(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-09-12
(54)【発明の名称】リソグラフィ装置、計測システム及び誤差補正のための強度不均衡測定
(51)【国際特許分類】
G03F 7/20 20060101AFI20230905BHJP
G01B 11/00 20060101ALI20230905BHJP
【FI】
G03F7/20 521
G03F7/20 501
G01B11/00 Z
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023509489
(86)(22)【出願日】2021-07-24
(85)【翻訳文提出日】2023-04-07
(86)【国際出願番号】 EP2021070766
(87)【国際公開番号】W WO2022042966
(87)【国際公開日】2022-03-03
(32)【優先日】2020-08-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】503195263
【氏名又は名称】エーエスエムエル ホールディング エヌ.ブイ.
(74)【代理人】
【識別番号】100079108
【氏名又は名称】稲葉 良幸
(74)【代理人】
【識別番号】100109346
【氏名又は名称】大貫 敏史
(74)【代理人】
【識別番号】100117189
【氏名又は名称】江口 昭彦
(74)【代理人】
【識別番号】100134120
【氏名又は名称】内藤 和彦
(72)【発明者】
【氏名】イーバート,アール,ウィリアム
(72)【発明者】
【氏名】レズヴァニ ナラギ,ロクサーナ
【テーマコード(参考)】
2F065
2H197
【Fターム(参考)】
2F065AA03
2F065CC19
2F065FF51
2F065GG04
2F065JJ05
2F065LL12
2F065LL47
2H197HA03
2H197HA04
2H197HA10
2H197JA17
2H197JA23
(57)【要約】
計測システムは、ビームスプリッタと、第1及び第2のセンサとを含む。ビームスプリッタは、ターゲットによって散乱された散乱放射を放射の第1及び第2の部分に分割する。第1のセンサは、第1の部分を受け取る。第2のセンサは、第2の部分が、第2の部分を発散させるように構成された第1のくさびを含むくさび系を含む経路に沿って伝搬した後、第2の部分を受け取る。
【選択図】
図4A
【特許請求の範囲】
【請求項1】
計測システムであって、
ターゲットによって散乱された散乱放射を放射の第1及び第2の部分に分割するビームスプリッタと、
前記第1の部分を受け取る第1のセンサと、
前記第2の部分が、前記第2の部分を発散させる第1のくさびを含むくさび系を含む経路に沿って伝搬した後、前記第2の部分を受け取る第2のセンサと
を含む計測システム。
【請求項2】
前記第2の部分は、第1及び第2の放射ビームを含み、
前記第1のくさびは、前記第1及び第2の放射ビームを、前記第2の部分の光軸に対して0.5度よりも大きい角度で更に発散させる、請求項1に記載の計測システム。
【請求項3】
前記第2の部分は、第1及び第2の放射ビームを含み、
前記第1のくさびは、前記第1及び第2の放射ビーム間の横方向距離が約1mm超だけ増大されるように、前記第1及び第2の放射ビームを更に発散させる、請求項1に記載の計測システム。
【請求項4】
前記くさび系は、前記第2の部分をコリメートする第2のくさびを含む、請求項1に記載の計測システム。
【請求項5】
前記くさび系は、前記発散された第2の部分を前記第1のくさびから受け取り、前記第2の部分を、それが前記第2のセンサに透過される前にコリメートする第2のくさびを含む、請求項1に記載の計測システム。
【請求項6】
前記第1のセンサは、前記受け取られた第1の部分に基づいて前記ターゲットの特性を決定する、請求項1に記載の計測システム。
【請求項7】
前記第2のセンサは、前記受け取られた第2の部分に基づいて前記特性の補正値を更に決定する、請求項6に記載の計測システム。
【請求項8】
前記補正値を前記決定することは、前記第2の部分の発散放射間の強度不均衡の比較に更に基づく、請求項7に記載の計測システム。
【請求項9】
前記特性は、前記ターゲットのアライメント位置であり、
前記計測システムは、前記補正値を使用して前記アライメント位置を更に調整する、請求項7に記載の計測システム。
【請求項10】
前記第2の部分は、前記くさび系の前に瞳像を形成する、請求項1に記載の計測システム。
【請求項11】
前記第1のくさびは、更に、前記瞳像を少なくとも第1及び第2のセクションに分割し、前記少なくとも第1及び第2のセクションを発散させる、請求項10に記載の計測システム。
【請求項12】
前記ターゲットは、格子構造を含み、
前記第1のセクションは、前記ターゲットからの第1の回折次数を含み、
前記第2のセクションは、前記第1の回折次数と異なる、前記ターゲットからの第2の回折次数を含む、請求項11に記載の計測システム。
【請求項13】
前記第2のセンサは、
前記第1のセクションを受け取る第1の検出器と、
前記第2のセクションを受け取る第2の検出器と
を含む検出器系を含む、請求項11に記載の計測システム。
【請求項14】
前記第2のセンサは、前記第1及び第2の検出器が、前記くさび系によって分割された前記瞳像の前記第1のセクション、第2のセクション及び他のセクションからの任意の2つと位置合わせされるように、前記第2のセンサの位置を調整するアクチュエータを含む、請求項13に記載の計測システム。
【請求項15】
前記第2のセンサは、
前記第1のセクション内の放射を、前記第1の検出器において受け取られる前に調節する第1の開口構造と、
前記第2のセクション内の放射を、前記第2の検出器において受け取られる前に調節する第2の開口構造と
を更に含む、請求項13に記載の計測システム。
【請求項16】
前記第2のセンサは、
前記第1のセクションを前記第1の検出器上に集束させる第1のレンズと、
前記第2のセクションを前記第2の検出器上に集束させる第2のレンズと
を含む、請求項13に記載の計測システム。
【請求項17】
前記検出器系は、
前記第1のセクション内の回折次数の中から、前記第1の検出器上に集束させる回折次数を選択する第1のレンズと、
前記第2のセクション内の回折次数の中から、前記第2の検出器上に集束させる回折次数を選択する第2のレンズと
を含む、請求項13に記載の計測システム。
【請求項18】
リソグラフィ装置であって、
パターニングデバイスのパターンを照明する照明システムと、
前記パターンの像を基板上に投影する投影システムと、
計測システムと
を含み、前記計測システムは、
ターゲットによって散乱された散乱放射を放射の第1及び第2の部分に分割するビームスプリッタと、
前記第1の部分を受け取る第1のセンサと、
前記第2の部分が、前記第2の部分を発散させる第1のくさびを含むくさび系を含む経路に沿って伝搬した後、前記第2の部分を受け取る第2のセンサと
を含む、リソグラフィ装置。
【請求項19】
前記第2の部分は、前記くさび系の前に瞳像を形成し、
前記第1のくさびは、更に、前記瞳像を少なくとも第1及び第2のセクションに分割し、前記少なくとも第1及び第2のセクションを発散させる、請求項18に記載のリソグラフィ装置。
【請求項20】
ターゲットによって散乱された散乱放射を放射の第1及び第2の部分に分割することと、
前記第1の部分を第1のセンサにおいて受け取ることと、
前記第2の部分が、第1のくさびを含むくさび系を含む経路に沿って伝搬した後、前記第2の部分を第2のセンサにおいて受け取ることと、
前記第1のくさびを使用して前記第2の部分を発散させることと
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
[0001] 本出願は、2020年8月26日に出願され、全体として参照により本明細書に組み込まれる米国仮特許出願第63/070,553号の優先権を主張する。
【0002】
[0002] 本開示は、例えば、リソグラフィ装置及びシステム内のウェーハの正確な位置決めを改善する計測システムに関する。
【背景技術】
【0003】
[0003] リソグラフィ装置は、基板、通常、基板のターゲット部分に所望のパターンを施す機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路(IC)の製造において使用され得る。その場合、代替的にマスク又はレチクルと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される回路パターンを生成し得る。このパターンは、基板(例えば、シリコンウェーハ)のターゲット部分(例えば、ダイの一部、1つのダイ又は複数のダイを含む)上に転写され得る。パターンの転写は、通常、基板上に設けられた放射感応性材料(レジスト)層上への結像を介して行われる。一般的に、単一の基板は、連続的にパターン形成される隣接するターゲット部分のネットワークを含む。既知のリソグラフィ装置は、いわゆるステッパ及びいわゆるスキャナを含み、ステッパでは、一度にターゲット部分上に全体パターンを露光することにより各ターゲット部分を照射し、またスキャナでは、所与の方向(「走査」方向)に放射ビームによってパターンを走査しながら、同時にこの走査方向に平行又は逆平行にターゲット部分を走査することより、各ターゲット部分を照射する。パターンを基板にインプリントすることにより、パターニングデバイスから基板にパターンを転写することも可能である。
【0004】
[0004] リソグラフィ動作中、異なる処理ステップは、異なる層が基板上に順次に形成されることを必要とし得る。従って、基板を、その上に形成された以前のパターンに対して高精度で位置決めすることが必要になり得る。一般的に、アライメントマークは、位置合わせされる基板上に配置され、第2の物体を基準として位置付けられる。リソグラフィ装置は、アライメントマークの位置を検出し、アライメントマークを使用して基板を位置合わせし、マスクからの正確な露光を確実にするためのアライメント装置を使用し得る。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、重ね合わせ誤差として測定される。
【0005】
[0005] リソグラフィプロセスを監視するために、パターン付けされた基板のパラメータが測定される。パラメータは、例えば、パターン付けされた基板内又は上に形成された連続した層間の重ね合わせ誤差及び現像された感光性レジストの臨界ライン幅を含み得る。この測定は、製品基板及び/又は専用計測ターゲットに対して実行することができる。走査型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において形成された微視的構造の測定を行うための様々な技法が存在する。専用検査ツールの高速で非侵襲的な形式は、放射ビームが基板の表面上のターゲット上に案内され、散乱又は反射ビームの特性が測定されるスキャトロメータである。基板によって反射又は散乱される前及び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、反射ビームを、既知の基板特性に関連付けられた既知の測定のライブラリ内に記憶されたデータと比較することによって行うことができる。分光スキャトロメータは、広帯域放射ビームを基板上に案内し、特定の狭い角度範囲内に散乱され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。対照的に、角度分解スキャトロメータは、単色放射ビームを使用し、角度の関数としての散乱放射の強度を測定する。
【0006】
[0006] このような光学スキャトロメータは、現像された感光性レジストのクリティカルディメンジョン又はパターン付けされた基板内若しくは上に形成された2つの層間の重ね合わせ誤差(OV)など、パラメータを測定するために使用することができる。ビームが基板によって反射又は散乱される前及び後の照明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。
【0007】
[0007] OVを軽減する方法でパターン転写を受けるようにウェーハを適切に位置合わせするために、アライメント計測システムがリソグラフィツールにおいて使用され得る。計測システムは、典型的には、測定されるアライメントマークに関する特定の仮定を用いてプログラムされる。例えば、計測システムは、アライメントマークの格子パターンによって散乱された回折放射を予想するようにプログラムされ得る。しかし、理想的でない格子は、理想的な格子と異なる方法で放射を回折し得、計測システムがその測定結果における誤差を発生させることを引き起こす。
【発明の概要】
【0008】
[0008] 従って、リソグラフィ装置と併せて使用される計測ツールにおける精度を改善し、誤差を低減することが望ましい。
【0009】
[0009] 幾つかの実施形態では、計測システムは、ビームスプリッタと、第1及び第2のセンサとを含む。ビームスプリッタは、ターゲットによって散乱された放射を放射の第1及び第2の部分に分割するように構成される。第1のセンサは、第1の部分を受け取るように構成される。第2のセンサは、第2の部分が、第2の部分を発散させるように構成された第1のくさびを含むくさび系を含む経路に沿って伝搬した後、第2の部分を受け取るように構成される。
【0010】
[0010] 幾つかの実施形態では、リソグラフィ装置は、照明システムと、投影システムと、計測システムとを含む。計測システムは、ビームスプリッタと、第1及び第2のセンサとを含む。照明システムは、パターニングデバイスのパターンを照明する。投影システムは、パターンの像を基板上に投影する。ビームスプリッタは、ターゲットによって散乱された放射を放射の第1及び第2の部分に分割するように構成される。第1のセンサは、第1の部分を受け取るように構成される。第2のセンサは、第2の部分が、第2の部分を発散させるように構成された第1のくさびを含むくさび系を含む経路に沿って伝搬した後、第2の部分を受け取るように構成される。
【0011】
[0011] 幾つかの実施形態では、方法は、ターゲットによって散乱された散乱放射を放射の第1及び第2の部分に分割することを含む。本方法は、第1の部分を第1のセンサにおいて受け取ることを更に含む。本方法は、第2の部分が、第1のくさびを含むくさび系を含む経路に沿って伝搬した後、第2の部分を第2のセンサにおいて受け取ることを更に含む。本方法は、第1のくさびを使用して第2の部分を発散させることを更に含む。
【0012】
[0012] 本開示の更なる特徴並びに様々な実施形態の構造及び動作について、添付の図面を参照して以下で詳細に説明する。本開示は、本明細書で説明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。そのような実施形態は、説明目的のためにのみ、本明細書で提示される。本明細書に含まれる教示に基づいて、更なる実施形態が当業者に明らかになるであろう。
【0013】
[0013] 本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を形成する添付の図面は、本開示を例示し、また説明文と併せて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実施し、使用できるように更に機能する。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【
図1A】[0014]幾つかの実施形態による反射型リソグラフィ装置の概略図を示す。
【
図1B】[0015]幾つかの実施形態による透過型リソグラフィ装置の概略図を示す。
【
図2】[0016]幾つかの実施形態による反射型リソグラフィ装置のより詳細な概略図を示す。
【
図3】[0017]幾つかの実施形態によるリソグラフィックセルの概略図を示す。
【
図4A】[0018]幾つかの実施形態による検査装置の概略図を示す。
【
図4B】[0018]幾つかの実施形態による検査装置の概略図を示す。
【
図5】[0019]幾つかの実施形態による計測システム内の瞳を示す。
【
図6】[0020]幾つかの実施形態による、瞳を分割するためのプリズム系を示す。
【
図7】[0021]幾つかの実施形態による、瞳を分割するためのくさび系を示す。
【
図8】[0022]幾つかの実施形態による、くさび系内で使用され得るくさびを示す。
【
図9】[0023]幾つかの実施形態によるセンサを示す。
【
図10】[0024]幾つかの実施形態による発散瞳像を示す。
【
図11A】[0025]幾つかの実施形態による、
図9に示されるセンサ内で使用され得る検出器系の部分を示す。
【
図11B】[0025]幾つかの実施形態による、
図9に示されるセンサ内で使用され得る検出器系の部分を示す。
【
図12】[0026]幾つかの実施形態による方法を示すフローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【0015】
[0027] 本開示の特徴は、図面と併せて以下に記載する詳細な説明からより明らかになるであろう。図面では、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。図面では、同様の参照番号は、一般的に、同一の、機能的に類似の及び/又は構造的に類似の要素を示す。更に、一般的に、参照番号の左端の桁は、その参照番号が最初に現れる図面を識別する。特に断りのない限り、本開示を通し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。
【0016】
[0028] 本明細書は、本開示の特徴を組み込んだ1つ又は複数の実施形態について開示する。開示される実施形態は、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、本明細書に添付の特許請求の範囲によって規定される。
【0017】
[0029] 記載される実施形態及び「一実施形態」、「ある実施形態」、「例示的な実施形態」等への本明細書中での言及は、説明される実施形態が特定の特徴、構造又は特性を含み得ることを示すが、必ずしも全ての実施形態がその特定の特徴、構造又は特性を含まなくてもよい。更に、そのような語句は、必ずしも同一の実施形態を指すものではない。更に、ある実施形態に関連して特定の特徴、構造又は特性が説明される場合、明示的に説明されようとされまいと、そのような特徴、構造又は特性を他の実施形態に関連してもたらすことは、当業者の知識の範囲内であると理解される。
【0018】
[0030] 「真下」、「下」、「下方」、「真上」、「上」、「上方」などの空間的に相対的な用語は、図に示すようなある要素又は特徴の別の要素又は特徴との関係を説明するために、説明を容易にするように本明細書で使用され得る。空間的に相対的な用語は、図に示した向きに加えて、使用時又は動作時のデバイスの異なる向きを包含することを意図する。装置は、別の向き(90度回転した又は他の向き)にすることができ、本明細書で使用する空間的に相対的な記述子は、同様にそれに応じて解釈され得る。
【0019】
[0031] 「約」という用語は、本明細書で使用するとき、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」という用語は、例えば、値の10~30%(例えば、値の±10%、±20%又は±30%)以内で変動する所与の量の値を示し得る。
【0020】
[0032] 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任意の組み合わせで実装され得る。本開示の実施形態は、機械可読媒体に記憶された命令としても実装され得、その命令は、1つ又は複数のプロセッサによって読み出され実行され得る。機械可読媒体は、機械(例えば、コンピュータデバイス)によって読み取り可能な形式で情報を記憶又は伝達するための任意の機構を含み得る。例えば、機械可読媒体は、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、光学記憶媒体、フラッシュメモリデバイス、電気的、光学的、音響的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)などを含み得る。更に、ファームウェア、ソフトウェア、ルーチン及び/又は命令は、特定の動作を実施するものとして本明細書で説明され得る。しかしながら、そのような説明は、単に便宜上のものであり、そのような動作は、実際には、コンピュータデバイス、プロセッサ、コントローラ又は他のデバイスがそのファームウェア、ソフトウェア、ルーチン、命令等を実行することから生じることを理解されたい。
【0021】
[0033] しかしながら、そのような実施形態をより詳細に説明する前に、本開示の実施形態を実施することができる例示的な環境を提示することが有益である。
【0022】
[0034] リソグラフィシステムの例
【0023】
[0035]
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’の概略図を示す。幾つかの実施形態では、リソグラフィ装置100及びリソグラフィ装置100’は、それぞれ以下のものを含む:放射ビームB(例えば、深紫外線又は極端紫外線放射)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、レチクル又はダイナミックパターニングデバイス)MAを支持するように構成され、及び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、レジスト塗布ウェーハ)Wを保持するように構成され、及び基板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とを含む。リソグラフィ装置100及び100’は、パターニングデバイスMAによって放射ビームBに付与されたパターンを基板Wの(例えば、1つ又は複数のダイを含む)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。
【0024】
[0036] 照明システムILは、放射ビームBの方向決め、成形又は制御のための、屈折型、反射型、反射屈折型、磁気型、電磁気型、静電気型などの様々な種類の光学コンポーネント若しくは他の種類の光学コンポーネント又はそれらの任意の組み合わせを含み得る。
【0025】
[0037] サポート構造MTは、基準座標系に対するパターニングデバイスMAの向き、リソグラフィ装置100及び100’の少なくとも1つの設計及びパターニングデバイスMAが真空環境に保持されるか否かなどの他の条件に依存するような方式でパターニングデバイスMAを保持する。サポート構造MTは、機械式、真空式、静電気式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を保持し得る。サポート構造MTは、例えば、必要に応じて固定又は可動であり得るフレーム又はテーブルであり得る。センサを使用することにより、サポート構造MTは、パターニングデバイスMAが例えば投影システムPSに対して所望の位置にあることを確実にし得る。
【0026】
[0038] 「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ように、放射ビームB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任意のデバイスを指すものとして広く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の特定の機能層に対応することができる。
【0027】
[0039] 「検査装置」、「計測装置」などの用語は、本明細書において、例えば構造の特性(例えば、重ね合わせ誤差、クリティカルディメンジョンパラメータ)を測定するために使用されるか、又はウェーハのアライメントを検査するためにリソグラフィ装置内で使用される(例えば、アライメント装置)、デバイス又はシステムを指すために使用され得る。
【0028】
[0040] パターニングデバイスMAは、(
図1Bのリソグラフィ装置100’のように)透過型又は(
図1Aのリソグラフィ装置100のように)反射型であり得る。パターニングデバイスMAの例としては、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パネルが挙げられる。マスクは、リソグラフィではよく知られており、バイナリ型、交互位相シフト型又は減衰位相シフト型などのマスクタイプ並びに様々なハイブリッド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では、小型のミラーのマトリックス配置が用いられ、各小型ミラーは、入射する放射ビームを異なる方向に反射するように個々に傾斜し得る。傾斜したミラーは、小型ミラーのマトリックスによって反射される放射ビームBにパターンを付与する。
【0029】
[0041] 「投影システム」PSという用語は、使用される露光放射に適した又は基板W上での液浸液の使用若しくは真空の使用などの他の要因に適した屈折型、反射型、反射屈折型、磁気型、電磁気型及び静電気型の光学系若しくはそれらの任意の組み合わせを含む、任意の種類の投影システムを包含することができる。真空環境は、EUV又は電子ビーム放射用に使用することができ、なぜなら、他のガスは、放射線又は電子をあまりに多く吸収し得るからである。従って、真空壁及び真空ポンプを用いて、ビームパス全体に真空環境を提供することができる。
【0030】
[0042] 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)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)を有する種類のものであり得る。そのような「マルチステージ」の機械では、追加の基板テーブルWTを並行して使用することができるか、又は1つ若しくは複数のテーブルで準備工程を実行している間、1つ若しくは複数の他の基板テーブルWTを露光用に使用することができる。場合により、追加のテーブルは、基板テーブルWTではないことがある。
【0031】
[0043] リソグラフィ装置は、投影システムと基板との間の空間を充填するために、基板の少なくとも部分が、比較的高い屈折率を有する液体、例えば水によって覆われ得る種類のものでもあり得る。液浸液は、例えば、マスクと投影システムとの間におけるリソグラフィ装置内の他の空間にも適用され得る。投影システムの開口数を増大させるための液浸技法が当技術分野で周知である。「液浸」という用語は、本明細書で使用するとき、基板などの構造が液体中に浸漬されなければならないことを意味せず、むしろ露光中に液体が投影システムと基板との間に配置されることを意味するのみである。
【0032】
[0044]
図1A及び
図1Bを参照すると、イルミネータILが放射源SOから放射ビームを受け取る。例えば、放射源SOがエキシマレーザである場合、放射源SO及びリソグラフィ装置100、100’は、別個の物理的要素であり得る。そのような場合、放射源SOは、リソグラフィ装置100又は100’の一部を形成するとはみなされず、放射ビームBは、例えば、適切な誘導ミラー及び/又はビーム拡大器を含む、ビームデリバリシステムBD(
図1B)を用いて、放射源SOからイルミネータILに通過する。他の場合、例えば放射源SOが水銀ランプである場合、放射源SOは、リソグラフィ装置100、100’の一体化された部分であり得る。放射源SO及びイルミネータILは、必要に応じてビームデリバリシステムBDとまとめて、放射システムと呼ばれ得る。
【0033】
[0045] イルミネータILは、放射ビームの角度強度分布を調節するためのアジャスタAD(
図1B)を含むことができる。一般的に、イルミネータの瞳面内の強度分布の少なくとも外側及び/又は内側の径方向範囲(一般的に、それぞれ「σ-外側」及び「σ-内側」と呼ばれる)を調節することができる。更に、イルミネータILは、インテグレータIN及びコンデンサCOなどの様々な他の構成要素(
図1B)を含むことができる。イルミネータILを使用して、放射ビームBの断面において所望の均一性及び強度分布になるように放射ビームBを調節することができる。
【0034】
[0046]
図1Aを参照すると、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MAによってパターン付けされる。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を通過し、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上に集束させる。第2のポジショナPW及び位置センサ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)を用いて、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の経路に対して正確にパターニングデバイス(例えば、マスク)MAを位置決めすることができる。パターニングデバイス(例えば、マスク)MA及び基板Wは、マスクアライメントマークM1、M2及び基板アライメントマークP1、P2を使用して位置合わせすることができる。
【0035】
[0047]
図1Bを参照すると、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けされる。マスクMAを横断した後、放射ビームBは、投影システムPSを通過し、投影システムPSは、ビームを基板Wのターゲット部分C上に集束させる。投影システムは、照明システムの瞳IPUへの瞳共役PPUを有する。放射の部分は、照明システムの瞳IPUでの強度分布から放射され、マスクパターンでの回折による影響を受けることなくマスクパターンを通り抜け、照明システムの瞳IPUにおける強度分布の像を生成する。
【0036】
[0048] 投影システムPSは、マスクパターンMPの像を、基板W上にコーティングされたフォトレジスト層上に投影し、ここで、像は、強度分布からの放射によってマスクパターンMPから生成された回折ビームによって形成される。例えば、マスクパターンMPは、ライン及びスペースのアレイを含み得る。アレイにおける及び0次回折と異なる放射の回折は、ラインと垂直な方向における方向の変化を伴う変向回折ビームを生成する。非回折ビーム(即ちいわゆる0次回折ビーム)は、伝搬方向の変化を全く伴わずにパターンを横断する。0次回折ビームは、投影システムPSの瞳共役PPUの上流の、投影システムPSの上部レンズ又は上部レンズ群を横断し、瞳共役PPUに到達する。瞳共役PPUの平面内の及び0次回折ビームに関連付けられた強度分布の部分は、照明システムILの照明システムの瞳IPU内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の瞳共役PPUを含む平面に又は実質的に平面に配設される。
【0037】
[0049] 投影システムPSは、レンズ又はレンズ群Lを用いて、0次回折ビームだけでなく、1次又は1次以上の回折ビーム(図示せず)も取り込むように構成される。幾つかの実施形態では、ラインと垂直な方向に延びるラインパターンを結像させるためのダイポール照明は、ダイポール照明の解像度増強効果を利用するために使用され得る。例えば、1次回折ビームは、ウェーハWのレベルにおいて、対応する0次回折ビームと干渉し、可能な限り高い解像度及びプロセスウィンドウ(即ち許容露光線量逸脱と組み合わせた使用可能焦点深度)におけるラインパターンMPの像を作り出す。幾つかの実施形態では、照明システムの瞳IPUの反対の象限内の放射極(図示せず)を提供することにより、非点収差が低減され得る。更に、幾つかの実施形態では、反対の象限内の放射極に関連付けられた投影システムの瞳共役PPU内の0次ビームを遮断することにより、非点収差が低減され得る。これは、2009年3月31日に発行された米国特許第7,511,799B2号により詳細に記載されており、これは、全体として参照により本明細書に組み込まれる。
【0038】
[0050] 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)を用いて、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(
図1Bには図示せず)を使用して、(例えば、マスクライブラリの機械検索後又は走査中に)放射ビームBの経路に対して正確にマスクMAを位置決めすることができる。
【0039】
[0051] 概して、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)を用い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用いて実現することができる。(スキャナとは対照的に)ステッパの場合、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されるか又は固定され得る。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。基板アライメントマークは、(図示するように)専用のターゲット部分を占めるが、これらのマークは、ターゲット部分間のスペースに配置することもできる(スクライブレーンアライメントマークとして知られる)。同様に、マスクMA上に2つ以上のダイが設けられる場合、マスクアライメントマークは、ダイ間に配置され得る。
【0040】
[0052] 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内にあり得、真空チャンバでは、真空内ロボットIVRを使用して、マスクなどのパターニングデバイスを真空チャンバの内外に移動させることができる。代わりに、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、真空外ロボットを様々な運搬動作用に使用することができる。真空内及び真空外ロボットの両方とも、移送ステーションの固定されたキネマティックマウントに任意のペイロード(例えば、マスク)をスムーズに移送するために較正する必要がある。
【0041】
[0053] リソグラフィ装置100及び100’は、以下のモードの少なくとも1つで使用することができる。
【0042】
[0054] 1.ステップモードでは、サポート構造(例えば、マスクテーブル)MT及び基板テーブルWTを基本的に静止状態に保ちながら、放射ビームBに付与された全体パターンをターゲット部分Cに一度に投影する(即ち単一静的露光)。次いで、基板テーブルWTは、異なるターゲット部分Cを露光することができるようにX及び/又はY方向にシフトされる。
【0043】
[0055] 2.スキャンモードでは、サポート構造(例えば、マスクテーブル)MT及び基板テーブルWTを同期して走査しながら、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(即ち単一動的露光)。サポート構造(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(縮小)倍率及び像反転特性によって決定され得る。
【0044】
[0056] 3.別のモードでは、サポート構造(例えば、マスクテーブル)MTを、プログラマブルパターニングデバイスを保持させながら実質的に静止状態に保ち、また基板テーブルWTを移動させるか又は走査しながら、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、また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の各移動後又は走査中の連続的な放射パルスの合間に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適用することができる。
【0045】
[0057] 説明された使用モードの組み合わせ及び/又は変形形態又は全く異なる使用モードを使用することもできる。
【0046】
[0058] 更なる実施形態では、リソグラフィ装置100は、EUVリソグラフィのための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)放射源を含む。一般的に、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は、EUV放射源のEUV放射ビームを調節するように構成される。
【0047】
[0059]
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を含めて、リソグラフィ装置100をより詳細に示す。ソースコレクタ装置SOは、ソースコレクタ装置SOの封止構造220内に真空環境を維持することができるように構成され、配置される。EUV放射放出プラズマ210が放電生成プラズマ源によって形成され得る。EUV放射は、非常に高温のプラズマ210を生成して電磁スペクトルのEUV範囲で放射線を放出するガス又は蒸気、例えばXeガス、Li蒸気又はSn蒸気によって生成することができる。非常に高温のプラズマ210は、例えば、少なくとも部分的にイオン化されたプラズマを引き起こす放電によって生成される。放射線の効率的な生成のために、例えば10Paの分圧のXe、Li、Sn蒸気又は他の適切なガス若しくは蒸気が必要とされ得る。幾つかの実施形態では、EUV放射を生成するために、励起されたスズ(Sn)のプラズマが供給される。
【0048】
[0060] 高温プラズマ210によって放出された放射線は、放射源チャンバ211の開口部の中又は後ろに位置する任意選択的なガスバリア又は汚染物質トラップ230(場合により汚染物質バリア又はフォイルトラップとも呼ばれる)を介して放射源チャンバ211からコレクタチャンバ212に送られる。汚染物質トラップ230は、チャネル構造を含み得る。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との組み合わせも含み得る。本明細書で更に示される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。
【0049】
[0061] コレクタチャンバ212は、いわゆる斜入射型コレクタであり得る放射コレクタCOを含み得る。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を通り抜ける放射線は、格子スペクトルフィルタ240から反射されて、仮想光源点IFに集束され得る。仮想光源点IFは、一般的に、中間焦点と呼ばれ、ソースコレクタ装置は、この中間焦点IFが封止構造220の開口部219又はその近傍に位置するように構成される。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使用される。
【0050】
[0062] 続いて、放射線は、照明システムILを通り抜け、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提供し、及びパターニングデバイスMAにおいて所望の均一性の放射強度を提供するように構成されたファセット付フィールドミラーデバイス222及びファセット付瞳ミラーデバイス224を含み得る。サポート構造MTによって保持されたパターニングデバイスMAにおいて放射ビーム221が反射されると、パターン付きビーム226が形成され、パターン付きビーム226は、反射要素229、230を介して投影システムPSにより、ウェーハステージ又は基板テーブルWTによって保持される基板W上に結像される。
【0051】
[0063] 一般的に、
図2に示すものよりも多くの要素が照明光学ユニットIL及び投影システムPS内に存在し得る。格子スペクトルフィルタ240は、リソグラフィ装置の種類に応じて任意選択的に存在し得る。更に、図に示したミラーよりも多くのミラーが存在し得、例えば
図2に示すものよりも更に1~6個の追加の反射要素が投影システムPSに存在し得る。
【0052】
[0064]
図2に示すように、集光光学系COは、コレクタ(又は集光ミラー)の単なる一例として、斜入射型リフレクタ253、254及び255を有する入れ子型コレクタとして示されている。斜入射型リフレクタ253、254及び255は、光軸Oの周りに軸対称に配置され、この種類の集光光学系COは、多くの場合にDPP源と呼ばれる放電生成プラズマ源と組み合わせて用いられるのが好ましい。
【0053】
[0065] 例示的なリソグラフィックセル
【0054】
[0066]
図3は、幾つかの実施形態によるリソグラフィックセル300を示し、これは、ときにリソセル又はクラスタとも呼ばれる。リソグラフィ装置100及び100’は、リソグラフィックセル300の一部を形成し得る。リソグラフィックセル300は、基板上で露光前及び露光後プロセスを実行するための1つ又は複数の装置も含み得る。従来、これらの装置は、レジスト層を堆積させるためのスピンコータSC、露光されたレジストを現像するための現像液DE、冷却プレートCH及びベークプレートBKを含む。基板ハンドラ又はロボットROは、入力/出力ポートI/O1、I/O2から基板をピックアップし、異なる処理装置間で基板を移動させ、それらをリソグラフィ装置100又は100’のローディングベイLBに届ける。これらのデバイスは、多くの場合、総称してトラックと呼ばれ、トラック制御ユニットTCUの制御下にあり、トラック制御ユニットTCUは、それ自体が監視制御システムSCSによって制御され、監視制御システム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。従って、異なる装置を動作させて、スループット及び処理効率を最大化することができる。
【0055】
[0067] 例示的な検査装置
【0056】
[0068] デバイス特徴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が一般的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が正確に測定されなければならない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、実質的に位置測定装置である。異なる時期及び異なる製造業者から、異なる種類のマーク及び異なる種類のアライメント装置及び/又はシステムが知られている。現在のリソグラフィ装置において広く使用されている種類のシステムは、米国特許第6,961,116号(den Boefら)に記載されている通りの自己参照干渉計に基づく。概して、マークは、X及びY位置を取得するために別個に測定される。しかし、米国特許出願公開第2009/195768A号(Bijnenら)に記載された技法を用いて、組み合わされたX及びY測定が実行され得る。これらの開示の両方の全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【0057】
[0069]
図4Aは、幾つかの実施形態による、リソグラフィ装置100又は100’の部分として実施され得る検査装置400の断面図の概略図を示す。幾つかの実施形態では、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され得る。検査装置400は、基板上のアライメントマークの位置を検出し、アライメントマークの検出された位置を用いて、基板をパターニングデバイス又はリソグラフィ装置100若しくは100’の他の構成要素に対して位置合わせするように更に構成され得る。基板のこのようなアライメントは、基板上の1つ以上のパターンの正確な露光を確実にし得る。
【0058】
[0070] 幾つかの実施形態では、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、検出器428、ビーム分析器430及び重ね合わせ計算プロセッサ432を含み得る。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され得る。一例では、1つ以上の通過帯域は、約500nm~約900nm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~約900nmの波長のスペクトル内の離散的な狭い通過帯域であり得る。照明システム412は、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供給するように更に構成され得る。照明システム412のこのような構成は、上述されたように、現在のアライメントシステムにおいて、所望のCWL値からの実際のCWL値のシフトを防止するのに役立ち得る。更に、その結果、一定のCWL値の使用は、現在のアライメント装置と比べて、アライメントシステム(例えば、検査装置400)の長期安定性及び精度を改善し得る。
【0059】
[0071] 幾つかの実施形態では、ビームスプリッタ414は、放射ビーム413を受け取り、放射ビーム413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され得る。例えば、放射ビーム413は、
図4Aに示されるように、放射サブビーム415及び417に分割され得る。ビームスプリッタ414は、放射サブビーム415を、台422上に配置された基板420上に案内するように更に構成され得る。一例では、台422は、方向424に沿って可動である。放射サブビーム415は、基板420上に配置された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され得る。アライメントマーク又はターゲット418は、放射感応フィルムで被覆され得る。幾つかの実施形態では、アライメントマーク又はターゲット418は、180度(即ち180°)対称性を有し得る。即ち、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の平面と垂直な対称軸の周りで180°回転されたとき、回転されたアライメントマーク又はターゲット418は、回転されていないアライメントマーク又はターゲット418と実質的に同一になり得る。基板420上のターゲット418は、(a)実線のレジストラインで形成されたバーを含むレジスト層格子、又は(b)製品層格子、又は(c)製品層格子上に重ね合わされた若しくは交互配置されたレジスト格子を含む重ね合わせターゲット構造内の複合格子スタックであり得る。バーは、代替的に、基板内にエッチングされ得る。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における色収差及び照明対称性に敏感であり、このような収差の存在は、それら自体、プリントされた格子における変動の形態で現れることになる。ライン幅、ピッチ及びクリティカルディメンジョンの測定のためにデバイスの製造において使用される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 et al.,“Multiparameter Grating Metrology Using Optical Scatterometry”, J. Vac. Sci. Tech. B, Vol. 15, no. 2, pp. 361-368 (1997)及びNiu et al.,“Specular Spectroscopic Scatterometry in DUV Lithography”, SPIE, Vol. 3677 (1999)に記載されており、これらは、両方とも全体として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、光がターゲット内の周期構造によって反射され、所与の角度における生じた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、厳密結合波解析(RCWA)を用いて、又はシミュレーションによって導出されたパターンのライブラリとの比較によって再構成される。従って、プリントされた格子のスキャトロメトリデータは、格子を再構成するために使用される。ライン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成プロセスに入力され得る。
【0060】
[0072] 幾つかの実施形態では、ビームスプリッタ414は、一実施形態によれば、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更に構成され得る。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に分割され得る。
【0061】
[0073] ビームスプリッタ414は、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に向けて案内し、回折放射サブビーム429を干渉計426に向けて案内するように示されているが、本開示は、そのように限定するものではないことに留意されたい。基板420上のアライメントマーク又はターゲット418を照明し、アライメントマーク又はターゲット418の像を検出するという同様の結果を得るために、他の光学配置が使用され得ることが当業者に明らかであろう。
【0062】
[0074]
図4Aに示されるように、干渉計426は、ビームスプリッタ414を通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され得る。例示的実施形態では、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から反射され得る放射サブビーム415の少なくとも部分であり得る。本実施形態の一例では、干渉計426は、光学素子の任意の適切なセット、例えば受け取られ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され得るプリズムの組み合わせを含む。良好な画質の像が形成される必要はなく、アライメントマーク418の特徴が分解されるべきであることを理解されたい。干渉計426は、2つの像の一方を2つの像の他方に対して180°回転させ、回転された像及び回転されていない像を干渉法により再結合するように更に構成され得る。
【0063】
[0075] 幾つかの実施形態では、検出器428は、干渉計信号427を介して再結合像を受け取り、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の対称中心(図示せず)を通過するときの再結合像の結果としての干渉を検出するように構成され得る。このような干渉は、例示的実施形態によれば、アライメントマーク又はターゲット418が180°対称であり、再結合像が強め合うか又は弱め合うように干渉することに起因し得る。検出された干渉に基づいて、検出器428は、アライメントマーク又はターゲット418の対称中心の位置を決定し、その結果、基板420の位置を検出するように更に構成され得る。一例によれば、アライメント軸421は、基板420と垂直であり、干渉計426の像回転の中心を通過する光ビームと位置合わせされ得る。検出器428は、センサ特性を実施し、ウェーハマークのプロセス変動と相互作用することにより、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更に構成され得る。
【0064】
[0076] 更なる実施形態では、検出器428は、以下の測定の1つ以上を実行することにより、アライメントマーク又はターゲット418の対称中心の位置を決定する。
1.様々な波長についての位置変動(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変動(偏光間の位置シフト)を測定すること。
【0065】
[0077] このデータは、例えば、任意の種類のアライメントセンサ、例えば単一の検出器及び4つの異なる波長を用いる自己参照干渉計を採用し、ソフトウェアにおいてアライメント信号を抽出する、米国特許第6,961,116号に記載される通りのSMASH(スマートアライメントセンサハイブリッド)センサ又は7つの回折次数の各々を専用検出器に案内する、米国特許第6,297,876号に記載される通りのAthena(アライメントの高次拡張を用いた先進技術)を用いて取得され得、これらは、両方とも全体として参照により本明細書に組み込まれる。
【0066】
[0078] 幾つかの実施形態では、ビーム分析器430は、回折放射サブビーム439を受け取り、その光学的状態を決定するように構成され得る。光学的状態は、ビーム波長、偏光又はビームプロファイルの測度であり得る。ビーム分析器430は、台422の位置を決定し、台422の位置をアライメントマーク又はターゲット418の対称中心の位置と相関させるように更に構成され得る。そのため、アライメントマーク又はターゲット418の位置、従って基板420の位置が台422を基準として正確に知られ得る。代替的に、ビーム分析器430は、検査装置400又は任意の他の基準要素の位置を決定し、これによりアライメントマーク又はターゲット418の対称中心が検査装置400又は任意の他の基準要素を基準として知られ得るように構成され得る。ビーム分析器430は、何らかの形態の波長帯域選択性を有する点又は結像偏光計であり得る。幾つかの実施形態では、ビーム分析器430は、検査装置400内に直接統合されるか、又は他の実施形態によれば、幾つかの種類、偏光保存シングルモード、マルチモード又はイメージングの光ファイバを介して接続され得る。
【0067】
[0079] 幾つかの実施形態では、ビーム分析器430は、基板420上の2つのパターン間の重ね合わせデータを決定するように更に構成され得る。これらのパターンの一方は、基準層上の基準パターンであり得る。他方のパターンは、露光層上の露光パターンであり得る。基準層は、基板420上に既に存在するエッチング層であり得る。基準層は、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基準パターンによって生成され得る。露光層は、基準層に隣接して露光されたレジスト層であり得る。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され得る。基板420上に露光されたパターンは、台422による基板420の移動に対応し得る。幾つかの実施形態では、測定された重ね合わせデータは、基準パターンと露光パターンとの間のオフセットも示し得る。測定された重ね合わせデータは、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校正するための校正データとして使用され得、これにより校正後に露光層と基準層との間のオフセットが最小化され得る。
【0068】
[0080] 幾つかの実施形態では、ビーム分析器430は、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更に構成され得、単一の測定においてターゲット418の重ね合わせ、クリティカルディメンジョン及び集束を測定するように構成され得る。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などの積層製品に関する情報を包含し、照明変動の関数であるマークプロセス変動誘導光シグネチャ計測を含み得る。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性情報も含み得る。ビーム分析器430の一例は、米国特許第8,706,442号に記載される通りの、ASML, Veldhoven, The Netherlandsによって製造されるYieldstar(商標)であり、これは、全体として参照により本明細書に組み込まれる。ビーム分析器430は、その層内の露光パターン内の特定の特性に関連する情報を処理するように更に構成され得る。例えば、ビーム分析器430は、層内の描写像の重ね合わせパラメータ(基板上の以前の層に対する層の位置決め精度又は基板上のマークに対する第1の層の位置決め精度の指示)、集束パラメータ及び/又はクリティカルディメンジョンパラメータ(例えば、ライン幅及びその変動)を処理し得る。他のパラメータは、露光パターンの描写像の品質に関連する像パラメータである。
【0069】
[0081] 幾つかの実施形態では、検出器のアレイ(図示せず)がビーム分析器430に接続され得、後述される通りの正確なスタックプロファイル検出の可能性を与える。例えば、検出器428は、検出器のアレイであり得る。検出器アレイについては、多数の選択肢、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検出器又はCCD若しくはCMOS(線形)アレイが可能である。マルチモードファイバのバンドルの使用は、あらゆる消散要素が安定性の理由のために遠隔に配置されることを可能にする。離散ピン検出器は、大きいダイナミックレンジを提供するが、各々が別個のプリアンプを必要とする。従って、要素の数が制限される。CCD線形アレイは、高速で読み取られ得る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に特に有意義である。
【0070】
[0082] 幾つかの実施形態では、
図4Bに示されるように、第2のビーム分析器430は、回折放射サブビーム429を受け取り、その光学的状態を決定するように構成され得る。光学的状態は、ビーム波長、偏光又はビームプロファイルの測度であり得る。第2のビーム分析器430’は、ビーム分析器430と同一であり得る。代替的に、第2のビーム分析器430’は、台422の位置を決定し、台422の位置をアライメントマーク又はターゲット418の対称中心の位置と相関させることなど、ビーム分析器430の少なくとも全ての機能を実行するように構成され得る。そのため、アライメントマーク又はターゲット418の位置、従って基板420の位置が台422を基準として正確に知られ得る。第2のビーム分析器430’は、検査装置400又は任意の他の基準要素の位置も決定し、これによりアライメントマーク又はターゲット418の対称中心が検査装置400又は任意の他の基準要素を基準として知られ得るように構成され得る。第2のビーム分析器430’は、2つのパターン間の重ね合わせデータ及び基板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更に構成され得る。第2のビーム分析器430’は、単一の測定においてターゲット418の重ね合わせ、クリティカルディメンジョン及び集束を測定するようにも構成され得る。
【0071】
[0083] 幾つかの実施形態では、第2のビーム分析器430’は、検査装置400内に直接統合される得るか、又は他の実施形態によれば、それは、幾つかの種類、偏光保存シングルモード、マルチモード又はイメージングの光ファイバを介して接続され得る。代替的に、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、それらの光学的状態を決定するように構成された単一の分析器(図示せず)を形成するように組み合わされ得る。
【0072】
[0084] 幾つかの実施形態では、プロセッサ432は、検出器428及びビーム分析器430からの情報を受け取る。例えば、プロセッサ432は、重ね合わせ計算プロセッサであり得る。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み得る。代替的に、プロセッサ432は、製品マークに関する受け取られ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し得る。いずれの場合にも、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して又は組み込んで、積層製品及び重ね合わせマークプロファイルのモデルを構築する。その後、スタックモデルは、重ね合わせオフセットを決定するために使用され、重ね合わせオフセット測定に対するスペクトル効果を最小化する。プロセッサ432は、限定するものではないが、照明ビームの光学的状態、アライメント信号、関連位置推定並びに瞳、像及び更なる平面における光学的状態を含む、検出器428及びビーム分析器430から受け取られた情報に基づいて基本補正アルゴリズムを作成し得る。瞳平面は、放射の半径方向位置が入射角を規定し、角度位置が放射の方位角を規定する平面である。プロセッサ432は、基本補正アルゴリズムを利用し、ウェーハマーク及び/又はアライメントマーク418を基準として検査装置400を特徴付け得る。
【0073】
[0085] 幾つかの実施形態では、プロセッサ432は、検出器428及びビーム分析器430から受け取られた情報に基づいて、マークごとのセンサ推定に対するプリントパターン位置オフセット誤差を決定するように更に構成され得る。情報は、限定するものではないが、製品スタックプロファイル、重ね合わせの測定、クリティカルディメンジョン及び基板420上の各アライメントマーク又はターゲット418の集束を含む。プロセッサ432は、クラスタ化アルゴリズムを利用し、マークを同様の一定のオフセット誤差のセットにグループ化し、情報に基づいてアライメント誤差オフセット補正表を作成し得る。クラスタ化アルゴリズムは、重ね合わせ測定、位置推定及びオフセット誤差の各セットに関連付けられた更なる光学スタックプロセス情報に基づき得る。重ね合わせは、多数の異なるマーク、例えばプログラムされた重ね合わせオフセットの周りの正及び負のバイアスを有する重ね合わせターゲットのために計算される。最小の重ね合わせを測定するターゲットは、(それが最良の精度で測定されるため)基準として選択される。この測定された小さい重ね合わせ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重ね合わせから、重ね合わせ誤差が推測され得る。表1は、これがどのように実行され得るかを示す。図示の例における最小の測定された重ね合わせは、-1nmである。しかし、これは、-30nmのプログラムされた重ね合わせを有するターゲットに対するものである。そのため、プロセスは、29nmの重ね合わせ誤差を生じることになった。
【0074】
【0075】
最小の値は、基準点となるように選択され得、これと比較して、測定された重ね合わせと、プログラムされた重ね合わせのために予想されるものとの間のオフセットが算出され得る。このオフセットは、各マーク又は同様のオフセットを有するマークのセットのための重ね合わせ誤差を決定する。従って、表1の例において、最小の測定された重ね合わせは、30nmのプログラムされた重ね合わせのターゲット位置において-1nmであった。他のターゲットにおける予想された重ね合わせと測定された重ね合わせとの差がこの基準と比較される。表1などの表は、異なる照明設定下におけるマーク及びターゲット418から取得することもでき、最小の重ね合わせ誤差をもたらす照明設定及びその対応する校正係数が決定され、選択され得る。これに続いて、プロセッサ432は、マークを同様の重ね合わせ誤差のセットにグループ化し得る。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のための異なる誤差許容に基づいて調整され得る。
【0076】
[0086] 幾つかの実施形態では、プロセッサ432は、グループの全て又は大部分の要素が同様のオフセット誤差を有することを確認し、その更なる光学スタック計測に基づいて、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し得る。プロセッサ432は、マークごとの補正を決定し、例えば補正を検査装置400に送り込むことにより、重ね合わせにおける誤差を補正するために補正をリソグラフィ装置100又は100’に送り返し得る。
【0077】
[0087] 計測システムにおける強度不均衡の例示的な特徴付け
【0078】
[0088] 計測システム(例えば、検査装置400)は、典型的には、それが測定することになるターゲットに関する特定の仮定を用いてプログラムされる。例えば、計測システムは、アライメントマークとして使用される格子によって散乱された回折放射を予想するようにプログラムされ得る。理想的な格子は、予測可能な方法で回折次数を生成し得る。回折放射の特性(例えば、各回折次数における強度)は、例えば、格子のアライメント位置を生成するために計測システムによって分析され得る。しかし、ウェーハ上の実際の格子は、理想から逸脱し得る。例えば、ウェーハは、複数のリソグラフィプロセスを受け、リソグラフィによって製作されたデバイスの異なる層を形成するとき、上に製作された1つ以上の格子を有することができる。プロセスは、以前のリソグラフィプロセスからウェーハ上に既に存在する格子を歪ませるか、汚すか又は他に損傷する研磨及び/又はエッチングを要し得る。損傷を受けた格子は、その後、理想的な格子と異なる方法で計測放射を回折し得、計測システムがその測定結果における誤差を発生させることを引き起こす。例えば、損傷を受けた格子は、異なる回折次数間の強度不均衡を引き起こし得る一方、計測システムは、理想的又はほぼ完璧な格子が測定されたという仮定に基づいて、完璧に均衡した強度を予想し得る。
【0079】
[0089] 本開示は、損傷を受けたターゲットに対して実行された計測に関連付けられた誤差を低減又は解消するための計測システムの構造及び機能を提供する。しかし、このような実施形態をより詳細に説明する前に、まず、本開示の実施形態が依存し得る計測システム内の光学素子を説明することが有益である。
【0080】
[0090]
図4Aを再び簡単に参照すると、計測システム400は、ビームスプリッタ434及びセンサ436を含み得る。センサ436は、第2のセンサと称され得、検出器428が第1のセンサとなる。ビームスプリッタ434は、回折放射419を受け取り得る。ターゲット418は、反射、屈折、回折、散乱などを介して入射放射と相互作用し、散乱放射(例えば、回折放射419)を生成し得る。説明しやすくするために、また限定するものではないが、このような放射は、全体を通して散乱放射と称され得る。ビームスプリッタ434は、ターゲット418によって散乱された放射を放射の第1の部分441及び放射の第2の部分443に分割し得る。放射の第1の部分441は、その後の受信検出器428のために(例えば、サブビーム429、その後、干渉計信号として)進み続け得る。ターゲット418の特性(例えば、アライメント位置)のその後の決定は、上述されたように実行され得る。センサ436は、検出器428を介して決定された特性に対する補正を決定するために使用され得る。センサ436は、補正を決定するためにプロセッサ432と連動して動作し得る。
図4Bに示されていないが、ビームスプリッタ434及びセンサ436の構造及び機能は、
図4Bを参照した実施形態において実施され得ることを理解されたい。
【0081】
[0091]
図5は、幾つかの実施形態による計測システム(図示せず)内の瞳550を示す。幾つかの実施形態では、計測システムは、例えば、検査装置400(
図4A及び
図4B)であり得る。瞳550は、例えば、ターゲット418からの回折放射419の経路(
図4A及び
図4B)内における、ターゲットからの回折放射が通過する平面であり得る。ターゲットは、瞳550内の複数の放射ビームを生成し得る鉛直及び水平格子の組み合わせを有し得る。ビームは、異なる回折次数を有し得る。例えば、瞳550内の水平方向(「X」とラベル付けされる)に沿って配置された回折次数552(例えば、-n、...、-2、-1、0、+1、+2、...、+n)が存在し得る。同様に、瞳550内の鉛直方向(「Y」とラベル付けされる)に沿って配置された回折次数554が存在し得る。計測システムは、暗視野計測システムであり得、その場合、遮断要素、開口絞りなどを用いて0次が遮断され得る。
【0082】
[0092] 幾つかの実施形態では、計測システム内の更なる光学素子(図示せず)は、瞳550内の回折次数の空間分布が変化すること(例えば、回転されること)を引き起こし得る。例えば、回折次数は、破線として示される、回転された軸X’及びY’に整列され得る。X、Y、X’及びY’のラベルは、相対方向性の一例として提供され、限定ではない。
【0083】
[0093] 幾つかの実施形態では、回折次数552及び/又は554は、検査装置400(
図4A及び
図4B)の空間制約のために互いに接近して配置され得る。例えば、対物系などの光学コンポーネントは、瞳径を20mm未満に制限し得る。このような制約は、回折次数ごとに離散的検出器を使用するとき(例えば、フォトダイオードを用いるとき)、個々の回折次数の特徴付けに問題を引き起こし得る。任意の数又は種類の検出器が使用され得るが(例えば、カメラ、2Dアレイセンサ)、シングルセルフォトダイオードは、コスト効率がより高く、その電子回路機構において低減された複雑さを有し得る。しかし、回折次数552及び/又は554は、回折次数ごとに個々のフォトダイオードを配置することを困難にするほど互いに接近しすぎることがある(例えば、フォトダイオードが大きすぎることがある)。シングルセル検出器を効果的に使用するために、回折次数を空間的に分離すること(例えば、瞳を分割すること)が好ましくなり得る。しかし、回折次数を空間的に分離することは、任意の種類の検出器を用いて実施され得ることを理解されたい。
【0084】
[0094]
図6は、幾つかの実施形態による、瞳を分割するための光学系656、例えばプリズム系を示す。幾つかの実施形態では、プリズム系656は、対角面658及び660を含む。対角面は、回折次数652及び654の特性に対して感受性を有するコーティングを含む。例えば、対角面658上のコーティングは、回折次数652の1つを反射する一方、別の回折次数654がそれらのそれぞれの偏光に基づいて通過することを可能にし得る。
【0085】
[0095] 幾つかの実施形態では、プリズム系656を使用するとき、計測における幾らかの望ましくない誤差が生じ得る。例えば、回折次数652は、対角面658上に提供されたコーティングのみに遭遇し得る一方、回折次数654は、両方の対角面658及び660上のコーティングと相互作用し得る。相互作用におけるこのような相違は、望ましくない誤差を回折次数652及び654の強度測定に追加する可能性がある。加えて、回折次数652及び654が、小さいピッチ(例えば、1.6~2.1μm)を有するターゲット格子によって生成される場合、プリズム系656は、実施が困難になり得る。幾つかの態様では、ピッチサイズがより小さくなるにつれて、回折次数652及び654の分離が増大する。光学配置の理由のため、幾つかの態様では、回折次数652及び654の放射ビームは、最初に互いに接近したままであり、その後、プリズム系656などの光学系が回折次数652及び654を更に下流で分離し得る。
【0086】
[0096] 一例では、小さいピッチを有するターゲット格子のために回折次数652及び654が過度に分離された場合、プリズム系656は、(例えば、計測システムの体積制約のために)両方の回折次数652及び654の経路内にあるほど十分に大きくなくなり得る。更に、幾つかの実施形態では、プリズム系656の製造プロセスは、更なる誤差を生じ得る複雑さを有し得る。例えば、対角面658及び660のコーティングプロセスは、複雑になり得、プリズム系656の組み立ては、厳しい公差を必要とし得る。
【0087】
[0097]
図7は、幾つかの実施形態による、瞳を分割するための光学系762、例えばくさび系を示す。
図7を参照した説明は、
図8及び
図9を参照した実施形態によって依拠される光学現象の基本的概観を与えることを意図される。くさび系762が、プリズム系656に関する上述の問題を克服するためにどのように使用され得るかの幾つかの態様は、
図8及び
図9を参照してより詳細に説明される。
【0088】
[0098] 幾つかの実施形態では、くさび系762は、光学素子764、例えばくさび及び光学素子766、例えばくさび(また「第1のくさび」及び「第2のくさび」)を含む。くさび系762は、放射ビーム768の経路と交差するように配設され得る。くさび764は、表面770及び表面770に対して傾斜した表面772(また「ファセット」)を含み得る。表面770は、(例えば、垂直入射で受け取られる)放射ビーム768を受け取るためのくさび系762の入力面であり得る。くさび764は、放射ビーム768を光軸774から離れるように発散させ得る。
【0089】
[0099] 幾つかの実施形態では、くさび766は、表面776及び表面776に対して傾斜した表面778(また「ファセット」)を含み得る。くさび766は、放射ビーム768を、くさび764によって作り出された発散の反対方向に発散させ得る。即ち、くさび766は、放射ビーム768を屈折させ得、これによりくさび764によって作り出された発散が軽減又は反転される。表面776は、放射ビーム768を透過するためのくさび系762の出力面であり得る(例えば、ビームは、表面776と垂直に出る)。そのため、放射ビーム768は、光軸774と平行な方向に沿ってくさび系762を出ることができる。従って、くさび系762は、放射ビーム768の出路を放射ビーム768の初期経路(例えば、入力経路)から分離距離780だけ分離するか又は移動させ得る。
【0090】
[0100]
図8は、幾つかの実施形態による、光学系、例えばくさび系内で使用され得る第1及び第2の光学素子864及び866、例えば第1及び第2のくさびを示す。明確にするために、
図8における図は、光学機構内に依然として配置されていない2つの独立したくさび864及び866のものである一方、
図9は、くさび864及び866を含み得る機構の実施形態を示す。
【0091】
[0101] 幾つかの実施形態では、くさび864は、セグメント化又はマルチファセット化されたくさびであり得る。くさび864は、円板の象限内に配置されたファセット806を有する円板又は円柱であり得る。
図8は、くさび864を、4つのファセット872を有するように示すが、より少数又はより多数のファセットが採用され得ることを理解されたい。くさび864は、円板の円形区域に広がる平坦底面870(視点のために視界から遮られる)も有し得る。くさび864上のファセット872は、くさび864が凹面ジオメトリを有するように設計され得る - 即ちインセットされるか又はくぼまされる。従って、ファセット872は、平坦底面870に対して傾斜し得る。平坦底面870は、複数の放射ビーム、例えば回折次数552及び554のもの(
図5)を受け取り得る。各ファセットは、それぞれの象限において受け取られた放射ビームを発散させるように配置される。
【0092】
[0102] 幾つかの実施形態では、くさび866は、くさび864と類似しているが、くさび866が凸面ジオメトリを有し得る点で異なる、セグメント化又はマルチファセット化されたくさびであり得る。くさび866のファセットの数は、くさび864のものと一致することが望ましい。くさび866は、平坦上面876及びファセット878を有し得る。ファセット878は、平坦上面876に対して傾斜し得る(例えば、ファセット872と平坦底面870との間の相対角度と一致する)。ファセット878の各々は、
図7に示されるように、任意の2つの対応するファセットが、表面770及び778と類似した断面配置を有するように、ファセット872の対応するものと一致し得る。
【0093】
[0103] 幾つかの実施形態では、ファセット878は、くさび864によって発散された放射ビームを受け取り得る。くさび866は、受け取られた放射ビームを平行にし得る。換言すれば、くさび866は、受け取られた放射ビームをコリメートし得る。
【0094】
[0104]
図9は、幾つかの実施形態による機構900を示す。幾つかの実施形態では、機構900は、計測システムの部分、例えば検査装置400のセンサ436を含む機構(
図4A)を表す。幾つかの実施形態では、機構900は、光学系962及び検出系982を含む。幾つかの態様では、光学系962は、瞳950と検出系982との間に配設される。幾つかの実施形態では、物体(例えば、ターゲット418(
図4A及び
図4B))を出た放射は、例えば、ビーム968-1~968-nを形成し、ここで、nは、4である。ビーム968は、ほとんど分離を生じずに瞳950を通過する。このような例では、光学系962は、ビーム968間の間隔を、それらが検出系982において受け取られる前に拡大し得る。ビーム968は、ビームスプリッタ434(
図4A)を介して生成された放射の第2の部分443に対応し得ることを理解されたい。
【0095】
[0105] 幾つかの実施形態では、光学系962、例えばくさび系は、第1及び第2の光学素子964及び966、例えば第1及び第2のくさびを含む。幾つかの態様では、くさび964及び966の各々は、例えば、4つのセクタ(例えば、
図8に示されるファセット)を含む。幾つかの態様では、それぞれのビーム968-1~968-4は、くさび964上の対応するファセット972-1~972-nを透過し、その後、くさび966上の対応するファセット(視点のために視界から遮られる)を透過する。
【0096】
[0106] 幾つかの実施形態では、くさび964は、ビーム間により多くの空間をもたらすようにビーム968を拡大するか又は発散させるように構成される。例えば、くさび964は、中心軸974に対して約0.5度よりも大きい角度でビーム968を発散させ得る凹状出口面を有し得る。中心軸974は、ビーム968の光軸とも称され得る。幾つかの実施形態では、くさび964によってもたらされる角度発散は、約1度超であり得る。幾つかの実施形態では、くさび964によってもたらされる角度発散は、約2度超であり得る。幾つかの実施形態では、くさび964によってもたらされる角度発散は、約5度超であり得る。幾つかの実施形態では、くさび964によってもたらされる角度発散は、約10度超であり得る。幾つかの実施形態では、くさび964によってもたらされる角度発散は、約20度超であり得る。幾つかの実施形態では、くさび964によってもたらされる角度発散は、約30度超であり得る。幾つかの実施形態では、くさび964によってもたらされる角度発散は、約0.5度~45度であり得る。幾つかの実施形態では、くさび964によってもたらされる角度発散は、約2度~30度であり得る。幾つかの実施形態では、くさび964によってもたらされる角度発散は、約5度~20度であり得る。
【0097】
[0107] 幾つかの態様では、光学素子966は、ここで分離されたビームを検出系982の対応する部分上に案内するために、ビーム968をコリメートするか又は屈折させるように構成される。幾つかの態様では、検出系982は、1つ以上の検出部分982-1~982-nを含み、ここで、nは、4である(また「第1の検出器」、「第2の検出器」など)。以前の説明に続いて、それぞれのビーム968-1~968-nは、対応する検出部分982-1~982-nによって受け取られる。
【0098】
[0108] 幾つかの実施形態では、検出部分982-1~982-nは、シングルセルフォトダイオードをそれぞれ含み得る。しかし、幾つかの態様では、ビーム968-1~968-nを遠隔場所で(例えば、機構900から離れて)受け取ることが望ましくなり得る。従って、検出部分982-1~982-nは、受け取られたビーム968-1~968-nを、遠隔場所に配設されたそれぞれのフォトダイオードに案内する対応する光ファイバ984-1~984-nに接続された光結合器をそれぞれ含み得る。
【0099】
[0109] くさび964及び966は、くさび864及び866(
図8)を参照して説明された通りの構造及び機能を有し得る。機構900は、ターゲットによって散乱された散乱放射(また「放射の第2の部分」、例えば放射の第2の部分443(
図4A))から分離されたビーム968を受け取り得る。具体的には、機構900は、ビーム968が、くさび964及び966を含むくさび系962を含む経路に沿って伝搬した後、ビーム968を受け取り得る。くさび系962に到達する前に、ビーム968は、瞳950を通して進み得る。瞳950における像の一例は、瞳550(
図5)に示されるものであり得る。
図9は、4本のビーム968-1~968-4(例えば、+1X、-1X、+1Y及び-1Yの回折次数)を示し得るが、より多数又はより少数の回折次数が機構980によって受け取られ得ることを理解されたい。機構900は、ビーム968を発散させ、発散瞳像を作り出し得る。
【0100】
[0110] 幾つかの実施形態では、ビーム968-1、例えば第1のビームは、第1の回折次数を含み得る。ビーム968-2、例えば第2のビームは、第1の回折次数と異なる回折次数を含み得る。くさび964は、ビーム968を中心軸974に対して発散させ得る。中心軸974は、ビーム968の全体的伝搬方向と平行に配向され得る。第1のセンサは、受け取られた放射の第1の部分に基づいてターゲットの特性を決定するために使用され得る一方(例えば、放射の第1の部分441を受け取る検出器428(
図4A))、第2のセンサ(例えば、機構900を用いるセンサ436(
図4A))は、検出系982において受け取られたビーム968に基づいて、ターゲットの特性の補正値を決定するように使用され得る。決定された補正値は、発散されたビーム968-1~968-n(例えば、発散された回折次数)の強度の比較(例えば、強度不均衡)に基づき得る。次に、計測システムは、補正値を使用して、決定された特性の値を調整し得る。例えば、ターゲットの測定された特性がアライメント位置である場合、計測システムは、補正値を使用してアライメント位置を調整し得る。
【0101】
[0111] 幾つかの実施形態では、くさび966は、くさび964によって生成された発散と反対の発散を適用し、これによりビームがくさび系962を横断した後にビーム968を平行にし得る。換言すれば、くさび966は、ビーム968をコリメートし得る。
【0102】
[0112] 幾つかの実施形態では、検出部分982-1~982-nは、ビーム968-1~968-nがくさび系962によって分離されるか又は広げられた後、ビーム968-1~968-nをそれぞれ受け取り得る。検出系982は、平面986に配設され得る。平面986における放射強度の空間分布は、発散瞳像(又は分離若しくは分割瞳像)と記述され得る。
【0103】
[0113] 幾つかの実施形態では、くさび966は、任意選択的なものである。例えば、くさび966が省略されるとき、検出部分982-1~982-nは、ビーム968-1~968-nが、たとえ傾斜していても、ビーム間の分離距離が大きくなりすぎる前に検出部分982-1~982-nに入射し得るように、より上流に配設され得る。
【0104】
[0114]
図10は、幾つかの実施形態による発散瞳像1088を示す。幾つかの実施形態では、発散瞳像1088は、セクション1088-1~1088-nを含む。ここで、一例として、nは、4である。セクション1088-1は、第1のセクションであり得、セクション1088-2は、第2のセクションであり得、以下同様である。発散瞳像1088内のセクションの数は、初期瞳像を発散させるために使用されたくさび上のファセットの数に基づき得る。初期の未発散瞳像の一例が瞳550内(
図5)に示されている。発散瞳像は、平面986(
図9)において生じ得る。
【0105】
[0115] 幾つかの実施形態では、異なる回折次数がセクション1088-1~1088-n内に存在し得る。回折次数は、最初に初期瞳像内で互いにより接近していたものであり得る。
図10は、回折次数が分離されるだけでなく、
図8及び
図9に示されるくさび系を使用する結果、初期瞳像のセクション(例えば、象限)全体が互いに対して分離され得ることを示すことを意図される。例えば、初期瞳全体が放射で満たされるシナリオでは、セクション1088-1~1088-nの斜線を施した四分円は、放射でそれぞれ満たされ得る一方、四分円の外側の区域は、存在する放射をほとんど又は全く有し得ない。
【0106】
[0116] 幾つかの実施形態では、少なくともくさび964を使用して、分離1080がセクション1088-1及び1088-2間に形成され得る。分離1080は、セクション1088-1及び1088-2のみに限定されず、同様の分離がセクション1088-1~1088-nの任意のものの間に画定され得ることを理解されたい。分離1080は、例えば、約1mmであり得る。幾つかの実施形態では、分離1080は、約2mmであり得る。幾つかの実施形態では、分離1080は、約5mmであり得る。幾つかの実施形態では、分離1080は、約10mmであり得る。幾つかの実施形態では、分離1080は、約1mm~1mであり得る。幾つかの実施形態では、分離1080は、約1mm超であり得る。幾つかの実施形態では、分離1080は、約1m超であり得る。光学的及び/又は体積制約のため、検出器の配置が計測システムの異なる端部におけるものになる場合、大きい分離が望ましくなり得る。
【0107】
[0117]
図11Aは、幾つかの実施形態による、例えば機構900内で使用され得る検出系1182の部分を示す。
図11Aを参照した実施形態の説明は、
図9及び
図10を参照して先に説明された構造及び機能も参照し得る。
【0108】
[0118] 幾つかの実施形態では、検出系1182は、光結合器1182-1~1182-nを含み、ここで、nは、4である(nは、4と異なり得る)。光結合器1182-1~1182-nは、レンズ(例えば、結合器ごとに1つ以上のレンズ)を含み得る。光結合器1182-1~1182-nは、受け取られたビーム968-1~968-nをそれぞれの光ファイバ984-1~984-nに結合し得る。光ファイバ984-1~984-nは、受け取られた放射をそれぞれのフォトダイオードに案内し得る。フォトダイオードは、測定信号を生成し得る。プロセッサが測定信号を受け取って分析し、測定されたターゲットの特性の補正値を決定し得る。ファイバが使用されない実施形態では、光結合器1182-1~1182-nは、受け取られたビーム968-1~968-nをそれぞれの検出器(第1のフォトダイオード、第2のフォトダイオード、以下同様)上に集束させるためのレンズを含み得る。
【0109】
[0119] 幾つかの実施形態では、光結合器1182-1~1182-nは、平面986又はその付近において下流に配設され得る。発散瞳像1088は、平面986において生じ得る。発散瞳像1088は、セクション1088-1~1088-nを含み得る。光結合器1182-1~1182-nは、発散瞳像のセクション1088-1~1088-nからの放射をそれぞれ受け取り得る。
【0110】
[0120] 幾つかの実施形態では、光結合器1182-1は、セクション1088-1よりも小さい光学断面積を有し得る。これは、複数の回折次数がセクション1088-1内に存在するが、他のものを除外して1つの回折次数のみが検出されるべきであるときに望ましくなり得る。1つの回折次数からセクション1088-1内の次のものに移動するために、光結合器1182-1が駆動され得る。光結合器1182-2~1182-nは、光結合器1182-1のために説明されたのと同じ特徴も有し得ることを理解されたい。
【0111】
[0121] 幾つかの実施形態では、光結合器1182-1は、セクション1088-1よりも大きい光学断面積を有し得る。これは、検出器機構を単純化すること(例えば、アクチュエータ及び複雑な機械類が存在しない)及び光学アライメントのために望ましくなり得る。
【0112】
[0122]
図11Bは、幾つかの実施形態による、追加の光学構造を有する検出系1182を示す。
図11Bを参照した実施形態の説明は、
図9、
図10及び
図11Aを参照して先に説明された構造及び機能も参照し得る。幾つかの実施形態では、放射調節構造が検出系1182の入力に配設され得る。例えば、
図11Bは、光結合器1082-1~1082-nの1つの入力に配設され得るスリット構造1190を示す。別の例では、開口1192が光結合器1082-1~1082-nの別のものの入力に配設され得る。放射調節構造は、スリット及び開口のみに限定されず、他の放射調節構造も使用され得ることを理解されたい。
図11Bは、異なる入力に配設された異なる放射調節構造を示すが、放射調節構造の任意の組み合わせ(例えば、全て同じ、各種類の1つ、各種類の対など)が検出系1182の入力に配設され得ることも理解されたい。放射調節構造は、例えば、回折次数の詳細な構造を測定することを可能にする。
【0113】
[0123] 幾つかの実施形態では、機構900は、剛性組立体であり得る。即ち、くさび964及び966、検出系982は、相対位置が一定に保持されるように組み立てられ、固定され得る。回折次数は、瞳の平面内で回転され得ることが
図5を参照して言及された。従って、剛性組立体としての機構900は、機構900を瞳内の放射の変位に位置合わせするように駆動され得る。
【0114】
[0124] 幾つかの実施形態では、機構900は、検出器428(
図4A及び
図4B)と異なり得ることを理解されたい。検出器428を参照して開示された機能は、ターゲットの特性(例えば、アライメント位置)を決定することを説明する一方、機構900は、検出器428によって決定された特性の補正値を求めるための別個の測定に適用可能であり得る。検出器428は、ターゲットを走査し、経時的に変化する強度信号(例えば、強度は経時的に正弦波的に変化する)を獲得することを含み得る干渉法を参照して説明された。機構900は、干渉法によって限定されず、即時測定に基づく補正値の決定を実行し得る。
【0115】
[0125]
図12は、幾つかの実施形態による、
図1~
図10、
図11A及び
図11Bを参照して説明された通りの機能を実行するための方法ステップを示す。ステップ1202において、ターゲットによって散乱された散乱放射を放射の第1及び第2の部分に分割し得る。ステップ1204において、放射の第1の部分を第1のセンサにおいて受け取り得る。ステップ1206において、放射の第2の部分が、第1のくさびを含むくさび系を含む経路に沿って伝搬した後、放射の第2の部分を第2のセンサにおいて受け取り得る。ステップ1208において、第1のくさびを使用して放射の第2の部分を発散させ得る。
【0116】
[0126]
図12の方法ステップは、任意の想到可能な順序で実行され得、全てのステップが実行される必要はない。更に、上述された
図12の方法ステップは、単にステップの一例を反映するにすぎず、限定ではない。即ち、
図1~
図10、
図11A及び
図11Bを参照して説明された実施形態に基づいて、更なる方法ステップ及び機能が企図され得る。
【0117】
[0127] 実施形態は、以下の条項を用いて更に記述され得る。
1.計測システムであって、
ターゲットによって散乱された散乱放射を放射の第1及び第2の部分に分割するように構成されたビームスプリッタと、
第1の部分を受け取るように構成された第1のセンサと、
第2の部分が、第2の部分を発散させるように構成された第1のくさびを含むくさび系を含む経路に沿って伝搬した後、第2の部分を受け取るように構成された第2のセンサと
を含む計測システム。
2.第2の部分は、第1及び第2の放射ビームを含み、及び
第1のくさびは、第1及び第2のビームを、第2の部分の光軸に対して0.5度よりも大きい角度で発散させるように更に構成される、条項1に記載の計測システム。
3.第2の部分は、第1及び第2の放射ビームを含み、及び
第1のくさびは、第1及び第2のビーム間の横方向距離が約1mm超だけ増大されるように、第1及び第2のビームを発散させるように更に構成される、条項1に記載の計測システム。
4.くさび系は、第2の部分をコリメートするように構成された第2のくさびを含む、条項1に記載の計測システム。
5.くさび系は、発散された第2の部分を第1のくさびから受け取り、及び第2の部分を、それが第2のセンサに透過される前にコリメートするように構成された第2のくさびを含む、条項1に記載の計測システム。
6.第1のセンサは、受け取られた第1の部分に基づいてターゲットの特性を決定するように構成される、条項1に記載の計測システム。
7.第2のセンサは、受け取られた第2の部分に基づいて特性の補正値を決定するように更に構成される、条項6に記載の計測システム。
8.補正値を決定することは、第2の部分の発散放射間の強度不均衡の比較に更に基づく、条項7に記載の計測システム。
9.特性は、ターゲットのアライメント位置であり、及び
計測システムは、補正値を使用してアライメント位置を調整するように更に構成される、条項7に記載の計測システム。
10.第2の部分は、くさび系の前に瞳像を形成する、条項1に記載の計測システム。
11.第1のくさびは、瞳像を少なくとも第1及び第2のセクションに分割し、及び少なくとも第1及び第2のセクションを発散させるように更に構成される、条項10に記載の計測システム。
12.ターゲットは、格子構造を含み、
第1のセクションは、ターゲットからの第1の回折次数を含み、及び
第2のセクションは、第1の回折次数と異なる、ターゲットからの第2の回折次数を含む、条項11に記載の計測システム。
13.第2のセンサは、
第1のセクションを受け取るように構成された第1の検出器と、
第2のセクションを受け取るように構成された第2の検出系と
を含む、条項11に記載の計測システム。
14.第2のセンサは、第1及び第2の検出器が、第1のくさび系によって分割された瞳像の第1のセクション、第2のセクション及び他のセクションからの任意の2つと位置合わせされるように、第2のセンサの位置を調整するように構成されたアクチュエータを含む、条項13に記載の計測システム。
15.第2のセンサは、
第1のセクション内の放射を、第1の検出器において受け取られる前に調節するように構成された第1の開口構造と、
第2のセクション内の放射を、第2の検出器において受け取られる前に調節するように構成された第2の開口構造と
を更に含む、条項13に記載の計測システム。
16.第2のセンサは、
第1のセクションを第1の検出器上に集束させるように構成された第1のレンズと、
第2のセクションを第2の検出器上に集束させるように構成された第2のレンズと
を含む、条項13に記載の計測システム。
17.検出器系は、
第1のセクション内の回折次数の中から、第1の検出器上に集束させる回折次数を選択するように構成された第1のレンズと、
第2のセクション内の回折次数の中から、第2の検出器上に集束させる回折次数を選択するように構成された第2のレンズと
を含む、条項13に記載の計測システム。
18.リソグラフィ装置であって、
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、
計測システムと
を含み、計測システムは、
ターゲットによって散乱された散乱放射を放射の第1及び第2の部分に分割するように構成されたビームスプリッタと、
第1の部分を受け取るように構成された第1のセンサと、
第2の部分が、第2の部分を発散させるように構成された第1のくさびを含むくさび系を含む経路に沿って伝搬した後、第2の部分を受け取るように構成された第2のセンサと
を含む、リソグラフィ装置。
19.第2の部分は、くさび系の前に瞳像を形成し、及び
第1のくさびは、瞳像を少なくとも第1及び第2のセクションに分割し、及び少なくとも第1及び第2のセクションを発散させるように更に構成される、条項18に記載のリソグラフィ装置。
20.ターゲットによって散乱された散乱放射を放射の第1及び第2の部分に分割することと、
第1の部分を第1のセンサにおいて受け取ることと、
第2の部分が、第1のくさびを含むくさび系を含む経路に沿って伝搬した後、第2の部分を第2のセンサにおいて受け取ることと、
第1のくさびを使用して第2の部分を発散させることと
を含む方法。
【0118】
[0128] 本明細書では、ICの製造におけるリソグラフィ装置の使用について具体的に言及される場合があるが、本明細書で説明するリソグラフィ装置は、磁区メモリ、フラットパネルディスプレイ、LCD、薄膜磁気ヘッド等のためのガイダンス及び検出パターン、集積光学システムの製造などの他の用途を有し得ることを理解されたい。当業者であれば、そのような代替の用途に関連して、本明細書での「ウェーハ」又は「ダイ」という用語の使用は、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の同義としてみなすことができることを理解するであろう。本明細書で言及される基板は、露光前又は後に例えばトラックユニット(通常、レジストの層を基板に塗布し、露光されたレジストを現像するツール)、計測ユニット及び/又は検査ユニットで処理され得る。適用可能である場合、本明細書の開示は、そのような他の基板処理ツールに適用され得る。更に、基板は、例えば、多層ICを生成するために2度以上処理され得、その結果、本明細書で使用する基板という用語は、複数の処理済層を既に包含している基板も指し得る。
【0119】
[0129] 光リソグラフィに関連して本開示の実施形態の使用について上記で具体的に言及してきたが、本開示は、他の用途、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、状況が許せば、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は、基板上に生成されるパターンを規定する。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の層にプレスされ得、基板上では、電磁放射、熱、圧力又はそれらの組み合わせを印加することによりレジストが硬化される。パターニングデバイスは、レジストから外部に移動され、レジストが硬化された後にレジストにパターンを残す。
【0120】
[0130] 本明細書の語句又は用語は、説明の目的のためのものであり、限定するものではなく、本開示の用語又は語句は、関連技術分野の当業者によって本明細書の教示に照らし合わせて解釈されるべきものであることを理解されたい。
【0121】
[0131] 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、全ての種類の電磁放射、例えば紫外線(UV)放射(例えば、365、248、193、157又は126nmの波長λを有する)、極端紫外線(EUV又は軟X線)放射(例えば、13.5nmなど5~20nmの範囲の波長を有する)又は5nm未満で動作する硬X線並びにイオンビーム又は電子ビームなどの粒子ビームを包含し得る。一般的に、約400~約700nmの波長を有する放射は、可視放射とみなされ、約780~3000nm(又はそれを超える)の波長を有する放射は、赤外放射とみなされる。UVは、約100~400nmの波長を有する放射を指す。リソグラフィの中では、「UV」という用語は、水銀放電ランプによって生成することができる波長、即ちG線436nm、H線405nm及び/又はI線365nmにも当てはまる。真空UV又はVUV(即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を指す。深紫外線(DUV)は、一般的に、126nmから428nmまでの範囲の波長を有する放射を指し、幾つかの実施形態では、エキシマレーザは、リソグラフィ装置内部で使用されるDUV放射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は、少なくともその一部が5~20nmの範囲内にある特定の波長帯域を有する放射に関係することを理解されたい。
【0122】
[0132] 「基板」という用語は、本明細書で使用するとき、その上に材料層が追加される材料を表す。幾つかの実施形態では、基板自体がパターン付けされ得るか、基板の上部に追加された材料もパターン付けされ得るか、又はパターン付けされないままであり得る。
【0123】
[0133] 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、本明細書で特定の言及がなされる場合があるが、そのような装置及び/又はシステムには、他の多くの可能な用途があることを明確に理解されたい。例えば、これは、集積光学システム、磁気ドメインメモリのためのガイダンス及び検出パターン、LCDパネル、薄膜磁気ヘッドなどの製造において用いることができる。当業者であれば、そのような代替的な用途に関連して、「レチクル」、「ウェーハ」又は「ダイ」という用語の使用は、本明細書では、それぞれより一般的な用語「マスク」、「基板」及び「ターゲット部分」によって置き換えられるものとみなされるべきであることを理解するであろう。
【0124】
[0134] 本開示の特定の実施形態が上述されたが、本開示の実施形態は、説明されたもの以外の方法で実施され得ることが理解されるであろう。説明は、例示であることを意図され、限定であることを意図されない。そのため、以下に提示される請求項の範囲から逸脱することなく、本開示に対する変更形態がなされ得ることは、当業者に明らかであろう。
【0125】
[0135] 概要及び要約の章ではなく、詳細な説明の章は、請求項を解釈するために使用されるように意図されることを理解されたい。概要及び要約の章は、本発明者によって企図された本開示の例示的な実施形態の、全てではないが1つ又は複数を記載する場合があり、従って決して本開示及び添付の特許請求の範囲を限定することを意図しない。
【0126】
[0136] 本開示について、具体的な機能の実装及びそれらの関係を示す機能的構成ブロックを用いて上述した。これらの機能的構成ブロックの境界は、説明の便宜上、本明細書で任意に規定される。特定の機能及びそれらの関係が適切に実行される限り、代替の境界を規定することができる。
【0127】
[0137] 特定の実施形態についての前述の説明は、本開示の一般的性質を完全に明らかにしているため、当技術分野の技術の範疇の知識を応用することにより、他者が、本開示の一般的な概念から逸脱することなく、不適当な実験を行うことなしに、そのような特定の実施形態を容易に修正し、及び/又は様々な用途に適合させることができる。従って、そのような適合形態及び修正形態は、本明細書で提示された教示及び指導に基づいて、開示された実施形態の均等物の趣旨及び範囲の内部にあることが意図される。
【0128】
[0138] 保護される主題の広さ及び範囲は、上述した例示的な実施形態のいずれによっても限定されるべきではなく、以降の請求項及びそれらの均等物に従ってのみ規定されるべきである。
【国際調査報告】