JP2004279405A - デバイス検査 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】方法は、検査すべきデバイスに非対称マーカを設けることを含み、マーカの非対称性の形態は、検査すべきパラメータに依存し、さらに、マーカに光を配向することと、特定の波長または回折角度の回折光を検出することにより、マーカの位置の第1測定値を取得することと、異なる波長または回折角度の回折光を検出することにより、マーカの位置の第2測定値を取得することと、マーカの非対称性の程度を示すシフトを決定するため、第1、第2測定位置を比較することとを含む。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明による方法で使用可能なリソグラフィ投影装置を概略的に示す。装置は、
−放射線(例えばDUV放射線)の投影ビームPBを供給するため、この特定のケースでは放射線源LAも備える放射線システムExと、
−マスクMA(例えばレチクル)を保持するためにマスク・ホルダを設け、アイテムPLに対してマスクを正確に位置決めするため、第1位置決め手段に接続された第1オブジェクト・テーブル(マスク・テーブル)と、
基板W(例えばレジストを被覆したシリコン・ウェーハ)を保持するために基板ホルダを設け、アイテムPLに対して基板を正確に位置決めするため、第2位置決め手段に接続された第2オブジェクト・テーブル(基板テーブル)WTと、
−マスクMAの照射部分を基板Wのターゲット部分C(例えば1つまたは複数のダイを備える)に撮像する投影システム(「レンズ」)PL(例えば回折レンズ・システム)とを備える。
ステップ・モードでは、マスク・テーブルMTを基本的に静止状態に維持し、マスク像全体を1回で(つまり「フラッシュ」1回で)ターゲット部分Cに投影する。次に、異なるターゲット部分CをビームPBで照射できるよう、基板テーブルWTをxおよび/y方向にシフトさせる。
走査モードでは、基本的に同じシナリオが当てはまるが、所定のターゲット部分Cを1回の「フラッシュ」で露光しない。代わりに、投影ビームPBがマスク像を走査するよう、マスク・テーブルMTを速度vで所定の方向(いわゆる「走査方向」、例えばy方向)に移動させることができ、それと同時に基板テーブルを速度V=Mvで同方向または反対方向に移動させ、ここでMはレンズPLの倍率(通常はM=1/4または1/5)である。この方法で、解像度を妥協することなく、比較的大きいターゲット部分Cを露光することができる。
は反射フィールド(いわゆる0次)の平均複素数値である。他の次数の複素振幅は、FNのフーリエ分解から得られる。次に、レジストを周期P/Mのより高次の回折格子で露光し、ここでMは1、2・・・7のいずれか一つである(M≠N)。これによって、現像後に、図6に示すようなプロダクト回折格子の頂部にレジスト回折格子が生じる。図6では、プロダクト回折格子はP/6の周期を有し(つまりN=6)、レジスト回折格子はP/7の周期を有する(つまりM=7)。
である。項FN(x,y)GM(x−x0,y)は、両方の回折格子によって回折した次数を備え、この実施形態では計測に使用しない。これらの項は、それぞれ一方の回折格子のみで回折され、それぞれ回折格子Fおよび回折格子Gである。プロダクト回折格子の位置は、項
で測定し、レジスト回折格子の位置は項
で測定し、2つの測定位置間の差がオーバレイ誤差を示す。つまり、
のSbOは、オーバレイとそのまま等しい。計測ユニットは、P/6の周期を有する回折格子のみを監視してプロダクト回折格子の位置を測定し、その後にP/7の周期を有する回折格子のみを監視してレジスト回折格子の位置を測定する。回折格子の位置間の差が、レジスト層とプロダクト層の間のオーバレイ誤差を示す。
12 酸化物層
70 放射線源
72 プリズム
73 面
90〜96 検出器
100 プロダクト層回折格子
101 レジスト層回折格子
103、104 線
110 回折格子
110a 第1線
110b 第2線
111 マスク
112、116 非透過部分
113 第1透過部分
114 第2透過部分
115 ステップ
117 第1透過部分
118 第2透過部分
119 ステップ
120、121 線
150 非露光領域
151 下位構造
152 露光領域
154 回折格子
160 ビーム・スプリッタ
170 ユニット
180 ユニット/回折格子
181 回折格子
200 光源
201 ミラー
202 レンズ
203 回折格子
204 第2レンズ
205 透過基準回折格子
206 第3レンズ
207 分光計回折格子
208 第4レンズ
209 検出器アレイ
210 屈折計ハードウェア
211 偏光器
250〜252、255、256、260〜265 回折格子
Claims (68)
- デバイス検査の方法で、検査すべきデバイスに非対称マーカを設けることを含み、マーカの非対称性の形態は、検査すべきパラメータに依存し、さらにマーカに光を配向することと、特定の波長または回折角度の回折光の検出により、マーカの位置の第1測定値を取得することと、異なる波長または回折角度の回折光の検出により、マーカの位置の第2測定値を取得することと、マーカの非対称性の程度を示すシフトを決定するため、第1および第2測定位置を比較することとを含む方法。
- 第1および第2位置測定が、回折角度は異なるが波長は同じである回折光の検出を含む、請求項1に記載の方法。
- 第1および第2位置測定が、回折角度は同じであるが波長は異なる回折光の検出を含む、請求項1に記載の方法。
- 第1および第2位置測定が、異なる回折角度および異なる波長を有する回折光の検出を含む、請求項1に記載の方法。
- 第1および第2位置測定が同時に実行される、請求項1から4いずれか1項に記載の方法。
- マーカが1つまたは複数の回折格子を備える、請求項1から5いずれか1項に記載の方法。
- 1つまたは複数の回折格子が位相回折格子である、請求項6に記載の方法。
- マーカが、デバイスの第1層に設けた第1回折格子と、デバイスの第2層に設けた第2回折格子とを備え、第1回折格子および第2回折格子が、同じ周期を有し、光が、組み合わせた両方の回折格子によって回折するよう重ねて設けられ、回折格子間で測定された非対称性が、第1および第2層のオーバレイを示す、請求項6または7に記載の方法。
- 第1回折格子の線が、第2回折格子の線より細い、請求項8に記載の方法。
- シフトを使用して、第1および第2層のオーバレイを決定する、請求項8または9に記載の方法。
- オーバレイを、それぞれ第1および第2層に設けた第3および第4回折格子を使用して校正し、第3および第4回折格子を、第1および第2回折格子に隣接して設ける、請求項10に記載の方法。
- 第1記号のオーバレイ・オフセットを、第1、第2回折格子間に設け、反対の記号のオーバレイ・オフセットを、第3、第4回折格子間に設ける、請求項11に記載の方法。
- オフセットの大きさが、所望の最大オーバレイ測定値のオーダーである、請求項12に記載の方法。
- オフセットが100nmのオーダーである、請求項13に記載の方法。
- オーバレイの校正を使用して、デバイスの他の位置にあるさらなる回折格子を使用して取得したオーバレイ測定値を校正する、請求項11から14いずれか1項に記載の方法。
- 第1、第2、第3および第4回折格子に加えて、第1および第2層それぞれに第5および第6回折格子を設け、第5および第6回折格子が、オーバレイ測定の校正の正確さを向上させるために使用される異なるオフセットを有する、請求項11から15いずれか1項に記載の方法。
- 第1層または第2層で、さらなる回折格子を他の回折格子に隣接して設け、方法が、さらに、測定したシフトのセンサ誤差を決定するため、さらなる回折格子のシフトを測定することを含む、請求項11から16いずれか1項に記載の方法。
- 第1および第2回折格子に下位構造を設け、回折格子の一方の下位構造が位相跳躍を含み、したがって下位構造の相対位置の関数として、回折した光に非対称性が生じ、測定された非対称性が第1および第2層のオーバレイを示す、請求項8から17いずれか1項に記載の方法。
- 下位構造の機構サイズが、回折格子をデバイスに投影するために使用するリソグラフィ投影装置の解像力限界のオーダーである、請求項18に記載の方法。
- 下位構造の機構サイズが、回折格子に配向された光の波長に対して十分に大きく、したがって下位構造からの回折が生じて、第1層と第2層間で伝搬するが、下位構造の機構サイズは、下位構造からの回折が測定中に検出されないほど十分に小さい、請求項18または19に記載の方法。
- 第1および第2回折格子に、第1記号のオーバレイ・オフセットを設け、同じ下位構造を有する第3および第4回折格子に、反対の記号のオーバレイ・オフセットを設け、オフセットを使用してオーバレイ測定値を校正する、請求項18から20いずれか1項に記載の方法。
- 追加のさらなる回折格子を、第1層または第2層内で他の回折格子に隣接して設け、方法が、さらに、測定したシフトのセンサ誤差を決定するため、追加の回折格子のシフトを測定することを含む、請求項21に記載の方法。
- 下位構造の測定を使用して、下位構造の形状を再構築し、それにより測定したシフトをオーバレイに関連させる、請求項18から20いずれか1項に記載の方法。
- マーカが、デバイスの層に設けた第1回折格子と、デバイスの第2層に設けた第2回折格子を備え、第1回折格子および第2回折格子が、それぞれ異なる回折次数または波長で強力な回折を生成するよう選択された異なる周期を有し、マーカの非対称性が、第1および第2層のオーバレイに依存し、測定が、1つの回折次数または波長を測定することにより、第1回折格子の位置を測定することと、他の回折次数または波長を測定することにより、第2回折格子の位置を測定することとを含み、測定した位置間のシフトが、マーカの対称性と、第1および第2層のオーバレイとを示す、請求項6に記載の方法。
- 第1および第2回折格子の周期は、両方の回折格子が回折した光が、測定した回折次数と同じ周波数を有する強力な組合せ信号を生成しないよう選択される、請求項24に記載の方法。
- 第1および第2回折格子を重ねて設ける、請求項24または25に記載の方法。
- 第1および第2回折格子が空間的に分離される、請求項24または25に記載の方法。
- 第1回折格子を、回折格子対として第2回折格子の隣に配置する、請求項27に記載の方法。
- 第2回折格子と同じ周期を有する第3回折格子と、第1回折格子と同じ周期を有する第4回折格子とを備える第2回折格子対を設けることにより、回転誤差を回避し、第2対が第1回折格子対に対して、回折格子の線を横断する方向で横方向に変位する、請求項28に記載の方法。
- 一方の回折格子を、他方の回折格子の各側にある2つの列に分割し、分割は、回折格子の線の方向に対して横方向の軸線に沿う、請求項29に記載の方法。
- 第1回折格子と第2回折格子との両方を、2つ以上の交互の列に分割する、請求項30に記載の方法。
- 第1回折格子および第2回折格子が、回折格子の線の方向に対して横方向にある共通対称軸を有する、請求項31に記載の方法。
- 列の間隔によって画定された周期を有する回折格子を形成するよう、列を配置する、請求項31または32に記載の方法。
- 方法が、さらに、列の間隔によって画定される周期に平行な方向でオーバレイを示すため、第1回折格子によって回折された光と、第2回折格子によって回折された光との結合によって引き起こされるうなり周波数の強度を監視することを含む、請求項33に記載の方法。
- 捕捉誤差によって生じるオーバレイ誤差が、強力な結合を生じるよう、列の間隔を選択する、請求項34に記載の方法。
- オフセットを、他方の回折格子に対して回折格子の一方に導入し、第1回折格子によって回折する光と、第2回折格子によって回折する光との結合が最小になるよう、オフセットのサイズを選択する、請求項30から32いずれか1項に記載の方法。
- 方法が、さらに、デバイスの第1層に、第2回折格子と同じ周期を有する第3回折格子を設けることにより、センサ誤差を決定することと、デバイスの第2層に、第1回折格子と同じ周期を有する第4回折格子を設けることとを含み、第1および第2回折格子と第3および第4回折格子とのシフト測定値を比較することによって、センサ誤差を解消する、請求項24から36いずれか1項に記載の方法。
- マーカが、リソグラフィ投影装置の焦点の正確さを測定するよう配置された回折格子を備え、方法が、リソグラフィ投影装置のマスク上に、光学路長にステップを含む下位構造を有する回折格子を設けることを含み、リソグラフィ投影装置によって回折格子をデバイスに投影する間に、焦点誤差によって、投影された回折格子が変位し、投影された回折格子の隣接する線同士が反対方向に変位し、シフトによって測定される非対称性を生成するよう、ステップを選択する、請求項6に記載の方法。
- 光学路長のステップが、回折格子をデバイスに投影するために使用する光の波長のほぼ1/4の位相差を導入するようなステップである、請求項38に記載の方法。
- 回折格子の隣接する線の相対的幅を、異なるよう選択し、したがって投影された回折格子の非対称性が、シフトで測定するのに十分なほど大きい、請求項38または39に記載の方法。
- マーカが、リソグラフィ投影装置の微小寸法を測定するよう配置された回折格子を備え、方法が、さらに、リソグラフィ投影装置の解像限界と同じ、またはそのオーダーの周期を有する下位構造を有する回折格子を、デバイスに設けることを含み、下位構造が、回折格子の線を延長するよう配置され、それによって回折格子が非対称になり、さらに微小寸法を変化させ、下位構造の有効反射率を変更し、それによって回折格子の非対称性を変更し、変更した非対称性がシフトによって測定される、請求項6に記載の方法。
- マーカが、第1回折格子よび隣接する第2回折格子を備え、第1回折格子および第2回折格子が、それぞれ異なる回折次数で強力な回折を生じるよう選択された異なる周期を有し、したがって第1回折格子の位置測定が、一方の回折次数を測定することによって実行され、第2回折格子の位置測定が、他の回折次数を測定することによって実行され、方法は、マーカが処理効果から生じる非対称性を含むよう第1および第2回折格子を処理することと、処理がマーカに及ぼす効果を決定するために、第1位置と第2位置間のシフトを測定することを含む、請求項6に記載の方法。
- 処理効果を、既知の処理の非対称性について決定した以前のシフト測定値とシフトを比較することにより定量化する、請求項42に記載の方法。
- 第1および第2回折格子の位置測定の前に、第2回折格子から処理をクリアする、請求項42または43に記載の方法。
- マーカが、さらに、それぞれ第1および第2回折格子に対応する周期を有する第3回折格子および第4回折格子を備え、方法が、さらに、第3および第4回折格子を処理して、そこから処理をクリアすることと、測定位置間のシフトを決定するため、第3および第4回折格子の位置を測定することと、第1および第2回折格子について測定したシフトの誤差を補正するため、決定したシフトを使用することとを含む、請求項44に記載の方法。
- 第1および第2回折格子を使用し、請求項42から45いずれか1項に記載の方法を使用して、処理の非対称性を測定する、請求項24から37いずれか1項に記載の方法。
- オーバレイ測定の前に、第1回折格子を使用して、第2回折格子を含む像をデバイスに投影するため、位置合わせする位置を決定する、請求項24から37いずれか1項に記載の方法。
- オーバレイ測定の後に、第2回折格子を使用して、その後の像をデバイスに投影するため、位置合わせする位置を決定する、請求項47に記載の方法。
- 投影された像が、第2回折格子とは異なる周期を有する追加の回折格子を含み、方法が、さらに、その後の像をデバイスに投影するため、位置合わせする位置を決定するために追加の回折格子を使用することを含む、請求項47に記載の方法。
- デバイス上のマーカを露光した直後に、検査方法を実行する、請求項1から49いずれか1項に記載の方法。
- デバイス上のマーカの露光および露光後ベークの後に、検査方法を実行する、請求項1から49いずれか1項に記載の方法。
- デバイス上のマーカの露光およびハード・ベークの後に、検査方法を実行する、請求項1から49いずれか1項に記載の方法。
- デバイス上のマーカの露光および処理の後に、検査方法を実行する、請求項1から49いずれか1項に記載の方法。
- レジスト層をデバイスに適用した後、およびレジストを露光する前に、検査方法を実行し、マーカを、デバイスの1つまたは複数の処理済み層に設ける、請求項1から49いずれか1項に記載の方法。
- リソグラフィ投影装置内に位置するデバイスで方法を実行し、マーカの位置を使用して、デバイスの検査に加えて、リソグラフィ投影の位置合わせ情報を提供する、請求項1から54いずれか1項に記載の方法。
- デバイス検査装置で、デバイスに設けた非対称マーカに光を配向するよう配置した光源と、特定の波長または回折角度でマーカから回折した光を検出し、それによってマーカの位置の測定値を提供する検出器と、異なる波長または角度でマーカから回折した光を検出し、それによってマーカの位置の第2測定値を提供するよう配置された第2検出器と、測定した位置を比較して、マーカの非対称性の程度を示すシフトを決定するよう配置された比較手段とを備える装置。
- 装置がリソグラフィ投影装置内に位置する、請求項56に記載のデバイス検査装置。
- 装置が、投影装置に接続されたトラック内に位置する、請求項56に記載のデバイス検査装置。
- 装置を、リソグラフィ投影装置から分離されたハウジング内に設ける、請求項56に記載のデバイス検査装置。
- 請求項1から55のいずれか1項に記載の方法を実行するよう構成された、請求項56から59いずれか1項に記載のデバイス検査装置。
- デバイス検査装置で、デバイスに設けた位相回折格子に光を配向するよう配置された光源と、位相回折格子から回折した光を検出するよう配置された検出器と、検出した回折光を使用して検査情報を取得するよう配置された処理手段とを備える装置。
- 検査すべきデバイス上のマーカに光を配向するよう構成された広帯域光源と、少なくとも1つの基準格子を担持した平行移動式キャリアと、光を異なる波長に分離するよう構成された分光計回折格子と、異なる波長で光を検出するよう配置された検出器アレイとを備える計測ユニットで、使用時に、デバイス上のマーカで回折した光が、少なくとも1つの基準格子を通過し、分光計回折格子を介して検出器アレイへと向かうよう構成され、検出器アレイで周期的信号を検出するよう、基準格子を平行移動させる計測ユニット。
- 計測ユニットが、さらに、マーカから逆反射した光を検出するよう配置された反射率計を備える、請求項62に記載の計測ユニット。
- デバイス検査方法で、検査すべきデバイスに、デバイスの第1層に第1回折格子を、デバイスの第2層に第2回折格子を備える非対称マーカを設けることを含み、第1回折格子よび第2回折格子が同じ周期を有し、相互に重ねて設けられ、したがって両方の回折格子の組合せで光を回折し、マーカの非対称性が、第1および第2層のオーバレイに依存し、さらに光をマーカに配向することと、特定の波長または回折角度の回折光を検出することにより、マーカの位置の第1測定値を取得することと、異なる波長または回折角度の回折光を検出することにより、マーカの位置の第2測定値を取得することと、マーカの非対称性の程度を示すシフトを決定するため、第1、第2測定位置を比較することとを含む方法。
- デバイス検査方法で、検査すべきデバイスに、デバイスの第1層に第1回折格子を、デバイスの第2層に第2回折格子を備える非対称マーカを設けることを含み、第1回折格子および第2回折格子が、異なる回折次数または異なる波長で強力な回折を生成するようそれぞれ選択された異なる周期を有し、マーカの非対称性が、第1および第2層のオーバレイに依存し、方法が、さらに、マーカに光を配向することと、特定の波長または回折次数の回折光を検出することにより、マーカの位置の第1測定値を取得することと、異なる波長または回折次数の回折光を検出することにより、マーカの位置の第2測定値を取得することと、マーカの非対称性の程度と、第1および第2層のオーバレイとを示すシフトを決定するため、第1、第2測定位置を比較することとを含む方法。
- リソグラフィ投影装置の焦点の正確さを測定するデバイス検査方法で、光学路長にステップを含む下位構造を有する回折格子をリソグラフィ投影装置のマスクに設けることを含み、ステップが、回折格子の隣接する線同士で異なる記号であり、さらに回折格子をデバイスに投影するためにリソグラフィ投影装置を使用することを含み、投影した回折格子の隣接する線同士が、反対方向に変位して、ステップによる非対称マーカを形成し、さらに、特定の波長または回折角度の回折光を検出することにより、マーカの位置の第1測定値を取得することと、異なる波長または回折角度の回折光を検出することにより、マーカの位置の第2測定値を取得することと、マーカの非対称性の程度および焦点誤差を示すシフトを決定するため、第1、第2測定位置を比較することとを含む方法。
- リソグラフィ投影装置の微小寸法を測定するデバイス検査方法で、検査すべきデバイスに、リソグラフィ投影装置の解像力限界の、またはそのオーダーの周期を有する下位構造を有する回折格子を備える非対称マーカを設けることを含み、基板は、回折格子の線を延長するよう配置され、それによって回折格子を非対称にし、微小寸法の変化が、下位構造の有効反射率を変更して、それによって回折格子の非対称性を変更し、方法が、さらに、マーカに光を配向することと、特定の波長または回折角度の回折光を検出することにより、マーカの位置の第1測定値を取得することと、異なる波長または回折角度の回折光を検出することにより、マーカの位置の第2測定値を取得することと、マーカの非対称性の程度、およびリソグラフィ投影装置の微小寸法を示すシフトを決定するよう、第1、第2測定位置を比較することとを含む方法。
- デバイス検査方法で、検査すべきデバイスに、デバイスの第1層に第1回折格子を、デバイスの第2層に第2回折格子を備える非対称マーカを設けることを含み、第1回折格子および第2回折格子が、異なる回折次数または異なる波長で強力な回折を生成するようそれぞれ選択された異なる周期を有し、マーカの非対称性が、第1および第2層のオーバレイに依存し、方法が、さらに、マーカが処理効果から生じる非対称性を含むよう、第1および第2回折格子を処理することと、特定の波長または回折次数の回折光を検出することにより、マーカの位置の第1測定値を取得することと、異なる波長または回折次数の回折光を検出することにより、マーカの位置の第2測定値を取得することと、マーカの非対称性の程度および処理がマーカに与える効果を示すシフトを決定するため、第1、第2測定位置を比較することとを含む方法。
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