"基板上の格子の特性を測定する方法であって、直線偏光する放射ビームを提供するステップと、入射角と方位角の範囲で放射ビームを格子から反射させるステップと、前記直線ビームに位相シフトを導入することにより、前記ビームの楕円に対する偏光を変更するステップと、前記反射した放射ビームを第1及び第2の直交偏光サブビームに分割するステップと、前記第1のサブビームの位相を前記第2のサブビームに対して一定量だけずらすステップと、両方のサブビームの角度分解スペクトルを同時に検出するステップと、を含み、前記格子と、前記放射ビームの初期の直線偏光と、は互いに非直交の角度をなす、方法。前記格子と前記放射ビームの初期の直線偏光との間の前記角度は、45°、135°、225°、又は315°の範囲内にある、請求項1に記載の方法。前記放射ビームの前記初期直線偏光は、使用されるシステムの主軸の1つと平行であり、測定中に前記格子は、それに応じた角度で傾斜される、請求項1又は2に記載の方法。前記格子は、使用されるシステムの前記主軸の1つと平行に位置合わせされる場合に測定され、前記放射ビームの前記初期直線偏光はこれに対して非直交角度にある、請求項1又は2に記載の方法。前記放射ビームの方位角Aを測定するステップと、前記第1及び第2のサブビームの強度mを検出するステップと、前記方位角A及び前記強度mから前記第1及び第2のサブビームの反射率Rp、Rsを導出するステップと、前記2つのサブビームの2つの偏光方向間の角度Pを評価するステップと、前記2つのサブビームの2つの偏光方向間の角度Pの所定のモデルの変化の結果から前記基板表面の特性を判定するステップと、をさらに含む、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。前記第1及び第2のサブビームの反射率Rp,Rsは、以下の方程式、m=0.5Rp2Rs20.5cos2ARp2-Rs2から導出され、前記2つのサブビームの2つの偏光方向間の角度Ψは、以下の方程式、tanΨ=Rp/Rsを用いて評価される、請求項5に記載の方法。前記位相は、4分の1波長板によってずらされ、前記方法は、正確な位相シフトを判定するステップをさらに含む、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。前記放射ビームの方位角Aを測定するステップと、前記基板表面から反射する前に、前記2つのサブビーム間の前記位相シフトの値δを判定するステップと、前記2つのサブビームの強度間の差dを計算するステップと、前記サブビームの反射後の偏光方向間の位相差Δを導出するステップと、前記2つのサブビームの前記2つの偏光方向間の位相差Δの所定のモデルから、変化による前記基板表面の特性を判定するステップと、をさらに含む、請求項7に記載の方法。前記位相シフトの値δを判定するステップは、前記第1のサブビームの前記位相シフトの値δを推定するステップと、各サブビーム間の強度Iの差d、前記2つのサブビームの反射率Rp,Rs間の位相差Δ及び前記推定された位相シフトδから前記サブビームの検出された像のdの値をピクセル毎に計算するステップと、最適化計算を行って、前記計算されたdの値に基づいてδの正しい値を決定するステップと、を含む、請求項8に記載の方法。前記dの値が、下記の方程式、d=Iy-Ixを用いて計算される、請求項9に記載の方法。前記第1のサブビームの前記位相シフトの前記推定値は1.5ラジアンである、請求項8、9、又は10に記載の方法。基板上の格子の特性を測定する検査装置であって、直線偏光を有する放射ビームを供給する放射源と、前記放射ビームが前記基板から反射するように、入射角と方位角の範囲で基板上に前記放射ビームを合焦させる光学要素と、前記放射ビームを異なる2つの偏光方向に偏光させる偏光デバイスと、前記反射した放射ビームに固定位相シフトを与えるように、第1の偏光方向を所定の量だけ遅れさせる固定移相器と、前記放射ビームの前記2つの偏光方向の角度分解スペクトルを同時に検出する検出器システムと、を備え、前記装置は、特に、前記格子と前記放射ビームの前記初期直線偏光とが互いに非直交の角度をなす場合に前記測定を行う、装置。請求項1から11のいずれか一項の方法を実行する、請求項12に記載の検査装置。リソグラフィ装置を制御するコンピュータ機器で実行されると、請求項1から11のいずれか一項に記載の方法を前記リソグラフィ装置に実行させる命令コードを含む、コンピュータ読取可能媒体。0035図2aはリソグラフィ装置を概略的に示している。この装置は、放射ビームB例えば、UV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に接続された支持体構造例えば、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築され、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のポジショナ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、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パターニングデバイスMAによって放射ビームBへ付与されたパターンを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、を含む。0036照明システムは、放射の誘導、整形、又は制御を行うための、屈折、反射、磁気、電磁、静電型等の光学コンポーネント、又はその任意の組合せなどの種々のタイプの光学コンポーネントを含んでいてもよい。0037支持構造は、パターニングデバイスの方向、リソグラフィ装置の設計等の条件、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た方法で、パターニングデバイスを保持する。この支持構造は、パターニングデバイスを保持するために、機械的、真空、静電式等のクランプ技術を使用することができる。支持構造は、例えばフレーム又はテーブルでよく、必要に応じて固定式又は可動式でよい。支持構造は、パターニングデバイスが例えば投影システム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又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見なすことができる。0038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与えるために使用し得る任意のデバイスを指すものとして広義に解釈されるべきである。ここで、放射ビームに与えられるパターンは、例えばパターンが位相シフトフィーチャ又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、放射ビームに与えられるパターンは、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定の機能層に相当する。0039パターニングデバイスは透過性又は反射性でよい。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、及びプログラマブル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、レベンソン型位相シフトマスク、ハーフトーン型位相シフトマスクのようなマスクタイプ、さらには様々なハイブリッドマスクタイプも含まれる。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与える。0040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、又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、電磁光学システム及び静電型光学システム、又はそ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見なすことができる。0041本明細書で示すように、本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、又は反射マスクを使用する。0042リソグラフィ装置は、2つデュアルステージ又はそれ以上の基板テーブル及び/又は2つ以上のマスクテーブル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、追加のテーブルを並行して使用するか、1つ以上の他のテーブルを露光に使用している間に1つ以上のテーブルで予備ステップを実行することができる。0043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充填するように、基板の少なくとも一部を水などの比較的高い屈折率を有する液体で覆えるタイプでもよい。液浸液は、例えばマスクと投影システムの間など、リソグラフィ装置の他の空間に適用することもできる。液浸技術は、投影システムの開口数を増加させるために当技術分野で周知である。本明細書で使用する液浸という用語は、基板などの構造を液体に沈めなければならないという意味ではなく、露光中に投影システムと基板の間に液体が存在するというほどの意味である。0044図2a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、別々の構成要素であってもよい。このような場合、放射源SOはリソグラフィ装置の一部を形成すると見なされず、放射ビームは、例えば適切な誘導ミラー及び/又はビームエクスパンダなどを含むビームデリバリシステムBDを用いて、放射源SOからイルミネータILへと渡される。他の事例では、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及びイルミネータ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。0045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ように設定されたアジャスタADを備えていてもよい。通常、イルミネータILの瞳面における強度分布の少なくとも外側及び/又は内側半径範囲一般にそれぞれ、σouter及びσinnerと呼ばれるを調整することができる。さらに、イルミネータILは、インテグレータIN及びコンデンサ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節し、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。0046放射ビームBは、支持体構造例えば、マスクテーブルMT上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ン形成される。パターニングデバイス例えばマスクMAを横断した放射ビームBは、投影システムPLを通過し、投影システムPLは、ビームを基板Wのターゲット部分C上に合焦させる。第2のポジショナPW及び位置センサIF例えば、干渉計デバイス、リニアエンコーダ、2Dエンコーダ又は容量センサを用いて、基板テーブルWTを、例えば、様々なターゲット部分Cを放射ビームBの経路に位置決めするように正確に移動できる。同様に、第1のポジショナPMと別の位置センサ図2aには明示されていないを用いて、マスクライブラリからの機械的な取り出し後又はスキャン中などに放射ビームBの経路に対してパターニングデバイス例えばマスクMAを正確に位置決めできる。一般に、支持体構造例えば、マスクテーブルMTの移動は、第1のポジショナ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及びショートストロークモジュール微動位置決めを用いて実現できる。同様に、基板テーブルWTの移動は、第2のポジショナPWの部分を形成するロングストロークモジュール及びショートストロークモジュールを用いて実現できる。ステッパの場合スキャナとは対照的に、支持体構造例えば、マスクテーブル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、又は固定してもよい。パターニングデバイス例えばマスク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位置してもよい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、パターニングデバイス例えばマスクMA上に複数のダイを設ける状況では、マスクアライメントマークをダイ間に配置してもよい。0047図示のリソグラフィ装置は、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。00481.ステップモードにおいては、支持構造例えばマスクテーブルMT及び基板テーブルWTは、基本的に静止状態に維持される一方、放射ビームに与えたパターン全体が1回でターゲット部分Cに投影されるすなわち単一静的露光。次に、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方向及び/又は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サイズによって、単一静的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。00492.スキャンモードにおいては、支持構造例えばマスクテーブルMT及び基板テーブルWTは同期的にスキャンされる一方、放射ビームに与えられるパターンがターゲット部分Cに投影されるすなわち単一動的露光。支持構造例えばマスクテーブルMTに対する基板テーブルWTの速度及び方向は、投影システムPLの拡大縮小及び像反転特性によって求めることができる。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C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Cのスキャン方向における高さが決まる。00503.別のモードでは、支持構造例えばマスクテーブル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を移動又はスキャンさせながら、放射ビームに与えら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、一般にパルス状放射源を使用して、基板テーブルWTを移動させる毎に、又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、以上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レスリソグラフィに容易に利用できる。0051上述した使用モードの組合せ及び/又は変形、又は全く異なる使用モードも利用できる。0052図2bに示すように、リソグラフィ装置LAは、また、基板上で露光前及び露光後のプロセスを実行する装置を含む、リソセル又はクラスタと呼ばれることもあるリソグラフィセルLCの一部を形成する。従来は、これらは、レジスト層を堆積するスピンコータSCと、露光されたレジストを現像する現像装置DEと、冷却プレートCHと、ベークプレートBKとを含む。基板ハンドラ又はロボットは入力/出力ポートI/O1、I/O2から基板をピックアップし、これらを異なるプロセス装置の間で移動し、リソグラフィ装置のローディングベイLBへと送出する。集合的にトラックと呼ばれることが多いこれらのデバイスは、これもリソグラフィ制御ユニットLACUによりリソグラフィ装置を制御する監視制御システム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によって制御される。それ故、スループット及び処理効率を最大限にするために異なる装置を動作させることができる。0053リソグラフィ装置によって露光される基板が適正且つ着実に露光されることを確実にするため、連続層間のオーバーレイ誤差、線の太さ、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検査することが望ましい。誤差が検出された場合、特に、検査を直ちに、また十分な高速度で行い、依然として同じバッチの他の基板を露光している場合は、後続の基板の露光を調整してもよい。さらに、歩留まりを向上させるため、既に露光して基板を取り外して再加工するか、又は廃棄してもよく、それによって欠陥があることが判明している基板を露光することが避けられる。基板のあるターゲット部分だけに欠陥がある場合は、欠陥のないターゲット部分だけをさらに露光することができる。0054基板の特性、特に異なる基板、又は同じ基板の異なる層の特性が各層間でどのように異なっているかを判定するために検査装置が使用される。検査装置は、リソグラフィ装置LA又はリソセルLC内に内蔵させてもよく、又は独立型のデバイスとしてもよい。もっとも迅速に測定できるようにするため、検査装置は露光直後に露光されたレジスト層の特性を測定することが望ましい。しかし、レジスト内の潜像のコントラストは極めて低いので、放射によって露光されたレジストの部分と放射によって露光されなかった部分との間の屈折率の相違は極めて小さく、すべての検査装置が潜像の有用な測定を行うのに十分な感度を持っているわけではない。したがって、露光した基板上で通常実行さ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なかった部分との間のコントラストを高める露光後ベークステップPEBの後で測定を行ってもよい。この段階で、レジスト内の像を半潜像と呼んでもよい。また、現像したレジスト像の測定を行うこともでき、この時点で、又はエッチングなどのパターン転写ステップの後で、レジストの露光した、又は露光しなかった部分は既に除去されている。後者の場合、欠陥のある基板の再加工の可能性は制限されるが、それでも尚、有用な情報を提供し得る。0055図3は、本発明のある実施形態で使用されるスキャトロメータSM1を示す。これは、基板W上に放射を投影する広帯域白光放射投影装置2を含む。反射した放射はスペクトロメータ検出器4に渡され、この検出器は鏡面反射放射のスペクトル10波長の関数としての強度を測定する。このデータから、検出されたスペクトルを生ずる構造又はプロファイルは、例えば厳密結合波分析、及び非線形回帰、又は図3の下部に示す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、処理ユニットPUにより再構築されてもよい。一般に、再構築のための構造の一般的な形態は知られており、構造が構築されたプロセスの知識から、幾つかのパラメータが想定され、構造の幾つかのパラメータだけをスキャトロメトリデータから決定するだけでよい。こ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、又は斜入射スキャトロメータとして構成されてもよい。0056本発明のある実施形態で使用し得る別のスキャトロメータSM2が図4に示されている。このデバイスでは、放射源2が放出した放射は、干渉フィルタ13、及び偏光子17を通してレンズ系12を使用して合焦され、部分的反射面16によって反射され、好ましくは少なくとも0.9及びより好ましくは少なくとも0.95である高開口数NAを有する顕微鏡対物レンズ15を介して基板W上の構造30に合焦される。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。次に、反射放射は、散乱スペクトルを検出させるために部分的反射面16を通して検出器18に透過する。スペクトルは、処理ユニットPUにより処理されてもよい。検出器は、レンズ系15の焦点距離の位置にある逆投影瞳面11内に配置されてもよいが、その代わりに、瞳面を検出器上の補助光学系図示せずによって再結像させてもよい。瞳面は、放射の半径位置が入射角を画定する面であり、角度位置は放射の方位角を画定する。好ましくは、検出器は、基板ターゲットの2次元角度散乱スペクトルを測定できるように2次元検出器である。検出器18は、例えばCCD又はCMOSセンサのアレイであってもよく、例えば1フレーム当たり40ミリ秒のような積分時間を使用してもよい。0057例えば入射放射の強度を測定するために、多くの場合、基準ビームが使用される。そのために、放射ビームがそのビームスプリッタ16上に入射すると、その一部が基準ミラー14の方向に基準ビームとしてビームスプリッタを通って透過する。次に、基準ビームは同じ検出器18の異なる部分の上に投影される。0058例えば約405nm~790nm、又はそれよりもさらに低い200nm~300nmの範囲内の対象となる波長を選択するために、一組の干渉フィルタ13を利用できる。干渉フィルタは、一組の異なるフィルタを含むのではなく、調整可能なものでもよい。干渉フィルタの代わりに格子を使用することもできる。0059検出器18は、単一の波長又は狭い波長範囲で散乱光の強度を測定してもよいが、この強度を多波長で別個に測定してもよく、又はある波長範囲にわたって積分してもよい。さらに、検出器は別個の横方向の磁気及び横方向の電気偏光の強度を測定してもよく、及び/又は横方向の磁気及び横方向の電気偏光間の位相差を測定してもよい。0060広帯域光源すなわち、広範囲の放射周波数又は波長、及びしたがって色のを使用することができ、それによってエタンデュが大きくなり、多波長を混合することができる。好ましくは、広帯域内の複数の波長は、それぞれがδλの帯域幅を有し、間隔が少なくとも2δλすなわち波長の2倍である。幾つかの放射源は、ファイバ束を使用して分割された延在する放射源の異なる部分であってもよい。このようにして、角度分解された散乱スペクトルを並行して多波長で測定できる。2次元スペクトルよりも多くの情報を含む3次元スペクトル波長及び異なる2つの角度を測定することができる。これによって、より多くの情報を測定することができ、メトロロジプロセスの強靭さが高まる。このことはEP1,628,164A号にさらに詳細に記載されている。0061基板W上のターゲットは、現像後にバーが実線のレジスト線から形成されるように例えば上記のリソグラフィシステムを使用して印刷される格子であってもよい。あるいは、バーは基板内にエッチングされてもよい。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内の色収差を感知し、照明の対称性、及びこのような収差が存在することは、印刷された格子内の変動に顕著に現れる。したがって、格子を再構築するそれ故、ターゲットの変動として顕著に現れる、リソセルのいずれかの部分の誤差、又はリソセルに対する基板の位置合わせ誤差があるかどうかを判定するために、印刷された格子のスキャトロメトリデータが使用される。線幅や形状などの格子のパラメータは、印刷ステップ及び/又はその他のスキャトロメトリプロセスの知識から処理ユニットPUによって行われる再構築プロセスに入力されてもよい。0062図5は、反射光のやや異なるパラメータを使用して基板上の構造の形状及びその他の特性を判定するために使用し得るエリプソメトリックセンサ又はエリプソメータの例を示す。照射源Pからの照明放射は、構造30から基板Wのターゲット部分に反射し、又、基板からの帰路では、この放射はセンサ内にある3つのビームスプリッタの2つの固有偏光の1つに添って直線偏光される固有偏光は図5に示すようにx又はy方向に対して測定される。第1のビームスプリッタN-PBSは、照明の一部を別の2つのビームスプリッタに反射する。1つのビームスプリッタ80は照明の一部を結像ブランチに送る。又、別のビームスプリッタ82は照明の一部を合焦ブランチに送る。第1のビームスプリッタN-PBSは、残りのビームをカメラCCDに誘導する非偏光ビームスプリッタである。偏光したビームは、非偏光ビームスプリッタを通過した後、その通常軸と異常軸がx及びy方向に対して45°の位置に置かれた位相変調器90を通過する。その後、ビームは、例えばウォラストンプリズム50などの偏光ビームスプリッタを使用してそれぞれのx及びy偏光方位へと分割され、カメラCCDに当たる。ビームの異なる部分の相対的な偏光方位を判定するために、偏光ビームの相対強度が使用される。相対的な偏光方位から、ビームへの構造30の作用全体を判定することができる。ビームへの構造30の作用から、構造自体の特性を判定できる。0063ビームが分割され、カメラCCDに誘導された時点で、ビームはTM横方向の磁気偏光ビーム、又はTE横方向の電気偏光ビームのいずれかである。顕微鏡対物レンズ24の瞳面PPが図5に示されている。顕微鏡対物レンズが、基板Wの表面から反射し、散乱した放射を合焦させるのがこの瞳面PPのところである。それは、得られた像が鮮明度の損失又はカメラCCDのアパーチャの外側への放射の散乱がないので可能な最大量の情報を含むようにレンズ又はその他の光学系を使用して、引き続きカメラCCD上で再現されるこの瞳面PPで作成される像である。0064また、図5は、非偏光ビームスプリッタN-PBSと、偏光ビームをカメラCCDに送出する前にこの偏光ビームを分割するビームスプリッタ50との間に位置する位相変調器90を示している。位相変調器90の異常軸と通常軸とに沿って配向されたeo座標系も、図5の円として示されており、システムのy軸及びx軸と比較した異常軸と通常軸の相対位置を示している。Eo及びEeはそれぞれがe及びo方向に沿った散乱場に未知の複素振幅である。この議論の目的のため、反射率RしたがってRoとRe、又はRsとRpについての複素振幅の実際の部分だけが扱われる。このシステムでは、位相変調器によってあらかじめ規定された変更済みの位相と比較して、システムが構造30のパラメータを判定することを可能にするのはこの反射率である。0065別の実施形態では、位相変調器90は省かれる。ある場合は、位相変調器の代わりに、4つの既知の偏光の振幅Δと位相Ψの差を測定するために、各サブビームの測定済みの強度から、単一の入射ビームから異なる態様で偏光され、反射された4つのサブビームを得てもよい。放射ビームに対する構造30の作用は、各々の偏光方向ごとに異なるので、偏光方向が異なる各々のサブビームの特性の測定は、構造30の再構築を生じさせる。しかし、放射ビームが基板の表面から反射した後に放射ビームを操作することで、測定に誤差を含む危険が伴う。0066他方では、別の例では、ビームは、別のデバイスを使用してサブビームに分割されない。この例では、図6に示す基本装置であるが、位相変調器90を使用する代わりに、位相シフト又は位相差δが固定される。所与の波長では、位相シフトは未知である場合があるが、後述するように完全な瞳の結果を分析することによって判定することができる。このような装置を図6に示す。0067いずれの例でも、既知の偏光条件pを有する放射源Pからの固定波長の光又は放射は、調査される基板Wの表面上のターゲット30から反射する。較正目的のため、ターゲット30は基板の単純な平坦面でよい。固定波長光又は放射は複数の入射角例えばθi=0°~80°及びすべての方位角A=0°~360°で反射する。これらの範囲内又は入射角については挙げられた範囲外でさえもの範囲を、利用可能な処理能力に応じて較正及びその他の目的で選択してもよい。入射光ビームとして反射した光又は放射ビームは、偏光状態が異なる利用可能な全範囲の光線からなっている。反射光又は放射は顕微鏡対物レンズ24によって受光され、瞳面PP上で合焦され、これは図5に関して記載したと同じ理由からカメラCCDで再現される。0068測定された放射ビームの径方向位置は、入射ビームの入射角に比例する。その方位角Aは図7に示すように正のx軸から計算され、この図では入射ビームの方位角はAiの符号で示されている。較正ステップ中に、放射ビームはすべての入射角及びすべての方位角で検出され、記録され、且つビームの偏光状態に影響しないように平坦面から反射される。入射角及び方位角に応じて光ビームがどのように見えるかを知ることで、極座標内での光ビームの描写が可能になり、これは反射した光ビームをCCDカメラで測定するために有用である。光ビームの描写は、図8に示す像の形態を取ってもよく、この図では像の中心が、法線N又は図5のz軸zに沿って基板に反射する放射の強度を示し、像の外周が法線Nからの最大角度例えば80°で反射する放射の強度を示す。0069図3又は図4に示すようなスキャトロメータの基本セットアップを使用し得る。顕微鏡対物レンズ24は、基板W上にある構造30から反射したビームを受光する。入射ビームは、構造30から反射する前に顕微鏡対物レンズを通過してもよく、又は別の手段を用いて合焦されてもよい。すべての方位角並びに入射角について反射ビームを測定できるようにするために、入射ビームは直線偏光ではなく円又は楕円偏光を有しており、それによって全方向の偏光を測定することができ、反射中にビームの一部が損失するリスクが低下する。損失のリスクが低下するのは、1つの偏光状態が損失されたとしても、幾つかの偏光状態は測定のために残されるからである。0070各々の測定ごとの入射光の波長は固定波長であり、既知の偏光状態を有している。上述のように、複数の入射角0°~80°及びすべての方位角0°~360°で同じ波長と偏光状態が調査される。戻り光又は反射光は、偏光状態が異なる効果的な無数の光線からなっている。0071図7は、法線N又はz軸zからの入射角θi、及びx軸からの方位角Aiの強度Iiの入射ビームを示している。入射ビームは基板Wの表面を反射し、法線Nからの反射角θr、及びx軸からの方位角Arで反射するビームとして新たな方向に送られる。反射ビームはビームスプリッタ50によって強度Ix及びIyを有する2つのサブビームに分割される。ビームスプリッタが動作する態様により、2つのサブビームは図8から分かるように異なる偏光状態を有する。入射ビームにおける2つの偏光状態間の位相差又は位相シフトδは、この極めて簡略化した例では、反射の複素振幅と分割されたサブビームとの間の位相差Δになる。0072図8は、ビーム方向を横切る円としての第1の偏光方向と、線としての第2の偏光方向とを示す。eとo振幅との間の位相シフト又は位相差δは、これら2つの代表的な符号間の距離として示されている。位相差δは好ましくは、90°から270°の範囲内にある。この位相差は、4分の1波長板などの可変リターダ図5の例又は固定リターダ図6の例によって生成されてもよい。位相差が正確に判明しない場合は、後述するように、これを非対角又は全瞳情報の結果から引き出してもよい。0073楕円に偏光したビームは、可変/固定移相器90/100により生ずる相対的位相シフトδを有するビームの2つの測定された強度であり、異なる2つの偏光ビームの強度を表す2つの強度IxとIyとを組み合わせることによってカメラにて再構築されてもよい。0074平均強度mは、以下の公式で表される。0075m=IxIy30076但し、強度間の差dは以下のとおりである。0077d=Iy-Ix40078格子構造のない表面の場合は、pRp及びsRsの反射率は、基本的に方位角Aに左右されず、これが較正目的のためにほとんどの空白な表面を保つ。このことは、偏光した2つのサブビームRp及びRs及びその組合せの反射率がAの関数ではないことを意味する。これに対して、強度Iは、A並びに反射率Rに左右される。0079平均強度mは、偏光したサブビームの2つの強度が単に加算されるだけなので位相差δに左右されず、単一の合成強度簡単な積層の場合を検出器で容易に測定することができる。但し、0080検出器による測定から入射ビームの方位角A及びmを知ることによって、以下の方程式5を用いてtanPを導出することができる。0081他方では、強度間の差を考慮に入れると、偏光状態が異なる2つのサブビーム間に位相差があるため、2つの状態の強度間の差の測定は、この位相差を考慮に入れることになる。さらに、2つのサブビーム間の強度差は、加えられる位相シフト又は位相差δ、及び反射Δの後の合成位相差に左右される。したがって、強度間の差簡単な積層の場合は以下のように表される。0082CosΔ偏光状態間の位相差は、図9、図10、図11及び図12に関連して後述するようにδが判明するか、又は推定されれば、又、Rp及びRsが上記の方程式5及び8から判定されれば容易に得られる。0083基板W上の構造の較正又は再構築のいずれかの間に、楕円に偏光したビームはIx及びIyの既知の値について再構築される。楕円に偏光したビームの強度の関係を個々の成分の振幅に当てはめると、方程式1及び2に入力できる振幅が得られる。それによって、再構築されたビームは位相差Δと相対的な振幅アライメントtanΨとが与えられ、それ故、構造30のパラメータを生じる。言い換えると、位相差δが判明している限り又は以下に記載するように推定される限り、図5又は図6のCCDカメラ上で測定されるピクセル毎の2つの受光強度とピクセル毎の2つの強度間の差との平均を測定することによって、所望のパラメータΔ及びΨを決定し得る。0084図9、図10、図11、及び図12は、図5のカメラCCDによって受信されるエリプソメトリックデータを示す。図9、図10、図11、及び図12の軸上の数は、CCDカメラからのピクセル数であり、像は、基板の表面から反射し、散乱する放射をピックアップする顕微鏡対物レンズの瞳面での像と同じである。暗部がスケールの上部又は底部に関連するかどうかは符号AとBで示されている。各図の中心点は、瞳面の中心であり、法線上で進行する放射を表している。ロット又は基板Wの縁部は、瞳面の縁部で結像され、像のこの部分のピクセルは、最大角、例えば法線に対して80°で反射した放射を示す。0085特に、図9は、ピクセル毎にカメラCCDに当たる放射ビームの反射角の範囲にわたる平均強度mを示す。図9に示した例では、波長が550nmの放射が使用された。0086図10は、これもピクセル毎に、反射し、散乱する放射の同じ領域にわたる強度間の差dを示す。図9及び図10にそれぞれ示される平均強度mと強度差dからのΨ及びΔの評価は、上記の方程式5及び9を用いて行われる。0087方程式9に関しては、例えば固定リターダ図6の例が使用される場合など、位相差δが未知である場合又は不十分にしか判明していない場合、引き続いてΔの値を判定するためにδの値を判定するため、最適化アルゴリズムで実行されてもよい反復プロセスが実行される。最初に、δの値が推定される。4分の1波長版が使用される場合は、良好な推定は1.5ラジアン又は約B/2ラジアン、すなわち90°である。その理由は、4分の1波長板は1つの偏光方向を波長の4分の1だけ遅延させ、全ビームの偏光をB/2ラジアンだけ効果的に同調させるからである且つ直線偏光を円形偏光へと同調させる。したがって、位相シフトδは、1.5ラジアンの範囲内にある公算が高い。0088δのこの推定は、上記の方程式9の最初の部分に代入される。それによって、ピクセル毎にdの値が計算される。これらのdの値は図10に示されている。δが適正に推定された場合は、関数は対角線の周囲で対称である必要があり、且つ軸対称の成分を有していてはならない。そうでなければ、dのx及びy軸の値が対角線に対して対称になるまでδの推定は反復される。0089図11は、カメラで検出されたmの値の知識を利用し、且つこれを方程式5に挿入することから導出したΨのピクセル値を示す。位相差δが1.50ラジアンであると想定した場合のΨの像が図11に示されている。0090Δのピクセル値が、図10からのdの値、及び方程式9から決定されたδの値と共に図12に示されている。図11及び図12は、放射ビームがそこから偏向した表面の形状を導出するために測定され、解釈され得るΨ及びΔの変形を示している。像の非対称性、並びに像の外側から中心への影の変化は、測定可能なパラメータの変化を生じ、それを用いて、放射ビームが検出器によって受光された際に放射ビームを再構築することができ、それによって基板表面が放射ビームに与える作用を判定してもよい。放射ビームへの表面の作用は、表面上のどのオブジェクトの形状とも関連しているので、これを導き出すことができる。0091したがって、ΨとΔの変化は、図11及び図12に示すようにエリプソメトリックデータから判定されてもよい。記載している装置及び方法の利点は、強度を同時に測定できるため、測定時間を損失せず、測定はまさに基本スキャトロメータと同様に迅速であり、しかも別個の偏光状態の別個の測定がなされるという利点を伴う。そのため、レーザなどのパルス光源を使用することができる。さらに、移相器は位相差が約90°の簡便な4分の1波長板でよい。このことは、大幅に深い分析を可能にできるように、既存のスキャトロメータに加える必要があるハードウエアが少なくて済むことを意味する。特に、記載のエリプソメータによって、方位角A=45°、及びA=135°の対角上だけでなく、測定の全瞳分析が可能になる。この全瞳方法は、従来は不可能であったが、その理由は、すべての反射角が上記の方程式5及び9内にあるため、以前はすべての反射角を使用できなかったからである。位相差が移相器により判明しない場合は、位相差δはx/y軸に沿った対称、又は上記のような45°/135°対角に沿った対称に関する非対称情報から得ることができる。位相差δのこのような判定は、最適化アルゴリズムを使用して迅速に行うことができ、且つP及びΔの値は即座に分かる。0092実験中に、A、Rp及びRsの関数としての強度mの合計の像、及びA、Rp、Rs、δ及びΔの関数としての強度の差dの像から、リターダ100から導入された単一既知量の位相δの場合、Δのエリプソメトリック値を見出すことができることが判明した。0093これを行う方法は、多相基板の測定によるものであり、エリプソメトリックΔとΨ、及びスキャトロメトリRpとRsが方位角Aに左右されない場合は、フレネル方程式を使用することができる。測定可能な単一の関数dから、且つ既知のδを組み込むことから、エリプソメトリックΔ簡単な積層の場合は上記の方程式9から導出される公式で見出すことができる。0094これを、可変移相器を使用した上記のタイプの位相ステッパエリプソメータと比較すると、固定δが使用される場合に記録されたフーリエ法のようなdδのプロットのセットが必要ないので、数学計算が相対的に簡単であるという利点がある。0095固定位相エリプソメータを使用する鍵は、固定位相値δを出来るだけ正確に判定することにある。本発明においてその値は、方位角が関数dに左右される構造から見出すことができる。特に、方程式11からのdのサブ関数の挙動は、関数pがx及びy軸の周囲でミラー対称である点でd、qA,Rp,Rs及びrA,Rp,Rsのサブ関数とは異なっており、両方の関数q及びrは対角線の周囲でミラー対称である。この特性によって、方程式11及び12の変数の直線的な分離が可能になり、これがdの判定を引き出す。これは図13から図18に関して以下で説明される。0096最初のステップは、d-pcosδだけが対角線の左に沿った対称性を有するように未知ではあるが変更可能なδの値を最適化することである。0097図13は、依然として未知の固定位相δの関数のプロットを示す。図14及び図15は、関数の2つの成分pA,Rp,Rsを示す。これらの成分は測定された関数から減算される。δが適正に選択され、対角線に沿った対称だけがあり、減算d-pcosδがなされると、その結果、図16に示すように対角線の周囲でのみ対称な像が生ずる。0098図17及び図18は、dの像がそこから構成される成分q及びrを示す。δの最適化は、対角線に沿った図16の鏡像をとることによって行うことができる。次に、これが元の図16と比較されすなわち、そこから減算され、対称性の差が判定される。このようにして、0.01ラジアンの精度でδを判定することが可能である。最も信頼できるΔの値は、約1.52ラジアンの位相シフト、又は0.25波長を使用して導出することができる。0099エリプソメトリは、p偏光成分の反射率をs偏光成分のそれと比較する。反射後に、0°と90°の方位角A上でx軸又はy軸に沿った直線偏光を使用する場合、それ以外の偏光角からの情報は失われる。このことは、エリプソメトリはA=45°、135°、225°及び315°の方位角で最良になることを意味し、それは方程式9によっても分かる。00100しかし、基板上のCD、SWA、及びレジスト格子の厚さのエリプソメトリの最も敏感な領域は、x及びy軸と平行な方位角の領域である。その結果、Δに対する最大のエリプソメトリック作用はx軸とy軸上で予測され、一方、計器は瞳の対角線の周囲の方位角で最も敏感である。これは重大な不整合であるが、2つの異なる実施形態に関して以下に記載するように解決することができる。00101第1の実施形態では、例えば図6又は図7のいずれかのスキャトロメータ/エリプソメータを組み合わせた計器を使用して、測定されるレジスト格子が対物レンズの下で45°回転され、したがって、直線偏光する入射光の方向に対して/-45°又はこれと直交する任意の角度だけ回転されて、レジスト格子のCD、SWA、及び厚さが測定される。00102図19aは、格子の従来の配位を示し、図19bは図5又は図6で提案された計器を改造せずに使用して所望のCD及びSWA情報をノイズが少なく得るために普通なら読み取ることができる回転するマークを示す。図20は、この方法を使用した場合の簡略化された光路を示す。格子125及びCCD124が示されており、一方、上述の場合と同様にリターダ122は45°をなし、ウォラストンプリズム123は計器のx/y面に対して0°の位置にある。00103可能な第2の配置では、測定される格子を回転させる必要がなく、その代わりにスキャトロメータは/エリプソメータの組合せと入射光の光源とをそれに応じて変更しなければならない。00104図21は、格子125が測定されている上記のような配置を示す。この配置は、以前の例のx/y軸TM又はTE直線偏光の代わりに、45°又は-45°の直線偏光を使用する。x及びy軸上でのエリプソメトリック感度により、リターダ122は、その主軸をy方向に沿って配置する必要があり、その結果、2つの異なる偏光Ix及びIyを分離するウォラストンプリズム123を機械のx軸に対して45°の位置に配置する必要がある。00105入射光及びウォラストンプリズム123と比較して熟慮された格子125の回転によって、スキャトロメータは45°の円錐反射に対して最も敏感になり、エリプソメータは、独立したシミュレーションが少なくともSWAに対する高感度が予測されることを示した格子のx軸及びy軸に対して最も敏感になる。00106図22aは、図2aと比較するために、この新規の方法についてCDに対して作図された、スキャトロメータひし形の点を付した線と、スキャトロとエリプソとの組合せ四角形の点を付した線と、で観察したSWAのノイズのグラフである。同様に、図22bは、図2bと比較するために、この新規の方法についてCDに対して作図された、スキャトロメータひし形の点を付した線と、スキャトロとエリプソとの組合せ四角形の点を付した線と、で観察したCDのノイズのグラフである。理解されるように、格子の相対回転はSWAでのスキャトロメータの性能をやや低下させるが、エリプソメータの性能はこの場合はクリティカルディメンションの極めて大きい範囲にわたって3倍も優れている。00107図23aは、CDとピッチの比率が1:10である場合のように、ピッチが広い格子のためのこの新規の方法についてCDに対して作図されたスキャトロメータひし形の点を付した線と、スキャトロとエリプソとの組合せ四角形の点を付した線で観察したSWAのノイズのグラフであり、図23bは、CDに対するCDノイズの対応するグラフである。この図から、SWAではノイズが2分の1に低減する改善と、CDを測定する場合に5分の1までのノイズ低減が得られることが分かる。00108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。こうした代替的な用途に照らして、本明細書でウェーハ又はダイという用語を使用している場合、それぞれ、基板又はターゲット部分という、より一般的な用語と同義と見なしてよいことが、当業者には認識される。本明細書に述べている基板は、露光前又は露光後に、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、メトロロジーツール及び/又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、以上及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。00109光リソグラフィの分野での本発明の実施形態の使用に特に言及してきたが、本発明は文脈によってはその他の分野、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、光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内のトポグラフィが基板上に作成されたパターンを画定する。パターニングデバイスのトポグラフィは基板に供給されたレジスト層内に刻印され、電磁放射、熱、圧力又はそれらの組合せを印加することでレジストは硬化する。パターニングデバイスはレジストから取り除かれ、レジストが硬化すると、内部にパターンが残される。00110本明細書で使用する放射及びビームという用語は、イオンビーム又は電子ビームなどの粒子ビームのみならず、紫外線UV放射例えば、365nm、355nm、248nm、193nm、157nm若しくは126nm、又はこれら辺りの波長を有する及び極端紫外線EUV放射例えば、5nm~20nmの範囲の波長を有するを含むあらゆるタイプの電磁放射を網羅する。00111レンズという用語は、状況が許せば、屈折、反射、磁気、電磁及び静電型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一つ、又はその組合せを指すことができる。00112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が理解される。例えば、本発明は、上記で開示したような方法を述べる機械読み取り式命令の1つ以上のシーケンスを含むコンピュータプログラム、又はこのようなコンピュータプログラムを内部に記憶したデータ記憶媒体例えば半導体メモリ、磁気又は光ディスクの形態をとることができる。00113例えば、上記検査方法を実施するために、実行可能コードを含むプログラミングを含むコンピュータシステムのソフトウエア機能を使用してもよい。ソフトウエアコードを汎用コンピュータによって実行可能にされてもよい。動作時には、コード及び場合によっては関連するデータ記録を汎用コンピュータプラットフォーム内に記憶してもよい。しかし、別の時にはソフトウエアを別の記憶域に記憶し、及び/又は適切な汎用コンピュータシステムにロードするために転送してもよい。したがって、上記実施形態は、少なくとも1つの機械読み取り可能媒体によって保持される1つ以上のコードモジュールの形態の1つ以上のソフトウエア製品を含んでいる。コンピュータシステムのプロセッサによるこのようなコードの実行によって、プラットフォームは本明細書に記載し、図示する実施形態で実行される機能と基本的に同様の機能を実施することが可能になる。00114本明細書で使用するコンピュータ又は機械読み取り可能媒体という用語は、プロセッサに実行命令を与えることに関与する任意の媒体を指す。このような媒体は、不揮発性媒体、揮発性媒体、及び伝送媒体を含むがこれらに限定されない多くの形態のものでよい。不揮発性媒体には、例えば、上記のように動作する任意のコンピュータ内の任意のストレージデバイスなどの光学又は磁気ディスクが含まれる。揮発性媒体には、コンピュータシステムのメインメモリなどのダイナミックメモリが含まれる。物理的伝送媒体には、コンピュータシステム内にバスを備えるワイヤを含む同軸ケーブル、銅線、及び光ファイバが含まれる。搬送波伝送媒体は、無線周波数RF及び赤外線IRデータ通信中に生成されるような電気又は電磁信号、又は音響又は光信号の形態をとることができる。したがって、コンピュータ読み取り可能媒体の一般的な形態には、フロッピーディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、その他の任意の磁気媒体、CD-ROM、DVD、その他の任意の光学媒体、パンチカード、紙テープ、穿孔パターンを有するその他の任意の物理媒体などの一般にはそれほど使用されない媒体、RAM、PROM、及びEPROM、FLASH-EPROM、その他の任意のメモリチップ又はカートリッジ、データ又は命令を搬送する搬送波、このような搬送波を伝送するケーブル又はリンク、又はコンピュータがプログラミングコード及び/又はデータをそこから読み取り、又は送信可能なその他の任意の媒体が含まれる。これらの形態のコンピュータ読み取り可能媒体の多くは、1つ以上の命令の1つ以上のシーケンスを実行するためにプロセッサに搬送することに関与し得る。00115上記の説明は例示的であり、限定的ではない。したがって、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。"