JP5281316B2 - 液浸リソグラフィに用いる基板を準備する方法及びデバイス製造方法 - Google Patents

Description

[0001] 本発明は、基板を検査する方法およびリソグラフィのために基板を準備する方法に関する。より詳細には、本発明の一実施形態は、ＥＢＲ(Edge Bead Removal)プロセスを検査および／またはモニタするための方法に関する。本発明の一実施形態は、コーティングトラックを最適化するためのフィードバックの使用にも関する。

[0002] リソグラフィ装置は基板、通常は基板上のターゲット部分上に所望のパターンを与える機械である。リソグラフィ装置は、例えば集積回路（ＩＣ）の製造において使用され得る。この例においては、代わりにマスクまたはレチクルとも呼ばれるパターニングデバイスを、ＩＣの個々の層上に形成される回路パターンを作り出すために使用することが可能である。このパターンは、基板（例えば、シリコンウェーハ）上の（例えば、ダイの一部、１つのダイ、または、いくつかのダイを含む）ターゲット部分上に転写され得る。パターンの転写は、典型的に、基板上に設けられた放射感応性材料（レジスト）の層上へのイメージングを介する。一般に、単一の基板は、連続して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。知られているリソグラフィ装置は、一度にターゲット部分上にパターン全体を露光することにより各ターゲット部分が照射される所謂ステッパ、および、特定の方向（「スキャン」方向）において放射ビームを介してパターンをスキャンする一方、これと同期して、この方向と平行または逆平行に基板を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所謂スキャナを含む。基板にパターンをインプリントすることによりパターニングデバイスから基板にパターンを転写することも可能である。

[0003] 投影システムの最終要素と基板との間の空間を満たすために、比較的に高い屈折率を有する液体、例えば水などの中に、リソグラフィ投影装置内の基板を浸漬させることが提案されている。これの要点は、より小さなフィーチャのイメージングを可能にすることである。なぜなら、露光用放射は、液体中では、より短い波長を有するからである。（液体の効果は、システムの有効開口数を増大させること、および、焦点深度を深めることとも考えることが可能である。）固体粒子（例えば、水晶）が懸濁された水を含めて、他の液浸液も提案されている。

[0004] しかし、液体の浴槽中に基板または基板および基板テーブルを沈めること（例えば、全体が参照により本明細書に組み込まれている米国特許第４５０９８５２号明細書を参照）は、液体の大きな塊がスキャン露光中に加速されなければならないことを意味する。これには、追加の、または、さらに強力なモータが必要となり、液体中の擾乱が不要かつ予測不能な影響につながる可能性がある。

[0005] 提案されるソリューションの１つは、液体封じ込めシステムＩＨを使用して、基板の局所化された領域上および投影システムの最終要素と基板との間にのみ、液体を供給するための液体供給システムに対するものである（基板は、一般に、投影システムの最終要素よりも大きな表面積を有する）。これを準備するために提案された１つの方法は、全体が参照により本明細書に組み込まれているＰＣＴ特許出願公報第ＷＯ９９／４９５０４号に開示されている。図２および３に示されているように、液体は少なくとも１つの入口ＩＮにより基板上に、好ましくは、最終要素を基準として基板の移動の方向に沿って供給され、かつ、投影システムの下方を通過した後で少なくとも１つの出口ＯＵＴにより除去される。すなわち、基板が−Ｘ方向において要素の下でスキャンされるに従い、液体は、要素の＋Ｘ側において供給され、かつ、−Ｘ側で取り出される。図２は、液体が入口ＩＮを介して供給され、より低い圧力源に接続された出口ＯＵＴにより要素の他の側で取り出される装置の概略を示している。図２の図において、液体は、最終要素を基準として基板の移動の方向に沿って供給されるが、必ずしもこのようにする必要はない。最終要素の周囲に位置決めされた入口および出口の様々な向きおよび数が可能であり、一例が図３に示され、図中、いずれかの側にある出口を伴う入口の４つの組が、最終要素の周囲に規則的なパターンに設けられている。

[0006] 局所化液体供給システムＩＨを使用したさらなる液浸リソグラフィ解決策が図４に示されている。液体は、投影システムＰＬのいずれかの側上の２つの溝状入口ＩＮにより供給され、入口ＩＮの外側に放射状に配列された複数の独立した出口ＯＵＴにより除去される。入口ＩＮおよびＯＵＴは、中央に孔があり、これを介して放射ビームが投影されるプレートに配列されることが可能である。液体は、投影システムＰＬの一方の側の１つの溝状入口ＩＮにより供給され、投影システムＰＬの他方の側の複数の独立した出口ＯＵＴにより除去され、投影システムＰＬと基板Ｗとの間に液体の流れの薄い膜をもたらす。入口ＩＮと出口ＯＵＴのどの組合せを使用するかの選択は、基板Ｗの移動の方向に依存し得る（入口ＩＮおよび出口ＯＵＴの他の組合せは不活性となる）。

[0007] 提案されている局所化液体供給システムソリューションを備えた他の液浸リソグラフィ解決策は、投影システムの最終要素と基板テーブルとの間の空間の境界の少なくとも一部に沿って延在する液体閉じ込め構造ＩＨを備えた液体供給システムを提供するためのものである。このような解決策が図５に示されている。この液体閉じ込め構造は、ＸＹ平面において投影システムを基準として実質的に静止しているが、Ｚ方向（光軸の方向）には多少の相対移動があってもよい。一実施形態において、液体閉じ込め構造と基板の表面との間にはシールが形成されており、ガスシールなどの非接触シールとすることもできる。

[0008] 液体閉じ込め構造１２は、投影システムＰＬの最終要素と基板Ｗとの間の空間１１内に液体を少なくとも部分的に含んでいる。基板への非接触シール１６は、液体が基板表面と投影システムの最終要素との間の空間内に閉じ込められるように、投影システムのイメージフィールドの周囲に形成することが可能である。この空間は、投影システムＰＬの最終要素の下に同要素を取り囲んで位置決めされた液体閉じ込め構造１２により少なくとも一部は形成されている。液体は、液体入口１３により、投影システムの下方かつ液体閉じ込め構造１２の内部の空間に運ばれ、かつ、液体出口１３により除去が可能である。液体閉じ込め構造１２は、投影システムの最終要素の少し上方に延在が可能であり、液体面は、液体による緩衝がもたらされるように、最終要素の上方に昇っている。液体閉じ込め構造１２は内周部を有し、一実施形態において、この内周部は、上端において、投影システムまたは投影システムの最終要素の形状に緊密に従い、かつ、例えば、丸くすることができる。底部において、この内周部は、イメージフィールドの形状、例えば長方形に緊密に従うが、必ずしもこのようにする必要はない。

[0009] 使用中に液体閉じ込め構造１２の底部と基板Ｗの表面との間に形成されているガスシール１６により、液体は空間１１内に含まれている。ガスシールは、圧力下で入口１５を介して、液体閉じ込め構造１２と基板との間の隙間に供給され、かつ、出口１４を介して吸引されるガス、例えば空気または合成空気だが、一実施形態においてはＮ_２または他の不活性ガスにより形成される。ガス入口１５に対する過剰圧力、出口１４に対する真空のレベル、および、隙間の幾何学的形状は、液体を閉じ込める内向きの高速ガス流ができるように準備されている。これらの入口および出口は、空間１１を取り囲む環状の溝とすることができ、ガスの流れ１６は液体を空間１１内に含むために有効である。このようなシステムは、全体が参照により本明細書に組み込まれている米国特許出願公報第ＵＳ２００４−０２０７８２４号に開示されている。

[0010] それぞれ全体が参照により本明細書により組み込まれているヨーロッパ特許出願公報第ＥＰ１４２０３００号および米国特許出願公報第ＵＳ２００４−０１３６４９４号には、ツインまたはデュアルステージの液浸リソグラフィ装置の案が開示されている。このような装置には、基板を支持するために２つのテーブルが設けられている。液浸液を使用せずに、第１の位置におけるテーブルを使用して、レベリング測定が行なわれ、液浸液が存在する第２の位置におけるテーブルを使用して露光が実行される。代案として、装置は１つのテーブルのみを有する。

[0011] 液浸リソグラフィ装置内の液浸液、ならびに、基板テーブルおよび液体供給デバイスなどのコンポーネントの汚染は、固有の問題となり得る。このような汚染のいずれの汚染源も、最小に抑えられるべきである。

[0012] 液浸液および装置コンポーネントの汚染のリスクを低減することが望ましい。

[0013] 本発明の一態様によれば、
第１および第２の層内に覆われた基板の実質的に頂部表面全体にわたり、かつ、これらの層のエッジ部に向けて電磁放射のビームを誘導すること、
散乱された、および／または、反射された電磁放射を検出すること、および
第２の層のエッジ部が第１の層のエッジ部に重なっているか否かを、検出の結果から確定すること、を含む検査方法が提供される。

[0014] 本発明の一態様によれば、
基板への第１のコーティングの第１の塗布を行うこと、
基板への第２のコーティングの第２の塗布工程を行うこと、
第１または第２のコーティングに覆われた基板の実質的に頂部表面全体にわたり、かつ、第１および／または第２のコーティングのエッジ部に沿って、電磁放射のビームをスキャンまたはステップさせること、
第１のコーティングのエッジ部により、かつ、第２のコーティングのエッジ部により反射および／または散乱された放射を検出すること、および
第１のコーティングのエッジ部と第２のコーティングのエッジ部が重なっているか否かを、検出された放射から確定すること、を含むリソグラフィのための基板を準備する方法が提供される。

[0015] 以下、例の方法のみにより、対応する参照記号が対応する部分を示す添付の該略図を参照して、本発明の実施形態が説明される。

[0025] 図１は本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置の該略図である。この装置は、
放射ビームＢ（例えば、ＵＶ放射またはＤＵＶ放射）を調整するように構成された照射システム（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築され、かつ、特定のパラメータに従ってパターニングデバイスを正確に位置決めするように構成された第１のポジショナＰＭに接続された支持構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴと、
基板（例えば、レジストコートされたウェーハ）Ｗを保持するように構築され、かつ、特定のパラメータに従って基板を正確に位置決めするように構成された第２のポジショナＰＷに接続された基板テーブル（例えば、ウェーハテーブル）ＷＴと、
パターニングデバイスＭＡにより放射ビームＢに与えられたパターンを基板Ｗの（例えば、１つまたは複数のダイを含む）ターゲット部分Ｃ上に投影するように構成された投影システム（例えば、屈折型投影レンズシステム）ＰＳであって、投影システムはフレームＲＦにより保持されている投影システムＰＳと、を含んでいる。

[0026] 照射システムは、放射を誘導し、整形し、または、制御するための屈折性、反射性、磁性、電磁性、静電性、もしくは、他のタイプの光学コンポーネント、または、それらの何らかの組合せなどの様々なタイプの光学コンポーネントを含むことができる。

[0027] 支持構造は、パターニングデバイスの向き、リソグラフィ装置の設計、および、例えばパターニングデバイスが真空環境において保持されているか否かなどの他の条件に依存する方法でパターニングデバイスを保持する。支持構造は、パターニングデバイスを保持するために、機械式、真空、静電的、または、他のクランプ技術を使用することができる。支持構造は、必要に応じて固定または可動とすることができる、例えばフレームまたはテーブルとすることができる。支持構造は、パターニングデバイスが、例えば投影システムに関して、所望の位置にあることを確実にすることができる。本明細書における用語「レチクル」または「マスク」のいずれの使用も、より一般的な用語「パターニングデバイス」と同義であると考えてよい。

[0028] 本明細書において使用されている用語「パターニングデバイス」は、基板のターゲット部分にパターンを作成するなどのために、放射ビームにパターンを放射ビームの断面において与えるために使用され得るいずれのデバイスも指すと広く解釈されたい。例えば、パターンが位相シフトフィーチャまたは所謂アシストフィーチャを含む場合など、放射ビームに与えられたパターンが基板のターゲット部分において所望のパターンに正確には対応しない可能性があることも注意されたい。一般に、放射ビームに与えられたパターンは、集積回路などのターゲット部分に作成されつつあるデバイスにおける特定の機能層に相当する。

[0029] パターニングデバイスは透過型または反射型とすることができる。パターニングデバイスの例は、マスク、プログラマブルミラーアレイ、および、プログラマブルＬＣＤパネルを含む。マスクはリソグラフィにおいてよく知られており、かつ、バイナリ、レベンソン型(alternating)位相シフト、および、減衰型(attenuated)位相シフトなどのマスクタイプ、ならびに、様々な混合マスクタイプを含む。プログラマブルミラーアレイの例は小型ミラーのマトリクス配列を採用しており、同ミラーのそれぞれは、入来する放射ビームを異なった方向に反射するように個別に傾けることができる。傾けられたミラーは、ミラーマトリクスにより反射された放射ビーム内にパターンを与える。

[0030] 本明細書において使用されている用語「投影システム」は、使用されている露光用放射に対して、または、液浸液の使用もしくは真空の使用などの他の要因に対して適切であるような屈折性、反射性、反射屈折性、磁性、電磁性、および、静電性の光学系、または、それらの何らかの組合せを含むいずれのタイプの投影システムも包含するとして広く解釈されたい。本明細書における用語「投影レンズ」のいずれの使用も、より一般的な用語「投影システム」と同義であると考えることができる。

[0031] 本明細書に示されたように、装置は（例えば、透過型マスクを採用している）透過型のものである。代案として、装置は（例えば、上記に言及したタイプのプログラマブルミラーアレイを採用したか、または、反射型マスクを採用した）反射型のものとすることができる。

[0032] リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）またはそれより多くの基板テーブル（および／または、２つ以上の支持構造）を有するタイプのものとすることができる。このような「マルチステージ」機においては、追加のテーブルを並行して使用することができるか、または、１つまたは複数のテーブルが露光のために使用されている間に、予備工程を１つまたは複数の他のテーブル上で実行することができる。

[0033] 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光する。例えば放射源がエキシマレーザであると、放射源およびリソグラフィ装置は別個の実体とすることができる。このような場合、放射源はリソグラフィ装置の一部を形成しているとは考えられず、かつ、放射ビームは、例えば適した誘導ミラーおよび／またはビームエキスパンダなどを含むビームデリバリシステムＢＤの支援を得て、放射源ＳＯからイルミネータＩＬに通される。他の場合、放射源は、例えば放射源が水銀ランプであると、リソグラフィ装置の一体化された一部とすることができる。放射源ＳＯおよびイルミネータＩＬは、必要であれば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。

[0034] イルミネータＩＬは放射ビームの角度強度分布を調整するためのアジャスタＡＭを含むことができる。全般的に、イルミネータの瞳面における強度分布の少なくとも（一般にそれぞれσ−ｏｕｔｅｒおよびσ−ｉｎｎｅｒと呼ばれる）外側および／または内側半径範囲は調整が可能である。さらに、イルミネータＩＬは、インテグレータＩＮおよびコンデンサＣＯなどの種々の他の構成要素を含んでよい。イルミネータは、放射ビームの断面における所望の均一度および強度分布を有するように、放射ビームを条件調整するために使用することができる。

[0035] 放射ビームＢは支持構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴ上に保持されているパターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡに入射し、かつ、パターニングデバイスによりパターニングされる。パターニングデバイスＭＡを横切って、放射ビームＢは、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームを合焦させる投影システムＰＳを通る。第２のポジショナＰＷおよび位置センサＩＦ（例えば、干渉計デバイス、リニアエンコーダ、または、容量センサ）の支援を得て、基板テーブルＷＴは、例えば放射ビームＢの経路内に異なった各ターゲット部分Ｃを位置決めなどするように正確に移動可能である。

[0036] 同様に、第１のポジショナＰＭおよび（図１には明示的に描かれていない）別の位置センサは、例えばマスクライブラリからの機械式取出しの後、または、スキャン中などに、放射ビームＢの経路に関してパターニングデバイスＭＡを正確に位置決めするために使用されることが可能である。全般に、支持構造ＭＴの移動は、第１のポジショナＰＭの一部を形成するロングストロークモジュール（粗動位置決め）およびショートストロークモジュール（微動位置決め）の支援を得て実現されることが可能である。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第２のポジショナＰＷの一部を形成するロングストロークモジュールおよびショートストロークモジュールを使用して実現されることが可能である。（スキャナに対抗するものとしての）ステッパの場合、支持構造ＭＴはショートストロークアクチュエータのみに接続されることが可能であるか、または、固定されることが可能である。パターニングデバイスＭＡおよび基板Ｗは、パターニングデバイスのアライメントマークＭ１、Ｍ２および基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を使用してアライメントされることが可能である。示されているような基板アライメントマークは専用のターゲット部分を占有しているが、これらのマークはターゲット部分間の各空間（これらはスクライブレーンアライメントマークとして知られている）に位置されることも可能である。同様に、２個以上のダイがパターニングデバイスＭＡ上に設けられている状況では、パターニングデバイスのアライメントマークはダイ間に位置されることが可能である。

[0037] 示されている装置は以下のモードの少なくとも１つにおいて使用可能である。

[0038] １．ステップモードにおいて、支持構造ＭＴおよび基板テーブルＷＴは基本的に静止に保たれる一方、放射ビームに与えられたパターン全体が一度にターゲット部分Ｃ上に投影される（すなわち、単一静止露光）。続いて、基板テーブルＷＴは、異なったターゲット部分Ｃが露光可能となるようにＸおよび／またはＹ方向に移動される。ステップモードにおいては、露光フィールドの最大サイズが単一静止露光においてイメージングされるターゲット部分Ｃのサイズを制限している。

[0039] ２．スキャンモードにおいて、支持構造ＭＴおよび基板テーブルＷＴは同期してスキャンされる一方、放射ビームに与えられたパターンがターゲット部分Ｃ上に投影される（すなわち、単一動的露光）。支持構造ＭＴを基準とした基板テーブルＷＴの速度および方向は、投影システムＰＳの拡大（縮小）倍率およびイメージ反転特性により決定されることが可能である。スキャンモードにおいては、露光フィールドの最大サイズが単一動的露光におけるターゲット部分の（非スキャン方向における）幅を制限しているのに対し、スキャン移動の長さはターゲット部分の（スキャン方向における）高さを決定している。

[0040] ３．他のモードにおいて、支持構造ＭＴは基本的に静止に保たれ、プログラマブルパターニングデバイスを保持し、基板テーブルＷＴが移動されるか、または、スキャンされている間に、放射ビームに与えられたパターンがターゲット部分Ｃ上に投影される。このモードにおいては、全般にパルス放射源が採用され、かつ、プログラマブルパターニングデバイスは、基板テーブルＷＴの各移動の後に、または、スキャン中の連続した放射パルス同士の間に、必要に応じて更新される。この動作モードは、上記に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利用したマスクレスリソグラフィに直ちに適用可能である。

[0041] 上記に説明された使用のモードまたは完全に異なった使用のモードの組合せおよび／またはそれらの変形も採用されることが可能である。

[0042] レジストおよび／またはトップコートはシリコン基板上では接着が貧弱である。対照的に、下層反射防止コーティング（ＢＡＲＣ）はシリコン基板上では接着が優れている。レジスト層および／またはトップコード層が基板上のＢＡＲＣ層を覆って延在する場合、レジストおよび／またはトップコート層の剥離が液浸液に対して露光の際に発生し、これにより、液浸液を汚染する。続いて、液浸液中の汚染物質は、全ての後続の基板のイメージングに有害な影響を及ぼす可能性がある。したがって、バッチ内の単一の基板でさえ、ＢＡＲＣ層にわたり延在するレジストおよび／またはトップコートを有さないことを確実にすることが望ましい。したがって、このような問題を回避するために、基板を検査およびモニタすることが望ましい。

[0043] 図６は、レジストもトップコートもＢＡＲＣ層のエッジ部に重なっていない基板のエッジ部を示している。

[0044] 図６において、ＢＡＲＣ層１００は基板Ｗ上に最初にコートされる。ＢＡＲＣ層１００は基板のエッジ部の近くに延在するエッジ部を有する。理想的には、基板のエッジ部とＢＡＲＣ層のエッジ部との間の隙間は、約０．５ｍｍである（製造業者は１．０ｍｍ未満を好んでいる）。従来、基板は（たとえ必要がなくとも）円形である。この、または、他の層は、基板上にスピンコートされることが可能である。

[0045] ＢＡＲＣ層１００の頂部上には、レジスト層１０２が形成されている。レジスト層１０２は、理想的には、基板の中心を基準として、ＢＡＲＣ層１００のエッジ部の、内向きに放射状に定置されたエッジ部を有する。望ましくは、レジスト層のエッジ部は、基板のエッジ部から約２．２ｍｍである。レジスト層の頂部上には、任意のトップコート層１０４がある。この層は、レジスト１０２層が堆積された後にコートされる。図から分かるように、トップコート層１０４は、トップコート層１０４の一部がＢＡＲＣ層１００の頂部上に堆積されるように、レジスト層１０２の全体ならびにレジスト層１０２のエッジ部を覆っている。トップコート層１０４のエッジ部は、ＢＡＲＣ層１００のエッジ部とレジスト層１０２のエッジ部との間に放射状に存在し、かつ、望ましくは、基板Ｗのエッジ部から約１．４ｍｍである。代案となる装置は、トップコートおよび／またはレジストが未コートの基板上に着置せず、かつ、基板のエッジ部への隙間が小さい（可能な限り小さい）限り、可能である。これを実現するために、溶媒を使用した背面および／または頂部側のリンスが使用可能である。全てのＥＢＲ戦略は、本発明の実施形態において使用可能である。

[0046] トップコート１０４およびレジスト１０２のいずれもがＢＡＲＣ層１００に重なっていないことを確かめるために使用が可能な１つの方法は、顕微鏡を使用して目視で確かめることである。この検査は、各層のエッジ部が正確な順序になっていることを決定するために基板にわたる特定の数の位置において、行なうことが可能である。これが、円形の層１００、１０２、１０４を持つ基板Ｗの周囲の周辺の４つの位置において行なわれ、各位置が９０度だけ近隣の位置から離れている場合、それらの４つの位置において、許容不可能な重なりはないが、それらの点の２つの間の位置において、そのような重なりがあり得ることを見ることは可能である。各層が完全な円形ではない場合、測定が行なわれる４つの位置のそれぞれの間では重なりが正確ではない領域があることは当然可能となる。

[0047] 図７は、パターニングされていない欠陥用ツール（例えば、KLA-Tencor Surfscan SP1またはSurfscan SP2検査システム）を断面で示しており、同ツールにおいて、イルミネータ２００により生成された放射の合焦ビーム２０２は、鋭角、すなわち、基板Ｗの頂部表面に対する平行と垂直との間の角度で、基板の頂部表面上に誘導される。この放射は、偏光されていても偏光されていなくてもよい。表面により反射および／または散乱された放射２０４は、複数の検出器２１０により拾われる。検出器２１０により受け取られた情報からは、基板Ｗの頂部表面における欠陥が検出可能である。ビームおよび／または基板Ｗは、基板の頂部表面の全てが照射ビーム２０２の下方の何らかの点にあるようにスキャンされる。代案として、ビームおよび／または基板Ｗは、基板の頂部表面にわたり網羅するために、ステップされることが可能である。照射ビームは、典型的に、幅で５と１５ミクロンの間の直径を有する。散乱計に基づくいずれのツールも使用が可能である。位相シフトおよび／または反射を代わりに、または、加えて使用するツールも使用が可能である。これらの他のタイプのツールは、エッジ部が基板の面取りされたエッジ部上にある時に、各層のエッジ部を検出することに、特に適しているとすることができる。このような状況では、異なった技術の組合せも使用が可能である。

[0048] 明るいフィールドまたは暗いフィールドの照射は、基板表面に対する放射ビームおよび／またはセンサの角度の組合せと同様に使用が可能である。

[0049] エッジ部の測定は、望ましくは、本適用例における基板の何らかの他のフィーチャの測定と同時に行なわれる（したがって、基板の実質的に表面全体にわたりスキャンする）。例えば、欠陥の測定、基板の表面プロファイルの測定などである。

[0050] 通常、図７に示されたタイプのパターニングされていない欠陥用ツールは、基部シリコン基板上の、ならびに／または、ＢＡＲＣ層、レジスト層、および／もしくは、トップコート層における不完全点を、これらの層が基板Ｗの頂部表面に塗布されるプロセッシングトラックから基板Ｗが出る前および／または後に、検出するために使用される。基板がチェックされ、かつ、欠陥の程度が許容可能であると見出された後、基板は、図１に示されたものなどのリソグラフィ装置内に移動される。しかし、これは、必ずしもこのようでなくてよく、図７に示されたパターニングされていない欠陥用ツールは、プロセスに不具合がある全ての、または、ほとんどの基板が、それらの基板がリソグラフィ装置に進入する前に検出されていることを確認するために、プロセッシングトラック内か、または、図１のリソグラフィ装置の直前とすることができる。

[0051] １つのそのようなパターニングされていない検査ツールは、米国特許第４８９８４７１号明細書において説明されている。このツールにおいて、スキャンビームにより照射されている基板表面上の領域は、スキャン方向に移動する楕円である。米国特許第４８９８４７１号明細書に記載された一実施例において、この楕円は２０ミクロンの幅および１１５ミクロンの長さを有する。この照射領域における異常部分またはパターンにより散乱された放射は、８０度から１００度の範囲のアジマス角で設置された光検出器により検出される。光検出器により検出された信号は、テンプレートを構築するために使用される。この楕円形スポットがスキャン方向において近隣の位置に移動されると、スポット内の構造からの散乱放射は再び検出され、続いて、規則的なパターンに対するものとしての汚染源粒子またはパターン欠陥の存在を突き止めるために、その光検出器信号はテンプレートと比較される。米国特許第４８９８４７１号明細書において、スキャン方向において基板の寸法全体にわたり延在する基板の長細い帯状部分を照射および検査するために、スキャンビームは基板全体にわたりスキャンする。続いて、基板は、近隣の細長い帯状部分をスキャンするために、スキャン方向に垂直な方向において機械式ステージにより移動される。この動作は、基板全体が網羅されるまで繰り返される。

[0052] スポット内の構造により散乱された放射は、表面上のパターンにより散乱された放射などの背景、ならびに、汚染源粒子、パターン欠陥、または、表面の不完全点などの異常部分により散乱された放射を含む。このような背景は、かなり大きな振幅を有し得る。この理由のため、異常部分が照射領域の大きさに比較して小さいサイズのものであれば、このような異常部分からの散乱放射は、背景により飲み込まれ、かつ、背景からは検出不可能となる可能性がある。照射領域またはスポットサイズの大きさを低減することにより、背景の放射強度に対する異常部分により散乱された放射強度の比は増大し、それにより、検出感度を増大させる。しかし、より小さなスポットサイズを使用すると、基板全体にわたる長いスキャン直線に沿ってスポットの均一度を維持することがより困難になる。スキャン経路を短い区間に分割することにより、より小さなスポットサイズを採用することが可能になる一方、同時に、その経路に沿ったスポットの均一性も維持される。システムの観点からは、スキャンの長さを短縮することにより、前方散乱放射を検出するための集光光学要素のサイズは、より管理しやすくなる。

[0053] 通常、図７に示された装置は、基板の頂部表面の中心領域のみを検出し、エッジ部領域は検出されない。なぜなら、通常は、デバイスは、デバイスのその部分上にイメージングされるわけではなく、そのため、その領域に欠陥があるか否かは問題とはならないからである。しかし、本発明の一実施形態において、基板Ｗのエッジ部は照射ビーム２０２でスキャンされ、上記に言及されたタイプのパターニングされていない欠陥用ツールは、ＢＡＲＣ層１００のエッジ部、レジスト層１０２のエッジ部、および、任意のトップコート層１０４のエッジ部の位置をイメージングするために使用され得る。続いて、エッジ部の解析は、それらのエッジ部が互いに重なっているか否かを決定するために使用可能となる。エッジ部のスキャンは余分な時間をほとんど取らず、そのため、エッジ部のスキャンを欠陥に対するスキャンと組み合わせることは効率的である。これがどのようにして行なわれ得るかの一実施形態が以下に示される。

[0054] 本発明の実施形態は、パターニングされた欠陥用ツールにも適用する。適したツールは、KLA 2xxxシリーズ検査システム（例えば、KLA-2351，2365，または2800検査システム）を含む。

[0055] 一実施形態において、リソグラフィ装置のメトロロジーステーションのレベルセンサは、基板の前処理の一部として高さの変化を測定するために基板の頂部表面をスキャン（または、ステップ）するためだけでなく、各層のエッジ部の少なくとも一部にわたってスキャンするためにも使用が可能である。レベルセンサ内では、ビームが、基板の頂部表面の平面に対して実質的に９０度で基板に突き当たる。続いて、各層のエッジ部におけるこれらの高さスキャン測定は、各層のエッジ部の位置についての情報、特に、任意のトップコート層１０４とＢＡＲＣ層１００との間、または、レジスト層１０２とＢＡＲＣ層１００との間、および、ＢＡＲＣ層１００と基板Ｗ自体との間のステップ高さの変化を明らかにする（図６を参照）。したがって、このようにして、（比較高さ測定を含む基板の頂部表面のマップであり、イメージング中の合焦に役立てるために使用される）所謂、基板高さマップを作成するために、レベルセンサがステップまたはスキャンする領域を限界まで拡張することにより、別個の測定工程を行なう必要なく、各層のエッジ部の詳細が取得可能となる。続いて、このようにして取得されたデータは、いずれの他の実施形態のデータとも全く同じ方法で使用可能である。

[0056] さらなる実施形態は、表面全体にわたりスキャンするための（高解像度）ＣＣＤカメラである。事実、ビームは、各層のエッジ部を含めて、基板の実質的に頂部表面全体にわたり単に誘導可能である。ビームは、例えば、スキャンおよび／またはステップにより移動可能である。

[0057] 図８は基板の解析の結果を示している。解析で主に示されたことは、基板の中央における読みとして現れる多くの表面欠陥である（これは、通常よりも多い表面欠陥である）。通常の解析は、それらの表面欠陥から実行可能であり、基板は、通常のように拒否または受入れ可能である。しかし、本発明の一実施形態によるさらなる、または、代案の工程では、照射ビーム２０２は、図９に示されたように、ＢＡＲＣ層１００、レジスト層１０２、および、トップコート層１０４のエッジ部が目視可能となるように基板のエッジ部にわたりスキャンされる。このデータを処理する簡単な方法は、このデータを極座標にプロットすることであり、それは、試験を通過した基板について図１０に示されている。図１０には、見ることができる３組のデータがあり、最上部のデータは基板のエッジ部であり、次はＢＡＲＣ層１００のエッジ部であり、次はトップコート層１０４のエッジ部であり、最後にレジスト層１０２のエッジ部である。これらの線のいずれの重なり、または、間違った順序でのこれらの線は、基板の拒否につながり得る。図１０に示された結果を検査し、基板が試験を通過することを決定することが目視で容易であっても、自動解析を可能にするためには、データに曲線を適合させることが有益となり得る。データに適合するための適した等式は以下の形のものとなる。
ｒ＝ａ＋ｂｓｉｎ（φ）＋ｃｃｏｓ（φ）
ここで、ｒは原点からの変位であり、ａ、ｂ、および、ｃは定数であり、かつ、φは極座標における角位置である。

[0058] 図１１は、ＢＡＲＣ、レジスト、および、トップコートのエッジ部がプロットされた１つの典型的な結果を示している。図から分かるように、ＢＡＲＣおよびレジストのエッジ部が重なっており、したがって、これは、汚染の増大したリスクにより拒否基板をもたらす。図１２は、正しい順序でもあるエッジ部間に重なりがなく、そのため、基板が試験を通過する他の実施例を示している。

[0059] 後続の基板上に層の少なくとも１つを塗布するためのプロセス工程が、エッジ部の重なりを排除するためにフィードバックループにより変更されるように、解析の結果はフィードバックループにおいて使用可能である。

[0060] 上述の方法は、３つの層に対抗するものとしての２つの層についてもまさに同様に機能し、かつ、基板のエッジ部の一部のみ、ならびに、エッジ部の周囲全体をスキャンすることにより使用可能である。しかし、基板の頂部表面の全体（または、ＢＡＲＣ層１００により覆われた平面内の少なくとも表面全体）がスキャンされる欠陥に対する基板の頂部表面のスキャンと同時に、スキャンが行なわれれば、最も効率的である。

[0061] 上記に検討された本発明の一実施形態は、位相シフト技術および反射光測定技術とともにも使用可能である。位相シフト技術においては、サンプリング位相シフトがスキャン中にマルチラインセンサアレイの連続した各線の間に検出される。反射光測定において、基板は、シリコンまたはレジストのＢｒｅｗｓｔｅｒ角の近くで突き当たるｓ偏光放射とｐ偏光放射により別個に照射可能であり、反射されたｓ偏光放射と反射されたｐ偏光放射との間のイメージの差が導出される。

[0062] 上述のシステムは、装置の液浸液またはコンポーネントを潜在的に汚染する可能性のある基板上の残存物を検出するために、追加で、または、代わりに使用可能である。このような残存物は、例えば、剥落されたＢＡＲＣの粒子とすることができる。

[0063] 本明細書においてＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用に対して特に言及されているかもしれないが、本明細書において説明されたリソグラフィ装置が、集積光学システムの製造、磁気ドメインメモリのための誘導および検出パターン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドなどの他の実用例を有することが可能であることを理解されたい。当業者は、そのような代案実用例の状況において、本明細書における用語「ウェーハ」または「ダイ」のいずれの使用も、より一般的な用語「基板」または「ターゲット部分」それぞれと同義であると考えられることを理解されよう。本明細書において言及されている基板は、露光の前または後に、例えばトラック（典型的に、基板にレジストの層を塗布し、かつ、露光されたレジストを現像するツール）、メトロロジーツール、および／または、検査ツールにおいて処理することができる。適用される場合、本明細書における開示は、このような、および、他の基板処理ツールに適用されてもよい。さらに、基板は、例えば多層ＩＣを作成するなどのために２回以上処理されることが可能であり、そのため、本明細書において使用されている用語「基板」は処理済みの多数の層を既に含む基板を指すことも可能である。

[0064] 本明細書において使用されている用語「放射」および「ビーム」は、（例えば、約３６５、２４８、１９３、１５７、もしくは１２６ｎｍの、またはその近辺の波長を有する）紫外（ＵＶ）放射を含めて、全てのタイプの電磁放射を包含する。

[0065] 状況が許容する場合、用語「レンズ」は、屈折性および反射性の光学コンポーネントを含めて、様々なタイプの光学コンポーネントのいずれか１つまたは組合せを指すことができる。

[0066] 本発明の特定の実施形態が上記に説明されたが、本発明が説明された以外に実施可能であることを理解されよう。例えば、本発明は、上記に開示された方法を記述する機械読取可能な命令の１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、または、そのようなコンピュータプログラムを保存したデータ保存媒体（例えば、半導体メモリ、磁気または光学ディスク）の形を取ることもできる。

[0067] 本発明の１つまたは複数の実施形態は、液浸液が浴槽の形で、または、基板の局所化された表面領域上のみに供給されるかにかかわらず、いずれの液浸リソグラフィ装置、特に、しかし排他的ではなく、上述のタイプのものに適用可能である。本明細書において考えられた液体供給システムは、広く解釈されなければならない。特定の実施形態において、投影システムと基板および／または基板テーブルとの間の空間に液体を供給するのは、１つの機構または構造の組合せとすることができる。これは、液体を空間に供給する１つまたは複数の構造、１つまたは複数の液体入口、１つまたは複数のガス入口、１つまたは複数のガス出口、および／または、１つまたは複数の液体出口の組合せを含むことができる。一実施形態において、空間の表面は基板および／もしくは基板テーブルの一部としてよいか、または、空間の表面は基板および／または基板テーブルの表面を完全に覆っていてよいか、または、空間は、基板および／または基板テーブルを包含していてよい。液体供給システムは、液体の位置、量、品質、形状、流速、または、他の特徴を制御するための１つまたは複数の要素を、任意でさらに含むことができる。

[0068] 装置で使用される液浸液は、所望の特性および使用される露光用放射の波長に従って様々な組成を有することができる。１９３ｎｍの露光波長のためには、超純水または水系の組成が使用可能であり、この理由のために、液浸液は、水と呼ばれることもあり、親水性、疎水性、湿度などの水関連の用語が使用可能である。

[0069] 上記の説明は、例示的であることが意図されており、限定することは意図されていない。そのため、当業者には、冒頭に述べられた特許請求の範囲の範囲から逸脱せずに、説明された通りの本発明に、修正を行なうことが可能であることが明らかであろう。

[0016]本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を示す図である。 [0017]リソグラフィ投影装置における使用のための液体供給システムを示す図である。 [0017]リソグラフィ投影装置における使用のための液体供給システムを示す図である。 [0018]リソグラフィ投影装置における使用のためのさらなる液体供給システムを示す図である。 [0019]リソグラフィ投影装置における使用のためのさらなる液体供給システムを示す図である。 [0020]３つのコーティングを上に備えた基板の断面図である。 [0021]検査装置を示す図である。 [0022]図７の検査装置により検出された偽信号を示す図である。 [0022] 図７の検査装置により検出された偽信号を示す図である。 [0023]極座標に操作された生データを示す図である。 [0024]典型的なデータに適合された曲線を示す図である。 [0024]典型的なデータに適合された曲線を示す図である。

Claims (8)

1. 液浸リソグラフィに用いる基板を準備する方法であって、
   前記基板への第１のコーティングの第１の塗布を行うこと、
   前記基板への第２のコーティングの第２の塗布を行うこと、
   前記第１または前記第２のコーティングに覆われた前記基板の実質的に前記頂部表面全体にわたり、かつ、前記第１および／または第２のコーティングのエッジ部に沿って、電磁放射のビームをスキャンまたはステップさせること、
   前記反射および／または散乱された放射を検出すること、
   前記頂部表面全体に欠陥があるか否かを前記検出された放射から検知するとともに、前記第１のコーティングの前記エッジ部と前記第２のコーティングの前記エッジ部とが重なっているか否かを、前記検出された放射から確定すること、を含み、
   前記確定は、前記第１のコーティングのエッジ部が、上から見て、前記基板のエッジ部と、前記第２のコーティングのエッジ部との間にあるか否かを検出することを含み、
   前記第１のコーティングは、底部反射防止コーティングであり、前記第２のコーティングは、レジスト層又はトップコートである、方法。
2. 前記第２の塗布に続く前記基板への第３のコーティングの第３の塗布をさらに含み、
   前記確定は、前記第３のコーティングのエッジ部が、上から見て、前記第１のコーティングの前記エッジ部と、前記第２のコーティングの前記エッジ部との間にあるか否かを検出することを含み、
   前記第２のコーティングは、レジスト層であり、前記第３のコーティングは、トップコートである請求項１に記載の方法。
3. 前記確定は、極座標における前記第１、第２及び第３のコーティングの各エッジ部の位置データに曲線をそれぞれフィッティングさせ、各曲線のいずれかに重なりがあるか否か又は間違った順序の曲線があるか否かを解析することを含む、請求項２に記載の方法。
4. 前記曲線は公式
   ｒ＝ａ＋ｂｓｉｎ（φ）＋ｃｃｏｓ（φ）
   を有し、ここで、ｒは原点からの変位であり、ａ、ｂ、およびｃは定数であり、φは極座標における角位置である、請求項３に記載の方法。
5. 基板に層を与えるための機械による使用のために、前記確定の結果に基づきフィードバック信号を生成することをさらに含む、請求項２乃至請求項４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記第１、第２及び第３のコーティングの各エッジ部のいずれかが重なっている場合、次の基板について、各エッジ部が重ならないように前記第１、第２及び／又は第３の塗布を変更する、請求項５に記載の方法。
7. 前記ビームは、前記基板の前記頂部表面上に鋭角で誘導される、請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の方法。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載された方法を使用して準備された前記基板を設けること、および
   前記基板上に放射のパターニングされたビームを液体を介して投影すること、
   を含むデバイス製造方法。

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