JP2015043450A - メトロロジ装置、リソグラフィ装置、リソグラフィセル及びメトロロジ方法 - Google Patents
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Abstract
Description
[0059] 光学システムが収差、焦点はずれ、照明不均質性、またはそれらの組合せの影響を被る場合、(小さいターゲットオーバーレイ測定の)測定非対称性または(暗視野の)強度は、オーバーレイのみならず光ビーム内のターゲットの実際の位置によっても決まる。この位置を予測することはできないので、それが測定オーバーレイの重大なノイズおよび許容不可能な不正確につながる場合がある。正確な位置決めにかかる時間が装置のスループットを低下させることになる。より少ない収差で光エレメントを設けるだけで、装置はより高価になる。従って、位置依存エラーの補正技術を説明する。
●入力:(i)位置情報、(ii)焦点はずれ、(iii)収差を有するスカラーモデルを用いてオーバーレイの再構築を行うことができる。
●ライブラリ手法では、2次元変数およびパラメータとしての焦点はずれ−収差の組とともにスカラーまたはベクトルシミュレーションを用いることができる。鏡面反射に対する重なり依存の1次回折効率は、(線形)倍率として用いることができる。この目的のために、鏡面(0次)反射信号をセンサ19で測定することができ、一方、暗視野イメージをセンサ23によって捕捉する。
●較正手順の一部として焦点を測定し、この情報を補正手順において用いる、または事前に焦点を補正する。これは測定中に焦点が再生可能であることを必要とする。
●格子のイメージを分析することなどによって、各測定位置での焦点を測定する(および/または補正する)。
[0068] 発明の概要および要約の項目は、発明者が想定するような本発明の1つ以上の例示的実施形態について述べることができるが、全部の例示的実施形態を述べることはできず、従って本発明および請求の範囲をいかなる意味でも制限しないものとする。
Claims (72)
- 基板上の複数のターゲットの特性を測定するように構成されたメトロロジ装置であって、
放射の照明ビームを放出するように構成された放射源と、
放射の測定ビームを前記基板上の前記ターゲット上に誘導し、かつ前記ターゲットによって回折した放射を集光するように構成された対物レンズと、
前記ターゲットのイメージを検出するように構成されたセンサと、を備え、
前記放射源、前記対物レンズ、および前記センサは、前記照明ビームが前記ターゲットを同時に照明するように、かつ前記センサによって検出された前記ターゲットの前記イメージが1つの1次回折ビームによって形成されるように配置され、前記装置は、
前記センサによって検出された前記イメージ内の前記ターゲットのそれぞれの別個のイメージを特定するように構成されたイメージプロセッサをさらに備える、メトロロジ装置。 - 前記イメージプロセッサは、パターンレコグナイザを備える、請求項1に記載の装置。
- 前記パターンレコグナイザは、4つ以上の別個のイメージのアレイを認識するように構成される、請求項2に記載の装置。
- 前記別個のイメージの各々から強度値を決定するように構成されたコントローラをさらに備える、請求項1、2、または3に記載の装置。
- 前記コントローラは、前記決定強度値から、前記ターゲットの部分が形成される前記基板の層と層との間のオーバーレイエラーを決定するようにさらに構成される、請求項4に記載の装置。
- 前記コントローラは、
- 前記コントローラは、前記センサのイメージフィールド内の前記ターゲットイメージの位置を決定し、かつ前記決定位置を参照して前記決定強度値またはオーバーレイ値の補正を行うようにさらに構成される、請求項4〜6のいずれかに記載の装置。
- 前記放射源および前記対物レンズは、オフアクシス照明モードで前記ターゲットを照明するように配置される、請求項1〜7のいずれかに記載の装置。
- 前記オフアクシス照明モードは、実質的に単極から成る、請求項8に記載の装置。
- 前記オフアクシス照明モードは、実質的に第1極および第2極から成る、請求項9に記載の装置。
- 前記第1極は瞳面の第1軸上に位置し、前記第2極は前記瞳面の第2軸上に位置し、前記第1軸および前記第2軸は直交する、請求項10に記載の装置。
- 前記ターゲットは、前記第1軸に垂直な線を有する少なくとも1つの格子および前記第2軸に垂直な線を有する少なくとも1つの格子を備える、請求項10または11に記載の装置。
- 前記ターゲットは、第1バイアスを有する第1格子および第2バイアスを有する第2格子を備え、前記第2バイアスは前記第1バイアスと異なる、請求項1〜12のいずれかに記載の装置。
- 前記対物レンズと前記センサとの間に開口絞りをさらに備え、前記開口絞りは前記ターゲットによって回折した0次放射を遮断するように構成される、請求項1〜13のいずれかに記載の装置。
- 前記開口絞りは、前記ターゲットによって回折した実質的に1つの1次放射のみを通過させるように構成される、請求項14に記載の装置。
- リソグラフィ装置であって、
パターンを照明するように配置された照明光学システムと、
前記パターンのイメージを基板上に投影するように配置された投影光学システムと、
請求項1〜15のいずれか1つに記載のメトロロジデバイスと、を備える、リソグラフィ装置。 - 露光ステーションと、測定ステーションと、前記露光ステーションと前記測定ステーションとの間で移動可能である基板テーブルと、を備え、前記メトロロジデバイスは前記測定ステーションに位置決めされる、請求項16に記載の装置。
- リソグラフィセルであって、リソグラフィ装置と、少なくとも1つのプロセスデバイスと、基板ハンドラと、請求項1〜14のいずれか1つに記載のメトロロジデバイスと、を備える、リソグラフィセル。
- 基板上の複数のターゲットの特性を測定する方法であって、
照明ビームを生成することと、
対物レンズを用いて測定ビームとしての前記照明ビームを前記ターゲット上に誘導することで前記測定ビームが前記ターゲットを同時に照明することと、
前記対物レンズを用いて、前記ターゲットによって回折した放射を集光することと、
前記ターゲットのイメージを検出し、当該イメージは1つの1次回折ビームのみによって形成されることと、
前記検出イメージ内の前記ターゲットのそれぞれの別個のイメージを特定することと、を含む、方法。 - 前記特定することは、パターンレコグナイザによって行われる、前記請求項19に記載の方法。
- 前記パターンレコグナイザは、4つ以上の別個のイメージのアレイを認識するように構成される、請求項20に記載の方法。
- 前記別個のイメージの各々から強度値を決定することをさらに含む、請求項19、20、または21に記載の方法。
- 前記決定強度値から、前記ターゲットの部分が形成される前記基板の層と層との間のオーバーレイエラーを決定することをさらに含む、請求項22に記載の方法。
- 前記オーバーレイエラーを決定することは、
- 前記検出イメージ内の各ターゲットイメージの位置に応じて前記決定強度値またはオーバーレイ値の補正が行われる、請求項22〜24のいずれかに記載の方法。
- 前記照明ビームは、オフアクシス照明モードで前記ターゲット上に誘導される、請求項25に記載の方法。
- 前記オフアクシス照明モードは、実質的に単極から成る、請求項26に記載の方法。
- 前記オフアクシス照明モードは、実質的に第1極および第2極から成る、請求項26に記載の方法。
- 前記第1極は瞳面の第1軸上に位置し、前記第2極は前記瞳面の第2軸上に位置し、前記第1軸および前記第2軸は直交する、請求項27に記載の方法。
- 前記ターゲットは、前記第1軸に垂直な線を有する少なくとも1つの格子および前記第2軸に垂直な線を有する少なくとも1つの格子を備える、請求項28または29に記載の方法。
- 前記ターゲットは、第1バイアスを有する第1格子および第2バイアスを有する第2格子を備える、前記第2バイアスは前記第1バイアスと異なる、請求項19〜30のいずれかに記載の方法。
- 前記対物レンズと前記イメージを検出するために使用されるセンサとの間で前記ターゲットによって回折した0次放射を遮断することをさらに含む、請求項19〜31のいずれかに記載の方法。
- 前記ターゲットによって回折した実質的に1つの1次放射のみが前記イメージを検出するために使用されるセンサに到達することを可能にすることをさらに含む、請求項19〜30のいずれかに記載の方法。
- 基板であって、少なくとも4つのメトロロジターゲットを当該基板上に有し、前記メトロロジターゲットは、格子を備え、かつ円が接近して取り囲むことが可能であるアレイ内に互いに隣接して位置する、基板。
- 前記ターゲットのうちの第1ターゲットが第1バイアスを有し、前記ターゲットのうちの第2ターゲットが第2バイアスを有し、前記第2バイアスは前記第1バイアスと異なる、請求項34に記載の基板。
- 前記格子のうちの第1格子が第1方向に平行に延びる線を有し、前記格子のうちの第2格子が第2方向に平行に延びる線を有し、前記第1方向および前記第2方向は直交する、請求項34または35に記載の基板。
- 装置であって、
放射ビームを基板上のターゲット上に誘導し、かつ前記ターゲットによって回折した放射を集光するように構成された対物レンズと、
前記ターゲットのイメージを検出するように構成されたセンサと、
前記センサによって検出された前記イメージ内の前記ターゲットのそれぞれの別個のイメージを特定するように構成されたイメージプロセッサと、を備え、
前記放射源、前記対物レンズ、および前記センサは、前記ビームが前記ターゲットを実質的に同時に照射するように、かつ前記センサによって検出された前記ターゲットの前記イメージが1つの1次回折ビームによって形成されるように配置される、装置。 - 前記イメージプロセッサは、パターンレコグナイザを備え、請求項37に記載の装置。
- 前記パターンレコグナイザは、4つ以上の別個のイメージのアレイを認識するように構成される、請求項38に記載の装置。
- 前記別個のイメージの各々から強度値を決定するように構成されたコントローラをさらに備える、請求項37に記載の装置。
- 前記コントローラは、前記決定強度値から、前記ターゲットの部分が形成される前記基板の層と層との間のオーバーレイエラーを決定するようにさらに構成される、請求項40に記載の装置。
- 前記コントローラは、
- 前記コントローラは、前記センサのイメージフィールド内の前記ターゲットイメージの位置を決定し、かつ前記決定位置を参照して前記決定強度値またはオーバーレイ値の補正を行うようにさらに構成される、請求項40〜42のいずれかに記載の装置。
- 前記放射源および前記対物レンズは、オフアクシス照明モードで前記ターゲットを照明するように配置される、請求項37に記載の装置。
- 前記オフアクシス照明モードは、実質的に単極から成る、請求項44に記載の装置。
- 前記オフアクシス照明モードは、実質的に第1極および第2極から成る、請求項44に記載の装置。
- 前記第1極は瞳面の第1軸上に位置し、前記第2極は前記瞳面の第2軸上に位置し、前記第1軸および前記第2軸は直交する、請求項46に記載の装置。
- 前記ターゲットは、前記第1軸に垂直な線を有する少なくとも1つの格子および前記第2軸に垂直な線を有する少なくとも1つの格子を備える、請求項46または47に記載の装置。
- 前記ターゲットは、第1バイアスを有する第1格子および第2バイアスを有する第2格子を備え、前記第2バイアスは前記第1バイアスと異なる、請求項37に記載の装置。
- 前記対物レンズと前記センサとの間に開口絞りをさらに備え、前記開口絞りは前記ターゲットによって回折した0次放射を遮断するように構成される、請求項37に記載の装置。
- 前記開口絞りは、前記ターゲットによって回折した実質的に1つの1次放射のみを通過させるように構成される、請求項50に記載の装置。
- リソグラフィ装置であって、
パターンを照明するように配置された照明光学システムと、
前記パターンのイメージを基板上に投影するように配置された投影光学システムと、
メトロロジデバイスであって、
放射ビームを前記基板上のターゲット上に誘導し、かつ前記ターゲットによって回折した放射を集光するように構成された対物レンズと、
前記ターゲットのイメージを検出するように構成されたセンサと、
前記センサによって検出された前記イメージ内の前記ターゲットのそれぞれの別個のイメージを特定するように構成されたイメージプロセッサと、を備える、メトロロジデバイスと、を備え、
前記放射源、前記対物レンズ、および前記センサは、前記ビームが前記ターゲットを実質的に同時に照射するように、かつ前記センサによって検出された前記ターゲットの前記イメージが1つの1次回折ビームによって形成されるように配置される、リソグラフィ装置。 - 露光ステーションと、
測定ステーションと、
前記露光ステーションと前記測定ステーションとの間で移動可能である基板テーブルと、をさらに備え、前記メトロロジデバイスは前記測定ステーションに位置決めされる、請求項52に記載の装置。 - リソグラフィセルであって、
リソグラフィ装置と、
少なくとも1つのプロセスデバイスと、
基板ハンドラと、
メトロロジデバイスであって、
放射ビームを基板上のターゲット上に誘導し、かつ前記ターゲットによって回折した放射を集光するように構成された対物レンズと、
前記ターゲットのイメージを検出するように構成されたセンサと、
前記センサによって検出された前記イメージ内の前記ターゲットのそれぞれの別個のイメージを特定するように構成されたイメージプロセッサと、を備える、メトロロジデバイスと、を備え、
前記放射源、前記対物レンズ、および前記センサは、前記ビームが前記ターゲットを実質的に同時に照射するように、かつ前記センサによって検出された前記ターゲットの前記イメージが1つの1次回折ビームによって形成されるように配置される、リソグラフィセル。 - 方法であって、
対物レンズを用いて測定ビームとしての照明ビームをターゲット上に誘導することで前記測定ビームが前記ターゲットを実質的に同時に照明することと、
前記対物レンズを用いて、前記ターゲットによって回折した放射を集光することと、
前記ターゲットのイメージを検出し、当該イメージは1つの1次回折ビームのみによって形成されることと、
前記検出イメージ内の前記ターゲットのそれぞれの別個のイメージを特定することと、を含む、方法。 - 前記特定することは、パターンレコグナイザによって行われる、請求項55に記載の方法。
- 前記パターンレコグナイザは、4つ以上の別個のイメージのアレイを認識するように構成される、請求項56に記載の方法。
- 前記別個のイメージの各々から強度値を決定することをさらに含む、請求項55に記載の方法。
- 前記決定強度値から、前記ターゲットの部分が形成される前記基板の層と層との間のオーバーレイエラーを決定することをさらに含む、請求項58に記載の方法。
- 前記オーバーレイエラーを決定することは、
- 前記検出イメージ内の各ターゲットイメージの位置に応じて前記決定強度値またはオーバーレイ値の補正が行われる、請求項58〜60のいずれかに記載の方法。
- 前記照明ビームは、オフアクシス照明モードで前記ターゲット上に誘導される、請求項55に記載の方法。
- 前記オフアクシス照明モードは、実質的に単極から成る、請求項62に記載の方法。
- 前記オフアクシス照明モードは、実質的に第1極および第2極から成る、請求項62に記載の方法。
- 前記第1極は瞳面の第1軸上に位置し、前記第2極は前記瞳面の第2軸上に位置し、前記第1軸および前記第2軸は直交する、請求項64に記載の方法。
- 前記ターゲットは、前記第1軸に垂直な線を有する少なくとも1つの格子および前記第2軸に垂直な線を有する少なくとも1つの格子を備える、請求項65に記載の方法。
- 前記ターゲットは、第1バイアスを有する第1格子および第2バイアスを有する第2格子を備え、前記第2バイアスは前記第1バイアスと異なる、請求項55に記載の方法。
- 前記対物レンズと前記イメージを検出するために使用されるセンサとの間で前記ターゲットによって回折した0次放射を遮断することをさらに含む、請求項55に記載の方法。
- 前記ターゲットによって回折した実質的に1つの1次放射のみが前記イメージを検出するために使用されるセンサに到達することを可能にすることをさらに含む、請求項55に記載の方法。
- 基板であって、少なくとも4つのメトロロジターゲットを当該基板上に有し、前記メトロロジターゲットは、格子を備え、かつ円が接近して取り囲むアレイ内に互いに隣接して位置する、基板。
- 前記ターゲットのうちの第1ターゲットが第1バイアスを有し、前記ターゲットのうちの第2ターゲットが第2バイアスを有し、前記第2バイアスは前記第1バイアスと異なる、請求項70に記載の基板。
- 前記格子のうちの第1格子が第1方向に平行に延びる線を有し、前記格子のうちの第2格子が第2方向に平行に延びる線を有し、前記第1方向および前記第2方向は直交する、請求項70に記載の基板。
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