JP2008199014A - デバイス製造方法、コンピュータプログラムおよびリソグラフィ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】非常に局在している照明モードが使用される場合に、投影システムの加熱によって引き起こされる収差を補償する改善された装置を提供する
【解決手段】リソグラフィ投影装置において、例えばレンズ加熱の影響を補償するために、投影システムの調整が、所与のパターンおよび照明装置に対して関心領域を決定するステップであって、関心領域が、像の形成に寄与する変調されたビームの実質的に全ての放射が通過する瞳面の非円形領域であるステップと、関心領域にわたり直交する１組の基底関数を獲得するステップと、関心領域にわたり直交する基底関数および１組の係数によって瞳面内の変調された放射ビームの波面を表すステップと、係数の値を最小にするために少なくとも１つの制御設定の値を決定するステップとによって実行される。
【選択図】図４

Description

[0001] 本発明は、デバイス製造する方法、コンピュータプログラムおよびリソグラフィ装置に関する。

[0002] リソグラフィ装置は、所望のパターンを、基板上、通常は基板のターゲット部分上に付与する機械である。リソグラフィ装置は、例えば集積回路（ＩＣ）の製造に使用できる。その場合、ＩＣの個々の層上に形成される回路パターンを生成するために、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用いることができる。このパターンは、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つまたは複数のダイの一部を含む）の上に転写することができる。パターンの転写は、通常、基板上に設けられた放射感応性材料（レジスト）層上への結像によってなされる。一般に、単一の基板は、連続的にパターニングされる隣接したターゲット部分のネットワークを含んでいる。従来のリソグラフィ装置としては、ターゲット部分上にパターン全体を一度に露光することにより各ターゲット部分が照射される、いわゆるステッパと、放射ビームによって所与の方向に（「スキャン」方向）にパターンをスキャンすると同時にこのスキャン方向に平行または非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、いわゆるスキャナとが含まれる。基板上にパターンをインプリントすることによって、パターニングデバイスから基板上にパターンを転写することも可能である。

[0003] 投影リソグラフィ装置は、基板上にパターン像を投影するために投影光学システムを使用する。基板上に投影された像、したがって製造されるデバイスは、投影システム内の収差によって生じた種々の形態の誤差に影響されやすい。投影システムは不可避的に１００％透過性ではなく、短い露光時間、したがって高いスループットを提供するために投影ビームの電力レベルは高くなるので、投影システムは、投影ビームからかなりの量のエネルギーを吸収し、熱くなる。高度に効果的な冷却システムにも係わらず、投影システムのエレメントは、それらを変形させるのに十分な程度に加熱され、収差が引き起こされ得る。この現象は、しばしばレンズ加熱と呼ばれる。照明モードは、通常、投影システムの瞳面内の放射ビームの強度分布によって説明される。一般的な照明モードには、放射ビームが瞳面内の中央ディスク中に均一に含まれる従来の照明と、放射ビームがイルミネータの光学軸から離れて位置する２極内に含まれる２重極照明と、放射ビームが光学軸に同心の環内に含まれる輪帯と、ビームが軸外の４極内に含まれる４重極照明とが含まれる。２重極および４重極照明モードは、特に投影システム内に放射ビームの強い局在化を生じ、したがってその結果、局所的な加熱が生じる。

[0004] 投影システムにおいてレンズ加熱によって引き起こされ、多くの場合ソフトウェアを用いて予測できる収差を補償するために、調整可能なエレメントを提供することが知られている。光学システムにおける収差は、特にある程度の回転対称性を有する機能を記述するのに有効な１組の直交基底（basis;基礎）関数である、ゼルニケ多項式によってしばしば記述される。このように、収差に影響する調整をもたらし得る調整可能なエレメントを提供することは既に知られている。

[0005] しかし、レンズ加熱によって誘発された収差を補償するための既存の装置は、２重極照明および小さいシグマ（瞳充填）値を有する従来の照明などの、強く局在している照明モードで使用される場合に、特に効果的なものではないということが見出された。

[0006] 特に、非常に局在している照明モードが使用される場合に、投影システムの加熱によって引き起こされる収差を補償する改善された装置を提供することが望ましい。

[0007] 本発明の態様によれば、
照明装置を有し、放射ビームでパターニングデバイスを照射するよう構成されたイルミネータと、
基板上にパターン像を形成するために変調されたビームで放射を投影するよう構成され、瞳面を有し、少なくとも１つの制御設定に応答して収差を調整するように構成された少なくとも１つの調整可能なエレメントを有する投影システムとを含むリソグラフィ装置を使用し、
パターンおよび照明装置に関する情報を受け取るステップと、
パターンおよび照明装置に関する情報に基づいて関心領域を決定するステップであって、関心領域が、像の形成に寄与する変調されたビームの実質的に全ての放射が通過する瞳面の非円形領域であるステップと、
関心領域にわたり直交する１組の基底関数を獲得するステップと、
関心領域にわたり直交する基底関数および１組の係数によって瞳面内の波面を表すステップと、
係数の値を最小にするために少なくとも１つの制御設定の値を決定するステップとを含むデバイス製造方法が提供される。

[0008] 本発明の態様によれば、
照明装置を有し、放射ビームでパターニングデバイスを照射するよう構成されたイルミネータと、
基板上にパターン像を形成するために変調されたビームで放射を投影するよう構成され、瞳面を有し、少なくとも１つの制御設定に応答して投影システムの収差を調整するように構成された少なくとも１つの調整可能なエレメントを有する投影システムとを含むリソグラフィ装置を使用し、
パターンおよび照明装置に関する情報を受け取るステップと、
パターンおよび照明装置に関する情報に基づいて関心領域を決定するステップであって、関心領域が、像の形成に寄与する変調されたビームの実質的に全ての放射が通過する瞳面の非円形領域であるステップと、
瞳面に対する重み関数を決定するステップであって、重み関数が、関心領域内にない瞳面の部分より高く関心領域を重み付けするステップと、
重み付けした瞳面にわたり直交する１組の基底関数を獲得するステップと、
重み付けした瞳面にわたり直交する基底関数および１組の係数によって瞳面内の波面を表すステップと、
係数の値を最小にするために少なくとも１つの制御設定の値を決定するステップとを含むデバイス製造方法が提供される。

[0009] 本発明の態様によれば、
照明装置を有し、放射ビームでパターニングデバイスを照射するよう構成されたイルミネータと、
基板上にパターン像を形成するために変調されたビームで放射を投影するよう構成され、瞳面を有し、少なくとも１つの制御設定に応答して投影システムの収差を調整するように構成された少なくとも１つの調整可能なエレメントを有する投影システムとを含むリソグラフィ装置を使用し、
パターンおよび照明装置に関する情報を受け取るステップと、
パターンおよび照明装置に関する情報に基づいて関心領域を決定するステップであって、関心領域が、像の形成に寄与する変調されたビームの実質的に全ての放射が通過する瞳面の非円形領域であるステップと、
関心領域にわたり直交する１組の基底関数を獲得するステップと、
関心領域にわたり直交する基底関数および１組の係数によって瞳面内の波面を表すステップと、
係数の値を最小にするために少なくとも１つの制御設定の値を決定するステップとを含む方法を実行するようコンピュータシステムに命令するためにコンピュータ読取可能な媒体に記録された命令を含み、デバイス製造方法のために少なくとも１つの制御設定のための値を決定するように構成されたコンピュータプログラムが提供される。

[0010] 本発明によれば、
照明装置を有し、放射ビームでパターニングデバイスを照射するよう構成されたイルミネータと、
基板上にパターン像を形成するために変調されたビームで放射を投影するよう構成され、瞳面を有し、少なくとも１つの制御設定に応答して投影システムの収差を調整するように構成された少なくとも１つの調整可能なエレメントを有する投影システムとを備え、
パターンおよび照明装置に関する情報を受け取るように構成された入力手段と、
パターンおよび照明装置に関する情報に基づいて関心領域を決定するように構成された第１計算デバイスであって、関心領域が、像の形成に寄与する変調されたビームの実質的に全ての放射が通過する瞳面の非円形領域であるステップと、
関心領域にわたり直交する１組の基底関数を獲得するように構成された第２計算デバイスと、
関心領域にわたり直交する基底関数および１組の係数によって瞳面内の波面を表すように構成された第３計算デバイスと、
係数の値を最小にするために少なくとも１つの制御設定の値を決定するように構成された第４計算デバイスとを含む制御システムとを備えるリソグラフィ装置が提供される。

[0011] 次に、本発明の実施形態が、対応する参照符号が対応する部分を指す添付の概略図面を参照して、単に例として説明されるであろう。

[0012] 図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に図示する。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イルミネータ（照明システム）ＩＬと、
パターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡを支持するために構成され、一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位置決め装置ＰＭに接続されている支持構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴと、
基板（例えば、レジストコートウェーハ）Ｗを保持するために構成され、一定のパラメータに従って正確に基板を位置決めするように構成された第２位置決め装置ＰＷに接続されている基板テーブル（例えば、ウェーハテーブル）ＷＴと、
基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば、１つ、または複数のダイを含む）の上に、パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢに与えられたパターンを投影するように構成された投影システム（例えば、屈折式投影レンズシステム）ＰＳとを含む。

[0013] イルミネータは、放射を誘導し、成形し、または制御する屈折式、反射式、磁気的、電磁気的、静電気的、または他の種類の光学コンポーネント、またはそれらの任意の組合せなどの様々な種類の光学コンポーネントを含んでよい。

[0014] 支持体は、パターニングデバイスを支持する、つまりその重量を担う。支持体は、パターニングデバイスの方向、リソグラフィ装置の設計、および、例えばパターニングデバイスが真空環境に維持されるか否かなどの他の条件により決定され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的、真空式、静電的、または他のクランプ技法を使用できる。支持構造は、例えば、必要に応じて固定することも動かすこともできるフレームまたはテーブルであってもよい。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に関して確実に所望の位置に配されるようにすることができる。本明細書で用語「レチクル」または「マスク」を用いる場合はどれも、より一般的な用語「パターニングデバイス」と同義と見なされてよい。

[0015] 本明細書で用いられる用語「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生成するためなど、その断面内にパターンを有する放射ビームを与えるために使用できる任意のデバイスを指すものと広く解釈されるべきである。放射ビームに与えられたパターンは、例えば、パターンが位相シフト特徴、つまりいわゆるアシスト特徴を含む場合、基板のターゲット部分内の所望のパターンに正確に一致しない場合があることに留意されたい。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内に生成されるデバイス中の特定の機能層に一致することになる。

[0016] パターニングデバイスは、透過型でも反射型でもよい。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、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周知であり、バイナリ、レベンソン型（alternating）位相シフト、およびハーフトーン型（attenuated）位相シフトなどの種類のマスクならびに様々な種類のハイブリッドマスクを含む。プログラマブルミラーアレイの例は、それぞれが入射してくる放射ビームを別の方向に反射するように個々に傾斜可能である小さなミラーのマトリックス配列を使用する。この傾斜したミラーが、ミラーマトリックスによって反射された放射ビーム内にパターンを与える。

[0017] 本明細書で用いられる用語「投影システム」は、屈折式、反射式、反射屈折式、磁気的、電磁気的、および静電的光学システム、あるいは、使用される露光放射に適した、または液浸液を使用するのか、真空を使用するのかなど他の要因に適した、それらの任意の組合せをも含む、どんな種類の投影システムも包含するものと広く解釈されるべきである。本明細書で、用語「投影レンズ」を用いる場合はどれも、より一般的な用語「投影システム」と同義と見なされてよい。

[0018] 本明細書に図示したように、装置は透過型（例えば、透過マスクを使用する）である。代替的に装置は反射型（例えば、上で参照したような型のプログラマブルミラーアレイを使用するか、反射マスクを使用する）でもよい。

[0019] リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）、または、それより多い基板テーブル（および／または、２つ以上のマスクテーブル）を有する形式でもよい。このような「マルチステージ」の装置では追加のテーブルは並行して使用されてよく、つまり、予備的なステップが１つまたは複数のテーブル上で実行され、一方、他の１つまたは複数のテーブルが露光のために使用されてよい。

[0020] リソグラフィ装置は、投影システムと基板の間の空間を満たすために、少なくとも基板の一部分が相対的に高い屈折率を有する液体、例えば水によって覆われることがある形式のものでもよい。液浸液は、リソグラフィ装置内の他の空間、例えばマスクと投影システムの間に与えられてもよい。液浸技法は、投影システムの開口数を増加させるために当技術分野では周知である。本明細書で用いられる用語「液浸」は、一構成、例えば基板が、液体中に浸漬されなければならないことを意味するのでなく、むしろ露光の間に投影システムと基板の間に液体が配置されることだけを意味する。

[0021] 図１を参照すると、イルミネータＩＬは、放射源ＳＯから放射ビームを受け取る。光源およびリソグラフィ装置は、例えば光源がエキシマレーザである場合は、別々の要素であってよい。そのような場合は、光源が、リソグラフィ装置の部分を形成すると見なされず、放射ビームは、例えば適切な誘導ミラーおよび／またはビームエキスパンダを含むビームデリバリシステムＢＤを使って光源ＳＯからイルミネータＩＬへ送達される。他の場合では、例えば、光源が水銀ランプである場合、光源は、一体型リソグラフィ装置の一部であってよい。光源ＳＯおよびイルミネータＩＬは、必要に応じてビームデリバリシステムＢＤと共に、放射システムと呼ばれてよい。

[0022] 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ＡＤを含むことができる。一般に、イルミネータの瞳面内での強度分布の少なくとも外側および／または内側半径範囲（通常、それぞれσ−ｏｕｔｅｒ、およびσ−ｉｎｎｅｒと呼ばれる）が調整されてよい。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などの種々の他のコンポーネントを含んでよい。イルミネータは、その断面内に所望の均一性と強度分布を有するように放射ビームを調整するのに使用できる。

[0023] 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）上に入射し、パターニングデバイスによってパターニングされる。マスクＭＡを横断して、放射ビームＢは、基板Ｗのターゲット部分Ｃの上にビームを焦点合せする投影システムＰＳを通過する。第２位置決め装置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）を使って、基板テーブルＷＴが、例えば放射ビームＢの経路内に別のターゲット部分Ｃを位置決めするために、正確に移動されてよい。同様に、第１位置決め装置ＰＭおよび別の位置センサ（図１には明示されてない）が、例えばマスクライブラリから機械的に検索した後、またはスキャンの間に、マスクＭＡを放射ビームＢの経路に対して正確に位置決めするために使用されてよい。一般に、マスクテーブルＭＴの移動は、第１位置決め装置ＰＭの部分を形成するロングストロークモジュール（粗動位置決め）およびショートストロークモジュール（微動位置決め）を使って実現されてよい。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第２位置決め装置ＰＷの部分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用いて実現することができる。ステッパの場合には（スキャナとは違って）マスクテーブルＭＴは、ショートストロークアクチュエータだけに接続され、あるいは固定されてもよい。マスクＭＡと基板Ｗは、マスクアライメントマークＭ１、Ｍ２と基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を用いて位置合せ可能である。図示したように基板アライメントマークは、専用のターゲット部分を占めているが、それらはターゲット部分の間のスペースに配置されてもよい（これらは、けがき線アライメントマークとして既知である）。同様に、マスクＭＡ上に複数のダイが提供される場合には、マスクアライメントマークがダイの間に配置されてもよい。

[0024] 図示した装置は以下のモードの少なくとも１つで使用されてよい。
１．ステップモードでは、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴは本質的に静止状態に維持され、一方、放射ビームに与えられた全パターンが一挙にターゲット部分Ｃ上に投影（すなわち、単一静止露光）される。次いで、基板テーブルＷＴが、別のターゲット部分Ｃが露光可能となるようにＸおよび／またはＹ方向に位置を変えられる。ステップモードでは、露光フィールドの最大寸法が、単一静止露光で像を形成されるターゲット部分Ｃの寸法を制限する。
２．スキャンモードでは、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴは、同期してスキャンされ、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）。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、投影システムＰＳの拡大（縮小）率およびイメージ反転特性によって決定されてよい。スキャンモードでは、露光フィールドの最大寸法が、単一動的露光内のターゲット部分の幅（非スキャン方向の）を制限し、一方、スキャン動作の長さが、ターゲット部分の高さ（スキャン方向の）を決定する。
３．別のモードでは、マスクテーブルＭＴが、プログラマブルパターニングデバイスを本質的に静止状態に保持し続け、基板テーブルＷＴが移動され、またはスキャンされ、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の上に投影される。このモードでは、一般にパルス放射源が使用され、基板テーブルＷＴの各移動後、あるいはスキャンの間の連続する放射パルスの合間に、必要に応じてプログラマブルパターニングデバイスが更新される。この動作モードは、上で参照したような型のプログラマブルミラーアレイなど、プログラマブルパターニングデバイスを使用するマスクレスリソグラフィに容易に利用可能である。

[0025] 前述の使用モードについての組合せ、および／または変形形態、あるいは全く異なる使用モードが利用されてもよい。

[0026] 図１の装置は、ケーラー照明を使用するのが好ましい。したがって、イルミネータ内の、オブジェクト面（パターニングデバイスＭＡを含む）のフーリエ変換である瞳面ＰＰ−ＩＬが、投影システム内の、像面（基板Ｗを含む）のフーリエ変換である瞳面上に像を形成させるように、照明および投影システム、ＩＬ、ＰＳは配置される。この配置と共に、瞳面ＰＰ−ＩＬ内の位置は、オブジェクト面の角度に対応し、所望の照明モードが瞳面ＰＰ−ＩＬ内に適切な強度分布を配置することによって組立てられてよい。

[0027] 図２は、２重極照明モード内の瞳面ＰＰ−ＩＬにおける強度分布の一例を図示している。このようなモードでの放射ビームのエネルギーは、イルミネータＩＬの光学軸の互いに横の所に対称的に配置され、軸から間隔をあけて置かれた２極ＩＰ中に集められる。このモードを用いると、放射は垂直線に対し傾斜した２つのコーン内のパターニングデバイス上の照明フィールド内の各点に到達する。このようなモードは、大部分、または像の中で最小加工フィーチャが、照明分布の極の中心を結ぶ線に垂直な単一方向に延在する線を含む像を露光するのに有用である。

[0028] ビームエネルギーが、瞳面ＰＰ−ＩＬ内で強く局在している照明モードが使用される場合、投影システムの瞳面ＰＰ−ＰＳは結像に寄与する放射で均一に満たされない。結像に寄与する放射を含む瞳面ＰＰ−ＰＳの部分は、本明細書で関心領域と呼ばれる。例として、図３では、水平および垂直に延在する線を含むパターンを照射するのに使用される場合、図２の照明モードに対する関心領域ＲＯＩが示されている。一般に、関心領域の正確な形状は、照明モードと像を形成されるべきパターンの両方で決まる。投影システムを通過する全ての放射が結像に寄与するのではなく−あるものは開口絞りによってブロックされることがあり、放射の中には、例えばゼロ次の回折次数は、時にＤＣ成分と呼ばれ単に背景照明を提供し得るだけのものもあり、これは像の中のコントラストを減少させるので望ましくないが、一般には回避できない。結像に寄与する放射は、基板に到達し、干渉してパターン像を形成する放射である。したがって、関心領域の外側の瞳面ＰＰ−ＰＳの部分が必ず暗いわけではない。図３では、関心領域が単一の連続した領域として示されているが、他の場合では、それが幾つかの分離した部分からなってよいことも理解されたい。

[0029] 本発明によれば、所与のリソグラフィ露光プロセスにおいて、投影システムＰＳ内の少なくとも１つの調整可能なエレメントに対する少なくとも１つの設定が計算され、その設定は瞳面ＰＰ−ＰＳ内の波面誤差が最小になるようなものであり、予想されるレンズ加熱の影響が考慮され、関心領域を瞳面ＰＰ−ＰＳの残りより高く重み付けする重み関数を用いる。好ましくは、関心領域の外側の瞳面ＰＰ−ＰＳの部分はゼロの重み付けが与えられる。これが波面のより良い最適化を可能にし、それにより結像の質を改善し、プロセスウィンドを拡大する。

[0030] 前に触れたように、所与のリソグラフィ露光プロセスに対し正確な関心領域は、照明モードと像を形成されるパターンによって決まる。それはリソグラフィ装置の光学システムのソフトウェアモデルを用いて決定されてよい。しかし、本発明の利点は、結像に寄与する全ての放射が通過する瞳面の領域に正確に対応する関心領域を用いることを必要としない。用いた関心領域が、結像に寄与する放射が通過しない領域を含む場合、本発明により得られる利点の幾らかを失うことがあるが、これらが比較的小さい場合は、許容し得ることになる。結像に寄与する放射の中に関心領域の外側の瞳面を通過するものがある場合、同じことが当てはまる。したがって、関心領域を決定するように近似が使用される。単純な、事前に決められた規則または手入力で適用することによって関心領域を決定することもできる。例えば、大部分、単一方向に延在する線を含むパターン像を形成するためには、関心領域が、一般に単純なスケーリング操作（正規化された瞳面が使用される場合１対１）である瞳面ＰＰ−ＰＳの中に照明分布をマッピングし、照明分布の極の極端わきにパターン線に垂直に線を引くことによって決定されてよい。

[0031] 既知であるように、投影システムの波面は、モデルから計算し、あるいはゼルニケ係数と多項式の一次結合として測定し、表現することもできる。本発明の方法による波面誤差を最小にするために、瞳面ＰＰ−ＰＳ内の投影ビームの波面が、重み付けされた瞳面にわたり直交する１組の基底関数のそれぞれの１つに乗じる係数の１組として表され、調整可能なエレメントに対して係数を最小にする設定が決定される。多くの場合、必要な係数の数は３０〜４０の範囲であることになり、これは、１００以上のポイントが必要になることがある、瞳面内のサンプルポイントのアレイを最適化するよりずっと単純な作業になる。これがどのように実施できるかを示す例が以下の与えられる。この例では、関心領域の外側の領域の重み付けはゼロに設定されるが、この方法が関心領域の外側の領域のゼロでない重み付けに対して拡張できることは理解されるであろう。やはり、関心領域は、異なる重み付けを有する、例えば、ゼロ次の次数が通過する小さな領域が関心領域の他の部分より高い重みを与えられることがある、２つ以上の部分に分けられてよい。

[0032] 選択された関心領域にわたり直交する１組の基底関数を得るために、１つの手法は、完全な（円形の）瞳面にわたり直交する１組の直交基底関数−例えば円形（ｃｉｒｃｕｌａｒ）ゼルニケ多項式−で始め、関心領域にわたり直交する基底関数にそれらを変換することである。これは以下のコレスキー分解によって為されてよい。

[0033] 先ず、それぞれゼルニケ多項式が、

Ｎ×Ｎ個のポイントの行列によって瞳面内の格子上で記述される。この表記法では、下の添え字は多項式が定義される領域を示し、上の添え字は多項式がこの領域上で直交するか否かである。この行列は長さＮ^２のベクトル上に写像できる。関心領域にポイントを制限する、つまりこの領域の外側のポイントを削除することによって、

で示される小さなベクトルが構成され、ここでｊはそれぞれのゼルニケ多項式の添え字である。重なり行列（ｏｖｅｒｌａｐ ｍａｔｒｉｘ）Ｏは、これら全てのベクトルの内積から作り上げられ、

ここでｋおよびｌは、１から最大ゼルニケ、例えば３７まで変わる。この正定値行列（positive definite matrix）のコレスキー分解は、

の性質を用いて３重対角行列Ｒを与える。ここで、プライムは転置を示す。これから、新しい直交基底ベクトルが、

によって与えられることが分かる。
代替として、ＱＲ分解が用いられてよい。

[0034] 次いで、光学システムのモデルから計算できる、関心領域にわたる波面が、係数Ｚ_{ＲＯＩ，ｊ}と新しい直交基底関数Ψ_{ＲＯＩ，ｊ}の１次結合として、

のように表すことができる。関心領域にわたる波面を最適化するためには、係数Ｚ_{ＲＯＩ，ｊ}を小さな値、またはゼロに減少させるように光学システムに対する調整を決定することが必要である。したがって、関心領域にわたる波面のＲＭＳ位相誤差が、やはり小さな値またはゼロであるようにすることになる。

[0035] 係数Ｚ_{ＲＯＩ，ｊ}は、

を介して決定できる。ここで、Ｚ_ＲＯＩおよびＺは、それぞれ係数Ｚ_{ＲＯＩ，ｊ}およびＺ_ｊから形成されるベクトルである。投影レンズがゼルニケ多項式に対応する制御入力（「ノブ」）を有する場合、係数Ｚ_{ＲＯＩ，ｊ}が、これらの値を適用することによって調整できる。

[0036] この手法の妥当性を証明するために、この方法が単位ディスクより小さい円形の関心領域および輪帯の関心領域に応用された。両方の場合に、コレスキー行列が、数値的および解析的に共に決定でき、同じ結果を与えている。同じ手法が、出発点として、環状（ａｎｎｕｌａｒ）ゼルニケ多項式などの他の基底関数を用いて適用できることも理解されたい。

[0037] 一般化した重み関数Ｗと共に、この方法を適用するためには、式（１）は簡単に、

に変形できる。

[0038] 本発明を実施するデバイス製造方法が図４に示され、この方法を実施するための装置が図５に示されている。この方法は、
制御ユニットＣＵの所で像を形成すべきパターンのデータを受け取るステップＳ１と、
使用者によって入力されても、制御ユニットＣＵによって決定されてもよい、適切な照明設定を受け取るかまたは決定するステップＳ２と、
再び使用者によって入力されても、あるいはシミュレーションまたは事前に決められた規則により制御ユニットＣＵによって決定されてもよい、関心領域を決定するステップＳ３と、
制御ユニットＣＵ内で関心領域に対する基底関数を計算するステップＳ４と、
制御ユニットＣＵ内で関心領域にわたる波面を記述するために係数を計算するステップＳ５と
投影システムＰＳの少なくとも１つの調整可能なエレメントＡＥに対し設定を決定するステップＳ６と、
決定した設定を用いて露光を実施するステップＳ７とを含む。

[0039] 本明細書では、ＩＣ製造でのリソグラフィ装置の使用に対し特定の参照が為されてよいが、本明細書で説明したリソグラフィ装置は、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用のガイダンスおよびディテクションパターン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッド等の製造など、他の適用例も有してよいことを理解されたい。そのような代替の適用例の文脈においては、本明細書で用語「ウェーハ」または「ダイ」を用いる場合は、どれもより一般的な用語「基板」または「ターゲット部分」とそれぞれ同義と見なされてよいことを当業者は理解されたい。本明細書で言う「基板」は、露光前にまたはその後に、例えばトラック（ｔｒａｃｋ）（一般的に基板にレジスト層を付け、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および／またはインスペクションツール内で処理されてよい。適用可能である場合には、本発明の開示は、そのようなおよび他の基板処理ツールに適用されてよい。さらに、基板は２回以上、例えば多層ＩＣを生成するために処理されてよく、したがって本明細書で用いられる用語、基板は、既に複数の処理された層を含む基板を指すこともある。

[0040] 本発明の実施形態の使用に対して、光リソグラフィの文脈で特定の参照が上の方で為されたかもしれないが、本発明は他の適用例、例えばインプリントリソグラフィに使用されることがあり、また文脈が許せば光リソグラフィに限られていないことも理解されるであろう。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生成される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が、基板に供給したレジスト層中に押し付けられ、基板上のレジストは電磁放射、熱、圧力またはそれらの組合せを加えることによって硬化させられてよい。パターニングデバイスは、レジストが硬化した後、そこにパターンを残してレジストから取り外される。

[0041] 本明細書で用いられる用語「放射」および「ビーム」は、紫外（ＵＶ）放射（例えば、それぞれ３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、または１２６ｎｍの波長、あるいはほぼこれらの波長を有する）および極端紫外（ＥＵＶ）放射（例えば、５ｎｍ〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）ならびにイオンビームまたは電子ビームなどの粒子ビームを含むあらゆる種類の電磁放射を包含する。

[0042] 用語「レンズ」は、文脈が許せば、屈折式、反射式、磁気的、電磁気的および静電的光学コンポーネントを含む任意の１つまたは様々な種類の光学コンポーネントの組合せを指すことがある。

[0043] 本発明の特定の実施形態が前述されてきたが、本発明は説明したのとは別の方法で実施できることを理解されるであろう。例えば、本発明は、上で開示した方法を記述する機械読取可能な１つまたは複数のシーケンスの命令を含むコンピュータプログラム、あるいはそうしたコンピュータプログラムが中に記憶されたデータ記憶媒体（例えば半導体メモリ、磁気または光ディスク）の形をとることがある。

[0044] 前述の説明は、例示を意図したものであって、限定するものでない。したがって、別に詳述される特許請求の範囲を逸脱することなく、説明した本発明に対して変更が為され得ることは当業者には明らかであろう。

本発明の実施形態によるリソグラフィ装置の図である。 ２重極照明モードを示す図である。 図２に示したような照明モードによって照射された、直交方向に線を有するパターンに対する投影システムの瞳面内の関心領域の図である。 本発明の実施形態による方法を示す流れ図である。 図１の装置の制御および光学構成を示す図である。

Claims (15)

1. 照明装置を有し、放射ビームでパターニングデバイスを照射するイルミネータと、
   基板上にパターン像を形成するために変調されたビームで放射を投影するよう構成され、瞳面を有し、少なくとも１つの制御設定に応答して収差を調整するように構成された少なくとも１つの調整可能なエレメントを有する投影システムと、を含むリソグラフィ装置を使用するデバイス製造方法であって、
   前記パターンおよび前記照明装置に関する情報を受け取るステップと、
   前記パターンおよび前記照明装置に関する前記情報に基づいて関心領域を決定するステップであって、前記関心領域が、前記像の形成に寄与する前記変調されたビームの実質的に全ての前記放射が通過する前記瞳面の非円形領域であるステップと、
   前記関心領域にわたり直交する１組の基底関数を獲得するステップと、
   前記関心領域にわたり直交する前記基底関数および１組の係数によって前記瞳面内の波面を表すステップと、
   前記係数の値を最小にするために前記少なくとも１つの制御設定の値を決定するステップと、
   を含むデバイス製造方法。
2. 前記関心領域にわたり直交する１組の基底関数を獲得する前記ステップが、前記瞳面全体にわたり直交する１組の基底関数に基づいて、前記関心領域にわたり直交する１組の基底関数を構築するステップを含む、
   請求項１に記載の方法。
3. 前記関心領域にわたり直交する１組の基底関数を構築する前記ステップが、コレスキー分解を実行するステップを含む、
   請求項２に記載の方法。
4. 前記関心領域にわたり直交する１組の基底関数を構築する前記ステップが、ＱＲ分解を実行するステップを含む、
   請求項２に記載の方法。
5. 前記瞳面全体にわたり直交する前記１組の基底関数が１組のゼルニケ多項式である、
   請求項２から４のいずれかに記載の方法。
6. 前記少なくとも１つの制御設定の値を決定するステップが、前記係数に三角スケーリング行列を乗じるステップを含む、
   請求項１から５のいずれかに記載の方法。
7. 前記少なくとも１つの制御設定の値を決定するステップが、前記係数の２乗平均平方根値を最小にするために前記少なくとも１つの制御設定の値を決定するステップを含む、
   請求項１から５のいずれかに記載の方法。
8. 前記関心領域が、前記像の形成に寄与する前記変調されたビームの放射が実質的に通過しない前記瞳面の部分を含まない、
   請求項１から７のいずれかに記載の方法。
9. 前記関心領域を決定するステップが、前記パターンおよび前記照明装置に関する前記情報を参照し、事前に決められた規則を適用するステップを含む、
   請求項１から８のいずれかに記載の方法。
10. 照明装置を有し、放射ビームでパターニングデバイスを照射するイルミネータと、
    基板上に前記パターン像を形成するために変調されたビームで放射を投影するよう構成され、瞳面を有し、少なくとも１つの制御設定に応答して収差を調整するように構成された少なくとも１つの調整可能なエレメントを有する投影システムとを含むリソグラフィ装置を使用するデバイス製造方法であって、
    前記パターンおよび前記照明装置に関する情報を受け取るステップと、
    前記パターンおよび前記照明装置に関する前記情報に基づいて関心領域を決定するステップであって、前記関心領域が、前記像の形成に寄与する前記変調されたビームの実質的に全ての前記放射が通過する前記瞳面の非円形領域であるステップと、
    前記瞳面に対する重み関数を決定するステップであって、前記重み関数が、前記関心領域内にない前記瞳面の部分より高く前記関心領域を重み付けするステップと、
    前記重み付けした瞳面にわたり直交する１組の基底関数を獲得するステップと、
    前記重み付けした瞳面にわたり直交する基底関数および１組の係数によって前記瞳面内の前記波面を表すステップと、
    前記係数の値を最小にするために前記少なくとも１つの制御設定の値を決定するステップと、
    を含むデバイス製造方法。
11. 前記重み関数が、前記関心領域の少なくとも２つの部分に対しそれぞれ異なる重みを与える、
    請求項１０に記載の方法。
12. 前記重み関数が、前記関心領域内にない前記瞳面の部分に対しゼロの重みを与える、
    請求項１０に記載の方法。
13. 前記重み関数が、前記関心領域内にない前記瞳面の部分に対し非ゼロの重みを与える、
    請求項１０に記載の方法。
14. 照明装置を有し、放射ビームでパターニングデバイスを照射するよう構成されたイルミネータと、
    基板上に前記パターン像を形成するために変調されたビームで放射を投影するよう構成され、瞳面を有し、少なくとも１つの制御設定に応答して収差を調整するように構成された少なくとも１つの調整可能なエレメントを有する投影システムとを含むリソグラフィ装置を使用しデバイス製造方法のために少なくとも１つの制御設定に対する値を決定するように構成されるコンピュータプログラムにおいて、
    前記パターンおよび前記照明装置に関する情報を受け取るステップと、
    前記パターンおよび前記照明装置に関する前記情報に基づいて関心領域を決定するステップであって、前記関心領域が、前記像の形成に寄与する前記変調されたビームの実質的に全ての前記放射が通過する前記瞳面の非円形領域であるステップと、
    前記関心領域にわたり直交する１組の基底関数を獲得するステップと、
    前記関心領域にわたり直交する前記基底関数および１組の係数によって前記瞳面内の前記波面を表すステップと、
    前記係数の値を最小にするために前記少なくとも１つの制御設定の値を決定するステップと、
    を含む方法を実行するようコンピュータシステムに命令するためにコンピュータ読取可能な媒体上に記録される命令を含むプログラム。
15. 照明装置を有し、放射ビームでパターニングデバイスを照射するよう構成されたイルミネータと、
    基板上に前記パターン像を形成するために変調されたビームで放射を投影するよう構成され、瞳面を有し、少なくとも１つの制御設定に応答して収差を調整するように構成された少なくとも１つの調整可能なエレメントを有する投影システムとを備え、
    前記パターンおよび前記照明装置に関する情報を受け取るように構成された入力手段と、
    前記パターンおよび前記照明装置に関する前記情報に基づいて関心領域を決定するように構成された第１計算デバイスであって、前記関心領域が、前記像の形成に寄与する前記変調されたビームの実質的に全ての前記放射が通過する前記瞳面の非円形領域であるデバイスと、
    前記関心領域にわたり直交する１組の基底関数を獲得するように構成された第２計算デバイスと、
    前記関心領域にわたり直交する前記基底関数および１組の係数によって前記瞳面内の前記波面を表すように構成された第３計算デバイスと、
    前記係数の値を最小にするために前記少なくとも１つの制御設定の値を決定するように構成された第４計算デバイスとを含む制御システムとを備えるリソグラフィ装置。

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