(57)【要約】本発明は、測定放射（３０４）を基板（３０７）に提供するように構成された光学系（３０５，３０６）を備える位置センサ（３００）を提供する。光学系は、基板上に設けられたマーク（３０８）によって回折された放射（３０９）の少なくとも一部を受けるように配置される。受けた放射から少なくとも１つの位置感応性信号（３１２）を導出するために、プロセッサ（３１３）が適用される。測定放射は、少なくとも第１及び第２の選択放射波長を備える。少なくとも第１及び第２の放射波長の選択は、位置エラースイング曲線モデルに基づく。【選択図】図６
2021528678.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定放射を基板に提供するように及び前記測定放射が前記基板上に設けられたマークと相互作用した後で回折放射の少なくとも一部を受けるように構成された光学系であって、前記測定放射は少なくとも２つの選択放射波長を備える、光学系と、
前記回折放射の少なくとも一部を検出するように構成されると共に検出された前記回折放射の少なくとも一部を電子信号に変換するように配置された少なくとも１つの光ディテクタと、
前記電子信号から少なくとも１つの位置感応性信号を導出するように構成されたプロセッサと、
第１のサブシステム及び第２のサブシステムのうち少なくとも一方へのアクセスを有する放射波長選択システムと、を備え、
前記第１のサブシステムは、材料スタック情報を受信するように及び位置エラースイング曲線モデルを計算するように構成されており、
前記第２のサブシステムは、前記位置エラースイング曲線モデルに基づいて前記少なくとも２つの選択放射波長を選択するように構成されている、
位置センサ。
【請求項２】
前記少なくとも２つの選択放射波長は、反対の極性を有する位置エラーを有する、請求項１に記載の位置センサ。
【請求項３】
前記少なくとも２つの選択波長は、（２ｍ＋１）Ω／２だけ異なる（ただし、ｍは０以上の整数であり、Ωはスイング曲線の周期である）、請求項１に記載の位置センサ。
【請求項４】
前記測定放射は、ｎ個の波長を備え、
前記ｎ個の放射波長は、Ω／ｎだけ異なる（ただし、ｎは１よりも大きい奇数の整数であり、Ωはスイング曲線の周期である）、請求項１に記載の位置センサ。
【請求項５】
前記光学系は、前記スイング曲線モデルの包絡線に応じた抑圧スペクトルを有する光学透過フィルタを備える、請求項１から４のいずれか一項に記載の位置センサ。
【請求項６】
前記測定放射は、前記少なくとも２つの選択放射波長の放射を生成するように配置された１つ以上の光源を備える放射源によって提供される、請求項１から５のいずれか一項に記載の位置センサ。
【請求項７】
前記測定放射は、少なくとも１つのデュアルバンド波長セレクタを備える放射源によって提供される、請求項１から５のいずれか一項に記載の位置センサ。
【請求項８】
前記放射源は、パルスモードで動作するように構成されており、それによって、前記少なくとも第１及び第２の放射波長を時間的に分離した前記測定放射が生成される、請求項６又は７に記載の位置センサ。
【請求項９】
前記放射源に同期された時間ゲート光ディテクタを備える、請求項８に記載の位置センサ。
【請求項１０】
前記光学系は、少なくとも１つの干渉計を備える、請求項１から９のいずれか一項に記載の位置センサ。
【請求項１１】
基板にパターンを適用するように配置されたリソグラフィ装置であって、
請求項１から１０のいずれか一項に記載の少なくとも１つの位置センサと、
前記少なくとも１つの位置センサに少なくとも第１及び第２の放射波長を有する前記測定放射を用いて１つ以上のマークの位置情報を獲得させるように及び前記マークの測定位置を用いて前記基板の位置決めを制御するように構成されたコントローラと、
を備える、リソグラフィ装置。
【請求項１２】
請求項１から１０のいずれか一項に記載の少なくとも１つの位置センサと、
前記少なくとも１つの位置センサに少なくとも第１及び第２の放射波長を有する前記測定放射を用いて１つ以上のマークの位置情報を獲得させるように構成されたコントローラと、
を備える、メトロロジ装置。
【請求項１３】
ウェーハグリッドマップをリソグラフィ装置に提供するように配置されており、提供される前記ウェーハグリッドマップは獲得された前記１つ以上のマークの位置情報に従ったものである、請求項１２に記載のメトロロジ装置。
【請求項１４】
メトロロジ装置と、請求項１１に記載のリソグラフィ装置と、を備える、システム。
【請求項１５】
リソグラフィ装置と、請求項１２又は請求項１３に記載のメトロロジ装置と、を備える、システム。
【請求項１６】
請求項１１に記載のリソグラフィ装置と、請求項１２又は請求項１３に記載のメトロロジ装置と、を備える、システム。
【請求項１７】
オブジェクト上に設けられたマークの位置情報を得る方法であって、
少なくとも第１の放射波長及び第２の放射波長を選択するステップと、
前記オブジェクトに少なくとも前記第１及び第２の放射波長の測定放射を照射するステップと、
前記オブジェクトから回折及び／又は散乱された前記放射の少なくとも一部を受けるステップと、
ディテクタ出力信号から位置測定信号を生成するステップと、
前記位置測定信号から前記マークの特徴を導出するステップと、を含み、
前記少なくとも第１及び第２の放射波長の前記選択は、位置エラースイング曲線モデルに基づく、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
[0001]  本願は２０１８年７月６日に提出された欧州出願第１８１８２０９１．１号の優先権を主張するものであり、同出願は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【０００２】
[0002]  本発明は位置測定システム及びメトロロジ（計測）システムに係り、具体的には位置センサに関する。
【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]  製造プロセスにおいては、可視光に対して透明でない材料層、例えば金属もしくはカーボン層又は３Ｄメモリに適用されるカルコゲナイド系材料を利用するという継続的な傾向がある。こうしたタイプの不透明材料を製造プロセスにおいて用いると、結果として、そのような不透明材料層に覆われたときに、ウェーハアライメントのため又はメトロロジ目的全般で典型的に用いられるマークを検出するという困難がもたらされる。これらのマークは重なっている不透明材料層によって隠されるため、そのようなマークの検出に可視光を利用する従来のメトロロジツールは、もはやマークを測定することができない。
【０００６】
[0006]  メトロロジツールの波長範囲は、可視光に対しては不透明であるが赤外光に対しては少なくとも部分的に透明な材料層の下を測定するために、赤外波長領域まで拡大することができる。赤外スペクトルで動作するアライメントセンサの一例が、欧州特許出願公開第１６１８６３３３Ａ１号に開示されている。赤外光を利用することの欠点は、基板表面のラフネス又は表面トポグラフィによる赤外光の散乱であり、これは埋没したマークによって誘起され得るもので、埋没したマークから回折した赤外光に干渉するおそれがある。つまり、マークの空間情報備える回折赤外光が、基板表面によって散乱された赤外光と交絡する。その結果、マーク位置の判定において容認できないエラーが生じ得る。
【発明の概要】
【０００７】
[0007]  本発明の目的は、基板トポグラフィによって誘起されるエラーに対する感応性の低い位置センサを提供することである。上記に鑑みて、本発明は、基板に測定放射を提供するように及びその測定放射が基板上に設けられたマークと相互作用した後で回折放射の少なくとも一部を受けるように構成された光学系であって、測定放射は少なくとも２つの選択放射波長を備える、光学系と、回折放射の少なくとも一部を検出するように構成されると共に、検出された回折放射の少なくとも一部を電子信号に変換するように配置された少なくとも１つの光ディテクタと、その電子信号から少なくとも１つの位置感応性信号を導出するように構成されたプロセッサと、第１のサブシステム及び第２のサブシステムのうち少なくとも一方へのアクセスを有する放射波長選択システムであって、第１のサブシステムは材料スタック情報を受信するように及び位置エラースイング曲線モデルを計算するように構成されており、第２のサブシステムはその位置エラースイング曲線モデルに基づいて少なくとも２つの選択放射波長を選択するように構成されている、放射波長選択システムと、を備える位置センサを提供する。
【０００８】
[0008]  本発明の発明者たちは、位置値のエラーが、埋没したマークの位置を測定するために用いられる測定放射の波長の関数として変動することを認識した。また、波長の関数としての位置エラーは、ゼロ付近でのスイング曲線の振る舞いを示す。
【０００９】
[0009]  放射波長毎に、各々がスイング曲線モデルに従った位置エラーを有する位置情報が得られ得る。２つの選択放射波長によって形成されるスペクトル対を用いて、マークの位置情報は、第１の放射波長の放射から導出される第１の位置感応性信号と第２の放射波長の放射から導出される位置感応性信号との加重和によって計算される。
【００１０】
[00010]  スイング曲線モデルに基づいて少なくとも２つの波長、例えば異なる極性を有する位置エラーに対応する２つの波長範囲のスペクトル対を選択することによって、位置エラーは互いに相殺する。一般に、選択放射波長に対応する位置エラーの合計は、略ゼロに等しくなる。すなわち、
【数１】
2021528678.tif 000003
となる。ただし、ｐｉは放射波長λｉにおける位置エラー、ｉは整数、ｎは波長の数である。
【００１１】
[00011]  少なくとも２つの選択波長は、（２ｍ＋１）Ω／２だけ異なり得る。ただし、ｍは０以上の整数であり、Ωはスイング曲線の周期である。この選択クリテリウムによれば、第１の放射波長と第２の放射波長とはスイング曲線の半周期の奇数個分だけ異なり、対応する位置エラーは異なる極性を有する。
【００１２】
[00012]  発明者たちは、位置値のエラーは、奇数個の波長を備える選択放射波長を有する測定放射を用いることによって補償又は平衡化され得ることを認識した。奇数個の波長は、単一のスイング曲線周期Ω全体に均等に分布していてもよい。こうして均等に分布した波長は、奇数個の放射波長で割ったスイング曲線周期分だけ異なる。これにより測定放射の必要な放射波長範囲が限定され、このことは位置センサ設計にとって有益であろう。一般に、測定放射はｎ個の波長を備え得るものであり、そのｎ個の放射波長はΩ／ｎだけ異なる。ただし、ｎは１よりも大きい奇数の整数であり、Ωはスイング曲線の周期である。
【００１３】
[00013]  本発明の一実施形態によれば、光学系は、スイング曲線の包絡線に応じた抑圧スペクトルを有する光学透過フィルタを備える。光学透過フィルタは、受けた放射が光学透過フィルタを通過するように配置される。透過した放射の振幅はスイング曲線の包絡線に応じて低減される。こうして振幅のゲージ移動又は正規化が得られ、これにより、透過した放射が光ディテクタと相互作用する前に、受けた測定放射の異なる波長における位置エラーの差が補償される。
【００１４】
[00014]  本発明の一実施形態によれば、測定放射は、少なくとも２つの選択放射波長の放射を生成するように配置された１つ以上の光源を備える放射源によって提供される。第１及び第２の放射波長は赤外スペクトル内、より具体的には近赤外及び／又は中赤外スペクトルにあってもよい。赤外スペクトル内の第１及び第２の放射波長を有する測定放射は、可視スペクトル内の放射に対して不透明な材料層を貫通することが可能であると共にそのような材料層によって埋没したマークと相互作用し得る。
【００１５】
[00015]  位置センサは、第１及び第２の放射波長を有する放射を用いてマークを測定することができるように、少なくとも１つのデュアルバンド波長セレクタを備える放射源を備えている。
【００１６】
[00016]  本発明の一実施形態によれば、放射源はパルスモードで動作することが可能であり、それによって、少なくとも第１及び第２の放射波長を時間的に分離した測定放射が提供される。これは、単一の位置測定の際により多くの波長が用いられることを可能にする。
【００１７】
[00017]  本発明の一実施形態によれば、位置センサは、パルスモードで動作する放射源に同期された時間ゲート光ディテクタを備えていてもよい。
【００１８】
[00018]  本発明の一実施形態によれば、光学系は少なくとも１つの干渉計を備える。
【００１９】
[00019]  本発明の一実施形態によれば、基板へのパターンの適用に用いられるリソグラフィ装置が提供され、そのリソグラフィ装置は、本明細書に記載された少なくとも１つの位置センサと、２つ以上の選択放射波長範囲の放射を用いてその位置センサに基板上に設けられた１つ以上のマークの位置情報を獲得させるように及び１つ以上のマークの測定位置を用いて基板に適用された１つ以上のパターンの位置決めを制御するように構成されたコントローラと、を備える。したがって、少なくとも１つの位置センサは、不透明材料層を介したアライメントを可能にするアライメントセンサとして配置され得る。マーク位置の情報は、連続する材料層を露光する前にウェーハグリッドを計算するために用いられてもよい。
【００２０】
[00020]  本発明は更に、本明細書に記載された少なくとも１つの位置センサと、２つ以上の選択放射波長範囲の放射を用いてその少なくとも１つの位置センサに１つ以上のマークの位置情報を獲得させるように構成されたコントローラと、を備えるメトロロジ装置を提供する。したがって、少なくとも１つの位置センサは、層のオーバーレイ情報を得るために、可視スペクトル内の放射に対して不透明な材料層によって埋没した１つ以上のメトロロジマークの位置測定を可能にするメトロロジセンサとして配置され得る。
【００２１】
[00021]  一実施形態においては、システムは、リソグラフィ装置及びメトロロジ装置を備える。システムは、少なくとも１つの本発明による位置センサを含む。これにより、リソグラフィ装置もしくはメトロロジ装置のいずれか又は両方は、材料層によって埋没した１つ以上のマークの位置情報を獲得することが可能である。
【００２２】
[00022]  本発明の一態様によれば、オブジェクト上に設けられたマークの位置情報を得る方法が提供され、その方法は、少なくとも第１の放射波長及び第２の放射波長を選択するステップと、オブジェクトに少なくともその第１及び第２の放射波長の測定放射を照射するステップと、オブジェクトから回折及び／又は散乱された放射の少なくとも一部を受けるステップと、ディテクタ出力信号から位置測定信号を生成するステップと、その位置測定信号からマークの特徴を導出するステップと、を備え、少なくとも第１及び第２の放射波長の選択は位置エラースイング曲線モデルに基づく。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
[00023]  本発明の実施形態を、単なる例として、添付の概略図を参照して説明する。
【００２４】
【図１】リソグラフィ装置の図式的概観を示す。
【図２】課題を図示する。
【図３】回折放射場の複素平面表示を示す。
【図４】全回折放射場の複素平面表示を示す。
【図５】２つの位置エラースイング曲線の図表を示す。
【図６】本発明の一実施形態による位置センサを概略的に示す。
【図７】本発明によるフロー図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
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。
【００２６】
[00024]  「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。
【００２７】
[00025]  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サポート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。
【００２８】
[00026]  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。
【００２９】
[00027]  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。
【００３０】
[00028]  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。
【００３１】
[00029]  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。
【００３２】
[00030]  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に配置できる。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に配置できる。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。
【００３３】
[00031]  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）と、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。
【００３４】
[00032]  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。
【００３５】
[00033]  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。
【００３６】
[00034]  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。
【００３７】
[00035]  図２は、発明者たちが取り組む課題を図示している。例えばアライメント及び／又はメトロロジ目的で用いられる周期格子構造であるマーク１０１を有する基板１００は、可視光に対して透明でない材料層を含む材料層スタックを備えている。不透明材料層を貫通するために、赤外スペクトル内の放射が用いられてもよい。例えば、赤外スペクトルは、７５０ｎｍから１３００ｎｍの近赤外スペクトル並びに１３００ｎｍから３０００ｎｍの中赤外スペクトルをカバーし得る。スペクトルのどの部分が用いられるかは、材料層スタックの材料特性に応じて決まるであろう。測定放射１１０は、埋没マーク１０１を有する基板１００に衝突する。測定放射の第１の部分は、例えば下にある構造（例えばマーク）の残余トポグラフィにより誘起される表面ラフネス及び／又は表面トポグラフィによって基板表面１０２で散乱され得、それによって散乱放射ビーム１１１ａ及び１１１ｂが生成される。入来する測定放射ビームの第２の部分は、基板を貫通し得ると共に埋没マーク１０１によって散乱され得、それによって回折放射ビーム１１２ａ及び１１２ｂが生成される。明確にするため、１つの正の回折次数及び１つの負の回折次数だけが図示されている。したがって、全戻り放射（total returned radiation）は、基板表面と相互作用した測定放射（１１１ａ，ｂ）と、マークと相互作用した、マークの特徴を備え得る測定放射（１１２ａ，ｂ）とを含み得る。全戻り放射に基づく測定結果は、誤ったもの、例えば不正確なマーク位置であり得る。
【００３８】
[00036]  残余トポグラフィ及び表面ラフネスに起因する基板表面１０２での測定放射１１０の散乱がマーク位置の判定にどのような影響を及ぼすのかを明確にするために、土台となる物理学を図３に示される複素平面表現によって図示する。この所謂フェーザモデルにおいて、各戻り放射ビーム（１１１ａ，ｂ及び１１２ａ，ｂ）の電界成分は、その実部と虚部とによって表される。図３には２つの主たる共役な回折次数の電界成分のみが示されている。これらは、例えばそれぞれ−１及び＋１の回折次数の電界成分Ｅ−１及びＥ＋１であり得る。これらは典型的には例えばアライメント又はメトロロジマークといった周期格子構造を備えるフィーチャによる放射回折の結果である。図２を参照すると、これらの回折次数はそれぞれ回折放射ビーム１１２ａ及び１１２ｂである。
【００３９】
[00037]  あるマークｘｍａｒｋの基準位置に対する位置は、ｘｍａｒｋ＝ΔφＰ／４πと表記することができ、Δφは２つの共役な回折次数の間の位相差、Ｐはマークの格子ピッチを表す。衝突する放射１１０に対してマーク１０１が変位される場合、第１の回折次数の位相は増加し、第２の回折次数の位相は減少する。これは、共役な回折次数間の位相差Δφが変化することを意味する。その一方で、放射波長又は格子ピッチが変更されると、回折次数は同位相の増加又は減少を獲得し、したがってそれらの共通位相オフセットΨが変更される。
【００４０】
[00038]  前述したフェーザモデルは、基板表面１０２との相互作用の後で戻る測定放射の第１の部分１１１ａ及び１１１ｂと、埋没マーク１０１との相互作用の後で戻る放射の第２の部分１１２ａ及び１１２ｂと、に適用可能である。ディテクタ、例えばアライメント又はメトロロジセンサが受ける放射は、戻り放射の第１の部分と第２の部分との組み合わせであり得る。これは、図４に図示されるように、フェーザモデル内での統合表示を与えるであろう。
【００４１】
[00039]  図４は、基板１００との相互作用後の全戻り放射の複素平面表示を示す。この図示においては、衝突する放射ビーム１１０と埋没マーク１０１とを両回折次数
【数２】
2021528678.tif 000004
の位相がゼロになるように位置決めしており、それによってΔφｍａｒｋ＝０及びｘｍａｒｋ＝０となる。明確にするために、共通位相オフセットはゼロに等しく設定される（Ψｍａｒｋ＝０）。これは、虚部
【数３】
2021528678.tif 000005
はゼロであることを意味する。フェーザモデル表示内では、測定電界
【数４】
2021528678.tif 000006
及び測定位相差Δφｍｅａｓｕｒｅｄは、基板表面との相互作用後の放射
【数５】
2021528678.tif 000007
の電界成分によって決定される。これは、測定マーク位置ｘｍｅａｓｕｒｅｄが実際のマーク位置ｘｍａｒｋとは異なること、更には位置エラーが基板表面で散乱された放射によって決定されることを意味する。位置エラーはｘｍｅａｓｕｒｅｄ−ｘｍａｒｋ＝ΔφｍｅａｓｕｒｅｄＰ／４πと表記することができ、これは表面散乱信号Ｅｓｕｒｆａｃｅとマーク信号Ｅｍａｒｋとの間の比の関数である。また、位置エラーは散乱場間の位相差に支配されるので、位置エラーは放射の波長及び材料スタックの厚さにも依存する。
【００４２】
[00040]  ｜Ｅｓｕｒｆａｃｅ｜＜｜Ｅｍａｒｋ｜である小さな残余表面トポグラフィに関しては、位置エラーは、
【数６】
2021528678.tif 000008
によって表記され得る。共通位相オフセットΨｓｕｒｆａｃｅは、放射波長に略線形に比例する。これは、表面トポグラフィによって誘起される位置エラーは、放射波長の関数としてスイング曲線に追従するであろうことを意味する。
【００４３】
[00041]  図５は、マークの測定位置エラーの図形表現を、異なるトポグラフィ又はラフネスを有する第１及び第２の表面の測定放射光子エネルギ及び波長の関数として示す。第１及び第２の表面に起因する位置エラーは、それぞれ第１のスイング曲線２０１と第２のスイング曲線２０２とによって表記することができ、両者はゼロを中心に揺動する。スイング曲線２０１，２０２は材料スタックによって決定される周期性Ωを有する。材料スタックの特性、例えば材料の厚さ及び屈折率は、そのスタック内での測定放射１１０の伝搬時間を決定する。これは、スイング曲線の特徴、例えば山と谷の位置並びにその周期Ωがスタック特有のものであることを意味する。その結果、２つのマークの位置が同じ放射波長を用いて測定され、かつ各マークが（僅かに）異なる材料スタックによって埋没されているときには、得られる各測定の位置エラーは異なり得る。
【００４４】
[00042]  また、同等の材料スタックを有するが表面ラフネス及び／又はトポロジーは異なる２つの基板は、２つの異なるスイング曲線２０１，２０２を有し得る。各スイング曲線の振幅並びにスイング曲線の符号は表面特徴によって決まる。このように、表面特徴の違いに起因して、等しいか又は同等の材料スタックに関して、異なるスイング曲線が得られ得る。
【００４５】
[00043]  完全を期するならば、スイング曲線２０１及び２０２の振幅は、波長の増加（エネルギの減少）に対して非線形に、例えば指数関数的に減少する。こうした非線形の振る舞いは、例えば、透過が放射波長の関数として増加するアモルファスカーボン層を備える材料スタックについて観察され得る。こうした非線形の傾向は包絡関数２０３によって表すことができる。
【００４６】
[00044]  半導体プロセスはウェーハ内及びウェーハ間のばらつきが可能な限り小さくなるように最適化されるが、実際のスタック特性は単一のウェーハ全体で及び異なるウェーハ間で変動し得る。この変動はスタックの厚さ又はスタックの材料組成におけるものであり得、そのいずれもがスイング曲線の変化又はシフトにつながるであろう。当業者には認識されるであろう通り、図５を参照すると、変曲点の波長の測定照射１１０を用いて測定を実施すると、その結果は摂動に敏感になる。例えば、スイング曲線２０１の変曲点の放射波長を選択すると、第１の場所の第１のマークについては無視できる位置エラーを有する位置測定がもたらされ得るが、スタックが（僅かに）異なる第２の場所の第２のマークについてはエラーは有意に大きくなり得る。
【００４７】
[00045]  例えばスイング曲線周期が半分異なる第１及び第２の放射波長（いずれも図２に１１０で図示されている）を備える測定放射を用いて基板１００上に設けられたマーク１０１の位置情報を測定することによって、第１及び第２の位置を得ることができる。マークの位置情報は、第１及び第２の位置の平均又は加重和を計算することによって得られ得る。第１及び第２の位置はそれぞれ第１及び第２の位置エラーを有し得る。また、第１の放射波長と第２の放射波長とはスイング曲線周期の半分（Ω／２）だけ異なるので、得られる位置エラーは反対の符号、すなわち異なる極性を有する。平均又は加重和された位置を計算するときの包絡関数２０３の非線形的な振る舞いを考慮することによって、位置エラーは互いに相殺する。
【００４８】
[00046]  スイング曲線は周期的な曲線であることから、当業者には、位置エラーの相殺は、例えばスイング曲線の半周期の奇数の整数個分だけ異なる２つの放射波長、すなわちΩ／２，３Ω／２，５Ω／２…等を備える測定放射１１０を用いることによって達成できることに注意することが分かるであろう。この一連のスペクトル差は（２ｍ＋１）Ω／２と書き表すことができる。ただし、ｍは０以上の整数である。
【００４９】
[00047]  スイング曲線の半周期（Ω／２）の奇数の整数個分だけ異なる第１及び第２の放射波長を含む測定放射１１０はスペクトル対を形成する。
【００５０】
[00048]  また、発明者たちは、上述のような極性の違いに基づく相殺原理は、単一のスイング曲線周期Ωに限定されたスペクトル範囲を有する測定放射１１０によって得ることができることを認識した。単一のスイング曲線周期Ω全体に均等に分布する奇数個の異なる放射波長を選択することにより、位置エラーは、平均又は加重和された位置によって互いに相殺する。選択された奇数個の放射波長は、奇数個の波長で割ったスイング曲線周期Ω分、すなわちΩ／ｎ分だけ異なる。ただし、ｎは１よりも大きい奇数の整数である。
【００５１】
[00049]  少なくとも２つの放射波長を選択するために、位置エラースイング曲線モデルに基づく選択クリテリウムが用いられ得る。これにより、好適には、放射波長は、合計された位置エラーが互いに相殺するように予定位置エラーを計算すること、すなわち
【数７】
2021528678.tif 000009
によって選択される。ただし、ｐｉは放射波長λｉにおける位置エラー、ｉは整数、ｌは波長の数である。
【００５２】
[00050]  なお、放射は典型的には無視できないスペクトル拡幅を有する。これは、ある具体的な波長が選択され得るが、それは現実には選択波長を中心又は基準波長とするある波長範囲（典型的には数ナノメートル、例えば２から１０ナノメートルの半値全幅）をカバーすることを意味する。
【００５３】
[00051]  図５は、赤外スペクトル内の２つの例示的なスイング曲線２０１及び２０２を示す。提示されるスペクトル範囲はアプリケーションウインドウ（application window）を限定するものではないことに留意されたい。すなわち、材料スタックの特徴に応じて、当業者は、より高エネルギ（１．７マイクロメートルよりも短い波長）又はより低エネルギ（２．５マイクロメートルよりも長い波長）の放射を適用することを選択し得る。また、材料スタックが十分に透明であるときには、スイング曲線及び波長選択が当てはまるスペクトル範囲は、可視及び／又はＵＶスペクトルをカバーすることができる。
【００５４】
[00052]  位置センサ３００の一実施形態が図６に図示されている。波長選択システム３０１が信号３０２を放射源３０３に提供し、それによって少なくとも第１の波長範囲内の第１の放射及び第２の波長範囲内の第２の放射が本発明の一態様に従って選択される。放射源３０３は、少なくとも選択波長範囲の放射を生成するように配置されると共に放射ビーム３０４を提供するように構成された１つ以上の光源を備えていてもよい。放射ビーム３０４は、例えばミラー又はビームスプリッタである第１の光学素子３０５によって、例えばレンズアセンブリ又は対物系である集束素子３０６の方に誘導され得る。放射ビーム３０４は集束素子３０６を介してターゲット３０８を備える基板３０７の方に誘導される。ターゲット３０８は、例えばアライメント及び／又はメトロロジ目的で用いられる周期格子構造であるマーク、あるいはマークを得るためのパターニングされた構造であってもよい。放射の少なくとも一部は、基板との相互作用の後、集束素子３０６によって受けられる。これは、マーク３０８と相互作用したかもしれない放射、例えば回折放射、及び／又は基板表面で回折又は散乱される放射を含む。明確にするため、両者とも回折放射と称する。回折放射３０９は、第２の光学素子３１０を介して、例えばフォトダイオード及び／又はＣＣＤもしくはＣＭＯＳイメージセンサなどの感光性ディテクタである１つ以上の光ディテクタ３１１の方に誘導される。マーク３０８又は一般的に言えばターゲットの特徴情報を担持する出力信号３１２が、少なくとも１つの位置感応性信号を導出するために更に処理及び分析されるべく、プロセッサ３１３に提供される。位置感応性信号は、例えばリソグラフィシステム又はメトロロジシステムであるセンサ３００を備える装置の制御のために用いられ得る。
【００５５】
[00053]  放射源３０３は、各々が一定の波長の１つ以上の光源を備えるか、又は可変波長の１つ以上の光源、例えば調整可能な光学フィルタを有するスーパコンティニューム光源を備える。また、放射源３０３は、少なくとも１つのデュアルバンド波長セレクタ、例えば調整可能なバンドパスフィルタとカスケード接続された光共振器を備えていてもよく、それによって少なくとも２つの波長範囲の放射が同時に提供される。
【００５６】
[00054]  第２の光学素子３１０は、回折放射３０９を光ディテクタ３１１の方に誘導するためのレンズ及び／又はミラーの配置を備えていてもよい。
【００５７】
[00055]  第２の光学素子３１０は１つ以上のダイクロイックミラーを備えていてもよく、又は、異なる放射波長を区別するために光デマルチプレクサが設けられてもよい。これによって、回折放射３０９は、光ディテクタ３１１によって受けられる前にフィルタリングされる。
【００５８】
[00056]  放射源３０３は１つ以上の偏光の放射を提供し得る。
【００５９】
[00057]  第２の光学素子３１０は、回折放射３０９の偏光を変更するための１つ以上の偏光素子、例えば波長板又は位相差板を、あるいは異なる偏光を区別するための１つ以上の偏光ビームスプリッタを備えていてもよい。
【００６０】
[00058]  更に、放射源３０３は１つ以上の光源を備えていてもよく、各光源は連続波モード又はパルスモードで動作し得る。パルス光源の各々は、パルス光源の各々が他の各パルス光源と互いに位相がずれるように制御され得る。このようにすれば放射源３０３は複数のパルスを生成することができ、それらのパルスは複数の異なる波長にわたって循環する。換言すれば、少なくとも第１及び第２の波長は時間的に分離される。光源を直接的に制御する代わりに、放射源３０３は、同じ制御を得るべく、異なる波長間で切り替えるためのコントローラを備えていてもよい。
【００６１】
[00059]  特定の一実施形態においては、パルス周波数は５０ｋＨｚより大きくてもよく、より具体的には１００ｋＨｚの領域にあってもよい。
【００６２】
[00060]  異なる放射波長を時間的に分離することには、位置センサにとっていくつかの利点がある。この発想は、単一の測定においてより多くの波長が用いられることを可能にし、したがってそれらの波長のうちいくつかがスイング曲線の強度の山又はその十分に近くにある可能性を高める。スイング曲線２０１，２０２の山又は谷に対応する波長では位置エラーは比較的大きいかもしれないが、この位置エラーは、スイング曲線のゼロ交差における位置エラーの波長感応性と比較して、材料スタックのばらつき及び表面ラフネスのばらつきに対する感応性が低い。こうしたロバストなスイング曲線位置における放射波長を用いることによって得られる位置の平均又は加重和を計算することによって、誤った位置測定の可能性は低減される。
【００６３】
[00061]  光ディテクタ３１１は、時間領域内の複数の波長間の区別のために、パルス放射源３０３と同期された時間ゲート光ディテクタであってもよい。
【００６４】
[00062]  一実施形態においては、位置センサ３００は、少なくとも１つの干渉計、例えば米国特許第６９６１１１６号明細書に記載された自己参照干渉計を有する、第２の光学素子３１０を備えている。
【００６５】
[00063]  一実施形態においては、位置センサ３００は、基板３０７上の１つ以上のマークの位置を判定するように配置されたフィールドイメージセンサであってもよい。
【００６６】
[00064]  アライメントシステム内には１つ以上の位置センサが配置されてもよい。
【００６７】
[00065]  一実施形態においては、位置センサ３００に対する基板３０７の位置を、例えば位置コントローラを介して制御することによって、１つ以上のターゲット３０８の位置依存測定（ターゲットのスキャン）が実行される。光ディテクタ３１１によって受けられる放射３０９の特性は、放射３０４とターゲット３０８との局所的な相互作用に依存する。一実施形態においては、位置センサ３００によって得られた情報を合成することによって、１つ以上のターゲット、例えばアライメント又はメトロロジマークの１次元又はより高次元の画像が生成され、これがプロセッサ３１３によって処理されると共に１つ以上のターゲット３０８の位置の情報と一緒に出力として送信される。得られた画像の更なる処理は、典型的にはコンピュータアセンブリを伴うものであり、例えばリソグラフィ装置ＬＡ内でのアライメント目的でターゲット位置情報を得るために用いられてもよく、又は、基板を特徴付けるべくメトロロジシステムにおいてターゲット特性を得るためもしくは基板上に設けられた複数の層間のオーバーレイデータを獲得するために用いられてもよいことが理解されるべきである。
【００６８】
[00066]  少なくとも１つの本発明による位置センサ３００を備えるリソグラフィ装置ＬＡが、基板上の１つ以上の埋没アライメントマークの位置情報を獲得するためのアライメントセンサとして適用されてもよい。リソグラフィ装置ＬＡは、少なくとも１つの位置センサ３００に１つ以上のマークの位置情報を獲得させるように構成されたコントローラを備え得る。例えば、位置センサ３００に対する基板サポートの位置を制御することによって、基板及びマークがスキャンされる。マーク位置の情報は、次の露光ステップの前にウェーハグリッドマップを計算するために用いられ得る。一実施形態においては、少なくとも１つの位置センサ３００は、例えばフィールドイメージアライメントシステムとして又は自己参照干渉計を備えるアライメントセンサとして適用される。
【００６９】
[00067]  少なくとも１つの本発明による位置センサ３００を備えるメトロロジ装置が、層のオーバーレイ情報を得るために、可視スペクトル内の放射に対して不透明な材料層によって埋没された１つ以上のメトロロジマークの位置情報を獲得するべく適用されてもよい。メトロロジ装置は、少なくとも１つの位置センサ３００に１つ以上のマークの位置情報を獲得させるように構成されたコントローラを備え得る。例えば、位置センサ３００に対する基板サポートの位置を制御することによって、基板及びマークがスキャンされる。また、マーク位置情報はウェーハグリッドマップを生成するために用いられ得る。このウェーハグリッドマップは、リソグラフィ装置ＬＡにおいて、次の露光ステップのためにフィードフォワード制御として、リソグラフィ装置におけるアライメントシーケンスに基づくウェーハグリッドマップと組み合わせて又は組み合わせずに用いられ得る。
【００７０】
[00068]  一実施形態においては、システムはリソグラフィ装置ＬＡ及びメトロロジ装置を備える。システムは、少なくとも１つの本発明による位置センサを含む。これにより、リソグラフィ装置ＬＡもしくはメトロロジ装置のいずれか又はリソグラフィ装置ＬＡとメトロロジ装置との両方が、不透明材料層によって埋没された１つ以上のマークの位置情報を獲得することができる。
【００７１】
[00069]  例えば、リソグラフィ装置ＬＡとメトロロジ装置との両方が少なくとも１つの本発明による位置センサ３００を複合システムとして又は別個の装置として備える場合、同じマーク又は同じマークセットの位置情報は両方の装置によって獲得され得る。更に、複数のマークによって形成されるマークセットは、少なくとも第１のマークセットと第２のマークセットとに分けられ得る。第１のマークセットを形成するマークの位置情報はメトロロジ装置の位置センサによって獲得され、第２のマークセットを形成するマークの位置情報はリソグラフィ装置ＬＡによって獲得される。第１のマークセットの位置情報及び第２のマークセットの位置情報をそれぞれ備える第１及び第２のウェーハグリッドマップが生成されてもよい。第１及び第２のマークセットは１つ以上の同じマークを備えていてもよい。これらのマークの位置情報は、第１のウェーハグリッドマップを第２のウェーハグリッドマップと相関させるため及び／又は第１のウェーハグリッドマップを第２のウェーハグリッドマップによって較正するために用いられ得る。
【００７２】
[00070]  図７は、１つ以上のスイング曲線モデルに基づいて、例えば図５に示される位置エラースイング曲線２０１及び２０２に基づいて、放射スペクトル（又は波長）範囲を定義し、選択し、設定するための方法を示すフロー図を示す。選択されたスペクトル範囲を有する放射は、図６に図示される位置センサ３００で使用することができる。波長選択システム３０１は１つ以上のサブシステムへのアクセスを有し得る。例えば、第１のサブシステムは、ステップ４０１によって図示されるように材料層スタックの情報を受信するように構成されると共に、１つ以上のスイング曲線を備える位置スイング曲線モデルを計算するように構成されている（４０２）。当業者には、スイング曲線モデルは、測定位置を測定波長の関数として記録することによって経験的にも獲得され得ることが分かるであろう。第２のサブシステムは、スイング曲線モデルに基づいて、少なくとも１つのスペクトル対を形成する少なくとも２つの波長範囲を選択するように構成されている（４０３）。クリテリウムとして、放射波長は、スイング曲線モデルに基づき
【数８】
2021528678.tif 000010
に従って予定位置エラーを計算することにより選択されてもよい。ただし、ｐｉは放射波長λｉにおける位置エラー、ｉは整数、ｎは波長の数である。例えば、スペクトル対は、スイング曲線の半周期分Ω／２だけ異なる第１及び第２の波長範囲によって形成され得る。広い波長範囲の場合には、この範囲における中心波長が基準波長として用いられる。スペクトル選択の情報は、ステップ４０４において、例えば信号３０２を介して放射源に提供され、放射源３０３によって提供される放射の波長は少なくとも１つのスペクトル対に従って設定される。
【００７３】
[00071]  波長範囲の選択に２つ以上の位置エラースイング曲線を用いることは、単一の基板１０２全体の又は複数の基板間のトポロジー及びラフネスのばらつきを予想するのに有益であろう。これは、例えば３つ以上の波長範囲又は複数のスペクトル対が選択されることを意味する。
【００７４】
[00072]  当業者には、第１、第２、及び第３の波長範囲が、３つの波長範囲の各々が他の各波長範囲と互いにスイング曲線の半分だけ異なるように選択され得ることが分かるであろう。これらの３つの波長範囲は、第１及び第２の波長範囲によって形成される第１のスペクトル対並びに第２及び第３の波長範囲によって形成される第２のスペクトル対という２つのスペクトル対を形成するために用いることができる。そのような設定を用いて、基板表面及びスタックのばらつきに対する感応性が低くなるように、並びに個々の波長範囲への依存性が低くなるようにすることができる。
【００７５】
[00073]  本発明によれば、少なくとも第１の測定と第２の測定とを備え、その第１の測定と第２の測定とは同じ瞬間には実施されない（時間的に分離している）測定シリーズが、位置センサ３００を用いて、例えば基板上に設けられたマークであるターゲットの位置を判定するために用いられ得る。第１の測定は、例えば第１のスペクトル対である少なくとも第１のスペクトル放射セットを有する測定放射を提供することによって実施され、これによりターゲットの第１の位置が提供される。第２の測定は、例えば第２のスペクトル対である少なくとも第２のスペクトル放射セットを有する測定放射を提供することによって実施され、これによりターゲットの第２の位置が提供される。第１のスペクトル放射セット及び第２のスペクトル放射セットは、それぞれ第１のスイング曲線及び第２のスイング曲線に基づき得る。ターゲットの重み付けされた位置が、第１の加重を有する第１の位置と第２の加重を有する第２の位置との加重総和によって判定される。第１の加重と第２の加重とは反対の符号を有していてもよい。すなわち、第１の加重と第２の加重とは逆の加重であってもよい。
【００７６】
[00074]  第１のスイング曲線と第２のスイング曲線とは異なっていてもよく、又は同じであってもよい。
【００７７】
[00075]  第１の放射セット及び第２の放射セットのいずれもが、各々２つ以上の波長を備えていてもよい。
【００７８】
[00076]  ターゲット（例えばマーク）との相互作用後の測定放射は、少なくとも１つの光ディテクタによって検出され得る。測定は１つの光ディテクタによって実施するのが有利であろう。これにより、複数の色（すなわち異なる波長を有する測定放射）がその１つのディテクタにおいて平衡し得る。すなわち、第１の波長を有する第１の放射を用いた第１の測定から導出される第１の位置は第１の位置エラーをもたらし得ると共に、第２の波長を有する第２の放射を用いた第２の測定から導出される第２の位置は第１の位置エラーとは反対の符号を有するであろう第２の位置エラーをもたらし得る。第１及び第２の放射を１つのディテクタにおいて（両者を同じディテクタにおいて）かつ時間的に同じ瞬間に検出することは、第１及び第２の位置エラーを平衡させる又は相殺することにつながり得る。
【００７９】
[00077]  複数の位置センサ３００が共通の放射源を有していてもよい。例えば、単一の放射源３０３が測定放射３０４を複数の位置センサ３００に提供するように構成されていてもよい。材料スタックがウェーハ全体で均一である場合には、１つのスペクトル対を備える測定放射を複数の異なる位置センサ３００に提供するのが有益であろう。材料スタックが均一でない場合には、当業者は、複数の位置センサ３００にわたって分布する複数のスペクトル対を使用することを選択するであろう。そのような場合、２つ以上の（例えば５つの）位置センサ３００が異なる放射スペクトルを基板３０７に提供し得る。
【００８０】
[00078]  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。
【００８１】
[00079]  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。
【００８２】
[00080]  以上では光学リソグラフィと関連して本発明の実施形態の使用に特に言及しているが、本発明は、例えばインプリントリソグラフィなど、その他の適用例において使用されてもよく、文脈が許す限り、光学リソグラフィに限定されないことが理解されるであろう。
【００８３】
[00081]  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。
【００８４】
[00082]  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。
【００８５】
本発明の他の態様は、以下の番号を付した条項に記載する。
１．測定放射を基板に提供するように及び測定放射が基板上に設けられたマークと相互作用した後で回折放射の少なくとも一部を受けるように構成された光学系であって、測定放射は少なくとも２つの選択放射波長を備える、光学系と、
回折放射の少なくとも一部を検出するように構成されると共に検出された回折放射の少なくとも一部を電子信号に変換するように配置された少なくとも１つの光ディテクタと、
電子信号から少なくとも１つの位置感応性信号を導出するように構成されたプロセッサと、
第１のサブシステム及び第２のサブシステムのうち少なくとも一方へのアクセスを有する放射波長選択システムと、を備え、
第１のサブシステムは、材料スタック情報を受信するように及び位置エラースイング曲線モデルを計算するように構成されており、
第２のサブシステムは、位置エラースイング曲線モデルに基づいて少なくとも２つの選択放射波長を選択するように構成されている、
位置センサ。
２．少なくとも２つの選択放射波長は、反対の極性を有する位置エラーを有する、条項１に記載の位置センサ。
３．少なくとも２つの選択波長は、（２ｍ＋１）Ω／２だけ異なる、条項１に記載の位置センサ。ただし、ｍは０以上の整数であり、Ωはスイング曲線の周期である。
４．測定放射は、ｎ個の波長を備え、ｎ個の放射波長は、Ω／ｎだけ異なる、条項１に記載の位置センサ。ただし、ｎは１よりも大きい奇数の整数であり、Ωはスイング曲線の周期である。
５．光学系はスイング曲線モデルの包絡線に応じた抑圧スペクトルを有する光学透過フィルタを備える、条項１から４のいずれか一項に記載の位置センサ。
６．測定放射は、少なくとも２つの選択放射波長の放射を生成するように配置された１つ以上の光源を備える放射源によって提供される、条項１から５のいずれか一項に記載の位置センサ。
７．測定放射は、少なくとも１つのデュアルバンド波長セレクタを備える放射源によって提供される、条項１から５のいずれか一項に記載の位置センサ。
８．放射源は、パルスモードで動作するように構成されており、それによって、少なくとも第１及び第２の放射波長を時間的に分離した測定放射が生成される、条項６又は７に記載の位置センサ。
９．放射源に同期された時間ゲート光ディテクタを備える、条項８に記載の位置センサ。
１０．光学系は、少なくとも１つの干渉計を備える、条項１から９のいずれか一項に記載の位置センサ。
１１．基板にパターンを適用するように配置されたリソグラフィ装置であって、
条項１から１０のいずれか一項に記載の少なくとも１つの位置センサと、
少なくとも１つの位置センサに少なくとも第１及び第２の放射波長を有する測定放射を用いて１つ以上のマークの位置情報を獲得させるように及びマークの測定位置を用いて基板の位置決めを制御するように構成されたコントローラと、
を備える、リソグラフィ装置。
１２．条項１から１０のいずれか一項に記載の少なくとも１つの位置センサと、
少なくとも１つの位置センサに少なくとも第１及び第２の放射波長を有する測定放射を用いて１つ以上のマークの位置情報を獲得させるように構成されたコントローラと、
を備える、メトロロジ装置。
１３．ウェーハグリッドマップをリソグラフィ装置に提供するように配置されており、提供されるウェーハグリッドマップは獲得された１つ以上のマークの位置情報に従ったものである、条項１２に記載のメトロロジ装置。
１４．メトロロジ装置と、条項１１に記載のリソグラフィ装置と、を備える、システム。
１５．リソグラフィ装置と、条項１２又は条項１３に記載のメトロロジ装置と、を備える、システム。
１６．条項１１に記載のリソグラフィ装置と、条項１２又は条項１３に記載のメトロロジ装置と、を備える、システム。
１７．オブジェクト上に設けられたマークの位置情報を得る方法であって、
少なくとも第１の放射波長及び第２の放射波長を選択するステップと、
オブジェクトに少なくとも第１及び第２の放射波長の測定放射を照射するステップと、
オブジェクトから回折及び／又は散乱された放射の少なくとも一部を受けるステップと、
ディテクタ出力信号から位置測定信号を生成するステップと、
位置測定信号からマークの特徴を導出するステップと、を含み、
少なくとも第１及び第２の放射波長の選択は、位置エラースイング曲線モデルに基づく、方法。
【図１】
2021528678.tif 000011
【図２】
2021528678.tif 000012
【図３】
2021528678.tif 000013
【図４】
2021528678.tif 000014
【図５】
2021528678.tif 000015
【図６】
2021528678.tif 000016
【図７】
2021528678.tif 000017
【国際調査報告】
2021528678.tif 000018
2021528678.tif 000019
2021528678.tif 000020