▶ サイマー リミテッド ライアビリティ カンパニーの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022058902
(43)【公開日】2022-04-12
(54)【発明の名称】ウェーハベースの光源パラメータ制御
(51)【国際特許分類】
G03F 7/20 20060101AFI20220405BHJP
G03F 9/02 20060101ALI20220405BHJP
【ＦＩ】
G03F7/20 505
G03F9/02 H
【審査請求】有
【請求項の数】1
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2022016240
(22)【出願日】2022-02-04
(62)【分割の表示】P 2019012713の分割
【原出願日】2014-06-05
(31)【優先権主張番号】61/833,892
(32)【優先日】2013-06-11
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】14/295,558
(32)【優先日】2014-06-04
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】513192029
【氏名又は名称】サイマー リミテッド ライアビリティ カンパニー
(74)【代理人】
【識別番号】100079108
【弁理士】
【氏名又は名称】稲葉 良幸
(74)【代理人】
【識別番号】100109346
【弁理士】
【氏名又は名称】大貫 敏史
(74)【代理人】
【識別番号】100117189
【弁理士】
【氏名又は名称】江口 昭彦
(74)【代理人】
【識別番号】100134120
【弁理士】
【氏名又は名称】内藤 和彦
(72)【発明者】
【氏名】ラロヴィック，アイヴァン ビー．
(72)【発明者】
【氏名】ズリタ，オマール
(72)【発明者】
【氏名】レヒトシュタイナー，グレゴリー アレン
(72)【発明者】
【氏名】アラーニャ，パオロ
(72)【発明者】
【氏名】シェイ，ウェイ－アン
(72)【発明者】
【氏名】ロキツキー，ロスティスラフ
(72)【発明者】
【氏名】ジアン，ルイ
(72)【発明者】
【氏名】リー，ジェイソン ジン
(57)【要約】
【課題】ウェーハベースの光源パラメータ制御を提供する。
【解決手段】フォトリソグラフィ方法は、光学源に命令してパルス光ビームを発生させることと、リソグラフィ露光装置のウェーハを横断してパルス光ビームをスキャンし、パルス光ビームでウェーハを露光することと、ウェーハを横断するパルス光ビームのスキャンの際にウェーハにおけるパルス光ビームの特性を受信することと；特定のパルス光ビーム特性についてウェーハの物性の決定値を受信することと、スキャンの際に受信したパルス光ビーム特性と物性の受信した決定値とに基づいて、ウェーハを横断するスキャンの際のパルス光ビームの性能パラメータを変更することと、を含む。
【選択図】図１
【解決手段】フォトリソグラフィ方法は、光学源に命令してパルス光ビームを発生させることと、リソグラフィ露光装置のウェーハを横断してパルス光ビームをスキャンし、パルス光ビームでウェーハを露光することと、ウェーハを横断するパルス光ビームのスキャンの際にウェーハにおけるパルス光ビームの特性を受信することと；特定のパルス光ビーム特性についてウェーハの物性の決定値を受信することと、スキャンの際に受信したパルス光ビーム特性と物性の受信した決定値とに基づいて、ウェーハを横断するスキャンの際のパルス光ビームの性能パラメータを変更することと、を含む。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光学源に命令してパルス光ビームを発生させることと、
リソグラフィ露光装置のウェーハを横断して前記パルス光ビームをスキャンし、前記パルス光ビームで前記ウェーハを露光することと、
前記ウェーハを横断する前記パルス光ビームのスキャンの際に前記ウェーハにおける前記パルス光ビームの特性を受信することと、
特定のパルス光ビーム特性についてウェーハの物性の決定値を受信することと、
スキャンの際に受信した前記パルス光ビーム特性と前記物性の前記受信した決定値とに基づいて、前記ウェーハを横断するスキャンの際の前記パルス光ビームの性能パラメータを変更することと、
を含む、フォトリソグラフィ方法。
リソグラフィ露光装置のウェーハを横断して前記パルス光ビームをスキャンし、前記パルス光ビームで前記ウェーハを露光することと、
前記ウェーハを横断する前記パルス光ビームのスキャンの際に前記ウェーハにおける前記パルス光ビームの特性を受信することと、
特定のパルス光ビーム特性についてウェーハの物性の決定値を受信することと、
スキャンの際に受信した前記パルス光ビーム特性と前記物性の前記受信した決定値とに基づいて、前記ウェーハを横断するスキャンの際の前記パルス光ビームの性能パラメータを変更することと、
を含む、フォトリソグラフィ方法。
【請求項2】
前記物性の前記決定値は、前記ウェーハの前記物性の誤差を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記物性は、前記ウェーハ上に形成されたフィーチャのコントラスト、前記パルス光ビームにさらされるウェーハ領域の臨界寸法、前記パルス光ビームにさらされるウェーハ領域のフォトレジストプロファイル、及び前記パルス光ビームにさらされるウェーハ領域の側壁角度のうち１つ以上である、請求項１に記載の方法。
【請求項4】
特定の光ビーム特性について前記ウェーハの前記物性の前記決定値を受信することは、前記光学源の前記光ビームによって予め露光されたウェーハにおける一組の光ビーム特性に対する前記予め露光されたウェーハの前記物性の一組の決定値を受信することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項5】
前記ウェーハを横断する前記パルス光ビームのスキャンの際に前記ウェーハにおける前記光ビームの前記特性を受信することは、前記光ビームが前記ウェーハを露光する位置を受信することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項6】
前記ウェーハを横断する前記パルス光ビームのスキャンの際に前記ウェーハにおける前記光ビームの前記特性を受信することは、前記光ビームが前記ウェーハを露光するときに前記光ビームのエネルギを受信することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項7】
前記パルス光ビームの前記性能パラメータを変更することは、前記パルス光ビームの目標性能パラメータを変更することを含み、
前記パルス光ビームの前記性能パラメータの測定を受信することと、
前記測定された性能パラメータが前記変更された目標性能パラメータと一致するかどうかを判定することと、
前記測定された性能パラメータが前記変更された目標性能パラメータと一致しないと判定された場合、前記光学源に信号を送信して前記パルス光ビームの前記性能パラメータを変更することと、
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
前記パルス光ビームの前記性能パラメータの測定を受信することと、
前記測定された性能パラメータが前記変更された目標性能パラメータと一致するかどうかを判定することと、
前記測定された性能パラメータが前記変更された目標性能パラメータと一致しないと判定された場合、前記光学源に信号を送信して前記パルス光ビームの前記性能パラメータを変更することと、
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項8】
前記ウェーハにおける前記光ビーム特性を受信することは、
前記リソグラフィ露光装置から前記光学源への制御信号を受信することと、
前記受信した制御信号に基づいて前記ウェーハにおける前記光ビーム特性を決定することと、
を含む、請求項１に記載の方法。
前記リソグラフィ露光装置から前記光学源への制御信号を受信することと、
前記受信した制御信号に基づいて前記ウェーハにおける前記光ビーム特性を決定することと、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項9】
前記パルス光ビームの前記性能パラメータへの変更を決定することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項10】
前記パルス光ビームの前記性能パラメータへの前記変更を決定することは、
前記ウェーハにおける光ビーム特性の関数として記憶された性能パラメータの組にアクセスすることと、
前記アクセスされた組内で前記現在のウェーハにおける前記光ビームの前記受信した特性に対応する前記性能パラメータの前記値を選択することと、
前記性能パラメータの前記選択された値を前記パルス光ビームの前記性能パラメータの現在の値と比較することと、
を含む、請求項９に記載の方法。
前記ウェーハにおける光ビーム特性の関数として記憶された性能パラメータの組にアクセスすることと、
前記アクセスされた組内で前記現在のウェーハにおける前記光ビームの前記受信した特性に対応する前記性能パラメータの前記値を選択することと、
前記性能パラメータの前記選択された値を前記パルス光ビームの前記性能パラメータの現在の値と比較することと、
を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項11】
前記性能パラメータの前記選択された値が前記現在の値と一致しない場合、前記現在の性能パラメータが前記選択された値と一致するように調整される必要があると決定することをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項12】
前記特定の光ビーム特性についての前記ウェーハの前記物性の前記決定値を受信することは、前記光ビームの前記受信した特性に基づいて前記特定の光ビーム特性について前記ウェーハの前記物性の前記値を選択することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項13】
前記物性の前記決定値を受信することは、前記ウェーハにおける一組の光ビーム特性での前記ウェーハの一組の測定された物性を受信することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項14】
前記組の前記ウェーハにおける各光ビーム特性について、前記測定された物性に基づいて前記パルス光ビームの性能パラメータを決定することと、
前記決定された性能パラメータを前記組内の各光ビーム特性で記憶することと、
をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
前記決定された性能パラメータを前記組内の各光ビーム特性で記憶することと、
をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項15】
前記ウェーハを横断して前記パルス光ビームをスキャンすることは、前記ウェーハのフィールドを横断して前記パルス光ビームをスキャンすることを含み、前記フィールドは、露光される前記ウェーハの全領域の一部であり、
前記光ビームの前記特性を受信することは、前記フィールドを横断する前記スキャンの際に前記特性を受信することを含む、請求項１に記載の方法。
前記光ビームの前記特性を受信することは、前記フィールドを横断する前記スキャンの際に前記特性を受信することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項16】
前記パルス光ビームの前記性能パラメータを変更することは、スペクトル特徴、スペクトル特徴の誤差、前記パルス光ビームのエネルギ、前記パルス光ビームの量、前記パルス光ビームの波長の誤差、前記パルス光ビームの帯域幅、及び前記パルス光ビームのスペクトル形状のうち１つ以上を変更することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項17】
前記パルス光ビームの前記性能パラメータを変更することに基づいて前記ウェーハにおけるパターニングの誤差を補正することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項18】
前記ウェーハのパターニングの前記誤差は、前記リソグラフィ露光装置を変更することなく補正される、請求項１７に記載の方法。
【請求項19】
前記ウェーハのパターニングの前記誤差は、前記リソグラフィ露光装置内の光学的フィーチャ又は構成要素を変更することなく補正される、請求項１７に記載の方法。
【請求項20】
前記パルス光ビームの前記性能パラメータを変更することは、前記パルス光ビームのスペクトル特徴を変更することを含み、
前記光ビーム特性が受信される度にスペクトル特徴の推定を生成することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
前記光ビーム特性が受信される度にスペクトル特徴の推定を生成することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項21】
前記光ビーム特性は前記ウェーハの各フィールドにおいて受信され、
前記フィールドは、露光される前記ウェーハの前記全領域の一部及び露光窓の１回のスキャンにおいて露光される前記ウェーハの領域である、請求項１に記載の方法。
前記フィールドは、露光される前記ウェーハの前記全領域の一部及び露光窓の１回のスキャンにおいて露光される前記ウェーハの領域である、請求項１に記載の方法。
【請求項22】
前記パルス光ビームを発生することは、前記パルス光ビームのスペクトル形状をパルス間ベースで摂動させることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項23】
前記パルス光ビームの前記スペクトル形状をパルス間ベースで摂動させることは、前記光ビームの各パルスの中心波長をベースライン波長から所定の繰り返しパターンでシフトさせることを含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項24】
前記パルス光ビームの前記性能パラメータを変更することは、前記光ビームの各パルスの前記中心波長が前記ベースライン波長からどの程度シフトされるのかを変更することを含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項25】
前記ウェーハをスキャンする前に、
１つ以上の予め露光されたウェーハの各露光フィールドにおけるスキャン内の前記物性を測定することと、
前記パルス光ビームで露光されたウェーハ全体を横断して各露光フィールドについて測定された各物性を相関させるテーブルを作成することと、
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
１つ以上の予め露光されたウェーハの各露光フィールドにおけるスキャン内の前記物性を測定することと、
前記パルス光ビームで露光されたウェーハ全体を横断して各露光フィールドについて測定された各物性を相関させるテーブルを作成することと、
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項26】
前記物性の前記決定値を受信することは、前記作成されたテーブルから前記現在の露光フィールドについての前記測定された物性を受信することを含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項27】
前記光ビーム特性を受信することは、
前記ウェーハの露光の開始の検出を受信することと、
前記ウェーハの前記露光の終了の検出を受信することと、
を含む、請求項２５に記載の方法。
前記ウェーハの露光の開始の検出を受信することと、
前記ウェーハの前記露光の終了の検出を受信することと、
を含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項28】
パルス光ビームを発生させる光学源と、
前記パルス光ビームをフォトリソグラフィ露光装置のウェーハに配向して前記パルス光ビームで前記ウェーハを露光する一組の光学部品と、
前記ウェーハを横断して前記パルス光ビームをスキャンする、前記リソグラフィ露光装置内のスキャン光学系と、
前記ウェーハのスキャンの際に前記ウェーハにおける前記パルス光ビームの特性を出力する、前記リソグラフィ露光装置内の監視モジュールと、
ウェーハにおける一組のパルス光ビーム特性に対する前記ウェーハの物性の一組の測定値を受信し、前記受信した決定値に基づいて前記パルス光ビームの目標性能パラメータと前記ウェーハにおける前記パルス光ビーム特性との相関を出力する、相関モジュールと、
前記監視モジュールに接続されて前記ウェーハにおける前記パルス光ビーム特性の前記出力を受信するとともに、前記相関モジュールに接続されて前記相関レシピを受信し、前記受信した光ビーム特性及び前記相関レシピに基づいて前記性能パラメータの値を出力する、性能パラメータモジュールと、
前記性能パラメータモジュールに接続されて前記性能パラメータの前記出力された値を受信するとともに、前記光学源の１つ以上の物理的フィーチャを作動させる光学源作動系に接続されて、前記受信した出力された値に基づいて前記光学源の１つ以上の性能パラメータを変更する、光源モジュールと、
を備える、フォトリソグラフィシステム。
前記パルス光ビームをフォトリソグラフィ露光装置のウェーハに配向して前記パルス光ビームで前記ウェーハを露光する一組の光学部品と、
前記ウェーハを横断して前記パルス光ビームをスキャンする、前記リソグラフィ露光装置内のスキャン光学系と、
前記ウェーハのスキャンの際に前記ウェーハにおける前記パルス光ビームの特性を出力する、前記リソグラフィ露光装置内の監視モジュールと、
ウェーハにおける一組のパルス光ビーム特性に対する前記ウェーハの物性の一組の測定値を受信し、前記受信した決定値に基づいて前記パルス光ビームの目標性能パラメータと前記ウェーハにおける前記パルス光ビーム特性との相関を出力する、相関モジュールと、
前記監視モジュールに接続されて前記ウェーハにおける前記パルス光ビーム特性の前記出力を受信するとともに、前記相関モジュールに接続されて前記相関レシピを受信し、前記受信した光ビーム特性及び前記相関レシピに基づいて前記性能パラメータの値を出力する、性能パラメータモジュールと、
前記性能パラメータモジュールに接続されて前記性能パラメータの前記出力された値を受信するとともに、前記光学源の１つ以上の物理的フィーチャを作動させる光学源作動系に接続されて、前記受信した出力された値に基づいて前記光学源の１つ以上の性能パラメータを変更する、光源モジュールと、
を備える、フォトリソグラフィシステム。
【請求項29】
１つ以上のウェーハを保持するウェーハホルダと、
前記ウェーハにおける各光ビーム特性について前記ウェーハの前記物性を測定し、前記ウェーハにおける各光ビーム特性について前記測定した物性を出力する、検出系と、
を含む計測モジュールをさらに備える、請求項２８に記載のフォトリソグラフィシステム。
前記ウェーハにおける各光ビーム特性について前記ウェーハの前記物性を測定し、前記ウェーハにおける各光ビーム特性について前記測定した物性を出力する、検出系と、
を含む計測モジュールをさらに備える、請求項２８に記載のフォトリソグラフィシステム。
【請求項30】
前記相関モジュールは、前記計測モジュールからの前記出力を受信し前記計測モジュールからの前記出力に基づいて前記相関レシピを作成するように接続されている、請求項２９に記載のフォトリソグラフィシステム。
【請求項31】
前記ウェーハにおける前記光ビーム特性は、前記ウェーハを露光するときの前記パルス光ビームの位置を含む、請求項２８に記載のフォトリソグラフィシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
開示される主題はウェーハベースの光源パラメータ制御に関する。
【背景技術】
【0002】
フォトリソグラフィは、半導体回路をシリコンウェーハなどの基板上にパターニングする工程である。フォトリソグラフィ光源は、ウェーハ上のフォトレジストを露光するために用いられる深紫外（ＤＵＶ）光を提供する。フォトリソグラフィ用のＤＵＶ光はエキシマ光源により発生される。多くの場合、光源はレーザ源であり、パルス光ビームはパルスレーザビームである。光ビームはビーム伝送ユニットを通過し、レチクル（又はマスク）を透過し、それから用意されたシリコンウェーハ上に投射される。このようにしてチップ設計がフォトレジスト上にパターニングされ、これはその後エッチング及び洗浄され、次にこの工程が繰り返される。
【発明の概要】
【0003】
いくつかの一般的な態様においては、フォトリソグラフィ方法は、光学源に命令してパルス光ビームを発生することと；リソグラフィ露光装置のウェーハを横断してパルス光ビームをスキャンし、パルス光ビームでウェーハを露光することと；ウェーハを横断するパルス光ビームのスキャンの際にウェーハにおけるパルス光ビームの特性を受信することと；特定のパルス光ビーム特性についてウェーハの物性の決定値を受信することと；スキャンの際に受信したパルス光ビーム特性と物性の受信した決定値とに基づいて、ウェーハを横断するスキャンの際のパルス光ビームの性能パラメータを変更することと；を含む。
【0004】
実装形態は以下の特徴のうち１つ以上を含んでいてもよい。例えば、物性の決定値は、ウェーハの物性の誤差を含んでいてもよい。物性は、ウェーハ上に形成されたフィーチャのコントラスト、パルス光ビームにさらされるウェーハ領域における臨界寸法、パルス光ビームにさらされるウェーハ領域におけるフォトレジストプロファイル、ウェーハ上に形成される層間のオーバレイ、及びパルス光ビームにさらされるウェーハ領域の側壁角度のうち１つ以上であってもよい。
【0005】
特定の光ビーム特性についてのウェーハの物性の決定値は、光学源の光ビームによって予め露光されたウェーハにおける一組の光ビーム特性に対する予め露光されたウェーハの物性の一組の決定値を受信することにより受信されてもよい。
【0006】
ウェーハにおける光ビームの特性は、ウェーハを横断するパルス光ビームのスキャンの際に、光ビームがウェーハを露光する位置を受信することにより受信されてもよい。
【0007】
ウェーハにおける光ビームの特性は、ウェーハを横断するパルス光ビームのスキャンの際に、光ビームがウェーハを露光するときに光ビームのエネルギを受信することにより受信されてもよい。
【0008】
パルス光ビームの性能パラメータは、パルス光ビームの目標性能パラメータを変更することによって変更されてもよい。本発明の方法はさらに、パルス光ビームの性能パラメータの測定を受信することと；測定された性能パラメータが変更された目標性能パラメータと一致するかどうかを判定することと；測定された性能パラメータが変更された目標性能パラメータと一致しないと判定された場合、光学源に信号を送信してパルス光ビームの性能パラメータを変更することと；をさらに含んでいてもよい。
【0009】
ウェーハにおける光ビーム特性は、リソグラフィ露光装置から光学源への制御信号を受信することと；受信した制御信号に基づいてウェーハにおける光ビーム特性を判定することと；によって受信されてもよい。
【0010】
本発明の方法は、パルス光ビームの性能パラメータへの変更を決定することを含んでいてもよい。パルス光ビームの性能パラメータへの変更は、ウェーハにおける光ビーム特性の関数として記憶された性能パラメータの組にアクセスすることと；アクセスされた組内で現在のウェーハにおける光ビームの受信した特性に対応する性能パラメータの値を選択することと；性能パラメータの選択された値をパルス光ビームの性能パラメータの現在の値と比較することと；によって決定されてもよい。本発明の方法は、性能パラメータの選択された値が現在の値と一致しない場合、現在の性能パラメータが選択された値と一致するよう調整される必要があると決定することを含んでいてもよい。
【0011】
特定の光ビーム特性についてのウェーハの物性の決定値は、光ビームの受信した特性に基づいて特定の光ビーム特性についてウェーハの物性の値を選択することにより受信されてもよい。
【0012】
ウェーハの物性の決定値は、ウェーハにおける一組の光ビーム特性でのウェーハの一組の測定された物性を受信することにより受信されてもよい。本発明の方法は、組のウェーハにおける各光ビーム特性について、測定された物性に基づいてパルス光ビームの性能パラメータを決定することと；決定された性能パラメータを組内の各光ビーム特性で記憶することと；を含んでいてもよい。
【0013】
パルス光ビームはウェーハのフィールドを横断してパルス光ビームをスキャンすることによってウェーハを横断してスキャンされてもよく、フィールドは露光されるウェーハの全領域の一部であり、光ビームの特性はフィールドを横断するスキャンの際に特性を受信することにより受信されてもよい。
【0014】
パルス光ビームの性能パラメータは、スペクトル特徴、スペクトル特徴の誤差、パルス光ビームのエネルギ、パルス光ビームの量、パルス光ビームの波長の誤差、パルス光ビームの帯域幅、及びパルス光ビームのスペクトル形状のうち１つ以上を変更することにより変更されてもよい。
【0015】
本発明の方法は、パルス光ビームの性能パラメータを変更することに基づいてウェーハにおけるパターニングの誤差を補正することを含んでいてもよい。ウェーハパターニングの誤差はリソグラフィ露光装置を変更することなく補正されてもよい。ウェーハパターニングの誤差はリソグラフィ露光装置内の光学的フィーチャ又は構成要素を変更することなく補正されてもよい。
【0016】
パルス光ビームの性能パラメータはパルス光ビームのスペクトル特徴を変更することによって変更されてもよく、本発明の方法は、光ビーム特性が受信される度にスペクトル特徴の推定を生成することを含んでいてもよい。
【0017】
光ビーム特性はウェーハの各フィールドにおいて受信されてもよく、フィールドは露光されるウェーハの全領域の一部及び露光窓の１回のスキャンにおいて露光されるウェーハの領域である。
【0018】
パルス光ビームはパルス光ビームのスペクトル形状をパルス間ベースで摂動させることによって発生されてもよい。パルス光ビームのスペクトル形状は、光ビームの各パルスの中心波長をベースライン波長から所定の繰り返しパターンでシフトさせることにより摂動されてもよい。パルス光ビームの性能パラメータは、光ビームの各パルスの中心波長がベースライン波長からどの程度シフトされるのかを変更することにより変更されてもよい。
【0019】
本発明の方法は、ウェーハをスキャンする前に：１つ以上の予め露光されたウェーハの各露光フィールドにおけるスキャン内の物性を測定することと；パルス光ビームで露光されたウェーハ全体を横断して各露光フィールドについて測定された各物性を相関させるテーブルを作成することと；も含んでいてもよい。物性の決定値は、作成されたテーブルから現在の露光フィールドについての測定された物性を受信することにより受信されてもよい。光ビーム特性は、ウェーハの露光の開始の検出を受信することと；ウェーハの露光の終了の検出を受信することと；により受信されてもよい。
【0020】
他の一般的な態様においては、フォトリソグラフィシステムは、パルス光ビームを発生する光学源と；パルス光ビームをフォトリソグラフィ露光装置のウェーハに配向してパルス光ビームでウェーハを露光する一組の光学部品と；ウェーハを横断してパルス光ビームをスキャンするように構成されたリソグラフィ露光装置内のスキャン光学系と；ウェーハのスキャンの際にウェーハにおけるパルス光ビームの特性を出力する、リソグラフィ露光装置内の監視モジュールと；ウェーハにおける一組のパルス光ビーム特性に対するウェーハの物性の一組の測定値を受信し、受信した決定値に基づいてパルス光ビームの目標性能パラメータとウェーハにおけるパルス光ビーム特性との相関を出力する、相関モジュールと；ウェーハにおけるパルス光ビーム特性の出力を受信するように監視モジュールに接続されるとともに相関レシピを受信するように相関モジュールに接続され、受信した光ビーム特性及び相関レシピに基づいて性能パラメータの値を出力するように構成された、性能パラメータモジュールと；性能パラメータの出力された値を受信するよう性能パラメータモジュールに接続されるとともに光学源の１つ以上の物理的フィーチャを作動させる光学源作動系に接続されて、受信した出力された値に基づいて光学源の１つ以上の性能パラメータを変更する、光学源モジュールと；を含む。
【0021】
実装形態は以下の特徴のうち１つ以上を含んでいてもよい。例えば、フォトリソグラフィシステムは、１つ以上のウェーハを保持するウェーハホルダと；ウェーハにおける各光ビーム特性についてウェーハの物性を測定し、ウェーハにおける各光ビーム特性についてその測定した物性を出力する、検出系と；を含む計測モジュールも含んでいてもよい。相関モジュールは、計測モジュールからの出力を受信し計測モジュールからの出力に基づいて相関レシピを作成するよう接続されていてもよい。ウェーハにおける光ビーム特性は、ウェーハを露光するときのパルス光ビームの位置を含んでいてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】リソグラフィ露光装置及び計測装置を含むフォトリソグラフィシステムのブロック図である。
【図13】ウェーハにおける光ビームの受信した特性と特定の光ビーム特性についてのウェーハの測定された物性とに基づいて光ビームの性能パラメータを変更するかどうか及びどのように変更するかを決定する手順のフローチャートである。
【図14】光ビームの性能パラメータを変更する手順のフローチャートである。
【図15B】各フィールドで帯域幅が変更されるとき、ウェーハの測定された物性がどのように変化するのかを示すチャートである。
【図16】一組のグラフであって、上のグラフは図１２の手順を用いて光ビーム性能パラメータが各スリット番号についてどのように変動されるのかを示し、下のグラフは図１２の手順を用いて変動されない光ビーム性能パラメータを示す。
【図17B】帯域幅が変更されるときウェーハの測定された物性が各々異なる範囲の帯域幅について各フィールドでどのように変動するのかを示すチャートである。
【図17C】帯域幅が変更されるときウェーハの測定された物性が各々異なる範囲の帯域幅について各フィールドでどのように変動するのかを示すチャートである。
【図17D】帯域幅が変更されるときウェーハの測定された物性が各々異なる範囲の帯域幅について各フィールドでどのように変動するのかを示すチャートである。
【図20A】光ビームによるウェーハの露光の際に異なる位置又は時間でとられた光ビームのスペクトル形状のグラフである。
【図20B】光ビームによるウェーハの露光の際に異なる位置又は時間でとられた光ビームのスペクトル形状のグラフである。
【図21】光ビームの光スペクトルの位相が変更されてフィールド間ベースで光ビームのスペクトル形状を変更している、例示的なウェーハマップである。
【図22A】ウェーハの物性（臨界寸法）が光ビームの性能パラメータ（焦点）に対してどのように変動するのかを示すグラフである。
【図22B】ウェーハの物性（臨界寸法）が光ビームの性能パラメータ（焦点）に対してどのように変動するのかを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0023】
図１を参照すると、フォトリソグラフィシステム１００は、パルス光ビーム１１０をウェーハ１２０に配向する光学（又は光）源１０５を含む。また、フォトリソグラフィシステム１００は、ウェーハ１２０を受容するリソグラフィ露光装置１１５と、リソグラフィ露光装置１１５及び光源１０５に接続された制御系１８５と、も含む。リソグラフィ露光装置１１５は、スキャン光学系１２５と、監視モジュール１４０と、内部コントローラ１１７と、を含む。監視モジュール１４０は、ウェーハ１２０がパルス光ビーム１１０に露光されている間、ウェーハ１２０におけるパルス光ビーム１１０の特性（例えば位置）を検出又は測定する。
【0024】
フォトリソグラフィシステム１００は、ウェーハ１２０を保持するウェーハホルダ１２２と検出系１５５とを含む計測装置１４５を備える。いくつかの実装形態においては、ウェーハホルダ１２２は１つ以上の予め露光されたウェーハ１２０を保持する。他の実装形態においては、ウェーハホルダ１２２は光ビームがウェーハ１２０をスキャンする間もウェーハ１２０を保持するので、こうした実装形態においては、計測装置１４５は実時間（すなわちウェーハの露光中）の計測を可能にする。
【0025】
検出系１５５は、ウェーハにおける特定の光ビーム特性に対応するウェーハ１２０の物性を測定する。例えば、ウェーハ１２０の物性は、リソグラフィの際にウェーハ上に形成される物理的フィーチャのコントラスト、リソグラフィの際に光ビーム１１０にさらされるウェーハ領域の臨界寸法、リソグラフィの際に光ビーム１１０にさらされるウェーハ領域のフォトレジストプロファイル、リソグラフィの際にウェーハ上に形成される各層のオーバレイ、又はリソグラフィの際に光ビーム１１０にさらされるウェーハ領域のフィーチャの側壁角度であってもよい。例えば、光ビーム特性は、光ビームがリソグラフィの際にウェーハ１２０を露光する特定の位置であってもよい。この例においては、検出系１５５は、光ビームがウェーハを露光する各ウェーハ位置について物性を測定する。検出系１５５は、ウェーハにおける各光ビーム特性について１つ以上の測定された物性を含む一組のデータ１６０を出力する。検出系１５５により測定されるウェーハにおける光ビーム特性の数は、所望の制御量に基づいて選択されてもよく、あるいは測定される特定の物性に基づいていてもよい。
【0026】
制御系１８５は、ウェーハにおける各光ビーム特性について測定された物性の出力１６０を、計測装置１４５の検出系１５５からから受信する。この受信した情報に基づいて、制御系１８５は、ウェーハ１２０上の各光ビーム特性について（フォトリソグラフィシステム１００を用いて）予め処理されたウェーハ１２０の物理的形状に誤差があるかどうかを判定してもよく、ウェーハ形状におけるこうした誤差を補償するためにパルス光ビーム１１０の性能パラメータをどのように調整するかを決定してもよい。あるいは、制御系１８５は、ウェーハ形状を調整するために光ビーム１１０の性能パラメータをどのように調整するかを決定してもよい。ウェーハ形状とは、ウェーハ１２０が光ビーム１１０にさらされている間に起こるパターニングによってウェーハ１２０上に形成される幾何学的パターンである。したがって、この幾何学的パターンは、ウェーハにおける一連の彫刻、又は所望のパターンでの新たな材料の一連の堆積であってもよく、また、この幾何学的パターンは、ウェーハ及びウェーハから形成されたチップの使用を可能にするよう独特に造形されている。
【0027】
性能パラメータ系１５０や１つ以上の測定系１８０など、フォトリソグラフィシステム１００の他の構成要素は、制御系１８５に接続されている。例えば、性能パラメータ系１５０は、光源１０５からの光ビームを受けるとともに制御系１８５からの入力に基づいて光源１０５のスペクトル出力を精密に調整するスペクトル特徴モジュールを含んでいてもよい。１つ以上の測定系１８０は、例えば、光源１０５から出力される光ビーム１１０のスペクトル特徴（帯域幅及び波長など）又はエネルギといった特性を測定する。
【0028】
リソグラフィ露光装置１１５内の現在のウェーハ１２０のスキャンの際、制御系１８５は、光ビーム１１０がウェーハ１２０をどのようにスキャンするのかを表す情報１６５を監視モジュール１４０から受信する。この情報は、光ビーム１１０がウェーハ１２０を露光するときの光ビーム１１０の特性（空間的位置又はエネルギなど）である。例えば、この情報は、光ビーム１１０がウェーハ１２０を露光している位置を判定するのに用いられてもよい。
【0029】
制御系１８５は、監視モジュール１４０からの情報１６５と検出系１５５からの出力１６０との両方を用いて、光源１０５が発生するパルス光ビーム１１０の１つ以上の光学性能パラメータをどのように変更するかを決定する。このようにすれば、パルス光ビーム１１０の１つ以上の光学性能パラメータの変動又は摂動を用いて、物性又はリソグラフィ露光装置１１５内のウェーハのスキャンの際にしつこく発生するウェーハ１２０の物性の誤差を変更することができる。
【0030】
このため、光源１０５は、ウェーハ１２０を露光している間に、且つリソグラフィ露光装置１１５に変更を行うことなく、ウェーハ内（例えばフィールド間（ｆｉｅｌｄ－ｔｏ－ｆｉｅｌｄ））ベース又はフィールド内（例えばスリット間（ｓｌｉｔ－ｔｏ－ｓｌｉｔ））ベースで駆動可能である。開示される技術は、ウェーハ間（ｗａｆｅｒ－ｔｏ－ｗａｆｅｒ）、フィールド間、又はスリット間ベースでの実時間の任意のスペクトル生成を可能にすることができる。これによりウェーハ露光及びデータロギングの能力及び柔軟性を高めることが可能である。
【0031】
図２Ａも参照すると、ウェーハ１２０の露光の議論が記載されている。コントローラ１１７は、特定の特性及びタイミングを有する光ビーム１１０を供給するよう光源１０５に（例えば制御系１８５を介して）コマンドを提供することによって、ウェーハ１２０上に層がどのようにプリントされるのかを制御する。
【0032】
リソグラフィ露光装置１１５はウェーハ１２０を搬送するステージ２２０を含んでおり、ウェーハ１２０が露光の際に光ビーム１１０から移動されることを可能にしている。リソグラフィ露光装置１１５は、例えば１つ以上の集光レンズと、マスク２３４と、対物レンズ装置２３２とを有する照明装置系を備えた光学配置２１０を含む。マスク２３４は、光ビーム１１０の光軸２３８に沿って、あるいは光軸２３８に垂直な平面内でなど、１つ以上の方向に沿って移動可能である。対物レンズ装置２３２は投影レンズを含み、マスク２３４からウェーハ１２０上のフォトレジストへの像転写の発生を可能にする。照明装置系はマスク２３４に入射する光ビーム１１０の角度の範囲も調節する。
【0033】
「フィールド」とはウェーハ１２０の露光フィールド２１０を指し、露光フィールド２１０とは露光スリット又は窓２００の１回のスキャンで露光されるウェーハ１２０の領域であって、露光窓２００とは１回の照射量で露光されるウェーハ１２０の照明領域である。同領域（露光窓）を照明する光ビーム１１０のパルスの数は、リソグラフィ露光装置１１５内の１つ以上の露光スリットによって制御される。
【0034】
露光の際、ウェーハ１２０は光ビーム１１０で照射される。工程プログラム又はプロセスレシピがウェーハ１２０上での露光の長さ、使用されるマスク２３４、ならびに露光に影響を及ぼす他の要因を決定する。
【0035】
コントローラ１１７は、特定の特性及びタイミングを有する光ビーム１１０を供給するよう光源１０５に（例えば制御系１８５を介して）コマンドを提供することによって、ウェーハ１２０上に層がどのようにプリントされるのかを制御する。特に、コントローラ１１７は、１つ以上の信号を光源１０５へと送信することによって、光源１０５がいつパルス又はパルスのバーストを放射するのかを制御する。
【0036】
このように、ウェーハ１２０における光ビーム特性が光ビームがウェーハ１２０を露光する位置である例においては、検出系１５５は、各フィールド、各スリット、又は一定数の光ビームのパルスについてウェーハの物性を測定してもよい。したがって、ウェーハ位置の数は、ウェーハフィールドあたり１乃至１０箇所又はウェーハあたり１乃至１０箇所と小さくてもよく、また、ウェーハフィールドあたり（あるいはスリットあたりベース又はパルスあたりベースであってもよい）１００乃至３００箇所と大きくてもよい。
【0037】
例えば、図３を参照すると、コントローラ１１７は、新たなウェーハ１２０がステージ２２０上に載置されたと判断すると、光源１０５にウェーハ露光を開始するよう伝えるウェーハ露光信号３００を光源１０５に送信するよう構成されていてもよい。ウェーハ露光信号３００は、ウェーハが露光されている間は高い値３０５（例えば５などの整数）を有していてもよく、ウェーハ露光の終わりで低い値３１０（例えば０）に切り替わってもよい。また、コントローラ１１７はゲート信号３１５を光源１０５に送信する。ゲート信号３１５はパルスのバーストの間中は高い値３２０（例えば１）を有し、バーストとバーストとの間の時間には低い値３２５（例えば０）を有する。バーストのパルス数は同じ露光窓を照明する光ビーム１１０のパルス数と同じであってもよく、したがってフィールドと同じであってもよい。実装形態によっては、バースト（又はフィールド）の値は数百、例えば１００乃至４００パルスである。コントローラ１１７は光源１０５にトリガ信号３３０も送信する。トリガ信号３３０は、光源１０５の各パルスについては高い値（例えば１）を有し、連続する各パルスの間の時間については低い値（例えば０）を有する。
【0038】
リソグラフィの際、光ビーム１１０の複数のパルスはウェーハ１２０の同じ領域を照射して照射量（ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ ｄｏｓｅ）を形成する。スリット２００の大きさはマスク２３４の前に配置された露光スリット２０５により制御される。スリット２０５はシャッタのように設計されていてもよいし、開閉可能な複数のブレードを含んでいてもよく、その場合、露出領域の大きさは、スキャン方向及び非スキャン方向のブレード間の距離によって決定される。いくつかの実装形態においては、Ｎの値は数十、例えば１０乃至１００パルス、１０乃至７０パルス、又は１０乃至５０パルスである。他の実装形態においては、Ｎの値は数百、例えば１００乃至４００パルスである。
【0039】
マスク２３４と、対物レンズ装置２３２と、ウェーハ１２０とのうち１つ以上は、露光フィールド２１０を横切って露光窓２００をスキャンするべく、露光の際に互いに対して移動されてもよい。例えば、図２Ｂ及び２Ｃはスキャン時の２つの例示的なステップを示す。
【0040】
パルス光ビーム１１０の光学性能パラメータは、光ビーム１１０のエネルギと、波長又は帯域幅といった光ビーム１１０のスペクトル特性と、光ビーム１１０のエネルギ又はスペクトル特性の誤差とを含む。以下は、光ビーム１１０のスペクトル特性及び光源１０５の議論である。
【0041】
図４を参照すると、光源１０５が発生したパルス光ビーム１１０の光スペクトル（又は発光スペクトル）４００は、光エネルギ又は電力が異なる波長にわたってどのように分布しているのかについての情報を含む。光ビーム１１０の光スペクトル４００は図表の形で示されており、ここで、スペクトル強度４０５（必ずしも絶対校正を伴わない）は波長又は光周波数４１０の関数として描画されている。光スペクトル４００は光ビーム１１０のスペクトル形状又は強度スペクトルと称されてもよい。光ビーム１１０のスペクトル特性又は特徴は強度スペクトルの任意の態様又は表示を含む。例えば、帯域幅はスペクトル特徴である。光ビームの帯域幅はこのスペクトル形状の幅の測定基準であり、この幅はレーザ光の波長又は周波数で表されてもよい。光ビームの帯域幅を特徴づける値を推定するためには、光スペクトル４００の詳細に関する任意の適切な数学的構成（すなわちメトリック）が用いられてもよい。例えば、スペクトル形状の最大ピーク強度の断片（Ｘ）におけるスペクトル全幅（ＦＷＸＭと称される）を用いて光ビーム帯域幅を特徴づけてもよい。別の一例としては、積分スペクトル強度の断片（Ｙ）を含むスペクトルの幅（ＥＹと称される）を用いて光ビーム帯域幅を特徴づけてもよい。
【0042】
図５を参照すると、例示的な光源５０５は、光ビーム１１０としてパルスレーザビームを発生するパルスレーザ源である。図５の例に示されるように、光源５０５は、シード光ビーム５０２を電力増幅器（ＰＡ）５１０に提供する主発振器（ＭＯ）５００を含む２ステージレーザシステムである。主発振器５００は、典型的には、増幅が生じる利得媒質と、光共振器などの光フィードバック機構とを含む。電力増幅器５１０は、典型的には、主発振器５００からのシードレーザビームでシードされたときに増幅が生じる利得媒質を含む。電力増幅器５１０は、再生リング共振器として設計されている場合には電源リング増幅器（ＰＲＡ）として記載され、その場合、リング設計から十分な光フィードバックが提供され得る。主発振器５００は、比較的低い出力パルスエネルギでの中心波長及び帯域幅などのスペクトルパラメータの精密な調整を可能にする。電力増幅器５１０は主発振器５００からの出力を受信し、この出力を増幅して、フォトリソグラフィにおいて用いる出力に必要な電力を得る。
【0043】
この例においては、性能パラメータ系１５０はスペクトル特徴選択モジュール５５１を含み、１つ以上の測定系１８０は、制御系１８５に接続された測定系５８０’及び５８０’’を含む。測定系５８０’は出力カプラ５１５からの出力を受信する線中心分析モジュール（ＬＡＭ）である。
【0044】
主発振器５００は、２つの細長の電極と、利得媒質のはたらきをするレーザガスと、電極間でガスを循環させるためのファンとを有する放電チャンバを含み、レーザ共振器が放電チャンバの一方の側のスペクトル特徴選択系５５０と放電チャンバの第２の側の出力カプラ５１５との間に形成される。１つ以上のビーム変更光学系５２５は、必要に応じてレーザビームの大きさ及び／又は形状を変更する。線中心分析モジュール５８０’は、シード光ビーム５０２の波長を測定又は監視するのに用いられ得る種類の測定系１８０の一例である。線中心分析モジュールは光源５０５内の他の位置に配置されてもよく、あるいは光源５０５の出力に配置されてもよい。
【0045】
放電チャンバにおいて用いられるレーザガスは、必要な波長及び帯域幅を中心とするレーザビームを発生するのに適した任意のガスであってもよい。例えば、レーザガスは、約１９３ｎｍの波長で光を放射するフッ化アルゴン（ＡｒＦ）であってもよいし、あるいは約２４８ｎｍの波長で光を放射するフッ化クリプトン（ＫｒＦ）であってもよい。
【0046】
電力増幅器５１０は、電力増幅器放電チャンバを含むとともに、再生（再循環）リング増幅器である場合には、光ビームを反射して放電チャンバへと戻し循環路を形成するビーム反射部５３０も含む。電力増幅器放電チャンバは、一対の細長の電極と、利得媒質のはたらきをするレーザガスと、電極間でガスを循環させるためのファンとを含む。シード光ビーム５０２は電力増幅器５１０を繰り返し通過することにより増幅される。ビーム変更光学系５２５は、シード光ビームをインカップル（ｉｎ－ｃｏｕｐｌｅ）し電力増幅器からの増幅された放射線の一部をアウトカップル（ｏｕｔ－ｃｏｕｐｌｅ）して出力光ビーム１１０を形成する手段（例えば部分反射鏡）を提供する。
【0047】
測定系５８０’’は、光ビーム１１０のベースライン光スペクトルを発生するために用いられる。いくつかの実装形態においては、測定系５８０’’は、独国ベルリンのＬＴＢレーザテヒニーク・ベルリンＧｍｂＨにより製造されたＥＬＳＡＳエシェル分光器のようなグレーティング分光器を含んでいてもよい。他の実装形態においては、測定系５８０’’はスペクトル特性のオンボード実時間測定のために用いられてもよく、光ビーム１１０の経路に沿って配置されたビーム分岐装置から再配向される光ビーム１１０の一部を受けるエタロン分光器を備える。エタロン分光器は、光ビーム部分が透過するエタロンを含む光学配置と、光学配置からの出力光を受ける検出器とを備える。検出器の出力は制御系１８５に接続される。このようにして、制御系１８５は検出器により記録された各光スペクトル４００を受信する。
【0048】
再び図２Ａを参照すると、ウェーハ１２０上には、例えばウェーハ上に放射線感応性フォトレジスト材料の層を堆積し、次いでそのフォトレジスト層の上にパターニングされたマスク２３４を位置決めし、それからマスクされたフォトレジスト層を選択された放射線（すなわち光ビーム１１０）にさらすことによって、マイクロ電子フィーチャが形成されてもよい。その後、ウェーハ１２０は水性ベース又は溶剤などの現像剤にさらされる。すると、フォトレジスト層のうち現像剤に対する耐性のある部分がウェーハ１２０上に残り、フォトレジスト層の残りは現像剤によって除去されて、下にあるウェーハ１２０の材料が露出される。
【0049】
ウェーハ１２０は追加的な工程ステップを用いて処理されてもよく、これらはエッチング、堆積、及びウェーハ１２０の材料又はウェーハ１２０上に堆積された材料に開口（溝、チャネル、又は孔など）のパターンを作り出すための異なるマスク２３４によるリソグラフィ工程などの工程ステップのうち１つ以上の組み合わせであってもよい。これらの開口は、絶縁性材料、導電性材料、又は半導電性材料で充填されて、ウェーハ１２０上にマイクロ電子フィーチャの層を構成してもよい。次に、ウェーハ１２０は個片化されて個々のチップを形成し、これがコンピュータ及び他の消費者用又は産業用電子装置など、多種多様な電子製品に組み込まれてもよい。
【0050】
ウェーハ１２０内に形成されたマイクロ電子フィーチャの大きさが（例えばウェーハ１２０により形成されるチップを小型化するために）縮小するにつれて、フォトレジスト層内に形成されるフィーチャの大きさもまた縮小しなければならない。臨界寸法（ＣＤ）は半導体基板（ウェーハ１２０）にプリントされる必要のあるフィーチャの大きさであり、したがってＣＤは厳密な寸法制御を要する。
【0051】
ＣＤを小さくする１つの手法は、対物レンズ装置２３２内の投影レンズの開口数（ＮＡ）を増加することである。しかしながら、投影レンズのＮＡが増加するにつれて、ウェーハ１２０上に投影されるマスク２３４の像は、孤立したフィーチャにおける焦点深度（ＤＯＦ）を失う。製造工程は焦点の変動を要することから、処理済みウェーハのより高い歩留まりを達成するためにはＤＯＦが必要である。ＤＯＦが低くなる結果、処理済みウェーハの歩留まりは容認できないほど低くなり得る。
【0052】
（対物レンズ装置２３２において用いられる）ほとんどの投影レンズは、光源１０５の波長誤差が存在する場合にウェーハ１２０上での結像誤差を発生させる色収差を有する。色収差により引き起こされる１つの誤差は焦点誤差であり、他の誤差ははるかに小さくなる傾向がある。例えば、光ビーム１１０の波長が目標波長から外れていれば、ウェーハ１２０上の像は深刻な焦点面誤差を有するであろう。
【0053】
図６を参照すると、制御系１８５からの出力を受信して光源１０５に関連する１つ以上の性能パラメータを制御又は変更する例示的な性能パラメータ系６５０が示されている。性能パラメータ系６５０は１つ以上の性能パラメータモジュール６５１（例えば６５１Ａ，６５１Ｂ，６５１Ｃ，…６５１ｘ）を含む。制御されるべき性能パラメータに応じて特定の性能パラメータモジュール８５１が選択されて、光源１０５のその性能パラメータを変更し又は変化させてもよい。各性能パラメータモジュール６５１は、ファームウェア及びソフトウェアの任意の組み合わせの形で電子機器を含む独自のコントローラ（６５２Ａ，６５２Ｂ，８５２Ｃ，…６５２ｘ）を備えていてもよい。各性能パラメータモジュール６５１は作動系（６５４Ａ，６５４Ｂ，６５４Ｃ，…６５４ｘ）の独自の組を含んでいてもよく、これは光源１０５の各フィーチャ（６６６Ａ，６６６Ｂ，６６６Ｃ，…６６６ｘ）に結合されたアクチュエータを含む。これらのアクチュエータは、制御されるべき光源のフィーチャに応じて、例えば機械的、電気的、光学的、熱的、液圧の任意の組み合わせであってもよい。光源１０５のこれらの各フィーチャ（６６６Ａ，６６６Ｂ，６６６Ｃ，…６６６ｘ）を制御することによって、各性能パラメータを調整することができる。
【0054】
図６には一組の性能パラメータモジュール６５１が示されているが、性能パラメータ系６５０は、１つのみの性能パラメータモジュール又は任意の数の性能パラメータモジュールを含むことが可能である。
【0055】
図７Ａを参照すると、性能パラメータモジュール６５１の一例であるスペクトル特徴モジュール７５１がブロック図の形で示されている。例示的なスペクトル特徴モジュール７５１は光源１０５からの光に結合する。実装形態によっては、スペクトル特徴モジュール７５１は、主発振器５００からの光を受けて、主発振器５００内での波長及び帯域幅などのパラメータの精密な調整を可能にする。
【0056】
スペクトル特徴モジュール７５１は、ファームウェア及びソフトウェアの任意の組み合わせの形で電子機器を含むスペクトル特徴コントローラ７５２などのコントローラを備えていてもよい。コントローラ７５２は、スペクトル特徴作動系７５４，７５６，７５８のような１つ以上の作動系に接続されている。３つの作動系が示されているが、３つよりも少ない又は多い作動系が存在していてもよい。作動系７５４，７５６，７５８の各々は、光学系７６６の各光学的フィーチャ７６０，７６２，７６４に接続された１つ以上のアクチュエータを含んでいてもよい。光学的フィーチャ７６０，７６２，７６４は、発生された光ビーム１１０の特定の特性を調整し、それによって光ビーム１１０のスペクトル特徴を調整するよう構成されている。コントローラ７５２は（後述するように）制御系１８５から制御信号を受信し、この制御信号は作動系７５４，７５６，７５８のうち１つ以上を操作又は制御するための特定のコマンドを含んでいる。作動系７５４，７５６，７５８は協働すなわちタンデムで作用するよう選択及び設計されていてもよい。また、作動系７５４，７５６，７５８の各々は、スペクトル特徴に対する特定のクラスの擾乱又は変更に応答するよう最適化されてもよい。たとえ光源１０５が幅広いアレイ擾乱にさらされるとしても、スペクトル特徴（波長又は帯域幅など）を所望の設定点又は少なくとも設定点周辺の所望の範囲内に保持又は維持するために、そのような協調及び協力が併せて制御系１８５により用いられてもよい。又は、この協調及び協力は、後述するように、光ビーム１１０のスペクトル形状を合成して合成スペクトル形状を形成するようスペクトル特徴（波長など）を変更するために、制御系１８５により用いられてもよい。あるいは、この協調及び協力は、ウェーハ１２０上に形成された物理的フィーチャの誤差を補正するようスペクトル特徴（帯域幅など）を変更するために、制御系１８５により用いられてもよい。
【0057】
各光学的フィーチャ７６０，７６２，７６４は、光源１０５が発生する光ビーム１１０に光学的に結合される。いくつかの実装形態においては、光学系７６６は、図７Ａのスペクトル特徴モジュール７５１の例示的な光学部品のブロック図である図７Ｂに示すようなライン狭隘化モジュールである。ライン狭隘化モジュールは、光学的フィーチャ７６０，７６２，７６４として、反射グレーティング７８０のような分散光学素子と、１つ以上が回転可能であってもよいプリズム７８２，７８４，７８６，７８８のような屈折光学素子とを含む。このライン狭隘化モジュールの一例は、「光源帯域幅を選択及び制御するためのシステム、方法及び装置」と題され２０１２年３月２７日に交付された米国特許第８，１４４，７３９号（’７３９特許）に見受けられ、同特許は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。’７３９特許には、ビームエキスパンダ（１つ以上のプリズム７８２，７８４，７８６，７８８を含む）と、グレーティング７８０のような分散素子とを含むライン狭隘化モジュールが記載されている。グレーティング７８０のような作動可能な光学的フィーチャの各作動系及びプリズム７８２，７８４，７８６，７８８のうち１つ以上は、図７Ｂには示されていない。
【0058】
作動系７５４，７５６，７５８のアクチュエータの各々は、光学系の各光学的フィーチャ７６０，７６２，７６４を移動又は制御する機械装置である。アクチュエータはモジュール７５２からエネルギを受け取り、そのエネルギを光学系の光学的フィーチャ７６０，７６２，７６４に付与される何らかの運動に変換する。例えば、’７３９特許には、（グレーティングの領域に力を印加するための）力装置及びビームエキスパンダのプリズムのうち１つ以上を回転させる回転ステージなどの作動系が記載されている。作動系７５４，７５６，７５８は、例えば、ステッパモータなどのモータ、弁、圧力制御された装置、圧電装置、リニアモータ、液圧アクチュエータ、ボイスコイル等を含んでいてもよい。
【0059】
スペクトル特徴選択系７５０は、光学系の１つの光学的フィーチャに結合された１つの作動系しか含まず、光学系の他の光学的フィーチャは作動されないままであることがあり得る。例えば、図７Ｂにおいて、ライン狭隘化モジュールは、プリズムのうち１つのみ（プリズム７８２など）がその作動系と結合することにより作動されるように設定されてもよく、プリズム７８２は圧電装置の制御の下で可動であってもよい。例えば、プリズム７８２は、モジュール７５２により制御される圧電装置の制御の下で移動可能なステージに載置されてもよい。
【0060】
別の種類の性能パラメータモジュール６５１は、例えば、光源１０５から出力される光ビーム１１０のエネルギを制御するエネルギモジュールであり得る。いくつかの実装形態においては、エネルギは、ガス放電チャンバ（例えば主発振器５００内のガス放電チャンバ又は電力増幅器５１０のガス放電チャンバ）のうち１つ以上への電圧を制御することによって制御される。他の実装形態においては、エネルギは、主発振器５００及び電力増幅器５１０の各々における放電の間の相対的なタイミングを調整することにより制御される。この場合、制御系１８５はエネルギの目標値を受信する。あるいは、監視モジュール１４０が性能パラメータの目標値からのずれを監視し、コントローラ１１７が光源１０５内の電圧及びタイミング又は他のフィーチャを調整して光ビーム１１０のエネルギを変更及び制御する。
【0061】
再び図１を参照すると、計測装置１４５は、例えば１ｎｍよりも小さなフィーチャサイズを表示することができるよう高解像度結像用に設計された、高分解能スキャン電子顕微鏡（ＳＥＭ）のような自己完結型システムであってもよい。ＳＥＭは、焦束された電子のビームでウェーハ１２０をスキャンすることによってサンプル（この場合ウェーハ１２０）の像を結像する、一種の電子顕微鏡である。電子はウェーハ１２０内の原子と相互作用して、検出可能であり且つウェーハの表面形状及び組成物についての情報を含む信号を発生する。電子ビームはラスタスキャンパターンでスキャンされてもよく、電子ビームの位置が、検出された信号と組み合わされて、像を結ぶ。ＳＥＭは１ナノメートル（ｎｍ）よりも良好な解像度を達成することができる。ウェーハ１２０は、高真空中、低真空中、（環境ＳＥＭにおいては）ウェット状態、及び広範囲の極低温又は高温など、任意の適当な環境で観察されてもよい。検出の最も一般的なモードは、電子ビームにより励起された原子によって放射される二次電子によるものである。二次電子の数は、ウェーハ１２０の表面と電子ビームとの間の角度の関数である。他のシステムにおいては、後方散乱電子又はｘ線が検出され得る。
【0062】
例えば、ＳＥＭはウェーハを撮像するよう特に設計されたＣＤ－ＳＥＭであってもよい。計測装置１４５として使用可能な適当な自己完結型システムは、米国カリフォルニア州サンタクララのアプライド・マテリアルズ・インクによるＶｅｒｉｔｙＳＥＭ（商標）、又は日本国東京都港区の株式会社日立ハイテクノロジーズによるＣＧシリーズのＣＤＳＥＭ（ＣＧ５０００など）である。
【0063】
他の実装形態においては、計測装置１４５は、エネルギのパルスをウェーハ１２０に向かって伝送しウェーハ１２０からの反射又は回折されたエネルギを測定するスキャトロメータである。スキャトロメータは、オーバレイ、焦点、及びＣＤの測定を１つのセンサで組み合わせることができる。いくつかの実装形態においては、計測装置１４５は、ＹｉｅｌｄＳｔａｒ Ｓ－２５０Ｄ（オランダ国フェルトホーフェンのＡＳＭＬネザーランズＢ．Ｖ．により製造）であり、これは、回折ベースのオーバレイ及び回折ベースの焦点技術ならびにＣＤを測定するための自由選択の能力を用いたオンプロダクト（ｏｎ－ｐｒｏｄｕｃｔ）でのオーバレイ及び焦点の測定を可能にするスタンドアロンの計測ツールである。
【0064】
いくつかの実装形態においては、計測装置１４５は、ウェーハ１２０の各層に配置された材料の別々のパターンが正確に位置合わせされているかどうかを判定するオーバレイ計測装置である。例えば、オーバレイ計測装置は、ウェーハの各層の接点、ライン、及びトランジスタが互いに整列しているかどうかを判定する。パターン間の位置ずれはいかなるものであっても短絡及び接続不良を引き起こし得るものであり、これは一方で歩留まり及び利益率に影響を与えるであろう。したがって、実際には、オーバレイ計測装置はウェーハ１２０上に各層が形成された後、しかし第２層が形成された後で、使用される。オーバレイ計測装置は、ウェーハ上の先に形成された層に対するウェーハ上の直近に形成された（すなわち現在の）層の相対位置を測定し、ここで、直近に形成された層は先に形成された層の上に形成されるものである。現在のウェーハ層と先に形成されたウェーハ層との相対位置は、（ウェーハ１２０において測定される光ビーム１１０の特性が位置に対応する場合には）光ビームがウェーハを露光する各位置について測定される。例示的なオーバレイ計測装置は、米国カリフォルニア州ミルピタスのＫＬＡ－テンコール・コーポレーションによるＡｒｃｈｅｒ（商標）５００シリーズである。
【0065】
上述のように、監視モジュール１４０は、実時間で、光ビーム１１０がどのようにウェーハ１２０をスキャンするのかを表す情報１６４を制御系１８５に提供する。この情報は、ウェーハ１２０を露光するときの光ビーム１１０の特性である。いくつかの実装形態においては、この情報は露光スキャンの際に、したがって実時間で、光ビーム１１０がウェーハ１２０を露光している位置を判定するために用いられ得る。また、この情報はウェーハのスキャンの間定期的に提供されてもよく、例えば、ウェーハのスキャンの間設定された回数にわたってウェーハの各フィールドに、あるいは設定された回数にわたってウェーハの１つのフィールド内で、提供されるなどしてもよい。
【0066】
図８Ａを参照すると、いくつかの実装形態においては、監視モジュール１４０は、（リソグラフィ露光装置１１５の）コントローラ１１７から光源１０５に送信される１つ以上の信号を監視又は観察するよう配置された信号モニタ８４０’を含む。例えば、再び図３を参照すると、信号モニタ８４０’は、以下の例示的な信号のうち１つ以上を検出するよう構成されていてもよい。：ウェーハ露光信号３００が高い値３０５であるとき；ゲート信号３１５が低い値３２５であるとき；トリガ信号３３０が低い値でありゲート信号３１５が高い値３２０であるとき；ウェーハ露光信号３００が高い値３０５から低い値３１０へと切り替わるとき；又はトリガ信号３３０が一定の回数（スリットに対応する回数など）高い値であった後で低い値に切り替わるとき。
【0067】
図８Ｂを参照すると、他の実装形態においては、監視モジュール１４０は、ウェーハ１２０を露光する直前の光ビーム１１０のエネルギを検出するようリソグラフィ露光装置１１５内に配置されたエネルギ又は電力センサ８４０’’を含む。センサ８４０’’は、例えばフォトダイオード電力センサ、熱電力センサ、又は焦電型エネルギセンサであってもよい。センサ８４０’’は、光ビーム１１０を光源１０５とウェーハ１２０との間の経路上で反射する光学素子に配置されていてもよい。
【0068】
図９を参照すると、本明細書に記載のシステム及び方法の態様に関する、制御系１８５についての詳細が提示されている。制御系１８５は、図９に示されていない他のフィーチャを含んでいてもよい。一般に、制御系１８５は、デジタル電子回路、コンピュータハードウェア、ファームウェア、及びソフトウェアのうち１つ以上を含む。
【0069】
具体的には、制御系１８５はメモリ９００を含み、これは読み出し専用メモリ及び／又はランダムアクセスメモリであってもよい。コンピュータプログラム命令及びデータを有形に具現化するのに適した記憶装置は、例えば、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、及びフラッシュメモリ装置などの半導体メモリ装置；内部ハードディスク及びリムーバブルディスクなどの磁気ディスク；光磁気ディスク；及びＣＤ－ＲＯＭディスクといった、あらゆる形態の不揮発性メモリを含む。制御系１８５はまた、１つ以上の入力装置９０５（キーボード、タッチスクリーン、マイクロフォン、マウス、手持ち式入力装置など）と、１つ以上の出力装置９１０（スピーカ又はモニタなど）と、も含んでいてもよい。
【0070】
一般的に、制御系１８５は、１つ以上のプログラム可能プロセッサ９１５と、プログラム可能プロセッサ（プロセッサ９１５など）による実行のために機械読み取り可能な記憶装置において有形に具現化される１つ以上のコンピュータプログラム製品９２０とを含む。１つ以上プログラム可能プロセッサ９１５は、入力データに作用し適切な出力を生成することによって所望の機能を実行するよう、各々が命令のプログラムを実行してもよい。一般的に、プロセッサ９１５はメモリ９００から命令及びデータを受信する。前述のものはいずれも、特別に設計されたＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）により補足され又はこれらに組み込まれ得る。
【0071】
具体的には、制御系１８５は、相関モジュール９２５（プロセッサ９１５のような１つ以上のプロセッサにより実行される一組のコンピュータプログラム製品であってもよい）及び性能パラメータモジュール９３０（プロセッサ９１５のような１つ以上のプロセッサにより実行される一組のコンピュータプログラム製品であってもよい）を含む。相関モジュール９２５は計測装置１４５内の検出系１５５から出力１６０を受信する。性能パラメータモジュール９３０は、光ビーム１１０がどのようにウェーハ１２０をスキャンするのかについての監視モジュール１４０からの実時間の情報１６５と、相関モジュール９２５から出力された情報９３５と、性能パラメータの目標値９３７とを受信する。制御系は、光源モジュール９４５及び光源作動系９５０も含む。光源モジュール９４５は、性能パラメータモジュール９３０からの目標性能パラメータ９４０と、測定系１８０からの性能パラメータの測定値とを受信する。光源モジュール９４５の出力は、光源作動系９５０に対して、光源１０５のフィーチャをどのように調整するのかを示す。光源作動系９５０は光源１０５と性能パラメータ系１５０とに接続される。
【0072】
図９は制御系１８５を構成要素のすべてが物理的に同一場所に配置されているように見えるボックスとして表しているが、制御系１８５は物理的に互いに離隔した構成要素で構成されることが可能である。例えば、光源モジュール９４５及び光源作動系９５０は光源１１０と物理的に同一場所に配置されていてもよく、相関モジュール９２５は、光源モジュール９４５とメモリ９００とプロセッサ９１５とから離隔した、別個に収容されたコンピュータであってもよい。
【0073】
図１０を参照すると、相関モジュール９２５により受信された出力１６０は、ウェーハにおける各パルス光ビーム特性１００４についてのウェーハ１２０の測定された物性１００２のリスト１０００になっている。ウェーハ１２０の測定された物性１００２の例は、ウェーハ上に形成されたフィーチャのコントラスト、ウェーハ位置における線幅又は臨界寸法（ＣＤ）、フォトレジストプロファイル、側壁角度、及び最終的なレジスト厚さを含む。物性１００２は、物性の曲線又はプロット（ボサング曲線（Ｂｏｓｓｕｎｇ ｃｕｒｖｅ）など）対ウェーハ１２０を露光する光ビームの特質（焦点又は量など）というコンテクスト内で分析されてもよい。
【0074】
ウェーハにおけるパルス光ビーム特性１００４は、光ビームがウェーハ１２０を露光する位置であってもよい。この場合、出力１６０は、ウェーハ上の各位置１００４についてのウェーハ１２０の測定された物性１００２のリスト１０００である。図１１も参照すると、位置は例示的なウェーハ１１２０の各露光フィールドでとられてもよく、この例においては、各露光フィールドに通し番号が振られていて、ウェーハ１１２０上には４２個のフィールドがある。したがって、検出系１５５は、計測装置１４５内のウェーハ１１２０上の各フィールドにおいて物性１００２を測定する。相関モジュール９２５は、光ビーム１１０の性能パラメータ１０１２を各パルス光ビーム特性１００４と相関させるリスト１０１０を出力する。相関モジュール９２５は、特定のパルス光ビーム特性１００４において物性１００２を変更又は補正するであろう光ビーム１１０の性能パラメータ１０１２を決定する。例えば、特性１００４がウェーハ１１２０上の位置であり、測定された物性１００２がＣＤの誤差である場合には、相関モジュール９２５は、ウェーハ１１２０上の各位置でＣＤの誤差を補償するために光ビーム１１０の帯域幅（性能パラメータ）をどのように調整するのかを決定し得る。作成されたリスト１０１０は、性能パラメータモジュール９３０に送信される情報９３５である。したがって、相関モジュール９２５は、リソグラフィ露光装置１１５内の特性（光学特性など）又は構成要素を変更することなく、ウェーハ１２０上に現れる物理的な誤差を補償するためにパルス光ビーム１１０の１つ以上の性能パラメータをどのように調整するかを決定することができる。
【0075】
図１２を参照すると、フォトリソグラフィシステム１００は、ウェーハ内（例えばフィールド間）又はフィールド内（例えばパルス間（ｐｕｌｓｅ－ｔｏ－ｐｕｌｓｅ））ベースで光源からの性能出力を変更又は調整することによりウェーハにおける物性を調整する手順１２００を実行する。手順１２００のステップのうち１つ以上は制御系１８５及び／又はコントローラ１１７によって実行されてもよい。
【0076】
初めに、信号が光源１０５へと送信され、一組のパルスとしての光ビーム１１０を発生する（１２０５）。例えば、光源モジュール９４５は、ウェーハ露光信号３００、ゲート信号３１５、及びトリガ信号３３０のうち１つ以上をコントローラ１１７から受信し、これらの信号の値に基づいて光源作動系９５０に命令し、光源１０５のフィーチャを作動させてパルスのバースト状の光ビーム１１０を発生するよう構成されていてもよい。発生された光ビーム１１０はウェーハ１２０を横断してスキャンされる（１２１０）。例えば、コントローラ１１７及び制御系１８５は、パルス光ビーム１１０の発生をリソグラフィ露光装置１１５内の構成要素と関連付けて、Ｎ個のパルスがウェーハ１２０の各フィールドを照明するようにウェーハ１２０の露光フィールド２１０を横断して露光窓２００をスキャンするための露光の際に、マスク２３４、対物レンズ装置２３２及びウェーハ１２０のうち１つ以上を互いに対して移動させてもよい。
【0077】
光ビーム１１０がウェーハ１２０を横断してスキャンされている間に（１２１０）、制御系１８５（及び特に性能パラメータモジュール９３０）は監視モジュール１４０から情報１６５を受信する。この情報は、スキャンの際の時間的なステップでのウェーハ１２０におけるパルス光ビーム１１０の特性である（１２１５）。したがって例えば、制御系１８５は、例えば露光フィールド内の特定のパルスについて、又はウェーハの特定の露光フィールドについて、スキャンの際のその時間的なステップにおけるパルス光ビーム１１０の位置を表す値を受信する。性能パラメータをパルス間ベースで制御するのが望ましい場合には、時間的なステップは単一のパルスの時間内であってもよい。時間的なステップは単一の露光フィールドの時間内であってもよい（したがってＮ個のパルスにわたって続いてもよく、これは約１００パルスであってもよい）。時間的なステップは単一のスリットの時間内であってもよく、これは複数のパルスを有するが露光フィールドの大きさよりも小さく、したがって１とフィールド内のＮ個のパルスの一部である数との間のいくらかの値にわたって続いてもよい。
【0078】
制御がフィールド間ベースである例においては、監視モジュール１４０が図８Ａの監視モジュール８４０’のように設計されている場合、制御系１８５は監視モジュール８４０’から、ゲート信号３１５が高い値３２０から低い値３２５に切り替わったことを示す信号を受信してもよい。そのような情報は、光ビーム１１０がウェーハ１２０上の露光フィールドの端にあることを意味するものであり、したがって制御系１８５にウェーハ１２０に対する光ビーム１１０の位置についての情報を提供する。制御がパルス間ベースである別の一例においては、制御系１８５は監視モジュール８４０’から、トリガ信号３３０がちょうど高い値から低い値へと切り替わりゲート信号３１５が高い値３２０であることを示す信号を受信してもよい。この情報は、光ビーム１１０のパルスが現在の露光フィールド内で終了したことを意味する。
【0079】
制御系１８５（及び具体的には相関モジュール９２５）は、検出系１５５からの出力１６０、すなわち特定の光ビーム特性１００４についてのウェーハ１２０の物性の決定値１００２を受信する（１２２０）。一般に、各光ビーム特性１００４についてのウェーハ１２０の物性の決定値１００２はリスト１０００として受信され、これは計測装置１４５からの出力１６０の中にあって、先に露光されたウェーハの分析及び測定に基づいている。計測装置１４５は、ウェーハ１２０の物性を実時間で、ステージ２２０に載置された現在のウェーハ１２０の露光の際に測定するように、リソグラフィ露光装置１１５内に統合されることが可能である。
【0080】
制御系１８５（及び具体的には性能パラメータモジュール９３０）は、監視モジュール１４０から受信した情報１６５（ウェーハ１２０におけるパルス光ビーム１１０の特性）（１２１５）と、検出系１５５から受信した特定の光ビーム特性１００４についてのウェーハ１２０の物性の決定値１００２（１２２０）とに基づいて、光ビーム１１０の性能パラメータを変更するかどうか及びどの程度変更するかを決定する（１２２５）。制御系が、性能パラメータが変更される必要があると決定する場合には（１２２５）、制御系１８５は、ウェーハ１２０を横断するスキャンの際にパルス光ビーム１１０の性能パラメータを変更する（１２３０）。特に、制御系１８５は、パルス光ビーム１１０の性能パラメータを、現在の時間ステップの後、次の時間ステップの前に変更してもよい。時間ステップが光ビーム１１０のパルス全体である場合には、性能パラメータの変更は、現在のパルスの後、しかし光ビーム１１０の次のパルスが放射される前に行われてもよい。時間ステップがフィールド全体である場合には、性能パラメータの変更は、現在の露光フィールドが完了した後、しかし次の露光フィールドが開始する前に行われてもよい。したがって、図３を参照すると、例えば時間ステップがフィールド全体Ｆである場合には、変更は、ウェーハ１２０の２つの露光フィールドの間の時間である時間（Ｔｍｏｄ）に行われてもよい。
【0081】
制御系１８５は、ウェーハ１２０のスキャンが完了したかどうかを判定する（１２３５）。例えば、制御系１８５（具体的には性能パラメータモジュール９３０）は監視モジュール８４０’から、ウェーハ露光信号３００が（ウェーハが露光されていることを示す）高い値３０５からウェーハ露光の終了を示す低い値３１０へと切り替わったことを示す信号を受信してもよい。監視モジュール８４０’からの信号が高い値３０５である場合には、ウェーハ１２０のスキャンは完了しておらず（１２３５）、スキャンが継続する（１２１０）。監視モジュール８４０’からの信号がウェーハ露光信号３００が高い値３０５から低い値３１０に切り替わったことを示す場合には、ウェーハ１２０のスキャンは完了し１２３５、ウェーハ１２０の後処理がオフラインで実行される（１２４０）。
【0082】
図１３を参照すると、制御系１８５は、ウェーハ１２０におけるパルス光ビーム１１０の受信した特性（１２１５）と、特定の光ビーム特性１００４についてのウェーハ１２０の物性の受信した決定値１００２（１２２０）とに基づいて、光ビーム１１０の性能パラメータを変更するかどうか及びどの程度変更するかを決定する手順１２２５を実行してもよい。制御系１８５（具体的には性能パラメータモジュール９３０）は、ウェーハにおける光ビーム特性の関数（相関モジュール９２５により生成される）としての性能パラメータのリスト又は組にアクセス（１３００）し；アクセスされた組内で、現在のウェーハ１２０における光ビームの（監視モジュール１４０から）受信した特性に対応する性能パラメータの値を選択し（１３０５）；選択された性能パラメータの値をパルス光ビーム１１０の性能パラメータの現在の測定値９３７と比較する（１３１０）。さらに、選択された性能パラメータの値が現在の値と一致しない場合には、制御系１８５（具体的には性能パラメータモジュール９３０）は、現在の目標性能パラメータが選択された性能パラメータの値に一致するよう調整される必要があると判定する（１３１５）。
【0083】
図１４を参照すると、パルス光ビームの性能パラメータは、手順１２３０を実行することにより変更可能である（１２３０）。制御系１８５（具体的には性能パラメータモジュール９３０）は光ビーム１１０の目標性能パラメータを変更する（１４００）。制御系１８５（具体的には光源モジュール９４５）は測定系１８０からパルス光ビーム１１０の性能パラメータの測定を受信し（１４０５）、測定された性能パラメータが変更された目標性能パラメータ９４０と一致するかどうかを判定する（１４１０）。測定された性能パラメータは、変更された目標性能パラメータと等しいか、あるいは測定された性能パラメータと変更された目標性能パラメータとの差が所定の閾値よりも小さい場合には、変更された目標性能パラメータと一致すると見なされてもよい。
【0084】
例えば、性能パラメータが光ビーム１１０の帯域幅である特定の適用例においては、（Ｅ９５メトリックを用いて測定された）帯域幅は、目標帯域幅を中心として±３０フェムトメートル（ｆｍ）以内に制御され得る。別の一例として、性能パラメータが光ビーム１１０の平均波長誤差である特定の適用例においては、波長誤差は目標波長誤差を中心として±６ｆｍ以内に制御され得る。さらなる一例として、性能パラメータが光ビーム１１０のエネルギ安定性（例えばエネルギ誤差）である特定の適用例においては、エネルギ誤差は目標エネルギ誤差の４％以内に制御され得る。
【0085】
制御系１８５（具体的には光源モジュール９４５０が、測定された性能パラメータが変更された目標性能パラメータと一致しないと判定する場合には（１４１０）、制御系１８５は光源作動系９５０により光源１０５に信号を送信してパルス光ビーム１１０の性能パラメータを変更する（１４１５）。
【0086】
手順１２００を実行することによって、ウェーハ１２０におけるパターニングの誤差は、リソグラフィ露光装置１１５内のフィーチャ又は光学部品を変更することなく、光ビーム１１０の性能パラメータを変更することにより補正され得る。
【0087】
図１５Ａ及び１５Ｂを参照すると、いくつかの実装形態においては、手順１２００を用いて制御される光ビーム性能パラメータは、光ビーム１１０の帯域幅（レーザパルスエネルギの積分エネルギのＸ％すなわちＥＸを含むスペクトル幅などの適当なメトリックを用いて測定され又は特徴づけられる。ただし、Ｘは９５であってもよい）であり、フィールド間ベースで制御される（つまり、この手順における時間ステップは各露光フィールドで行われる）。この例においては、光ビーム１１０の帯域幅はウェーハ１２０の各フィールドについて調整される。図１５Ａには、相関モジュール９２５から出力された露光フィールド１００４に相関する帯域幅１０１２の例示的なリスト１０１０が、グラフ１５１０で示されている。図１５Ｂには、予め露光されたウェーハ１２０の各露光フィールド１００４について測定された物性（例えば臨界寸法）がウェーハ概略図で示されており、ここで、色は臨界寸法の値に対応しており、各露光フィールドについて公称値ゼロ（０）、緑色から変化する。図１５Ｂのデータは、３００ｆｍ乃至１６００ｆｍで変動する帯域幅で動作する光源１１０により露光されたウェーハについて計測装置１４５によってとられたものであり、帯域幅の値はウェーハの各フィールドについて図１５Ａに示されるように変化する。赤又は青のフィールドについては、臨界寸法は公称値から外れている。この情報は、ウェーハにおける測定された物性を相殺するために帯域幅をどのように調整するかを決定するために用いられてもよい。リスト１０１０（図１５Ａに示される）は、ウェーハ１２０の各フィールドにおける臨界寸法を変更又は補正するために、帯域幅１０１２が各露光フィールドについてどのように調整される必要があるのかを示す。
【0088】
図１６を参照すると、いくつかの実装形態においては、手順１２００を用いて制御される光ビーム性能パラメータは光ビーム１１０の帯域幅であり、フィールド内（例えばスリット間）ベースで制御される。これはすなわち、この手順の時間ステップがフィールドの各スリットにおいて行われることを意味している。上のグラフは相関モジュール９２５から出力された例示的なリスト１０１０を表すグラフ１６１０を示し、その一方で下のグラフ１６２０は帯域幅の挙動を性能パラメータモジュール９３０から変更又は調整することなく示している。このグラフ１６１０において、帯域幅１０１２の性能パラメータはウェーハ１２０のフィールドの各露光スリットと相関している。これは、ウェーハ１２０の各フィールドにおいて何らかの物性１００２を変更又は補正するために、各露光フィールドについて帯域幅１０１２がどのように調整される必要があるのかを示す。
【0089】
図１７Ａを参照すると、いくつかの実装形態においては、手順１２００を用いて制御される光ビーム性能パラメータは光ビーム１１０のエネルギであり、フィールド間ベースで制御される（すなわち、この手順における時間ステップは各露光フィールドで行われる）。この例においては、光ビーム１１０のエネルギは、ウェーハ１２０の各フィールドについて調整される。図１７Ａには、相関モジュール９２５から出力された露光フィールド１００４に相関するエネルギ１０１２の例示的なリスト１０１０がグラフ１７１０で示されている。このリスト１０１０は、ウェーハ１２０の各フィールドにおいて臨界寸法１００２を変更又は補正するために、各露光フィールドについてエネルギ１０１２がどのように調整される必要があるのかを示す。
【0090】
図１７Ｂ，Ｃ及びＤには、予め露光されたウェーハ１２０の各露光フィールド１００４について測定された物性（例えば臨界寸法）が一組のウェーハの概略図で示されており、ここで、色は臨界寸法の値に対応しており、各露光フィールドについて公称値ゼロ（０）、緑色から変化する。図１７Ｂのデータは、３００ｆｍ乃至８００ｆｍ（Ｅ９５メトリックを用いて測定）の範囲にわたる帯域幅で動作する光源１１０により予め露光されたウェーハ１２０について計測装置１４５によってとられたものである。図１７Ｃのデータは、３００ｆｍ乃至８００ｆｍ（Ｅ９５メトリックを用いて測定）の範囲にわたる帯域幅で動作する光源により予め露光されたウェーハ１２０について計測装置１４５によってとられたものである。また、図１７Ｄのデータは、３００ｆｍ乃至９００ｆｍ（Ｅ９５メトリックを用いて測定）の範囲にわたる帯域幅で動作する光源により予め露光されたウェーハ１２０について計測装置１４５によってとられたものである。帯域幅の値はウェーハの各フィールドについて図１５Ａに示されるように変化する。赤又は青のフィールドについては、臨界寸法は公称値から外れている。
【0091】
図１８を参照すると、グラフ１８１０は、手順１２００を用いたフィールド間ベース（又はウェーハ内ベース）での光ビーム１１０の（ｆｍなどの任意の単位の）波長の誤差の性能パラメータの調整又は分散を示す。グラフ１８００の各データポイントはバースト又はフィールドを表すとともに、ウェーハ１２０における物性（臨界寸法など）の誤差を補正するため波長誤差がどのように調整されるのかを示す。
【0092】
図１９を参照すると、グラフ１９１０は、パルス間ベース（又はフィールド内ベース）での光ビーム１１０の波長の誤差の性能パラメータの調整又は分散を示す。縦軸はフィールド内のパルス数を表し、横軸は（中央のゼロ値からの）波長誤差を表す。グラフ１９１０の各データポイントはパルスを表し、ウェーハ１２０における物性（臨界寸法など）の誤差を補正するために波長誤差がどのように調整されるのかを示す。グラフ１９１０から分かるように、波長誤差は、フィールドの前半で形成するパルスについては大きくなる傾向がある一方で、フィールドの後半については小さくなる傾向がある。
【0093】
図２０Ａ及び２０Ｂを参照すると、各グラフ２０００，２０５０は、光源１１０のスペクトル形状（１つの性能パラメータ）がウェーハスキャンの全体を通じてどのように変更又は調整されるのかを示して、ウェーハ１２０における物性の特定の変動を説明している。例えば、スペクトル形状は、１バーストの全体を通じて維持されてもよいし、バースト毎に変更されてもよいし、あるいはパルス毎又はスリット毎に変更されてもよい。グラフ２０００，２０５０はスペクトル形状の２つの例を示すが、多くの他の形状が得られてもよい。スペクトル形状は、光スペクトル４００の位相を変えることによって調整されてもよい。位相とは、スペクトル合成により発生される波長のピーク間の距離である。波長ピーク間の距離を変化させることにより、スペクトルの形状は、ウェーハ１２０を横断して変更されてもよい。
【0094】
図２１も参照すると、例示的なウェーハマップが示されており、このマップにおいてはスペクトルの位相が変更されている。ウェーハ露光の開始時には、レーザが、第１のバースト（フィールド）の第１のトリガ信号３３０よりも前に、（リソグラフィ露光装置１１５内の）コントローラ１１７からリセットビット（ウェーハ露光信号３００）を受信する。各フィールド露光（バースト）の開始時には、光源１１０が、そのバーストの第１のトリガ信号３３０よりも前に、コントローラ１１７から多数のパルス情報を受信する。すると、レーザソフトウェア（制御系１８５内にあってもよい）が、ウェーハ１２０における照明要件に基づいてすぐ次のフィールドに最適なスペクトルを生成するよう、波長変更の振幅Ａ、位相オフセットΦ、及びディザ期間Ｎを計算及び決定することができる。
【0095】
情報の受信と第１のトリガ信号との間のタイミングは、制御系１８５が計算及び分析を完了するのに十分な時間をもたせるよう適切に計画される。このようにすれば、各フィールド（例えば図２１のｉ及びｉ＋１）は、まったく異なるスペクトルを有することができ、パルス間又はフィールド間ベースでの照明の柔軟性がもたらされる。各フィールドの端では、例えばＴ（ｍｏｄ）秒以内に、光源１１０についてのすべての情報とそのフィールドにおける光源１１０をトリガするための条件とが光源モジュール９４５に送信され、適切に処理されて、例えばメモリ９００内に記録される。記録された情報は、オンライン又はオフラインのいずれかで、ウェーハ内又はウェーハ間の特徴付けのためにさらに用いられてもよい。
【0096】
手順１２００は、制御系１８５を介して、あるいは制御系１８５の光源１０５専用の部分を介して、有効及び無効にされてもよい。この手順１２００は、ウェーハの特徴付け及びウェーハ間のスペクトル傾向制御に用いられてもよい。この手順１２００は、フィールド間又はフィールド内での閉ループスペクトル制御に用いられてもよい。現在のバーストのスペクトルは、最後のバーストの情報の計算に基づいて適合化されてもよい。
【0097】
このようにして、スペクトルはフィールド間又はウェーハ間ベースで生成される。そして、フィールド間及びウェーハ間ベースでのスペクトル形状の適応制御が存在する。
【0098】
図２２Ａも参照すると、グラフ２２００は、ウェーハ１２０における臨界寸法（物性１００２）対光ビーム１１０の焦点（光ビームパラメータ１０１２）を示す。このグラフ２２００は一般にボサング曲線と称され、プリントされたフィーチャの臨界寸法の変動に対する焦点寛容度及び露光寛容度の分析を可能にするものである。グラフ２２００は記号（四角又は丸など）を有する一組のプロットを示し、これらのプロットは対称的な光スペクトル４００によって生成されたものである。一方、グラフ２２００に示される記号のないプロットは、非対称的な光スペクトル４００によって生成されたものである。グラフ２２００は図２２Ｂにおいて再現されているが、非対称的な光スペクトル４００によって生成されたプロットが傾斜していることを示すために、線２２３０が追加されている。このようにして、光スペクトル４００の形状を変更することにより、ボサング傾斜又はシフトが誘発される。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図8A】
【図8B】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15A】
【図15B】
【図16】
【図17A】
【図17B-D】
【図18】
【図19】
【図20A】
【図20B】
【図21】
【図22A】
【図22B】
【手続補正書】
【提出日】2022-03-04
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光学源に命令してパルス光ビームを発生させることと、
リソグラフィ露光装置のウェーハを横断して前記パルス光ビームをスキャンし、前記パルス光ビームで前記ウェーハを露光することと、
前記ウェーハを横断する前記パルス光ビームのスキャンの際に前記ウェーハにおける前記パルス光ビームの特性を受信することと、
特定のパルス光ビーム特性についてウェーハの物性の決定値を受信することと、
スキャンの際に受信した前記パルス光ビーム特性と前記物性の前記受信した決定値とに基づいて、前記ウェーハを横断するスキャンの際の前記パルス光ビームの性能パラメータを変更することと、
を含む、フォトリソグラフィ方法。
リソグラフィ露光装置のウェーハを横断して前記パルス光ビームをスキャンし、前記パルス光ビームで前記ウェーハを露光することと、
前記ウェーハを横断する前記パルス光ビームのスキャンの際に前記ウェーハにおける前記パルス光ビームの特性を受信することと、
特定のパルス光ビーム特性についてウェーハの物性の決定値を受信することと、
スキャンの際に受信した前記パルス光ビーム特性と前記物性の前記受信した決定値とに基づいて、前記ウェーハを横断するスキャンの際の前記パルス光ビームの性能パラメータを変更することと、
を含む、フォトリソグラフィ方法。
【外国語明細書】