(57)【要約】【課題】基板のより小さな面積が必要とされるオーバーレイエラーを算出するための代替的な方法を提供することである。【解決手段】基板上の複数のターゲットに放射が投影される。非対称性に由来し得るオーバーレイエラーが基板にわたって滑らかに変動すると仮定することによって、測定されるターゲット数を低減することができる。これによって、基板の各層に対するターゲットによって用いられるスクライブラインの面積がより小さくなり得る。【選択図】図４
2008177567.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板におけるオーバーレイエラーを測定する方法であって、
前記基板上の複数の位置にある複数のターゲット上に放射ビームを投影するステップと、
前記基板上の前記複数のターゲットの各々から反射された放射をスキャトロメータを用いて測定するステップと、
前記反射された放射から前記オーバーレイエラーの程度を検出および算出するステップと
を含み、
前記算出が、前記ターゲットの非対称性に由来する各ターゲットの前記オーバーレイエラーの比率が前記複数の位置に関して一定であると仮定する、方法。
【請求項２】
前記測定され反射された放射が、前記基板上の８つの位置から反射される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ターゲットの各々が２Ｄ格子であり、前記測定され反射された放射が前記基板上の４つの位置から反射される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ビームが線形的に偏光される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記測定され反射された放射が、８つのターゲット、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６、Ａ７、Ａ８から反射され、前記オーバーレイエラーが以下の式、
【数１】
2008177567.tif 000005
を解くことによって算出され、
ここで式中、Ｔは変位を表し、Ｍは倍率を表し、Ｒは回転を表し、Ｋは非対称性に対するオーバーレイエラーの比例を表し、上付き文字ｆは基板に対するフィールド基準を表し、ｄは２つのそれぞれの層における重なり合う２つのターゲットＡ間のバイアス距離を表し、Ｘ、Ｙはそれぞれの直交する位置を表す、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
各ターゲットが重畳された複数の格子を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
パターニングされた放射ビームを基板上に投影して前記基板を露光するステップを含み、前記露光するステップが請求項１に記載の方法によって決定されたオーバーレイエラーに基づく、基板の製造方法。
【請求項８】
基板の特性を測定するように構成された検査装置であって、
前記基板上の複数の位置にある複数のターゲット上に放射を投影するように構成された放射投影装置と、
前記ターゲットの各々から反射された放射を検出するように構成された検出器と、
前記ターゲットの非対称性に由来するオーバーレイエラーが前記複数のターゲットに関して一定であると仮定して、前記複数のターゲットから反射された前記放射に基づいて前記オーバーレイエラーを算出するように構成されたデータ操作ユニットと
を備える、検査装置。
【請求項９】
前記検出され反射された放射が、前記基板上の８つのターゲットから反射される、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記ターゲットの各々が２Ｄ格子であり、前記検出され反射された放射が前記基板上の４つのターゲットから反射される、請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
前記放射が線形的に偏光される、請求項８に記載の装置。
【請求項１２】
前記検出され反射された放射が、８つのターゲット、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６、Ａ７、Ａ８から反射され、前記オーバーレイエラーが以下の式、
【数２】
2008177567.tif 000006
を解くことによって算出され、
ここで式中、Ｔは変位を表し、Ｍは倍率を表し、Ｒは回転を表し、Ｋは非対称性に対するオーバーレイエラーの比例を表し、上付き文字ｆは基板に対するフィールド基準を表し、ｄは２つのそれぞれの層における重なり合う２つのターゲットＡ間のバイアス距離を表し、Ｘ、Ｙはそれぞれの直交する位置を表す、請求項８に記載の装置。
【請求項１３】
各ターゲットが重畳された複数の格子を含む、請求項８に記載の装置。
【請求項１４】
放射ビームを調整するように構成された照明支持体と、
前記放射ビームの断面にパターンを付与してパターニングされた放射ビームを形成することのできるパターニングデバイスを支持するように構成された支持体と、
基板を保持するように構成された基板テーブルと、
前記パターニングされた放射ビームを前記基板のターゲット部分上に投影するように構成された投影システムと、
基板上の複数の位置にある複数のターゲットの各々から反射された放射を検出するように構成された検出器、および、前記ターゲットの非対称性に由来するオーバーレイエラーが前記複数のターゲットに関して一定であると仮定して、前記複数のターゲットから反射された前記放射に基づいて前記オーバーレイエラーを算出するように構成されたデータ操作ユニットを含む、基板の特性を測定するように構成された検査装置と
を備える、リソグラフィ装置。
【請求項１５】
基板におけるオーバーレイエラーを測定する方法であって、
前記基板上の複数の位置にある複数のターゲット上に放射ビームを投影するステップと、
前記基板上の前記複数のターゲットの各々から反射された放射をスキャトロメータを用いて測定するステップと、
前記反射された放射から前記オーバーレイエラーの程度を検出および算出するステップと
を含み、
前記算出が、あるパラメータに由来する各ターゲットの前記オーバーレイエラーの比率が前記複数の位置に関して一定であると仮定する、方法。
【請求項１６】
基板の特性を測定するように構成された検査装置であって、
前記基板上の複数の位置にある複数のターゲット上に放射を投影するように構成された放射投影装置と、
前記ターゲットの各々から反射された放射を検出するように構成された検出器と、
あるパラメータに由来するオーバーレイエラーが前記複数の位置に関して一定であると仮定して、前記複数のターゲットから反射された前記放射に基づいて前記オーバーレイエラーを算出するように構成されたデータ操作ユニットと
を備える、検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]  本発明は、例えばリソグラフィ技術によるデバイス製造において使用可能な検査方法、およびリソグラフィ技術を用い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、基板に、通常は基板のターゲット部分に、所望のパターンを付ける機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造で使用することができる。そのような例では、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使用して、ＩＣの個々の層に形成されるべき回路パターンを生成することができる。このパターンは、基板（例えば、シリコンウェーハ）のターゲット部分（例えば、一部、１つ、またはいくつかのダイを含む）に転写することができる。パターンの転写は一般に、基板上に設けられた放射感応性材料（レジスト）の層へ像を形成することによる。一般に、単一基板は、連続してパターニングされる隣り合うターゲット部分のネットワークを含む。知られているリソグラフィ装置には、ターゲット部分に全パターンが一度に露光されることにより各ターゲット部分に光が当てられるいわゆるステッパと、放射ビームによってパターンが所与の方向（「スキャン」方向）にスキャンされ、同時に同期してこの方向に対して平行または逆平行に基板がスキャンされることにより各ターゲット部分に光が当てられるいわゆるスキャナとがある。パターンを基板にインプリントすることによって、パターニングデバイスから基板にパターンを転写することもできる。
【０００３】
[0003]  リソグラフィプロセスを監視するために、パターニングされた基板の１つまたは複数のパラメータ、例えば、基板の内または上に形成された連続層間のオーバーレイエラーが一般的には測定される。走査型電子顕微鏡および種々の専門的なツールの使用など、リソグラフィプロセスにおいて形成された微細構造体を測定するための種々の技術がある。専門的な検査ツールの１つの形態はスキャトロメータであり、放射ビームが基板表面上のターゲットの上に誘導され、散乱または反射されたビームの１つまたは複数の特性が測定される。ビームが基板によって反射または散乱される前後に、ビームの１つまたは複数の特性を比較することによって、基板の１つまたは複数の特性が決定され得る。これは、例えば、既知の基板特性に関連する既知の測定結果のライブラリに格納されたデータと反射されたビームを比較することによって行うことができる。スキャトロメータの主な２種類が周知である。分光型スキャトロメータは広帯域の放射ビームを基板上に誘導し、特定の狭い角度範囲内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。角度分解型スキャトロメータは単色放射ビームを用い、散乱された放射の強度を角度の関数として測定する。エリプソメータは偏光状態を測定する。
【０００４】
[0004]  あるパターンに関するオーバーレイエラーを算出するために、ターゲットを照明し、反射された放射からデータを収集するこのようなシステムが用いられることが多い。これは一般に、重畳された複数の（ターゲットを形成する）格子を基板内にエッチングし、格子間のオーバーレイエラーを測定することによって達成される。しかし、線形的変位、回転、倍率および／または非対称性などの多数の異なるパラメータが存在する。これら異なる要因に対処するために、反射された放射が多数の異なる位置から測定され、多数の重畳されたパターン（または格子）が用いられている。これらのターゲットの各々は、他のパターン、例えば集積回路のための基礎を形成するパターンに使用できたであろう基板上のある面積を占める。
【０００５】
[0005]  ターゲットは一般に、基板上の専用のスクライブラインスクライブラインに位置決めされる。新しいパターンが基板にエッチングされる毎に、この新しいパターンと直前のパターンとの間のオーバーレイエラーを確認するのに新しいセットのターゲットがエッチングされる。基板は多数のパターニングされた層を有することができるので、ターゲットの１つのセットはスクライブラインを充填することができないが、ターゲットの多数のセットが集積回路の製造に用いられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
[0006]  例えば、基板のより小さな面積が必要とされるオーバーレイエラーを算出するための代替的な方法を提供することが好ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
[0007]  本発明の一態様によれば、基板上の複数の位置にある複数のターゲット上に放射ビームを投影するステップと、基板上の複数のターゲットの各々から反射された放射をスキャトロメータを用いて測定するステップと、反射された放射からオーバーレイエラーの程度を検出および算出するステップとを含み、この算出が、ターゲットの非対称性に由来する各ターゲットのオーバーレイエラーの比率が複数の位置に関して一定であると仮定する、基板におけるオーバーレイエラーを測定する方法が提供される。
【０００８】
[0008]  本発明の更なる態様によれば、基板上の複数の位置にある複数のターゲット上に放射を投影するように構成された放射投影装置と、ターゲットの各々から反射された放射を検出するように構成された検出器と、ターゲットの非対称性に由来するオーバーレイエラーが複数のターゲットに関して一定であると仮定して、複数のターゲットから反射された放射に基づいてオーバーレイエラーを算出するように構成されたデータ操作ユニットとを備える、基板の特性を測定するように構成された検査装置が提供される。
【０００９】
[0009]  本発明の更なる態様によれば、基板上の複数の位置にある複数のターゲット上に放射ビームを投影するステップと、基板上の複数のターゲットの各々から反射された放射をスキャトロメータを用いて測定するステップと、反射された放射からオーバーレイエラーの程度を検出および算出するステップとを含み、この算出が、あるパラメータに由来する各ターゲットのオーバーレイエラーの比率が複数の位置に関して一定であると仮定する、基板におけるオーバーレイエラーを測定する方法が提供される。
【００１０】
[0010]  本発明の更なる態様によれば、基板上の複数の位置にある複数のターゲット上に放射を投影するように構成された放射投影装置と、ターゲットの各々から反射された放射を検出するように構成された検出器と、あるパラメータに由来するオーバーレイエラーが複数のターゲットに関して一定であると仮定して、複数のターゲットから反射された放射に基づいてオーバーレイエラーを算出するように構成されたデータ操作ユニットとを備える、基板の特性を測定するように構成された検査装置が提供される。
【００１１】
[0011]  ここで、本発明の実施形態を単なる例として添付の略図を参照して説明する。図面において、対応する参照符号は対応する部分を指す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
[0018]  図１ａは、リソグラフィ装置を概略的に示す。このリソグラフィ装置は、
[0019]  放射ビームＢ（例えばＵＶ放射またはＥＵＶ放射）を調整するように構成された照明システム（イルミネータ）ＩＬと、
[0020]  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成され、特定のパラメータに従ってパターニングデバイスを正確に位置決めするように構成された第１の位置決め装置ＰＭに接続された支持構造体（例えばマスクテーブル）ＭＴと、
[0021]  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成された第２の位置決め装置ＰＷに接続された基板テーブル（例えばウェーハテーブル）ＷＴと、
[0022]  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（例えば１つまたは複数のダイを備える）ターゲット部分Ｃ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）ＰＬとを備える。
【００１３】
[0023]  照明システムは、放射の誘導、成形、または制御を行うための、屈折、反射、磁気、電磁気、静電気型等の光学コンポーネント、またはそれらの組合せなどの様々なタイプの光学コンポーネントを含んでいてもよい。
【００１４】
[0024]  支持構造体は、パターニングデバイスの配向、リソグラフィ装置の設計、および他の条件、例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に応じるように、パターニングデバイスを保持する。この支持構造体は、パターニングデバイスを保持するために、機械的、真空、静電気等のクランプ技術を使用することができる。支持構造体は、例えばフレームまたはテーブルでよく、必要に応じて固定式または可動式でよい。支持構造体は、パターニングデバイスが例えば投影システムなどに対して確実に所望の位置にくるようにできる。本明細書において「レチクル」または「マスク」という用語を使用した場合、その用語は、より一般的な用語である「パターニングデバイス」と同義とみなすことができる。
【００１５】
[0025]  本明細書において使用する「パターニングデバイス」という用語は、基板のターゲット部分にパターンを生成するように、放射ビームの断面にパターンを付与するために使用することができるどのようなデバイスも指すものとして広義に解釈されるべきである。ここで、放射ビームに付与されるパターンは、例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、基板のターゲット部分における所望のパターンに正確には対応しないことがある点に留意されたい。一般的に、放射ビームに付与されるパターンは、集積回路などのターゲット部分に生成されるデバイスの特別な機能層に相当する。
【００１６】
[0026]  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において周知のものであり、これには、バイナリマスク、レベンソン型（ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ）位相シフト、およびハーフトーン型（ａｔｔｅｎｕａｔｅｄ）位相シフトのようなマスクタイプ、ならびに様々なハイブリッドマスクタイプが含まれる。プログラマブルミラーアレイの一例として、小さなミラーのマトリクス配列を使用し、そのミラーは各々、入射する放射ビームを異なる方向に反射するよう個々に傾斜することができる。傾斜したミラーは、ミラーマトリクスによって反射する放射ビームにパターンを付与する。
【００１７】
[0027]  本明細書において使用する「投影システム」という用語は、例えば使用する露光放射、または液浸液の使用や真空の使用などの他の要因に合わせて適宜、例えば屈折光学システム、反射光学システム、反射屈折光学システム、磁気光学システム、電磁気光学システムおよび静電気光学システム、またはそれらの任意の組合せを含む任意のタイプの投影システムを網羅するものとして広義に解釈されるべきである。本明細書において「投影レンズ」という用語を使用した場合、これはさらに一般的な「投影システム」という用語と同義とみなすことができる。
【００１８】
[0028]  ここに示している装置は透過タイプである（例えば透過マスクを使用する）。あるいは、装置は反射タイプでもよい（例えば上記で言及したようなタイプのプログラマブルミラーアレイを使用する、または反射マスクを使用する）。
【００１９】
[0029]  リソグラフィ装置は２つ（デュアルステージ）またはそれ以上の基板テーブル（および／または２つ以上の支持構造体）を有するタイプでよい。このような「マルチステージ」機械においては、追加のテーブルおよび／または支持構造体を並行して使用するか、１つまたは複数の他のテーブルおよび／または支持構造体を露光に使用している間に１つまたは複数のテーブルおよび／または支持構造体上で予備ステップを実行することができる。
【００２０】
[0030]  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、基板の少なくとも一部が比較的高い屈折率を有する液体、例えば水でカバーされるタイプであってもよい。液浸液は、リソグラフィ装置中の他の空間、例えば、マスクと投影システムとの間で適用されてもよい。液浸技術を用いれば、投影システムの開口数を増大させることで当技術分野において周知である。本明細書中で用いられる用語「液浸」は、基板のような構造体が液体中に浸されなければならないことを意味しているのではなく、単に、露光の間、投影システムと基板との間に液体が配置されているということを意味しているにすぎない。
【００２１】
[0031]  図１ａを参照すると、イルミネータＩＬは放射源ＳＯから放射ビームを受け取る。放射源とリソグラフィ装置とは、例えば放射源がエキシマレーザである場合に、それぞれ別々の構成要素であってもよい。このような場合、放射源はリソグラフィ装置の一部を形成するとみなされず、放射ビームは、例えば適切な誘導ミラーおよび／またはビームエキスパンダなどを備えるビームデリバリシステムＢＤの補助により、放射源ＳＯからイルミネータＩＬへと通過させられる。他の例では、例えば放射源が水銀ランプの場合は、放射源がリソグラフィ装置の一体部分であってもよい。放射源ＳＯおよびイルミネータＩＬは、必要に応じてビームデリバリシステムＢＤとともに放射システムと呼ぶことができる。
【００２２】
[0032]  イルミネータＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調節するアジャスタＡＤを備えていてもよい。通常、少なくとも、イルミネータの瞳面における強度分布の外側および／または内側半径範囲（一般にそれぞれ、σ−ｏｕｔｅｒおよびσ−ｉｎｎｅｒと呼ばれる）を調節することができる。また、イルミネータＩＬは、インテグレータＩＮおよびコンデンサＣＯなどの他の種々のコンポーネントを備えていてもよい。イルミネータを用いて放射ビームを調整し、その断面にわたって所望の均一性と強度分布とが得られるようにしてもよい。
【００２３】
[0033]  放射ビームＢは、支持構造体（例えばマスクテーブル）ＭＴに保持されたパターニングデバイス（例えばマスク）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はパターニングデバイスＭＡを横断して、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームを集束する投影システムＰＬを通過する。第２の位置決め装置ＰＷおよび位置センサＩＦ（例えば干渉計デバイス、リニアエンコーダ、２−Ｄエンコーダ、または容量センサ）の補助により、基板テーブルＷＴを、例えば放射ビームＢの経路において様々なターゲット部分Ｃに位置決めするように正確に移動できる。同様に、第１の位置決め装置ＰＭおよび別の位置センサ（図１ａには明示されていない）を使用して、例えばマスクライブラリから機械的に検索した後に、またはスキャン中に、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。一般的に、支持構造体ＭＴの移動は、第１の位置決め装置ＰＭの部分を形成するロングストロークモジュール（粗動位置決め）およびショートストロークモジュール（微動位置決め）の補助により実現できる。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第２の位置決め装置ＰＷの部分を形成するロングストロークモジュールおよびショートストロークモジュールを使用して実現できる。ステッパの場合（スキャナとは対照的に）、支持構造体ＭＴをショートストロークアクチュエータのみに接続するか、固定してもよい。パターニングデバイスＭＡおよび基板Ｗは、パターニングデバイスアラインメントマークＭ１、Ｍ２および基板アラインメントマークＰ１、Ｐ２を使用して位置合わせすることができる。図示のような基板アラインメントマークは、専用のターゲット部分を占有するが、ターゲット部分の間の空間に配置してもよい（スクライブラインアライメントマークと呼ばれる）。同様に、パターニングデバイスＭＡ上に複数のダイを設ける状況では、パターニングデバイスアラインメントマークをダイ間に配置してもよい。
【００２４】
[0034]  図示の装置は以下のモードのうち少なくとも１つにて使用可能である。
【００２５】
[0035]  １．ステップモードにおいては、支持構造体ＭＴおよび基板テーブルＷＴは、基本的に静止状態に維持される一方、放射ビームに付与されたパターン全体が１回でターゲット部分Ｃに投影される（すなわち単一静止露光）。次いで、別のターゲット部分Ｃを露光できるように、基板テーブルＷＴがＸ方向および／またはＹ方向にシフトされる。ステップモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、単一静止露光で像が形成されるターゲット部分Ｃのサイズが制限される。
【００２６】
[0036]  ２．スキャンモードにおいては、支持構造体ＭＴおよび基板テーブルＷＴは同期的にスキャンされる一方、放射ビームに付与されたパターンをターゲット部分Ｃに投影する（つまり単一動的露光）。支持構造体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の拡大（縮小）および像反転特性によって決めることができる。スキャンモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、単一動的露光におけるターゲット部分の（非スキャン方向における）幅が制限され、スキャン動作の長さによってターゲット部分の（スキャン方向における）高さが決まる。
【００２７】
[0037]  ３．別のモードでは、支持構造体ＭＴはプログラマブルパターニングデバイスを保持して基本的に静止状態に維持され、基板テーブルＷＴを移動またはスキャンさせながら、放射ビームに付与されたパターンをターゲット部分Ｃに投影する。このモードでは、一般にパルス放射源を使用して、基板テーブルＷＴを移動させる毎に、またはスキャン中に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を必要に応じて更新する。この動作モードは、上記した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使用するマスクなしリソグラフィに容易に適用できる。
【００２８】
[0038]  上述した使用モードの組合せおよび／または変形、あるいは全く異なる使用モードも利用できる。
【００２９】
[0039]  図１ｂに示すように、リソグラフィ装置ＬＡは、基板上で１つまたは複数の露光前プロセスおよび露光後プロセスを行うための装置も含む、リソセルまたはリソクラスタと呼ばれることもあるリソグラフィセルＬＣの一部を形成する。従来、これらは、レジスト層を付着させる１つまたは複数のスピンコーターＳＣ、露光されたレジストを現像する１つまたは複数のデベロッパＤＥ、１つまたは複数のチルプレートＣＨ、および１つまたは複数のベークプレートＢＫを含む。基板ハンドラ、すなわち基板ロボットＲＯは、入力／出力ポートＩ／Ｏ１、Ｉ／Ｏ２から基板を拾い上げ、基板を異なるプロセスデバイス間で移動させ、リソグラフィ装置のローディングベイＬＢまでその基板を運ぶ。多くの場合トラックと集合的に呼ばれるこれらのデバイスは、トラック制御ユニットＴＣＵに基づいて制御される。ＴＣＵ自体は、リソグラフィ制御ユニットＬＡＣＵを介してリソグラフィ装置も制御する監督制御システムＳＣＳによって制御される。したがって、スループットおよび処理効率を最大にするために、異なる装置が稼動されてよい。
【００３０】
[0040]  リソグラフィ装置によって露光された基板を正確かつ一貫して露光するために露光された基板を検査して、１つまたは複数の特性、例えば続く層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ジョン（ＣＤ）等を測定することが好ましい。エラーが検出される場合、１つまたは複数の続く基板の露光に対して調節が行われてよく、特に、検査を十分に迅速かつ高速に行うことが可能であれば、同じバッチの別の基板も露光される。また、既に露光された基板を（歩留まりを上げるために）ストリップし、再加工してもよいし、廃棄してもよく、これにより欠陥があることがわかっている基板上で露光を行わなくて済む。基板のいくつかのターゲット部分のみに欠陥がある場合、欠陥のないターゲット部分のみに更なる露光が行われ得る。別の可能性は、エラーを補償するように次のプロセスステップの設定を適合させることであり、例えば、トリムエッチングステップの時間を調節して、リソグラフィプロセスステップから生じる基板間のＣＤ変動を補償することができる。
【００３１】
[0041]  基板の１つまたは複数の特性を決定するため、特に、異なる基板の１つまたは複数の特性あるいは同一基板の異なる層の１つまたは複数の特性が層毎および／または基板にわたって如何に変動するかを決定するために、検査装置が用いられる。検査装置は、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いし、独立型のデバイスであってもよい。最も迅速な測定を可能にするためには、検査装置が露光されたレジスト層の１つまたは複数の特性を露光直後に測定することが望ましい。しかし、レジスト中の潜像はコントラストが非常に低く（すなわち、放射に曝露されたレジストの部分と曝露されなかったレジストの部分との屈折率の差が極めて小さい）、すべての検査装置が、潜像を有効に測定するのに十分な感度を有しているわけではない。このため、測定は露光後ベークステップ（ＰＥＢ）の後に行われることがある。露光後ベークステップは、通常は露光された基板上で行われる最初のステップであり、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させる。この段階では、レジスト中の像は半潜と呼ばれることがある。現像されたレジスト像（この時点では、レジストの露光部分または非露光部分が除去されている）を測定することも可能であり、またはエッチングなどのパターン転写ステップ後に測定することも可能である。後者の可能性は欠陥のある基板の再加工の可能性を制限するが、例えばプロセス制御のために、有用な情報を依然として提供し得る。
【００３２】
[0042]  図２は本発明の実施形態において使用することのできるスキャトロメータＳＭＩを示す。このスキャトロメータは、基板Ｗ上に放射を投影する広帯域（白色光）放射投影装置２を備えている。反射された放射は、鏡面的に反射された放射のスペクトル１０を測定する（すなわち、波長の関数としての強度測定）分光計検出器（分光計ディテクタ）４まで通過させられる。このデータから、検出されたスペクトルを生じる構造またはプロファイルが、処理ユニットＰＵを用いて、例えば、厳密結合波解析および非線形解析によって、または図２の一番下に示したシミュレーションしたスペクトルのライブラリと比較することによって、再構築され得る。一般に再構築のために、構造の一般的形態が知られており、構造を形成したプロセスの知識からいくつかのパラメータが仮定され、スキャトロメータデータから決定されるべき構造の数パラメータのみが残される。このようなスキャトロメータは法線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。
【００３３】
[0043]  本発明の実施形態とともに用いることのできる別のスキャトロメータＳＭ２が図３に示されている。このデバイスでは、放射源２によって発射された放射は、干渉フィルタ１３または偏光器１７を介してレンズシステム１２を用いて集束され、部分反射表面１６によって反射され、顕微鏡対物レンズ１５によって基板Ｗ上に集束される。この対物レンズは高い開口数（ＮＡ）、好ましくは少なくとも０．９または少なくとも０．９５を有する。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有してもよい。次いで、検出される散乱スペクトルが得るために、反射された放射は部分反射表面１６を通って検出器（ディテクタ）１８に通過する。このディテクタはレンズ１５の焦点距離にある後ろ投影瞳面１１内に配置してよいが、これに代わって、この瞳面は補助光学（図示せず）を用いディテクタ１８上に像が再形成されてもよい。瞳面とは、放射の半径方向の位置が入射角度を画定し、この角度位置が放射の方位角を画定する平面のことである。ディテクタは、基板ターゲットの２次元の角散乱スペクトル（すなわち、散乱角度の関数としての強度測定）を測定できるように、好ましくは２次元ディテクタである。ディテクタ１８は、例えば、ＣＣＤセンサまたはＣＭＯＳセンサのアレイであってもよく、例えば４０ミリ秒／フレームの積分時間を有してもよい。
【００３４】
[0044]  例えば入射放射の強度を測定するために基準ビームが用いられることが多い。この測定のために、放射ビームが部分反射表面１６に入射すると、放射の一部は基準ビームとしてその表面を通って透過し基準ミラー１４に向かう。次いで、基準ビームは同じディテクタ１８の異なる部分上に投影される。
【００３５】
[0045]  ４０５〜７９０ｎｍまたはもっと低い２００〜３００ｎｍの範囲の対象の波長を選択するために、１つまたは複数の干渉フィルタ１３が利用可能である。この干渉フィルタは、異なるフィルタのセットを備えたものというよりは、調整可能なものであってよい。１つまたは複数の干渉フィルタに代えて、あるいはそれに追加して、格子を用いてもよい。
【００３６】
[0046]  ディテクタ１８は単一波長（または狭い波長帯）における散乱光の強度を測定してもよいし、多数の波長において別個に強度を測定してもよいし、ある波長帯にわたって統合された強度を測定してもよい。また、ディテクタは、横磁気（ＴＭ）および横電気（ＴＥ）偏光の強度ならびに／または横磁気偏光と横電気偏光との位相差を別個に測定してもよい。
【００３７】
[0047]  広帯域放射源２（すなわち、幅広い放射周波数または波長−すなわち幅広い色を有する放射源）を用いることが可能であり、これにより大きなエタンデュが得られ、多数の波長を組み合わせることが可能となる。広帯域の複数の波長は好ましくは、各々、帯域幅δλおよび少なくとも２δλ（すなわち、波長帯域幅の２倍）の間隔を有する。いくつかの放射「ソース」は、例えばファイバーバンドルを用いて分割された延長された放射源の異なる部分であってもよい。このようにして、角分解散乱スペクトルが、平行な多数の波長において測定され得る。２−Ｄスペクトルよりも多くの情報を含んだ３−Ｄスペクトル（波長および異なる２つの角度）が測定されてもよい。これによって、メトロロジーのプロセスの堅牢性を増大させるさらに多くの情報を測定することが可能となる。これは米国特許出願公開第ＵＳ２００６−００６６８５５号により詳細に記載されており、これを本願明細書に援用する。
【００３８】
[0048]  基板Ｗ上のターゲットは、現像後にバーが中実のレジストラインから形成されるようにプリントされた格子であり得る。あるいは、このバーは基板にエッチングされてもよい。ターゲットパターンは、関連するパラメータの変動がプリントされたターゲットの変動として現れるように、例えば焦点、ドーズ、オーバーレイ、リソグラフィ投影装置における色収差等の対象のパラメータに感応性であるように選択される。例えば、ターゲットパターンは、リソグラフィ投影装置、特に投影システムＰＬの色収差に感応性であり得、照明の対称性およびそういった収差の存在それ自体が、プリントされたターゲットパターンの変動に現れる。したがって、プリントされたターゲットパターンのスキャトロメトリデータを用いてターゲットパターンが再構築される。ターゲットパターンのパラメータ、例えばライン幅および形状が、プリントステップおよび／または他のスキャトロメトリプロセスの知識から、再構築プロセスに入力され、処理ユニットＰＵによって実行され得る。
【００３９】
[0049]  図４および５からわかるように、各フィールドＡ周囲に配列された複数のターゲットＴ、Ａが存在する。倍率Ｍ、回転Ｒ、および変位Ｔなどの多数の異なるパラメータがオーバーレイエラーに影響し、これらの各々がオーバーレイエラーを算出するためのモデルに組み込まれ得る。さらに、パラメータの１つまたは複数がフィールド内（イントラフィールド）で変動したり、１つまたは複数のパラメータがフィールド内およびフィールド間（インターフィールド）の両方で変動することがある。以下のパラメータが一般にはオーバーレイエラーを算出するためのモデルに組み込まれる：
フィールド間：Ｍｘ、Ｍｙ、Ｒｘ、Ｒｙ
フィールド内：Ｔｘ、Ｔｙ、Ｍｘ、Ｍｙ、Ｒｘ、Ｒｙ
ここで、Ｍは倍率、Ｒは回転、Ｔは変位である。
【００４０】
[0050]  また、オーバーレイエラーは、重なり合う２つのターゲットＡの測定されたスペクトルにおける＋１次と−１次との間の非対称性に比例する。一実施形態によれば、測定された非対称性に対するオーバーレイの比例関係Ｋは、基板Ｗにわたって滑らかに変動すると仮定され、各フィールド内で一定であると仮定することができる。この仮定を用いれば、追加イントラフィールドのパラメータが得られ、パラメータは以下のようになる：
フィールド間：Ｍｘ、Ｍｙ、Ｒｘ、Ｒｙ
フィールド内：Ｔｘ、Ｔｙ、Ｍｘ、Ｍｙ、Ｒｘ、Ｒｙ、Ｋ。
したがって、Ｎ個のフィールドに対するパラメータの総数は７Ｎ＋４となり、８回の測定（すなわち、８個のターゲット）の測定だけでよい。ｄＸ１が位置Ｘ、Ｙにいて測定されたオーバーレイエラーである場合、
ｄＸ１＝ＴｘＭｘＸ１−ＲｘＹ１である。
上式中、
【００４１】
【数１】
2008177567.tif 000003
であり、ｄは２つのそれぞれの層における重なり合う２つのターゲットＡ間の所定のバイアス距離である。
【００４２】
[0051]  故に、上記モデルからは以下の行列が得られる：
【００４３】
【数２】
2008177567.tif 000004
ここで式中、上付き文字ｆは基板に対するフィールド基準を表す。この行列は反転行列によって解くことができ、ＫｘおよびＫｙは等しくなるべきであるが、別個に解いてパリティチェックとして用いることができる。
【００４４】
[0052]  したがって一実施形態によれば、例えば従来の方法では２０個のターゲットが必要となるが、それに代わり、続く２つの層の各々についてはターゲットは８個だけでよい。この結果、スクライブラインをあまり使用せずに済み、基板の使用可能な面積は広くなる。実際、各ターゲットが４０μｍ×４０μｍの場合、スクライブラインの使用は４０μｍ×８＝３２０μｍまで低減される。この方法は、４個のターゲットだけでよい２次元ターゲット（例えば、２Ｄ格子）を用いることによってさらに改善され得る。
【００４５】
[0053]  本発明の一実施形態は単なるフィールド内パラメータに限定されるものではなく、８個のターゲットの測定されたスペクトルの相応する＋１次および−１次のピクセル各々についてのフィールド間パラメータおよび非対称値に同じく適用することもできる。
【００４６】
[0054]  一実施形態では、ターゲット上に投影される放射ビームは線形的に偏光される。
【００４７】
[0055]  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。例えば、これは、集積光学システム、磁気ドメイン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である。こうした代替的な用途に照らして、本明細書で「ウェーハ」または「ダイ」という用語を使用している場合、それぞれ、「基板」または「ターゲット部分」という、より一般的な用語と同義とみなしてよいことが、当業者には認識される。本明細書に述べている基板は、露光前または露光後に、例えばトラック（通常はレジストの層を基板に塗布し、露光し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することができる。適宜、本明細書の開示は、以上およびその他の基板処理ツールに適用することができる。さらに、基板は、例えば多層ＩＣを生成するために、複数回処理することができ、したがって本明細書で使用する基板という用語は、既に複数の処理済み層を含む基板も指すことができる。
【００４８】
[0056]  光学リソグラフィの背景での本発明の実施形態の使用について上で特に言及したが、本発明は他の用途、例えばインプリントリソグラフィでも使用することができ、背景が許す場合、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のトポグラフィが基板に生成されるパターンを画定する。基板に供給されたレジスト層にパターニングデバイスのトポグラフィを押し込むことができ、それから、電磁放射、熱、圧力またはこれらの組合せを与えてレジストを硬化させる。レジストが硬化された後で、パターニングデバイスをレジストから出して、レジストにパターンを残す。
【００４９】
[0057]  本明細書で使用する「放射」および「ビーム」という用語は、紫外線（ＵＶ）放射（例えば、約３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍまたは１２６ｎｍの波長を有する）を含むあらゆるタイプの電磁放射および極紫外（ＥＵＶ）放射（例えば５〜２０ｎｍ範囲の波長を有する）、ならびにイオンビームや電子ビームなどの粒子ビームを網羅する。
【００５０】
[0058]  「レンズ」という用語は、背景が許せば、屈折、反射、磁気、電磁気、および静電気光学コンポーネントを含む様々なタイプの光学コンポーネントのいずれか１つ、またはそれらの組合せを指す。
【００５１】
[0059]  以上、本発明の特定の実施形態を説明したが、説明とは異なる形態でも本発明を実践できることが認識される。例えば、本発明は、上記で開示したような方法を記述する機械読取可能命令の１つまたは複数のシーケンスを含むコンピュータプログラム、またはその内部に記憶されたこのようなコンピュータプログラムを有するデータ記憶媒体（例えば半導体メモリ、磁気または光学ディスク）の形態を取ることができる。
【００５２】
[0060]  上記の説明は例示であって、限定するものではない。したがって、添付の特許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。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１ａ】[0012]リソグラフィ装置を示す図である。
【図１ｂ】[0013]リソグラフィセルまたはクラスタを示す図である。
【図２】[0014]第１のスキャトロメータを示す図である。
【図３】[0015]第２のスキャトロメータを示す図である
【図４】[0016]本発明の一実施形態による、基板上のターゲットの配列を示す図である。
【図５】[0017]本発明の一実施形態による、基板上のターゲットの配列を示す詳細な図である。
【図１ａ】
2008177567.tif 000007
【図１ｂ】
2008177567.tif 000008
【図２】
2008177567.tif 000009
【図３】
2008177567.tif 000010
【図４】
2008177567.tif 000011
【図５】
2008177567.tif 000012
【外国語明細書】
2008177567000001.pdf