(57)【要約】【課題】角度分解スペクトロスコピリソグラフィを特徴付けるための装置およびデバイス製造方法を提供する。【解決手段】基板のすべての部分を検査するために、基板テーブルは回転移動および直線移動することができる。さらに、ディテクタは回転移動することができる。これにより、基板表面のすべての部分を該基板に平行な面のすべての角度から検査することが可能となる。直線移動を少なくすることが必要とされるため、当該装置は必要とする空間が小さく、かつ振動も小さい。【選択図】図２
2008016840.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の特性を測定するように構成されたスキャトロメータであって、
基板に放射を投影するよう構成された放射プロジェクタと、
レンズと、
基板から方向変更された角度分解スペクトルを検出するよう構成されたディテクタと、
レンズのオブジェクト面に基板を保持するよう配置された基板テーブルと
を備え、
基板テーブルが第１の方向に直線移動および基板の面に垂直な軸を中心に回転移動されるよう構成されており、ディテクタが基板の面に垂直な軸を中心に回転移動されるよう構成されている、スキャトロメータ。
【請求項２】
基板テーブルが第１の方向に直線移動するよう構成されたステージ上に搭載され、基板テーブルが該ステージに対して回転するよう構成されている、請求項１に記載のスキャトロメータ。
【請求項３】
ステージがマウント上に搭載されており、該ステージがマウントに対して直線移動するよう構成されている、請求項２に記載のスキャトロメータ。
【請求項４】
基板の面に垂直な軸を中心として、基板の面に垂直な軸を中心とするディテクタの回転方向と反対方向に回転するよう構成されたバランスマスをさらに備える、請求項１に記載のスキャトロメータ。
【請求項５】
バランスマスがディテクタと実質的に同等かつこれと反対のトルクで回転するよう構成されている、請求項４に記載のスキャトロメータ。
【請求項６】
ディテクタがマウント上に搭載され、マウントに対して回転するよう構成されている、請求項１に記載のスキャトロメータ。
【請求項７】
基板テーブルを直線移動させるよう構成された第１のモータをさらに備える、請求項１に記載のスキャトロメータ。
【請求項８】
基板テーブルを回転させるよう構成された第２のモータをさらに備える、請求項１に記載のスキャトロメータ。
【請求項９】
ディテクタを回転させるように構成された第３のモータをさらに備える、請求項１に記載のスキャトロメータ。
【請求項１０】
基板テーブルを支持するように構成されたベアリングをさらに備える、請求項１に記載のスキャトロメータ。
【請求項１１】
ベアリングがガスベアリングである、請求項８に記載のスキャトロメータ。
【請求項１２】
ディテクタを支持するように構成されたベアリングをさらに備える、請求項１に記載のスキャトロメータ。
【請求項１３】
ベアリングがガスベアリングである、請求項１２に記載のスキャトロメータ。
【請求項１４】
レンズが高開口数である、請求項１２に記載のスキャトロメータ。
【請求項１５】
開口数が少なくとも０．９である、請求項１４に記載のスキャトロメータ。
【請求項１６】
基板の特性を測定するように構成されたスキャトロメータを備えるリソグラフィ装置であって、
基板に放射を投影するように構成された放射プロジェクタと、
レンズと、
基板から方向変更された角度分解スペクトルを検出するディテクタと、
レンズのオブジェクト面に基板を保持するよう配置された基板テーブルと
を備え、
基板テーブルが第１の方向に直線移動および基板の面に垂直な軸を中心に回転移動されるよう構成されており、ディテクタが基板の面に垂直な軸を中心に回転移動されるよう構成されている、リソグラフィ装置。
【請求項１７】
基板の面に垂直な軸を中心にとして、基板の面に垂直な軸を中心とするディテクタの回転方向とは反対の方向に回転するよう構成されたバランスマスをさらに備える、請求項１６に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１８】
バランスマスがディテクタと実質的に同等かつこれと反対のトルクで回転するよう構成されている、請求項１７に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１９】
パターン付き放射ビームを基板に投影することと、
ディテクタの焦点に基板を直線移動させることと、
基板の面に垂直な軸を中心に基板を回転させることと、
ディテクタを回転させることと、
基板から方向変更された角度分解スペクトルと検出することと、
を含むデバイス製造方法。
【請求項２０】
基板の面に垂直な軸を中心として、基板の面に垂直な軸を中心とするディテクタの回転方向と反対方向にバランスマスを回転させることをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
バランスマスがディテクタと実質的に同等でありかつこれと反対のトルクで回転するよう構成されている、請求項２０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]  本出願は、２００６年６月３０日に出願された同時係属中の米国特許出願第１１／４７８，３０６号の一部継続出願であり、言及によりそのすべての内容が本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
[0002]  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ける検査に使用される装置およびデバイス製造方法に関する。
【０００３】
[0003]  リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板上、通常、基板のターゲット部分上に付与するものである。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造において用いることができる。その場合、ＩＣの個々の層上に形成される回路パターンを生成するために、マスクまたはレチクルとも呼ばれるパターニングデバイスを用いることができる。このパターンは、基板（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つのダイの一部、１つまたはいくつかのダイを含む）に転写される。パターンの転写は通常、基板上に設けられた放射感応性材料（レジスト）層上での結像を介してなされる。一般には、単一の基板が、連続的にパターニングされる隣接したターゲット部分のネットワークを含んでいる。公知のリソグラフィ装置としては、ターゲット部分上にパターン全体を一度に露光することにより各ターゲット部分を照射するステッパ、およびある特定の方向（「スキャン」方向）の照射ビームによってパターンをスキャンすると同時にこの方向に平行または逆平行に基板をスキャンすることにより各ターゲット部分を照射するスキャナが含まれる。パターンを基板上にインプリントすることにより、パターニングデバイスから基板にパターンを転写することも可能である。
【０００４】
[0004]  アライメントなどの基板の特性を定めるために、ビームは基板の表面、たとえば、アライメントターゲットにおいて反射される。また、像は反射ビームのカメラ上に作り出される。基板に反射した前と後のビームの特性を比較することによって、基板の特性を判定することができる。これは、たとえば、反射ビームと公知の基板特性に対応付けられた公知の測定値のライブラリに記憶されたデータとを比較することによって行うことができる。
【０００５】
[0005]  基板上の異なる箇所を検査するために、基板をディテクタに対して移動させる必要がある。基板のあらゆる箇所を検査するためには、ディテクタおよび基板を２つの方向に互いに移動できるようにする必要がある。さらに、装置内に回転の非対称が生じる可能性があるため、基板に対するあらゆる回転角から基板のあらゆる箇所を検出することが可能でなければならない。すなわち、ディテクタと基板は、互いに対するどのような特定の回転においても基板上のあらゆる箇所を検出するよう構成されなければならない。
【０００６】
[0006]  従来、基板テーブルは、第１の直線方向への移動および回転移動が可能であり、ディテクタは、（第１の直線方向に対して垂直な）第２の直線方向に移動可能である。しかしながら、そのような直線移動は大きな空間を必要とし（基板テーブルおよびディテクタは共に少なくとも３００ｍｍ移動させる必要がある）、さらに、大きな加速力が発生することにより大きな振動が生じる。
【０００７】
[0007]  リソグラフィ装置の中およびその近傍のクリーンな環境にスキャトロメトリ装置を設けることが望ましい。そうした環境における空間は大変高価であり、よって、スキャトロメトリ装置が占める空間を最小限に抑えることが望ましい。
【０００８】
[0008]  リソグラフィ装置において露光を正確に行うことは大変重要であることはよく知られており、スキャトロメトリ装置はリソグラフィ装置の近傍に配置されることがよくあるので、スキャトロメトリ装置を使用することにより生ずる振動を最小限に抑えることが望ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
[0009]  したがって、たとえば、必要とする空間が小さくかつ振動を最小限に抑える、基板の特性を測定するためのスキャトロメータを設けることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
[0010]  本発明の一実施形態によると、基板の特性を測定するように構成されたスキャトロメータであって、
基板に放射を投影するよう構成された放射プロジェクタと、
レンズと、
基板から方向変更された角度分解スペクトル(angle-resolved spectrum)を検出するよう構成されたディテクタと、
レンズのオブジェクト面に基板を保持するよう配置された基板テーブルと
を備え、
基板テーブルが第１の方向に直線移動および基板の面に垂直な軸を中心に回転移動されるよう構成されており、ディテクタが基板の面に垂直な軸を中心に回転移動されるよう構成されている、スキャトロメータが提供される。
【００１１】
[0011]  本発明のさらなる実施形態によると、
パターン付き放射ビームを基板に投影することと、
ディテクタの焦点に基板を直線移動させることと、
基板の面に垂直な軸を中心に基板を回転させることと、
ディテクタを回転させることと、
基板から方向変更された角度分解スペクトル(angle-resolved spectrum)と検出することと
を含むデバイス製造方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
[0012]以下、添付の概略図面を参照しながら、単なる例として、本発明の実施形態を説明する。図面において、同じ参照符号は同じ部分を示す。
【００１３】
[0020]  図１（ａ）はリソグラフィ装置を概略的に示している。リソグラフィ装置は、放射ビームＢ（たとえばＵＶ放射または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）ＩＬを備える。サポート（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、かつ一定のパラメータにしたがってパターニングデバイスを正確に位置付けするように構成された第１ポジショナＰＭに連結されている。また、基板テーブルＷＴ（たとえばウェーハテーブル）は、基板（たと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、かつ一定のパラメータにしたがって基板を正確に位置付けするように構成された第２ポジショナＰＷに連結されている。投影システム（たとえば屈折投影レンズ）ＰＬは、パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＰＢに付けられたパターンを基板Ｗのターゲット部分Ｃ（たとえば１つ以上のダイを含む）上に投影するように構成されている。
【００１４】
[0021]  照明システムは、放射を誘導、整形および／または制御するために、屈折型、反射型、磁気型、電磁型、静電型、またはその他のタイプの光コンポーネント、あるいはそれらのあらゆる組合せなどのさまざまなタイプの光コンポーネントを含むことができる。
【００１５】
[0022]  サポートは、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みを支えるものである。サポートは、パターニングデバイスの向き、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内で保持されているか否かなどといった他の条件に応じた態様でパターニングデバイスを保持する。サポートは、機械式、真空式、静電式またはその他のクランプ技術を使って、パターニングデバイスを保持することができる。サポートは、たとえば、必要に応じて固定または可動式にすることができるフレームまたはテーブルであってもよい。サポートは、パターニングデバイスを、たとえば、投影システムに対して任意の位置に確実に置くことができる。本明細書において使われる用語「レチクル」または「マスク」はすべて、より一般的な用語「パターニングデバイス」と同義であると考えるとよい。
【００１６】
[0023]  本明細書において使われる用語「パターニングデバイス」は、基板のターゲット部分内にパターンを作り出すように放射ビームの断面にパターンを付けるために使うことができるあらゆるデバイスを指していると広く解釈されるべきである。なお、放射ビームに付けたパターンは、たとえば、そのパターンが位相シフト特徴またはいわゆるアシスト特徴を含む場合、基板のターゲット部分内の任意のパターンに正確に一致しない場合もある。通常、放射ビームに付けたパターンは、集積回路などの、ターゲット部分内に作り出されるデバイス内の特定機能層に対応することになる。
【００１７】
[0024]  パターニングデバイスは、透過型または反射型であってもよい。パターニングデバイスの例としては、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パネルが含まれる。マスクは、リソグラフィでは公知であり、バイナリ、Alternating位相シフト、およびAttenuated位相シフトなどのマスク型、ならびに種々のハイブリッドマスク型を含む。プログラマブルミラーアレイの一例では、小型ミラーのマトリックス配列が用いられており、各小型ミラーは、入射する放射ビームがさまざまな方向に反射するように、個別に傾斜させることができる。傾斜されたミラーは、ミラーマトリックスによって反射される放射ビームにパターンを付ける。
【００１８】
[0025]  本明細書において使われる用語「投影システム」は、使われている露光放射にとって、あるいは浸液の使用または真空の使用といった他の要因にとって適切な屈折型、反射型、反射屈折型、磁気型、電磁型、および静電型光電システム、またはそれらのあらゆる組合せを含むあらゆるタイプの投影システムを包含していると広く解釈されるべきである。本明細書において使われる用語「投影レンズ」はすべて、より一般的な用語「投影システム」と同義であると考えるとよい。
【００１９】
[0026]  本明細書に示されているとおり、リソグラフィ装置は、透過型のもの（たとえば透過型マスクを採用しているもの）である。また、リソグラフィ装置は、反射型のもの（たとえば、前述のタイプのプログラマブルミラーアレイを採用しているか、または反射型マスクを採用しているもの）であってもよい。
【００２０】
[0027]  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あってもよい。そのような「マルチステージ」機構においては、追加のテーブルを並行して使うことができ、あるいは、予備工程を１つ以上のテーブル上で実行しつつ、別の１つ以上のテーブルを露光用に使うこともできる。
【００２１】
[0028]  また、リソグラフィ装置は、投影システムと基板との間の空間を満たすように、比較的高屈折率を有する液体、たとえば水によって、基板の少なくとも一部を覆うことができる型のものであってもよい。さらに、リソグラフィ装置内の他の空間、たとえば、マスクと投影システムとの間の空間に液浸液を加えてもよい。液浸技術は投影システムの開口度を増加させるためのものとして当該技術分野では周知である。本明細書において使われている用語「液浸」は、基板のような構造体を液体内に沈めなければならないという意味ではなく、単に、露光中、投影システムと基板との間に液体があるということを意味するものである。
【００２２】
[0029]  図１（ａ）を参照すると、イルミネータＩＬは、放射ソースＳＯから放射ビームを受ける。放射ソースおよびリソグラフィ装置は、たとえば、放射ソースがエキシマレーザである場合、別個の構成要素であってもよい。そのような場合には、放射ソースは、リソグラフィ装置の一部を形成しているとはみなされず、また、放射ビームは、放射ソースＳＯからイルミネータＩＬへ、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を使って送られる。別の場合においては、放射源は、たとえば、放射ソースが水銀ランプである場合、リソグラフィ装置の一体部分とすることもできる。放射ソースＳＯおよびイルミネータＩＬは、必要であればビームデリバリシステムＢＤとともに、放射システムと呼んでもよい。
【００２３】
[0030]  イルミネータＩＬは、放射ビームの角強度分布を調節することができるように構成されたアジャスタＡＤを含むことができる。一般に、イルミネータの瞳面内の強度分布の少なくとも外側および／または内側半径範囲（通常、それぞれσ-outerおよびσ-innerと呼ばれる）を調節することができる。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といったさまざまな他の構成要素を含むことができる。イルミネータを使って放射ビームを調節すれば、放射ビームの断面に任意の均一性および強度分布をもたせることができる。
【００２４】
[0031]  放射ビームＢは、サポート（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）上に入射して、パターニングデバイスによってパターン形成される。マスクＭＡを通り抜けた後、放射ビームＢは、投影システムＰＬを通過し、投影システムＰＬは、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームを集束させる。第２ポジショナＰＷおよび位置センサＩＦ（たとえば、干渉デバイス、リニアエンコーダ、または静電容量センサ）を使って、たとえば、さまざまなターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路内に位置付けるように、基板テーブルＷＴを正確に動かすことができる。同様に、第１ポジショナＰＭおよび別の位置センサ（図１（ａ）には明示されていない）を使い、たとえば、マスクライブラリからマスクを機械的に取り出した後またはスキャン中に、マスクＭＡを放射ビームＢの経路に対して正確に位置付けることもできる。通常、マスクテーブルＭＴの移動は、第１ポジショナＰＭの一部を形成するロングストロークモジュール（粗動位置決め）およびショートストロークモジュール（微動位置決め）を使って達成することができる。同様に、基板テーブルＷＴの移動も第２ポジショナＰＷの一部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って達成することができる。ステッパの場合は（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アクチュエータのみに連結されてよく、あるいは、固定されていてもよい。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を使って、位置合わせされてもよい。例示では基板アライメントマークがそれ専用のターゲット部分に置かれているが、基板アライメントマークをターゲット部分の間の空間（これらは、けがき線(scribe-lane)アライメントマークとして公知である）内に置くこともできる。同様に、複数のダイがマスクＭＡ上に設けられている場合、マスクアライメントマークは、ダイの間に置かれてもよい。
【００２５】
[0032]  例示の装置は、以下のモードの少なくとも１つで使うことができると考えられる。
【００２６】
[0033]  １．  ステップモードにおいては、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴを基本的に静止状態に保ちつつ、放射ビームに付けられたパターン全体を一度に（すなわち、単一静止露光）ターゲット部分Ｃ上に投影する。基板テーブルＷＴは、つぎにＸおよび／またはＹ方向に移動され、それによって別のターゲット部分Ｃが露光されることが可能になる。ステップモードにおいては、露光フィールドの最大サイズよって、単一静止露光時に投影されるターゲット部分Ｃのサイズが限定される。
【００２７】
[0034]  ２．  スキャンモードにおいては、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴを同期的にスキャンする一方で、放射ビームに付けられたパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する（すなわち、単一動的露光）。マスクテーブルＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度および方向は、投影システムＰＬの（縮小）拡大率および像反転特性によって決めることができる。スキャンモードにおいては、露光領域の最大サイズよって、単一動的露光時のターゲット部分の幅（非スキャン方向）が限定される一方、スキャン動作の長さによって、ターゲット部分の高さ（スキャン方向）が決まる。
【００２８】
[0035]  ３．  別のモードにおいては、プログラマブルパターニングデバイスを保持しつつ、マスクテーブルＭＴを基本的に静止状態に保ち、また基板テーブルＷＴを動かすまたはスキャンする一方で、放射ビームに付けられているパターンをターゲット部分Ｃ上に投影する。このモードにおいては、通常、パルス放射源が採用されており、さらにプログラマブルパターニングデバイスは、基板テーブルＷＴの移動後ごとに、またはスキャン中、連続する放射パルスの間に、必要に応じて更新される。この動作モードは、前述のタイプのプログラマブルミラーアレイといった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適用することができる。
【００２９】
[0036]  上述の使用モードの組合せおよび／またはバリエーション、あるいは完全に異なる使用モードもまた採用可能である。
【００３０】
[0037]  図１（ｂ）に示すとおり、リソグラフィ装置ＬＡは、リソグラフィセルＬＣの一部を形成する。リソグラフィセルＬＣはリソセル(lithography cell)またはクラスタと呼ばれることもあり、基板に対する露光前および露光後の処理を行う装置を含む。従来、これらの装置には、レジスト層を堆積させるためのスピンコータＳＣ、露光されたレジストを現像するためのディベロッパＤＥ、チルプレートＣＨおよびベークプレートＢＫが含まれる。基板ハンドラまたはロボットＲＯは、入力／出力ポートＩ／Ｏ１、Ｉ／Ｏ２から基板を取り出し、上述のさまざまな処理装置の間でこれらを移動させ、リソグラフィ装置のローディングベイＬＢに送り届ける。これらのデバイスは、よくトラックと総称されるもので、トラック制御ユニットＴＣＵの制御下にある。このトラック制御ユニットＴＣＵ自体は監視制御システムＳＣＳによって制御されており、この監視制御システムＳＣＳはリソグラフィ装置も制御している。そのため、上述のさまざまな装置をスループットおよび処理効率を最大化するよう動作させることができる。
【００３１】
[0038]  リソグラフィ装置によって露光される基板において各レジスト層について露光が行われるために、リソグラフィ装置が補償しなればならない、アライメント、回転等の変更があるか否かを判定するために測定すべき一定の特性がある。基板の特性、および、特に、異なる基板の特性または同一の基板の異なる層の特性が各層間でどのように異なるかの測定には別個の検査装置が使用される。
【００３２】
[0039]  基板Ｗの表面特性は、図２に示すようなスキャトロメータといったセンサを使用して測定することができる。スキャトロメータは、基板Ｗに放射を投影する、広帯域（白色光）放射プロジェクタ２を備える。反射された放射は、正反射された放射のスペクトル１０（波長の関数としての強度）を測定するスペクトロメータディテクタ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た構造またはプロファイルを、たとえば、厳密結合波解析(Rigorous Coupled Wave Analysis)および非線形回帰によって、または、図２の下部に示すような模擬スペクトルのライブラリとの比較によって再構成することができる。一般に、再構成のためには、基板の一般的な形態は分かっており、一定のパラメータは構造がつくられた工程の知識から推測され、構造の２、３のパラメータのみがスキャトロメータから判定される。
【００３３】
[0040]  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であってよい。複数の波長の範囲の単一の角度の反射ではなく、反射を単一の波長の複数の角度の範囲で測定するスキャトロメトリの変形物を使用してもよい。
【００３４】
[0041]  基板の特性を測定するスキャトロメータは、高開口数レンズの瞳面１１において、図３に示される複数の角度および波長で基板表面Ｗから反射する角度分解スペクトルの特性を測定することができる。こうしたスキャトロメータは、基板に放射を投影する放射プロジェクタ２および反射スペクトルを検出するディテクタ１４を備えることができる。瞳面は、放射の半径方向の位置が入射角を定義し、角度位置がアジマス角を定義する面である。ディテクタ１４は、高開口数レンズの瞳面に配置される。開口数は高くしてよく、少なくとも０．９とするのが望ましく、少なくとも０．９５とするのがさらに望ましい。液浸スキャトロメータは、１を超える開口数を有するレンズをも備えることができる。
【００３５】
[0042]  角度分解スキャトロメータの中には散光の強度のみを測定するものがある。しかしながら、最近のスキャトロメータはいくつかの波長を複数の角度の範囲で同時に測定することができる。さまざまな波長および角度についてスキャトロメータによって測定される特性は、ＴＭおよびＴＥ偏光の強度およびＴＭおよびＴＥ偏光の間の位相差であってよい。
【００３６】
[0043]  広帯域の光源（すなわち、広範囲の光周波数または波長を有するもの、よって複数の色を持つもの）の使用が可能であり、これにより大きなエテンデュ(etendue)がもたらされ、複数の波長の混合が可能となる。広帯域における複数の波長はそれぞれが、たとえば、δλの帯域幅を備え、したがって、少なくとも２δλ（すなわち、帯域幅の２倍）の間隔を有することが好ましい。放射のいくつかの「ソース」は、拡張された放射ソースの、たとえば、ファイバー束を使用して分割されたそれぞれの箇所であってよい。このように、角度分解スキャタスペクトルは複数の波長で並行して測定することができる。２−Ｄスペクトルよりも多い情報を含む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。これにより、より多くの情報を測定することが可能となり、メトロロジー処理のロバスト性が増すことになる。
【００３７】
[0044]  本発明において使用しうるスキャトロメータを図３に示す。放射プロジェクタ２の放射は、レンズシステム１２を使用して干渉フィルタ１３を通して集束され、微小対物レンズ１５を介して基板Ｗ上に集束される。放射はその後、スキャタスペクトルを測定するために、後面投影された瞳面１１において、部分的反射面１６を介してＣＣＤディテクタ１４に向けて反射される。瞳面１１はレンズシステム１５の焦点距離に位置する。ディテクタおよび高開口数レンズは瞳面に配置される。高開口数レンズの瞳面は通常レンズの内部に配置されるので、瞳面は補助的な光学素子を使用して再投影(re-image)されてよい。
【００３８】
[0045]  反射された放射の瞳面は、たとえば、１つのフレームにつき４０ミリ秒の積分時間でＣＣＤディテクタ上に投影される。このように、基板ターゲットの二次元の角散乱スペクトルがディテクタ上に投影される。ディテクタは、たとえば、ＣＣＤディテクタまたはＣＭＯＳディテクタのアレイであってよい。
【００３９】
[0046]  干渉フィルタ１３のセットは４０５から７９０ｎｍ、または、２００から３００ｎｍといったそれ以下の範囲で関連の波長を選択するために使用することができる。干渉フィルタは、異なるフィルタのセットを備えるのではなく、調節可能なものとしてよい。干渉フィルタの代わりにグレーティングを使用することもできる。
【００４０】
[0047]  基板Ｗまたは部分的反射面１６をグレーティングにしてもよい。グレーティングは、現像後に、バーがレジストの実線から形成されるようにプリントすることができる。あるいは、バーをエッチングにより基板に形成してもよい。このパターンは、リソグラフィ投影装置、特に投影システムＰＬにおける色収差の影響を受けやすく、照明シンメトリおよびそのような収差の存在がプリントされたグレーティングの変化に表れる。したがって、プリントされたグレーティングのスキャトロメトリデータを使用してグレーティングが再構成される。プリント工程および／またはその他のスキャトロメトリ処理の知識から、ライン幅および形状といったグレーティングのパラメータを再構成処理に取り入れることができる。
【００４１】
[0048]  基板Ｗの表面の異なる部分を検査することが望ましいことがある。そのため、基板Ｗおよびディテクタ１４を互いに対して移動されることになり、図４はこれを達成するための、本発明の一実施形態による装置を示している。基板Ｗを保持する基板テーブルＷＴは、モータＴ１を使用してトラック２０に沿って直線移動させることができる基板ステージＷＳ上に配置される。トラック２０は、マウントフレームＭＦ上に配置してもよい。マウントフレームＭＦ上には、ディテクタＤが搭載されるか、あるいは、これは別のフレーム（図示せず）に搭載されてもよい。さらに、ロータ部分２１を使用して、基板テーブルＷＴを基板ステージに対して回転させることができる。基板ＷＴの直線移動および回転移動により基板のすべての部分から反射された放射を検出することができ、基板のすべての箇所を検査することができる。しかしながら、基板の表面のすべての部分をすべての角度から調べることができることが望ましいので、さらに、ロータＴ２を使用して検出部分Ｄも基板の面に垂直な軸を中心に回転させることができる。よって、基板の表面のすべての部分を、基板の面に平行な面のすべての角度から調べることができる。
【００４２】
[0049]  オブジェクトを回転させる場合は、オブジェクトを直線動作させる場合よりも一般に大きな振動は発生せず、必要とする空間(volume)も小さい。よって、基板のすべての部分をディテクタと基板テーブルの両方を回転させることにより検査することができるようにし、（従来のように、基板テーブルとディテクタの両方の直線動作またはディテクタの二次元の直線動作を使用するのではなく）基板テーブルの直線動作のみを使用することにより、振動および障害が少なくかつ小さくなり、リソグラフィ装置が必要とする空間も小さくなる。
【００４３】
[0050]  図４の装置は基板ステージがトラック２０に沿って移動するものとして示されるが、基板ステージは、図５に示されるようにローラ３０に沿って移動してもよい。実際に、どのような直線移動の方法でも適しているが、振動を最小限に抑えるものが望ましい。振動をさらに低減するために、基板ステージをベアリング、望ましくは、空気ベアリング上で支持してもよい。
【００４４】
[0051]  また、図５に示されるとおり、ディテクタＤは、ディテクタマウントＤＭ上に搭載することができる。その後、ロータはディテクタマウントに対してディテクタを回転させる。ディテクタおよび／またはディテクタマウントをベアリング、特に、空気ベアリング上で支持することが好ましい。
【００４５】
[0052]  基板ステージが移動され、基板テーブルおよび検出部分Ｄが回転した後、たとえば、グレーティングを検出する前に、検出部分Ｄおよび基板テーブルの位置および向きを測定してよい。
【００４６】
[0053]  バランスマスＢＮをさらに備える別の構成が図６に示されている。バランスマスは、ディテクタＤがある方向に回転する場合に、バランスマスがその反対方向に回転する（すなわち、ディテクタが時計回りに回転する場合、バランスマスは反時計回りに回転する。また、その逆の場合も同様である）ように構成される。これは、振動やディテクタの回転による生じる力の外部影響を最小限に抑えるのに有効である。最も効率的に振動を最小限に抑えるためには、ディテクタＤとバランスマスＢＭの両方に印加されているトルクを同等（かつ逆）にすべきである。バランスマスＢＭおよびディテクタが同等の慣性モーメントを有することはできないので、ディテクタおよびバランスマスの回転角は同じにはならない。バランスマスは、パッシブまたはアクティブのいずれでもよく、複数の小さなバランスマスを備えてもよい。これらの小さなバランスマスの合計のトルクはディテクタのトルクと実質的に同等でありかつこれと反対となる。
【００４７】
[0054]  本明細書ではリソグラフィ装置に関連して説明したが、このような構成は他のタイプのスキャトロメータに関連して使用することができる。
【００４８】
[0055]上記の説明は、限定ではなく例示を意図したものである。したがって、当業者には明らかなように、添付の特許請求の範囲を逸脱することなく本記載の発明に変更を加えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１ａ】[0013]  本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を示す。
【図１ｂ】[0014]  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２】[0015]  本発明においてセンサとして使用することができるスキャトロメータを示す。
【図３】[0016]  高開口数レンズの瞳面の角度分解スペクトルを測定する一般的な操作原理を示す。
【図４】[0017]  本発明の第１の実施形態による構成を示す。
【図５】[0018]  本発明の第２の実施形態による構成を示す。
【図６】[0019]  本発明の実施形態による別の構成を示す。
【図１ａ】
2008016840.tif 000003
【図１ｂ】
2008016840.tif 000004
【図３】
2008016840.tif 000005
【図４】
2008016840.tif 000006
【図５】
2008016840.tif 000007
【図６】
2008016840.tif 000008
【図２】
2008016840.tif 000009
【外国語明細書】
2008016840000001.pdf