JP2024503585A - リソグラフィアライメント装置における強度を測定するためのシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

メトロロジシステムは、放射源、調整可能回折要素、光学システム、光学要素、及び、プロセッサを含む。放射源は、放射を生成する。調整可能回折要素は、放射の第１及び第２のビームを生成するために、放射を回折する。第１及び第２のビームは、それぞれ、第１及び第２の異なる非ゼロ回折次数を有する。光学システムは、放射の第１及び第２の散乱ビームがそれぞれ、第１及び第２のビームに基づいて生成されるように、第１及び第２のビームをターゲット構造に向けて誘導する。メトロロジシステムは、第１及び第２の散乱ビームの位相差を調整する。光学要素は、検出信号を生成する結像ディテクタにおいて、第１及び第２の散乱ビームを干渉する。プロセッサは、調整された位相差に基づいて、ターゲット構造の特性を決定するために、検出信号を受信及び分析する。【選択図】図４Ａ

Description

関連出願の相互参照
[0001] 本出願は、２０２１年１月１９日出願の米国仮特許出願第６３／１３８，８４４号の優先権を主張し、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

[0002] 本開示は、メトロロジシステム、例えば、リソグラフィシステム内の基板上のフィーチャの位置を測定するためのアライメント装置に関する。

[0003] リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板に、通常は基板のターゲット部分に適用する機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に使用可能である。このような場合、代替的にマスク又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の個々の層上に形成すべき回路パターンを生成することができる。このパターンを、基板（例えばシリコンウェーハ）上のターゲット部分（例えば、１つ又は幾つかのダイの一部を含む）に転写することができる。パターンの転写は通常、基板に設けた放射感応性材料（レジスト）の層への結像により行われる。一般的に、１枚の基板は、順次パターンが付与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。従来のリソグラフィ装置は、パターン全体をターゲット部分に１回で露光することによって各ターゲット部分が照射される、いわゆるステッパと、基板を所与の方向（「スキャン」方向）と平行あるいは逆平行に同期的にスキャンしながら、パターンを所与の方向（「スキャン」方向）に放射ビームでスキャンすることにより、各ターゲット部分が照射される、いわゆるスキャナとを含む。パターンを基板にインプリントすることによっても、パターニングデバイスから基板へとパターンを転写することが可能である。

[0004] 別のリソグラフィシステムは干渉リソグラフィシステムであり、パターニングデバイスは存在しないが、光ビームが２本のビームに分割され、２本のビームは反射システムの使用を介して基板のターゲット部分において干渉される。干渉は、基板のターゲット部分においてラインを形成させる。

[0005] リソグラフィ動作の間、異なる処理ステップは、基板上に異なる層を順次形成させる必要があり得る。したがって、以前に形成されたパターンに対して基板を高確度で位置決めすることが必要な可能性がある。一般に、アライメントマークは、位置合わせされるように基板上に置かれ、第２のオブジェクトを基準にして配置される。リソグラフィ装置は、アライメントマークの位置を検出するため、及び、アライメントマークを使用して基板を位置合わせするために、アライメント装置を使用して、マスクからの正確な露光を保証し得る。２つの異なる層におけるアライメントマーク間のミスアライメントは、オーバーレイエラーとして測定される。

[0006] リソグラフィプロセスをモニタするために、パターン基板のパラメータが測定される。パラメータには、例えば、パターン基板内又は上に形成された連続する層間のオーバーレイエラーや現像された感光性レジストの臨界線幅が含まれてよい。この測定は、製品基板上及び／又は専用のメトロロジターゲット上で実行することができる。走査電子顕微鏡及び様々な専用ツールの使用を含むリソグラフィプロセスで形成される微細構造を測定する様々な技術がある。専用検査ツールの高速で非侵襲的な形態は、放射ビームを基板表面上のターゲットに誘導し、散乱又は反射したビームの特性を測定するスキャトロメータである。基板により反射又は散乱される前後のビームの特性を比較することによって、基板の特性を決定することができる。これは、例えば既知の基板特性に関連した既知の測定値のライブラリに格納されたデータと反射ビームを比較することによって実行することができる。分光スキャトロメータは広帯域放射ビームを基板上に誘導し、特定の狭い角度範囲に散乱し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。これに対して、角度分解スキャトロメータは単色放射ビームを使用し、散乱した放射の強度を角度の関数として測定する。

[0007] リソグラフィ装置内のウェーハの位置合わせエラーは、結果として、品質の低下、信頼できない性能、及び、製造されるデバイスの歩留まり率の低下を生じさせ、これがデバイスの製造の時間及びコストを増加させる。

[0008] したがって、ウェーハ上でのリソグラフ構造のより正確な配置を可能にするメトロロジ技法を向上させることが望ましい。

[0009] いくつかの実施形態において、メトロロジシステムは、放射ビームを生成するように構成された放射源と、放射ビームをターゲット構造に向けて誘導し、放射の第１の散乱ビーム及び第２の散乱ビームをターゲット構造から受け取るように構成された光学システムと、を備え、第１の散乱ビームは、第１の非ゼロ回折次数を含み、第２の散乱ビームは、第１の非ゼロ回折次数とは異なる第２の非ゼロ回折次数を含む。システムは更に、光学要素を含む。光学要素は、第１の散乱ビームを結像ディテクタに向けて誘導し、第２の散乱ビームを遮断するように構成される。光学要素は、第２の散乱ビームを結像ディテクタに向けて誘導し、第１の散乱ビームを遮断するようにも構成される。次いで結像ディテクタは、第１の散乱ビームの第１の強度信号を決定し、第２の散乱ビームの第２の強度信号を決定し、第１の強度信号と第２の強度信号との間の差に対応する検出信号を生成するように、構成される。メトロロジシステムは、少なくとも検出信号に基づいてターゲット構造の特性を決定するように構成されたプロセッサも含む。

[0010] 本開示の別の特徴並びに本発明の様々な実施形態の構造及び作用は、添付の図面を参照して以下に詳細に説明する。本開示は、本明細書に記載する特定の実施形態に限定されないことに留意されたい。このような実施形態は、例示のみを目的として本明細書に記載されている。本明細書に含まれる教示に基づいて当業者は更なる実施形態を容易に思いつくであろう。

[0011] 本明細書に組み込まれ、その一部を形成する添付の図面は、本開示を図示し説明とともに、更に本開示の原理を説明し、当業者が本明細書に記載の実施形態を作成して使用できるようにする働きをする。

[0012]いくつかの実施形態に従った反射型リソグラフィ装置を示す概略図である。 [0013]いくつかの実施形態に従った透過型リソグラフィ装置を示す概略図である。 [0014]いくつかの実施形態に従った反射型リソグラフィ装置を示すより詳細な概略図である。 [0015]いくつかの実施形態に従ったリソグラフィセルを示す概略図である。 [0016]いくつかの実施形態に従った検査装置を示す概略図である。 [0016]いくつかの実施形態に従った検査装置を示す概略図である。 [0017]いくつかの実施形態に従ったアライメントセンサ装置を示す概略図である。 [0018]いくつかの実施形態に従った半波長板及び切り替え可能半波長板を使用する偏光状態のレイアウトを示す図である。 [0019]いくつかの実施形態に従った強度及び位相チャネル信号を同時に検出するように構成された、偏光光学アセンブリを示す図である。 [0020]いくつかの実施形態に従った強度及び位相チャネル信号を同時に検出するように構成された、偏光光学アセンブリを示す図である。 [0021]いくつかの実施形態に従った強度及び位相チャネル信号を検出することに関する機能を実行するための方法ステップを示す図である。

[0022] 本開示の特徴は、同様の参照符号は全体を通して対応する要素を識別する図面を参照しながら以下の詳細な説明を読むことで更に明白になるであろう。図面では、一般に、同様の参照番号が同一の、機能が類似した、及び／又は構造が類似する要素を示す。更に一般に、参照番号の左端の桁は、参照番号が最初に表示される図面を識別する。他に示されない限り、本開示を通じて提供される図面は縮尺通りの図面として解釈されるべきではない。

[0023] 本明細書は、本開示の特徴を組み込んだ１つ以上の実施形態を開示する。開示される１つ又は複数の実施形態は例として提供される。本開示の範囲は開示される１つ又は複数の実施形態に限定されない。特許請求される特徴は、本明細書に添付される特許請求の範囲によって定義される。

[0024] 記載された１つ又は複数の実施形態、及び本明細書で「一実施形態」、「ある実施形態」、「例示的実施形態」などに言及した場合、それは記載された１つ又は複数の実施形態が特定の特徴、構造、又は特性を含むことができるが、それぞれの実施形態が必ずしも特定の特徴、構造、又は特性を含まないことがあることを示す。更に、このようなフレーズは、必ずしも同じ実施形態に言及するものではない。更に、ある実施形態に関連して特定の特徴、構造、又は特性について記載している場合、明示的に記載されているか、記載されていないかにかかわらず、このような特徴、構造、又は特性を他の実施形態との関連で実行することが当業者の知識の範囲内にあることが理解される。

[0025] 「下（beneath）」、「下（below）」、「下（lower）」、「上（above）」、「上（on）」、「上（upper）」などのような空間的に相対的な用語は、図に示すように、ある要素又は特徴と別の１つ又は複数の要素又は１つ又は複数の特徴との関係を説明するのを容易にするために、本明細書で使用され得る。空間的に相対的な用語は、図に示されている方向に加えて、使用中又は動作中のデバイスの様々な方向を包含することを意図している。装置は、他の方法で方向付けられてもよく（９０度又は他の方向に回転されてもよい）、本明細書で使用される空間的に相対的な記述語は、同様にそれに応じて解釈され得る。

[0026] 本明細書で使用される「約」という語は、特定の技術に基づいて変化し得る所与の量の値を示す。特定の技術に基づいて、「約」という語は、例えばその値の１０～３０％（例えば、その値の±１０％、±２０％、又は±３０％）の範囲内で変化する所与の量の値を示す可能性がある。

[0027] 本開示の実施形態は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、又はそれらのいずれかの組み合わせにおいて実施可能である。また、本開示の実施形態は、１つ以上のプロセッサによって読み取り及び実行され得る機械読み取り可能媒体上に記憶された命令としても実施することができる。機械読み取り可能媒体は、機械（例えばコンピューティングデバイス）によって読み取り可能な形態の情報を記憶又は送信するためのいずれかの機構を含み得る。例えば、機械読み取り可能媒体は、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、磁気ディスク記憶媒体、光記憶媒体、フラッシュメモリデバイス、電気、光、音、又は他の形態の伝搬信号（例えば、搬送波、赤外線信号、デジタル信号等）、及び他のものを含むことができる。更に、一定の動作を実行するものとして本明細書ではファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、及び／又は命令を記載することができる。しかしながらそのような記載は単に便宜上のものであり、そういった動作は実際には、コンピューティングデバイス、プロセッサ、コントローラ、又はファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、命令等を実行する他のデバイスから得られることは認められよう。

[0028] このような実施形態を詳述する前に、本発明の実施形態を実施することができる例示の環境を提示することが有用であろう。

[0029] 例示的なリソグラフィシステム

[0030] 図１Ａ及び図１Ｂは、それぞれ本開示の実施形態が実装され得るリソグラフィ装置１００及びリソグラフィ装置１００’の概略図である。リソグラフィ装置１００及びリソグラフィ装置１００’はそれぞれ以下の、放射ビームＢ（例えば、深紫外放射又は極端紫外放射）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、レチクル、又は動的パターニングデバイス）ＭＡを支持するように構成されるとともに、パターニングデバイスＭＡ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成されるとともに、基板Ｗ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、を備える。リソグラフィ装置１００及び１００’は、パターニングデバイスＭＡにより放射ビームＢに付与されたパターンを基板Ｗの（例えば、１つ以上のダイを含む）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ＰＳも有する。リソグラフィ装置１００では、パターニングデバイスＭＡ及び投影システムＰＳは反射型である。リソグラフィ装置１００’では、パターニングデバイスＭＡ及び投影システムＰＳは透過型である。

[0031] 照明システムＩＬは、放射ビームＢを誘導し、整形し、又は制御するための、屈折型、反射型、反射屈折型、磁気型、電磁型、静電型、又はその他のタイプの光学コンポーネント、あるいはそれらの任意の組み合わせなどの様々なタイプの光学コンポーネントを含むことができる。

[0032] 支持構造ＭＴは、基準フレームに対するパターニングデバイスＭＡの方向、リソグラフィ装置１００及び１００’のうちの少なくとも１つの設計等の条件、及び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ＭＡを保持する。支持構造ＭＴは、機械的、真空、静電、又は他のクランプ技術を使用して、パターニングデバイスＭＡを保持することができる。支持構造ＭＴは、例えば、フレーム又はテーブルでもよく、必要に応じて固定式又は可動式でよい。センサを使用することにより、支持構造ＭＴは、パターニングデバイスＭＡが、例えば、投影システムＰＳに対して確実に所望の位置に来るようにできる。

[0033] 「パターニングデバイス」ＭＡという用語は、基板Ｗのターゲット部分Ｃにパターンを生成する等のために放射ビームＢの断面にパターンを付与するのに使用され得る何らかのデバイスを指すものと広義に解釈されるべきである。放射ビームＢに付与されたパターンは、集積回路を形成するためにターゲット部分Ｃに生成されるデバイスにおける特定の機能層に対応する可能性がある。

[0034] 「検査装置」、「メトロロジ装置」などの用語は、本明細書では、例えば、構造の特性（例えば、オーバーレイエラー、クリティカルディメンションパラメータ）を測定するために使用される、又は、ウェーハのアライメントを検査するためのリソグラフィ装置（例えばアライメント装置）において使用される、デバイス又はシステムを指すために使用され得る。

[0035] パターニングデバイスＭＡは、（図１Ｂのリソグラフィ装置１００’におけるように）透過型であっても、（図１Ａのリソグラフィ装置１００におけるように）反射型とすることができる。パターニングデバイスＭＡの例には、レチクル、マスク、プログラマブルミラーアレイ、又はプログラマブルＬＣＤパネルが含まれる。マスクはリソグラフィにおいて周知であり、バイナリマスク、レベンソン型位相シフトマスク、又はハーフトーン型位相シフトマスク、更には多様なハイブリッドマスクタイプなどのマスクタイプを含む。プログラマブルミラーアレイの一例は、それぞれが入射する放射ビームを異なる方向に反射するように個別に傾斜され得る小さいミラーのマトリクス配列を採用する。傾斜されたミラーは、小さいミラーのマトリクスにより反射される放射ビームＢにパターンを付与する。

[0036] 本明細書において使用する「投影システム」ＰＳという用語は、用いられる露光放射線に、又は、基板Ｗ上での液浸液の使用もしくは真空の使用などの他の要素に適切な屈折型、反射型、磁気型、電磁型、静電型、又はそれらのあらゆる組み合わせを含むあらゆるタイプの投影システムを含んでいてもよい。その他のガスは放射線又は電子を吸収し過ぎる可能性があるため、ＥＵＶ又は電子ビーム放射線には真空環境を使用することがある。したがって、真空環境は、真空壁及び真空ポンプを用いてビーム経路全体に提供してもよい。

[0037] リソグラフィ装置１００及び／又はリソグラフィ装置１００’は、２つ（デュアルステージ）又はそれ以上の基板テーブルＷＴ（及び／又は２つ以上のマスクテーブル）を有するタイプであってよい。このような「マルチステージ」機械においては、追加の基板テーブルＷＴが並行して使用されるか、あるいは１つ以上の基板テーブルＷＴが露光に使用されている間に、１つ以上の他のテーブルで準備工程が実行されてよい。ある状況では、追加のテーブルは基板テーブルＷＴでなくてもよい。

[0038] 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よく知られている。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。

[0039] 図１Ａ及び図１Ｂ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。例えば放射源ＳＯがエキシマレーザである場合には、放射源ＳＯとリソグラフィ装置１００、１００’とは別個の物理的実体であってよい。この場合、放射源ＳＯはリソグラフィ装置１００又は１００’の一部を構成するとは見なされず、放射ビームＢは放射源ＳＯから、例えば適切な誘導ミラー及び／又はビームエキスパンダを備えたビームデリバリシステムＢＤ（図１Ｂ）を介してイルミネータＩＬへ通過する。他の場合、例えば放射源ＳＯが水銀ランプである場合には、放射源ＳＯはリソグラフィ装置１００、１００’の一体部分であってよい。放射源ＳＯとイルミネータＩＬとは、またビームデリバリシステムＢＤが必要とされる場合にはこれも合わせて、放射システムと呼ばれることがある。

[0040] イルミネータＩＬは放射ビームの角強度分布を調整するためのアジャスタＡＤ（図１Ｂ）を備えてよい。一般に、イルミネータ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「σ-outer」及び「σ-inner」と呼ばれる）を調整することができる。加えてイルミネータＩＬは、インテグレータＩＮ及びコンデンサＣＯなどの他の様々なコンポーネント（図１Ｂ）を備えてもよい。イルミネータＩＬは、ビーム断面における所望の均一性及び強度分布を得るべく放射ビームＢを調節するのに使用することができる。

[0041] 図１Ａを参照すると、放射ビームＢは、支持構造（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ン付与される。リソグラフィ装置１００では、放射ビームＢはパターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡから反射される。パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡから反射された後、放射ビームＢは投影システムＰＳを通過する。投影システムＰＳは放射ビームＢを基板Ｗのターゲット部分Ｃに合焦させる。第２のポジショナＰＷと位置センサＩＦ２（例えば、干渉デバイス、リニアエンコーダ、又は静電容量センサ）の助けによって、基板テーブルＷＴを（例えば、放射ビームＢの経路に異なるターゲット部分Ｃを位置決めするように）正確に移動させることができる。同様に、第１のポジショナＰＭ及び別の位置センサＩＦ１を使用して、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を正確に位置決めすることができる。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、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡ及び基板Ｗを位置合わせすることができる。

[0042] 図１Ｂを参照すると、放射ビームＢは、支持構造（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ン付与される。マスクＭＡを横断した後、放射ビームＢは投影システムＰＳを通過する。投影システムＰＳはビームを基板Ｗのターゲット部分Ｃに合焦させる。投影システムは、照明システム瞳ＩＰＵと共役な瞳ＰＰＵを有する。放射の一部は、照明システム瞳ＩＰＵにおける強度分布から生じ、マスクパターンにおいて回折の影響を受けることなくマスクパターンを横切り、照明システム瞳ＩＰＵにおいて強度分布の像を作り出す。

[0043] 投影システムＰＳは、マスクパターンＭＰの像を投影する。像は、強度分布からの放射によりマスクパターンＭＰから生成された回折ビームによって、基板Ｗ上に被覆されたフォトレジスト層上に形成される。例えば、マスクパターンＭＰには、ラインとスペースのアレイが含むことができる。アレイでの放射回折でゼロ次回折でないものからは、ラインと垂直な方向に方向が変わった誘導回折ビームが生成される。非回折ビーム（すなわち、いわゆるゼロ次回折ビーム）は、伝搬方向が変化することなくパターンを横断する。ゼロ次回折ビームは、投影システムＰＳの共役な瞳ＰＰＵの上流にある投影システムＰＳの上部レンズ又は上部レンズグループを横断して、共役な瞳ＰＰＵに到達する。ゼロ次回折ビームに関連する共役な瞳ＰＰＵの面における強度分布の部分が、照明システムＩＬの照明システム瞳ＩＰＵの強度分布の像である。開口デバイスＰＤは、例えば投影システムＰＳの共役な瞳ＰＰＵを含む平面に又は概ね平面に配置される。

[0044] 投影システムＰＳは、レンズ又はレンズグループＬによって、ゼロ次回折ビームのみならず、１次又は１次以上の回折ビーム（図示せず）も捉えるように配置される。いくつかの実施形態では、ラインに対して垂直な方向に延びるラインパターンを結像するためのダイポール照明を使用して、ダイポール照明の解像度向上効果を利用することができる。例えば、１次回折ビームは、対応するゼロ次回折ビームにウェーハＷのレベルで干渉して、ラインパターンＭＰの像を可能な限り高い解像度及びプロセスウィンドウ（すなわち、使用可能焦点深度及び許容露光ドーズの変化の組み合わせ）で生成する。いくつかの実施形態では、照明システム瞳ＩＰＵの対向する象限に放射極（図示せず）を提供することによって非点収差を低減することができる。更に、いくつかの実施形態では、対向する象限の放射極に関連付けられた投影システムの共役な瞳ＰＰＵでゼロ次ビームを遮断することによって非点収差を低減することができる。このことは、参照によりその全体が本明細書に取り込まれる、２００９年３月３１日発行の米国特許第７，５１１，７９９Ｂ２号により詳細に説明されている。

[0045] 第２のポジショナＰＷ及び位置センサＩＦ（例えば、干渉デバイス、リニアエンコーダ、又は静電容量センサ）の助けにより、（例えば放射ビームＢの経路に異なるターゲット部分Ｃを位置決めするように）基板テーブルＷＴを正確に移動させることができる。同様に、（例えばマスクライブラリの機械的な取り出し後又はスキャン中に）第１のポジショナＰＭと別の位置センサ（図１Ｂに図示せず）とを使用して、放射ビームＢの経路に対してマスクＭＡを正確に位置決めすることができる。

[0046] 一般に、マスクテーブルＭＴの移動は、第１のポジショナ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）及びショートストロークモジュール（微動位置決め）の助けを借りて実現することができる。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第２のポジショナＰＷの一部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使用して実現することができる。ステッパの場合（スキャナとは対照的に）、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。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（スクライブラインアライメントマークとして周知である）。同様に、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] マスクテーブルＭＴ及びパターニングデバイスＭＡは、真空チャンバＶ内にあってよい。真空内ロボットＩＶＲを用いて、マスクなどのパターニングデバイスを真空チャンバ内及び外に移動させることができる。代替的に、マスクテーブルＭＴ及びパターニングデバイスＭＡが真空チャンバの外側にある場合、真空内ロボットＩＶＲと同様に、様々な輸送作業のために真空外ロボットを用いることができる。真空内及び真空外ロボットは、共に中継ステーションの固定されたキネマティックマウントへの任意のペイロード（例えばマスク）のスムーズな移動のために較正される必要がある。

[0048] 図示のリソグラフィ装置１００及び１００’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。

[0049] １．ステップモードでは、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Ｂ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。

[0050] ２．スキャンモードでは、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Ｂに付与された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ＰＳ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。

[0051] ３．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Ｂに付与されたパターンをターゲット部分Ｃに投影する。パルス放射源ＳＯを使用することができ、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、必要に応じて更新される。この動作モードは、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。

[0052] 上述した使用モードの組み合わせ及び／又は変形、又は全く異なる使用モードも利用できる。

[0053] 更なる実施形態では、リソグラフィ装置１００は、極端紫外（ＥＵＶ）放射源を備える。極端紫外放射源は、ＥＵＶリソグラフィのためにＥＵＶ放射ビームを発生させるように構成される。一般に、ＥＵＶ放射源は、放射システム内に構成され、対応する照明システムが、ＥＵＶ放射源のＥＵＶ放射ビームを調節するように構成される。

[0054] 図２は、ソースコレクタ装置ＳＯ、照明システムＩＬ、及び投影システムＰＳを備えたリソグラフィ装置１００をより詳細に示している。ソースコレクタ装置ＳＯは、このソースコレクタ装置ＳＯの閉鎖構造２２０内に真空環境を維持できるように構築及び配置される。放電生成プラズマ源によってＥＵＶ放射放出プラズマ２１０を形成することができる。ＥＵＶ放射を生成するには、例えばＸｅガス、Ｌｉ蒸気、又はＳｎ蒸気のようなガス又は蒸気によって、極めて高温のプラズマ２１０を生成して、電磁スペクトルのＥＵＶ範囲内の放射を放出させればよい。極めて高温のプラズマ２１０は、例えば放電によって少なくとも不完全電離プラズマを生じさせることによって生成される。効率的な放射発生のため、例えば分圧が１０ＰａのＸｅ、Ｌｉ、Ｓｎの蒸気又は他のいずれかの適切なガスもしくは蒸気が必要となることがある。いくつかの実施形態では、励起したスズ（Ｓｎ）のプラズマを供給してＥＵＶ放射を生成する。

[0055] 高温プラズマ２１０が発した放射は、放射源チャンバ２１１からコレクタチャンバ２１２内へ、放射源チャンバ２１１の開口内又は開口の後ろに位置決めされた任意選択のガスバリア又は汚染物質トラップ２３０（場合によっては汚染物質バリア又はフォイルトラップとも呼ばれる）を介して送出される。汚染物質トラップ２３０はチャネル構造を含むことができる。汚染物質トラップ２３０は、ガスバリア又はガスバリアとチャネル構造の組み合わせを含むことができる。本明細書で更に示す汚染物質トラップ又は汚染物質バリア２３０は、少なくともチャネル構造を含む。

[0056] コレクタチャンバ２１２は、いわゆるかすり入射型コレクタの場合もある放射コレクタＣＯを含むことができる。放射コレクタＣＯは、上流放射コレクタ側２５１及び下流放射コレクタ側２５２を有する。コレクタＣＯを横断する放射は、格子スペクトルフィルタ２４０で反射して、仮想光源点ＩＦに合焦させることができる。仮想光源点ＩＦは一般に中間焦点と呼ばれ、ソースコレクタ装置は、中間焦点ＩＦが閉鎖構造２２０の開口２１９に又はその近傍に位置するように配置される。仮想光源点ＩＦは、放射放出プラズマ２１０の像である。格子スペクトルフィルタ２４０は、特に赤外線（ＩＲ）放射を抑制するために用いられる。

[0057] この後、放射は照明システムＩＬを横断する。照明システムＩＬは、パターニングデバイスＭＡにおいて放射ビーム２２１の所望の角度分布を与えるとともにパターニングデバイスＭＡにおいて所望の放射強度均一性を与えるように配置されたファセットフィールドミラーデバイス２２２及びファセット瞳ミラーデバイス２２４を備えることができる。支持構造ＭＴにより保持されたパターニングデバイスＭＡで放射ビーム２２１が反射されると、パターン付きビーム２２６が形成され、このパターン付きビーム２２６は、投影システムＰＳによって反射要素２２８、２２９を介して、ウェーハステージ又は基板テーブルＷＴにより保持された基板Ｗ上に結像される。

[0058] 一般に、照明光学ユニットＩＬ及び投影システムＰＳには、図示するよりも多くの要素が存在することができる。格子スペクトルフィルタ２４０は、リソグラフィ装置のタイプに応じて任意選択的に存在することができる。更に、図２に示したものよりも多くのミラーが存在することができ、例えば投影システムＰＳには、図２に示したものに比べて１つから６つの追加の反射要素が存在することができる。

[0059] 図２に示すようなコレクタ系ＣＯは、コレクタ（又はコレクタミラー）の単なる一例として、かすり入射型リフレクタ２５３、２５４、及び２５５を有する入れ子状のコレクタとして示されている。かすり入射型リフレクタ２５３、２５４、及び２５５は、光軸Ｏを中心として軸方向に対称配置され、このタイプのコレクタ系ＣＯは、ＤＰＰ源と呼ばれることが多い放電生成プラズマ源と組み合わせて好適に用いられる。

[0060] 例示的なリソグラフィセル

[0061] 図３は、いくつかの実施形態による、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３００を示している。リソグラフィ装置１００又は１００’はリソグラフィセル３００の一部を構成することができる。リソグラフィセル３００は、基板に露光前プロセス及び露光後プロセスを実行する１つ以上の装置を含むこともできる。従来から、これらにはレジスト層を堆積させるためのスピンコータＳＣ、露光したレジストを現像するためのデベロッパＤＥ、冷却プレートＣＨ、及びベークプレートＢＫが含まれる。基板ハンドラ、すなわちロボットＲＯが、入出力ポートＩ／Ｏ１、Ｉ／Ｏ２から基板を取り出し、それらを様々なプロセス装置間で移動させ、リソグラフィ装置１００又は１００’のローディングベイＬＢに引き渡す。これらのデバイスは、まとめてトラックと呼ばれることも多く、トラック制御ユニットＴＣＵの制御下にある。ＴＣＵ自体は監視制御システムＳＣＳによって制御され、ＳＣＳ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。したがって、これらの様々な装置はスループット及び処理効率を最大化するように動作させることができる。

[0062] 例示的な検査装置

[0063] デバイスフィーチャを基板上に正確に配置するようにリソグラフィプロセスを制御するために、アライメントマークは一般に基板上に提供され、リソグラフィ装置は、基板上のマークの位置を正確に測定しなければならないときに用いられる、１つ以上のアライメント装置及び／又はシステムを含む。これらのアライメント装置は、効果的な位置測定装置である。異なるタイプのマーク及び異なるタイプのアライメント装置及び／又はシステムは、異なる時点及び異なる製造業者から既知となる。現行のリソグラフィ装置において幅広く使用されるタイプのシステムは、米国特許第６，９６１，１１６号（ｄｅｎ Ｂｏｅｆ等）に記載されるような自己参照干渉計に基づく。一般的に、マークはＸ位置及びＹ位置を取得するために別々に測定される。しかしながら複合Ｘ及びＹ測定は、米国公開第２００９／１９５７６８Ａ号（Ｂｉｊｎｅｎ等）に記載される技法を使用して実行可能である。これら両方の開示の全内容は参照により本明細書に組み込まれる。

[0064] 図４Ａは、いくつかの実施形態に従ったリソグラフィ装置１００又は１００’の一部として実装可能な検査装置４００の概略断面図を示す。いくつかの実施形態において、検査装置４００は、基板（例えば基板Ｗ）をパターニングデバイス（例えばパターニングデバイスＭＡ）に対して位置合わせするように構成可能である。検査装置４００は更に、基板上のアライメントマークの位置を検出し、検出されたアライメントマークの位置を使用して、基板をパターニングデバイスあるいはリソグラフィ装置１００又は１００’の他の構成要素に対して位置合わせするように、構成可能である。こうした基板の位置合わせは、基板上の１つ以上のパターンの正確な露光を保証することができる。

[0065] いくつかの実施形態において、検査装置４００は、照明システム４１２、ビームスプリッタ４１４、干渉計４２６、ディテクタ４２８、ビーム分析器４３０、及びオーバーレイ計算プロセッサ４３２を含むことができる。照明システム４１２は、１つ以上の通過帯域を有する電磁狭帯域放射ビーム４１３を提供するように構成可能である。一例では、１つ以上の通過帯域は、約５００ｎｍから約９００ｎｍの間の波長のスペクトル内とすることができる。別の例では、１つ以上の通過帯域は、約５００ｎｍから約９００ｎｍの間の波長のスペクトル内の離散狭通過帯域とすることができる。照明システム４１２は更に、長期間にわたって（例えば照明システム４１２の寿命にわたって）実質的に一定の中心波長（ＣＷＬ）値を有する、１つ以上の通過帯域を提供するように構成可能である。照明システム４１２のこうした構成は、前述のように、現行のアライメントシステムにおける望ましいＣＷＬ値からの実際のＣＷＬ値のシフトを防ぐのを助けることができる。また結果として、一定のＣＷＬ値の使用は、現行のアライメント装置に比べてアライメントシステム（例えば検査装置４００）の長期安定性及び確度を向上させることができる。

[0066] いくつかの実施形態において、ビームスプリッタ４１４は、放射ビーム４１３を受け取るように、及び、放射ビーム４１３を少なくとも２本の放射サブビームに分割するように、構成可能である。例えば放射ビーム４１３は、図４Ａに示されるようにサブビーム４１５及び４１７に分割可能である。ビームスプリッタ４１４は更に、放射サブビーム４１５を、ステージ４２２上に置かれた基板４２０上に誘導するように構成可能である。一例において、ステージ４２２は方向４２４に沿って移動可能である。放射ビーム４１５は、基板４２０上に位置するアライメントマーク又はターゲット４１８を照明するように構成可能である。アライメントマーク又はターゲット４１８は、放射感応性フィルムでコーティング可能である。いくつかの実施形態において、アライメントマーク又はターゲット４１８は百八十度（すなわち１８０°）対称性を有することができる。すなわち、アライメントマーク又はターゲット４１８が、アライメントマーク又はターゲット４１８の面に対して垂直な対称軸を中心に１８０°回転されるとき、回転したアライメントマーク又はターゲット４１８は、実質的に回転していないアライメントマーク又はターゲット４１８と同一とすることができる。基板４２０上のターゲット４１８は、（ａ）実レジスト線で形成されるバーを含むレジスト層格子、又は（ｂ）プロダクトレイヤ、又は（ｃ）プロダクトレイヤ上にオーバーレイ又はインターリーブされたレジスト格子を備えるオーバーレイターゲット構造内の複合格子スタックとすることができる。代替として、バーは基板内にエッチングすることができる。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内の色収差の影響を受けやすく、照明対称性及びこうした収差の存在は、それら自体をプリント格子内の変動で表すことになる。線の幅、ピッチ、及びクリティカルディメンションの測定のためのデバイス製造で使用される１つのインライン方法は、「スキャトロメトリ」として知られる技法を利用する。スキャトロメトリの方法は、Ｒａｙｍｏｎｄ等による「Ｍｕｌｔｉｐａｒａｍｅｔｅｒ Ｇｒａｔｉｎｇ Ｍｅｔｒｏｌｏｇｙ Ｕｓｉｎｇ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｃａｔｔｅｒｏｍｅｔｒｙ」、Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈ．Ｂ、Ｖｏｌ．１５、ｎｏ．２、３６１～３６８頁（１９９７年）、及び、Ｎｉｕ等による「Ｓｐｅｃｕｌａｒ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｉｃ Ｓｃａｔｔｅｒｏｍｅｔｒｙ ｉｎ ＤＵＶ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ」、ＳＰＩＥ、Ｖｏｌ．３６７７（１９９９年）に記載されており、これらはどちらもその全体が参照により本明細書に組み込まれる。スキャトロメトリでは、光はターゲット内の周期的な構造によって反射され、結果として生じる所与の角度での反射スペクトルが検出される。反射スペクトルを生じさせる構造は、例えば、厳密結合波分析（ＲＣＷＡ）を使用して、又はシミュレーションによって導出されるパターンのライブラリの比較によって、再構築される。したがって、プリント格子のスキャトロメトリデータは格子を再構築するために使用される。線の幅及び形状などの格子のパラメータは、プリントステップ及び／又は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によって実行される再構築プロセスに入力可能である。

[0067] いくつかの実施形態において、一実施形態に従い、ビームスプリッタ４１４は更に、回折放射ビーム４１９を受け取り、回折放射ビーム４１９を少なくとも２つの放射サブビームに分割するように、構成可能である。回折放射ビーム４１９は、図４Ａに示されるように回折放射サブビーム４２９及び４３９に分割可能である。

[0068] たとえビームスプリッタ４１４が、放射サブビーム４１５をアライメントマーク又はターゲット４１８に向けて誘導するように、及び、回折放射サブビーム４２９を干渉計４２６に向けて誘導するように、示されている場合であっても、本開示はそのように限定していないことに留意されたい。当業者であれば、基板４２０上のアライメントマーク又はターゲット４１８の照明、及びアライメントマーク又はターゲット４１８の像の検出の、同様の結果を取得するために、他の光学配置が使用可能であることが明らかとなろう。

[0069] 図４Ａに示されるように、干渉計４２６は、ビームスプリッタ４１４を介して、放射サブビーム４１７及び回折放射サブビーム４２９を受け取るように構成可能である。例示の実施形態において、回折放射サブビーム４２９は、アライメントマーク又はターゲット４１８から反射可能な放射サブビーム４１５の少なくとも一部とすることができる。本実施形態の一例において、干渉計４２６は光学素子の任意の適切なセット、例えば受け取った回折放射サブビーム４２９に基づいてアライメントマーク又はターゲット４１８の２つの像を形成するように構成可能な、プリズムの組み合わせを備える。良質な像を形成する必要はないが、アライメントマーク４１８のフィーチャは分解しなければならないことを理解されたい。干渉計４２６は更に、２つの像のうちの一方を２つの像のうちの他方に対して１８０°回転させ、回転された像及び回転されない像を干渉的に再結合するように、構成可能である。

[0070] いくつかの実施形態において、ディテクタ４２８は、再結合された像を干渉計信号４２７を介して受け取り、検査装置４００のアライメント軸４２１がアライメントマーク又はターゲット４１８の対称の中心（図示せず）を通るとき、再結合された像の結果としての干渉を検出するように、構成可能である。こうした干渉は、例示の実施形態に従い、アライメントマーク又はターゲット４１８が１８０°対称であること、及び、再結合された像が建設的又は破壊的に干渉することに起因可能である。検出された干渉に基づき、ディテクタ４２８は更に、アライメントマーク又はターゲット４１８の対称の中心の位置を決定し、その結果として、基板４２０の位置を検出するように、構成可能である。一例によれば、アライメント軸４２１は、基板４２０に対して直角であり、像回転干渉計４２６の中心を通る、光学ビームと位置合わせ可能である。ディテクタ４２８は更に、センサ特徴を実装すること、及び、ウェーハマークプロセス変動と相互作用することによって、アライメントマーク又はターゲット４１８の位置を推定するように構成可能である。

[0071] 更なる実施形態において、ディテクタ４２８は、下記の測定のうちの１つ以上を実行することによって、アライメントマーク又はターゲット４１８の対称の中心の位置を決定する。
１．様々な波長についての位置の変動（色間の位置シフト）を測定すること、
２．様々な次数についての位置の変動（回折次数間の位置シフト）を測定すること、及び、
３．様々な偏光についての位置の変動（偏光間の位置シフト）を測定すること。

[0072] このデータは、例えば任意のタイプのアライメントセンサ、例えば単一のディテクタ及び４つの異なる波長を伴う自己参照干渉計を採用し、ソフトウェア内のアライメント信号を抽出する、米国特許第６，９６１，１１６号に記載されるような、ＳＭＡＳＨ（ＳＭａｒｔ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ Ｓｅｎｓｏｒ Ｈｙｂｒｉｄ）センサ、又は、７つの回折次数の各々を専用ディテクタに誘導する、米国特許第６，２９７，８７６号に記載されるような、Ａｔｈｅｎａ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｕｓｉｎｇ Ｈｉｇｈ ｏｒｄｅｒ ＥＮｈａｎｃｅｍｅｎｔ ｏｆ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）、を用いて取得可能であり、上記の米国特許はどちらもその全体が参照により本明細書に組み込まれる。

[0073] いくつかの実施形態において、ビーム分析器４３０は、回折放射サブビーム４３９を受け取り、その光学状態を決定するように構成可能である。光学状態は、ビーム波長、偏光、又はビームプロファイルの測定とすることができる。ビーム分析器４３０は更に、ステージ４２２の位置を決定し、ステージ４２２の位置をアライメントマーク又はターゲット４１８の対称の中心の位置と相関させるように、構成可能である。したがって、アライメントマーク又はターゲット４１８の位置、及びしたがって基板４２０の位置は、ステージ４２２を基準にして正確に知ることができる。代替として、ビーム分析器４３０は、アライメントマーク又はターゲット４１８の対称の中心を、検査装置４００又は任意の他の参照要素を基準にして知ることができるように、検査装置４００又は任意の参照要素の位置を決定するように構成可能である。ビーム分析器４３０は、何らかの形の波長帯選択性を伴うポイント又は結像偏光計とすることができる。いくつかの実施形態において、ビーム分析器４３０は、検査装置４００内に直接集積するか、あるいは、他の実施形態に従い、単一モード、マルチモード、又は結像を保存する偏光などの、いくつかのタイプの光ファイバを介して接続することができる。

[0074] いくつかの実施形態において、ビーム分析器４３０は更に、基板４２０上の２つのパターン間のオーバーレイデータを決定するように構成可能である。これらのパターンのうちの一方は、参照層上の参照パターンとすることができる。他方のパターンは、露光層上の露光パターンとすることができる。参照層は、基板４２０上に既に存在するエッチング層とすることができる。参照層は、リソグラフィ装置１００及び／又は１００’によって基板上に露光された参照パターンによって生成可能である。露光層は、参照層に隣接して露光されるレジスト層とすることができる。露光層は、リソグラフィ装置１００又は１００’によって基板４２０上に露光された露光パターンによって生成可能である。基板４２０上の露光パターンは、ステージ４２２による基板４２０の動きに対応可能である。いくつかの実施形態において、測定されるオーバーレイデータは、参照パターンと露光パターンとの間のオフセットを示すこともできる。測定されるオーバーレイデータは、較正後、露光層と参照層との間のオフセットが最小となるように、リソグラフィ装置１００又は１００’によって露光された露光パターンを較正するための較正データとして使用可能である。

[0075] いくつかの実施形態において、ビーム分析器４３０は更に、基板４２０の製品スタックプロファイルのモデルを決定するように構成可能であり、また、単一測定におけるオーバーレイ、クリティカルディメンション、及びターゲット４１８の焦点を測定するように構成可能である。製品スタックプロファイルは、アライメントマーク、ターゲット４１８、又は基板４２０などの、スタック製品に関する情報を含み、照明変動の関数である、マークプロセス変動誘起光学署名メトロロジを含むことができる。製品スタックプロファイルは、製品格子プロファイル、マークスタックプロファイル、及びマーク非対称情報を含むこともできる。ビーム分析器４３０の一例は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第８，７０６，４４２号に記載されるような、オランダ、フェルドホーフェンのＡＳＭＬによって製造されるＹｉｅｌｄｓｔａｒ（商標）である。ビーム分析器４３０は更に、その層内の露光パターンの特定の特性に関する情報を処理するように構成可能である。例えば、ビーム分析器４３０は、層内に示される像の、オーバーレイパラメータ（基板上の前の層に対する層の位置決め確度、又は、基板上のマークに対する第１の層の位置決め確度の指示）、焦点パラメータ、及び／又は、クリティカルディメンションパラメータ（例えば、線幅及びその変動）を処理することができる。他のパラメータは、露光パターンの示された像の品質に関する像パラメータである。

[0076] いくつかの実施形態において、ディテクタのアレイ（図示せず）はビーム分析器４３０に接続可能であり、下記で論じるように正確なスタックプロファイル検出の可能性を可能にする。例えば、ディテクタ４２８はディテクタのアレイとすることができる。ディテクタアレイの場合、マルチモードファイバのバンドル、チャネルごとの離散ピンディテクタ、あるいは、ＣＣＤ又はＣＭＯＳ（線形）アレイという、いくつかのオプションが可能である。マルチモードファイバのバンドルを使用すると、安定性のために任意の消散要素をリモートに配置することができる。離散ＰＩＮディテクタは、大きなダイナミックレンジを提供するが、各々が別々のプリアンプを必要とする。したがって要素の数が制限される。ＣＣＤ線形アレイは、高速で読み出し可能な多くの要素を提供し、位相ステッピング検出が使用される場合は特に注目される。

[0077] いくつかの実施形態において、第２のビーム分析器４３０’は、図４Ｂに示されるように、回折放射サブビーム４２９を受け取り、光学状態を決定するように構成可能である。光学状態は、ビーム波長、偏光、又はビームプロファイルの測定とすることができる。第２のビーム分析器４３０’は、ビーム分析器４３０と同一とすることができる。代替として、第２のビーム分析器４３０’は、ステージ４２２の位置を決定すること、及び、ステージ４２２の位置をアライメントマーク又はターゲット４１８の対称の中心の位置と相関させることなどの、ビーム分析器４３０の少なくともすべての機能を実行するように構成可能である。したがって、アライメントマーク又はターゲット４１８の位置、及びしたがって基板４２０の位置は、ステージ４２２を基準にして正確に知ることができる。第２のビーム分析器４３０’は、アライメントマーク又はターゲット４１８の対称の中心を、検査装置４００又は任意の他の参照要素を基準にして知ることができるように、検査装置４００又は任意の他の参照要素の位置を決定するようにも構成可能である。第２のビーム分析器４３０’は更に、基板４２０の２つのパターン間のオーバーレイデータ、及び製品スタックプロファイルのモデルを決定するように構成可能である。第２のビーム分析器４３０’は更に、単一測定におけるオーバーレイ、クリティカルディメンション、及びターゲット４１８の焦点を測定するようにも構成可能である。

[0078] いくつかの実施形態において、第２のビーム分析器４３０’は、検査装置４００内に直接集積するか、あるいは、他の実施形態に従い、単一モード、マルチモード、又は結像を保存する偏光などの、いくつかのタイプの光ファイバを介して接続することができる。代替として、第２のビーム分析器４３０’及びビーム分析器４３０は、両方の回折放射サブビーム４２９及び４３９を受け取り、光学状態を決定するように構成された、単一分析器（図示せず）を形成するために、組み合わせることができる。

[0079] いくつかの実施形態において、プロセッサ４３２は、ディテクタ４２８及びビーム分析器４３０から情報を受信する。例えば、プロセッサ４３２はオーバーレイ計算プロセッサとすることができる。情報は、ビーム分析器４３０によって構築された製品スタックプロファイルのモデルを含むことができる。代替として、プロセッサ４３２は、製品マークに関して受信した情報を使用して、製品マークプロファイルのモデルを構築することが可能である。いずれの場合でも、プロセッサ４３２は、製品マークプロファイルのモデルを使用するか又は組み込んで、スタック製品及びオーバーレイマークプロファイルのモデルを構築する。次いでスタックモデルを使用して、オーバーレイオフセットを決定し、オーバーレイオフセット測定へのスペクトル影響を最小限にする。プロセッサ４３２は、照明ビームの光学状態、アライメント信号、関連する位置推定、並びに、瞳、像、及び追加の面における光学状態を含むが限定されない、ディテクタ４２８及びビーム分析器４３０から受信した情報に基づいて、基本補正アルゴリズムを作成することができる。瞳面は、放射の半径方向位置が入射の角度を定義し、角度位置が放射のアジマス角を定義する、面である。プロセッサ４３２は、ウェーハマーク及び／又はアライメントマーク４１８に関して検査装置４００を特徴付けるために、基本補正アルゴリズムを利用することができる。

[0080] いくつかの実施形態において、プロセッサ４３２は更に、ディテクタ４２８及びビーム分析器４３０から受信した情報に基づいて、各マークについてのセンサ推定に関するプリントパターン位置オフセットエラーを決定するように構成可能である。情報は、製品スタックプロファイル、オーバーレイ、クリティカルディメンション、及び基板４２０上の各アライメントマーク又はターゲット４１８の焦点の測定を含むが、限定されない。プロセッサ４３２は、クラスタ化アルゴリズムを利用して、マークを同様の一定オフセットエラーのセットにグループ化し、情報に基づいて、アライメントエラーオフセット補正表を作成することができる。クラスタ化アルゴリズムは、オーバーレイ測定、位置推定、及び、オフセットエラーの各セットに関連付けられた追加の光学スタックプロセス情報に基づくものとすることができる。オーバーレイは、多数の異なるマーク、例えば、プログラムされたオーバーレイオフセット周辺の正及び負のバイアスを有する、オーバーレイターゲットについて計算される。小さなオーバーレイを測定するターゲットは、（最高確度で測定されるため）基準として採用される。この測定された小さなオーバーレイ、及び、その対応するターゲットの既知のプログラムされたオーバーレイから、オーバーレイエラーが推測可能である。表１は、これをどのように実行できるかを示す。示された例における最も小さい測定されたオーバーレイは、－１ｎｍである。しかしながら、これは－３０ｎｍのプログラムされたオーバーレイを伴うターゲットに関連している。したがってプロセスは、２９ｎｍのオーバーレイエラーを導入しなければならない。

[0081] 最も小さい値は基準点であるものと見なすことが可能であり、これに関してオフセットは、測定されたオーバーレイとプログラムされたオーバーレイに起因して予測されたオーバーレイとの間で計算可能である。このオフセットは、各マーク、又は同様のオフセットを伴うマークのセットについて、オーバーレイエラーを決定する。したがって、表１の例では、３０ｎｍのプログラムされたオーバーレイを伴うターゲット位置において、最も小さい測定されたオーバーレイは－１ｎｍであった。他のターゲットにおいて、予測されたオーバーレイと測定されたオーバーレイとの間の差は、この基準と比較される。表１などの表は、異なる照明設定の下でマーク及びターゲット４１８からも取得可能であり、結果として最も小さいオーバーレイエラーを生じさせる照明設定、及びその対応する較正係数が、決定及び選択可能である。これに続き、プロセッサ４３２は、マークを同様のオーバーレイエラーのセットにグループ化することができる。マークをグループ化するための基準は、異なるプロセス制御、例えば異なるプロセスについての異なるエラー許容差に基づいて、調整可能である。

[0082] いくつかの実施形態において、プロセッサ４３２は、グループのすべて又はほとんどのメンバが同様のオフセットエラーを有することを確認し、その追加の光学スタックメトロロジに基づいて、クラスタ化アルゴリズムからの個々のオフセット補正を各マークに適用することができる。プロセッサ４３２は、各マークについて補正を決定し、オーバーレイにおけるエラーを補正するために、例えば、補正を検査装置４００内にフィードすることによって、リソグラフィ装置１００又は１００’に補正をフィードバックすることができる。

[0083] 遮断光学要素を使用する例示的なアライメントセンサ装置

[0084] 前述のように、オンプロセス確度エラー（ＯＰＡＥ）は、各ウェーハ上のスタック厚み、材料、及び／又はプロセスを変動させること（すなわちプロセス変動）、並びに、アライメントセンサ間の相互作用に起因するオーバーレイエラーによって、生じる。プロセス変動は、基板上のアライメントマークから反射される光の光学特性を変化させ、これがＯＰＡＥを生じさせる。アライメントマーク内の非対称を補正するマーク非対称再構築（ＭＡＲ）、改良されたセンサ（例えばＳＭＡＳＨ）、及び予測モデリングなどの、様々な技法にもかかわらず、ウェーハスタック特性変動（すなわちプロセス変動）は、ＯＰＡＥの下限を生じさせ、現行の技法及びシステムを使用して更に減少させることはできない。プロセス変動はアライメントセンサと相互作用し、較正不可能なアライメント位置エラー（ＡＰＥ）を作成する。

[0085] ＡＰＥは、基準アライメント位置（例えば、基板上の較正されたアライメントマーク）からのアライメント位置における変化又はシフトである。しかしながら、ＡＰＥは、例えば、ビーム波長、スペクトル帯域幅、開口数、ビーム強度、ビームスポットサイズ、ビーム形状、ビームパターン、強度不平衡、及び／又は偏光などの、様々な物理パラメータの関数である。例えばＡＰＥは、１つ以上の物理パラメータについての線形関数としてモデル化され得る。物理パラメータがアライメント及び／又はリソグラフィ装置内で変動するとき、未知のプロセス変動に起因した基準アライメント位置内の変化又はシフトが測定可能であり、ＯＰＡＥを減少させるために補正が決定及び適用可能である。

[0086] 更に、オーバーレイ仕様がより少ない数に達すると、マーク非対称などのプロセス関連エラーはより顕著になり、補正を必要とする。マーク非対称を検出するための１つの手法は、正と負の回折次数間の強度不平衡を測定することである。これは、例えば、ウェーハ上の位置に対応するマーク位相情報を使用して実行され得る。別の手法は、回折信号のごく一部をピックオフし、指定された光路及び検出光学系を介してこれを案内することであり得る。しかしながら、複雑さ及び較正の問題に起因して、回折強度及びマークの位相の両方に対して共通のパスを使用する、代替の手法が非常に望ましい。例えば、扱いにくく高価となる、パワー分離要素及び２つの完全検出システムを使用することが必要になる。

[0087] こうしたシステムの複雑さを低減させるために提案される実施例が図５に示されており、他方を通過可能にしている間に一方を遮断するために、回折次数の前に遮断光学要素、例えばシャッタを採用している。これにより、アライメントシステムに重み、複雑さ、及びサイズを追加する可能性のある更なるハードウェアの修正なしに、同じ検出システムの使用が可能になる。

[0088] 図５は、例示の実施形態に従ったアライメントセンサ装置５００を示す。アライメントセンサ装置５００は、マークの位相及び強度の別々の測定を可能にすることによって、例えば、リソグラフィ装置１００又は１００’におけるオーバーレイを向上させるように構成される。アライメントセンサ装置５００は、照明システム５０２、スポットミラー５１６、フォーカスレンズ５１８、偏光ビームスプリッタＡ、ディテクタコントローラ５８４、１つ以上の光学フィルタ５０６、５０８、５１０、５１２、５１４、５３８、５４８、５６０、５７６、及びプロセッサ５９０を含むことができる。アライメントセンサ装置５００は、図５では、スタンドアロン装置として示されるが、本開示の実施形態は本例に限定されず、本開示のアライメントセンサ装置５００実施形態は、リソグラフィ装置１００及び／又は１００’、リソセル３００、アライメント装置４００、及び／又は、他の光学システムなどであるが限定されない、他の光学システムと共に使用可能である。

[0089] 照明システム５０２は、照明ビーム５０４を照明パスに沿ってスポットミラー５１６に向かって透過させるように構成可能である。いくつかの態様によれば、照明システム５０２は、図４Ａ及び図４Ｂに記載された照明システム４１２と同様であり得る。例えば、照明システム５０２は、ＥＵＶ放射のビームを生成するように構成された、極端紫外線（ＥＵＶ）源を含むことができる。照明システム５０２は、放射システム内のＥＵＶ源、及び、ＥＵＶ源のＥＵＶ放射ビームを調節するように構成された対応する調節システムを、含むことができる。

[0090] 照明システム５０２は、１つ以上の通過帯域を有する電磁狭帯域照明ビーム５０４を提供するように構成可能である。一例では、１つ以上の通過帯域は、約５００ｎｍから約９００ｎｍの間の波長のスペクトル内であり得る。一例では、１つ以上の通過帯域は、約１０ｎｍから約５００ｎｍの間の波長のスペクトル内であり得る。別の例では、１つ以上の通過帯域は、約５００ｎｍから約９００ｎｍの間の波長のスペクトル内の離散狭通過帯域であり得る。別の例では、１つ以上の通過帯域は、約１０ｎｍから約５００ｎｍの間の波長のスペクトル内の離散狭通過帯域であり得る。照明システム５０２は更に、長期間にわたって（例えば照明システム５０２の寿命にわたって）実質的に一定の中心波長（ＣＷＬ）値を有する、１つ以上の通過帯域を提供するように構成可能である。照明システム５０２のこうした構成は、前述のように、現行のアライメントシステムにおける望ましいＣＷＬ値からの実際のＣＷＬ値のシフトを防ぐのを助けることができる。また結果として、一定のＣＷＬ値の使用は、現行のアライメント装置に比べて、アライメントシステム（例えばアライメントセンサ装置５００）の長期安定性及び確度を向上させ得る。

[0091] いくつかの実施形態において、照明システム５０２は、大きなエタンデュ（すなわち、光の広がり、例えば、光源から見られるようにシステムの入射瞳が定める、光源の面積（Ａ）と立体角（Ω）との積）を与え得る放射源のために、広帯域光源（すなわち、広範囲の光の周波数又は波長、及びしたがって色を伴う光源）を使用可能であり、複数の波長の混合を可能にする。いくつかの実施形態において、照明ビーム５０４は、広帯域内に、好ましくは、各々がΔλの帯域幅及び少なくとも２Δλ（すなわち、帯域幅の２倍）の間隔を有し得る、複数の波長を含むことが可能である。いくつかの実施形態において、照明システム５０２は、ファイババンドルを使用して分割された拡張放射源の異なる部分について、いくつかの放射「源」を含むことができる。このようにして、角度分解散乱スペクトルは、複数の波長で並列に測定可能である。例えば、２Ｄスペクトルよりも多くの情報を含む、３Ｄスペクトル（波長及び２つの異なる角度）を測定することができる。これによって、メトロロジプロセスのロバスト性を増加させる、より多くの情報を測定することができる。これについては、欧州特許第１６２８１６４Ａ２号により詳細に記載されており、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

[0092] スポットミラー５１６は、キューブの中心に配設された反射金属層を伴う透過型キューブである。図５に示されるように、スポットミラー５１６は、照明ビーム５０４を基板５２２に向けて誘導するために、照明パスと４５°の角度を形成することができる。一実施形態において、スポットミラー５１６は、照明ビーム５０４の第１の部分（例えば５０％）を基板５２２に向けて反射させ、照明ビーム５０４の第２の部分（例えば５０％）をビーム分析器５３６に向けて透過させるように構成された、ビームスプリッタとすることができる。ビーム分析器５３６は、図４Ａ及び図４Ｂに記載されたビーム分析器４３０と同様であり、照明ビーム５０４の様々な特性、例えば、強度、ビーム形状、アライメント位置、及び／又は、偏光を、分析するように構成される。

[0093] 図５に示されるように、スポットミラー５１６は、照明ビーム５０４をフォーカスレンズ５１８に向けて透過させることが可能であり、フォーカスレンズ５１８は照明ビーム５０４を基板５２２上の回折ターゲット５２０上で合焦させる。一実施形態において、回折ターゲット５２０はアライメントマークとすることができる。一実施形態において、基板５２２はステージ５２４によって支持され、アライメント軸５２６に沿って中心に置かれる。いくつかの実施形態において、基板５２２上の回折ターゲット５２０は１Ｄ格子とすることができ、現像後、バーが実レジスト線で形成されるようにプリントされる。いくつかの実施形態において、回折ターゲット５２０は２Ｄアレイ又は格子とすることができ、現像後、格子が実レジストピラー又はレジスト内のバイアで形成されるようにプリントされる。例えば、バー、ピラー、又はバイアは、代替として基板５２２内にエッチングされ得る。

[0094] 回折ターゲット５２０上に合焦された照明ビーム５０４は、回折ターゲット５２０から反射される回折次数サブビーム５２８、５３０、５３２を含む、信号パス５３５に沿った信号ビームを作成する。図５に示されるように、第１の回折次数サブビーム５２８、第２の回折次数サブビーム５３０、及び第３の回折次数サブビーム５３２は、フォーカスレンズ５１８に向けて回折ターゲット５２０に逆反射し、信号パス５３５を作成する。いくつかの実施形態において、フォーカスレンズ５１８は瞳面に位置決めすることができる。瞳面は、放射の半径方向位置が入射の角度を定義し、角度位置が放射のアジマス角を定義する、面である。

[0095] いくつかの実施形態において、第１の回折次数サブビーム５２８はゼロ次回折次数サブビームとすることができ、第２の回折次数サブビーム５３０は第１の回折次数サブビーム（例えば－１）とすることができ、第３の回折次数サブビーム５３２は第１の回折次数サブビーム（例えば＋１）とすることができる。図５に示されるように、スポットミラー５１６は第１の回折次数サブビーム５２８を遮断及び／又は反射し、第２及び第３の回折次数サブビーム５３０、５３２を信号パス５３５に沿って透過させる。いくつかの実施形態において、スポットミラー５１６は、第１の回折次数サブビーム５２８をビーム分析器５３６に向けて反射させ、ビーム分析器５３６は、第１の回折次数サブビーム５２８の様々な特性、例えば、強度、ビーム形状、アライメント位置、及び／又は偏光を、分析するように構成される。

[0096] 第２及び第３の回折次数サブビーム５３０、５３２は、第２及び第３の回折次数サブビーム５３０、５３２を、サブビーム５３０、５３２の偏光に基づいて、第１の偏光光学分岐（例えば、「Ｘ」方向、ｓ偏光）及び第２の偏光光学分岐（例えば、「Ｙ」方向、ｐ偏光）に分離及び透過させるように構成された、偏光ビームスプリッタ５５０へと、信号パス５３５に沿って透過する。入射面に沿ってその電場を伴う偏光放射はｐ偏光（すなわちＴＭ（transverse-magnetic））と見なされ、入射面に垂直にその電場を伴う偏光放射はｓ偏光（すなわちＴＥ（transverse-electric））と見なされる。偏光ビームスプリッタ５５０は、信号パス５３５を直交偏光成分（すなわち、第１及び第２の偏光光学分岐）に分割し、ｓ偏光サブビーム５３０、５３２を第１の偏光光学分岐（「Ｘ」方向、ｓ偏光）内へと透過させ、ｐ偏光サブビーム５３０、５３２を第２の偏光光学分岐（「Ｙ」方向、ｐ偏光）内へと透過させる。

[0097] 第１の偏光光学分岐は、ｓ偏光サブビーム５３０、５３２を透過させ、アライメント軸５２６を基準として水平又は「Ｘ」方向の、回折ターゲット５２０のアライメント位置における任意の変化、シフト、及び／又は偏差を測定するように構成される。図５に示されるように、第１の偏光光学分岐は、第１の偏光フィルタ５５２、「Ｘ」方向自己参照干渉計（ＳＲＩ－Ｘ）５５４、第２の偏光フィルタ５５６、及び偏光ビームスプリッタ５５８を含み得る。Ｓ偏光サブビーム５３０、５３２は、第１の偏光フィルタ５５２、ＳＲＩ－Ｘ ５５４、及び第２の偏光フィルタ５５６を順次透過する。いくつかの実施形態において、第１及び第２の偏光フィルタ５５２、５５６は、各々、波長板、例えば２２．５°（π／８）における半波長板とすることができる。いくつかの実施形態において、第１及び第２の偏光フィルタ５５２、５５６は、各々、波長板、例えば４５°（π／４）における４分の１波長板とすることができる。

[0098] 半波長板は、１８０°（π）の位相シフトを誘起させ、偏光ベクトルと高速軸ベクトルとの間に形成される偏向角θを－θまで回転させる。線形偏光光の場合、半波長板はθから２θまで回転し、楕円（例えば円形）偏光光の場合、半波長板はカイラリティを（例えば、右円から左円へと）反転させる。４分の１波長板は、９０°（π／２）の位相シフトを誘起させ、出力は、高速軸ベクトルと低速軸ベクトルとの間に形成される入力偏向角φに依存する。線形偏光光の場合、φ＝０°は線形偏光内に変化を生成せず、φ＝４５°は円形偏光を生成し、０°＜φ＜４５°は楕円偏光を生成する。

[0099] 第１の偏光フィルタ５５２、ＳＲＩ－Ｘ５５４、及び第２の偏光フィルタ５５６は、ｓ偏光サブビーム５３０、５３２の像を１８０°回転させ、一方が他方に対して１８０°位相外れの２つの像を再結合する。この２つの再結合された像は、偏光ビームスプリッタ５５８へと透過される。偏光ビームスプリッタ５５８は、２つの再結合された像間の差を分離して第１の位置ディテクタ５６６内に伝送し、２つの再結合された像の合計を第２の位置ディテクタ５６４内に伝送するように、構成される。図５に示されるように、フォーカスレンズ５６２は、２つの再結合された像の合計を第２の位置ディテクタ５６４上に合焦させるために、第１の偏光光学分岐に含めることができる。いくつかの実施形態において、２つの再結合された像の差を合焦させるために、フォーカスレンズ５６２と同様の追加のフォーカスレンズを、第１の位置ディテクタ５６６と偏光ビームスプリッタ５５８との間に含め得る。

[0100] 第２の偏光光学分岐は、第１の偏光光学分岐と同様であり、ｐ偏光サブビーム５３０、５３２を透過させ、アライメント軸５２６を基準として垂直又は「Ｙ」方向の、回折ターゲット５２０のアライメント位置における任意の変化、シフト、及び／又は偏差を測定するように、構成される。図５に示されるように、第１の偏光光学分岐は、第１の偏光フィルタ５６８、「Ｙ」方向自己参照干渉計（ＳＲＩ－Ｙ）５７０、第２の偏光フィルタ５７２、及び偏光ビームスプリッタ５７４を含み得る。Ｐ偏光サブビーム５３０、５３２は、第１の偏光フィルタ５６８、ＳＲＩ－Ｙ５７０、及び第２の偏光フィルタ５７２を順次透過する。いくつかの実施形態において、第１及び第２の偏光フィルタ５６８、５７２は、各々、波長板、例えば２２．５°（π／８）における半波長板とすることができる。いくつかの実施形態において、第１及び第２の偏光フィルタ５６８、５７２は、各々、波長板、例えば４５°（π／４）における４分の１波長板とすることができる。

[0101] 第１の偏光フィルタ５６８、ＳＲＩ－Ｙ５７０、及び第２の偏光フィルタ５７２は、ｐ偏光サブビーム５３０、５３２の像を１８０°回転させ、一方が他方に対して１８０°位相外れの２つの像を再結合する。この２つの再結合された像は、偏光ビームスプリッタ５７４へと透過される。偏光ビームスプリッタ５７４は、２つの再結合された像間の差を分離して第３の位置ディテクタ５８２内に伝送し、２つの再結合された像の合計を第４の位置ディテクタ５８０内に伝送するように、構成される。図５に示されるように、フォーカスレンズ５７８は、２つの再結合された像の合計を第４の位置ディテクタ５８０上に合焦させるために、第２の偏光光学分岐に含めることができる。いくつかの実施形態において、２つの再結合された像の差を合焦させるために、フォーカスレンズ５７８と同様の追加のフォーカスレンズを、第３の位置ディテクタ５８２と偏光ビームスプリッタ５７４との間に含め得る。

[0102] 図５に示されるように、ディテクタコントローラ５８４は、第１の位置ディテクタ５６６、第２の位置ディテクタ５６４、第３の位置ディテクタ５８２、及び第４の位置ディテクタ５８０に、それぞれ、第１、第２、第３、及び第４の制御信号５８６、５８５、５８８、５８７を介して接続可能である。ディテクタコントローラ５８４は、第１及び第２の偏光分岐から出力される信号ビーム（例えば、差及び合計）に基づいて、アライメント軸５２６を基準として回折ターゲット５２０のアライメント位置を測定及び検出するように構成される。いくつかの実施形態において、ディテクタコントローラ５８４は、水平又は「Ｘ」方向、及び／又は垂直又は「Ｙ」方向に、回折ターゲット５２０のアライメント位置における任意の変化、シフト、及び／又は偏差を測定するように構成される。いくつかの実施形態において、ディテクタコントローラ５８４は、正弦波位相を生成するために、第２及び第３の回折次数サブビーム５３０、５３２を組み合わせることができる。

[0103] １つ以上の光ファイバを、照明ビーム５０４の照明パス、及び／又は、第２及び第３の回折次数サブビーム５３０、５３２の信号パス５３５に沿って、配設し得る。前述のように、光ファイバが照明パス及び／又は信号パス５３５に沿って配設されるとき、信号パス５３５に沿った照明ビーム５０４及び／又はサブビーム５３０、５３２の１つ以上の物理パラメータは調整され、基準アライメント位置からの回折ターゲット５２０のアライメント位置における変化又はシフトが生じる（例えば、基板５２２上で較正された回折ターゲット５２０）。

[0104] 図５に示されるように、１つ以上の光学フィルタは、照明ビーム５０４の照明パス及び／又は信号パス５３５に沿って配設される、スペクトルフィルタ５０６、開口数（ＮＡ）フィルタ５０８、中性密度（ＮＤ）フィルタ５１０、パターン付きフィルタ５１２、及び／又は、偏光フィルタ５１４を含み得る。いくつかの実施形態において、スペクトルフィルタ５０６は、帯域通過フィルタ、帯域通過干渉フィルタ、ノッチフィルタ、短パスフィルタ、長パスフィルタ、ステップフィルタ、及び／又は、干渉フィルタを含むことができる。いくつかの実施形態において、ＮＡフィルタ５０８は、信号パス５３５に沿った、照明ビーム５０４及び／又はサブビーム５３０、５３２の光学パワー及び／又はビーム形状を変化させるように構成された、レンズ、対物系、及び／又は、プリズムを含むことができる。いくつかの実施形態において、ＮＤフィルタ５１０は、信号パス５３５に沿った、照明ビーム５０４及び／又はサブビーム５３０、５３２の強度及び／又はスポットサイズを変化させるように構成可能である。いくつかの実施形態において、パターン付きフィルタ５１２は、信号パス５３５に沿った、照明ビーム５０４及び／又はサブビーム５３０、５３２内に配設された、パターン付きレチクル及び／又は参照パターンを含むことができる。いくつかの実施形態において、偏光フィルタ５１４は、信号パス５３５に沿った、照明ビーム５０４及び／又はサブビーム５３０、５３２内に配設された波長板を含むことができる。例えば偏光フィルタ５１４は、半波長板又は４分の１波長板とすることができる。

[0105] いくつかの実施形態において、図５に示されるように、１つ以上の光学フィルタ５０６、５０８、５１０、５１２、５１４は、光学フィルタ５３８、光学フィルタ５４４、光学フィルタ５４８、光学フィルタ５６０、及び／又は光学フィルタ５７６を含むが限定されない、様々な位置において、信号パス５３５に沿った、照明ビーム５０４及び／又はサブビーム５３０、５３２内に配設可能である。例えば光学フィルタ５３８は波長板とすることができる。例えば光学フィルタ５６０は、パターン付きレチクル及び／又は参照パターンとすることができる。例えば光学フィルタ５４４は、パターン付きレチクル及び／又は参照パターンとすることができる。

[0106] プロセッサ５９０は、制御信号５９２を介してディテクタコントローラ５８４に結合される。プロセッサ５９０は、１つ以上の光学フィルタ５０６、５０８、５１０、５１２，５１４、５３８、５４４、５４８、５６０、５７６によって生じる、回折ターゲット５２０のアライメント位置における変化及び／又はシフトを測定するように構成される。プロセッサ５９０は、回折ターゲット５２０について基準（すなわち較正された）アライメント位置を計算するために、ディテクタコントローラ５８４から測定されたアライメント位置の値を受信する。１つ以上の光学フィルタ５０６、５０８、５１０、５１２，５１４、５３８、５４４、５４８、５６０、５７６が信号パス５３５に沿った照明ビーム５０４及び／又はサブビーム５３０、５３２内に配設されるとき、プロセッサ５９０は、回折ターゲット５２０について後続の（すなわち、修正された）アライメント位置を受信し、２つの測定されたアライメント位置の間の任意の変化を計算する。変化に基づいて、プロセッサ５９０は、アライメントセンサ装置５００のセンサ応答関数を決定する。プロセッサ５９０は、センサ応答関数に基づいて、アライメントセンサ装置５００のＡＰＥを補正するように構成可能である。いくつかの実施形態において、プロセッサ５９０は、１つ以上の物理パラメータについて、センサ応答関数の微分及び／又は最小値を計算することによって、ＡＰＥを補正するように構成可能である。いくつかの実施形態において、センサ応答関数は、線形モデルに基づいてプロセッサ５９０によって計算される。いくつかの実施形態において、センサ応答関数は、非線形モデルに基づいてプロセッサ５９０によって計算される。

[0107] 一実施形態において、ディテクタコントローラ５８４及び／又はプロセッサ５９０が回折ターゲット５２０について基準（すなわち較正された）アライメント位置を決定した後、スペクトルフィルタ５０６は、１つ以上の物理パラメータを調整するために、信号パス５３５に沿って照明ビーム５０４及び／又はサブビーム５３０、５３２内に配設される。プロセッサ５９０は、信号パス５３５に沿った照明ビーム５０４及び／又はサブビーム５３０、５３２の異なる波長間の変化に基づいて、センサ応答関数を決定するように構成される。例えば、照明ビーム５０４は、７００ｎｍの初期波長（λ）を有することができる。回折ターゲット５２０の第１のアライメント位置（例えば基準アライメント位置）は、λ_０＝７００ｎｍでｘ_０＝０ｎｍとなるように測定される。スペクトルフィルタ５０６、例えばノッチフィルタは、照明ビーム５０４の波長を７００ｎｍから７１０ｎｍに調整し、回折ターゲット５２０の第２のアライメント位置は、λ_１＝７１０ｎｍでｘ_１＝４ｎｍとなるように測定される。ＡＰＥが波長の線形関数であると想定すると、異なる波長間の変化に基づくセンサ応答関数は、センサ応答関数がΔｘ／Δλ＝（４ｎｍ－０ｎｍ）／（７１０ｎｍ－７００ｎｍ）＝０．４又はＡＰＥ＝（０．４）・Δλであるように、プロセッサ５９０によって計算される。

[0108] 一実施形態において、ディテクタコントローラ５８４及び／又はプロセッサ５９０が回折ターゲット５２０について基準（すなわち較正された）アライメント位置を決定した後、ＮＡフィルタ５０８は、１つ以上の物理パラメータを調整するために、信号パス５３５に沿って照明ビーム５０４及び／又はサブビーム５３０、５３２内に配設される。プロセッサ５９０は、信号パス５３５に沿った１つ以上の異なる回折次数サブビーム５２８、５３０、５３２間の変化に基づいて、センサ応答関数を決定するように構成される。例えば、照明ビーム５０４は、１．３５の初期ＮＡを有することができる。例えば、第３の回折次数サブビーム５３２の第１のアライメント位置（例えば基準アライメント位置）は、ＮＡ_０＝１．３５でｘ_０＝０ｎｍとなるように測定される。ＮＡフィルタ５０８は、照明ビーム５０４のＮＡを１．３５から１．２０に調整し、第３の回折次数サブビーム５３２の第２のアライメント位置は、ＮＡ_１＝１．２０でｘ_１＝３ｎｍとなるように測定される。ＡＰＥが回折次数サブビームの線形関数であると想定すると、異なる回折次数サブビーム間の変化に基づくセンサ応答関数は、センサ応答関数がΔｘ／ΔＮＡ＝（３ｎｍ－０ｎｍ）／（１．３５－１．２０）＝２０又はＡＰＥ＝（２０）・ΔＮＡ（ｎｍ）であるように、プロセッサ５９０によって計算される。

[0109] 一実施形態において、ディテクタコントローラ５８４及び／又はプロセッサ５９０が回折ターゲット５２０について基準（すなわち較正された）アライメント位置を決定した後、偏光フィルタ５１４は、１つ以上の物理パラメータを調整するために、信号パス５３５に沿って照明ビーム５０４及び／又はサブビーム５３０、５３２内に配設される。プロセッサ５９０は、信号パス５３５に沿った照明ビーム５０４及び／又はサブビーム５３０、５３２の異なる偏光間の変化に基づいて、センサ応答関数を決定するように構成される。例えば、照明ビーム５０４は、３０°の初期線形偏光（θ）を有することができる。回折ターゲット５２０の第１のアライメント位置（例えば基準アライメント位置）は、θ_０＝３０°でｘ_０＝５ｎｍとなるように測定される。偏光フィルタ５１４は、照明ビーム５０４の偏光を３０°から４５°に調整し、回折ターゲット５２０の第２のアライメント位置は、θ_１＝４５°でｘ_１＝８ｎｍとなるように測定される。ＡＰＥが偏光の線形関数であると想定すると、異なる偏光間の変化に基づくセンサ応答関数は、センサ応答関数がΔｘ／Δθ＝（８ｎｍ－５ｎｍ）／（４５°－３０°）＝０．２又はＡＰＥ＝（０．２）・Δθ（ｎｍ／°）であるように、プロセッサ５９０によって計算される。

[0110] いくつかの実施形態において、アライメントセンサ装置５００は、ビーム分析器５３６、及び／又は、マーク非対称再構築（ＭＡＲ）光学分岐５４０を含むことができる。いくつかの実施形態において、図５に示されるように、ＭＡＲ光学分岐５４０は、スポットミラー５１６と偏光ビームスプリッタ５５０との間に配設可能である。ＭＡＲ光学分岐５４０は、回折ターゲット５２０における非対称を測定及び決定するように構成される。ＭＡＲ光学分岐５４０は、ビームスプリッタ５４２及びＭＡＲディテクタ５４６を含むことができる。ビームスプリッタ５４２は、信号パス５３５に沿ってサブビーム５３０、５３２の一部を反射し、サブビーム５３０、５３２の残りの部分を信号パス５３５に沿って偏光ビームスプリッタ５５０に向けて透過させる。いくつかの実施形態では、図５に示されるように、ＭＡＲ光学分岐５４０は光学フィルタ５４４を含むことができる。例えば光学フィルタ５４４は、パターン付きレチクル及び／又は参照パターンとすることができる。いくつかの実施形態において、ＭＡＲディテクタ５４６は、制御信号５９８を介してビーム分析器５３６に結合される。例えば、ＭＡＲディテクタ５４６は、ビーム分析器５３６によって測定された照明ビーム５０４、５３４及び／又は第１の回折次数サブビーム５２８の様々なパラメータについての基準値を受信及び組み込み、これらの基準値に基づいて回折ターゲット５２０について検出された非対称を最適化することが可能である。

[0111] いくつかの実施形態において、プロセッサ５９０は、制御信号５９６を介してビーム分析器５３６に結合される。例えばプロセッサ５９０は、ビーム分析器５３６によって測定された照明ビーム５０４、５３４及び／又は第１の回折次数サブビーム５２８の様々なパラメータについての基準値を受信及び組み込み、これらの基準値に基づいて、アライメント位置及び／又はセンサ応答関数を最適化することが可能である。いくつかの実施形態において、プロセッサ５９０は、制御信号５９４を介してＭＡＲディテクタ５４６に結合される。例えばプロセッサ５９０は、ＭＡＲディテクタ５４６によって測定された回折ターゲット５２０の非対称値を受信及び組み込み、これらの非対称値に基づいて、アライメント位置及び／又はセンサ応答関数を最適化することが可能である。

[0112] いくつかの実施形態に従い、プロセッサ５９０は、アライメントセンサからの回折次数の強度及び強度不平衡を測定するように構成可能である。追加のディテクタ、パワースプリッタなどのコストのかかる実施例を避けるために、本開示の一実施形態は、回折次数の前、例えば、信号パス５３５を直交偏光成分（すなわち、第１及び第２の偏光光学分岐）に分割する偏光ビームスプリッタ５５０の前に置かれる、光学遮断要素５９９を提供する。一例では、強度不平衡を測定及び分析することで、マークの変形を特定し、それを補正することができる。

[0113] いくつかの実施形態に従い、遮断光学要素５９９は、回転シャッタ、光学チョッパ、可動ミラー、ＭＥＭＳミラー、ＭＥＭＳシャッタ、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）などであってよい。遮断光学要素５９９は、位相及び強度を順次測定するために利用され得、望ましいマークを、１回は位相、及び２回は各チャネルの強度の、３回スキャンすることができる。代替として、位相及び強度を順次測定するために、スキャン速度が３分の１に下がる場合がある。この点で、スイッチが、ディテクタ、第１の位置ディテクタ５８０及び第２の位置ディテクタ５６４の前に配置され得る。

[0114] いくつかの実施形態に従い、自己参照概念に基づいて集積光学構成が実装され得る。例えば１つのチャネルが一度に十分な光をオンチップ干渉計に送達し、電気回路を使用してチャネル間を順次交互に行うことができるようにする、電気吸収光学変調器又は広帯域光学スイッチが使用され得る。

[0115] いくつかの態様に従い、アライメントセンサ装置５００は、ターゲット構造から放射の第１の散乱ビーム（例えばビーム５３０）及び第２の散乱ビーム（例えばビーム５３２）を受け取ることが可能であり、第１の散乱ビームは第１の非ゼロ回折次数を含み、第２の散乱ビームは、第１の非ゼロ回折次数とは異なる第２の非ゼロ回折次数を含む。アライメントセンサ装置５００は、第１の散乱ビームを結像ディテクタ（例えば、ディテクタ５６４及び５８０）に向けて誘導し、第２の散乱ビームを遮断した後、第２の散乱ビームを結像ディテクタに向けて誘導し、第１の散乱ビームを遮断する、光学遮断要素５９９も含むことができる。加えて、結像ディテクタは、第１の散乱ビームの第１の強度信号を決定し、第２の散乱ビームの第２の強度信号を決定し、第１の強度信号と第２の強度信号との間の差に対応する検出信号を生成する。加えて、プロセッサ５９０は、少なくとも検出信号に基づいて、ターゲット構造の特性を決定することができる。こうした特性は、レチクルのアライメント、及び／又は、レチクル上に転写されたパターンのアライメントを含み得るが、限定されない。

[0116] いくつかの実施形態では、遮断要素５９９の使用はＤＣ信号の生成につながり得、ここからＡＣ成分を隔離する必要がある。いくつかの態様に従い、アライメントセンサ装置５００は、第１の散乱ビームのＡＣ成分を隔離するために第１の散乱ビームを変調する、光学変調要素（ＭＥ）を含むことができる。ＭＥは、第２の散乱ビームのＡＣ成分を隔離するために第２の散乱ビームも変調し得る。したがって、結像ディテクタは、第１及び第２の散乱ビームのＡＣ成分に基づいて、第１及び第２の強度信号を測定し得る。

[0117] いくつかの態様に従い、ターゲット構造の特性は、アライメントマーク対称及びアライメント位置を含み得る。いくつかの態様に従い、位相調整は、ターゲット構造の決定された特性に関して部分的に決定され得る。

[0118] アライメントセンサ装置５００の本構成の実施例は、性能及び構成の両方において、多くの恩恵を提供する。例えばこうした実施例は、追加のディテクタ及び光学要素の使用を必要とする強度チャネルを実装するための現行の方式に比べて、大幅にシンプルであり、費用効果が高い。例えば現行のシステムは、各チャネル内のパワースプリッタ、及び、２ＤＭＵＸを備える２つの追加の検出システムを使用する必要があり、１つは位相用、及び２つは強度測定用の、３つのシステムの同様の性能を保証するためにまとめて較正する必要もある。これは本実施例では、ディテクタインフラストラクチャが依然として同じであり得るため不要であり、必要なのは一度の較正のみである。加えて、信号は両方の偏光（Ｓ及びＰ）に同時に提供され得、偏光のクロストークを減少させる。追加の恩恵は、ディテクタ及びデマルチプレクサの較正の必要性を低減させることを含む。

[0119] 図６から図８は、偏光光学アセンブリ（ＰＯＡ）内の正及び負の回折次数から別々に強度信号を検出するために、正（ＳＵＭ）及び負（ＤＩＦＦ）のチャネル出力を構成する機能を記述している。いくつかの態様に従い、正及び負の次数の偏光割り当ては、互いに正反対に行われ得る（例えば、＋次数についてはｓ偏光、及び－次数についてはｐ偏光）。いくつかの態様に従い、光源の後に半波長板を配置し得、瞳の半分ごとに偏光を切り替えるように構成可能であり、したがって、回折次数の各符号について、異なるｓ及びｐ偏光を割り当てることができる。いくつかの態様に従い、ＰＯＡは直交する偏光を分離し、それによって正及び負の回折次数は、ＳＵＭ及びＤＩＦＦのチャネル出力ファイバ内へと誘導される。その後、デマルチプレクサは、すべての色を分離可能であり、ディテクタは強度信号を検出可能である。

[0120] 図６は、半波長板及び切り替え可能半波長板を使用する偏光状態のレイアウトを示す。図６は、光源６０２、半半波長板（半ＨＷＰ）６０４、切り替え可能ＨＷＰ６０６、ＳＵＭチャネル６１０及びＤＩＦＦチャネル６１２を生成する偏光ビームスプリッタ６０８を含み得る、偏光光学アセンブリを含む。いくつかの態様に従い、位相チャネルの機能性を保持するために、切り替え可能ＨＷＰ６０６をパスに挿入して干渉を生成することができる。例えば、切り替え可能ＨＷＰ６０６は２２．５°で配向可能であり、位相検出から強度検出へと検出の機能を順次切り替えることができる。

[0121] いくつかの態様に従い、図７は、強度及び位相のチャネル信号を同時に検出するように構成されたＰＯＡを示す。いくつかの態様に従い、強度信号は第１に、強度変調要素（変調器７０８）を伴う位相パス７０２に並列の第２のパス７０４に分離可能である。いくつかの態様に従い、出力信号は、強度変調の結果として追加の調波を有することが可能であり、この固有の周波数は、強度不平衡を検出するために復調可能である。いくつかの態様に従い、ＰＯＡはビームを分割及び再結合するために、非偏光ビームスプリッタ（非偏光ビームスプリッタ７１０を含む）を配設する。

[0122] 図９は、いくつかの実施形態に従い、本明細書で説明する機能を実行するための方法ステップを示す。図９の方法ステップは、任意の考えられる順序で実行可能であり、すべてのステップを実行する必要はない。更に、下記で説明する図９の方法ステップは、単にステップの一例を反映するものであり、限定するものではない。すなわち、図１から図８を参照しながら説明した実施形態に基づいて、更なる方法ステップ及び機能が想定され得る。

[0123] 方法は、ステップ９０２に示されるように、放射ビームを生成することを含む。方法９００は更に、ステップ９０４に示されるように、放射ビームをターゲット構造に向けて誘導することを含む。方法９００は更に、ステップ９０６に示されるように、放射の第１の散乱ビーム及び第２の散乱ビームをターゲット構造から受け取ることを含み、第１の散乱ビームは、第１の非ゼロ回折次数を含み、第２の散乱ビームは、第１の非ゼロ回折次数とは異なる第２の非ゼロ回折次数を含む。方法９００は更に、ステップ９０８に示されるように、第１の散乱ビームを結像ディテクタに向けて誘導すること、及び、第２の散乱ビームをフロックすること、を含む。更に、方法９００は、ステップ９１０に示されるように、結像ディテクタにおいて第１の散乱ビームに対応する第１の強度信号を決定することも含む。ステップ９１２において、方法９００は、第２の散乱ビームを誘導するために同じ手順を実行すること、及び、結像ディテクタにおいて第２の散乱ビームに対応する第２の強度信号を決定すること、を含む。結像ディテクタにおいて、方法９００は更に、第１の強度信号と第２の強度信号との間の差に対応する検出信号を生成すること、及び、少なくとも検出信号に基づいて、ターゲット構造の特性を決定すること、を含むことができる。

[0124] 本実施形態は、下記の条項を使用して更に説明し得る。
１．放射ビームを生成すること、
放射ビームをターゲット構造に向けて誘導すること、
放射の第１の散乱ビーム及び第２の散乱ビームをターゲット構造から受け取ることであって、第１の散乱ビームは、第１の非ゼロ回折次数を含み、第２の散乱ビームは、第１の非ゼロ回折次数とは異なる第２の非ゼロ回折次数を含むこと、
第１の散乱ビームを結像ディテクタに向けて誘導すること及び第２の散乱ビームを遮断すること、
結像ディテクタにおいて、第１の散乱ビームに対応する第１の強度信号を決定すること、
第２の散乱ビームを結像ディテクタに向けて誘導すること及び第１の散乱ビームを遮断すること、
結像ディテクタにおいて、第２の散乱ビームに対応する第２の強度信号を決定すること、
結像ディテクタにおいて、第１の強度信号と第２の強度信号との間の差に対応する検出信号を生成すること、及び、
少なくとも検出信号に基づいてターゲット構造の特性を決定すること、
を含む、メトロロジ検出方法。
２．第１の散乱ビームの第１のＡＣ成分を隔離するために、第１の散乱ビームを変調すること、及び、
第１のＡＣ成分に基づいて、第１の強度信号を測定すること、
を更に含む、条項１に記載のメトロロジ検出方法。
３．第２の散乱ビームの第２のＡＣ成分を隔離するために、第２の散乱ビームを変調すること、及び、
第２のＡＣ成分に基づいて、第２の強度信号を測定すること、
を更に含む、条項１に記載のメトロロジ検出方法。
４．第１及び第２の散乱ビームの位相差を生成又は調整すること、及び、
結像ディテクタにおいて、第１及び第２の散乱ビームを干渉すること、
を更に含む、条項１に記載のメトロロジ検出方法。
５．調整された位相差に基づいて、第２の検出信号を生成すること、及び、
第１の検出信号及び第２の検出信号に基づいて、ターゲット構造の特性を決定すること、
を更に含む、条項４に記載のメトロロジ検出方法。
６．ターゲット構造の特性を決定することが、アライメントマーク対称を決定することを含む、条項１に記載のメトロロジ検出方法。
７．ターゲット構造の特性を決定することが、アライメント位置を決定することを含む、条項５に記載のメトロロジ検出方法。
８．位相差を生成又は調整することが、ターゲット構造の決定された特性に関して部分的に実行される、条項４に記載のメトロロジ検出方法。
９．決定することが、アライメントマーク対称を決定することを含む、条項８に記載のメトロロジ検出方法。
１０．第１の散乱ビームを遮断すること及び第２の散乱ビームを遮断することが、シャッタ装置を回転させることによって達成される、条項１に記載のメトロロジ検出方法。
１１．第１の散乱ビームを遮断すること及び第２の散乱ビームを遮断することが、ミラーアレイを使用して達成される、条項１に記載のメトロロジ検出方法。
１２．放射ビームを生成するように構成された放射源と、
放射ビームをターゲット構造に向けて誘導するように、及び、放射の第１の散乱ビーム及び第２の散乱ビームをターゲット構造から受け取るように、構成された光学システムであって、第１の散乱ビームは、第１の非ゼロ回折次数を含み、第２の散乱ビームは、第１の非ゼロ回折次数とは異なる第２の非ゼロ回折次数を含む、光学システムと、
第１の散乱ビームを結像ディテクタに向けて誘導するように及び第２の散乱ビームを遮断するように、かつ、第２の散乱ビームを結像ディテクタに向けて誘導するように及び第１の散乱ビームを遮断するように、構成された光学要素であって、結像ディテクタは、第１の散乱ビームの第１の強度信号を決定するように、第２の散乱ビームの第２の強度信号を決定するように、及び、第１の強度信号と第２の強度信号との間の差に対応する検出信号を生成するように、構成されている、光学要素と、
少なくとも検出信号に基づいてターゲット構造の特性を決定するように構成されたプロセッサと、
を備える、メトロロジシステム。
１３．第１の散乱ビームの第１のＡＣ成分を隔離するために、第１の散乱ビームを変調するように構成された光学変調要素を更に備え、
結像ディテクタは更に、第１のＡＣ成分に基づいて第１の強度信号を測定するように構成される、条項１２に記載のメトロロジシステム。
１４．第１の散乱ビームの第２のＡＣ成分を隔離するために、第２の散乱ビームを変調するように構成された光学変調要素を更に備え、
結像ディテクタは更に、第２のＡＣ成分に基づいて第２の強度信号を測定するように構成される、条項１２に記載のメトロロジシステム。
１５．結像ディテクタにおいて、第１及び第２の散乱ビームを干渉するように構成された第２の光学要素を更に備える、条項１２に記載のメトロロジシステム。
１６．結像ディテクタは、調整された位相差に基づいて第２の検出信号を生成するように、及び、第１の検出信号及び第２の検出信号に基づいてターゲット構造の特性を決定するように、更に構成される、条項１５に記載のメトロロジシステム。
１７．ターゲット構造の特性が、アライメントマーク対称を含む、条項１２に記載のメトロロジシステム。
１８．ターゲット構造の特性が、アライメント位置を含む、条項１６に記載のメトロロジシステム。
１９．結像ディテクタが更に、位相調整を、ターゲット構造の決定された特性に関して部分的に決定するように構成される、条項１６に記載のメトロロジシステム。
２０．決定された特性は、アライメントマーク対称である、条項１９に記載のメトロロジシステム。
２１．光学要素は、回転シャッタである、条項１２に記載のメトロロジシステム。
２２．光学要素は、ＭＥＭＳミラーである、条項１２に記載のメトロロジシステム。
２３．光学変調要素は、光学チョッパである、条項１４に記載のメトロロジシステム。
２４．パターニングデバイスのパターンを照明するように構成された照明システムと、
パターンの像を基板上に投影するように構成された投影システムと、
放射ビームを生成するように構成された放射源と、放射ビームをターゲット構造に向けて誘導するように及び放射の第１の散乱ビーム及び第２の散乱ビームをターゲット構造から受け取るように構成された光学システムであって、第１の散乱ビームは第１の非ゼロ回折次数を含み、第２の散乱ビームは第１の非ゼロ回折次数とは異なる第２の非ゼロ回折次数を含む、光学システムと、を有するメトロロジシステムと、
第１の散乱ビームを結像ディテクタに向けて誘導するように及び第２の散乱ビームを遮断するように、かつ、第２の散乱ビームを結像ディテクタに向けて誘導するように及び第１の散乱ビームを遮断するように、構成された光学要素と、
第１の散乱ビームの第１の強度信号を決定するように、第２の散乱ビームの第２の強度信号を決定するように、及び、第１の強度信号と第２の強度信号との間の差に対応する検出信号を生成するように、構成された結像ディテクタと、
少なくとも検出信号に基づいてターゲット構造の特性を決定するように構成されたプロセッサと、
を備える、リソグラフィ装置。

[0125] 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ガイダンス及び検出パターン、フラットパネルディスプレイ、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、例えばトラックユニット（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）、メトロロジユニット及び／又はインスペクションユニット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プロセスツールに適用することができる。更に基板は、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。

[0126] 光リソグラフィの分野での本開示の実施形態の使用に特に言及してきたが、本開示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み合わせを適用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。

[0127] 本明細書中の言い回し又は専門用語は説明を目的とするものであって限定を目的とするものではないことが理解されるべきであり、従って、本開示の専門用語又は言い回しは、本明細書中の教示に照らして当業者によって解釈されるべきである。

[0128] 本明細書で使用する「放射」、「ビーム」、「光」、及び「照明」などの用語は、紫外（ＵＶ）放射線（例えば、３６５、２４８、１９３、１５７又は１２６ｎｍの波長λを有する）、極端紫外（ＥＵＶ又は軟Ｘ線）放射線（例えば、５～２０ｎｍの範囲内の波長、例えば、１３．５ｎｍの波長を有する）、又は５ｎｍ未満で動作する硬Ｘ線、更に、イオンビーム又は、電子ビームなどの微粒子ビームを含むあらゆるタイプの電磁放射線を含む。一般に、約４００～約７００ｎｍの間の波長を有する放射線は可視放射線と考えられる。約７８０～約３０００ｎｍ（又はそれ以上）の間の波長を有する放射線はＩＲ放射線とみなされる。ＵＶは、約１００～４００ｎｍの波長を有する放射線を指す。リソグラフィにおいては、用語「ＵＶ」は、普通、水銀放電灯によって生成可能な波長、すなわち、４３６ｎｍのＧ線、４０５ｎｍのＨ線、及び／又は３６５ｎｍのＩ線にも適用される。真空ＵＶ、又はＶＵＶ（すなわち、ガスによって吸収されるＵＶ）は、約１００～２００ｎｍの波長を有する放射線を指す。深ＵＶ（ＤＵＶ）は、一般に、１２６ｎｍ～４２８ｎｍの範囲内の波長を有する放射線を指し、いくつかの実施形態では、エキシマレーザ装置はリソグラフィ装置内で使用されるＤＵＶを生成することができる。例えば、５～２０ｎｍの範囲内の波長を有する放射線は、少なくともその一部が５～２０ｎｍの範囲内の一定の波長帯域を有する放射線に関連することを認識されたい。

[0129] 本明細書で使用される「基板」という用語は、その上に材料層が追加される材料を記述する。いくつかの実施形態では、基板自体にパターンが付与されると共に、その上に追加された材料にもパターンが付与されるか、又はパターン付与されないままである場合がある。

[0130] 本文では、ＩＣの製造における本開示による装置及び／又はシステムの使用について特に言及しているが、そのような装置及び／又はシステムは他の多くの可能な用途を有することを明確に理解されるべきである。例えば、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用ガイダンス及び検出パターン、フラットパネルディスプレイ、ＬＣＤパネル、薄膜磁気ヘッドなどに使用できる。こうした代替的な用途に照らして、本明細書で「レチクル」、「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「マスク」、「基板」、及び「ターゲット部分」という、より一般的な用語と同義（置き換えられる）と見なしてよいことが当業者には認識される。

[0131] 以上、本開示の特定の実施形態について説明したが、本開示の実施形態は、説明した以外の方法でも実施できることが理解されるであろう。説明は例示を目的とするものであり、限定するものではない。したがって、当業者には、以下に記載する特許請求の範囲から逸脱することなく、説明した開示に修正を加えることができることが明らかであろう。

[0132] 特許請求の範囲を解釈するには、「発明の概要」及び「要約書」の項ではなく、「発明を実施するための形態」の項を使用するよう意図されていることを理解されたい。「発明の概要」及び「要約書」の項は、本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、したがって本発明及び添付の特許請求の範囲をいかなる意味でも限定しないものとする。

[0133] 本開示を、指定の機能の実施例及びそれらの関係を示す機能構築遮断の助けにより、上記で説明してきた。これらの機能構築遮断の境界は、説明の利便性のために本明細書では任意に定義されている。指定の機能及びそれらの関係が適切に実行される限り、代替の境界が定義可能である。

[0134] 特定の実施形態の前述の説明は、本発明の全体的性質を十分に明らかにしているので、当技術分野の知識を適用することにより、過度の実験をせず、本発明の全体的な概念から逸脱することなく、このような特定の実施形態を容易に変更及び／又はこれを様々な用途に適応させることができる。したがって、このような適応及び変更は、本明細書に提示された教示及び案内に基づき、開示された実施形態の均等物の意味及び範囲に入るものとする。

[0135] 保護対象の広さと範囲は、上記の例示的な実施形態によって制限されるべきではなく、特許請求の範囲及びその均等物に従ってのみ定義されるべきである。

Claims (20)

1. 放射ビームを生成することと、
   前記放射ビームをターゲット構造に向けて誘導することと、
   放射の第１の散乱ビーム及び第２の散乱ビームを前記ターゲット構造から受け取ることであって、前記第１の散乱ビームは第１の非ゼロ回折次数を含み、前記第２の散乱ビームは前記第１の非ゼロ回折次数とは異なる第２の非ゼロ回折次数を含むことと、
   前記第１の散乱ビームを結像ディテクタに向けて誘導すること及び前記第２の散乱ビームを遮断することと、
   前記結像ディテクタにおいて、前記第１の散乱ビームに対応する第１の強度信号を決定することと、
   前記第２の散乱ビームを前記結像ディテクタに向けて誘導すること及び前記第１の散乱ビームを遮断することと、
   前記結像ディテクタにおいて、前記第２の散乱ビームに対応する第２の強度信号を決定することと、
   前記結像ディテクタにおいて、前記第１の強度信号と前記第２の強度信号との間の差に対応する検出信号を生成することと、
   少なくとも前記検出信号に基づいて前記ターゲット構造の特性を決定することと、
   を含む、メトロロジ検出方法。
2. 前記第１の散乱ビームの第１のＡＣ成分を隔離するために、前記第１の散乱ビームを変調することと、
   前記第１のＡＣ成分に基づいて、前記第１の強度信号を測定することと、
   を更に含む、請求項１に記載のメトロロジ検出方法。
3. 前記第２の散乱ビームの第２のＡＣ成分を隔離するために、前記第２の散乱ビームを変調することと、
   前記第２のＡＣ成分に基づいて、前記第２の強度信号を測定することと、
   を更に含む、請求項１に記載のメトロロジ検出方法。
4. 前記第１及び第２の散乱ビームの位相差を生成又は調整することと、
   前記結像ディテクタにおいて、前記第１及び第２の散乱ビームを干渉することと、
   を更に含む、請求項１に記載のメトロロジ検出方法。
5. 前記調整された位相差に基づいて、第２の検出信号を生成することと、
   前記第１の検出信号及び前記第２の検出信号に基づいて、前記ターゲット構造の特性を決定することと、
   を更に含む、請求項４に記載のメトロロジ検出方法。
6. 前記ターゲット構造の前記特性を決定することが、アライメントマーク対称を決定することを含む、請求項１に記載のメトロロジ検出方法。
7. 前記ターゲット構造の前記特性を決定することが、アライメント位置を決定することを含む、請求項５に記載のメトロロジ検出方法。
8. 前記位相差を生成又は調整することが、前記ターゲット構造の前記決定された特性に関して部分的に実行される、請求項４に記載のメトロロジ検出方法。
9. 前記決定することが、アライメントマーク対称を決定することを含む、請求項８に記載のメトロロジ検出方法。
10. 前記第１の散乱ビームを遮断すること及び前記第２の散乱ビームを遮断することが、シャッタ装置を回転させることによって達成される、請求項１に記載のメトロロジ検出方法。
11. 前記第１の散乱ビームを遮断すること及び前記第２の散乱ビームを遮断することが、ミラーアレイを使用して達成される、請求項１に記載のメトロロジ検出方法。
12. 放射ビームを生成するように構成された放射源と、
    前記放射ビームをターゲット構造に向けて誘導するように及び放射の第１の散乱ビーム及び第２の散乱ビームを前記ターゲット構造から受け取るように構成された光学システムであって、前記第１の散乱ビームは第１の非ゼロ回折次数を含み、前記第２の散乱ビームは前記第１の非ゼロ回折次数とは異なる第２の非ゼロ回折次数を含む、光学システムと、
    前記第１の散乱ビームを結像ディテクタに向けて誘導するように及び前記第２の散乱ビームを遮断するように、かつ、前記第２の散乱ビームを前記結像ディテクタに向けて誘導するように及び前記第１の散乱ビームを遮断するように、構成された光学要素であって、前記結像ディテクタは、前記第１の散乱ビームの第１の強度信号を決定するように、前記第２の散乱ビームの第２の強度信号を決定するように、及び、前記第１の強度信号と前記第２の強度信号との間の差に対応する検出信号を生成するように、構成されている、光学要素と、
    少なくとも前記検出信号に基づいて前記ターゲット構造の特性を決定するように構成されたプロセッサと、
    を備える、メトロロジシステム。
13. 前記第１の散乱ビームの第１のＡＣ成分を隔離するために、前記第１の散乱ビームを変調するように構成された光学変調要素を更に備え、
    前記結像ディテクタは更に、前記第１のＡＣ成分に基づいて前記第１の強度信号を測定するように構成される、請求項１２に記載のメトロロジシステム。
14. 前記第１の散乱ビームの第２のＡＣ成分を隔離するために、前記第２の散乱ビームを変調するように構成された光学変調要素を更に備え、
    前記結像ディテクタは更に、前記第２のＡＣ成分に基づいて前記第２の強度信号を測定するように構成される、請求項１２に記載のメトロロジシステム。
15. 前記結像ディテクタにおいて、前記第１及び第２の散乱ビームを干渉するように構成された第２の光学要素を更に備える、請求項１２に記載のメトロロジシステム。
16. 前記結像ディテクタは、前記調整された位相差に基づいて第２の検出信号を生成するように、及び、前記第１の検出信号及び前記第２の検出信号に基づいて前記ターゲット構造の特性を決定するように、更に構成される、請求項１５に記載のメトロロジシステム。
17. 前記ターゲット構造の前記特性が、アライメントマーク対称を含む、請求項１２に記載のメトロロジシステム。
18. 前記ターゲット構造の前記特性が、アライメント位置を含む、請求項１６に記載のメトロロジシステム。
19. 前記結像ディテクタが更に、前記位相調整を、前記ターゲット構造の前記決定された特性に関して部分的に決定するように構成される、請求項１６に記載のメトロロジシステム。
20. パターニングデバイスのパターンを照明するように構成された照明システムと、
    前記パターンの像を基板上に投影するように構成された投影システムと、
    放射ビームを生成するように構成された放射源と、前記放射ビームをターゲット構造に向けて誘導するように及び放射の第１の散乱ビーム及び第２の散乱ビームを前記ターゲット構造から受け取るように構成された光学システムであって、前記第１の散乱ビームは第１の非ゼロ回折次数を含み、前記第２の散乱ビームは前記第１の非ゼロ回折次数とは異なる第２の非ゼロ回折次数を含む、光学システムと、を有するメトロロジシステムと、
    前記第１の散乱ビームを結像ディテクタに向けて誘導するように及び前記第２の散乱ビームを遮断するように、かつ、前記第２の散乱ビームを前記結像ディテクタに向けて誘導するように及び前記第１の散乱ビームを遮断するように、構成された光学要素と、
    前記第１の散乱ビームの第１の強度信号を決定するように、前記第２の散乱ビームの第２の強度信号を決定するように、及び、前記第１の強度信号と前記第２の強度信号との間の差に対応する検出信号を生成するように、構成された結像ディテクタと、
    少なくとも前記検出信号に基づいて前記ターゲット構造の特性を決定するように構成されたプロセッサと、
    を備える、リソグラフィ装置。
    

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