(57)【要約】【課題】下にある構造体の変化に対してそれほど敏感でないターゲット構造体のパラメータをスキャトロメトリデータから判定する方法を提供する。【解決手段】スキャトロメトリ法では、関係パラメータに対してそれぞれ異なる感度を有する差ターゲットが、キャリブレーションマトリックスでプリントされ、差スペクトルが得られる。下にある構造体の変化に対する感度が単一ターゲットから得られたスペクトルから得られたキャリブレーション関数より低いキャリブレーション関数を得るために、差スペクトルに主要構成要素分析が与えられる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターゲットパターンを基板上にプリントするリソグラフィプロセスのパラメータを測定する方法であって、
複数のキャリブレーションパターンを前記リソグラフィプロセスによって形成するために基準パターンのイメージをキャリブレーション基板の放射感応性層上に複数回投影するステップであって、前記パラメータの様々な値が、前記キャリブレーションパターンの様々な値を形成するために使用され、前記基準パターンが、前記パラメータの値の変化に対してそれぞれ異なる感度を有する第１部分および第２部分を含む、ステップと、
各キャリブレーションパターンの各部分の測定結果を得るために、インスペクション放射ビームを前記キャリブレーションパターン上に誘導し、そこからの反射または散乱された放射を測定するステップと、
複数の差測定結果を得るために各キャリブレーションパターンの前記第１部分の前記測定結果を前記それぞれのキャリブレーションパターンの前記第２部分の前記測定結果から引くステップと、
前記各差測定結果を１組の基底関数および関連係数に分解し、前記係数の値と前記パラメータの値との関係を得るステップと、
ターゲットパターンを形成するために前記基準パターンのイメージを基板の放射感応性層上に投影するステップであって、前記ターゲットパターンを形成するために使用される前記パラメータの値は知られていないステップと、
前記ターゲットパターンの各部分のターゲット測定結果を得るために、インスペクション放射ビームをターゲットパターン上に誘導し、そこからの反射または散乱された前記放射を測定するステップと、
ターゲット差測定結果を得るために前記ターゲットパターンの前記第１部分の前記ターゲット測定結果を前記ターゲットパターンの前記第２部分の前記ターゲット測定結果から引くステップと、
前記ターゲット差測定結果を複数の基底関数に掛ける１組の係数に分解し、前記係数の値と前記パラメータの値との関係を使用して、前記ターゲットパターンを形成するために使用される前記パラメータの値を決定するステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記複数のキャリブレーションパターンを形成する際に前記リソグラフィプロセスの２つのパラメータが変えられ、それによって前記各パラメータの値と前記係数値の間の関係が得られる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記パラメータが、前記基準パターンの前記イメージを投影するために使用される投影システムの焦点、線量、および／または収差のグループから選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記基準パターンの前記第１部分および第２部分がそれぞれメインパターンおよびアシストフィーチャを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記基準パターンの前記第１部分および第２部分の前記メインパターンはほぼ同一であるが、前記第１部分の前記アシストフィーチャは前記第２部分の前記アシストフィーチャと異なる、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記基準パターンの前記第１部分および第２部分が、前記パラメータの所与の値では、それぞれが前記放射感応性層でほぼ同一のパターンを形成するように選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記ターゲットパターンの下にある前記構造体が前記キャリブレーションパターンの下にある前記構造体と異なる、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
ターゲットパターンを基板上にプリントするリソグラフィプロセスのパラメータを測定する際に使用すべくキャリブレーション関数を得る方法であって、
複数のキャリブレーションパターンを前記リソグラフィプロセスによって形成するために基準パターンのイメージをキャリブレーション基板の放射感応性層上に複数回投影するステップであって、前記パラメータの様々な値が、前記キャリブレーションパターンの様々な値を形成するために使用され、前記基準パターンが、前記パラメータの値の変化に対してそれぞれ異なる感度を有する第１部分および第２部分を含む、ステップと、
インスペクション放射ビームを前記キャリブレーションパターン上に誘導し、各キャリブレーションパターンの各部分の測定結果を得るためにそこからの反射または散乱された前記放射を測定するステップと、
複数の差測定結果を得るために各キャリブレーションパターンの前記第１部分の前記測定結果を前記それぞれのキャリブレーションパターンの前記第２部分の前記測定結果から引くステップと、
前記各差測定結果を１組の基底関数および関連係数に分解し、キャリブレーション関数として前記係数の値と前記パラメータの値との関係を得るステップと
を含む方法。
【請求項９】
ターゲットパターンを基板上にプリントするリソグラフィプロセスのパラメータを測定する方法であって、前記基準パターンが、前記パラメータの値の変化に対してそれぞれ異なる感度を有する第１部分および第２部分を含み、方法が
前記ターゲットパターンの各部分のターゲット測定結果を得るために、インスペクション放射ビームを前記ターゲットパターン上に誘導し、そこからの反射または散乱された前記放射を測定するステップと、
ターゲット差測定結果を得るために前記ターゲットパターンの前記第１部分の前記ターゲット測定結果を前記ターゲットパターンの前記第２部分の前記ターゲット測定結果から引くステップと、
前記ターゲット差測定結果を１組の基底関数および関連係数に分解し、前記係数の値と前記パラメータの値との関係を表すキャリブレーション関数を使用して、前記ターゲットパターンを形成するために使用される前記パラメータの値を決定するステップと
を含む方法。
【請求項１０】
デバイス製造方法であって、
リソグラフィプロセスを使用してデバイス構造体およびターゲットパターンを含むデバイス層を形成するためにデバイスパターンおよび基準パターンのイメージを基板の放射感応性層上に投影するステップであって、前記基準パターンが、前記リソグラフィプロセスのパラメータの値の変化に対してそれぞれ異なる感度を有する第１部分および第２部分を含む、ステップと、
前記ターゲットパターンの各部分のターゲット測定結果を得るために、インスペクション放射ビームを前記ターゲットパターン上に誘導し、そこからの反射または散乱された前記放射を測定するステップと、
ターゲット差測定結果を得るために前記ターゲットパターンの前記第１部分の前記ターゲット測定結果を前記ターゲットパターンの前記第２部分のターゲット測定結果から引くステップと、
前記ターゲット差測定結果を、複数の基底関数に掛ける１組の係数に分解し、前記係数の値と前記パラメータの値との関係を表すキャリブレーション関数を使用して、前記ターゲットパターンを形成するために使用される前記パラメータの値を決定するステップと
を含む方法。
【請求項１１】
前記パラメータの前記決定された値に基づいて前記デバイス層を受け入れるかまたは拒否するステップをさらに含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記投影を繰り返すステップであって、繰り返される投影において、前記プロセスのパラメータの公称値が前記パラメータの前記決定された値に基づいて変えられるステップをさらに含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記リソグラフィプロセスのパラメータの値を決定するためにリソグラフィプロセスによって作製されたデバイス層をインスペクションする方法であって、
前記デバイス層内のターゲットパターンの、前記パラメータに対して異なる感度を有する２つの部分のスキャトロメトリスペクトルを得るステップと、
前記２つのスキャトロメトリスペクトルから差スペクトルを得るステップと、
少なくとも１つの係数を得るために前記差スペクトルに回帰分析を与えるステップと、
前記パラメータの複数の様々な値を使用して前記ターゲットパターンのコピーをプリントし、前記ターゲットパターンの前記コピーから得られた差スペクトルに回帰分析を与えることにより得られたキャリブレーション関数を使用して前記係数から前記パラメータの値を得るステップと
を含む方法。
【請求項１４】
前記スキャトロメトリスペクトルが、波長および散乱角のグループから選択された少なくとも１つの変数の関数としての強度の測定結果である、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記回帰分析が、主構成要素分析、非線形主構成要素分析、部分最小二乗モデリング、および非線形部分最小二乗モデリングのグループから選択される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
基板上にデバイス層を作製するために使用されるリソグラフィプロセスのパラメータの値を決定するように構成されたインスペクション装置であって、前記デバイス層が、前記パラメータの前記値の変化に対してそれぞれ異なる感度を有する第１部分および第２部分を含む基準パターンを含み、
インスペクション放射ビームを前記基準パターンの各部分上に誘導するように構成されたイルミネーション光学システムと、
前記２つの部分のスキャトロメトリスペクトルを得るために、前記基準パターンの各部分によって反射または散乱された放射をディテクタ上に投影するように構成された投影光学システムと、
前記２つのスキャトロメトリスペクトルから差スペクトルを得るように構成されたスペクトルサブトラクタと、
少なくとも１つの係数を得るために差スペクトルに回帰分析を与えるように構成されたアナライザと、
前記パラメータの複数の様々な値を使用して前記ターゲットパターンのコピーをプリントし、前記ターゲットパターンの前記コピーから得られた差スペクトルに回帰分析を与えることにより得られたキャリブレーション関数を記憶するメモリと、
前記係数および前記キャリブレーション関数を使用して前記パラメータの値を計算するように構成された計算器と
を含むインスペクション装置。
【請求項１７】
リソグラフィ装置であって、
パターンを照明するように構成されたイルミネーション光学システムと、
前記パターンのイメージを基板上に投影するように構成された投影光学システムと、
基板上にデバイス層を作製するために使用されるリソグラフィプロセスのパラメータの値を決定するように構成されたインスペクション装置と
を含み、前記デバイス層が、前記パラメータの値の変化に対してそれぞれ異なる感度を有する第１部分および第２部分を含む基準パターンを含み、前記イルミネーション光学システムがインスペクション放射ビームを前記基準パターンの各部分上に誘導するように構成され、前記インスペクション装置が、
前記２つの部分のスキャトロメトリスペクトルを得るために前記基準パターンの各部分によって反射または散乱された放射をディテクタ上に投影するように構成された投影光学システムと、
前記２つのスキャトロメトリスペクトルから差スペクトルを得るように構成されたスペクトルサブトラクタと、
少なくとも１つの係数を得るために前記差スペクトルに回帰分析を与えるように構成されたアナライザと、
前記パラメータの複数の様々な値を使用して前記ターゲットパターンのコピーをプリントし、前記ターゲットパターンの前記コピーから得られた差スペクトルに回帰分析を与えることにより得られたキャリブレーション関数を記憶するメモリと、
前記係数および前記キャリブレーション関数を使用して前記パラメータの値を計算するように構成された計算器とを含む、
リソグラフィ装置。
【請求項１８】
リソグラフィセルであって、
放射感応性層で基板をコーティングするように構成されたコータと、
前記コータによってコーティングされた基板の前記放射感応性層上にイメージを露光するように構成されたリソグラフィ装置と、
前記リソグラフィ装置によって露光されたイメージを現像するように構成されたディベロパーと
を含み、前記リソグラフィ装置が基板上でデバイス層を作製するために使用されるリソグラフィプロセスのパラメータの値を決定するように構成されたインスペクション装置を含み、前記デバイス層が、前記パラメータの値の変化に対してそれぞれ異なる感度を有する第１部分および第２部分を含む基準パターンを含み、前記インスペクション装置が、
インスペクション放射ビームを前記基準パターンの各部分上に誘導するように構成されたイルミネーション光学システムと、
前記２つの部分のスキャトロメトリスペクトルを得るために、前記基準パターンの各部分によって反射または散乱された放射をディテクタ上に投影するように構成された投影光学システムと、
前記２つのスキャトロメトリスペクトルから差スペクトルを得るように構成されたスペクトルサブトラクタと、
少なくとも１つの係数を得るために差スペクトルに回帰分析を与えるように構成されたアナライザと、
前記パラメータの複数の様々な値を使用して前記ターゲットパターンのコピーをプリントし、前記ターゲットパターンの前記コピーから得られた差スペクトルに回帰分析を与えることにより得られたキャリブレーション関数を記憶するメモリと、
前記係数および前記キャリブレーション関数を使用して前記パラメータの値を計算するように構成された計算器とを含む、
リソグラフィセル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]  本発明は、たとえばリソグラフィ技術によるデバイスの製造において使用可能なインスペクションの方法、およびリソグラフィ技術を使用したデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]  リソグラフィ装置は、基板上に、通常は基板のターゲット部分上に、所望のパターンをつける機械である。リソグラフィ装置は、たとえば集積回路（ＩＣ）の製造で使用されることができる。その場合、二者択一的にマスクまたはレチクルと呼ばれるパターニングデバイスが、ＩＣの個々の層上に形成されるべき回路パターンを生成するために使用されてもよい。このパターンは、基板（たとえば、シリコンウェーハ）上のターゲット部分（たとえば、１つまたは複数のダイの一部を含む）上に転写されることができる。パターンの転写は、通常、基板上に提供された放射感応性材料（レジスト）の層上に結像することによって行われる。一般に、単一の基板は、連続してパターニングされる隣接するターゲット部分のネットワークを含む。既知のリソグラフィ装置は、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ステッパと、パターンを所与の方向（「スキャニング」方向）に放射ビームでスキャンし、同期して基板をこの方向と平行に、または反平行に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スキャナとを含む。パターンを基板上にインプリントすることにより、パターンをパターニングデバイスから基板に転写することも可能である。
【０００３】
[0003]  リソグラフィプロセスをモニタリングするために、パターンニングされた基板のパラメータ、たとえば、基板内または基板上に形成された連続する層の間のオーバーレイエラーを測定することが必要である。走査型電子顕微鏡および様々なインスペクションツールの使用を含めて、リソグラフィプロセスで形成された顕微鏡的構造体の測定を行う様々な技法がある。インスペクションツールの１つの形態は、放射ビームが基板の表面上のターゲット上に誘導され、散乱または反射されたビームの特性が測定されるスキャトロメータである。基板によって反射または散乱される前と後のビームの特性を比較することにより、基板の特性が判定されることができる。これは、たとえば、反射されたビームを、既知の基板特性に関連する既知の測定値のライブラリに記憶されているデータと比較することにより行われることができる。スキャトロメータの２つの主要なタイプが知られている。分光スキャトロメータはブロードバンド放射ビームを基板上に誘導し、特定の狭い角度範囲中に散乱された放射のスペクトル（波長の関数としての強度）を測定する。角度分解スキャトロメータは、単色放射ビームを使用し、角度の関数としての散乱された放射の強度を測定する。主要構成要素分析は、測定されるターゲットの計算集約的再構築の必要なしに、たとえば、スキャトロメトリデータから焦点情報、線量情報および任意選択でコントラスト情報を得るために使用される既知の方法である。これは、様々な線量値、焦点値および任意選択でコントラスト値でテスト基板上にターゲットのキャリブレーションアレイをプリントすることにより達成される。スキャトロメトリ測定は、その場合、アレイ内の各ターゲット上で行われる。次いで、測定結果は、主要構成要素値として知られている使用されるターゲットパターンおよび係数値に依存する、1組の――主要構成要素関数として知られている――直交基底関数に分解される。その場合、ターゲットをプリントするために使用される公称焦点値、線量値および任意選択でコントラスト値と主要構成要素値との関係を確立するために統計技法が使用されることができる。生産ターゲットでプリントされるターゲットの焦点値、線量値および任意選択でコントラスト値を得るためには、スキャトロメトリ測定を行い、主要構成要素値を判定し、得られた関係を与えることが必要なだけである。この技法のさらなる詳細は、参照により全体として本明細書に組み込まれている米国特許出願公開２００５／０１８５１７４号Ａ１に出ている。
【０００４】
[0004]  主要構成要素値と、焦点値、線量値およびコントラスト値との関係は、ターゲットの下にある構造体に依存する。したがって、キャリブレーションアレイは、ターゲットが各製造プロセスで測定されるべき各層でプリントされ測定されなければならず、１つのプロセスで１つの層から得られた関係を別の層またはプロセスで再利用することは不可能である。
【０００５】
[0005]  主要構成要素分析技法の限界は、下にある構造体の意図的でない変化、たとえばキャリブレーション基板と測定される基板との間の層厚変化がかなりの誤差につながる可能性があることである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
[0006]  下にある構造体の変化に対してそれほど敏感でないターゲット構造体のパラメータをスキャトロメトリデータから判定する方法を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
[0007]  本発明の一実施形態によれば、ターゲットパターンを基板上にプリントするリソグラフィプロセスのパラメータを測定する方法は、複数のキャリブレーションパターンをリソグラフィプロセスによって形成するためにキャリブレーション基板の放射感応性層上に基準パターンのイメージを複数回投影するステップであって、パラメータの様々な値がキャリブレーションパターンの様々な値を形成するために使用され、基準パターンが、パラメータの値の変化に対してそれぞれ異なる感度を有する第１部分および第２部分を含むステップと、各キャリブレーションパターンの各部分に関する測定結果を得るために、インスペクション放射ビームをキャリブレーションパターン上に誘導し、そこからの反射または散乱された放射を測定するステップと、複数の差測定結果を得るために各キャリブレーションパターンの第１部分の測定結果をそれぞれのキャリブレーションパターンの第２部分の測定結果から引くステップと、各差測定結果を１組の基底関数と関連係数とに分解し、係数の値とパラメータの値との関係を得るステップと、ターゲットパターンを形成するために基板の感放射性層上に基準パターンのイメージを投影するステップであって、ターゲットパターンを形成するために使用されるパラメータの値が知られていないステップと、ターゲットパターンの各部分のターゲット測定結果を得るために、インスペクション放射ビームをターゲットパターン上に誘導し、そこからの反射または散乱された放射を測定するステップと、ターゲット差測定結果を得るためにターゲットパターンの第１部分のターゲット測定結果をターゲットパターンの第２部分のターゲット測定結果から引くステップと、ターゲット差測定結果を、複数の基底関数に掛ける１組の係数に分解し、係数の値とパラメータの値との関係を使用して、ターゲットパターンを形成するために使用されるパラメータの値を決定するステップとを含む。
【０００８】
[0008]  本発明の一実施形態によれば、ターゲットパターンを基板上にプリントするリソグラフィプロセスのパラメータを測定するのに使用すべくキャリブレーション関数を得る方法は、複数のキャリブレーションパターンをリソグラフィプロセスによって形成するために基準パターンのイメージをキャリブレーション基板の感放射性層上に複数回投影するステップであって、様々なキャリブレーションパターンの値を形成するために様々なパラメータの値が使用され、基準パターンが、パラメータの値の変化に対してそれぞれ異なる感度を有する第１部分および第２部分を含むステップと、インスペクション放射ビームをキャリブレーションパターン上に誘導し、各キャリブレーションパターンの各部分の測定結果を得るためにそこからの反射または散乱された放射を測定するステップと、複数の差測定結果を得るために各キャリブレーションパターンの第１部分の測定結果をそれぞれのキャリブレーションパターンの第２部分の測定結果から引くステップと、それぞれ異なる各差測定結果を１組の基底関数と関連係数に分解し、キャリブレーション関数として係数の値とパラメータの値との関係を得るステップとを含む。
【０００９】
[0009]  本発明の一実施形態によれば、ターゲットパターンを基板上にプリントするリソグラフィプロセスのパラメータを測定する方法であって、基準パターンが、パラメータの値の変化に対してそれぞれ異なる感度を有する第１部分および第２部分を含む方法は、ターゲットパターンの各部分のターゲット測定結果を得るために、インスペクション放射ビームをターゲットパターン上に誘導し、そこからの反射または散乱された放射を測定するステップと、ターゲット差測定結果を得るためにターゲットパターンの第１部分のターゲット測定結果をターゲットパターンの第２部分のターゲット測定結果から引くステップと、ターゲット差測定結果を１組の基底関数と関連係数に分解し、係数の値とパラメータの値との関係を表すキャリブレーション関数を使用して、ターゲットパターンを形成するために使用されるパラメータの値を決定するステップとを含む。
【００１０】
[0010]  本発明の一実施形態によれば、デバイス製造方法は、リソグラフィプロセスを使用してデバイス構造体およびターゲットパターンを含むデバイス層を形成するためにデバイスパターンおよび基準パターンのイメージを基板の放射感応性層上に投影するステップであって、基準パターンが、リソグラフィプロセスのパラメータの値の変化に対してそれぞれ異なる感度を有する第１部分および第２部分を含むステップと、ターゲットパターンの各部分のターゲット測定結果を得るために、インスペクション放射ビームをターゲットパターン上に誘導し、そこからの反射または散乱された放射を測定するステップと、ターゲット差測定結果を得るためにターゲットパターンの第１部分のターゲット測定結果をターゲットパターンの第２部分のターゲット測定結果から引くステップと、ターゲット差測定結果を複数の基底関数に掛ける１組の係数に分解し、係数の値とパラメータの値との関係を表すキャリブレーション関数を使用してターゲットパターンを形成するために使用されるパラメータの値を決定するステップとを含む。
【００１１】
[0011]  本発明の一実施形態によれば、リソグラフィプロセスのパラメータの値を決定するためにリソグラフィプロセスによって作製されるデバイス層をインスペクションする方法は、パラメータに対するそれぞれ異なる感度を有する２つの部分を含むターゲットパターンをデバイス層に含めるステップと、スキャトロメータを使用して２つの部分のスキャトロメトリスペクトルを得るステップと、２つのスキャトロメトリスペクトルから差スペクトルを得るステップと、少なくとも１つの係数を得るために差スペクトルに回帰分析を与えるステップと、パラメータの複数の様々な値を使用してターゲットパターンのコピーをプリントし、ターゲットパターンのコピーから得られた差スペクトルに回帰分析を与えることにより得られたキャリブレーション関数を使用して係数からパラメータの値を得るステップとを含む。
【００１２】
[0012]  本発明の一実施形態によれば、基板上にデバイス層を作製するために使用されるリソグラフィプロセスのパラメータの値を決定するように構成されたインスペクション装置であって、デバイス層が、パラメータの値の変化に対してそれぞれ異なる感度を有する第１部分および第２部分を含む基準パターンを含むインスペクション装置は、インスペクション放射ビームを基準パターンの各部分上に誘導するように構成されたイルミネーション光学システムと、２つの部分のスキャトロメトリスペクトルを得るために、基準パターンの各部分によって反射または散乱された放射をディテクタ上に投影するように構成された投影光学システムと、２つのスキャトロメトリスペクトルから差スペクトルを得るように構成されたスペクトルサブトラクタと、少なくとも１つの係数を得るために差スペクトルに回帰分析を与えるように構成されたアナライザと、パラメータの複数の様々な値を使用してターゲットパターンのコピーをプリントし、ターゲットパターンのコピーから得られた差スペクトルに回帰分析を与えることにより得られたキャリブレーション関数を記憶するメモリと、係数およびキャリブレーション関数を使用してパラメータの値を計算するように構成された計算器とを含む。
【００１３】
[0013]  次に、本発明の諸実施形態が、対応する参照符号は対応する部分を示す添付の概略図面を参照しながら、例としてのみ説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
[0014]  図１ａはリソグラフィ装置を概略的に示す。装置は、放射ビームＢ（たとえばＵＶ放射またはＥＵＶ放射）を調整するように構成されたイルミネーションシステム（イルミネータ）ＩＬを含む。支持体（たとえばマスクテーブル）ＭＴは、パターニングデバイス（たとえばマスク）ＭＡを支持するように構成され、ある決まった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ポジショナＰＭに接続される。基板テーブル（たとえばウェーハテーブル）ＷＴは、基板（たとえばレジストをコートされたウェーハ）Ｗを保持するように構成され、ある決まった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成された第２ポジショナＰＷに接続される。投影システム（たとえば屈折投影レンズシステム）ＰＬは、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基板Ｗの（たとえば１つまたは複数のダイを含む）ターゲット部分Ｃ上に投影するように構成される。
【００１５】
[0015]  イルミネーションシステムは、放射を誘導、成形、かつ／あるいは制御するために、屈折、反射、磁気、電磁、静電またはその他のタイプの光学構成要素、あるいはそれらの任意の組合せなど、様々なタイプの光学構成要素を含んでもよい。
【００１６】
[0016]  支持体はパターニングデバイスを支持する、たとえばパターニングデバイスの重量を支える。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、たとえば、パターニングデバイスが真空環境で保持されているか否かなど他の条件に応じたやり方でパターニングデバイスを保持する。支持体は、パターニングデバイスを保持するために機械、真空、静電またはその他のクランプ技法を使用することができる。支持体は、たとえば、必要に応じて固定されていても移動可能でもよいフレームでもテーブルでもよい。支持体は、パターニングデバイスが、たとえば投影システムに関して所望の位置にあることを保証することができる。本明細書における用語「レチクル」または「マスク」のいかなる使用も、より一般的な用語「パターニングデバイス」と同義であるとみなされてもよい。
【００１７】
[0017]  本明細書で使用される用語「パターニングデバイス」は、基板のターゲット部分でパターンを生成するように放射ビームの横断面にパターンを与えるために使用されることができるいかなるデバイスをも指す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、たとえばパターンが位相シフトフィーチャまたはいわゆるアシストフィーチャを含む場合は、基板のターゲット部分の所望のパターンに正確には対応しない可能性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るパターンは、集積回路などのターゲット部分で生成されるデバイス内の特定の機能層に対応する。
【００１８】
[0018]  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パネルがある。マスクは、リソグラフィではよく知られており、バイナリ、Alternating位相シフト、およびAttenuated位相シフト、ならびに様々なハイブリッドマスクタイプなどのマスクタイプを含む。プログラマブルミラーアレイの例は、それぞれ入射放射ビームを様々な方向に反射するために個別に傾けられることができる小さなミラーのマトリックス構成を利用する。傾けられたミラーは、ミラーマトリックスによって反射される放射ビーム内にパターンを与える。
【００１９】
[0019]  本明細書で使用される用語「投影システム」は、使用される露光放射に、あるいは液浸液の使用または真空の使用などその他の要因に適した、屈折、反射、反射屈折、磁気、電磁気および静電光学システムまたはそれらのいかなる組合せをも含めて、いかなるタイプの投影システムをも包含すると広く解釈されるべきである。本明細書における用語「投影レンズ」のいかなる使用も、より一般的な用語「投影システム」と同義であるとみなされてもよい。
【００２０】
[0020]  本明細書に示されているように、装置は、（たとえば透過型マスクを利用する）透過型である。代替として、装置は、（たとえば、前述のようなタイプのプログラマブルミラーアレイを利用する、または反射型マスクを利用する）反射型のものでもよい。
【００２１】
[0021]  リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）以上の基板テーブル（および／または２つ以上のマスクテーブル）を有するタイプのものでもよい。そのような「マルチステージ」機械では、追加のテーブルが同時に使用されてもよく、あるいは、１つまたは複数の他のテーブルが露光用に使用されている間に、準備ステップが１つまたは複数の別のテーブル上で実行されてもよい。
【００２２】
[0022]  リソグラフィ装置はまた、基板の少なくとも一部分が、投影システムと基板との間の空間を充填するために、比較的高い屈折率を有する液体、たとえば水で、覆われてもよいタイプのものでもよい。液浸液はまた、リソグラフィ装置内の他の空間に、たとえばマスクと投影システムとの間に与えられてもよい。投影システムの開口数を大きくするための液浸法は、当技術分野ではよく知られている。本明細書で使用される用語「液浸」は、基板などの構造体が液中に沈められなければならないことを意味するのではなく、露光中に液体が投影システムと基板との間に配置されることを意味するだけである。
【００２３】
[0023]  図１ａを参照すると、イルミネータＩＬは、放射源ＳＯから放射を受ける。放射源およびリソグラフィ装置は、たとえば放射源がエキシマレーザである場合は、別々の存在物でもよい。そのような場合、放射源はリソグラフィ装置の一部分を形成するとみなされず、放射ビームは、たと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の助けを借りて、放射源ＳＯからイルミネータＩＬに送られる。他の場合には、放射源は、たとえば放射源が水銀ランプである場合、リソグラフィ装置と一体的な構成部分でもよい。放射源ＳＯおよびイルミネータＩＬは、必要なら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もよい。
【００２４】
[0024]  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を含んでもよい。一般に、イルミネータの瞳面内の強度分布の少なくとも（普通、それぞれσ-outerおよびσ-innerと呼ばれる）外側および／または内側半径範囲は、調整されることができる。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などその他の様々な構成要素を含んでもよい。イルミネータは、放射ビームをその横断面で所望の均一性および強度分布を有するように調整するために、使用されてもよい。
【００２５】
[0025]  放射ビームＢは、支持体（たと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（たとえばマスクＭＡ）に入射し、パターニングデバイスによってパターニングされる。放射ビームＢは、マスクＭＡを横切った後、ビームを基板Ｗのターゲット部分Ｃ上に合焦する投影システムＰＬを通過する。基板テーブルＷＴは、第２ポジショナＰＷおよびポジションセンサＩＦ（たと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）の助けを借りて、たとえば様々なターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路内に位置決めするために、正確に移動されることができる。同様に、第１ポジショナＰＭおよび別のポジションセンサ（図１ａには明確には示されていない）は、たとえばマスクライブラリからの機械的取出し後に、またはスキャン中に、マスクＭＡを放射ビームＢの経路に関して正確に位置決めするために使用されることができる。一般に、マスクテーブルＭＴの移動は、第１ポジショナＰＭの一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）の助けを借りて実現されてもよい。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第２ポジショナＰＷの一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使用して実現されてもよい。ステッパの場合（スキャナとは対照的に）、マスクテーブルＭＴは、ショートストロークモジュールだけに接続されてもよく、あるいは固定されてもよい。マスクＭＡおよび基板Ｗは、マスクアライメントマークＭ１、Ｍ２および基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を使用してアラインされてもよい。図示されているような基板アライメントマークが専用ターゲット部分を占めるが、それらはターゲット部分間の空間に配置されてもよい（これらはスクライブレーンアライメントマークとして知られている）。同様に、マスクＭＡ上に複数のダイが提供されている場合は、マスクアライメントマークは、ダイ間に配置されてもよい。
【００２６】
[0026]  図示されている装置は、以下のモードのうちの少なくとも１つで使用されることができる。
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保持され、放射ビームに与えられたパターン全体がターゲット部分Ｃ上に一度に投影される（すなわち、単一静止露光）。次いで、基板テーブルＷＴは、別のターゲット部分Ｃが露光されることができるようにＸおよび／またはＹ方向に移動される。ステップモードでは、露光フィールドの最大のサイズが単一静止露光で結像されるターゲット部分Ｃのサイズを限定する。
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が同期してスキャンされ、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に関する基板テーブルＷＴの速度および方向は、拡大率（縮小率）および投影システムＰＬのイメージ反転特性によって決定されてもよい。スキャンモードでは、露光フィールドの最大サイズが単一動的露光におけるターゲット部分の（非スキャニング方向の）幅を限定し、スキャニング動作の長さがターゲット部分の（スキャニング方向の）高さを決定する。
３．他のモードでは、マスクテーブルＭＴが本質的に静止状態に保持され、プログラマブルパターニングデバイスを保持し、基板テーブルＷＴが移動またはスキャンされ、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。このモードでは、一般にパルス放射源が利用され、基板テーブルＷＴの各移動の後でまたはスキャン中の連続する放射パルスの間で、プログラマブルパターニングデバイスが必要に応じて更新される。この動作モードは、前述のようなタイプのプログラマブルミラーアレイなどのプログラマブルパターニングデバイスを利用するマスクレスリソグラフィに容易に与えられることができる。
【００２７】
[0027]  前述の使用モードに関する組合せおよび／または変形形態、あるいは、完全に異なる使用モードも利用されることができる。
【００２８】
[0028]  図１ｂに示されているように、リソグラフィ装置ＬＡは、基板上で露光前および露光後プロセスを行う装置も含むリソセルまたはクラスタと呼ばれることもあるリソグラフィセルＬＣの一部分を形成する。通常、これらは、レジスト層を堆積するスピンコータＳＣ、露光されたレジストを現像するディベロッパーＤＥ、チルプレートＣＨ、およびベークプレートＢＫを含む。基板ハンドラ、またはロボット、ＲＯは、インプット／アウトプットポートＩ／Ｏ１、Ｉ／Ｏ２から基板をピックアップし、それらを様々なプロセス装置の間に移動し、次いでリソグラフィ装置のローディングベイＬＢに送達する。しばしばまとめてトラックと呼ばれるこれらのデバイスは、やはりリソグラフィ制御ユニットＬＡＣＵによってリソグラフィ装置を制御する管理制御システムＳＣＳによってそれ自体が制御されるトラック制御ユニットＴＣＵの制御下にある。したがって、様々な装置がスループットおよび処理効率を最大化するように作動されることができる。
【００２９】
[0029]  リソグラフィ装置によって露光される基板が正しくむらなく露光されるために、次の層の間のオーバーレイエラー、ラインの厚さ、クリティカルディメンション（ＣＤ）などの特性を測定するために、露光された基板をインスペクションすることが望ましい。誤差が検出された場合、特に、同じバッチのその他の基板がまだ露光されるのに十分なほどすぐに、かつ速やかにインスペクションが行われることができる場合は、次の基板の露光に対して調整が行われてもよい。また、すでに露光された基板は、歩留まりを改善するために取り外されて再生されても廃棄されてもよく、それによって、不良であると知られている基板上への露光を行うことを回避する。基板のいくつかのターゲット部分だけが不良である場合は、さらなる露光は、良好なターゲット部分上でだけ行われる。
【００３０】
[0030]  基板の特性、特に、様々な基板、または同じ基板の様々な層の特性が層によってどのように変わるかを判定するためにインスペクション装置が使用される。インスペクション装置は、リソグラフィ装置ＬＡまたはリソセルＬＣに組み込まれてもよく、あるいはスタンドアロンデバイスでもよい。最も迅速な測定を可能にするには、インスペクション装置が、露光直後に露光されたレジスト層内の特性を測定することが望ましい。しかし、レジスト内の潜像は、非常に低いコントラストを有し――放射に露光されたレジストの部分と露光されなかった部分との間の屈折率には非常に小さな差しかない――全てのインスペクション装置が潜像の有用な測定を行うのに十分な感度を有しているわけではない。したがって、測定は、通例露光された基板上で実行される第１ステップであり、レジストの露光された部分と露光されていない部分との間のコントラストを増大する露光後ベークステップ（ＰＥＢ）の後で行われてもよい。この段階では、レジスト内のイメージは半潜像と呼ばれてもよい。レジストの露光された部分または露光されていない部分のどちらもが除去された時点ででも、またはエッチングなどのパターン転写ステップの後ででも、現像されたレジストイメージの測定を行うことが可能である。後者の可能性が不良基板の再生の可能性を限定するが、それでもなお有用な情報を提供することができる。
【００３１】
[0031]  図２は、本発明で使用されることができるスキャトロメータを示す。スキャトロメータは、放射を基板Ｗ上に投影するブロードバンド（白色光）放射プロジェクタ２を含む。反射された放射は、鏡面反射放射のスペクトル１０を測定する（すなわち、波長の関数としての強度の測定）分光ディテクタ４に送られる。このデータから、検出されたスペクトルを生じさせる構造体またはプロファイルが、たとえば厳密結合波解析（ＲＣＷＡ）および非線形回帰法によって、または図２の下部に示されているようなシミュレートされたスペクトルのライブラリとの比較によって、再構成されることができる。一般に、再構築では、構造体の一般的な形態は知られており、いくつかのパラメータは、構造体がそれによって作られたプロセスの知識から推定され、スキャトロメトリデータから決定されるべき構造体のパラメータは少しだけになる。そのようなスキャトロメータは、垂直入射スキャトロメータまたは斜め入射スキャトロメータとして構成されてもよい。
【００３２】
[0032]  本発明で使用されることができる他のスキャトロメータが図３に示されている。このデバイスでは、放射源２によって放射された放射は、干渉フィルタ１３および偏光板１７を通してレンズシステム１２を使用して合焦され、部分的に反射される表面１６により反射され、高開口数（ＮＡ）、好ましくは少なくとも０．９、さらに好ましくは少なくとも０．９５を有する顕微鏡対物レンズ１５を介して基板Ｗ上に合焦される。液浸スキャトロメータはさらに、１を超える開口数を有するレンズを有してもよい。次いで、反射された放射は半反射面１６によってディテクタ１８に進み、散乱スペクトルが検出される。ディテクタは、レンズシステム１５の焦点距離のところにあるバック投影される瞳面１１に配置されてもよいが、瞳面は、そうではなく、補助レンズ（図示されていない）を用いてディテクタ上に再結像されてもよい。瞳面は、そこにおいて放射の半径位置が入射角を定義し、角度位置が放射の方位角を定義する面である。ディテクタは、好ましくは、基板ターゲットの二次元角散乱スペクトル（すなわち、散乱角の関数としての強度の測定）が測定されることができるように、二次元ディテクタである。ディテクタ１８は、たとえば、ＣＣＤまたはＣＭＯＳセンサのアレイでよく、たとえば、１フレームあたり４０ミリ秒の積分時間でよい。
【００３３】
[0033]  基準ビームは、たとえば入射放射の強度を測定するためによく使用される。これを行うために、放射ビームがビームスプリッタ１６上に入射した場合、その一部分が基準ビームとしてビームスプリッタを介して基準ミラー１４に向かって送られる。次いで、基準ビームが同じディテクタ１８の別の部分上に投影される。
【００３４】
[0034]  たとえば、４０５〜７９０ｎｍの、さらには、２００〜３００ｎｍなどの、より短い範囲の関係波長を選択するために１組の干渉フィルタ１３が利用可能である。干渉フィルタは、１組の様々なフィルタを含むのではなく、調整可能であってもよい。干渉フィルタの代わりに格子が使用されてもよい。
【００３５】
[0035]  ディテクタ１８は、単一波長（または狭い波長範囲）の散乱光の強度、多波長のそれぞれの波長の強度、または全波長範囲にわたって集積された強度を測定することができる。さらに、ディテクタは、ＴＭ偏光およびＴＥ偏光の強度、および／またはＴＭ偏光とＴＥ偏光との間の位相差を別々に測定することができる。
【００３６】
[0036]  ブロードバンド光源（すなわち、広範囲の光周波数または波長を有する光源――したがって、色の光源）を使用することが可能であり、これは大きな範囲を与え、多波長のミキシングを可能にする。ブロードバンド内の複数の波長は、好ましくは、それぞれがσλの帯域幅および少なくとも２σλ（すなわち波長帯域幅の２倍）のスペーシングを有する。複数の放射の「源」は、ファイババンドルを使用して分割された拡大放射源の様々な部分であってもよい。このようにして、多波長の角度分解散乱スペクトルが同時に測定されることができる。２−Ｄスペクトルより多くの情報を含む３−Ｄスペクトル（波長および２つの異なる角度）が測定されることができる。これは、より多くの情報が測定されることができるようにし、これは測定プロセスの強靭さを増強する。これは、参照により本明細書に組み込まれている文書、欧州特許ＥＰ１，６２８，１６４号Ａにさらに詳細に記載されている。
【００３７】
[0037]  基板Ｗ上のターゲットは、現像後に、バーがソリッドレジストラインで形成されるようにプリントされる格子でもよい。バーは、代替として、基板にエッチングされてもよい。ターゲットパターンは、関連パラメータの変化がプリントされたターゲットの変化として現れるように、リソグラフィ投影装置の焦点、線量、オーバーレイ、色収差などの関係パラメータに対して敏感なように選択される。
【００３８】
[0038]  状況によってはプリントされたターゲットを再構築することによりスキャトロメトリデータから直接プリントされたターゲットの関連パラメータを計算することも可能であるが、これは、常に計算的にインテンシブなタスクであり、実行できない場合が多い。したがって、スキャトロメトリを使用する多くの方法では、スキャトロメトリデータと関係パラメータの様々な値との経験的リンクを得るためにキャリブレーションが行われる。これは、プリントされたターゲットのスキャトロメトリデータから焦点値および線量値を得る例示的方法として、図４〜７を参照しながら下記で説明される本発明で取られるアプローチである。本発明は、収差など、リソグラフィプロセスのその他のパラメータに簡単なやり方で与えられることができる。
【００３９】
[0039]  本発明の一実施形態によれば、ターゲットパターンは、関係パラメータの理想的な値でプリントされた場合は本質的に同一である２つの構成要素を含む。示されている例では、２つの構成要素は、同じ期間およびデューティ比を有するが、それぞれ異なるアシストフィーチャまたは補正特徴を有する格子Ｇ１、Ｇ２である。これらは図４の拡大部分にさらに詳細に示されている。格子Ｇ１は、バー１０およびアシストフィーチャ１１を有する。アシストフィーチャ１１は、サブレゾリューションであり、その結果、プリントはしないが、たとえば、バーの幅の焦点変化に対する感度が上げられ、一方線量変化に対する感度は下げられ、好ましくは実質的になくされるようにバー１０の焦点感度および線量感度を変更するように選択される。格子Ｇ２は、やはり、バー２０およびアシストフィーチャ２１を有するが、この場合、アシストフィーチャは、バー２０の焦点感度を下げ、またはなくし、線量変化に対する感度を上げるように選択される。マスク内の両方の格子のバーおよびアシストフィーチャのサイズは、予め決められた焦点および線量設定で、２つのプリントされた格子が事実上同一であるように決定される。
【００４０】
[0040]  図４に示されているように隣り合った格子Ｇ１およびＧ２を含むターゲットパターンが、キャリブレーション基板ＣＷ上のアレイで複数回プリントされる。それぞれ異なる場合のターゲットパターンが、それぞれ異なる組合せの焦点および線量の設定で露光される。これは図７に示されているステップＳ１である。便宜上、この例は、アレイの１つの方向に、たとえばｘの方向に焦点が変化し、別の方向に、たとえばｙの方向に線量が変化するように構成されている。格子は、Ｇ１（ｉ，ｊ）およびＧ２（ｉ，ｊ）と表されてもよく、この場合、ｉおよびｊはそれぞれ１からｍおよびｎまで及ぶ添え字であって、ｍおよびｎは等しくても等しくなくてもよい。そのような構成は焦点エネルギマトリックス（ＦＥＭ）として知られている。本発明では、キャリブレーションウェーハは、ベアシリコン（またはその他の半導体あるいは基板材料）でもよく、プロセス層がすでに形成されていてもよい。キャリブレーション基板の下にある構造体は生産基板の下にある構造体とほぼ等しくなければならない。下にある構造体は、望ましくは、キャリブレーションアレイの全エリアにわたって同様である。
【００４１】
[0041]  キャリブレーションアレイの現像（図７のステップＳ２）後、スキャトロメータＳＭがアレイ内の各ターゲットのスペクトルを測定するために使用される（ステップＳ３）。スキャトロメータが十分に敏感であれば、現像ステップは省略されてもよく、あるいは露光後ベークに限定されてもよい。逆に、本発明は、ステップＳ２がその場合エッチングなどのパターン転写ステップを含むことができるように、基板に転写されるパターンに与えられてもよい。しかし、下記でさらに議論される生産露光の測定は、キャリブレーションに使用されたのと同じ状態でターゲット上で実行されるべきであることに留意されたい。ステップＳ３では、前述のようなものなど、スキャトロメータのいかなる適切な形態が使用されてもよい。
【００４２】
[0042]  格子Ｇ１、Ｇ２の各ペアは、それぞれのスペクトルＲ１、Ｒ２を提供する。図３に示されているタイプの角度分解スキャトロメータが使用された場合、Ｒ１およびＲ２はθおよびφの関数であり、この場合、θおよびφは瞳面１１の座標である。Ｇ１およびＧ２は、予め決められたパラメータ値でプリントされる場合、事実上同一であるように設計されるので、それらの値におけるそれらのスキャトロメトリスペクトルは同一になるが、パラメータ値が変動するにつれて変化することになり、この例では焦点および線量が予め決められた値から変化することになる。したがって、Ｒ１およびＲ２は、以下のように表されることができる。
R1(θ,φ)=R0(θ,φ）+Z.A1(θ,φ)+Z2.B1(θ,φ)+E.C1(θ，φ)      (1)
R2(θ,φ)=R0(θ,φ)+Z.A2(θ,φ)+Z2.B2(θ,φ)+E.C2(θ,φ)      (2)
式中、Ｒ０は予め決められたパラメータでの反射スペクトルであり、関数Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２、およびＣ１、Ｃ２は、それぞれ、格子Ｇ１およびＧ２に関する線形焦点変化によるスペクトル変化、二次焦点変化、および線量変化を示す。
【００４３】
[0043]  Ｒ０は、たいていの場合、下にある構造体に強く依存するが、発明者らは、多くの場合、関数Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２、およびＣ１、Ｃ２は、下にある構造体に弱くしか依存しないことを確認した。２つのスペクトルの歩留まりの差を取ると、
ΔR    =R1-R2      (3)
=Z.(Al-A2)+Z2.(Bl-B2)+E.(Cl  ■C2)      (4)
【００４４】
[0044]  上の式から、主要誤差項Ｒ０が除去されていることが分かる。したがって、本発明のこの実施形態では、ステップＳ４で、格子の各ペアから得られた２つのスペクトルが１組の差スペクトルを提供するために引かれる。
【００４５】
[0045]  差スペクトルは、主要構成要素分析のためのインプットとして使用される。まず最初に、差スペクトルが分解され、適切な１組の基底関数で表され（ステップＳ５）、次いで、焦点値および線量値と主要構成要素値との関係が得られる（ステップＳ６）。後者の関数は、下にある構造体の変化に対してそれほど敏感でないので、単一スペクトルから得られた関数より強靭である。他の関連回帰技法が利用されてもよく、例としては、非線形主要構成要素分析、部分最小二乗分析、および非線形部分最小二乗モデリングがある。
【００４６】
[0046]  続いて、測定を行うために、やはり図７に示されている対応するプロセスが行われる。形状がキャリブレーション格子Ｇ１、Ｇ２と同一の１対のターゲット格子ＴＧ１、ＴＧ２がステップＳ１１で生産露光中に、たとえばデバイス構造体ＤＳ間のスクライブレーンＳＬで基板上に露光される。２つの格子は、シリコン実装面積の過大な使用がないように、適切なスペクトルが獲得されることができるようにするために大きい必要はない。現像済みパターンまたは半潜像パターン上でキャリブレーションが行われた場合、レジストが現像され、または露光後ベークが行われ（ステップＳ１２）、そうでない場合は、これらのステップは遅延される。
【００４７】
[0047]  ステップＳ１３でスキャトロメータＳＭが２つの格子ＴＧ１、ＴＧ２のそれぞれからスペクトルを得るために使用され、これらは次いで、別のスペクトルを得るために、ステップＳ１４で引かれる。キャリブレーションプロセスにおける場合と同様に、差スペクトルが主要構成要素分析を受ける。差スペクトルは、1組の係数（主要構成要素値）に分解され（ステップＳ１５）、それらから、スキャトロメータが接続されている図６に示されているデータベースＤＢに記憶されているステップＳ６で得られた関数を使用することにより、焦点値および線量値が得られることができる（ステップＳ１６）。
【００４８】
[0048]  次に、図１０〜１２はシミュレートされた結果を示す図８〜１２を参照しながら、本発明による方法で使用されることができる例示的ターゲットパターンが説明される。２つの基準パターン、陽極性のものおよび陰極性のものは、図８にそれぞれＡおよびＢとして示されていて、明るい背景上の暗い線、または暗い背景上に明るい線で形成された簡単な一次元格子を含む。焦点感度および線量感度を制御するためにアシストラインが追加され、結果として、４つの格子、陽極性のもの２つおよび陰極性のもの２つになる。これらは、図８にＣ、Ｄ、ＥおよびＦとして示されている。したがって、高焦点感度ではあるが低線量感度の陽格子および陰格子、ならびに低焦点感度でかつ高線量感度の陽格子および陰格子が存在する。図９に示されているように、アシストフィーチャの線幅Ｗａ、ならびにアシストフィーチャとメインラインとの間のスペーシングＳａ１およびＳａ２は、所望の焦点感度および線量感度を達成するように変えられることができる。メイン特徴の線幅ＷｍおよびピッチＰｍは、ターゲットパターンの振る舞いが生産露光プロセスで露光されるべきデバイスパターンの振る舞いと同様であることを保証するように変えられる。
【００４９】
[0049]  図１０は、高焦点感度パターン（実線、菱形）および低焦点感度パターン（破線、正方形）の側壁角度の変化によって表されたデフォーカスに対する感度を示す。同様に、図１１は、高線量感度パターン（実線、三角形）および低線量感度パターン（破線、正方形）の、ｍｉｄ−ＣＤでの変化によって表された線量に対する感度を示す。図１２は、陽極パターン（破線、正方形）および陰極パターン（実線、菱形）のデフォーカスに対する逆感度を示す。
【００５０】
[0050]  側壁角度およびｍｉｄ−ＣＤは、スキャトロメータによって容易に獲得可能なパラメータなので、前述のようなパターンは本発明の方法で有用であることが分かる。
【００５１】
[0051]  本明細書でＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用に特に言及することもあるが、本明細書に記載のリソグラフィ装置は、集積光学システム、磁気領域メモリ用誘導および検出パターン、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など、その他の利用形態を有してもよいことを理解されたい。そのような代替利用形態のコンテキストでは、本明細書おける用語「ウェーハ」または「ダイ」のいかなる使用も、それぞれ、より一般的な用語「基板」または「ターゲット部分」と同義であるとみなされてもよいことを理解されたい。本明細書で言及される基板は、露光前または後で、たとえば、トラック（通常、レジストの層を基板に付け、露光されたレジストを現像するツール）、メトロロジツール、および／またはインスペクションツールで処理されてもよい。適用可能な場合には、本明細書中の開示は、上記の基板処理ツールおよびその他の基板処理ツールに適用されてもよい。さらに、基板は、本明細書で使用される基板という用語が、すでに複数回処理された層を含む基板を指すこともできるように、たとえば多層ＩＣを生成するために複数回処理されてもよい。
【００５２】
[0052]  光学リソグラフィのコンテキストで本発明の諸実施形態の使用に上記で特に言及したこともあるが、本発明が、その他の利用形態、たとえばインプリントリソグラフィに使用されてもよく、状況が許せば、光学リソグラフィに限定されないことを理解されたい。インプリントリソグラフィでは、パターニングデバイスにおけるトポグラフィが基板上に生成されるパターンを定義する。パターニングデバイスのトポグラフィは、レジストが電磁放射、熱、圧力またはそれらの組合せを与えることにより硬化される、基板に与えられたレジストの層にプレスされる。パターニングデバイスは、レジストが硬化された後でそこにパターンを残してレジストから取り外される。
【００５３】
[0053]  本明細書で使用される用語「放射」および「ビーム」は、（たとえば、３６５、３５５、２４８、１９３、１５７または１２６ｎｍの、あるいはほぼそれらの波長を有する）紫外（ＵＶ）放射、および（５〜２０ｎｍの範囲内の波長を有する）極端紫外（ＥＵＶ）放射、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めて、全てのタイプの電磁放射を包含する。
【００５４】
[0054]  用語「レンズ」は、状況が許せば、屈折、反射、磁気、電磁、静電光学構成要素を含む様々なタイプの光学構成要素のいずれか１つまたは組合せを指してもよい。
【００５５】
[0055]  本発明の特定の実施形態が上記で説明されてきたが、本発明は説明された以外の方法で実施されてもよいことが理解されるであろう。たとえば、本発明は、上記で開示されたような方法を記載した機械読取可能命令の１つまたは複数のシーケンスが入っているコンピュータプログラム、または、そのようなコンピュータプログラムがその中に記憶されているデータ記憶媒体（たとえば半導体メモリ、磁気または光ディスク）の形態を取ってもよい。
【００５６】
[0056]  上記の説明は、例示的であることを意図するものであって、限定的であることを意図するものではない。したがって、添付の特許請求の範囲の範囲から逸脱することなく、説明された本発明に対して変更がなされてもよいことは、当業者には明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１ａ】本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を示す図である。
【図１ｂ】本発明の一実施形態によるリソグラフィセルまたはクラスタを示す図である。
【図２】本発明で使用されてもよい第１スキャトロメータを示す図である。
【図３】本発明で使用されてもよい第２スキャトロメータを示す図である。
【図４】本発明の一実施形態による方法で基板上にプリントされたキャリブレーションマトリックスを示す図である。
【図５】本発明の一実施形態による方法で生産基板上にプリントされたターゲットを示す図である。
【図６】本発明の一実施形態によるインスペクションツールを示す図である。
【図７】本発明の一実施形態による方法の流れ図である。
【図８】本発明の一実施形態による方法の例で使用されるテストパターンを示す図である。
【図９】図８の例で使用されるテストパターンで変えられることができる寸法を示す図である。
【図１０】図８の例でシミュレートされたテスト結果を示す図である。
【図１１】図８の例でシミュレートされたテスト結果を示す図である。
【図１２】図８の例でシミュレートされたテスト結果を示す図である。
【図１ａ】
2008028389.tif 000002
【図１ｂ】
2008028389.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2008028389.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成19年9月18日(2007.9.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
[0042]  格子Ｇ１、Ｇ２の各ペアは、それぞれのスペクトルＲ１、Ｒ２を提供する。図３に示されているタイプの角度分解スキャトロメータが使用された場合、Ｒ１およびＲ２はθおよびφの関数であり、この場合、θおよびφは瞳面１１の座標である。Ｇ１およびＧ２は、予め決められたパラメータ値でプリントされる場合、事実上同一であるように設計されるので、それらの値におけるそれらのスキャトロメトリスペクトルは同一になるが、パラメータ値が変動するにつれて変化することになり、この例では焦点および線量が予め決められた値から変化することになる。したがって、Ｒ１およびＲ２は、以下のように表されることができる。
R1(θ,φ)=R0(θ,φ)+Z.A1(θ,φ)+Z2.B1(θ,φ)+E.C1(θ,φ)      (1)
R2(θ,φ)=R0(θ,φ)+Z.A2(θ,φ)+Z2.B2(θ,φ)+E.C2(θ,φ)      (2)
式中、Ｒ０は予め決められたパラメータでの反射スペクトルであり、関数Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２、およびＣ１、Ｃ２は、それぞれ、格子Ｇ１およびＧ２に関する線形焦点変化によるスペクトル変化、二次焦点変化、および線量変化を示す。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
[0043]  Ｒ０は、たいていの場合、下にある構造体に強く依存するが、発明者らは、多くの場合、関数Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２、およびＣ１、Ｃ２は、下にある構造体に弱くしか依存しないことを確認した。２つのスペクトルの歩留まりの差を取ると、
ΔR    =R1-R2                               (3)
=Z.(Al-A2)+Z2.(Bl-B2)+E.(Cl-C2)      (4)
【外国語明細書】
2008028389000001.pdf