(57)【要約】  物体（例えばシリコンウェーハ）上のフィーチャ（例えばアライメントマーク）の位置を決定する方法が開示される。この方法は、オフセットパラメータを決定することと、第２の位置を決定することと、第２の位置及びオフセットパラメータから第１の位置を決定することであって、マークの位置は第１の位置である、第１の位置を決定することと、を含む。オフセットパラメータは、フィーチャの位置を示す第１の位置とフィーチャの位置を示す第２の位置との差の測度である。オフセットパラメータは第１の測定装置を用いて決定することができ、第２の位置は第２の異なる測定装置を用いて決定することができる。【選択図】  図３
2021521485.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体上のフィーチャの位置を決定する方法であって、
前記フィーチャの位置を示す第１の位置と前記フィーチャの位置を示す第２の位置との差の測度であるオフセットパラメータを決定することと、
前記第２の位置を決定することと、
前記第２の位置及び前記オフセットパラメータから前記第１の位置を決定することであって、マークの位置は前記第１の位置である、前記第１の位置を決定することと、
を含む方法。
【請求項２】
前記オフセットパラメータは第１の測定装置を用いて決定され、前記第２の位置は第２の測定装置を用いて決定され、前記第２の測定装置は前記第１の測定装置とは異なる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の位置は、前記第２の位置よりも、前記フィーチャの位置を示す位置の正確な決定を表す、請求項１又は請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記フィーチャは前記物体の表面よりも下方に配置され、前記フィーチャと前記表面との間の前記物体の少なくとも一部は不透明であり、前記第１の位置は前記フィーチャの位置であり、前記第２の位置は、前記フィーチャの上に１つ以上のプロセス層を堆積することによって形成された残留トポグラフィの位置である、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記オフセットパラメータは、アライメント格子非対称性、層厚変動、又は残留表面トポグラフィのうちいずれかによって生じる位置誤差に少なくとも部分的に対応する、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記オフセットパラメータは第１の波長範囲を用いて決定され、前記第２の位置は第２の波長範囲を用いて決定され、前記第１の波長範囲は前記第２の波長範囲よりも大きい、請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記オフセットパラメータは第１の照明モードを用いて決定され、前記第２の位置は第２の照明モードを用いて決定される、請求項３に記載の方法。
【請求項８】
前記オフセットパラメータは第１の照明偏光状態を用いて決定され、前記第２の位置は第２の偏光状態を用いて決定される、請求項３に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の位置は前記フィーチャの位置であり、前記第２の位置は第２のフィーチャの位置である、請求項１又は請求項２に記載の方法。
【請求項１０】
前記フィーチャと前記第２のフィーチャとの間の距離は前記物体の寸法の１０％未満である、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記オフセットパラメータは直接決定される、請求項１から１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
前記オフセットパラメータは間接的に決定される、請求項１から１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記オフセットパラメータは、最初に前記第１の位置及び前記第２の位置を決定し、その後、前記フィーチャの前記第１及び第２の位置から前記オフセットパラメータを決定することによって決定される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記オフセットパラメータは、少なくとも部分的に、プロセス変動を補正するように計算される、請求項１から１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
前記オフセットパラメータは第１の空間サンプリングを用いて決定され、前記第２の位置は第２の空間サンプリングを用いて決定される、請求項１から１４のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
前記第２の位置を決定することは、前記フィーチャの近傍で前記物体に測定放射を照射することと、前記物体から散乱した前記測定放射の少なくとも一部を受けることと、前記物体から散乱した前記測定放射の少なくとも一部から前記第２の位置を決定することと、を含む、請求項１から１５のいずれかに記載の方法。
【請求項１７】
フィーチャを有する物体を支持するための基板サポートと、
前記フィーチャの位置を示す第１の位置と前記フィーチャの位置を示す第２の位置との差の測度であるオフセットパラメータを決定するように動作可能な測定システムと、
を備える装置。
【請求項１８】
前記物体に測定放射を照射するよう動作可能な放射システムを更に備え、
前記測定システムは、前記物体から散乱した前記測定放射の少なくとも一部を受けるように動作可能であり、更に、少なくとも部分的に、前記物体から散乱した前記測定放射の少なくとも一部から前記オフセットパラメータを決定するように動作可能である、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記放射システムは更に、前記物体において機械的応答を生成するように、前記物体にポンプ放射を照射するよう動作可能である、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記放射システムは、少なくとも第１の波長範囲又は第２の波長範囲を有する測定放射を前記物体に照射するように動作可能であり、前記第１の位置は、第１の波長範囲を用いて決定され得る前記フィーチャの位置であり、前記第２の位置は、第２の波長範囲を用いて決定され得る前記フィーチャの位置であり、前記第１の波長範囲は前記第２の波長範囲よりも大きい、請求項１８又は請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記放射システムは、少なくとも第１の照明モード又は第２の照明モードを有する測定放射を前記物体に照射するように動作可能であり、前記第１の位置は、第１の照明モードを用いて決定され得る前記フィーチャの位置であり、前記第２の位置は、第２の照明モードを用いて決定され得る前記フィーチャの位置である、請求項１８から２０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２２】
前記放射システムは、少なくとも第１の照明偏光状態又は第２の照明偏光状態を有する測定放射を前記物体に照射するように動作可能であり、前記第１の位置は、第１の照明偏光状態を用いて決定され得る前記フィーチャの位置であり、前記第２の位置は、第２の照明偏光状態を用いて決定され得る前記フィーチャの位置である、請求項１８から２１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２３】
前記第１の位置は前記フィーチャの位置であり、前記第２の位置は第２のフィーチャの位置である、請求項１８から２２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２４】
前記測定システムは前記オフセットパラメータを直接決定するように動作可能である、請求項１８から２３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２５】
前記測定システムは前記オフセットパラメータを間接的に決定するように動作可能である、請求項１８から２３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２６】
フィーチャを有する物体を支持するための基板サポートと、
測定システムであって、
前記フィーチャの位置を示す第２の位置を決定し、更に、
前記第２の位置及びオフセットパラメータから前記フィーチャの位置を示す第１の位置を決定するように動作可能な測定システムと、を備える装置であって、前記オフセットパラメータは、前記フィーチャの位置を示す第１の位置と前記フィーチャの位置を示す第２の位置との差の測度である、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
[0001]  本出願は、２０１８年４月２６日に出願され、援用により全体が本願に含まれるＥＰ出願第１８１６９５２３．０号の優先権を主張する。
【０００２】
[0002]  本発明は、物体上のフィーチャの位置を決定する方法及びこれらの方法を実行するための関連付けられた装置に関する。物体は基板（例えばシリコンウェーハ）とすることができ、フィーチャはマーク（例えばアライメントマーク）とすることができる。
【背景技術】
【０００３】
[0003]  リソグラフィ装置は、基板に所望のパターンを適用するように構築された機械である。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可能である。リソグラフィ装置は、例えばパターニングデバイス（例えばマスク）のパターン（「設計レイアウト」又は「設計」と称されることも多い）を、基板（例えばウェーハ）上に提供された放射感応性材料（レジスト）層に投影し得る。
【０００４】
[0004]  半導体製造プロセスが進み続けるにつれ、回路素子の寸法は継続的に縮小されてきたが、その一方で、デバイス毎のトランジスタなどの機能素子の量は、「ムーアの法則」と通称される傾向に従って、数十年にわたり着実に増加している。ムーアの法則に対応するために、半導体産業はますます小さなフィーチャを作り出すことを可能にする技術を追求している。基板上にパターンを投影するために、リソグラフィ装置は電磁放射を使用することができる。この放射の波長は、基板上にパターニングされるフィーチャの最小サイズを決定する。現在使用されている典型的な波長は、３６５ｎｍ（ｉ線）、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、及び１３．５ｎｍである。４ｎｍから２０ｎｍの範囲内、例えば６．７ｎｍ又は１３．５ｎｍの波長を有する、極端紫外線（ＥＵＶ）放射を使用するリソグラフィ装置を使用して、例えば１９３ｎｍの波長を伴う放射を使用するリソグラフィ装置よりも小さなフィーチャを、基板上に形成することができる。
【０００５】
[0005]  基板上にデバイスフィーチャを正確に配置するようリソグラフィプロセスを制御するため、通常、基板上にはアライメントマークが設けられ、リソグラフィ装置は、基板上のアライメントマークの位置を正確に測定できる１つ以上のアライメント測定システムを含む。これらのアライメント測定システムは事実上、位置測定装置である。様々な異なるタイプのアライメントマーク及び様々なタイプのアライメント測定システムが既知である。一般に、アライメント測定システムは、アライメントマークに測定放射ビームを照射し、アライメントマークから散乱した測定放射ビームの少なくとも一部を受け、この散乱した放射からアライメントマークの位置を決定することによって、アライメントマークの位置を測定する。
【０００６】
[0006]  製品フィーチャがますます小型化するにつれて、特にオーバーレイエラーを制御するため、より正確な位置測定を行うことが常に求められている。
【０００７】
[0007]  本発明の目的は、ここで特定されたものであるか否かを問わず、従来技術の構成に伴う１つ以上の問題に少なくとも部分的に対処する、物体におけるフィーチャの特徴（例えばアライメントマークの位置）を決定するのに適した代替的な方法及び装置を提供することである。
【発明の概要】
【０００８】
[0008]  本発明の第１の態様に従って、物体上のフィーチャの位置を決定する方法が提供される。この方法は、フィーチャの位置を示す第１の位置とフィーチャの位置を示す第２の位置との差の測度であるオフセットパラメータを決定することと、第２の位置を決定することと、第２の位置及びオフセットパラメータから第１の位置を決定することであって、マークの位置は第１の位置である、第１の位置を決定することと、を含む。
【０００９】
[0009]  物体はシリコンウェーハとすることができる。フィーチャはマークとすることができ、例えばアライメントマークとすればよい。
【００１０】
[00010]  フィーチャの位置を示す第１及び第２の位置は、例えば２つの異なる技法を用いて決定される、例えば基準位置に対する絶対位置であることは認められよう。従って、第１及び第２の位置は概ね物体の構成に依存する。物体が変形すると、物体の構成が変化し、これにより第１及び第２の位置が変化する可能性がある。物体の変形は、例えば物体の基板をサポート（例えば基板テーブル）にクランプすること及び／又は物体の加熱によって発生し得る。第１及び第２の位置が規定される基準位置は、物体上の位置であるか、あるいは基板テーブルのような物体用サポート上の位置であり得ることは認められよう。更に、基準位置と第１及び第２の位置との間の距離において物体が変形すると、第１及び第２の位置の決定が影響を受けることは認められよう。
【００１１】
[00011]  これに対して、オフセットパラメータは相対位置であり、フィーチャの位置を示す第１の位置とフィーチャの位置を示す第２の位置との差の測度である。従って、オフセットパラメータは原理上は物体の構成（すなわち物体の変形）に依存するが、オフセットパラメータの距離スケール（distance scale）における物体の変形だけに依存する。実際は、第１及び第２の位置が充分に近いので、オフセットパラメータは充分に小さく、そのような距離スケールにおける物体の変形はわずかである可能性がある。例えば、いくつかの実施形態において、第１及び第２の位置は双方ともフィーチャの位置とすることができる（が、異なる技法によって決定できる）。このような実施形態では、オフセットパラメータはフィーチャの寸法よりも著しく小さく、例えばフィーチャのピッチよりも小さい可能性がある。フィーチャは、約２μｍのピッチを有するアライメントマークであり得る。このような距離スケールにおける物体（例えば約３００ｍｍの直径を有するシリコンウェーハ）の変形は、わずかである可能性がある。他の実施形態において、第１の位置はフィーチャの位置とすることができ、第２の位置は別の比較的近いフィーチャの位置とすることができる。このような実施形態では、オフセットパラメータは、ほぼ２つのフィーチャ間の分離距離（separation）である。充分に小さい２つのフィーチャ間の距離では、物体（例えば約３００ｍｍの直径を有するシリコンウェーハ）の変形は、わずかである可能性がある。従って、オフセットパラメータは、物体の構成（例えば、物体をサポートにクランプすることによって発生する物体の変形に依存し得る）から実質的に独立し得る。
【００１２】
[00012]  本発明の第１の態様に従った方法が有利である理由は、オフセットパラメータが相対位置である（従って、物体の構成又は変形から実質的に独立し得る）ので、オフセットパラメータを第１の装置で決定できると共に、第２の位置を第２の異なる位置で決定できることである。例えば、オフセットパラメータを第１のメトロロジ装置で決定し、第２の位置をリソグラフィ装置内の位置測定装置（例えばアライメントセンサ）を用いて決定することができる。位置測定を、異なる装置で決定できる２つの部分に分割するこの能力は、直感では理解しにくい（counter-intuitive）。その理由は、当業者によって認められるように、各装置が物体を異なる手法で異なるサポートにクランプする可能性があり、従って一般に、物体の異なる構成又は変形を引き起こすからである。
【００１３】
[00013]  更に、位置測定を、異なる装置によって決定できる２つの部分に分割するこの能力は、第２の装置（例えばリソグラフィ装置）内で、より精度の低い測定技法を（以前に決定したオフセットパラメータと組み合わせて）用いて、より正確な位置測定を決定することを可能とする。
【００１４】
[00014]  これに加えて又はこの代わりに、これにより、フィーチャを解像できない（が、別の近くのフィーチャを解像できる）位置測定システム（例えばアライメントセンサ）を用いて、リソグラフィ装置内でフィーチャの位置を決定できる。有利な点として、これによりフィーチャの小型化が可能となる。これは次いで、物体上のより広い範囲内の位置にフィーチャを配置することを可能とする。例えば、典型的には、リソグラフィ用のアライメントマークは、シリコンウェーハ上の隣接したダイ間に配置されたスクライブラインに位置付けられる。しかしながら、マークを充分に小型化できる場合、ダイ自体の内部にマークを提供することが許容可能となり得る。
【００１５】
[00015]  オフセットパラメータは、フィーチャの位置を示す第１の位置とフィーチャの位置を示す第２の位置との差の測度である。しかしながら、オフセットパラメータを直接決定してもよいことは認められよう。すなわち、少なくともいくつかの実施形態では、オフセットパラメータの決定は第１及び第２の位置の決定を含まない場合がある。あるいは、オフセットパラメータの決定は、最初に第１及び第２の位置を決定し、次いでオフセットパラメータを決定することによって実行され得る。
【００１６】
[00016]  更に、フィーチャの位置を示す第１及び第２の位置は、例えば２つの異なる技法を用いて決定される、例えば基準位置に対する絶対位置であることは認められよう。従って、第１及び第２の位置は一般に物体の構成に依存する。オフセットパラメータは第１の装置で決定することができ、第２の位置は第２の装置で決定することができ、概して、第１及び第２の装置では物体の構成は異なる可能性があることは認められよう。従って、最初に第１及び第２の位置を決定し、その後オフセットパラメータを決定することによってオフセットパラメータが決定される実施形態では、これらの第１及び第２の位置（第１の装置で決定される）は概して、第２の装置で決定される第１及び第２の位置とは異なる。
【００１７】
[00017]  第１の位置は、第１の技法を用いて決定できるフィーチャの位置を示す位置であり、第２の位置は、第１の技法を用いて決定できるフィーチャの位置を示す位置であり得る。例えば、第１の技法は第２の技法よりも精度が高いものであり得る。
【００１８】
[00018]  オフセットパラメータ及び第２の位置は、任意の適切な位置測定センサを用いて決定することができる。適切な位置測定センサは、任意の適切な位置測定技術を使用し得る。適切な位置測定技術には例えば、光センサ、ｘ線センサ、電子ビームセンサ、中性子ビームセンサ、原子間力顕微鏡センサ、及び音響センサ（例えばポンププローブ技法（pump probe technique）を用いる）が含まれる。オフセットパラメータ及び第２の位置は、同一の又は異なる位置測定技法を使用し得る異なる位置測定センサを用いて決定できることは認められよう。
【００１９】
[00019]  オフセットパラメータは第１の測定装置を用いて決定することができ、第２の位置は第２の測定装置を用いて決定される。第２の測定装置は第１の測定装置とは異なる。
【００２０】
[00020]  第１の位置は、第２の位置よりも、フィーチャの位置を示す位置の正確な決定を表し得る。
【００２１】
[00021]  これによって、第２の装置（例えばリソグラフィ装置）内で、より精度の低い測定技法を（以前に決定したオフセットパラメータと組み合わせて）用いて、より正確な位置測定を決定することが可能となる。
【００２２】
[00022]  フィーチャは物体の表面よりも下方に配置され、フィーチャと表面との間の物体の少なくとも一部は不透明である可能性がある。第１の位置はフィーチャの位置とすることができ、第２の位置は、フィーチャの上に１つ以上のプロセス層を堆積することによって形成された残留トポグラフィの位置とすることができる。
【００２３】
[00023]  このような構成では、第１の位置を決定できる第１の技法はポンププローブ技法を含み得る。フィーチャは一般に、一連のラインと空間を含む反射回折格子の形態であり得ることは認められよう。そのような構造の上に１つ以上のプロセス層が堆積されるので、これらのプロセス層の表面は、下にあるフィーチャの周期構造のために残留トポグラフィを有し得る。例えば残留トポグラフィは、下にあるフィーチャよりも高さ（amplitude）が小さく歪んでいるが、周期的であり、下にあるフィーチャと実質的に同じピッチを有し得る。これが、フィーチャの上に１つ以上のプロセス層を堆積することで形成された残留トポグラフィがここで意味するものであることは認められよう。
【００２４】
[00024]  このような実施形態において、第１及び第２の位置は双方ともフィーチャの位置であると見なされる（が、異なる技法で決定される）。このような実施形態では、オフセットパラメータはフィーチャの寸法よりも著しく小さく、例えばフィーチャのピッチよりも小さい可能性がある。フィーチャは、約２μｍのピッチを有するアライメントマークであり得る。このような距離スケールにおける物体（例えば約３００ｍｍの直径を有するシリコンウェーハ）の変形は、わずかである可能性がある。
【００２５】
[00025]  オフセットパラメータは、アライメント格子非対称性、層厚変動、又は残留表面トポグラフィのうちいずれかによって生じる位置誤差に少なくとも部分的に対応し得る。
【００２６】
[00026]  オフセットパラメータは第１の波長範囲を用いて決定することができ、第２の位置は第２の波長範囲を用いて決定することができる。第１の波長範囲は第２の波長範囲よりも大きい。
【００２７】
[00027]  例えば、オフセットパラメータ及び第２の位置は双方とも光センサを用いて決定できる。照明ビームの波長範囲を拡大すると、測定のロバスト性が増大し得る。
【００２８】
[00028]  オフセットパラメータは第１の照明モードを用いて決定することができ、第２の位置は第２の照明モードを用いて決定することができる。
【００２９】
[00029]  例えば、第１の位置を決定できる第１の技法は、精度向上のためにアライメントマークのピッチの縮小を可能とする軸外照明モードを使用し得る。このような技法は米国2015/109624号で検討されている。軸外照明とは、照明源が瞳面の周辺部に限定されることを意味する。照明を瞳の最周辺部に限定すると、アライメントマークの最小可能ピッチは、実質的にλ／ＮＡから実質的にλ／２ＮＡに縮小する。ここで、λは使用される放射の波長であり、ＮＡは、器具（例えばアライメントセンサ、又はより一般的には位置測定装置）の対物レンズの開口数である。
【００３０】
[00030]  オフセットパラメータは第１の照明偏光状態を用いて決定することができ、第２の位置は第２の偏光状態を用いて決定することができる。
【００３１】
[00031]  第１の位置はフィーチャの位置とすることができ、第２の位置は第２のフィーチャの位置とすることができる。
【００３２】
[00032]  例えば、第２のフィーチャはフィーチャの比較的近くにあり得る。このような実施形態では、オフセットパラメータは、ほぼ２つのフィーチャ間の分離距離である。充分に小さい２つのフィーチャ間の距離では、物体（例えば約３００ｍｍの直径を有するシリコンウェーハ）の変形は、わずかである可能性がある。従って、オフセットパラメータは、物体の構成（例えば、物体をサポートにクランプすることによって発生する物体の変形に依存し得る）から実質的に独立し得る。
【００３３】
[00033]  このような実施形態により、フィーチャを解像できない（が、第２の近くのフィーチャを解像できる）位置測定システム（例えばアライメントセンサ）を用いて、リソグラフィ装置内でフィーチャの位置を決定できる。有利な点として、これによりフィーチャの小型化が可能となる。これは次いで、物体上のより広い範囲内の位置にフィーチャを配置することを可能とする。例えば、典型的には、リソグラフィ用のアライメントマークは、シリコンウェーハ上の隣接したダイ間に配置されたスクライブラインに位置付けられる。しかしながら、マークを充分に小型化できる場合、ダイ自体の内部にマークを提供することが許容可能でなり得る。フィーチャをダイ内に配置し、第２のフィーチャを隣接したスクライブラインに配置してもよい。
【００３４】
[00034]  フィーチャと第２のフィーチャとの間の距離は、物体の寸法の１０％未満であり得る。
【００３５】
[00035]  例えば、フィーチャはシリコンウェーハのダイ内に配置されたμＤＢＯ（micro diffraction based overlay）マークであり、第２のフィーチャは隣接したスクライブラインに配置されたアライメントマークであり得る。シリコンウェーハは、例えば約３００ｍｍの直径を有し得る。典型的なフィールド寸法（すなわち、単一の露光中に露光されるシリコンウェーハのターゲット領域の寸法）は、約３０ｍｍであり得る。このようなフィールド又はターゲット領域の各々は単一のダイに対応することができる。あるいは、このようなフィールド又はターゲット領域の各々は複数のダイに対応し、各ダイの典型的な寸法を、例えばフィールドの寸法のほぼ１／２又は１／３としてもよい。
【００３６】
[00036]  ダイ内に配置されたフィーチャの、これに最も近いスクライブラインからの最大距離は、ダイの寸法の１／２であり得ることは認められよう。いくつかの実施形態において、フィーチャと第２のフィーチャとの間の距離は物体の寸法の５％未満とすることができる。
【００３７】
[00037]  いくつかの実施形態において、フィーチャと第２のフィーチャとの間の距離は物体の寸法の１％未満とすることができる。直径３００ｍｍのシリコンウェーハでは、これは約３ｍｍの距離に相当する。これはウェーハテーブル上のバールの典型的な間隔にほぼ等しく、従って、ランダムなウェーハテーブルクランプ変形の最も高い空間周波数に対応し得る。
【００３８】
[00038]  オフセットパラメータは直接決定することができる。オフセットパラメータが直接決定される場合、オフセットパラメータの決定が第１及び第２の位置の決定を含まないことは認められよう。例えば、オフセットパラメータはオーバーレイツールを訴えて決定することができる。
【００３９】
[00039]  あるいは、オフセットパラメータを間接的に決定することができる。
【００４０】
[00040]  オフセットパラメータは、最初に第１の位置及び第２の位置を決定し、その後、フィーチャの第１及び第２の位置からオフセットパラメータを決定することによって決定できる。
【００４１】
[00041]  オフセットパラメータは第１の装置で決定することができ、第２の位置は第２の装置で決定することができ、概して、第１及び第２の装置では物体の構成は異なる可能性があることは認められよう。従って、最初に第１及び第２の位置を決定し、その後オフセットパラメータを決定することによってオフセットパラメータが決定される実施形態では、これらの第１及び第２の位置（第１の位置で決定される）は概して、第２の装置で決定される第１及び第２の位置とは異なる。
【００４２】
[00042]  オフセットパラメータは、少なくとも部分的に、プロセス変動を補正するように計算することができる。
【００４３】
[00043]  そのような計算は、（例えば１以上の測定によって）決定され得る既知のプロセス変動（例えば層厚変動や非対称性等）を考慮に入れる（take into）ことができる。例えば層厚変動及び非対称性のようなプロセス変動は、アライメント測定誤差を引き起こす可能性がある。例えば、リソグラフィ装置内で決定される第２の位置には、そのような測定誤差が生じることがある。しかしながら、プロセス変動が既知である（例えば別個のメトロロジ装置を用いて測定される）場合、これらの誤差を少なくとも部分的に補正するオフセットパラメータを決定することができる。
【００４４】
[00044]  オフセットパラメータは第１の空間サンプリングを用いて決定することができ、第２の位置は第２の空間サンプリングを用いて決定される。
【００４５】
[00045]  例えば、オフセットパラメータ（相対位置である）の空間サンプリングは、第２の位置の空間サンプリングよりも低密度とすることができる。一般に、物体のディストーション（例えば、シリコンウェーハである物体をサポートにクランプすることにより発生する）のレベルに応じて、物体の表面上に特定の数及び分布のフィーチャを設けることができる。これらのフィーチャの各々について、（例えばリソグラフィ装置内の）第２の装置で第２の位置を決定することができる。従って、物体の表面上に設けられるフィーチャの数及び分布により、第２の装置におけるフィーチャの空間サンプリングが設定され得る。非ゼロのオフセットパラメータを発生させる効果は、物体の表面上で比較的ゆっくり変動する可能性がある。この効果は例えば、アライメント格子非対称性、層厚変動、又は残留表面トポグラフィであり得る。これが当てはまる場合は、物体の比較的疎なサンプリング（sparse sampling）を行って、一部のフィーチャだけのオフセットパラメータを例えば第１の装置において測定すれば、物体全体にわたる全てのフィーチャのオフセットパラメータを充分に特徴付けられる可能性がある。
【００４６】
[00046]  第２の位置を決定することは、フィーチャの近傍で物体に測定放射を照射することと、物体から散乱した測定放射の少なくとも一部を受けることと、物体から散乱した測定放射の少なくとも一部から第２の位置を決定することと、を含み得る。
【００４７】
[00047]  フィーチャが反射回折格子の形態であり得ること、及び、物体から散乱した測定放射が複数の回折次数を含み得ることは認められよう。物体から散乱した測定放射の少なくとも一部は、これらの回折次数のうち少なくともいくつかを含み得る。第２の位置を決定するために用いられる、物体から散乱した測定放射の少なくとも一部の部分を形成する回折次数は、多くのファクタに依存し得る。そのようなファクタには例えば、フィーチャのピッチ、測定放射の波長、及び、物体から散乱した測定放射の少なくとも一部を捕捉するように配置された光学系の開口数が含まれる。
【００４８】
[00048]  物体から散乱した測定放射の少なくとも一部から第２の位置を決定することは、共役回折次数を相互に干渉させることによって達成できる。共役回折次数とは、±次数の回折ビームを意味することは認められよう。これは、（例えば偏光ビームスプリッタを用いて）フィールドを２つの部分に分割し、これら２つの部分を相互に１８０度回転させ、次いで、２つの部分が相互に干渉するようにこれらを重畳させることによって達成できる。これは、米国特許６９６１１１６号に記載されているタイプの自己参照干渉計を用いて達成され得る。
【００４９】
[00049]  本発明の第２の態様に従って、フィーチャを有する物体を支持するための基板サポートと、フィーチャの位置を示す第１の位置とフィーチャの位置を示す第２の位置との差の測度であるオフセットパラメータを決定するように動作可能な測定システムと、を備える装置が提供される。
【００５０】
[00050]  物体はシリコンウェーハとすることができ、フィーチャはアライメントマークとすることができる。
【００５１】
[00051]  本発明の第２の態様に従った装置は、本発明の第１の態様に従った方法の部分を実行するのに適している。本発明の第２の態様に従った装置は、関連付けられたリソグラフィ装置とは別個であり得るメトロロジ装置とすることができる。
【００５２】
[00052]  いくつかの実施形態において、第１及び第２の位置は双方ともフィーチャの位置とすることができる（が、異なる技法によって決定できる）。このような実施形態では、オフセットパラメータはフィーチャの寸法よりも著しく小さく、例えばフィーチャのピッチよりも小さい可能性がある。他の実施形態において、第１の位置はフィーチャの位置とすることができ、第２の位置は別の比較的近いフィーチャの位置とすることができる。このような実施形態では、オフセットパラメータは、ほぼ２つのフィーチャ間の分離距離である。
【００５３】
[00053]  オフセットパラメータは、フィーチャの位置を示すと共に第１の技法を用いて決定できる第１の位置と、フィーチャの位置を示すと共に第２の技法を用いて決定できる第２の位置との差の測度である。しかしながら、測定システムは、オフセットパラメータを直接決定するように動作可能であり得ることは認められよう。すなわち、少なくともいくつかの実施形態では、オフセットパラメータの決定は第１及び第２の位置の決定を含まない場合がある。あるいは、測定システムは、最初に第１及び第２の位置を決定し、次いでオフセットパラメータを決定することでオフセットパラメータを決定するように動作可能であり得る。
【００５４】
[00054]  本発明の第２の態様に従った装置は、任意の適切な位置測定技術を用いることができる。適切な位置測定技術には例えば、光センサ、ｘ線センサ、電子ビームセンサ、中性子ビームセンサ、原子間力顕微鏡センサ、及び音響センサ（例えばポンププローブ技法を用いる）が含まれる。
【００５５】
[00055]  装置は更に、物体に測定放射を照射するよう動作可能な放射システムを備えることができる。測定システムは、物体から散乱した測定放射の少なくとも一部を受けるように動作可能であり、更に、少なくとも部分的に、物体から散乱した測定放射の少なくとも一部からオフセットパラメータを決定するように動作可能であり得る。
【００５６】
[00056]  放射システムは更に、物体において機械的応答を生成するように、物体にポンプ放射を照射するよう動作可能であり得る。
【００５７】
[00057]  このような装置は、第１の動作モード及び第２の動作モードで動作するように動作可能であり得る。これについて以下で検討する。第１の動作モードにおいて、測定システムは、測定放射だけを用いてオフセットパラメータを決定するよう動作可能であり得る。第２の動作モードにおいて、装置は、ポンププローブ構成としてポンプ放射と測定放射の双方を用いてオフセットパラメータを決定するように動作可能であり得る。最初にポンプ放射を用いて、物体において機械的応答を生成する。機械的応答は、例えば機械波（mechanical wave）とすればよい。このような機械波は、音響波や、例えば自由電子の拡散のような他のいずれかの熱伝搬を含み得ることは認められよう。ポンプ放射で発生した機械波は物体内を伝搬し、その一部はフィーチャによって散乱して表面の方へ戻ることがある。その後、測定放射を用いて、フィーチャの１つ以上の特徴を間接的に決定するように物体の表面をプローブする。
【００５８】
[00058]  このような装置が使用され得るのは、フィーチャが物体の表面よりも下方に配置され、フィーチャと表面との間の物体の少なくとも一部が不透明である場合である。第１の動作モードを用いて第２の位置を決定することができる。第２の位置は、フィーチャ上に１つ以上のプロセス層を堆積することにより形成された残留トポグラフィの位置であり得る。第２の動作モードを用いてオフセットパラメータを直接決定することができる。あるいは、第２の動作モードを用いて第１の位置を決定することができる。第１の位置は、ポンプ及びプローブ法を用いて決定されるフィーチャの位置であり得る。第１及び第２の位置からオフセットパラメータを決定できる。
【００５９】
[00059]  放射システムは、少なくとも第１の波長範囲又は第２の波長範囲を有する測定放射を物体に照射するように動作可能であり得る。第１の位置は、第１の波長範囲を用いて決定され得るフィーチャの位置とすることができる。第２の位置は、第２の波長範囲を用いて決定され得るフィーチャの位置とすることができる。オフセットパラメータは第２の波長範囲を用いて決定できる。第１の波長範囲は第２の波長範囲よりも大きい。
【００６０】
[00060]  照明ビームの波長範囲を拡大すると、測定のロバスト性が増大し得る。
【００６１】
[00061]  放射システムは、少なくとも第１の照明モード又は第２の照明モードを有する測定放射を物体に照射するように動作可能であり得る。第１の位置は、第１の照明モードを用いて決定され得るフィーチャの位置とすることができる。第２の位置は、第２の照明モードを用いて決定され得るフィーチャの位置とすることができる。オフセットパラメータは第２の照明モードを用いて決定できる。
【００６２】
[00062]  放射システムは、少なくとも第１の照明偏光状態又は第２の照明偏光状態を有する測定放射を物体に照射するように動作可能であり得る。第１の位置は、第１の照明偏光状態を用いて決定され得るフィーチャの位置とすることができる。第２の位置は、第２の照明偏光状態を用いて決定され得るフィーチャの位置とすることができる。オフセットパラメータは第２の照明偏光状態を用いて決定できる。
【００６３】
[00063]  第１の位置はフィーチャの位置とすることができ、第２の位置は第２のフィーチャの位置とすることができる。
【００６４】
[00064]  測定システムは、オフセットパラメータを直接決定するように動作可能であり得る。
【００６５】
[00065]  あるいは、測定システムは、オフセットパラメータを間接的に決定するように動作可能であり得る。
【００６６】
[00066]  本発明の第３の態様に従って、装置が提供される。この装置は、フィーチャを有する物体を支持するための基板サポートと、測定システムであって、フィーチャの位置を示す第２の位置を決定し、更に、第２の位置及びオフセットパラメータからフィーチャの位置を示す第１の位置を決定するように動作可能な測定システムと、を備える。オフセットパラメータは、フィーチャの位置を示す第１の位置とフィーチャの位置を示す第２の位置との差の測度である。
【００６７】
[00067]  物体はシリコンウェーハとすることができ、フィーチャはアライメントマークとすることができる。
【００６８】
[00068]  本発明の第３の態様に従った装置は、本発明の第１の態様に従った方法の一部を実行するのに適している。本発明の第３の態様に従った装置はリソグラフィ装置とすることができる。
【００６９】
[00069]  本発明の第３の態様に従った装置は、任意の適切な位置測定技術を用いることができる。適切な位置測定技術には例えば、光センサ、ｘ線センサ、電子ビームセンサ、中性子ビームセンサ、原子間力顕微鏡センサ、及び音響センサ（例えばポンププローブ技法を用いる）が含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
[00070]  本発明の実施形態を、添付の図面を参照して、単なる例示として以下に説明する。
【００７１】
【図１】リソグラフィ装置の概略図である。
【図２】既知のアライメントセンサの一実施形態の概略ブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に従った、物体上のマークの位置を決定する方法の一実施形態の概略ブロック図である。
【図４】マーク（反射回折格子）と、このマークの上に形成された２つのプロセス層と、を有する基板の一部の断面の概略図である。
【図５】スクライブラインで分離された複数のダイを有する基板の概略図であり、位置を決定することが望まれる第１のマークはターゲット領域内に設けられ、第２のマークは隣接したスクライブライン内にある。
【発明を実施するための形態】
【００７２】
[00071]  本文書では、「放射」及び「ビーム」という用語は、特に明記しない限り、紫外線（例えば、波長が３６５、２４８、１９３、１５７又は１２６ｎｍの波長）及びＥＵＶ（極端紫外線放射、例えば、約５〜１００ｎｍの範囲の波長を有する）を含む、すべてのタイプの電磁放射を包含するために使用される。
【００７３】
[00072]  「レチクル」、「マスク」、又は「パターニングデバイス」という用語は、本文で用いる場合、基板のターゲット部分に生成されるパターンに対応して、入来する放射ビームにパターン付き断面を与えるため使用できる汎用パターニングデバイスを指すものとして広義に解釈され得る。また、この文脈において「ライトバルブ」という用語も使用できる。古典的なマスク（透過型又は反射型マスク、バイナリマスク、位相シフトマスク、ハイブリッドマスク等）以外に、他のそのようなパターニングデバイスの例は、プログラマブルミラーアレイ及びプログラマブルＬＣＤアレイを含む。
【００７４】
[00073]  図１は、リソグラフィ装置ＬＡを概略的に示す。リソグラフィ装置ＬＡは、放射ビームＢ（例えばＵＶ放射、ＤＵＶ放射、又はＥＵＶ放射）を調節するように構成された照明システム（イルミネータとも呼ばれる）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、特定のパラメータに従ってパターニングデバイスＭＡ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に連結されたマスクサポート（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を保持するように構成され、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築された第２のポジショナＰＷに連結された基板サポート（例えばウェーハテーブル）ＷＴと、パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢに付与されたパターンを基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば、１つ以上のダイを含む）上に投影するように構成された投影システム（例えば、屈折投影レンズシステム）ＰＳと、を含む。
【００７５】
[00074]  動作中、照明システムＩＬは、例えばビームデリバリシステムＢＤを介して放射源ＳＯから放射ビームを受ける。照明システムＩＬは、放射を誘導し、整形し、及び／又は制御するための、屈折型、反射型、磁気型、電磁型、静電型、及び／又はその他のタイプの光学コンポーネント、又はそれらの任意の組み合わ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。イルミネータＩＬを使用して放射ビームＢを調節し、パターニングデバイスＭＡの平面において、その断面にわたって所望の空間及び角度強度分布が得られるようにしてもよい。
【００７６】
[00075]  本明細書で用いられる「投影システム」ＰＳという用語は、使用する露光放射、及び／又は液浸液の使用や真空の使用のような他のファクタに合わせて適宜、屈折光学システム、反射光学システム、反射屈折光学システム、アナモルフィック光学システム、磁気光学システム、電磁気光学システム、及び／又は静電気光学システム、又はそれらの任意の組み合わせを含む様々なタイプの投影システムを包含するものとして広義に解釈するべきである。本明細書で「投影レンズ」という用語が使用される場合、これは更に一般的な「投影システム」ＰＳという用語と同義と見なすことができる。
【００７７】
[00076]  リソグラフィ装置ＬＡは、投影システムＰＳと基板Ｗとの間の空間を充填するように、基板の少なくとも一部を例えば水のような比較的高い屈折率を有する液体で覆うことができるタイプでもよい。これは液浸リソグラフィとも呼ばれる。液浸技法に関する更なる情報は、援用により本願に含まれる米国特許６９５２２５３号に与えられている。
【００７８】
[00077]  リソグラフィ装置ＬＡは、２つ以上の基板サポートＷＴを有するタイプである場合もある（「デュアルステージ」という名前も付いている）。このような「マルチステージ」機械においては、基板サポートＷＴを並行して使用するか、及び／又は、一方の基板サポートＷＴ上の基板Ｗにパターンを露光するためこの基板を用いている間に、他方の基板サポートＷＴ上に配置された基板Ｗに対して基板Ｗの以降の露光の準備ステップを実行することができる。
【００７９】
[00078]  基板サポートＷＴに加えて、リソグラフィ装置ＬＡは測定ステージを含むことができる。測定ステージは、センサ及び／又は洗浄デバイスを保持するように配置されている。センサは、投影システムＰＳの特性又は放射ビームＢの特性を測定するよう配置できる。測定ステージは複数のセンサを保持することができる。洗浄デバイスは、例えば投影システムＰＳの一部又は液浸液を提供するシステムの一部のような、リソグラフィ装置の一部を洗浄するよう配置できる。基板サポートＷＴが投影システムＰＳから離れている場合、測定ステージは投影システムＰＳの下方で移動することができる。
【００８０】
[00079]  動作中、放射ビームＢは、マスクサポートＭＴ上に保持されている、例えばマスクのようなパターニングデバイスＭＡに入射し、パターニングデバイスＭＡ上に存在するパターン（設計レイアウト）によってパターンが付与される。マスクＭＡを横断した放射ビーム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に集束させる。第２のポジショナＰＷ及び位置測定システムＩＦを用いて、例えば、放射ビームＢの経路内の集束し位置合わせした位置に様々なターゲット部分Ｃを位置決めするように、基板サポートＷＴを正確に移動させることができる。同様に、第１のポジショナＰＭと、場合によっては別の位置センサ（図１には明示的に図示されていない）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ＭＡを正確に位置決めすることができる。パターニングデバイスＭＡ及び基板Ｗは、マスクアライメントマークＭ１、Ｍ２及び基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を用いて位置合わせすることができる。図示されている基板アライメントマークＰ１、Ｐ２は専用のターゲット部分を占有するが、それらをターゲット部分間の空間に位置付けることも可能である。基板アライメントマークＰ１、Ｐ２は、これらがターゲット部分Ｃ間に位置付けられている場合、スクライブラインアライメントマークとして知られている。
【００８１】
[00080]  本発明を明確にするため、デカルト座標系が用いられる。デカルト座標系は３つの軸、すなわちｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸を有する。３つの軸の各々は他の２つの軸に対して直交している。ｘ軸を中心とした回転をＲｘ回転と称する。ｙ軸を中心とした回転をＲｙ回転と称する。ｚ軸を中心とした回転をＲｚ回転と称する。ｘ軸及びｙ軸は水平面を画定し、ｚ軸は垂直方向を画定する。デカルト座標系は本発明を限定せず、単に明確さのため使用される。代わりに、円筒座標系のような別の座標系を用いて本発明を明確にすることも可能である。デカルト座標系の配向は、例えばｚ軸が水平面に沿った成分を有するように、異なるものとしてもよい。
【００８２】
[00081]  複雑なデバイスの製造においては、通常、多くのリソグラフィパターニングステップを実行することにより、基板上の連続した層内に機能フィーチャを形成する。従って、リソグラフィ装置の性能の重要な面は、前に形成された層内に設けられたフィーチャに対して、（同一の装置によって又は異なるリソグラフィ装置によって）正確かつ高精度に適用パターンを配置する能力である。この目的のため、基板には１つ以上のマークセットが設けられている。各マークは、後の時点で、典型的には光学位置センサである位置センサを用いて位置を測定できる構造である。位置センサを「アライメントセンサ」と呼ぶことがあり、マークを「アライメントマーク」と呼ぶことがある。
【００８３】
[00082]  リソグラフィ装置は１つ以上の（例えば複数の）アライメントセンサを含むことができ、これによって、基板上に設けられたアライメントマークの位置を高精度に測定できる。アライメント（又は位置）センサは、回折及び干渉のような光学現象を用いて、基板上に形成されたアライメントマークから位置情報を得ることができる。現在のリソグラフィ装置で使用されるアライメントセンサの一例は、米国特許６９６１１１６号に記載されているような自己参照干渉計に基づくものである。例えば米国特許公開２０１５２６１０９７Ａ１号に開示されているように、位置センサの様々な改良及び変更が開発されている。これらの公報の全ての内容は援用により本願に含まれる。
【００８４】
[00083]  マーク又はアライメントマークは、基板上に設けられているか又は基板内に（直接）形成されている層上又は層内に形成された一連のバー（bar）を含み得る。これらのバーは一定の間隔に配置されて格子ラインとして機能するので、マークは、周知の空間周期（ピッチ）を有する回折格子と見なすことができる。マークは、これらの格子ラインの配向に応じて、ｘ軸又はｙ軸（ｘ軸に対して実質的に垂直に配向されている）に沿った位置の測定を可能とするように設計できる。ｘ軸及びｙ軸の双方に対して＋４５度及び／又は−４５度に配列されたバーを含むマークは、援用により本願に含まれる米国特許公開２００９／１９５７６８Ａ号に記載されているような技法を用いて、ｘ及びｙを組み合わせた測定を可能とする。
【００８５】
[00084]  アライメントセンサは、各マークを放射スポットで光学的にスキャンして、正弦波のような周期的に変動する信号を得る。この信号の位相を解析して、アライメントセンサに対するマークの位置、従って基板の位置を決定する。アライメントセンサは、リソグラフィ装置の基準フレームに対して固定されている。いわゆる粗マーク（coarse marｋ）及び微細マーク（fine mark）を、異なる（粗及び微細）マーク寸法に関連付けて提供することで、アライメントセンサは、周期信号の異なるサイクルを区別すると共に、１サイクル内の正確な位置（位相）を識別することが可能となる。この目的のため、異なるピッチのマークを使用してもよい。
【００８６】
[00085]  また、マークの位置を測定することで、例えばウェーハグリッドの形態でマークが設けられている基板の変形に関する情報も提供できる。基板の変形は、例えば、基板を基板テーブルに静電クランプすること及び／又は基板を放射に露光する際に基板が加熱されることによって生じ得る。
【００８７】
[00086]  図２は、例えば、援用により本願に含まれる米国特許６９６１１１６号に記載されているような既知のアライメントセンサＡＳの一実施形態の概略ブロック図である。放射源ＲＳＯは、１つ以上の波長の放射ビームＲＢを提供し、この放射ビームＲＢは、誘導（diverting）光学系によって、基板Ｗ上に位置付けられたマークＡＭのようなマーク上へ照明スポットＳＰとして誘導される。この例では、誘導光学系はスポットミラーＳＭ及び対物レンズＯＬを含む。マークＡＭを照明する照明スポットＳＰは、マーク自体の幅よりもわずかに小さい直径とすることができる。
【００８８】
[00087]  マークＡＭによって回折された放射は、（この例では対物レンズＯＬを介して）情報保持ビームＩＢにコリメートされる。「回折される」という用語は、マークからのゼロ次回折（反射と呼ぶことができる）を含むことが意図される。例えば上記の米国特許６９６１１１６号に開示されているタイプの自己参照干渉計ＳＲＩは、ビームＩＢをそれ自体と干渉させ、その後ビームは光検出器ＰＤによって受光される。放射源ＲＳＯによって２つ以上の波長が生成される場合は、追加の光学系（図示せず）を含ませて別個のビームを提供してもよい。光検出器は単一の要素とするか、又は所望の場合は多くの画素を含むことができる。光検出器はセンサアレイを含み得る。
【００８９】
[00088]  この例ではスポットミラーＳＭを含む誘導光学系が、マークから反射したゼロ次放射を阻止するよう機能することで、情報保持ビームＩＢがマークＡＭからの高次回折放射だけを含むようにしてもよい（これは測定に必須ではないが、信号対雑音比を改善する）。
【００９０】
[00089]  強度信号ＳＩが処理ユニットＰＵに供給される。ブロックＳＲＩにおける光学処理とユニットＰＵにおける計算処理の組み合わせによって、基準フレームに対する基板上のＸ及びＹの位置の値が出力される。
【００９１】
[00090]  図示されているタイプの単一測定は、マークの１つのピッチに対応する特定範囲内のマークの位置を固定するだけである。これと関連付けてもっと粗い測定技法を用いて、このマーク位置を含む正弦波の周期を識別する。マークが作製されている材料やマークの下及び／又は上に提供されている材料とは無関係に、精度の向上及び／又はマークのロバストな検出のため、様々な波長で、粗いレベル及び／又は微細レベルで同一のプロセスを繰り返すことができる。波長は、同時に処理されるように光学的に多重化及び逆多重化すること、及び／又は時分割もしくは周波数分割によって多重化することができる。
【００９２】
[00091]  この例では、アライメントセンサ及びスポットＳＰは固定状態のままであり、移動するのは基板Ｗである。従ってアライメントセンサは、基準フレームに堅固かつ高精度に搭載されながら、実質的に基板Ｗの移動方向と反対の方向にマークＡＭをスキャンすることができる。基板Ｗのこの移動は、基板Ｗが基板サポートに搭載されると共に基板位置決めシステムが基板サポートの移動を制御することによって制御される。基板サポート位置センサ（例えば干渉計）が、基板サポート（図示せず）の位置を測定する。一実施形態では、基板サポート上に１つ以上の（アライメント）マークが設けられている。基板サポート上に設けられたマークの位置を測定することにより、位置センサで決定される基板サポートの位置を較正できる（例えばアライメントシステムが接続されているフレームに対して）。基板上に設けられたアライメントマークの位置を測定することにより、基板サポートに対して基板の位置を決定できる。
【００９３】
[00092]  これより図３を参照して、本発明の一実施形態に従った、物体上のマークの位置を決定する一般的な方法について記載する。ステップ１０で示されるように、最初にオフセットパラメータΔｘを決定する。オフセットパラメータΔｘは、マークの位置を示すと共に第１の技法を用いて決定できる第１の位置ｘ１と、マークの位置を示すと共に第２の技法を用いて決定できる第２の位置ｘ２と、の差の測度である。
【００９４】
[00093]  次にステップ２０では、第２の技法を用いて第２の位置ｘ２を決定する。最後にステップ３０では、第２の位置ｘ２及びオフセットパラメータΔｘから第１の位置ｘ１を決定する。この方法によって決定されるマークの位置は、決定された第１の位置ｘ１である。
【００９５】
[00094]  以下で更に検討されるように、オフセットパラメータΔｘは第１の装置で決定され（ステップ１０）、第２の位置ｘ２は第２の異なる装置で決定され得る（ステップ２０）。例えば、オフセットパラメータΔｘは第１のメトロロジ装置で決定され、第２の位置ｘ２はリソグラフィ装置内の位置測定装置（例えばアライメントセンサ）を用いて決定され得る。
【００９６】
[00095]  マークの位置を示す第１及び第２の位置ｘ１、ｘ２は、２つの異なる技法を用いて決定される、例えば基準位置に対する絶対位置であることは認められよう。従って、第１及び第２の位置ｘ１、ｘ２は概ね物体（例えば基板Ｗ）の構成に依存する。物体が変形すると、物体の構成が変化し、これにより第１及び第２の位置ｘ１、ｘ２が変化する可能性がある。物体の変形は、例えば物体をサポート（例えば基板テーブルＷＴ）にクランプすること及び／又は物体の加熱によって発生し得る。第１及び第２の位置ｘ１、ｘ２が規定される基準位置は、物体上の位置であるか、あるいは基板テーブルＷＴのような物体用サポート上の位置であり得ることは認められよう。更に、基準位置と第１及び第２の位置との間の距離において物体が変形すると、第１及び第２の位置ｘ１、ｘ２の決定が影響を受けることは認められよう。
【００９７】
[00096]  これに対して、オフセットパラメータΔｘは相対位置であり、マークの位置を示すと共に第１の技法を用いて決定できる第１の位置と、マークの位置を示すと共に第２の技法を用いて決定できる第２の位置との差の測度である。従って、オフセットパラメータは原理上は物体の構成（すなわち物体の変形）に依存するが、オフセットパラメータの距離スケールにおける物体の変形だけに依存する。実際は、第１及び第２の位置が充分に近いので、オフセットパラメータは充分に小さく、そのような距離スケールにおける物体の変形はわずかである可能性がある。例えば、いくつかの実施形態において、第１及び第２の位置は双方ともマークの位置とすることができる（が、異なる技法によって決定される）。このような実施形態では、オフセットパラメータはマークの寸法よりも著しく小さく、例えばマークのピッチよりも小さい可能性がある。マークは、約２μｍのピッチを有するアライメントマークであり得る。このような距離スケールにおける物体（例えば約３００ｍｍの直径を有するシリコンウェーハ）の変形は、わずかである可能性がある。他の実施形態において、第１の位置はマークの位置とすることができ、第２の位置は別の比較的近いマークの位置とすることができる。このような実施形態では、オフセットパラメータは、ほぼ２つのマーク間の分離距離である。充分に小さい２つのマーク間の距離では、物体（例えば約３００ｍｍの直径を有するシリコンウェーハ）の変形は、わずかである可能性がある。従って、オフセットパラメータは、物体の構成（例えば、物体をサポートにクランプすることによって発生する物体の変形に依存し得る）から実質的に独立し得る。
【００９８】
[00097]  図３に概略的に示されている方法が有利である理由は、オフセットパラメータΔｘが相対位置である（従って、物体の構成又は変形から実質的に独立し得る）ので、オフセットパラメータΔｘを第１の装置で決定できると共に、第２の位置ｘ２を第２の異なる位置で決定できることである。例えば、オフセットパラメータΔｘを第１のメトロロジ装置で決定し、第２の位置ｘ２をリソグラフィ装置内の位置測定装置（例えばアライメントセンサ）を用いて決定することができる。位置測定を、異なる装置で決定できる２つの部分に分割するこの能力は、直感では理解しにくい。その理由は、当業者によって認められるように、各装置は物体を異なる手法で異なるサポートにクランプする可能性があり、従って一般に、物体の異なる構成又は変形を引き起こすからである。
【００９９】
[00098]  更に、位置測定を、異なる装置によって決定できる２つの部分に分割するこの能力は、第２の装置（例えばリソグラフィ装置）内で、より精度の低い測定技法を（以前に決定したオフセットパラメータΔｘと組み合わせて）用いて、より正確な位置測定を決定することを可能とする。
【０１００】
[00099]  これに加えて又はこの代わりに、これにより、マークを解像できない（が、別の近くのマークを解像できる）位置測定システム（例えばアライメントセンサ）を用いて、リソグラフィ装置ＬＡ内でマークの位置を決定できる。有利な点として、これによりマークの小型化が可能となる。これは次いで、物体上のより広い範囲内の位置にマークを配置することを可能とする。例えば、典型的には、リソグラフィ用のアライメントマークは、シリコンウェーハ上の隣接したダイ間に配置されたスクライブラインに位置付けられる（例えば、隣接したターゲット領域Ｃ間のスクライブライン。図１を参照のこと）。しかしながら、マークを充分に小型化できる場合、ダイ自体の内部にマークを提供することが許容可能となり得る。
【０１０１】
[000100]  アライメントマーク測定の精度向上を図って、多くの新しい提案が行われている。しかしながら、そのような提案は通常、追加の装置を必要とすると共に、物理的に占める空間も大きくなる。リソグラフィ装置ＬＡが再設計されない限り、アライメントセンサ等のメトロロジシステムに利用できる空間量には制限があり得る。図３に概略的に示されている方法は、改良されたアライメント測定に伴う追加の装置を異なる装置内に収容することができるので、リソグラフィ装置を再設計する必要がなく、改良されたアライメント測定から利益を得られるため、有利である。
【０１０２】
[000101]  オフセットパラメータΔｘは、マークの位置を示すと共に第１の技法を用いて決定できる第１の位置ｘ１と、マークの位置を示すと共に第２の技法を用いて決定できる第２の位置ｘ２と、の差の測度である。しかしながら、上述した方法のステップ１０では、オフセットパラメータΔｘを直接決定できることは認められよう。すなわち、少なくともいくつかの実施形態では、オフセットパラメータΔｘの決定は第１及び第２の位置ｘ１、ｘ２の決定を含まない。
【０１０３】
[000102]  あるいは、オフセットパラメータΔｘの決定は、最初に第１及び第２の位置ｘ１、ｘ２を決定し、次いでオフセットパラメータΔｘを決定することによって実行できる。前述のように、方法のステップ１０及び２０は異なる装置で実行することができ、異なる装置では、物体（例えば基板Ｗ）の構成は異なる可能性がある。更に、一般的には、第１及び第２の位置ｘ１、ｘ２が物体の構成に依存することは認められよう。従って、最初に第１及び第２の位置ｘ１、ｘ２を決定し、次いでオフセットパラメータΔｘを決定することによって（ステップ１０で）オフセットパラメータΔｘが決定される実施形態では、（第１の装置において決定される）これらの第１及び第２の位置ｘ１、ｘ２は、一般に、第２の装置において（ステップ２０及び３０で）決定される第１及び第２の位置ｘ１、ｘ２とは異なる。例えば、ステップ１０では、第１及び第２の位置ｘ１’、ｘ２’の第１のセットを決定し、このセットからオフセットパラメータΔｘを決定できる（例えば、Δｘ＝ｘ１’−ｘ２’）。ステップ２０及び３０では、第１及び第２の位置ｘ１、ｘ２の異なるセットを決定できる。つまり、最初に（例えば測定装置を用いて）第２の位置ｘ２を決定し、次いで、第２の位置ｘ２及びオフセットパラメータΔｘから第１の位置ｘ１を決定する（例えば、ｘ１＝Δｘ−ｘ２）。
【０１０４】
[000103]  オフセットパラメータΔｘ（ステップ１０）及び／又は第２の位置ｘ２（ステップ２０）は、概ね図２に示されている（また、例えば米国特許６９６１１１６号に記載されている）アライメントセンサＡＳの形態の装置を用いて決定できることは認められよう。従って、オフセットパラメータΔｘ（ステップ１０）及び／又は第２の位置ｘ２（ステップ２０）の決定は、マークＡＭの近傍で基板Ｗに測定放射ＲＢを照射することと、基板Ｗから散乱した測定放射ＲＢの少なくとも一部ＩＢを受けることと、この少なくとも一部ＩＢからオフセットパラメータΔｘ又は第２の位置ｘ２を決定することと、を含み得る。
【０１０５】
[000104]  マークＡＭが反射回折格子の形態であり得ること、及び、基板Ｗから散乱した測定放射ＩＢが複数の回折次数を含み得ることは認められよう。基板Ｗから散乱した測定放射は、これらの回折次数のうち少なくともいくつかを含み得る。オフセットパラメータΔｘ又は第２の位置ｘ２を決定するために用いられる、基板Ｗから散乱した測定放射の一部を形成する回折次数は、多くのファクタに依存し得る。そのようなファクタには例えば、マークのピッチ、測定放射ＲＢの波長、及び、基板Ｗから散乱した測定放射を受けるように配置された光学系（例えば対物レンズＯＬ）の開口数が含まれる。
【０１０６】
[000105]  基板Ｗから散乱した測定放射の一部からオフセットパラメータΔｘ又は第２の位置を決定することは、共役回折次数を相互に干渉させることによって達成できる。共役回折次数は、±次数の回折ビームを意味することは認められよう。これは、（例えば偏光ビームスプリッタを用いて）フィールドを２つの部分に分割し、これら２つの部分を相互に１８０度回転させ、次いで、２つの部分が相互に干渉するようにこれらを重畳させることによって達成できる。これは、米国特許６９６１１１６号に記載されているタイプの自己参照干渉計を用いて達成され得る。
【０１０７】
[000106]  これより図２を参照して上述した一般的な方法のいくつかの具体的な実施形態を説明する。
【０１０８】
[000107]  いくつかの実施形態において、第１の技法は第２の技法よりも精度が高い可能性があり、従って、第１の位置ｘ１は第２の位置ｘ２よりもマーク位置を示す位置の正確な決定を表し得る。これは、第２の装置（例えばリソグラフィ装置ＬＡ）内で、より精度の低い測定技法を（以前に決定したオフセットパラメータΔｘと組み合わせて）用いて、より正確な位置測定を決定することを可能とする。例えば、ポンププローブ技法（不透明プロセス層の下方に配置されたアライメントマークの位置を可能とする）、より広い波長範囲を用いた測定、及び、より最適化した照明モードを用いた測定のような、精度の高い技法を用いて、オフセットパラメータΔｘを決定することができる。
【０１０９】
[000108]  図４は基板Ｗの一部の断面の概略図である。基板Ｗの表面４１の下方にマーク４０が配置され、マーク４０と表面４１との間の基板Ｗの少なくとも一部は不透明である。図４に示されている例において、基板Ｗは、第１の層４２、第２の層４３、及び第３の層４４を含む。反射回折格子の形態であるマーク４０は第１の層４２に形成されている。第２及び第３の層は、マーク４０の上に形成されている２つのプロセス層を表し、それらのうち１つ（例えば第３の層４４）は不透明である。基板の表面４１は第３の層４４によって画定される。
【０１１０】
[000109]  この実施形態において、第１の位置ｘ１はマーク４０の真の位置であり、破線４５によって表される。第２の位置ｘ２は、マーク４０の上に１つ以上のプロセス層を堆積することにより形成された残留トポグラフィの位置であり、破線４６で表される。マーク４０は一般に、一連のラインと空間を含む反射回折格子の形態であり得ることは認められよう。そのような構造の上に１つ以上のプロセス層（例えば第２及び第３の層４３、４４）が堆積されるので、これらのプロセス層の表面は、下にあるマークの周期構造のために残留トポグラフィを有し得る。例えば残留トポグラフィは、下にあるマークよりも高さが小さく歪んでいるが、周期的であり、下にあるマーク４０と実質的に同じピッチを有し得る。これが、マーク４０の上に１つ以上のプロセス層を堆積することで形成された残留トポグラフィがここで意味するものであることは認められよう。この残留トポグラフィは表面４１上に概略的に示されており、この残留トポグラフィの高さは原理の理解を明確にするため誇張されていることは認められよう。
【０１１１】
[000110]  第１の位置ｘ１（マーク４０の真の位置である）は、マーク４０の反射回折格子におけるピークの中央の位置を示す破線４５で表される。第２の位置ｘ２（マーク４０上に１つ以上のプロセス層を堆積することで形成された残留トポグラフィの位置である）は、表面４１の残留トポグラフィにおけるピークの中央の位置を示す破線４６で表される。２つの破線４５、４６からわかるように、第１及び第２の位置ｘ１、ｘ２は異なっており、表面４１上の残留トポグラフィの位置はマーク４０の真の位置に対してオフセットパラメータΔｘだけずれている。
【０１１２】
[000111]  不透明層４４の下方に配置されたマーク４０を有するこのような実施形態では、オフセットパラメータΔｘを決定する（ステップ１０）ために使用される装置は、マーク４０が不透明層４４の下方に配置されているにもかかわらずその位置を決定するために適切な技法を使用するように動作可能である。例えば、オフセットパラメータΔｘを決定する（ステップ１０）ために使用される装置は、概ね図２に示されるアライメントセンサＡＳの形態であるが、更に、物体において機械的応答を生成するように基板Ｗにポンプ放射を照射するよう動作可能な放射システムも有し得る。あるいは、オフセットパラメータΔｘを決定する（ステップ１０）ために使用される装置は、トランスデューサ（例えば圧電デバイス）を用いて（基板Ｗの上部もしくは下部のいずれかから）機械波を誘起すること、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて（ポンプ放射もしくはトランスデューサのいずれかを用いて励起された）音響変形を測定すること、又は、（例えば赤外線放射を用いて）基板Ｗの下側からマーク４０を光学的に測定すること、のうちいずれかを実施するよう動作可能であり得る。
【０１１３】
[000112]  概ね図２に示されているアライメントセンサＡＳの形態であるが、更に、物体において機械的応答を生成するように基板Ｗにポンプ放射を照射するよう動作可能な放射システムも有する（又はトランスデューサを有する）装置は、第１の動作モードで動作するよう動作可能であり得る。第１の動作モードにおいて、装置は、ポンププローブ構成としてポンプ放射と測定放射の双方を用いてオフセットパラメータΔｘを決定するように動作可能であり得る。最初にポンプ放射を用いて、基板Ｗにおいて機械的応答を生成する。機械的応答は、例えば機械波とすればよい。このような機械波は、音響波や、例えば自由電子の拡散のような他のいずれかの熱伝搬を含み得ることは認められよう。ポンプ放射で発生した機械波は基板Ｗ内を伝搬し、その一部はマーク４０によって散乱して表面４１の方へ戻ることがある。その後、測定放射を用いて、マーク４０の１つ以上の特徴を間接的に決定するように基板Ｗの表面４１をプローブする。
【０１１４】
[000113]  第１のモードで（ポンププローブ構成として）動作している場合、表面４１から散乱する測定放射は概ね、残留トポグラフィと、ポンプ放射により発生した機械波の反射から形成された追加の時間依存信号との組み合わせをプローブしていることは認められよう。しかしながら、散乱した測定放射からマーク４０の真の位置に関する情報を決定できることも認められよう。これは、測定放射が残留トポグラフィのみから散乱する別個の測定を行うことを含み得る。この目的のため、装置は第２の動作モードで動作するように動作可能であり得る。第２の動作モードでは、ポンプ放射を用いず、測定放射のみを用いて基板Ｗの表面４１をプローブする。第２の動作モードを用いて、マーク４０の上に１つ以上のプロセス層４３、４４を堆積することで形成された残留トポグラフィの位置であり得る第２の位置ｘ２を決定できる。第１の動作モードは、オフセットパラメータΔｘを直接決定するために使用できる。あるいは、第１の動作モードを用いて第１の位置ｘ１（線４５で示される）を決定し、第１及び第２の位置ｘ１、ｘ２からオフセットパラメータΔｘを決定することができる。
【０１１５】
[000114]  そのような実施形態において、第１及び第２の位置ｘ１、ｘ２は双方ともマーク４０の位置であると見なされる（が、異なる技法で決定される）。そのような実施形態では、オフセットパラメータΔｘはマーク４０の寸法よりも著しく小さく、例えばマーク４０のピッチよりも小さい可能性がある。マーク４０は、約２μｍのピッチを有するアライメントマークであり得る。このような距離スケールにおける基板Ｗ（例えば約３００ｍｍの直径を有するシリコンウェーハ）の変形は、わずかである可能性がある。
【０１１６】
[000115]  不透明層４４の下方に配置されたマーク４０を有するこのような実施形態では、第２の位置ｘ２を決定する（ステップ２０）ために使用される装置は、概ね図２に示されるアライメントセンサＡＳの形態とすればよい（基板にポンプ放射を照射するように動作可能な追加放射システムを含まない）。例えば、ステップ２０はリソグラフィ装置ＬＡ内で実行することができる。図４に示されている構成に適用される図３の方法の実施形態は、ポンププローブ装置なしで不透明層４４の下方に配置されたアライメントマーク４０の位置をリソグラフィ装置ＬＡによって決定できるので有利である。これを達成するには、最初に別個のポンププローブ装置を用いてオフセットパラメータΔｘを決定し、次いで、より精度の低い第２の位置ｘ２とオフセットパラメータΔｘを組み合わせて位置ｘ１を決定する。
【０１１７】
[000116]  図４に示されている、アライメントマーク４０が不透明層４４の下方に配置された実施形態は、第１の位置ｘ１が第２の位置ｘ２よりもマーク位置を示す位置の正確な決定を表す一例に過ぎないことは認められよう。
【０１１８】
[000117]  例えばいくつかの実施形態において、第１の位置ｘ１は第１の波長範囲を用いて決定できるマークの位置とすることができ、第２の位置ｘ２は第２の波長範囲を用いて決定できるマークの位置とすることができる。第１の波長範囲の方が第２の波長範囲よりも大きい。これに加えて又はこの代わりに、いくつかの実施形態において、オフセットパラメータΔｘは第１の波長範囲を用いて決定することができ、第２の位置ｘ２は第２の波長範囲を用いて決定することができる。第１の波長範囲の方が第２の波長範囲よりも大きい。照明ビームの波長範囲を拡大すると、測定のロバスト性が増大し得ることは認められよう。
【０１１９】
[000118]  この代わりに又はこれに加えて、いくつかの実施形態において、第１の位置ｘ１は第１の照明モードを用いて決定できるマークの位置であり、第２の位置ｘ２は第２の照明モードを用いて決定できるマークの位置である。これに加えて又はこの代わりに、いくつかの実施形態において、オフセットパラメータΔｘは第１の照明モードを用いて決定することができ、第２の位置ｘ２は第２の照明モードを用いて決定することができる。ここで使用される場合、照明モードとは、測定放射がマーク上の各ポイントを照射する角度範囲を意味するよう意図していることは認められよう。例えば、第１の位置ｘ１及び／又はオフセットパラメータΔｘは、精度向上のためにアライメントマークのピッチの縮小を可能とする軸外照明モードを用いて決定できる。このような技法は米国２０１５／１０９６２４号で検討されている。軸外照明とは、照明源が瞳面の周辺部に限定されることを意味する。照明を瞳の再周辺部に限定すると、アライメントマークの最小可能ピッチは、実質的にλ／ＮＡから実質的にλ／２ＮＡに縮小する。ここで、λは使用される放射の波長であり、ＮＡは、器具（例えばアライメントセンサ、又はより一般的には位置測定装置）の対物レンズの開口数である。更に、オフセットパラメータΔｘは、ステップ２０で第２の位置ｘ２を決定するため用いられる装置において使用される対物系（例えば、装置内の空間的制約に起因して約０．７の開口数を使用し得る）よりも開口数の大きい対物系（例えば開口数＞０．９）を有する装置において決定され得る。この開口数の増大によって、アライメントマークの最小可能ピッチを更に縮小することができる。
【０１２０】
[000119]  この代わりに又はこれに加えて、いくつかの実施形態において、第１の位置ｘ１は第１の照明偏光状態を用いて決定できるマークの位置であり、第２の位置ｘ２は第２の照明偏光状態を用いて決定できるマークの位置である。この代わりに又はこれに加えて、いくつかの実施形態において、オフセットパラメータΔｘは第１の照明偏光状態を用いて決定することができ、第２の位置ｘ２は第２の照明偏光状態を用いて決定することができる。
【０１２１】
[000120]  あるいは、いくつかの実施形態において、第１の位置ｘ１はマークの位置とすることができ、第２の位置ｘ２は第２のマークの位置とすることができる。これについて図５を参照して説明する。
【０１２２】
[000121]  図５は、複数のダイ４９を有する基板Ｗの概略図である。各ダイ４９は例えば、単一の露光プロセス中に露光される単一のターゲット領域Ｃに対応し得る。あるいは、各ダイ４９は、単一の露光プロセス中に露光される単一のターゲット領域Ｃの一部に対応し得る（すなわち、各ターゲット領域Ｃが複数のダイ４９に対応するようになっている）。あるいは、各ダイ４９は、それぞれが別個の露光プロセス中に露光される複数のターゲット領域Ｃに対応し得る。隣接したダイ４９の間にギャップ又はスクライブライン５０が設けられている。典型的に、リソグラフィ用のアライメントマークは、基板Ｗ上の隣接したダイ４９間に配置されたスクライブライン５０内に位置付けられる。
【０１２３】
[000122]  この実施形態において、（例えばリソグラフィ装置ＬＡ内で）位置を決定することが望まれるマーク５１は、ダイ４９内に設けられている。マーク５１は典型的なアライメントマークよりも著しく小さい可能性がある。マーク５１は、μＤＢＯマークの形態であり得る。
【０１２４】
[000123]  基板Ｗ上に第２のマーク５２が設けられている。第２のマーク５２は典型的なアライメントマーク５２の形態であり、マーク５１が設けられているダイ４９に隣接したスクライブライン５０に設けられている。第１の位置ｘ１はマーク５１の位置であり、第２の位置ｘ２は第２のマーク５２の位置である。このような実施形態では、オフセットパラメータΔｘは、ほぼ２つのマーク５１、５２間の分離距離である。充分に小さい２つのマーク５１、５２間の距離では、基板Ｗ（例えば約３００ｍｍの直径を有するシリコンウェーハ）の変形は、わずかである可能性がある。従って、オフセットパラメータΔｘは、例えば基板Ｗをサポート（例えば基板テーブルＷＴ）にクランプすることによって発生する基板Ｗの変形に依存し得る基板Ｗの構成から実質的に独立することができる。
【０１２５】
[000124]  このような実施形態により、マーク５１を解像できない（が、第２の近くのマーク５２を解像できる）位置測定システム（例えばアライメントセンサ）を用いて、リソグラフィ装置ＬＡ内でマーク５１の位置を決定できる。有利な点として、これによりマークの小型化が可能となる。これは次いで、基板Ｗ上のより広い範囲内の位置にマークを配置することを可能とする。例えば、典型的には、リソグラフィ用のアライメントマークは、シリコンウェーハ上の隣接したダイ４９間に配置されたスクライブライン５０に位置付けられる。しかしながら、マークを充分に小型化できる場合、ターゲット領域Ｃ自体の内部にマークを提供することが許容可能となり得る。図５に示されている実施形態のように、マーク５１をダイ４９内に配置し、第２のマーク５２を隣接したスクライブライン５０に配置することができる。
【０１２６】
[000125]  シリコンウェーハは、例えば約３００ｍｍの直径を有し得る。典型的なフィールド寸法（すなわち、単一の露光中に露光されるシリコンウェーハのターゲット領域Ｃの寸法）は、約３０ｍｍであり得る。このようなフィールド又はターゲット領域Ｃの各々は単一のダイ４９に対応することができる。あるいは、このようなフィールド又はターゲット領域Ｃの各々は複数のダイ４９に対応し、各ダイ４９の典型的な寸法を、例えばターゲット領域Ｃの寸法のほぼ１／２又は１／３としてもよい。一般に、マーク５１と第２のマーク５２との間の距離は基板Ｗの寸法の１０％未満である。ダイ４９内に配置されたマーク５１の、これに最も近いスクライブライン５０からの最大距離は、ダイ４９の寸法の１／２であり得ることは認められよう。いくつかの実施形態において、マーク５１と第２のマーク５２との間の距離は基板Ｗの寸法の５％未満とすることができる。
【０１２７】
[000126]  いくつかの実施形態において、マーク５１と第２のマーク５２との間の距離は基板Ｗの寸法の１％未満とすることができる。直径３００ｍｍのシリコンウェーハでは、これは約３ｍｍの距離に相当する。これはウェーハテーブルＷＴ上のバールの典型的な間隔にほぼ等しく、従って、ランダムなウェーハテーブルクランプ変形の最も高い空間周波数に対応し得る。
【０１２８】
[000127]  いくつかの実施形態において、オフセットパラメータΔｘは少なくとも部分的に計算することができる。そのような計算は、（例えば１以上の測定によって）決定され得る既知のプロセス変動（例えば層厚変動や非対称性等）を考慮に入れることができる。例えば層厚変動及び非対称性のようなプロセス変動は、アライメント測定誤差を引き起こす可能性がある。例えば、リソグラフィ装置内で決定される第２の位置ｘ２には、そのような測定誤差が生じることがある。しかしながら、プロセス変動が既知である（例えば別個のメトロロジ装置を用いて測定される）場合、これらの誤差を少なくとも部分的に補正するオフセットパラメータΔｘを計算することができる。
【０１２９】
[000128]  アライメント格子非対称性は、例えば、複数の異なる光波長を用いる（例えば図２に示されている形態の）アライメントセンサによって決定することができる（非対称性は異なる波長では異なるアライメントオフセットを誘起するので）。また、非対称性は、共役回折次数間（例えば±回折次数の）の強度差を測定することによって決定できる。あるいは、非対称性は、格子ライン形状を測定するように動作可能である装置によって特徴付けることができる。
【０１３０】
[000129]  また、層厚変動は、例えばエリプソメータ又は音響ツール（音響エコーの時間遅延を測定するように動作可能である）を用いて、メトロロジ装置において決定することができる。この情報を光学モデルで用いて、例えば基板Ｗ内の干渉を計算し、また、これによって生じる（例えば図２に示されている形態の）アライメントセンサの瞳面における回折次数の重心のシフトを計算することができる。回折次数の重心に未知の変動するシフトがあると、センサ内の光学収差に起因したアライメント誤差が発生する。
【０１３１】
[000130]  リソグラフィ装置内のアライメントセンサに複数の光波長を用いることの潜在的な問題は、基板Ｗの損傷の加熱を防止するように波長ごとの強度が低減し得ることである。この結果、アライメント性能の再現性が低下する可能性がある。これは、オフセットパラメータΔｘが別個の装置内で決定される本発明の実施形態の別の利点となる。このような装置では、各測定を実行するために利用できる時間が多くなるので、複数の異なる波長に対してもアライメント性能の再現性の増大が可能となり得る。
【０１３２】
[000131]  更に、オフセットパラメータΔｘ及び第２の位置ｘ２が別個の装置で決定されるそのような構成では、以下で検討するように、基板Ｗ上のフィーチャ又はマークの空間サンプリングを更に最適化することができる。例えば、第１の装置でオフセットパラメータΔｘを決定する際、マークの空間サンプリングを、第１及び第２の位置間のオフセットを生じる空間周波数（例えば格子非対称性）に合致させることができる。同様に、第２の装置で第２の位置ｘ２を決定する際、マークの空間サンプリングを、基板Ｗ全体の変形の空間周波数に合致させることができる。オフセットパラメータΔｘと第２の位置ｘ２の決定におけるこのようなマークの空間サンプリングの差を、本発明の他の実施形態に適用することも可能である（例えば、図４を参照して上記で検討されたように層厚変動又は残留表面トポグラフィに対して）。
【０１３３】
[000132]  一般に、基板Ｗのディストーション（例えば、基板Ｗを基板サポートＷＴにクランプすることにより発生する）のレベルに応じて、基板Ｗの表面に特定の数及び分布のマークを設けることができる。例えば、基板Ｗ上に約２００のマークが提供され得る。これらのマークの各々について、（例えばリソグラフィ装置内の）第２の装置で第２の位置ｘ２を決定することができる。従って、基板Ｗの表面上に設けられるマークの数及び分布により、第２の装置におけるマークの空間サンプリングが設定され得る。非ゼロのオフセットパラメータΔｘを発生させる効果は、基板Ｗの表面上で比較的ゆっくり変動する可能性がある。この効果は例えば、アライメント格子非対称性、層厚変動、又は残留表面トポグラフィであり得る。これが当てはまる場合は、基板Ｗの比較的疎なサプリングを行って、一部のマークだけのΔｘを第１の装置において測定すれば（例えばマークを４０個だけ測定する）、基板Ｗ全体にわたるΔｘを充分に特徴付けられる可能性がある。これらの具体的な数は単に説明のための一例であり、オフセットパラメータΔｘ及び第２の位置ｘ２を決定するためにマークの任意の適切な空間サンプリングを使用できることは認められよう。
【０１３４】
[000133]  上述の実施形態はマーク及びアライメントマークに言及しているが、上述の方法及び装置は、任意のタイプのフィーチャ、及びそのフィーチャの位置を決定するため任意のタイプのプロセスに適用できることは認められよう。
【０１３５】
[000134]  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。考えられる他の用途は、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。
【０１３６】
[000135]  本明細書ではリソグラフィ装置に関連して本発明の実施形態について具体的な言及がなされているが、本発明の実施形態は他の装置に使用することもできる。本発明の実施形態は、マスク検査装置、メトロロジ装置、又はウェーハ（あるいはその他の基板）もしくはマスク（あるいはその他のパターニングデバイス）などのオブジェクトを測定又は処理する任意の装置の一部を形成してよい。これらの装置は一般にリソグラフィツールと呼ばれることがある。このようなリソグラフィツールは、真空条件又は周囲（非真空）条件を使用することができる。
【０１３７】
[000136]  文脈上許される場合、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、又はそれらの任意の組み合わせにおいて実装することができる。本発明の実施形態は、１つ以上のプロセッサにより読み取られて実行され得る、機械可読媒体に記憶された命令として実装することも可能である。機械可読媒体は、機械（例えばコンピューティングデバイス）により読み取り可能な形態で情報を記憶又は伝送するための任意の機構を含むことができる。例えば機械可読媒体は、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、赤外信号、デジタル信号など）、及び他のものを含むことができる。さらに、ファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、命令は、特定のアクションを実行するものとして本明細書で説明されることがある。しかしながら、そのような説明は単に便宜上のものであり、そのようなアクションは実際には、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コンピューティングデバイス、プロセッサ、コントローラ、又は他のデバイスから生じ、実行する際、アクチュエータ又は他のデバイスが物質世界と相互作用し得ることを理解すべきである。
【０１３８】
[000137]  以上、本発明の特定の実施形態を説明したが、説明とは異なる方法でも本発明を実践できることは理解されよう。上記の説明は例示的であり、限定的ではない。したがって、請求の範囲から逸脱することなく、記載されたような本発明を変更できることが当業者には明白である。
【図１】
2021521485.tif 000003
【図２】
2021521485.tif 000004
【図３】
2021521485.tif 000005
【図４】
2021521485.tif 000006
【図５】
2021521485.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】令和2年12月15日(2020.12.15)
【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】
物体上のフィーチャの位置を決定する方法であって、
前記フィーチャの位置を示す第１の位置と前記フィーチャの位置を示す第２の位置との差の測度であるオフセットパラメータを決定することと、
前記第２の位置を決定することと、
前記第２の位置及び前記オフセットパラメータから前記第１の位置を決定することであって、マークの位置は前記第１の位置である、前記第１の位置を決定することと、
を含む方法。
【請求項２】
前記フィーチャは前記物体の表面よりも下方に配置され、前記フィーチャと前記表面との間の前記物体の少なくとも一部は不透明であり、前記第１の位置は前記フィーチャの位置であり、前記第２の位置は、前記フィーチャの上に１つ以上のプロセス層を堆積することによって形成された残留トポグラフィの位置である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記オフセットパラメータは第１の波長範囲を用いて決定され、前記第２の位置は第２の波長範囲を用いて決定され、前記第１の波長範囲は前記第２の波長範囲よりも大きい、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記オフセットパラメータは第１の照明モードを用いて決定され、前記第２の位置は第２の照明モードを用いて決定される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記オフセットパラメータは第１の照明偏光状態を用いて決定され、前記第２の位置は第２の偏光状態を用いて決定される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の位置は前記フィーチャの位置であり、前記第２の位置は第２のフィーチャの位置である、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記オフセットパラメータは、最初に前記第１の位置及び前記第２の位置を決定し、その後、前記フィーチャの前記第１及び第２の位置から前記オフセットパラメータを決定することによって決定される、請求項１から６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記オフセットパラメータは、少なくとも部分的に、プロセス変動を補正するように計算される、請求項１から７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記オフセットパラメータは第１の空間サンプリングを用いて決定され、前記第２の位置は第２の空間サンプリングを用いて決定される、請求項１から８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記第２の位置を決定することは、前記フィーチャの近傍で前記物体に測定放射を照射することと、前記物体から散乱した前記測定放射の少なくとも一部を受けることと、前記物体から散乱した前記測定放射の少なくとも一部から前記第２の位置を決定することと、を含む、請求項１から９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
フィーチャを有する物体を支持するための基板サポートと、
前記フィーチャの位置を示す第１の位置と前記フィーチャの位置を示す第２の位置との差の測度であるオフセットパラメータを決定するように動作可能な測定システムと、
を備える装置。
【請求項１２】
前記物体に測定放射を照射するよう動作可能な放射システムを更に備え、
前記測定システムは、前記物体から散乱した前記測定放射の少なくとも一部を受けるように動作可能であり、更に、少なくとも部分的に、前記物体から散乱した前記測定放射の少なくとも一部から前記オフセットパラメータを決定するように動作可能である、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記放射システムは更に、前記物体において機械的応答を生成するように、前記物体にポンプ放射を照射するよう動作可能である、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記放射システムは、少なくとも第１の波長範囲又は第２の波長範囲を有する測定放射を前記物体に照射するように動作可能であり、前記第１の位置は、第１の波長範囲を用いて決定され得る前記フィーチャの位置であり、前記第２の位置は、第２の波長範囲を用いて決定され得る前記フィーチャの位置であり、前記第１の波長範囲は前記第２の波長範囲よりも大きい、請求項１２又は請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記放射システムは、少なくとも第１の照明モード又は第２の照明モードを有する測定放射を前記物体に照射するように動作可能であり、前記第１の位置は、第１の照明モードを用いて決定され得る前記フィーチャの位置であり、前記第２の位置は、第２の照明モードを用いて決定され得る前記フィーチャの位置である、請求項１２から１４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１６】
前記放射システムは、少なくとも第１の照明偏光状態又は第２の照明偏光状態を有する測定放射を前記物体に照射するように動作可能であり、前記第１の位置は、第１の照明偏光状態を用いて決定され得る前記フィーチャの位置であり、前記第２の位置は、第２の照明偏光状態を用いて決定され得る前記フィーチャの位置である、請求項１２から１５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１７】
フィーチャを有する物体を支持するための基板サポートと、
測定システムであって、
前記フィーチャの位置を示す第２の位置を決定し、更に、
前記第２の位置及びオフセットパラメータから前記フィーチャの位置を示す第１の位置を決定するように動作可能な測定システムと、
を備える装置であって、前記オフセットパラメータは、前記フィーチャの位置を示す第１の位置と前記フィーチャの位置を示す第２の位置との差の測度であり、
放射システムは、少なくとも第１の波長範囲又は第２の波長範囲を有する測定放射を前記物体に照射するように動作可能であり、前記第１の位置は、第１の波長範囲を用いて決定され得る前記フィーチャの位置であり、前記第２の位置は、第２の波長範囲を用いて決定され得る前記フィーチャの位置であり、前記第１の波長範囲は前記第２の波長範囲よりも大きい、装置。
【国際調査報告】
2021521485.tif 000008
2021521485.tif 000009