JP6084227B2 - リソグラフィ装置及び方法 - Google Patents

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Description

関連出願の相互参照
[0001] 本願は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれている、２０１１年１０月２０日出願の米国仮出願第６１／５４９，５４８号の利益を主張する。
[0002] 本発明はリソグラフィ装置及び方法に関する。
[0003] 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含む）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、順次パターンが与えられる隣接したターゲット部分のネットワークを含んでいる。
[0004] リソグラフィは、ＩＣその他のデバイス及び／又は構造の製造の主要なステップの１つとして広く認知されている。しかしながら、リソグラフィを用いて製造されるフィーチャの寸法が小さくなるにつれ、リソグラフィは超小型ＩＣ又はその他のデバイス及び／又は構造を製造可能にするさらに重要な要素になりつつある。
[0005] パターン印刷の理論的な推定限界は、式（１）に示す解像度のレイリー基準によって与えられる。
ここで、λは使用する放射の波長であり、ＮＡはパターンの印刷に使用する投影システムの開口数であり、ｋ１はレイリー定数とも呼ばれるプロセス依存調整係数であり、ＣＤは印刷されるフィーチャのフィーチャサイズ（又はクリティカルディメンション）である。式（１）から、フィーチャの最小印刷可能サイズの低減は３つの方法、すなわち、露光波長λを短縮するか、開口数ＮＡを大きくするか、又はｋ１の値を低減することで得ることができる。
[0006] 露光波長を短くして、最小印刷可能サイズを低減するために、極紫外線（ＥＵＶ）源を使用することが提案されている。ＥＵＶ放射は、５〜２０ｎｍ、例えば、１３〜１４ｎｍ、又は例えば６．７ｎｍ又は６．８ｎｍなどの５〜１０ｎｍの範囲内の波長を有する電磁放射である。可能な放射源は、例えば、レーザプラズマ源、放電プラズマ源、又は電子蓄積リングによって提供されるシンクロトロン放射に基づく放射源を含む。
[0007] ＥＵＶ放射はプラズマを用いて生成できる。ＥＵＶ放射を生成する放射システムは、燃料を励起してプラズマを生成するレーザと、プラズマを含む放射源と、を含んでもよい。プラズマは、例えば、適切な物質（例えば、スズ）の微粒子又はＸｅガス若しくはＬｉ蒸気などの適切なガス又は蒸気のストリームなどの燃料へレーザビームを誘導することで生成できる。結果として得られるプラズマは、放射コレクタを用いて収集されるＥＵＶ放射などの出力放射を発する。放射コレクタは、放射を受光して放射をビームに合焦させるミラー付き入射放射コレクタである。放射源は、プラズマを支持する真空環境を提供するように構成された構造又はチャンバを含んでもよい。そのような放射システムは、普通、レーザ生成プラズマ（ＬＰＰ）放射源と呼ばれる。
[0008] 投影システムの像側でのリソグラフィ装置の投影システムの焦点面の位置を測定できることが望ましいことがある。リソグラフィ装置によって基板のターゲット部分に送られる放射線量を測定できることが望ましいことがある。
[0009] 本発明の第１の態様によれば、ＥＵＶ放射ビームの断面に格子を付与してパターニングされたＥＵＶ放射ビームを形成可能なパターニングデバイスを支持するように構築された支持構造と、パターニングされたＥＵＶ放射ビームを基板のターゲット部分に投影するように構成された投影システムと、を備え、支持構造には、一連の第２の反射部分と交互に配置された一連の第１の反射部分を有する格子が設けられ、第２の反射部分の反射率は、第１の反射部分の少なくとも一部の反射率未満でありゼロより大きい、リソグラフィ装置が提供される。
[0010] 第１の反射部分はパターニングされていない区域であってもよく、第２の反射部分はパターニングされていない区域であってもよい。
[0011] 第１の反射部分は矩形であってもよい。第２の反射部分は矩形であってもよい。
[0012] 第１の反射部分の各々は反射ラインと吸収ラインとを有する副格子を含んでもよく、第２の反射部分はパターニングされていない区域を含んでもよい。
[0013] 格子はさらに、第１の反射部分と第２の反射部分との間に位置する一連の吸収部分を含んでもよい。
[0014] 格子は、第１の反射部分によって反射され基板によって受光される放射の平均強度が、第２の反射部分によって反射され基板によって受光される放射の平均強度と実質的に等しくなるように構成されてもよい。
[0015] 第２の反射部分は、ミラーの上方に位置する吸収材料層を備えてもよく、吸収材料層は、一部のＥＵＶ放射がミラーから反射し吸収材料層を通過して戻るように一部のＥＵＶ放射を透過可能にしてもよい。
[0016] 第２の反射部分の反射率は、第１の反射部分の少なくとも一部の反射率の約１／２でよい。
[0017] 支持構造には、格子とは反対向きの第２の格子を設けてもよい。
[0018] 支持構造には、格子を横切って延びる追加の格子を設けてもよい。
[0019] 第２の反射部分の反射率は、使用時にＥＵＶ放射の大部分が第２の反射部分から反射するのに十分に高い反射率でよい。
[0020] 第２の反射部分の反射率は、使用時に第２の反射部分から反射するＥＵＶ放射が、基板上のレジスト内に形成される格子の像に測定可能な作用を有するのに十分に高い反射率でよい。
[0021] 本発明の第２の態様によれば、一連の第２の反射部分と交互に配置された一連の第１の反射部分を備える格子が設けられ、第２の反射部分の反射率が、第１の反射部分の少なくとも一部の反射率未満であり、ゼロより大きいパターニングデバイスが提供される。
[0022] 本発明の第２の態様は、本発明の第１の態様のフィーチャを含んでもよい。
[0023] 本発明の第３の態様によれば、リソグラフィ装置によって基板上に投影される放射線量の測定方法が提供され、該方法は、本発明の第１の態様によりＥＵＶ放射を使用しリソグラフィ装置を用いて格子を照明し、その格子を基板上のレジストへと結像し、次にリソグラフィ装置のアライメント装置を使用して、結像格子の重心を測定するステップを含む。
[0024] 本発明の第４の態様によれば、リソグラフィ装置の焦点面を測定する方法が提供され、該方法は、本発明の第１の態様によりＥＵＶ放射を使用しリソグラフィ装置を用いて格子を照明し、その格子を基板上のレジストへと結像し、次にリソグラフィ装置のアライメント装置を使用して、結像格子の重心を測定するステップを含む。
[0025] 本発明の別の特徴及び利点、並びに本発明の様々な実施形態の構造及び動作は、添付の図面を参照して以下に詳細に説明する。本発明は、本明細書に記載する特定の実施形態に限定されないことに留意されたい。このような実施形態は、例示のみを目的として本明細書に記載されている。本明細書に含まれる教示に基づいて当業者はさらなる実施形態を容易に思い付くであろう。
[0026] 本明細書に組み込まれ、その一部を形成する添付の図面は本発明を図示し、説明とともに、さらに本発明の原理を説明し、当業者が本発明を作成して使用できるようにする働きをする。
[0027]本発明のある実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示す。 [0028]ＤＰＰ放射源を含む、リソグラフィ装置のより詳細な概略図である。 [0029]代替放射源がＬＰＰ放射源である、図１の装置の代替放射源の概略図である。 [0030]本発明のある実施形態による格子の概略図である。 [0031]レジストにより受光される放射線量の関数としてのレジストの屈折率の変化を示すグラフである。 [0032]図４に示す格子により反射される放射に対するレジストの応答を示す一組のグラフであり、図６ａ及び図６ｂは、レジストにより受光される第１の対及び第２の対の放射線量を示し、図６ｃ及び図６ｄは、放射線量が受光される際のレジストの屈折率の変化を示す。 [0033]本発明のある実施形態による格子の概略図である。 [0034]図７に示す本発明のある実施形態による１対の格子の概略図である。 [0035]図８に示す本発明の実施形態による格子の放射線量に対する応答を示すグラフである。 [0036]図７に示す格子の部分断面図である。
[0037] 本発明の特徴及び利点は、同じ参照符号は全体を通して対応する要素を識別する図面を参照しながら以下の詳細な説明を読むことでさらに明白になろう。図面では、一般に、同じ参照符号が同一の、機能的に同様な及び／又は構造的に同様な要素を示す。ある要素が最初に出現する図面は、対応する参照符号の左端の１つ以上の数字によって示される。
[0038] 本明細書は、本発明の特徴を組み込んだ１つ以上の実施形態を開示する。開示される実施形態は本発明を例示するにすぎない。本発明の範囲は開示される実施形態に限定されない。
[0039] 記載された実施形態、及び本明細書で「一実施形態」、「ある実施形態」、「例示的実施形態」などに言及した場合、それは記載された実施形態が特定の特徴、構造、又は特性を含むことができるが、それぞれの実施形態が必ずしも特定の特徴、構造、又は特性を含まないことがあることを示す。さらに、このようなフレーズは、必ずしも同じ実施形態に言及するものではない。さらに、ある実施形態に関連して特定の特徴、構造、又は特性について記載している場合、明示的に記載されているか、記載されていないかにかかわらず、このような特徴、構造、又は特性を他の実施形態との関連で実行することが当業者の知識にあることが理解される。
[0040] 本発明の実施形態はハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア又はその任意の組合せで実施することができる。本発明の実施形態は、１つ以上のプロセッサで読み取り、実行することができる機械読み取り式媒体に記憶した命令として実施することもできる。機械読み取り式媒体は、機械（例えば、計算デバイス）で読み取り可能な形態で情報を記憶するか、又は伝送する任意の機構を含むことができる。例えば、機械読み取り式媒体は、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、磁気ディスク記憶媒体、光記憶媒体、フラッシュメモリデバイス、電気、光、音響又は他の形態の伝搬信号（例えば、搬送波、赤外線信号、デジタル信号など）、及びその他を含んでもよい。さらに、ファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、命令を、本明細書では特定の行為を実行するものとして記述してもよい。しかしながら、このような記述は便宜的なものにすぎず、このような行為は実際には計算デバイス、プロセッサ、コントローラ、又はファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、命令などを実行する他のデバイスの結果であることを認識されたい。
[0041] しかしながら、このような実施形態を詳述する前に、本発明の実施形態を実施することができる例示の環境を提示することが有用であろう。照明システム（イルミネータ）ＩＬは放射ビームＢ（例えば、ＥＵＶ放射）を調節するように構成され、支持構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴはパターニングデバイス（例えば、マスク又はレチクル）ＭＡを支持するように構築され、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、基板テーブル（例えば、ウェーハテーブル）ＷＴは基板（例えば、レジストコートウェーハ）Ｗを保持するように構築され、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、投影システム（例えば、反射投影システム）ＰＳは基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば、１つ以上のダイを含む）上にパターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢへ付与されたパターンを投影するように構成される。
[0042] 照明システムは、放射の誘導、整形、又は制御を行うための、屈折、反射、磁気、電磁気、静電型等の光学コンポーネント、又はその任意の組合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。
[0043] 支持構造ＭＴ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ＭＡ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、真空式、静電式等のクランプ技術を使用することができる。支持構造は、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してもよい。
[0044] 「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付与するのに使用することができ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。放射ビームに付与されるパターンは、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定の機能層に相当する。
[0045] 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、ハーフトーン型(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付与する。
[0046] 照明システムのような投影システムは、使用する露光放射、又は真空の使用などの他の要因に合わせて適宜、例えば屈折光学システム、反射光学システム、磁気光学システム、電磁光学システム、静電光学システム等の光学コンポーネント、又はその任意の組合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。他のガスは放射を吸収しすぎるため、ＥＵＶ放射用には真空を使用することが望ましいことがある。したがって、真空壁及び真空ポンプを用いてビーム経路全体に真空環境を設けてもよい。
[0047] 本明細書で示すように、装置は反射型である（例えば反射型マスクを使用する）。
[0048] リソグラフィ装置は、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つ以上のマスクテーブル）を有するタイプでもよい。このような「マルチステージ」機械においては、追加のテーブルを並行して使用するか、又は１つ以上の他のテーブルを露光に使用している間に１つ以上のテーブルで予備工程を実行してもよい。
[0049] 図１を参照すると、イルミネータＩＬは、放射源ＳＯから極端紫外線放射ビームを受光する。ＥＵＶ光を生成する方法は、物質を少なくとも１つの元素、例えば、キセノン、リチウム又はスズを有し、ＥＵＶ範囲の１つ以上の輝線を有するプラズマ状態に変換するステップを含むが、これに限定されない。多くの場合、レーザ生成プラズマ（「ＬＰＰ」）と呼ばれるそのような１つの方法では、必要な輝線放出元素を有する物質の液滴、ストリーム又はクラスタなどの燃料をレーザビームで照射することで必要なプラズマを生成できる。放射源ＳＯは、燃料を励起するレーザビームを提供するレーザ（図１には示さず）を含むＥＵＶ放射システムの一部であってもよい。結果として得られるプラズマは、放射源内に配置された放射コレクタを用いて収集される出力放射、例えば、ＥＵＶ放射を放出する。レーザ及び放射源は、例えば、ＣＯ２レーザを用いて燃料励起のためのレーザビームを提供するときのように、独立した構成要素であってもよい。
[0050] そのような例では、レーザは、リソグラフィ装置の一部を形成するとは考えられず、例えば、適切な誘導ミラー及び／又はビームエキスパンダを備えるビームデリバリシステムを用いて放射ビームはレーザから放射源へ渡される。別の例では、放射源は、例えば放射源が多くの場合ＤＰＰ放射源と呼ばれる放電生成プラズマＥＵＶ生成装置であるときのように、放射源の一体化部分であってもよい。
[0051] 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アジャスタを備えてもよい。一般的に、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）を調整することができる。さらに、イルミネータＩＬは、ファセット型フィールド及び瞳ミラーデバイスなどの他の種々のコンポーネントを備えてもよい。イルミネータを用いて放射ビームを調節し、その断面に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。
[0052] 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ニングされる。パターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡに反射した後、放射ビームＢは投影システムＰＳを通過し、投影システムＰＳはビームを基板Ｗのターゲット部分Ｃ上に合焦させる。第２のポジショナＰＷと位置センサＰＳ２（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）を用いて、基板テーブルＷＴは、例えば、様々なターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路に位置決めできるように正確に移動できる。同様に、第１のポジショナＰＭと別の位置センサＰＳ１を用いて、放射ビームＢの経路に対してパターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡを正確に位置決めできる。パターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡ及び基板Ｗは、マスクアライメント格子Ｍ１、Ｍ２及び基板アライメント格子Ｐ１、Ｐ２を使用して位置合わせすることができる。
[0053] リソグラフィ装置は、アライメント格子（回折格子）の位置を測定するように構成され、それによって基板ＷとパターニングデバイスＭＡから投影されるパターンとを位置合わせすることができるアライメント装置ＡＳを含む。アライメント装置ＡＳは、アライメント格子から回折される放射を検出するように構成された複数の検出器を備えてもよい。アライメント装置ＡＳはリソグラフィ装置の投影システムＰＳに隣接するように概略的に表されているが、アライメント装置の位置は任意の適切な位置でよい。アライメント装置ＡＳは例えば、投影システムＰＳから離隔した位置（例えば、基板の露光が開始される前に基板全体のアライメントが測定されるいわゆるデュアルステージシステムの場合）に配置されてもよい。
[0054] 図示の装置は、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。
[0055] １．ステップモードにおいては、支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴ及び基板テーブルＷＴは、基本的に静止状態に維持される一方、放射ビームに付与したパターン全体が１回でターゲット部分Ｃに投影される（すなわち単一静的露光）。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ＷＴがＸ方向及び／又はＹ方向に移動される。
[0056] ２．スキャンモードにおいては、支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴ及び基板テーブルＷＴは同期的にスキャンされる一方、放射ビームに付与されるパターンがターゲット部分Ｃに投影される（すなわち単一動的露光）。支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度及び方向は、投影システムＰＳ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。
[0057] ３．別のモードにおいては、支持構造（例えばマスクテーブル）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ＷＴを移動又はスキャンさせながら、放射ビームに付与さ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ＷＴを移動させるごとに、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適用できる。
[0058] 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。
[0059] 図２は、放射源コレクタモジュールＳＯと、照明システムＩＬと、投影システムＰＳとを含む装置１０をより詳細に示す。放射源コレクタモジュールＳＯは、真空環境が放射源コレクタモジュールＳＯの密閉構造２２０内で維持されるように構築され配置されている。ＥＵＶ放射放出プラズマ２１０は、放電生成プラズマ放射源によって形成できる。ＥＵＶ放射は、内部で非常に高温のプラズマ２１０が生成されて電磁スペクトルのＥＵＶ範囲内の放射を放出するＸｅガス、Ｌｉ蒸気又はＳｎ蒸気などのガス又は蒸気によって生成できる。非常に高温のプラズマ２１０は、例えば、少なくとも部分的にイオン化されたプラズマを生成する電気放電によって生成される。例えば、Ｘｅ、Ｌｉ、Ｓｎ蒸気又はその他の適切なガス又は蒸気の、例えば、１０Ｐａの部分圧力を用いて放射を効率的に生成できる。ある実施形態では、励起したスズ（Ｓｎ）のプラズマを提供してＥＵＶ放射が生成される。
[0060] プラズマ２１０によって放出された放射は、放射源チャンバ２１１から、放射源チャンバ２１１の開口内又はその背後にあるオプションのガスバリア又は汚染物質トラップ２３０（幾つかの例では汚染物質バリア又はフォイルトラップとも呼ばれる）を介して、コレクタチャンバ２１２内に渡される。汚染物質トラップ２３０は、チャネル構造を含んでもよい。また汚染物質トラップ２３０は、バスバリア又はガスバリアとチャネル構造の組合せを含んでもよい。本明細書にさらに記載する汚染物質トラップ２３０は、少なくとも当技術分野で既知のチャネル構造を含む。
[0061] コレクタチャンバ２１１は、いわゆるグレージング入射コレクタであってもよい放射コレクタＣＯを含んでもよい。放射コレクタＣＯは、上流側放射コレクタサイズ２５１と下流側放射コレクタサイズ２５２とを有する。コレクタＣＯを横切る放射は、格子スペクトルフィルタ２４０に反射して仮想放射源ポイントＩＦに合焦できる。仮想放射源ポイントＩＦは、普通、中間焦点と呼ばれ、放射源は、中間焦点ＩＦが密封構造２２０の開口２２１又はその付近に位置するように構成されている。仮想放射源ポイントＩＦは、放射放出プラズマ２１０の像である。
[0062] その後、放射は、パターニングデバイスＭＡでの放射ビーム２１の所望の角分散とパターニングデバイスＭＡでの放射強度の所望の均一性とを提供するように構成されたファセット型フィールドミラーデバイス２２とファセット型瞳ミラーデバイス２４とを含んでもよい照明システムＩＬを横切る。支持構造ＭＴに保持されたパターニングデバイスＭＡで放射ビーム２１が反射すると、パターン付ビーム２６が形成され、パターン付ビーム２６は、投影システムＰＳによって反射要素２８、３０を介して、ウェーハステージ又は基板テーブルＷＴによって保持された基板Ｗ上に結像される。
[0063] 照明光学装置ＩＬ及び投影システムＰＳ内には一般に図示するよりも多くの要素が存在していてもよい。リソグラフィ装置のタイプによっては、格子スペクトルフィルタ２４０がオプションとして存在してもよい。さらに、図に示すよりも多くのミラーが存在してもよい。例えば、投影システムＰＳ内には、図２に示す他に１〜６個の追加の反射要素があってもよい。
[0064] 図２に示すコレクタＣＯは、コレクタ（又はコレクタミラー）の一例として、グレージング入射コレクタ２５３、２５４及び２５５を有する入れ子コレクタとして図示されている。グレージング入射コレクタ２５３、２５４及び２５５は光軸Ｏの周囲に軸を中心に対称に配置され、このタイプのコレクタＣＯは、望ましくはＤＰＰ放射源と多くの場合呼ばれる放電生成プラズマ放射源と組み合わせて使用される。
[0065] あるいは、放射源ＳＯは、図３に示すＬＰＰ放射システムの一部であってもよい。レーザＬＡは、キセノン（Ｘｅ）、スズ（Ｓｎ）又はリチウム（ｌｉ）の液滴又は領域又は蒸気などの燃料の上にレーザエネルギーを堆積して数十ｅＶの電子温度の高度イオン化されたプラズマ２１０を生成する。これらのイオンの逆励起及び再結合中に生成されるエネルギー放射がプラズマから放出され、近垂直入射コレクタＣＯによって収集され、密閉構造２２０の開口２２１上に合焦する。
[0066] リソグラフィ装置によって基板Ｗのターゲット部分に提供されるＥＵＶ放射の線量を測定することが望ましいことがある。本発明のある実施形態では、これは図４の概略的に示した格子１００を基板上に投影し、次いで格子の像の特性を測定することによって行ってもよい。
[0067] 図４に示す線量測定格子１００は、第１の反射部分１０２と、一連の第２の反射部分１０４とを備え、これらの反射部分は交互に配置されることによって格子を形成する。１対の反射部分１０２、１０４は、図４の底部に拡大図で示されている。各反射部分はパターニングされず、単に所定の形状と反射率とを有する領域を含んでいるだけである。ある実施形態では、１対の反射部分１０２、１０４の格子方向（すなわち図４のｘ方向）の長さは約１６ミクロンである。あるいは、１対の反射部分の長さは、その他の任意の適切な長さでもよい。第１及び第２の反射部分が両方とも図４の格子方向に同じ長さを有しているが、これらが異なる長さを有してもよい。図４に示す線量測定格子１００は８対の反射部分１０２、１０４を含んでいるが、格子は任意の適切な数の反射部分を含んでもよい。線量測定格子１００は、吸収材料によって囲まれてもよい。
[0068] 上記の寸法は、リソグラフィ装置によって格子が基板に投影される際に形成される像の寸法である。リソグラフィ装置の縮小率は４であってもよい。その結果、支持構造ＭＴ上の（又はパターニングデバイスＭＡ上の）線量測定格子１００の寸法は像の寸法の４倍になる。
[0069] 第１の反射部分１０２の反射率は約６０％であり、第２の反射部分１０４の反射率は約３０％である。これらの反射率は、ＥＵＶ放射を反射するために利用できる材料の特性によるものである。より詳細には、約６０％の反射率は、ＥＵＶ放射を反射するための従来の材料（例えば多層ミラー）を使用して可能な最高の反射率である。第２の反射部分１０４の反射率は、第１の反射部分１０２の反射率の１／２である。第１の反射部分１０２が異なる反射率を有する場合でも、第２の反射部分１０４の反射率は、依然として第１の反射部分の反射率の１／２になるように選択できる。
[0070] 第２の反射部分１０４は、第１の反射部分１０２の反射率未満であり、ゼロより大きい任意の適切な反射率を有してもよい。第２の反射部分１０４の反射率は、相当量のＥＵＶ放射が（例えば基板Ｗ上のレジストを検出可能になるのに十分である）第２の反射部分から反射するのに十分に高い反射率でよい。第２の反射部分１０４の反射率は、第２の反射部分から反射する放射がレジスト内に形成される線量測定格子１００の像に測定可能な作用を有するのに十分に高い反射率でよい。
[0071] 第２の反射部分１０４の反射率は、第２の反射部分から反射するＥＵＶ放射によって基板上のレジストに生じる変化が、第１の反射部分から反射するＥＵＶ放射によってレジストに生じる変化と測定可能に異なる、第１の反射部分１０２の反射率と十分に異なる反射率でよい。ＥＵＶ放射に対するレジストの非線形的な応答によって、レジストに供給されるＥＵＶ放射の線量に関する情報が得られる。ＥＵＶ放射に起因するレジストの屈折率の変化を測定する以下に記載する方法を用いて、ＥＵＶ放射の線量に関する情報を得てもよい。
[0072] 線量測定格子１００は、支持構造ＭＴ（図１及び図２を参照）上に提供される。使用時には、リソグラフィ装置によって基板Ｗに供給される放射線量を測定する必要がある場合は、支持構造ＭＴは、放射ビームＢ、２１が線量測定格子１００に入射することによって、格子から反射する放射が基板Ｗに入射するように位置決めすることができる。それによって線量測定格子１００を基板上に提供されるレジスト内に露光することができる。格子は例えば基板Ｗ上の複数の異なる位置で露光されてもよい。
[0073] 任意選択で、レジスト内への格子の露光後に、基板Ｗをベークしてもよい。このベークを露光後ベークと呼んでもよい。露光後ベークは周知のプロセスであり、例えばＥＵＶ放射線量によって開始された光反応を触媒によって行い、完了するために使用されてもよい。露光後ベークはさらに、レジストの安定性を高めるなどの利点をもたらすことができる。露光後ベークは例えば、基板Ｗを１〜２分間約１１０℃まで加熱するステップを含んでもよい。露光後ベークは例えば、リソグラフィ装置と同じ製造プラントに配置されてもよい別個のベーク装置で実施されてもよい。
[0074] 基板Ｗの露光後（及び必要ならば露光後ベークの後）、リソグラフィ装置のアライメント装置ＡＳ（図１及び図２を参照）によって線量測定格子１００の位置が測定される。アライメント装置は、放射がアライメント格子から回折した後に検出器上に受光される位置を測定することによってアライメント格子Ｐ１、Ｐ２（図１を参照）の位置を測定するように構成されてもよい。アライメント装置ＡＳは、検出された回折放射に基づいてアライメント格子の中心であると考えられる位置を示すように構成されてもよい。参照の便宜上、この位置をアライメント格子の重心と呼んでもよい。アライメント装置ＡＳは、同様に線量測定格子１００の重心を測定することができる。
[0075] 基板Ｗ上のレジストの屈折率は、レジストがＥＵＶ放射によって露光される際の露光線量に対して非線形的に変化する。この非線形的な屈折率の変化により、アライメント装置ＡＳによって測定される基板Ｗ上のレジスト内に形成される露光線量格子１００の像（例えば潜像）の重心は左又は右に移動する。露光線量格子１００の像の左又は右への移動は、基板に投影されるＥＵＶ放射の線量に左右される。（移動方向はＥＵＶ放射の線量とレジストの特性とに左右されるが）例えば、測定された露光線量格子１００の重心は、ＥＵＶ放射の線量が増加すれば右に移動し、ＥＵＶ放射の線量が減少すれば左に移動する。
[0076] レジストの非線形応答は図５のグラフに表されており、露光線量格子１００の像に及ぼすこの非線形応答の作用は図６に示されている。
[0077] 図５は、レジストによって受光される線量の関数としてレジストの屈折率が変化する態様を示している。グラフは概略的なグラフであり、軸上の単位は任意単位である。図示のように、極めて少ないＥＵＶ放射線量がレジストに入射する場合は、レジスト線量の屈折率は変化しない。線量が増加すると、屈折率は増加する割合で高まる。屈折率が高まる割合は、屈折率の変化が約０．５に達するまで増加し、その後、屈折率の変化率は低下し始める。高線量では、屈折率の変化は１に向かう傾向がある。
[0078] レジストの屈折率の非線形的な変化の作用は、図６のグラフで示されている。図６ａ及び図６ｂは、図４の底部に示す１対の反射部分１０２、１０４（すなわち露光線量格子１００の１対の反射部分）による反射後の（この図ではｘ方向と表記されている）レジスト上の位置の関数としてレジストに供給される放射線量を示している。図６ｃ及び図６ｄは、その線量を受光するとレジストが受ける屈折率の変化を示しており、この場合も放射線量はｘ方向の位置の関数として表されている。
[0079] 先ず図６ａを参照すると、レジストの左側の領域は格子１００の第１の反射部分１０２によって受光された放射を受光し、右側の領域は格子の第２の反射部分１０４によって受光された放射を受光する。さらに上述したように、第１の反射部分１０２の反射率は第２の反射部分１０４の反射率の２倍である。したがって、レジストの左側の領域によって受光されるＥＵＶ放射線量は、レジストの右側の領域によって受光されるＥＵＶ放射線量の２倍である。レジストの左側の領域は２５単位の放射を受光するのに対して、右側の領域は１２．５単位の放射を受光する。
[0080] 図６ａに示すレジストの屈折率に対する放射の作用は図６ｃに示されている。再度図５を参照すると、レジストが２５単位の放射線量を受光すると、約０．９５の屈折率の変化が生じることが分かる。同様に、レジストが１２．５単位の放射線量を受光すると、約０．８の屈折率の変化が生じる。アライメント装置ＡＳは、（以下、結像格子と呼ぶ）レジスト内で露光される格子の重心を判定する。結像格子は、０．８の屈折率の変化を受けた部分と交互に０．９５の屈折率の変化を受けた部分を有する格子を備える。すなわち、結像格子の第２の部分１０４は結像格子の第１の部分１０２によって受光された線量の半分しか受光していないが、第２の部分が受ける屈折率の変化は、第１の部分が受ける屈折率の変化の約８０％である。
[0081] （検出された回折放射を使用して）アライメント装置ＡＳが結像格子の位置を測定する方法は、結像格子の異なる部分が異なる屈折率の変化を受けた場合に、結像格子の測定された重心が格子の中心点（例えば結像パターンの縁部間の中間点）からのずれを生じるような方法である。この場合、測定された重心は概略的に点線で示されている。結像格子の第１の部分と第２の部分とがレジスト内で同じ屈折率の変化を受けた場合は、アライメント装置ＡＳは、結像格子の重心を結像パターンの中心点として測定する。しかしながら、結像格子の第２の部分が受けた屈折率の変化が低減すると、それによって結像格子の測定された重心は左に移動される。測定された重心の左への移動は、異なる線量へのレジストの応答が非線形的な応答であるため、図６ｃでは比較的僅かである。
[0082] 図６ｂ及び図６ｄは、レジストによって受光される線量の差がかなり大幅な屈折率の変化を引き起こし、その結果、結像パターンの測定された重心の変位がかなり大きくなる対照的な状態を示している。
[0083] 先ず図６ｂを参照すると、格子の第１の部分１０２は１５単位の線量を受光し、格子の第２の部分１０４は７．５単位の線量を受光する。これらの線量の作用は、図５に示すグラフを用いて判定できる。図６ｄを参照すると、結像格子の第１の部分は約０．８５の屈折率の変化を受ける一方、結像格子の第２の部分は約０．４５の屈折率の変化を受ける。（図６ｃの屈折率の変化と比較して）より大きいこの屈折率の変化の差は、線量が高勾配である（すなわち線量の関数としての屈折率の変化率がより大きい）図５の曲線部分にあることによる。線量の低減により結像格子の第１の部分１０２が受けた屈折率の変化と結像格子の第２の部分１０４が受けた屈折率の変化との差がより大きいため（差は約５０％）、結像格子の測定された重心は図６ｃの場合よりもさらに左に変位する。測定された重心は概略的に点線で示されている。
[0084] 図６ｃと図６ｄとを比較すると、結像格子の重心の位置を測定することによって、リソグラフィ装置によりレジストに供給される線量が示される。したがって、図４の格子を基板に投影し、次いで結像されたパターンの位置を測定することで、リソグラフィ装置により基板に供給される放射線量が測定される。
[0085] ＥＵＶ放射に対するレジストの非線形応答は、ＥＵＶ放射の線量が所与の倍率で増加すると、結像格子１００の第１及び第２の部分１０２、１０４の屈折率は異なる倍率で変化するような応答である。この差は、アライメント装置ＡＳによって測定された結像格子１００の重心の変位によるものである。屈折率の変化はＥＵＶ放射の非線形関数であるため、重心の変位を測定することによって線量を判定することが可能である。
[0086] 線量測定は非線形であるレジストの応答に左右されるため、レジストの応答が線形である線量範囲があれば、線量測定を行う際にこの範囲を避けてもよい。
[0087] 線量測定は、例えば異なる測定線量のＥＵＶ放射をレジストに供給し、その結果生じる屈折率の変化を測定することによって較正されてもよい。これは例えば、専用の較正装置を使用して行ってもよい。
[0088] ある実施形態では、リソグラフィ装置により供給される放射線量の測定中、図５の曲線上の異なるポイントに対応するパターンをレジスト内に結像するため、図４の格子１００が異なる線量を用いて基板に投影されてもよい。例えば、一連の格子像が基板に投影されてもよく、各々の像は先行する像よりも高い線量で投影される。線量測定値を得るために図４の格子を使用する別の方法を用いてもよい。
[0089] 例えばリソグラフィ装置が所望の線量パラメータ内に確実に留まるようにするため、基板に供給される放射線量を測定することで線量の調整が可能になる。リソグラフィ装置により供給される線量は、線量の変動（すなわち経時による変化）をモニタリングするために周期的に測定されてもよい。線量の変動が検出されると、変動を補正するためにリソグラフィ装置のパラメータの調整を行ってもよい。
[0090] 本発明の実施形態を使用して行われる放射線量の測定は、ＥＵＶ放射ビームエネルギーを測定するために使用されるフォトダイオード又はその他のセンサを較正するために使用されてもよい。
[0091] リソグラフィ装置の線量に関する異なるパラメータを測定するため、線量の測定は多様な方法で行われてもよい。例えば、リソグラフィ装置の露光スリット内の異なる位置での線量の変更を行ってもよい（露光スリットは露光スキャン中に照明される領域である）。線量の空間安定性及び経時安定性が測定されてもよい。
[0092] 図４に示す格子１００は互いに隣接して位置する対の矩形を備えているが、格子は任意の適切な形状を有してもよい。格子の第１の部分１０２は第１の反射率を有するパターニングされていない区域を含んでもよく、格子の第２の部分１０４は第２の反射率を有するパターニングされていない区域を含んでもよい。第２の反射率は第１の反射率よりも低い。
[0093] 本発明の別の実施形態が図７に概略的に示されている。別の実施形態は、各周期の格子が第１の反射部分１１２と、第２の反射部分１１４と、吸収部分１１５と、を備える格子１１０である。図７には８周期の格子が示されているが、格子は任意の適切な数の周期を有してよい。格子１１０は吸収材料で囲まれてもよい。格子１１０は、投影システムの像側（すなわち基板テーブルＷＴが位置する側）での投影システムＰＳ（図１及び図２を参照）の焦点面の位置を測定するために使用してもよい。この格子を焦点測定格子１１０と呼んでもよい。
[0094] 図７の下部に単一周期の焦点測定格子１１０が拡大図で示されている。第１の反射部分１１２は、吸収ライン１１８と交互に配置された一連の反射ライン１１６を含む副格子である。反射ライン１１６は、投影システムの焦点面で形成される像内で解像できるのに十分に太い。反射ライン１１６の反射率は約６０％であり、吸収ラインの反射率は無視し得る。第２の反射部分１１４は、反射率が約３０％であるパターニングされていない区域を含んでいる。吸収部分１１５の反射率は実質的にゼロである。反射ライン１１６の反射率は任意の適切な反射率でよい。第２の反射部分１１４の反射率は、反射ライン１１６の反射率よりも低く、ゼロより大きい任意の適切な反射率でよい。第２の反射部分１１４の反射率は、使用時にそこから反射するＥＵＶ放射が（例えば基板のパターニング中に使用される強度でＥＵＶ放射が供給される際に）レジストに測定可能な作用を及ぼすのに十分に高い反射率でよい。第２の反射部分１１４の反射率は、使用時に第２の反射部分から反射するＥＵＶ放射が（例えば基板のパターニング中に使用される強度でＥＵＶ放射が供給される際に）レジスト内に形成される焦点測定格子１１０の像に測定可能な作用を及ぼすのに十分に高い反射率でよい。
[0095] ある実施形態では、各周期の焦点測定格子１１０の格子方向（図７のｘ方向）の長さは１６ミクロンでよい。第２の反射部分１１４の長さは約６ミクロンでよく、第１の反射部分１１２の長さは約７ミクロンでよく、及び吸収部分１１５の長さは約３ミクロンでよい。焦点測定格子１１０の周期は８周期でよい。
[0096] 格子及び格子コンポーネントの長さは任意の適切な長さでよい。任意の適切な格子周期を備えてもよい。
[0097] 反射ライン１１６の幅は例えば５０ｎｍでよく、例えば５０ｎｍである吸収ライン１１８によって離間されてもよい。あるいは、ラインの幅は別の任意の適切な幅でよい。図７には７本の反射ライン１１６が示されているが、それ以上のラインを備えてもよい。例えば、約７０本の反射ラインを備えてもよい。
[0098] 上記の寸法は、リソグラフィ装置によって格子が基板に投影される際に形成される像の寸法である。リソグラフィ装置の縮小率は４でよい。その結果、支持構造ＭＴ上の（又はパターニングデバイスＭＡ上の）焦点測定格子１１０の寸法は像の寸法の４倍になる。
[0099] 第２の部分１１４の反射率は、反射ライン１１６と吸収ライン１１８との平均反射率に実質的に一致するように選択される。すなわち、第２の反射部分１１４により反射される単位面積当たりの全放射は、第１の反射部分１１２により反射される単位面積当たりの全放射と実質的に等しい。したがって、例えば反射ライン１１６の反射率が８０％である場合は、第２の反射部分１１４の反射率は４０％となる。これは、反射ライン１１６が第１の反射部分１１２の表面積の半分を占めていることを前提にしている。反射ライン１１６が第１の反射部分１１２に占める比率が異なる場合は、それに応じて第２の反射部分１１４の反射率を調整できる。例えば、反射ラインの反射率が６０％であり、第１の反射部分１１２の２５％を占めている場合は、第２の反射部分の反射率は１５％となる。第２の反射部分１１４の反射率は、第２の反射部分１１４から基板に投影される単位面積当たりの全放射が、第１の反射部分１１２から基板に投影される単位面積当たりの全放射に実質的に等しくなるように選択されてもよい。
[00100] ある実施形態では、格子が基板に投影される際に生じることがある作用を補償するために、第１及び第２の反射部分１１２、１１４の反射率が修正されてもよい。例えば、パターニングデバイスＭＡ上の構造によって焦点測定格子１１０の一部に陰影が生じることがある。
[0101] 第１及び第２の反射部分１１２、１１４の反射率は、第１の反射部分１１２の像によって受光される単位面積当たりの平均放射強度が、第２の反射部分１１４の像によって受光される単位面積当たりの平均放射強度に実質的に等しくなるように選択されてもよい。焦点測定格子１１０は、第１の反射部分１１２によって反射され、基板Ｗによって受光される平均放射強度が、第２の反射部分１１４によって反射され、基板によって受光される放射の平均強度に実質的に等しくなるように構成されてもよい。
[0102] 図７の焦点測定格子１１０は、リソグラフィ装置の投影システムの焦点面の位置を測定するために使用されてもよい。それができる方法の１つは、リソグラフィ装置を使用して焦点測定格子１１０を基板Ｗに投影することによるものであり、基板の位置は投影システムからその都度異なる距離にある。これはその都度異なるｚ方向位置（図１を参照）にある基板と呼んでもよい。次にリソグラフィ装置のアライメント装置ＡＳを使用して、基板Ｗ上のレジスト内に形成される像の位置を測定してもよい。測定された像の位置を使用して、リソグラフィ装置の投影システムの焦点面の位置を判定してもよい。像の位置が測定される前に、基板Ｗに露光後ベークを施してもよい。
[0103] さらに上述のように、リソグラフィ装置のアライメント装置ＡＳは、アライメント格子Ｐ１、Ｐ２（図１を参照）によって回折される放射を検出することによって格子Ｐ１、Ｐ２の位置を測定するように構成されてもよい。アライメント装置は、アライメント格子の中心位置（本明細書では重心と呼ばれる）を判定するように構成されてもよい。
[0104] アライメント装置によって測定される焦点測定格子１１０の像の重心位置は、格子が投影される際に基板がリソグラフィ装置の焦点面内にあったか否かに依存する。基板が実際に投影システムの焦点面内にあった場合は、第１の反射部分１１２の反射ライン１１６は、レジスト内に形成される像の鮮鋭に解像されたラインを形成する。基板がやや焦点外れの場合は、像内にラインは形成されるが、その輪郭は鮮鋭にはならない。基板がさらに焦点外れの場合は、ラインはさらにぼやけ、互いに同化してしまう。基板がそれ以上に焦点外れの場合は、ラインは互いにかすみ、単一のブロックになる。この単一ブロックによって受光された放射線量は、第２の反射部分１１４から受光された放射線量と同じになる。したがって、焦点測定格子１１０の像は、同じ屈折率を有する連続ブロックを含み、連続ブロックは第１及び第２の反射部分１１２、１１４によって反射される放射から形成される。格子１１０の像の測定された重心の位置は、これらの各々の場合によって異なる。
[0105] 図７に示す格子１１０は、例えば図８に示すように１対の格子の１つとして設けられてもよい。図８を参照すると、焦点測定格子１２０は、図７に示す格子に対応する左側の格子１１０ａと、図７に示す格子の鏡像である右側の格子１１０ｂと、を備える。左側の格子１１０ａと右側の格子１１０ｂとは互いに離間されている。
[0106] 格子は図７について上述したと同様に機能する。しかしながら、２つの格子があるため、リソグラフィ装置のアライメント装置ＡＳは、単一の格子位置の測定ではなく２つの格子位置を測定する。格子１１０ａと１１０ｂとは互いに鏡像であるため、焦点面からの基板の変位は結像される各々の格子に逆の作用を及ぼす。したがって、基板が焦点面から離間すると、左側の結像格子の測定された重心は右に移動し、右側の結像格子の測定された重心は左に移動し得る。基板がリソグラフィ装置の投影システムから異なる距離にある場合に形成される結像格子の測定位置間の離間をモニタリングすることによって、基板の最良の焦点面を判定することもできる。リソグラフィ装置の投影システムの焦点面は、結像格子の離間距離が最大値（又は最小値）を超える面として特定してもよい。
[0107] 図８に示すように２つの格子を備えることが有利であるのは、それによって結像格子の絶対位置ではなく結像格子間の離間を測定できることにより、格子のミスアライメントに起因する誤差をなくすることができることにある。
[0108] 代替実施形態では、格子は図８に示した向きとは逆の向きを有してもよい。すなわち、第２の反射部分１２４ａ、１２４ｂは第１の反射部分１２２ａ、１２２ｂよりも互いに近接して配置されてもよい。その場合は、結像格子の測定された位置間の離間は焦点の関数としての反対方向に変化する。
[0109] 図７及び図８に示した格子による利点は、格子によって得られる焦点の測定が、リソグラフィ装置によって基板に供給される放射線量に実質的に依存し得ることにある。これは、線量の変化により生じる誤差を受けることがある公知の幾つかの測定格子の場合にはない。ＥＵＶ放射源によって生成される放射強度は大幅に変動することがあるため、これらの誤差はＥＵＶリソグラフィ装置で特に顕著である。したがって、線量の変化に実質的に依存するようにリソグラフィ装置の焦点面の位置を測定できることは、ＥＵＶリソグラフィ装置では特に有利である。
[0110] 露光に対するレジストの応答が非線形応答であるため、図７及び図８に示す格子は、可能な異なる線量の全てにおいて線量に依存する測定位置を提供できないことがある。したがって、較正方法を用いて、測定される格子位置が変化しない（又は焦点の測定には影響しないほど僅かしか変化しない）線量範囲を判定してもよい。図９は、このような線量範囲を示すグラフである。
[0111] 図９を参照すると、ライン１２０は、図８に示すタイプの２つの格子間の測定離間距離（ミクロン）を放射線量Ｄ（ｍＪ／ｃｍ２で示す）の関数として示している。図から分かるように、測定離間距離は放射線量が変化するとかなり変化する。しかしながら、線量の関数としての変化は、焦点測定格子（ラインで示す）を使用した場合に見られるはずの線量の関数としての変化よりはかなり少ない。さらに、線量の関数としての変化は最大値を超える。最大値近くの領域では、線量の関数としての離間距離の変化は小さい。すなわち、線量の関数としての測定離間距離は、約２２ｍＪ／ｃｍ２の線量と約２６ｍＪ／ｃｍ２の線量との間では僅かしか変化しない。この範囲内の線量を用いて行われる焦点測定は、線量の変化による測定誤差を僅かしか、又は全く受けない。図９に示す線量範囲は単なる一例であり、別の線量範囲を用いてもよい。例えば、異なるレジストでは線量範囲が異なってもよい。
[0112] 図７及び図８に示す格子は、公知の焦点測定格子よりもレジストの厚さの変化、又は処理の変化に起因する誤差を受けにくい。
[0113] リソグラフィ装置によって供給される露光線量は図４に示す格子を使用して測定してもよい。あるいは、フォトダイオードなどのセンサを使用して線量の粗測定を行ってもよい（粗測定の精度は、線量が確実に所定範囲内にあるのに十分な精度であればよい）。
[0114] 図４には単一の格子１００だけが示されているが、図８に示したと同様に（例えば格子が互いに鏡像である）１対の格子を備えてもよい。これによって、線量の測定が格子のミスアライメントによる誤差を受けないという利点が得られる。
[0115] 図示した格子は全てｘ方向に延びているが、横方向（例えばｙ方向）に延びる格子を備えてもよい。２方向以上に延びる格子を備えてもよい。
[0116] 本発明の実施形態による格子は、支持構造ＭＴ上に備えてもよい（図１及び図２を参照）。このように格子が支持構造ＭＴ上に備えられると、これらの格子を常にリソグラフィ装置で使用できる。
[0117] 追加的に又は代替的に、本発明の実施形態による格子をパターニングデバイスＭＡ上に備えてもよい。例えば、格子をパターニングデバイス上のスクライブレーン内に備えてもよい。
[0118] 本発明の実施形態による格子を形成する１つの方法が図１０に概略的に示されている。図１０は、図７に示す単一周期の格子を断面図で示している。格子周期は多層ミラー１３０の上面に吸収材料を備えることによって形成される。第１の反射部分１１２は、吸収ライン１１８によって離隔された一連の反射ライン１１６を備えている。吸収ラインは吸収材料ライン１３１を設けることによって形成され、これらのラインは格子を形成するように配置されている。吸収材料ライン１３１は、これらに入射するＥＵＶ放射が実質的に完全にこれらのラインによって吸収されるのに十分に太い。吸収材料ライン１３１の間を通過するＥＵＶ放射は、（例えば６０％の反射率で）多層ミラー１３０によって反射される。したがって、吸収材料ライン１３１間のスペースは反射ライン１１６として作用する。
[0119] 第２の反射部分１１４は吸収材料層１３２によって提供される。吸収材料層１３２は、吸収材料を通過するＥＵＶ放射の一部が多層ミラー１３０によって反射され、吸収材料層を通過して戻るのに十分に薄い。ＥＵＶ放射の一部は吸収材料層１３２によって吸収される。吸収材料層１３２の厚さは、入射するＥＵＶ放射の３０％が第２の反射部分１１４によって反射されるように選択されてもよい。
[0120] 格子周期の吸収部分１１５は、入射するＥＵＶ放射の実質的に全てが吸収材料によって吸収されるのに十分に厚い吸収材料層１３３から形成される。
[0121] 多層ミラー１３０と吸収材料１３１〜１３３との複合作用によって、図７に関してさらに上述したような反射率を有する格子周期が提供される。
[0122] 図４に示す格子は、吸収材料ライン１３１の代わりに非吸収材料を備え、且つ吸収部分１１５を省くことによって形成されてもよい。
[0123] 異なる厚さの吸収材料１３１〜１３３を備える１つの方法はエッチストップを使用する方法である。これが行われる場合、第１の吸収材料層を多層ミラー上に設けてもよい。次にエッチストップが第１の吸収材料層上に設けられ、その後でエッチストップ上に追加の吸収材料が備えられる。次に、リソグラフィパターニング及びエッチングを使用して所望の格子を形成してもよい。エッチストップによって停止された第１のエッチは、中間的な厚さの吸収層が必要な位置で使用され、エッチストップを貫いてエッチングする第２のエッチは吸収材料が必要ない位置で使用される。
[0124] 代替方法では、エッチストップを使用する代わりに、所望の厚さの吸収材料を得るために、吸収材料の所与の部分がエッチング物質に接触する期間が選択されてもよい。例えば、中間的な厚さの吸収材料が必要な位置ではより短いエッチング時間を用いてもよく、吸収材料が必要ない位置ではより長いエッチング時間を用いてもよい。
[0125] リソグラフィ装置の焦点面の位置を測定する公知の方法は、反射性格子を備える第１の反射部分と、反射区域を備える第２の反射部分と、を備える格子を使用する。この格子を使用して行われる焦点測定は、線量変化による誤差を生じることがある。ある実施形態では、図４に示す格子を使用して、上記の公知の格子を使用して測定される焦点から線量変化の作用を除去又は軽減してもよい。これを達成できる１つの方法は、公知の焦点測定格子の近傍に図４の格子を備える方法である。図４の格子と焦点測定格子との測定位置は（同じ向きであるならば）両方とも線量変化に対する感度が同一である。したがって、線量に対する感度が低い焦点測定を行うために、図４の格子の測定位置は焦点測定格子の測定位置から差し引かれてもよい。
[0126] 本発明の実施形態は、基板のベーク後の格子位置の測定に言及してきた。ある実施形態では、格子位置が測定される前にベーク以外のプロセス、又はベークに加えたプロセスを基板に適用してもよい。ある実施形態では、基板に適用されたいずれかのプロセスなしで格子位置が測定されてもよい。
[0127] 本発明の実施形態による格子を使用した測定は、１つ以上のフォトダイオードを使用して行われる線量測定と組み合わせて行われてもよい。
[0128] 本発明の実施形態は、格子（１００，１１０）が一連の第２の反射部分（１０４，１１４）と交互に配置された一連の第１の反射部分（１０２，１１２）を備え、第２の反射部分（１０４，１１４）の反射率が第１の反射部分（１０４，１１４）の少なくとも一部の反射率未満であり、ゼロより大きい点で共通している。露光線量格子１００に関しては、第１の反射部分１０４の少なくとも一部は第１の反射部分１０４でよい。焦点測定格子１１０に関しては、第１の反射部分の少なくとも一部は反射ライン１１６でよい。
[0129] 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を理解されたい。例えば、これは、集積光学システム、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の製造である。このような代替的用途に照らして、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が当業者には認識される。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）、メトロロジーツール及び／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。
[0130] 光リソグラフィの分野での本発明の実施形態の使用に特に言及してきたが、本発明はその他の用途、例えばインプリントリソグラフィでも使用することができ、文脈によっては、光リソグラフィに限定されないことを理解されたい。インプリントリソグラフィでは、パターニングデバイス内のトポグラフィが基板上に作成されたパターンを画定する。パターニングデバイスのトポグラフィは基板に供給されたレジスト層内に刻印され、電磁放射、熱、圧力又はそれらの組合せを印加することでレジストは硬化する。パターニングデバイスはレジストから取り除かれ、レジストが硬化すると、内部にパターンが残される。
[0131] 「レンズ」という用語は、状況が許せば、屈折、反射、磁気、電磁気、及び静電型光学コンポーネントを含む様々なタイプの光学コンポーネントのいずれか１つ、又はその組合せを指すことができる。
[0132] 「ＥＵＶ放射」という用語は、５ｎｍ〜２０ｎｍの範囲内、例えば１３ｎｍ〜１４ｎｍの範囲内、又は例えば６．７ｎｍ若しくは６．８ｎｍなどの５ｎｍ〜１０ｎｍの範囲内の波長を有する電磁放射を包含するものと見なしてもよい。
[0133] 以上、本発明の具体的な実施形態について説明してきたが、本発明は上記以外の方法でも実施できることを理解されたい。例えば、本発明は、上記開示した方法を記述する機械可読命令の１つ以上のシーケンスを含むコンピュータプログラム、又はそのようなコンピュータプログラムを内部に記憶したデータ記憶媒体（例えば、半導体メモリ、磁気又は光ディスク）の形態をとってもよい。上記説明は例示するものであって限定するものではない。したがって、添付の特許請求の範囲から逸脱することなく上記の本発明を様々に修正できることは当業者には明らかであろう。
[0134] 特許請求の範囲を解釈するには、「発明の概要」及び「要約書」の項ではなく、「発明を実施するための形態」の項を使用するよう意図されていることを理解されたい。「発明の概要」及び「要約書」の項は、本発明者が想定するような本発明の１つ以上の例示的実施形態について述べることができるが、全部の例示的実施形態を述べることはできず、したがって本発明及び添付の特許請求の範囲をいかなる意味でも限定しないものとする。
[0135] 以上では、特定の機能の実施態様を例示する機能的構成要素及びその関係を用いて本発明について説明してきた。これらの機能的構成要素の境界は、本明細書では説明の便宜を図って任意に画定されている。特定の機能及びその関係が適切に実行される限り、代替的な境界を画定することができる。
[0136] 特定の実施形態に関する以上の説明は、本発明の全体的性質を十分に明らかにしているので、当技術分野の知識を適用することにより、過度の実験をせず、本発明の全体的概念から逸脱することなく、このような特定の実施形態を容易に修正する、及び／又はこれらを様々な用途に適応させることができる。したがって、このような適応及び修正は、本明細書に提示された教示及び案内に基づき、開示された実施形態の同等物の意味及び範囲内に入るものとする。本明細書の言葉遣い又は用語は説明のためのもので、限定するものではなく、したがって本明細書の用語又は言葉遣いは、当業者には教示及び案内の観点から解釈されるべきことを理解されたい。
[0137] 他の実施形態を以下の番号を付した条項によって提供する。
１．ＥＵＶ放射ビームの断面にパターンを付与してパターニングされたＥＵＶ放射ビームを形成可能なパターニングデバイスを支持するように構成された支持構造と、前記パターニングされたＥＵＶ放射ビームを前記基板のターゲット部分に投影するように構成された投影システムと、を備え、
前記支持構造には、一連の第２の反射部分と交互に配置された一連の第１の反射部分を有する格子が設けられ、前記第２の反射部分の反射率が、前記第１の反射部分の少なくとも一部の反射率未満でありゼロより大きい、リソグラフィ装置。
２．前記第１の反射部分がパターニングされていない区域であり、前記第２の反射部分がパターニングされていない区域である、条項１に記載の装置。
３．前記第１の反射部分が矩形であり、前記第２の反射部分が矩形である、条項２に記載の装置。
４．前記第１の反射部分の各々が、反射ラインと吸収ラインとを有する副格子を備え、前記第２の反射部分がパターニングされていない区域を備える、条項１に記載の装置。
５．前記格子が、前記第１の反射部分と前記第２の反射部分との間に位置する一連の吸収部分をさらに備える、条項４に記載の装置。
６．前記格子が、前記第１の反射部分によって反射され、前記基板によって受光される放射の平均強度が、前記第２の反射部分によって反射され、前記基板によって受光される放射の平均強度に実質的に等しくなるように構成される、条項４に記載の装置。
７．前記第２の反射部分がミラー上方に位置する吸収材料層を備え、該吸収材料層が、一部の放射が前記ミラーから反射し、前記吸収材料層を通って戻るように一部のＥＵＶ放射を透過可能にする、条項１に記載の装置。
８．前記第２の反射部分の反射率が、前記第１の反射部分の少なくとも一部の反射率の約１／２である、条項１に記載の装置。
９．前記支持構造に、前記格子とは反対の向きの第２の格子が設けられる、条項１に記載の装置。
１０．前記支持構造に、前記格子に対して横向きに延びる追加の格子が設けられる、条項１に記載の装置。
１１．前記第２の反射部分の反射率が、使用時にＥＵＶ放射の大部分が前記第前記２の反射部分から反射するのに十分に高い反射率である、条項１に記載の装置。
１２．前記第２の反射部分の反射率が、使用時に前記第２の反射部分から反射するＥＵＶ放射が、前記基板上のレジスト内に形成される前記格子の像に測定可能な作用を有するのに十分に高い反射率である、条項１に記載の装置。
１３．格子が設けられたパターニングデバイスであって、
一連の第１の反射部分と、一連の第２の反射部分と、を備え、
前記一連の第１の反射部分が前記一連の第２の反射部分と交互に配置され、
前記第２の反射部分の反射率が前記第１の反射部分の少なくとも一部の反射率未満でありゼロより大きい、パターニングデバイス。
１４．リソグラフィ装置によって基板に投影される放射線量の測定方法であって、
反射率が第１の反射部分の少なくとも一部の反射率未満でありゼロより大きい一連の第２の反射部分と交互に配置された一連の第１の反射部分を備える格子を照明するステップと、
前記リソグラフィ装置を使用して前記格子を基板上のレジスト内に結像するステップと、
前記リソグラフィ装置のアライメント装置を使用して前記結像格子の重心を測定するステップと、
を含む、方法。
１５．前記第１の反射部分がパターニングされていない区域又は矩形であり、前記第２の反射部分がパターニングされていない区域又は矩形であるＥＵＶ放射を使用する、条項１４に記載の方法。
１６．リソグラフィ装置の焦点面の位置を測定する方法であって、
反射率が第１の反射部分の少なくとも一部の反射率未満でありゼロより大きい一連の第２の反射部分と交互に配置された一連の第１の反射部分を備える格子を、ＥＵＶ放射を使用して照明するステップと、
前記リソグラフィ装置を使用して前記格子を基板上のレジスト内に結像するステップと、
前記リソグラフィ装置のアライメント装置を使用して前記結像格子の重心を測定するステップと、
を含む、方法。
[0138] 本発明の幅及び範囲は、上記例示的実施形態のいずれによっても限定されず、特許請求の範囲及びその同等物によってのみ規定されるものである。

Claims (11)

  1. ＥＵＶ放射ビームの断面にパターンを付与してパターニングされたＥＵＶ放射ビームを形成可能なパターニングデバイスを支持する支持構造と、
    前記パターニングされたＥＵＶ放射ビームを前記基板のターゲット部分に投影する投影システムと、を備え、
    前記支持構造には、一連の第２の反射部分と交互に配置された一連の第１の反射部分を有する格子が設けられ、前記第２の反射部分の反射率は、前記第１の反射部分の少なくとも一部の反射率未満でありゼロより大きく、
    前記第１の反射部分の各々は、反射ラインと吸収ラインとを有する副格子を備え、前記第２の反射部分は、パターニングされていない区域を備える、
    リソグラフィ装置。
  2. 前記格子は、前記第１の反射部分と前記第２の反射部分との間に位置する一連の吸収部分をさらに備える、請求項１に記載の装置。
  3. 前記格子は、前記第１の反射部分によって反射され前記基板によって受光される放射の平均強度が、前記第２の反射部分によって反射され前記基板によって受光される放射の平均強度に実質的に等しくなるように、構成される、請求項１又は２に記載の装置。
  4. 前記支持構造は、ミラーを備え、
    前記第２の反射部分は、前記ミラー上方に位置する吸収材料層を備え、該吸収材料層は、一部の放射が前記ミラーから反射し前記吸収材料層を通過して戻るように一部のＥＵＶ放射を透過可能にする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
  5. 前記第２の反射部分の反射率は、前記第１の反射部分の少なくとも一部の反射率の約１／２である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
  6. 前記支持構造に、前記格子とは反対の向きの第２の格子が設けられる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置。
  7. 前記支持構造に、前記格子に対して横向きに延びる追加の格子が設けられる、請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置。
  8. 前記第２の反射部分の反射率は、使用時に前記第２の反射部分から反射するＥＵＶ放射が、前記基板上のレジスト内に形成される前記格子の像に測定可能な作用を有するのに十分に高い反射率である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置。
  9. 一連の第２の反射部分と交互に配置された一連の第１の反射部分を備える格子が設けられ、前記第２の反射部分の反射率は、前記第１の反射部分の少なくとも一部の反射率未満でありゼロより大きく、前記第１の反射部分の各々は、反射ラインと吸収ラインとを有する副格子を備え、前記第２の反射部分は、パターニングされていない区域を備える、パターニングデバイス。
  10. リソグラフィ装置によって投影される放射線量を測定する方法であって、
    請求項１〜９のいずれか一項に記載の格子を照明し、ＥＵＶ放射を使用し、前記リソグラフィ装置を使用して格子を基板上のレジスト内に結像するステップと、
    次に前記リソグラフィ装置のアライメント装置を使用して前記結像格子の重心を測定するステップと、を含む、方法。
  11. リソグラフィ装置の焦点面の位置を測定する方法であって、
    請求項１〜９のいずれか一項に記載の格子を照明し、ＥＵＶ放射を使用し、前記リソグラフィ装置を使用して格子を基板上のレジスト内に結像するステップと、
    次に前記リソグラフィ装置のアライメント装置を使用して前記結像格子の重心を測定するステップと、を含む、方法。
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