成装置ＭＡの像の位置との間に誤差が計算され、その誤差を修正するために適切な段階が行われる。

一実施例において、照射系ＩＬからの放射ビームＰＢがパターン形成装置ＭＡの全体を露光し、複数の像が一度に較正用基板に投影されるようになされる。較正用基板ＣＷは装置１０から取出され、現像される。較正用基板ＣＷはその後に装置１０へ戻され、較正用基板ＣＷの像の位置が測定される。パターン形成装置ＭＡの像の位置と、較正用基板ＣＷの対応する像の位置との間の差は、必要ならば装置１０に対して適切な調整がおこなわれるようにモデル化することができる。

一実施例において、装置１０の「最良の焦点」は「ＦＯＣＡＬ」のような周知の技術を使用して経験的に決定される。ＦＯＣＡＬとは、整合させることにより焦点の較正を行うという英語の単語の頭文字を組み合わせた造語である。これは、装置１０の整合システムを使用して焦点面に関する情報を完全に決定するための最良の焦点測定技術である。特別な非対称に分割すなわちセグメント化した整合マークが焦点を通して較正用基板ＣＷに像形成される。この結像されたマーク（潜像または現像された像）の位置が整合システムによって測定される。非対称にセグメント化されているために整合システムで測定された位置は露光時に使用した焦点ずれに依存することになるので、最良の焦点位置の決定が可能となる。これらのマークを像フィールド全体に分散させ、セグメント化のために異なる配向を使用することで、幾つかの構造的配向に関する完全な焦点面が測定できる。この技術は米国特許第５６７４６５０号に詳細に記載されており、本明細書にその記載内容全体が援用される。

一実施例において、複数のフィールドを含み、それぞれのフィールドが異なる焦点設定をなされたパターン形成装置ＭＡのような焦点較正のために構成されたパターン形成装置が装置１０内に配置される。較正用基板ＣＷもまた装置１０内に配置される。パターン形成装置ＭＡは放射ビームで露光され、そのパターン形成装置ＭＡ上の像が投影系ＰＬによって較正用基板ＣＷに投影されるようになされる。パターン形成装置ＭＡはそれぞれ異なる露光エネルギーによって複数回にわたり露光される。パターン形成装置ＭＡの露光が完遂されたならば、較正用基板ＣＷは装置１０から取出され、現像された後に装置１０に戻される。較正用基板ＣＷ上の像は幅および厚さを測定され、パターン形成装置ＭＡ上の像、ならびにパターン形成装置ＭＡを露光するのに使用された露光エネルギーと比較される。このデータがモデル化され、装置に必要とされる調整が適切に確認できるようになされる。

一実施例において、複数のマークを含む複数の列を有するパターン形成装置ＭＡの全体が一度に露光される。照射系ＩＬからの放射ビームＰＢがパターン形成装置ＭＡによりパターン化され、投影系ＰＬによって較正用基板ＣＷに投影される。較正用基板ＣＷが装置１０から取出され、現像されて、装置１０へ戻される。この時点で較正用基板ＣＷ上にそれぞれ位置するマークの寸法、例えば幅および深さが測定され、パターン形成装置ＭＡ上のマークと比較される。これらのデータはモデル化され、限定するわけではないが焦点、傾きおよびフィールドの湾曲を含む属性を修正するために適当な調整が行えるようになされる。

一実施例において、基板テーブルＷＴのあらゆる非直交度を修正するための較正が完遂される。パターン形成装置ＭＡに対して位置されるべき基板Ｗに関して、基板テーブルＷＴのＸ軸およびＹ軸が互いにできるだけ直交状態に近づけられねばならない。この実施例において、直交目盛付き基板が使用される。直交目盛付き基板はＸ軸上に一列のマークを、またＹ軸上に一列のマークを含む。これらのマークの位置が測定され、予測位置と比較される。検出されたいずれかの誤差がウェーハ・ステージの非直交度によるとみなされ、この検出した非直交度の修正のために適当な補償が行われる。

一実施例において、予め存在する直交目盛付き基板が使用できない場合、直交目盛付き基板が作製される。直交目盛付き基板を作製するために、ブランク被覆基板が装置内に配置される。例えば、それぞれ５ｍｍほど隔てられたＸ軸方向に一列（行）のマーク、およびそれぞれ５ｍｍほど隔てられたＹ軸方向に一列（列）のマークを含む特別な像をパターン形成装置ＭＡは有する。このパターン形成装置ＭＡが照射系ＩＬからの放射ビームＰＢによって露光され、その露光像が較正用基板ＣＷに投影される。較正用基板ＣＷは装置から取出され、現像され、そしてＸ軸方向のマークがＹ軸上に、Ｙ軸方向のマークがＸ軸上に来るように９０゜回転させて装置内に戻される。基板テーブルが実際に直交していれば、Ｘ軸方向のマークはＹ軸上に正確に位置し、Ｙ軸方向のマークはＸ軸上に正確に位置することになる。これらのマークはその後測定され、実際の位置が予測位置と比較され、Ｘ軸またはＹ軸におけるあらゆる誤差は基板テーブルＷＴの非直交度によるものとみなされる。マークの測定は、Ｙ軸におけるいずれかのＹ方向の誤差およびＸ軸におけるいずれかのＸ方向の誤差の計算をも可能にする。このような計算は、Ｘ方向およびＹ方向の動きが等しいか否かのような情報を与える。

上述したいずれかの較正で使用された較正用基板のいずれの外的影響をも最少限にすることで、改善された較正が実現できる。何故なら、制御できない変数の衝撃が最少限となるからである。すなわち、上述で説明したような小さな熱膨張係数の材料で形成された較正基板を準備することで、露光前および露光時のいずれの温度変化も最少限になされるからである。

本発明の好ましい実施例が示され、説明されたが、それらは何れかの概念に限定することを意図するものではない。逆に、本発明は特許請求の範囲の欄に記載した精神および範囲内の全ての変形例および変更例を包含することを意図している。

本発明の一実施例によるリソグラフィ装置を示す。 図１のリソグラフィ装置の較正用基板を支持する基板テーブルの頂面図を示す。 図２の基板テーブルおよび較正用基板の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿う横断面図を示す。 図２の較正用基板により図１のリソグラフィ装置を較正する方法の一実施例を示す。

符号の説明

ＡＭ 調整装置
ＢＤ ビーム導入系
ＢＳ 底面
Ｃ ターゲット箇所
ＣＢ，ＣＴ 被膜
ＣＰ 中心点
ＣＯ コンデンサー
ＣＷ 較正用基板
ＤＩＡ 直径
ＩＦ 位置センサー
ＩＬ 照射装置
ＩＮ 積分装置
ＭＡ マスクすなわちパターン形成装置
ＭＴ マスク・テーブル
Ｍ１，Ｍ２ マスク整合マーク
Ｎ ノッチ
ＰＭ 第一の位置決め手段
ＰＷ 第二の位置決め装置
Ｐ１，Ｐ２ 基板整合マーク
ＳＯ 放射光源
ＴＳ 頂面
ＵＳ 上面
Ｗ 基板
ＷＴ 基板テーブルすなわち基板ステージ

Claims (33)

1. 浸漬式リソグラフィ装置の較正時に使用される較正用基板であって、
   実質的に平坦な第一の面と、
   第一の面に実質的に平行な実質的に平坦な第二の面と、
   第一の面を第二の面に連結するエッジとを含み、
   浸漬式リソグラフィ装置内に位置し、液体に接触する間の基板の冷却による縮小を減少するために、少なくとも約１．０×１０^−６Ｋ^−１未満の熱膨張係数を有する、ガラス・セラミック材料、ガラス材料又はコージーライトからなる較正用基板。
2. 少なくとも約０．１×１０^−６Ｋ^−１未満の熱膨張係数を有する、ガラス・セラミック材料、ガラス材料又はコージーライトからなる請求項１に記載された較正用基板。
3. 少なくとも約０．０５×１０^−６Ｋ^−１未満の熱膨張係数を有する、ガラス・セラミック材料、ガラス材料又はコージーライトからなる請求項２に記載された較正用基板。
4. 材料がＺＥＲＯＤＵＲ（登録商標）ガラス・セラミック材料である請求項１に記載された較正用基板。
5. 材料がＣＬＥＡＲＣＥＲＡＭ（登録商標）ガラス・セラミック材料である請求項１に記載された較正用基板。
6. 材料がＵＬＥ（登録商標）ガラス材料である請求項１に記載された較正用基板。
7. 第一の面および第二の面がそれぞれ約２００ｍｍの直径を有する請求項１に記載された較正用基板。
8. 第一の面の中心点での基板の厚さが約７０５μｍ〜約７４５μｍである請求項７に記載された較正用基板。
9. 第一の面および第二の面がそれぞれ約３００ｍｍの直径を有する請求項１に記載された較正用基板。
10. 第一の面の中心点での基板の厚さが約７５５μｍ〜約７９５μｍである請求項９に記載された較正用基板。
11. エッジがノッチを含む請求項１に記載された較正用基板。
12. 被膜がＴｉＮを含む請求項１に記載された較正用基板。
13. 被膜が約２００ｎｍの厚さを有する請求項１２に記載された較正用基板。
14. 被膜がＴｉＮを含む請求項１３に記載された較正用基板。
15. 被膜が約１００ｎｍの厚さを有する請求項１４に記載された較正用基板。
16. 浸漬式リソグラフィ装置を較正する方法であって、
    パターン形成装置に備えられているマーカーを放射ビームによって較正用基板の放射光感応物質の層に像形成すること、
    較正用基板上のマーカー像の属性を測定すること、
    測定した属性とマーカーおよび装置の作動パラメータに基づいて予測された属性との間の誤差を決定すること、および
    装置の少なくとも一つの作動パラメータを調整して誤差を修正することを含んでおり、
    較正用基板は実質的に平坦な第一の面と、この第一の面に実質的に平行な実質的に平坦な第二の面と、第一の面を第二の面に連結するエッジとを含み、また、
    較正用基板は、リソグラフィ装置内に位置し、液体に接触する間の基板の冷却による収縮を減少するために、少なくとも約１．０×１０^−６Ｋ^−１未満の熱膨張係数を有する、ガラス・セラミック材料、ガラス材料又はコージーライトからなる較正方法。
17. 較正用基板は、少なくとも約０．１×１０^−６Ｋ^−１未満の熱膨張係数を有する、ガラス・セラミック材料、ガラス材料又はコージーライトからなる請求項１６に記載された方法。
18. 較正用基板は、少なくとも約０．０５×１０^−６Ｋ^−１未満の熱膨張係数を有する、ガラス・セラミック材料、ガラス材料又はコージーライトからなる請求項１７に記載された方法。
19. 材料がＺＥＲＯＤＵＲ（登録商標）ガラス・セラミック材料である請求項１６に記載された方法。
20. 較正用基板が約３００ｍｍの直径を有する請求項１６に記載された方法。
21. 較正用基板が約２００ｍｍの直径を有する請求項１６に記載された方法。
22. マーカーが複数のマークを含む請求項１６に記載された方法。
23. 前記属性の測定がマーカー像の位置の測定を含む請求項１６に記載された方法。
24. 前記位置がＸ位置およびＹ位置を含む請求項２３に記載された方法。
25. 前記作動パラメータが基板テーブルの直交度を含む請求項２４に記載された方法。
26. 前記属性の測定が現像されたマーク像の位置の測定を含む請求項１６に記載された方法。
27. 前記少なくとも一つの作動パラメータの調整が装置の焦点および放射線量のパラメータの調整を含む請求項２６に記載された方法。
28. 浸漬式リソグラフィ装置を使用してデバイスを製造する方法であって、
    実質的に平坦な第一の面と、この第一の面に実質的に平行な実質的に平坦な第二の面と、第一の面を第二の面に連結するエッジとを含み、リソグラフィ装置内に位置し、液体に接触する間の冷却による収縮を減少するために、少なくとも約１．０×１０^−６Ｋ^−１未満の熱膨張係数を有する、ガラス・セラミック材料、ガラス材料又はコージーライトからなる較正用基板によってリソグラフィ装置を較正すること、
    放射ビームをパターン化すること、
    パターン化した放射ビームを製造用基板の放射光感応物質で形成されたターゲット箇所に投影することを含む製造方法。
29. 浸漬式リソグラフィ装置の較正時に使用される較正用基板を組合わされた浸漬式リソグラフィ装置であって、
    放射ビームを調節する照射系と、
    放射ビームの横断面にパターンを与える作用をするパターン形成装置を支持する支持構造と、
    較正用基板を保持する基板テーブルと、
    パターン化した放射ビームを較正用基板のターゲット箇所に投影する投影系とを含み、
    較正用基板は、実質的に平坦な第一の面と、
    この第一の面に実質的に平行な実質的に平坦な第二の面と、
    第一の面を第二の面に連結するエッジとを含み、
    少なくとも約１．０×１０^−６Ｋ^−１未満の熱膨張係数を有する、ガラス・セラミック材料、ガラス材料又はコージーライトからなる、浸漬式リソグラフィ装置。
30. 較正用基板は、少なくとも約０．１×１０^−６Ｋ^−１未満の熱膨張係数を有する、ガラス・セラミック材料、ガラス材料又はコージーライトからなる、請求項２９に記載された浸漬式リソグラフィ装置。
31. 材料がＺＥＲＯＤＵＲ（登録商標）ガラス・セラミック材料である請求項２９に記載された浸漬式リソグラフィ装置。
32. 較正用基板が約３００ｍｍの直径を有する請求項２９に記載された浸漬式リソグラフィ装置。
33. 較正用基板が約２００ｍｍの直径を有する請求項２９に記載された浸漬式リソグラフィ装置。

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