JP5411986B2 - リソグラフィのための検査方法 - Google Patents

リソグラフィのための検査方法 Download PDF

Info

Publication number
JP5411986B2
JP5411986B2 JP2012510206A JP2012510206A JP5411986B2 JP 5411986 B2 JP5411986 B2 JP 5411986B2 JP 2012510206 A JP2012510206 A JP 2012510206A JP 2012510206 A JP2012510206 A JP 2012510206A JP 5411986 B2 JP5411986 B2 JP 5411986B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
focus
asymmetry
lithographic apparatus
measured
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2012510206A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2012527105A (ja
Inventor
ボーフ，アリー デン
クラメル，フーゴ
ヒンネン，パウル
Original Assignee
エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ．
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． filed Critical エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ．
Publication of JP2012527105A publication Critical patent/JP2012527105A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5411986B2 publication Critical patent/JP5411986B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/0271—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
    • H01L21/0273—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers characterised by the treatment of photoresist layers
    • H01L21/0274—Photolithographic processes
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605—Workpiece metrology
    • G03F7/70616—Monitoring the printed patterns
    • G03F7/70641—Focus
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G01N21/4738—Diffuse reflection, e.g. also for testing fluids, fibrous materials
    • G01N21/474—Details of optical heads therefor, e.g. using optical fibres
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B27/00—Photographic printing apparatus
    • G03B27/32—Projection printing apparatus, e.g. enlarger, copying camera
    • G03B27/52—Details
    • G03B27/522—Projection optics
    • G03B27/525—Projection optics for slit exposure

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Description

関連出願の相互参照
[0001] 本出願は、２００９年５月１２日に出願した、参照によりその全体が本明細書に組み込まれている米国仮出願第６１／１７７４６８号の利益を主張するものである。
[0002] 本発明は、例えばリソグラフィ技術によるデバイスの製造に使用することができる検査方法およびリソグラフィ技術を使用してデバイスを製造する方法に関する。
[0003] リソグラフィ装置は、基板上、一般的には基板のターゲット部分に所望のパターンを与えるマシンである。リソグラフィ装置は、例えば集積回路（IC）の製造に使用することができる。その場合、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の個々の層上に形成す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）上のターゲット部分（例えばダイの一部、1つのダイ、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、一般に基板上に提供された放射感応性材料（レジスト）の層上に結像することによって行われる。一般に、単一の基板は、網状の隣り合うターゲット部分を含むことになり、これらのターゲット部分が次々とパターニングされる。知られているリソグラフィ装置には、ターゲット部分上に全パターンを一度に露光することによって個々のターゲット部分が照射される、いわゆるステッパと、放射ビームによってパターンを所与の方向（「スキャン」方向）にスキャンし、一方、基板をこの方向と平行または逆平行に同期してスキャンすることによって個々のターゲット部分が照射される、いわゆるスキャナが含まれる。基板上にパターンを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へパターンを転写することも可能である。
[0004] リソグラフィプロセスを監視するためには、パターン付き基板のパラメータ、例えば基板内または基板上に形成される連続した層の間のオーバーレイエラーを測定する必要がある。走査電子顕微鏡および様々な専用ツールの使用を含めて、リソグラフィプロセスで形成される微視的構造を測定するための様々な技術がある。専用インスペクションツールの形態の１つは、基板の表面のターゲット上に放射のビームを導き、散乱また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。基板で反射または散乱する前のビーム、および基板で反射または散乱した後のビームの特性を比較することにより、基板の特性を決定することができる。これは、例えば、反射したビームを既知の基板特性に関連する既知の測定値ライブラリに保存されているデータと比較することによって実施することができる。２つの主要なタイプのスキャトロメータが知られている。分光器のスキャトロメータは、基板上に広帯域放射ビームを導き、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。角度分解スキャトロメータは、単色放射ビームを使用して散乱放射の強度を角度の関数として測定する。
[0005] スキャトロメータを使用して、露光に先立つリソグラフィ装置の基板位置決め誤差および露光効率（exposure efficacy）を含めてリソグラフィ装置のいくつかの異なる諸側面を測定することができる。また、同じくスキャトロメータによって測定することができるリソグラフィ装置の２つの重要なパラメータ（とりわけリソグラフィ装置が実行する露光アクションの２つの重要なパラメータ）は、焦点および線量である。リソグラフィ装置は、以下で言及する放射源および投影システムを含んだ露光装置を有している。放射源は放射のビームを提供し、また、投影システムは、放射のビームを集束させて、基板表面のレジストに当たるパターン付き放射ビームを生成するためにビームにパターンを付与する。
[0006] 基板を露光するために基板に投影される放射の線量は、露光装置の様々な部品によって制御される。ほとんどの場合、放射を基板の適切な部分に集束させる役割を担っているのは、リソグラフィ装置の投影システムである。パターン付き放射中のパターンのイメージの集束は、露光が行われる基板の表面で行われることが重要である。それにより最も鮮明な（すなわち最も焦点が合った）イメージが基板の表面に生じ、この可能な最も鮮明なパターンをその表面に露光することができる。したがってより小さい製品パターンをプリントすることができる。
[0007] 放射の焦点および線量は、基板に露光されるパターンまたは構造の様々なパラメータに直接影響を及ぼす。スキャトロメータを使用して測定することができるパラメータは、基板上にプリントされているパターン中の構造の物理特性である。これらのパラメータには、クリティカルディメンション（CD）または側壁角度（SWA）を含むことができる。クリティカルディメンションは、事実上、バー（あるいはプリントされたパターン中の被測定構造に応じて、空間、点または孔）などの構造の平均幅である。側壁角度は、基板の表面と構造の立上り（または立下り）部分の部品との間の角度である。
[0008] さらに、スクライブライン構造を製品マスクと共に使用して焦点を測定する場合、マスク形状修正（マスクの湾曲を修正するための焦点修正）を適用することも可能である。
[0009] ＳＷＡ測定を使用してリソグラフィ装置の焦点を測定する方法が提供されることが望ましい。
[0010] 本発明の第１の実施形態によれば、以下の工程を含む、基板上でリソグラフィプロセスに使用されるリソグラフィ装置の焦点を決定する方法が提供される。すなわち、少なくとも２つの周期構造を基板上に形成するためにリソグラフィプロセスを使用する工程であって、各構造が、基板上のリソグラフィ装置の焦点の異なる関数として変化する互いに反対側の側壁角度間に非対称性を有する少なくとも１つのフィーチャを有する工程と、放射のビームを少なくとも２つの周期構造上に導くことによって生成されるスペクトルを測定する工程と、測定したスペクトルからフィーチャ毎に非対称性の比率を決定する工程。基板上の焦点を決定するために、決定された比率と、フィーチャ毎の焦点と側壁非対称性の間の関係とを使用する工程である。
[0011] 本発明の第２の実施形態によれば、少なくとも２つの周期構造を基板上に形成するための、基板上でリソグラフィプロセスに使用されるリソグラフィ装置の焦点を決定するように構成された角度分解スキャトロメータであって、上記少なくとも２つの周期構造の各々が、基板上のリソグラフィ装置の焦点の異なる関数として変化する互いに反対側の側壁角度間に非対称性を有する少なくとも１つのフィーチャを有する角度分解スキャトロメータが提供される。スキャトロメータは、検出装置および決定装置を備えている。検出装置は、放射のビームを少なくとも２つの周期構造上に導くことによって生成されるスペクトルの少なくとも一部を測定するように適合されている。決定装置は、測定したスペクトルからフィーチャ毎に非対称性の比率を決定するように、また、決定された比率と、フィーチャ毎の焦点と側壁非対称性の間の関係とを使用し、基板上の焦点を決定するように適合されている。
[0012] 本発明の第３の実施形態によれば、以下の工程を含む、基板上でリソグラフィプロセスに使用されるリソグラフィ装置の焦点を決定する方法が提供される。すなわち、少なくとも２つのターゲットを基板上に形成するためにリソグラフィプロセスを使用する工程であって、個々のターゲットが、基板上のリソグラフィ装置の焦点の異なる関数として変化する少なくとも１つのパラメータを有する工程、放射のビームを少なくとも２つのターゲット上に導くことによって生成されるスペクトルを測定する工程、パラメータと焦点の間の、リソグラフィ装置の処理条件には実質的に無関係である関係を決定するために、測定したスペクトルから導出されるパラメータを少なくとも２つのターゲットに対して使用する工程である。
[0013] 以下、本発明の他の特徴および利点、ならびに本発明の様々な実施形態の構造および動作について、添付の図面を参照して詳細に説明する。本発明は、本明細書において説明されてい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、単に説明を目的として本明細書において示されているにすぎない。１つまたは複数の関連する分野の技術者には、本明細書に包含されている教示に基づく追加の実施形態が明らかであろう。
[0014] 本明細書に組み込まれ、本明細書の一部分を形成している添付の図面は、以下の説明と共に本発明を実例で示し、さらに本発明の原理を説明し、かつ、１つまたは複数の関連する分野の技術者による本発明の構築および使用を可能にする働きをしている。
[0015]本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を示す図である。 [0016]本発明の一実施形態によるリソグラフィセルまたはクラスタを示す図である。 [0017]本発明の一実施形態による第１のスキャトロメータを示す図である。 [0018]本発明の一実施形態による第２のスキャトロメータを示す図である。 [0019]本発明の一実施形態による、焦点の関数としての側壁角度の変化を示す図である。 [0020]本発明の一実施形態による、焦点の関数としての左側および右側の側壁角度の変化を示すグラフである。 [0021]本発明の一実施形態による方法を示す流れ図である。 [0022]異なる非対称側壁角度応答を有する２つの異なる焦点感度の勾配に対する、焦点の関数としての側壁角度の差の変化を示すグラフである。 [0023]本発明の一実施形態による方法を使用してＳＷＡ非対称性から計算された、２つの異なる裏面反射防止コーティング（BARC）の厚さに対する焦点誤差を示すグラフである。
[0024] 本発明の特徴および利点は、図面を参照して行う、以下に示されている詳細な説明からより明らかになるであろう。すべての図面を通して、同様の参照文字は対応する構成要素を識別している。図面内の同様の参照番号は、概ね同一の構成要素、機能的に類似した構成要素および／または構造的に類似した構成要素を示す。ある構成要素が初めて出現する図面には、対応する参照番号の最上位の１つまたは複数の桁によって示されている。
[0025] 本明細書により、本発明の特徴が組み込まれている１つまたは複数の実施形態が開示される。開示される１つまたは複数の実施形態は、本発明を例示するものにすぎない。本発明の範囲は、開示される１つまたは複数の実施形態に限定されない。本発明は、添付の特許請求の範囲によって定義される。
[0026] 説明されている１つまたは複数の実施形態、および本明細書における「一実施形態」、「ある実施形態」、「一例示的実施形態」などの参照には、説明されている１つまたは複数の実施形態が、ある特定の特性、構造または特徴を含むことができるが、すべての実施形態が、この特定の特性、構造または特徴を必ずしも含んでいるとは限らない場合があることが包含されている。さらに、このような語句は、同じ実施形態を必ずしも参照しているとは限らない。さらに、ある特定の特性、構造または特徴が、ある実施形態との関連において説明されている場合、明確に説明されているか否かにかかわらず、他の実施形態との関連においてこのような特性、構造または特徴を実施することは、当業者の知識の範囲内であることは理解されよう。
[0027] 本発明の実施形態は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェアまたはそれらの任意の組合せで実施することができる。また、本発明の実施形態は、機械可読媒体に記憶された命令として実施することも可能であり、これらの命令は、１つまたは複数のプロセッサが読み取り、かつ、実行することができる。機械可読媒体は、機械（例えば計算デバイス）によって読取り可能な形態の情報を記憶または伝達するための任意の機構を含むことができる。例えば、機械可読媒体は、リードオンリーメモリ（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、電気式、光学式、音響式または他の形態の伝播信号（例えば搬送波、赤外線信号、デジタル信号など）などを含むことができる。さらに、ファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、命令は、本明細書においては、特定の動作を実施するものとして説明されている場合もある。しかしながら、このような説明は単に便宜上のものにすぎないこと、また、このような動作は、実際には、ファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、命令などを実行する計算デバイス、プロセッサ、コントローラまたは他のデバイスによって実現されることを理解されたい。
[0028] しかしながら、このような実施形態をより詳細に説明する前に、本発明の実施形態を実施することができる環境の一例を示すことは有益である。
[0029] 図１は、リソグラフィ装置を概略的に示したものである。この装置は、放射ビームＢ（例えばUV放射またはDUV放射）を条件付け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、かつ、パターニングデバイスをあるパラメータに従って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に接続されたサポート構造（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、かつ、基板をあるパラメータに従って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、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のターゲット部分Ｃ（例えば1つまたは複数のダイを備えている）上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とを備えている。
[0030] 照明システムは、放射を導き、整形し、あるいは制御するために、屈折型、反射型、磁気型、電磁型、静電型または他のタイプの光学コンポーネント、またはそれらの任意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むことができる。
[0031] サポート構造は、パターニングデバイスを支持する、すなわちパターニングデバイスの重量を支承する。サポート構造は、パターニングデバイスの向き、リソグラフィ装置の設計、また、例えばパターニングデバイスが真空環境内で保持されるか否かなど他の条件によって決まる方法でパターニングデバイスを保持する。サポート構造は、機械式、真空、静電気、または他のクランプ技術を使用し、パターニングデバイスを保持することができる。サポート構造は、例えば必要に応じて固定または可動とすることができるフレームまたはテーブルであってもよい。サポート構造は、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あるようにすることができる。本明細書において「レチクル」または「マスク」という用語を使用することがあればそれは、「パターニングデバイス」という、より一般的な用語と同義と見なすことができる。
[0032] 本明細書において使用されている「パターニングデバイス」という用語は、例えば基板のターゲット部分にパターンを生成するために、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あらゆるデバイスを意味するものとして広義に解釈されたい。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んでいる場合、放射ビームに付与されたパターンが基板のターゲット部分内の所望のパターンに正確に一致しない可能性があることに留意されたい。一般に、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内の特定の機能の層に相当することになる。
[0033] パターニングデバイスは、透過型であっても反射型であってもよい。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でよく知られており、バイナリ、レベンソン型（alternating）位相シフトおよびハーフトーン型（attenuated）位相シフトなどのマスクタイプ、ならびに様々なハイブリッドマスクタイプがある。プログラマブルミラーアレイの一例には、複数の小さな鏡のマトリクス配置が使用されており、入射する放射ビームが異なる方向に反射するよう、これらの複数の鏡の各々を個々に傾斜させることができる。これらの傾斜した鏡によって、ミラーマトリクスで反射する放射ビームにパターンが付与される。
[0034] 本明細書で使用される「投影システム」という用語は、使用される露光放射にとって、あるいは、液浸液の使用または真空の使用など他の要因にとって適切なように、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、静電光学システム、またはそれらの任意の組合せを含めて、任意のタイプの投影システムを包含するものとして広く解釈するべきである。本明細書において「投影レンズ」という用語を使用することがあればそれは、「投影システム」という、より一般的な用語と同義と見なすことができる。
[0035] 図に示されているように、この装置は透過型の装置である（例えば透過型マスクを使用した）。別法としては、この装置は反射型の装置であってもよい（例えば上で参照したタイプのプログラマブルミラーアレイを使用した、あるいは反射型マスクを使用した）。
[0036] リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）以上の基板テーブル（および/または複数のマスクテーブル）を有するタイプの装置であってもよい。このような「マルチステージ」機械の場合、追加テーブルを並列に使用することができ、あるいは１つまたは複数の他のテーブルが露光のために使用されている間、１つまたは複数のテーブル上で予備工程を実施することができる。
[0037] また、リソグラフィ装置は、投影システムと基板との間の空間が充填されるよう、基板の少なくとも一部を比較的高い屈折率を有する液体、例えば水によって覆うことができるタイプの装置であってもよい。また、リソグラフィ装置内の他の空間、例えばマスクと投影システムとの間に液浸液を加えることも可能である。液浸技術は、当分野においては、投影システムの開口数を大きくすることでよく知られている。本明細書において使用されている「液浸」という用語は、基板などの構造を液体中に浸さなければならないことを意味しているのではなく、露光中、投影システムと基板との間に液体が置かれることを単に意味しているにすぎない。
[0038] 図１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。放射源およびリソグラフィ装置は、例えば放射源がエキシマレーザである場合は、個別の構成要素にすることができる。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しているとは見なされず、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を備えたビームデリバリシステムＢＤを使用して、放射源ＳＯからイルミネータＩＬに引き渡される。それ以外の例えば放射源が水銀ランプである場合、放射源は、リソグラフィ装置の一体部分にすることができる。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と共に放射システムと呼ぶことができる。
[0039] 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ためのアジャスタＡＤを備えることができる。一般に、イルミネータの瞳面内の強度分布の少なくとも外側および／または内側半径範囲（一般に、それぞれσ-outerおよびσ-innerと呼ばれている）は調整が可能である。さらに、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などの様々な他のコンポーネントを備えることができる。イルミネータを使用して放射ビームを条件付け、それにより所望の均一性および強度分布をその断面に持たせることができる。
[0040] 放射ビームＢは、サポート構造（例えばマスクテーブルMT）上に保持されている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。マスクＭＡを通過した放射ビームＢは、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームを集束させる投影システムＰＬを通過する。基板テーブルＷＴは、例えば放射ビームＢの経路内に異なるターゲット部分Ｃが位置決めされるよう、第２ポジショナ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、二次元エンコーダまたは容量センサ）を使用して正確に移動させることができる。同様に、第１ポジショナＰＭおよび他の位置センサ（図１には明確に示されていない）を使用して、例えばマスクライブラリから機械的に取り出した後、またはスキャン中に、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。一般に、マスクテーブルＭＴの移動は、第１ポジショナＰＭの一部を形成してい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）を使用し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ポジショナＰＷの一部を形成してい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することができる。ステッパ（スキャナではなく）の場合、マスクテーブルＭＴは、ショートストロークアクチュエータのみに接続することができ、あるいは固定することも可能である。マスクＭＡおよび基板Ｗは、マスクアライメントマークＭ１、Ｍ２および基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を使用して整列させることができる。図に示されている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しているが、これらの基板アライメントマークは、ターゲット部分とターゲット部分の間の空間に配置することも可能である（これらは、スクライブラインアライメントマークとして知られている）。同様に、マスクＭＡ上に複数のダイが提供される状況では、ダイとダイの間にマスクアライメントマークを配置することができる。
[0041] 図に示されている装置は、以下のモードのうちの少なくとも１つで使用することができる。
１．ステップモードでは、放射ビームに付与されたパターン全体が一回でターゲット部分Ｃ上に投影されている間、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴが本質的に静止状態に維持される（すなわち単一静的露光）。次に、異なるターゲット部分Ｃを露光することができるよう、基板テーブルＷＴがＸ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、単一静的露光で結像されるターゲット部分Ｃのサイズが制限される。
２．スキャンモードでは、放射ビームに付与されたパターンがターゲット部分Ｃ上に投影されている間、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴが同期スキャンされる（すなわち単一動的露光）。マスクテーブル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の倍率（縮小率）および画像反転特性によって決定することができる。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幅（非スキャニング方向の）が制限され、一方、スキャニング運動の長さによってターゲット部分の高さ（スキャニング方向の）が決まる。
３．他のモードでは、放射ビームに付与されたパターンがターゲット部分Ｃ上に投影されている間、マスクテーブルＭＴがプログラマブルパターニングデバイスを保持しつつ本質的に静止状態に維持され、かつ、基板テーブルＷＴが移動またはスキャンされる。このモードでは、通常、パルス放射源が使用され、基板テーブルＷＴが移動する毎に、あるいはスキャン中、連続する放射パルスと放射パルスの間に、必要に応じてプログラマブルパターニングデバイスが更新される。この作動モードは、上で参照した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利用しているマスクレスリソグラフィに容易に応用することができる。
[0042] 上で説明した使用モードの組合せおよび／または変形形態、あるいは全く異なる使用モードを使用することも可能である。
[0043] 図２に示されているように、リソグラフィ装置ＬＡは、リソセルまたはクラスタとも呼ばれることがあるリソグラフィセルＬＣの一部を形成しており、また、リソグラフィ装置ＬＡには、さらに、基板上で露光前プロセスおよび露光後プロセスを実施するための装置が含まれる。従来、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、露光済みレジストを現像するためのディベロッパＤＥ、冷却プレートＣＨおよびベークプレートＢＫが含まれる。基板ハンドラすなわちロボットＲＯは、入力／出力ポートＩ／Ｏ１、Ｉ／Ｏ２から基板を取り上げ、それらを様々なプロセス装置間で移動させた後、リソグラフィ装置のロードベイＬＢへ送出する。集合的にしばしばトラックと呼ばれるこれらのデバイスは、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に制御されるが、ＳＣＳは、同じく、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を制御する。したがって、スループットおよび処理効率を最大化するために、様々な装置を動作させることができる。
[0044] リソグラフィ装置によって露光される基板を正確にむらなく露光するためには、露光済みの基板を検査し、後続する層と層の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ション（CD）などの特性を測定することが望ましい。エラーが検出されると、同一バッチの他の基板が依然として未露光であるうちに、とりわけ検査を十分に早く、かつ、高速で行える場合、後続する基板の露光に対して調整を行うことができる。また、既に露光済みの基板は、収率を改善するために取り除いて再加工することも、あるいは廃棄することも可能であり、それにより欠陥製品になることが分かっている基板に対する露光の実施を回避することができる。基板のいくつかのターゲット部分のみが不良である場合、問題のないターゲット部分に対してのみ、さらに露光を実施することができる。
[0045] 検査装置は基板の特性を決定するために使用され、具体的には異なる基板の特性または同じ基板の異なる層の特性が、層から層へどのように変化するかを決定するために使用される。検査装置は、リソグラフィ装置ＬＡまたはリソセルＬＣ内に統合することができ、あるいはスタンドアロンデバイスであってもよい。最も高速の測定を可能にするためには、検査装置は、露光の直後に、露光したレジスト層で特性を測定することが望ましい。しかしながら、レジスト内の潜像のコントラストは非常に小さく、放射に露光されたレジスト部分と露光されていないレジスト部分との間に非常に小さい屈折率の差が存在するのみであり、すべての検査装置が潜像の有効な測定を実施するだけの十分な感度を有しているとは限らない。したがって測定は、露光済みの基板に対して実行される常習的に最初の工程であり、レジストの露光部分と非露光部分との間のコントラストを大きくする露光後ベーク工程（PEB）の後に実施することができる。この段階では、レジスト内の画像は半潜在と呼ぶことができる。現像されたレジスト像の測定を実施することも可能であり、その時点では、あるいはエッチングなどのパターン転写工程の後では、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。後者の可能性は、不良基板の再加工のための可能性を制限するが、依然として有用な情報を提供することができる。
[0046] 図３は、本発明に使用することができるスキャトロメータＳＭ１を示したものである。スキャトロメータＳＭ１は、基板Ｗ上に放射を投影する広帯域（白色光）放射プロジェクタ２を備えている。反射した放射は分光計ディテクタ４に渡され、この分光計ディテクタ４によって、鏡面反射した放射のスペクトル１０（波長の関数としての強度）が測定される。このデータから、処理ユニットＰＵによって、例えば厳密結合波解析および非線形回帰によって、あるいはシミュレートされたスペクトルのライブラリと比較することによって、図３の下側に示されているように、検出されたスペクトルの元となる構造またはプロファイルを復元することができる。一般に、復元に関して、構造の全体的な形態は既知であり、いくつかのパラメータは、スキャトロメトリデータから決定すべき構造のごく少数のパラメータを除いて、その構造が構築されたプロセスの知識から推定される。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または斜め入射スキャトロメータとして構成することができる。
[0047] 図４は、本発明と共に使用することができる他のスキャトロメータＳＭ２を示したものである。このデバイスの場合、放射源２によって放出された放射は、レンズシステム１２を使用して、干渉フィルタ１３および偏光子１７を介して集光され、部分反射表面１６で反射し、好ましくは少なくとも０．９、より好ましくは少なくとも０．９５の大きい開口数（NA）を有する顕微鏡対物レンズ１５を介して基板Ｗ上に集束する。液浸スキャトロメータは、開口数が１を超えるレンズを有することさえ可能である。反射した放射は、次に、散乱スペクトルを検出するために部分反射表面１６を介してディテクタ１８内へ透過する。ディテクタは、レンズシステム１５の焦点距離にある後方投影瞳面１１内に配置することができるが、補助光学系（図示せず）を使用してディテクタ上に瞳面を再結像させることも可能である。瞳面は、放射の半径方向の位置が入射角を画定し、かつ、角位置が放射の方位角を画定する平面である。ディテクタは、基板ターゲット３０の二次元角散乱スペクトルを測定することができるよう、二次元ディテクタであることが好ましい。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い。
[0048] 参照光は、例えば入射する放射の強度を測定するためにしばしば使用される。そのために、放射ビームがビームスプリッタ１６に入射すると、その一部が参照光として参照鏡１４に向かってビームスプリッタを透過する。参照光は、次に、同じディテクタ１８の異なる部分に投影される。
[0049] 一組の波長フィルタ１３を利用して、例えば４０５〜７９０ｎｍの範囲内、さらにはそれより短い例えば２００〜３００ｎｍの範囲内の重要な波長を選択することができる。フィルタは、一組の異なるフィルタからなるフィルタではなく、波長可変フィルタであってもよい。
[0050] ディテクタ１８は、単一の波長（または狭い波長範囲）で散乱する光の強度を測定することができ、複数の波長の個々の強度またはある波長範囲にわたって積分された強度を測定することができる。さらに、ディテクタは、横方向磁界偏光および横方向電界偏光の強度および／または横方向磁界偏光と横方向電界偏光の間の位相差を個々に測定することも可能である。
[0051] 広帯域光源（すなわち、光周波数または波長の範囲が広く、したがって色の範囲が広い光源）を使用することが可能であり、それにより大きいエテンデューが得られ、複数の波長を混合することができる。広帯域内の複数の波長は、それぞれ＊８の帯域幅および少なくとも２＊８（すなわち帯域幅の２倍）の間隔を有していることが好ましい。いくつかの放射「源」は、ファイバ束を使用して分割された拡張型放射源の異なる部分であってもよい。この方法によれば、角度分解散乱スペクトルを複数の波長で同時に測定することができる。二次元スペクトルより多くの情報を含む三次元スペクトル（波長および２つの異なる角度）を測定することができる。したがってより多くの情報を測定することができ、計測学プロセスの頑健性を改善することができる。これについては、ＥＰ１６２８１６４Ａにより詳細に記載されている。
[0052] 基板Ｗ上のターゲット３０は、現像後にバーがレジスト実線で形成されるようにプリントされる回折格子であってもよい。別法としては、基板内にバーをエッチングすることも可能である。このパターンは、リソグラフィ投影装置内の収差、とりわけ投影システムＰＬの収差に敏感であり、照明対称性およびこのような収差の存在により、プリントされる回折格子が変動することになる。したがって、プリントされた回折格子のスキャトロメトリデータを使用して回折格子が復元される。線幅および形状などの回折格子のパラメータは、プリント工程および／または他のスキャトロメトリプロセスの知識から処理ユニットＰＵによって実施される復元プロセスに入力することができる。
[0053] 図５は、マスク上の焦点感度のターゲットからレジスト層中に生成されるパターンの側壁角度の変化を示したものである。例えば、これは、２００８年１２月３０に出願した、参照によりその全体が本明細書に組み込まれている共有同時係属出願米国仮出願第６１／１４１４１０号（‘４１０号仮出願）に記載されている。‘４１０号仮出願には、プリントされる線構造の側壁角度（SWA）が焦点の関数として左側と右側とで異なることによって生じるより高い次数の散乱光の非対称性を使用して焦点を測定する方法を包含した実施形態が開示されている。しかしながら、本出願の発明者らは、プリントされるレジスト線の左側の縁と右側の縁の間の側壁角度の差によって生じるより高い次数の散乱光の非対称性の間の相関は、スキャナの焦点の関数として表すことができるが、この関数は多くのプロセスパラメータに依存し、とりわけ中間ＣＤおよび高さなどレジストパラメータ、およびＢＡＲＣの厚さなど裏面反射防止コーティング（BARC）に依存することを見出した。とりわけＢＡＲＣの厚さの変化は、この関数が変化する原因になり、スキャトロメトリ測定値から導出されるＳＷＡの差から演繹される焦点測定値に誤差が生じることになる。
[0054] 図５の例から分かるように、露光焦点が長くなると、基板の表面に平行の平面に対して測定した側壁角度が焦点の関数として大きくなり、側壁角度の左側の値および右側の値は、焦点が長くなるにつれて同じ値に収束する。
[0055] これは、本発明の一実施形態による構造プロファイルの右側および左側の側壁角度を示す図６にも示されている。図６では、菱形の点は左側の側壁角度を表しており、一方、正方形の点は右側の側壁角度を表している。図６から、露光されたパターンは、側壁角度の差を露光焦点の単調関数として示すことが分かる。グラフの一番左側では、プロファイルの右側および左側の側壁角度は完全に発散する。しかしながら、側壁角度の値は、露光焦点がグラフの右側に向かって長くなるにつれて収束する。したがって左側の側壁角度と右側の側壁角度の差を使用して露光ビームの焦点を決定することができる。
[0056] 詳細には、
ＳＷＡＬＥＦＴ−ＳＷＡＲＩＧＨＴ＝ΔＳＷＡ＝Ｇ（Ｚ）
[0057] 上式でＺは露光焦点であり、ＧはＳＷＡ差対焦点を表す関数である。シミュレーションにより、関数Ｇは広い焦点範囲にわたって単調であり、曲率が小さい放物曲線によって近似することができることが判明した。ＳＷＡ非対称性は、測定されたスキャトロメトリスペクトルにおける＋１回折次数と−１回折次数の間の強度差を明確に示す。より高い回折次数は同様の効果を示すが、１次の回折次数は最も強い信号を有していることは理解されよう。ＳＷＡ非対称が小さい場合、強度Ｉ＋１とＩ−１の差である非対称性Ａは、次の式で与えられる。
Ｉ１−Ｉ＋１＝Ａ＝Ｋ×ΔＳＷＡ
[0058] 上式でＫはプロセス依存比例因子である。
[0059] 一例では、Ｋの値は、ＢＡＲＣの厚さまたは基板上に存在している他の処理層などの処理フィーチャによって決まる。特定の例では、２６０ｎｍ内間ＣＤ，６００ｎｍの回折格子ピッチ、６０ｎｍの回折格子高さ、８５°の側壁角度ＳＷＡおよび４０ｎｍのＢＡＲＣの厚さを有する回折格子の場合、４２５ｎｍの波長で測定した分光測定法スペクトルを、同じ中間ＣＤ、ピッチ、回折格子高さおよびＳＷＡを有し、固定ＢＡＲＣの厚さが３８ｎｍである浮動レジストパラメータを使用して復元されたスペクトルと比較すると、復元されるＳＷＡに誤差が生じることになる。詳細には、重畳次数を使用した照明のための復元ＳＷＡは６９°であり、また、照明が多数のセグメントに分割され、例えばいくつかのセグメントが照明され、また、いくつかのセグメントが照明されない４つの等象限または非等象限に分割されるセグメント化照明のための復元ＳＷＡは７５°である。焦点に対するＳＷＡ感度が１ｎｍ当たり０．２°であると仮定すると、８０ｎｍの焦点誤差が照明に対して生成され、また、５０ｎｍの焦点誤差がＢＭＷ照明に対して生成されることになる。このような処理誘導焦点誤差は、現在のリソグラフィ処理要求事項にとっては、場合によっては大きすぎる。
[0060] 本発明の一実施形態によれば、ウェーハＷの隣接する領域にプリントされた２つの異なる焦点感度の回折格子に対してＳＷＡ非対称性が測定される。非対称性の比率が導出され、かつ、試験ウェーハ上にプリントされた回折格子に対する測定値およびシミュレーションから導出された値と共に使用され、それにより焦点の値が導出される。これにより、プロセス依存比例因子Ｋを除去することができ、また、少なくとも２つの異なる焦点感度の回折格子に対して測定された非対称性Ａから焦点の値を決定することができ、この焦点値はＢＡＲＣの厚さに対して敏感ではない。
[0061] それぞれ異なる非対称ＳＷＡ応答を有する２つの焦点感度の回折格子をパターンとして使用することにより、以下のように、ウェーハ上の２つの隣接するターゲットに対して２つの非対称性を測定することができる。
Ａ１＝Ｋ×Ｇ１（Ｚ）
Ａ２＝Ｋ×Ｇ２（Ｚ）
[0062] 上記２つの表現式における関数Ｇ１およびＧ２は、焦点の関数として生成されるＳＷＡ非対称性を記述しており、試験ウェーハに対して実施されるシミュレーションおよび／または測定から決定することができる。したがって、測定された非対称性の比率によって測定値γが得られる。
Figure 0005411986
[0063] Ｇ１がＧ２の一次導関数ではない場合、未知の焦点項Ｚに対してこの式を解くことができる。具体的には、関数Ｇ１およびＧ２は、可能な限り異なる関数にしなければならず、測定される比率γはＺの単調関数である。関数Ｇ１およびＧ２が放物的であると仮定すると、比率ガンマは、
Figure 0005411986
 で表すことができる。
[0064] 上の式は、
γ（ａ２＋ｂ２Ｚ＋ｃ２Ｚ２）＝（ａ１＋ｂ１Ｚ＋ｃ１Ｚ２）
として書き直すことができる。
[0065] この表現式を並べ替えると、未知の焦点誤差Ｚに対する次の二次方程式が得られる。
（γａ２−ａ１）＋（λｂ２−ｂ１）Ｚ＋（γｃ２−ｃ１）Ｚ２＝０ 式（１）
[0066] この式は、二次方程式を解くための標準の方法を使用して解くことができる。
[0067] 図７は、本発明の一実施形態による方法を示す流れ図を示したものである。工程Ｓ１で、名目上は同一であるが、試験ウェーハの２つの隣接する部分の側壁角度非対称性に対する焦点感度が異なる２つの異なる回折格子を生成するために、リソグラフィ装置を使用して試験ウェーハが処理される。この工程Ｓ１は、異なる焦点設定値に対して繰り返される。Ｓ２で試験ウェーハ上のすべての回折格子のスキャトロメータスペクトルが測定され、また、＋１回折次数および−１回折次数の強度測定値から、これらの回折格子のＳＷＡ非対称性が決定される。この決定に基づいて、同じ焦点値を使用して露光された異なるＳＷＡ非対称性感度を有する２つのターゲットである２対のターゲットに対して測定されたＳＷＡ非対称性の比率が決定され、次に工程Ｓ３で、試験ウェーハの測定ＳＷＡ非対称性およびシミュレーションから焦点関数Ｇ１（Ｚ）およびＧ２（Ｚ）の値が決定される。
[0068] 工程Ｓ４で、同じパターンを使用して生産ウェーハ上に等価回折格子が生成され、工程Ｓ５で、測定されたＳＷＡ非対称性の比率が決定される。次に工程Ｓ６で、この比率および既に決定済みのＧ１（Ｚ）関数およびＧ２（Ｚ）関数から焦点項Ｚの値が導出される。
[0069] 次に図８を参照すると、工程Ｓ１で試験ウェーハ上に生成された回折格子に対する関数Ｇ１（Ｚ）およびＧ２（Ｚ）の形態の一例が示されており、本発明の一実施形態によれば、これらの関数は工程Ｓ３で決定される。この例では、三角の点は、式ｙ＝１．６９Ｅ−０．４ｘ２＋３．２８Ｅ−０２ｘ−２．７１Ｅ−００で、第１の回折格子に対するＳＷＡ非対称性の関数を示しており、一方、正方形の点で示されているプロットは、第２の回折格子に対するＳＷＡの異なる関数、ｙ＝３．６２Ｅ−０４ｘ２＋５．９６Ｅ−０２ｘ−９．５２Ｅ−０１を示しており、個々の式のｘの値はＺの値に対応している。これらの２つの関数から、上で示した放物型方程式（１）を解くことができる。
[0070] 図９は、本発明の一実施形態による方法を使用した結果を示したものである。図９に示されているプロット上側の曲線は、明確にするために上に向かう方向に０．２ｎｍだけ故意にシフトされているが、これらの曲線は、実際には０．００７ｎｍの範囲内で重なり合う。上側の曲線は、４０ｎｍの公称ＢＡＲＣの厚さ上の回折格子構造に対して、−５０〜＋５０ｎｍの焦点範囲にわたって測定された焦点の誤差を示しており、一方、下側の曲線は、３８ｎｍの公称ＢＡＲＣの厚さ上の回折格子構造に対する等価誤差を示す。レジスト線の高さは６０ｎｍであり、また、両方の回折格子のピッチは６００ｎｍであり、公称中間ＣＤは３１０ｎｍに設定された。データは、＋１回折次数および−１回折次数のただ１つのピクセル対の非対称性を測定することによって取得された。図から分かるように、誤差は数ｎｍ程度であり、リソグラフィ処理における焦点監視用に適しているはずである。さらに、ＢＡＲＣの厚さの２ｎｍの変化は、事実上、測定される焦点値に影響を及ぼさない。
[0071] 本発明の実施形態による方法を使用することにより、スキャトロメトリターゲットの復元は不要であり、したがって複雑な製品であっても高いスループットが得られることを理解されたい。したがってリソグラフィプロセスのための製法を容易にセットアップすることができ、また、高い信号対雑音比が得られる。本発明による方法は極めて頑健なプロセスであり、したがって焦点測定に対するＢＡＲＣの厚さなどのプロセス変動の影響が除去される。説明されている実施形態には、ＢＡＲＣの厚さの変動がとりわけ考慮されているが、他のプロセス変動の影響も実質的に除去されることは理解されよう。
[0072] 本明細書においては、とりわけＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用が参照されているが、本明細書において説明されているリソグラフィ装置は、集積光学システム、磁気ドメインメモリのための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などの他の応用例を有することができることを理解されたい。このような代替応用例の文脈においては、本明細書における「ウェーハ」または「ダイ」という用語の使用はすべて、それぞれより一般的な「基板」または「ターゲット部分」という用語の同義語と見なすことができることは当業者には理解されよう。本明細書において参照されている基板は、例えばトラック（通常、基板にレジストの層を加え、かつ、露光済みのレジストを現像するツール）、メトロロジーツールおよび／またはインスペクションツール中で、露光前または露光後に処理することができる。適用可能である場合、本明細書における開示は、このような基板処理ツールおよび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にわたって処理することができるため、本明細書において使用されている基板という用語は、処理済みの複数の層が既に含まれる基板を指している場合もある。
[0073] また、本発明による実施形態の使用について、とりわけ光リソグラフィの文脈内で参照されているが、本発明は、他の応用例、例えばインプリントリソグラフィに使用することができ、文脈によって可能な場合、光リソグラフィに限定されないことは理解されよう。インプリントリソグラフィの場合、基板上に生成されるパターンは、パターニングデバイスのトポグラフィによって画定される。パターニングデバイスのトポグラフィが、基板に供給されているレジストの層にプレスされ、次に、電磁放射、熱、圧力またはそれらの組合せを印加することによって、レジストが硬化される。レジストが硬化すると、パターニングデバイスがレジストから除去され、後にパターンが残される。
[0074] 本明細書に使用されている「放射」および「ビーム」という用語には、紫外線（UV）放射（例えば３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍまたは１２６ｎｍの波長、またはその近辺の波長を有する放射）、および極端紫外線（EUV）放射（例えば５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する放射）、ならびにイオンビームまたは電子ビームなどの粒子線を含めてあらゆるタイプの電磁放射が包含されている。
[0075] 文脈によって可能な場合、「レンズ」という用語は、場合によっては、屈折光学コンポーネント、反射光学コンポーネント、磁気光学コンポーネント、電磁光学コンポーネントおよび静電光学コンポーネントを含めて様々なタイプの光学コンポーネントのうちの任意の１つまたは組合せを意味している。
[0076] 以上、本発明の特定の実施形態について説明したが、本発明は、説明されている方法以外の方法で実践することも可能であることは理解されよう。例えば、本発明は、上で開示した方法を記述した１つまたは複数の機械読取り可能命令シーケンスを含んだコンピュータプログラムの形態を取ることができ、あるいはこのようなコンピュータプログラムを記憶したデータ記憶媒体（例えば半導体記憶装置、磁気ディスクまたは光ディスク）の形態を取ることができる。
結び
[0077] 特許請求の範囲を解釈するために使用されることが意図されているのは「発明を実施するための形態」のセクションであり、「発明の概要」および「要約」のセクションではないことを理解されたい。「発明の概要」および「要約」のセクションは、１人または複数の本発明者によって企図されている本発明の１つまたは複数の例示的実施形態を示すことはできるが、それらのすべてを示すことはできないため、これらのセクションには、本発明および添付の特許請求の範囲を限定することは一切意図されていない。
[0078] 以上、本発明について、特定の諸機能およびそれらの関係の実施態様を示す機能的構成ブロックを使用して説明した。これらの機能的構成ブロックの境界は、説明の便宜上、本明細書においては任意に画定されている。特定の諸機能およびそれらの関係が適切に実行される限り、代替の境界を画定することができる。
[0079] 特定の実施形態についての以上の説明には、他者が、本発明の一般的な概念から逸脱することなく、必要以上の実験を必要とすることなく、当分野の熟練範囲内の知識を適用することによって、このような特定の実施形態を容易に修正し、かつ／または様々な用途に適合させることができるよう、十分に本発明の一般的な性質が示されている。したがって、このような適合および修正には、本明細書において示された教示および手引に基づく、開示された実施形態の等価物の意味および範囲の範疇であることが意図されている。本明細書における用語または表現は、上記教示および手引に照らして当業者によって解釈されるべきであり、このような表現または用語は、説明を目的としたものであって、本発明を限定するものではないことを理解されたい。
[0080] 本発明の広さおよび範囲は、上で説明した例示的実施形態のうちのいかなるものによっても限定されるべきではなく、以下の特許請求の範囲およびそれらの等価物によってのみ定義されるべきである。

Claims (19)

  1. 基板上でリソグラフィプロセスに使用されるリソグラフィ装置の焦点を決定する方法であって、
    少なくとも２つの周期構造を前記基板上に形成するために前記リソグラフィプロセスを使用する工程であって、各構造が、前記基板上の前記リソグラフィ装置の焦点の異なる関数として変化する互いに反対側の側壁角度間に非対称性を有する少なくとも１つのフィーチャを有する、工程と、
    放射のビームを前記少なくとも２つの周期構造上に導くことによって生成されるスペクトルを測定する工程と、
    測定したスペクトルから前記フィーチャ毎に前記非対称性の比率を決定する工程と、
    前記基板上の焦点を決定するために、前記決定された比率と、フィーチャ毎の前記焦点と前記側壁非対称性の間の関係と、を使用する工程と、
    を含む、方法。
  2. 前記焦点と前記側壁角度非対称性との間の前記関係が、
    前記少なくとも２つの構造に対応する構造を既知の特性の試験基板上に形成するために前記リソグラフィプロセスを使用する工程と、
    放射のビームを複数の異なる焦点設定値で前記試験基板上の前記構造上に導くことによって生成されるスペクトルを測定する工程と、
    構造毎に前記関係を導出するためにシミュレーションおよび測定したスペクトルを使用する工程と、
    を含む較正工程でフィーチャ毎に決定される、請求項１に記載の方法。
  3. 前記回折スペクトルの＋１次および−１次の少なくとも一部が測定される、請求項１に記載の方法。
  4. 前記非対称性が、測定したスペクトル部分の強度を測定することによって測定される、請求項１に記載の方法。
  5. 少なくとも２つの周期構造を基板上に形成するための、前記基板上でリソグラフィプロセスに使用されるリソグラフィ装置の焦点を決定するように構成された角度分解スキャトロメータであって、
    各構造が、前記基板上の前記リソグラフィ装置の前記焦点の異なる関数として変化する互いに反対側の側壁角度間に非対称性を有する少なくとも１つのフィーチャを有し、
    前記スキャトロメータが、
    放射のビームを前記少なくとも２つの周期構造上に導くことによって生成されるスペクトルの少なくとも一部を測定するように適合された検出装置と、
    測定したスペクトルから前記フィーチャ毎に前記非対称性の比率を決定するように適合された決定装置であって、前記決定された比率と、フィーチャ毎の前記焦点と前記側壁非対称性の間の関係と、を使用し、前記基板上の前記焦点を決定するように適合された、決定装置と、
    を備えた、角度分解スキャトロメータ。
  6. 前記検出装置が、前記回折スペクトルの＋１次および−１次を測定するように適合される、請求項５に記載のスキャトロメータ。
  7. 前記非対称性が、測定したスペクトル部分の強度を測定することによって測定される、請求項５に記載のスキャトロメータ。
  8. パターンを照明するようにな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なされた投影光学システムと、
    請求項５に記載の角度分解スキャトロメータと、
    を含むリソグラフィ装置を備えた、リソグラフィシステム。
  9. 基板に放射感応性層をコーティングするようになされたコータと、
    前記コータによってコーティングされた基板の前記放射感応性層上にイメージを露光するようになされたリソグラフィ装置と、
    前記リソグラフィ装置によって露光されたイメージを現像するようになされたディベロッパと、
    請求項５に記載のスキャトロメータと、
    を備えた、リソグラフィセル。
  10. 基板上でリソグラフィプロセスに使用されるリソグラフィ装置の焦点を決定する方法であって、
    少なくとも２つのターゲットを前記基板上に形成するために前記リソグラフィプロセスを使用する工程であって、個々のターゲットが、前記基板上の前記リソグラフィ装置の前記焦点の異なる関数として変化する少なくとも１つのパラメータを有する工程と、
    放射のビームを前記少なくとも２つのターゲット上に導くことによって生成されるスペクトルを測定する工程と、
    前記パラメータと焦点の間の、前記リソグラフィ装置の処理条件には実質的に無関係である関係を決定するために、測定したスペクトルから導出されるパラメータを前記少なくとも２つのターゲットに対して使用する工程と、
    を含み、
    前記少なくとも１つのパラメータのうちの１つが、個々の前記ターゲット上の構造の互いに反対側の側壁角度間の非対称性である、方法。
  11. 前記関係が、部分的に、測定したスペクトルからのフィーチャ毎の前記非対称性の比率から決定される、請求項１０に記載の方法。
  12. 前記焦点と前記側壁角度非対称性の間の前記関係が、部分的に、
    前記少なくとも２つの構造に対応する構造を既知の特性の試験基板上に形成するために前記リソグラフィプロセスを使用する工程と、
    放射のビームを複数の異なる焦点設定値で前記試験基板上の前記構造上に導くことによって生成されるスペクトルを測定する工程と、
    構造毎に前記関係を導出するためにシミュレーションおよび測定したスペクトルを使用する工程と、
    を含む較正工程でフィーチャ毎に決定される、請求項１０に記載の方法。
  13. 前記回折スペクトルの＋１次および−１次の少なくとも一部が測定される、請求項１０に記載の方法。
  14. 前記非対称性が、測定したスペクトル部分の強度を測定することによって測定される、請求項１０に記載の方法。
  15. 少なくとも２つの周期構造を基板上に形成するための、前記基板上でリソグラフィプロセスに使用されるリソグラフィ装置の焦点を決定するように構成された角度分解スキャトロメータであって、
    各構造が、前記基板上の前記リソグラフィ装置の前記焦点の異なる関数として変化する互いに反対側の側壁角度間に非対称性を有する少なくとも１つのフィーチャを有し、
    前記スキャトロメータが、
    放射のビームを前記少なくとも２つの周期構造上に導くことによって生成されるスペクトルの少なくとも一部を測定するように適合された検出装置と、
    測定したスペクトルから前記フィーチャ毎に前記非対称性の比率を決定するように適合された決定装置であって、前記決定された比率と、フィーチャ毎の前記焦点と前記側壁非対称性の間の関係と、を使用し、前記基板上の前記焦点を決定するように適合された、決定装置と、
    を備えた、角度分解スキャトロメータ。
  16. 前記検出装置が、前記回折スペクトルの＋１次および−１次を測定するように適合される、請求項１５に記載のスキャトロメータ。
  17. 前記非対称性が、測定したスペクトル部分の強度を測定することによって測定される、請求項１６に記載のスキャトロメータ。
  18. パターンを照明するようにな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なされた投影光学システムと、
    請求項１５に記載の角度分解スキャトロメータと、
    を備えた、リソグラフィ装置。
  19. 基板に放射感応性層をコーティングするようになされたコータと、
    前記コータによってコーティングされた基板の前記放射感応性層上にイメージを露光するようになされたリソグラフィ装置と、
    前記リソグラフィ装置によって露光されたイメージを現像するようになされたディベロッパと、
    請求項１５に記載のスキャトロメータと、
    を備えた、リソグラフィセル。
JP2012510206A 2009-05-12 2010-05-04 リソグラフィのための検査方法 Active JP5411986B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17746809P 2009-05-12 2009-05-12
US61/177,468 2009-05-12
PCT/EP2010/056016 WO2010130600A1 (en) 2009-05-12 2010-05-04 Inspection method for lithography

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012527105A JP2012527105A (ja) 2012-11-01
JP5411986B2 true JP5411986B2 (ja) 2014-02-12

Family

ID=42352130

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012510206A Active JP5411986B2 (ja) 2009-05-12 2010-05-04 リソグラフィのための検査方法

Country Status (10)

Country Link
US (1) US8830447B2 (ja)
EP (1) EP2430498B1 (ja)
JP (1) JP5411986B2 (ja)
KR (1) KR101257453B1 (ja)
CN (1) CN102422227B (ja)
IL (1) IL215874A (ja)
NL (1) NL2004656A (ja)
SG (1) SG175246A1 (ja)
TW (2) TWI553428B (ja)
WO (1) WO2010130600A1 (ja)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9182682B2 (en) 2008-12-30 2015-11-10 Asml Netherlands B.V. Inspection method and apparatus, lithographic apparatus, lithographic processing cell and device manufacturing method
JP5545782B2 (ja) * 2009-07-31 2014-07-09 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． リソグラフィ装置の焦点測定方法、散乱計、リソグラフィシステム、およびリソグラフィセル
WO2012010458A1 (en) * 2010-07-19 2012-01-26 Asml Netherlands B.V. Method and apparatus for determining an overlay error
WO2012062501A1 (en) 2010-11-12 2012-05-18 Asml Netherlands B.V. Metrology method and apparatus, and device manufacturing method
NL2007765A (en) 2010-11-12 2012-05-15 Asml Netherlands Bv Metrology method and inspection apparatus, lithographic system and device manufacturing method.
NL2009294A (en) 2011-08-30 2013-03-04 Asml Netherlands Bv Method and apparatus for determining an overlay error.
KR20140068970A (ko) * 2011-08-31 2014-06-09 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 포커스 보정을 결정하는 방법, 리소그래피 처리 셀 및 디바이스 제조 방법
NL2010905A (en) * 2012-06-22 2013-12-24 Asml Netherlands Bv Method of determining focus, inspection apparatus, patterning device, substrate and device manufacturing method.
NL2011816A (en) * 2012-11-30 2014-06-04 Asml Netherlands Bv Method of determining dose and focus, inspection apparatus, patterning device, substrate and device manufacturing method.
WO2014138522A1 (en) * 2013-03-08 2014-09-12 Kla-Tencor Corporation Pupil plane calibration for scatterometry overlay measurement
US9411249B2 (en) 2013-09-23 2016-08-09 Globalfoundries Inc. Differential dose and focus monitor
US9784690B2 (en) * 2014-05-12 2017-10-10 Kla-Tencor Corporation Apparatus, techniques, and target designs for measuring semiconductor parameters
CN106662823B (zh) * 2014-06-30 2018-10-19 Asml荷兰有限公司 确定剂量的方法、检查设备、图案形成装置、衬底以及器件制造方法
CN104394394A (zh) * 2014-09-30 2015-03-04 深圳市亿思达科技集团有限公司 一种实现全息图像显示的三维显示方法、装置及系统
US9766554B2 (en) 2015-03-16 2017-09-19 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Method and apparatus for estimating focus and dose of an exposure process
JP6723269B2 (ja) 2015-05-15 2020-07-15 ケーエルエー コーポレイション 焦点感応オーバーレイターゲットを使用する焦点決定のためのシステムおよび方法
SG11201803933PA (en) 2015-12-17 2018-06-28 Asml Netherlands Bv Optical metrology of lithographic processes using asymmetric sub-resolution features to enhance measurement
WO2019192865A1 (en) 2018-04-06 2019-10-10 Asml Netherlands B.V. Inspection apparatus having non-linear optics

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06120118A (ja) * 1992-10-09 1994-04-28 Hitachi Ltd レンズ収差測定方法およびそれを用いた露光装置
US5783833A (en) 1994-12-12 1998-07-21 Nikon Corporation Method and apparatus for alignment with a substrate, using coma imparting optics
JPH08213306A (ja) 1995-02-08 1996-08-20 Nikon Corp 位置検出装置及び該装置を備えた投影露光装置
JPH10154647A (ja) * 1996-11-22 1998-06-09 Matsushita Electron Corp パターン形成異常検出方法
US6975399B2 (en) 1998-08-28 2005-12-13 Nikon Corporation mark position detecting apparatus
JP3994209B2 (ja) * 1998-08-28 2007-10-17 株式会社ニコン 光学系の検査装置および検査方法並びに該検査装置を備えた位置合わせ装置および投影露光装置
JP2000114158A (ja) * 1998-10-01 2000-04-21 Canon Inc 露光条件測定方法及びそれを用いた露光装置
IL130874A (en) * 1999-07-09 2002-12-01 Nova Measuring Instr Ltd System and method for measuring pattern structures
JP2001250760A (ja) 2000-03-06 2001-09-14 Nikon Corp 収差計測方法、該方法を使用するマーク検出方法、及び露光方法
JP3297423B2 (ja) 2000-08-09 2002-07-02 株式会社東芝 フォーカステストマスク、並びにそれを用いたフォーカス及び収差の測定方法
US7382447B2 (en) 2001-06-26 2008-06-03 Kla-Tencor Technologies Corporation Method for determining lithographic focus and exposure
JP2005513757A (ja) * 2001-06-26 2005-05-12 ケーエルエー−テンカー・コーポレーション リソグラフィのフォーカスおよび露光を決定する方法
JP2003224057A (ja) * 2002-01-30 2003-08-08 Hitachi Ltd 半導体装置の製造方法
SG125926A1 (en) * 2002-11-01 2006-10-30 Asml Netherlands Bv Inspection method and device manufacturing method
US7352453B2 (en) 2003-01-17 2008-04-01 Kla-Tencor Technologies Corporation Method for process optimization and control by comparison between 2 or more measured scatterometry signals
JP4208686B2 (ja) 2003-09-29 2009-01-14 富士通マイクロエレクトロニクス株式会社 半導体装置の製造方法
US7791727B2 (en) 2004-08-16 2010-09-07 Asml Netherlands B.V. Method and apparatus for angular-resolved spectroscopic lithography characterization
JP2006313866A (ja) 2005-05-09 2006-11-16 Canon Inc 露光装置及び方法
US7695876B2 (en) * 2005-08-31 2010-04-13 Brion Technologies, Inc. Method for identifying and using process window signature patterns for lithography process control
JP4898419B2 (ja) 2006-01-05 2012-03-14 キヤノン株式会社 露光量のおよびフォーカス位置のオフセット量を求める方法、プログラムおよびデバイス製造方法
TWI294141B (en) 2006-03-17 2008-03-01 United Microelectronics Corp Method for detecting semiconductor manufacturing conditions
US7692792B2 (en) * 2006-06-22 2010-04-06 Asml Netherlands B.V. Method and apparatus for angular-resolved spectroscopic lithography characterization
US7916284B2 (en) 2006-07-18 2011-03-29 Asml Netherlands B.V. Inspection method and apparatus, lithographic apparatus, lithographic processing cell and device manufacturing method
KR101427433B1 (ko) 2006-08-02 2014-08-08 가부시키가이샤 니콘 결함 검출 장치 및 결함 검출 방법
US7564555B2 (en) 2006-08-15 2009-07-21 Asml Netherlands B.V. Method and apparatus for angular-resolved spectroscopic lithography characterization
US7573584B2 (en) 2006-09-25 2009-08-11 Asml Netherlands B.V. Method and apparatus for angular-resolved spectroscopic lithography characterization
US7710572B2 (en) 2006-11-30 2010-05-04 Asml Netherlands B.V. Inspection method and apparatus, lithographic apparatus, lithographic processing cell and device manufacturing method
US20080135774A1 (en) * 2006-12-08 2008-06-12 Asml Netherlands B.V. Scatterometer, a lithographic apparatus and a focus analysis method
US7619737B2 (en) 2007-01-22 2009-11-17 Asml Netherlands B.V Method of measurement, an inspection apparatus and a lithographic apparatus
JP4714162B2 (ja) 2007-01-25 2011-06-29 エルピーダメモリ株式会社 フォーカスモニタ用マーク、フォーカスモニタ方法及びデバイス製造方法
US7599064B2 (en) * 2007-03-07 2009-10-06 Asml Netherlands B.V. Inspection method and apparatus, lithographic apparatus, lithographic processing cell and device manufacturing method, substrate for use in the methods
US7911612B2 (en) * 2007-06-13 2011-03-22 Asml Netherlands B.V. Inspection method and apparatus, lithographic apparatus, lithographic processing cell and device manufacturing method
CN101226344B (zh) * 2008-01-31 2010-06-02 上海微电子装备有限公司 测量光学系统参数的测量装置及其测量方法
US9182682B2 (en) 2008-12-30 2015-11-10 Asml Netherlands B.V. Inspection method and apparatus, lithographic apparatus, lithographic processing cell and device manufacturing method

Also Published As

Publication number Publication date
TW201421172A (zh) 2014-06-01
JP2012527105A (ja) 2012-11-01
TW201106116A (en) 2011-02-16
CN102422227A (zh) 2012-04-18
IL215874A (en) 2016-09-29
EP2430498A1 (en) 2012-03-21
NL2004656A (en) 2010-11-15
SG175246A1 (en) 2011-12-29
US20120044472A1 (en) 2012-02-23
EP2430498B1 (en) 2018-01-31
TWI553428B (zh) 2016-10-11
WO2010130600A1 (en) 2010-11-18
KR101257453B1 (ko) 2013-04-23
KR20120006508A (ko) 2012-01-18
US8830447B2 (en) 2014-09-09
IL215874A0 (en) 2012-01-31
TWI553427B (zh) 2016-10-11
CN102422227B (zh) 2014-09-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5411986B2 (ja) リソグラフィのための検査方法
JP6334708B2 (ja) 検査方法およびリソグラフィ装置
JP4912241B2 (ja) インスペクション方法およびインスペクション装置、リソグラフィ装置、リソグラフィ処理セルならびにデバイス製造方法
JP5412528B2 (ja) 検査方法、検査システム、基板、およびマスク
JP5389235B2 (ja) オーバーレイエラーを判定するための方法及び装置
JP5288808B2 (ja) 測定方法、検査装置およびリソグラフィ装置
JP4787232B2 (ja) 測定方法、検査装置、およびリソグラフィ装置
US9933250B2 (en) Inspection method and apparatus, lithographic apparatus, lithographic processing cell and device manufacturing method
JP2009124101A (ja) 検査方法および装置、リソグラフィ装置、リソグラフィ処理セル、およびデバイス製造方法
JP4875685B2 (ja) ターゲットパターンのパラメータを割り出す方法、ライブラリを生成する方法、検査装置、リソグラフィ装置、リソグラフィセル、及びコンピュータプログラム
KR20110015624A (ko) 리소그래피용 검사 장치
WO2010115686A1 (en) Method and apparatus for inspection in lithography
US20100328636A1 (en) Producing a Marker Pattern and Measurement of an Exposure-Related Property of an Exposure Apparatus
US20110028004A1 (en) Inspection Method and Apparatus, Lithographic Apparatus, Lithographic Processing Cell and Device Manufacturing Method
JP2009081436A (ja) オーバレイエラーの測定方法、検査装置及びリソグラフィ装置
JP5525547B2 (ja) 特性を求める方法
US20110020616A1 (en) Method of Determining Overlay Error and a Device Manufacturing Method
US20120033223A1 (en) Inspection Method and Apparatus, Lithographic Apparatus, Lithographic Processing Cell and Device Manufacturing Method for Determining a Property of a Substrate

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130722

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130725

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20131004

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20131105

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20131108

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5411986

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250