JP2018507438A - メトロロジの方法及び装置、コンピュータプログラム、並びにリソグラフィシステム - Google Patents

Abstract

リソグラフィプロセスのパラメータを測定する方法。方法は、基板上に複数のターゲット構造を提供するステップを含み、各ターゲット構造は基板の異なる層上に第１の構造及び第２の構造を備える。ターゲット構造内のターゲット非対称の測定を取得するために、測定放射を用いて各ターゲット構造が測定され、ターゲット非対称は、第１及び第２の構造のミスアライメントに起因するオーバーレイ寄与、並びに少なくとも第１の構造における構造的非対称に起因する構造的寄与を備える。各ターゲット構造の少なくとも第１の構造における構造的非対称に関する構造的非対称特性が取得され、構造的非対称特性は測定放射の少なくとも１つの選択された特性から独立している。次いで、各ターゲット構造のターゲット非対称のオーバーレイ寄与を決定するために、ターゲット非対称の測定及び構造的非対称特性が使用される。【選択図】図１０（ｂ）

Description

関連出願の相互参照
[0001] 本願は、２０１５年２月４日付けで出願された欧州出願第１５１５３８５１．９号の優先権を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

[0002] 本発明は、例えばリソグラフィ技法によるデバイスの製造において使用可能なメトロロジのための方法及び装置に関し、またリソグラフィ技法を使用してデバイスを製造する方法にも関する。

[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。リソグラフィプロセスでは、例えばプロセスの制御及び検証のために、作成された構造の測定を行うことがしばしば望ましい。クリティカルディメンション（ＣＤ：Ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）を測定するためにたびたび使用される走査型電子顕微鏡、及び、デバイス内の２層のアライメントの精度の測度であるオーバーレイを測定するための専用ツールを含む、こうした測定を行うための様々なツールが知られている。オーバーレイは、２つの層の間のミスアライメントの度合いに関して説明することが可能であり、例えば１ｎｍの測定されたオーバーレイについての言及は、２つの層が１ｎｍだけミスアラインしている状況を説明することができる。

[0004] 近年、リソグラフィの分野で使用するために様々な形のスキャトロメータが開発されてきた。これらのデバイスは、放射ビームをターゲット構造上に誘導し、当該ターゲットの特性を決定することが可能な「スペクトル」を取得するために、散乱放射の１つ以上の特性、例えば、波長の関数としての単一角度での反射の強度、反射角度の関数としての１つ以上の波長での強度、又は、反射角度の関数としての偏光を測定する。当該特性の決定は、様々な技法、例えば、厳密結合波分析又は有限要素法などの反復手法によるターゲット構造の再構成、ライブラリ検索、並びに主要コンポーネント分析によって、実行可能である。

[0005] 従来のスキャトロメータによって使用されるターゲット構造は、例えば４０μｍ×４０μｍなどの比較的大きな格子であり、測定ビームは格子より小さなスポットを生成する（すなわち、格子は充填不足である）。これにより、無限であると考えられるターゲット構造の数学的再構成は簡略化される。しかしながら、ターゲット構造のサイズを、例えば１０μｍ×１０μｍ以下に縮小し、例えばスクライブレーン内ではなくプロダクトフィーチャ間に位置決めすることができるようにするために、格子を測定スポットよりも小さくする（すなわち、格子は過充填である）メトロロジが提案されている。典型的には、こうしたターゲット構造は、（鏡面反射に対応する）回折のゼロ次がブロックされ、より高い次数のみが処理される、暗視野スキャトロメトリを使用して測定される。暗視野メトロロジの例は、国際公開第２００９／０７８７０８号及び第２００９／１０６２７９号に見ることができ、これらの文書はその全体が参照により本明細書に組み込まれる。技法の更なる展開は、米国特許出願公開第２０１１／００２７７０４Ａ号、第２０１１／００４３７９１Ａ号、及び第２０１２／０２４２９７０Ａ号に記載されている。これらすべての出願の内容も、参照により本明細書に組み込まれる。回折次数の暗視野検出を使用する回折ベースのオーバーレイは、より小さなターゲット構造上でのオーバーレイ測定を可能にする。これらのターゲット構造は、照明スポットよりも小さいことが可能であり、ウェーハ上でプロダクト構造によって取り囲まれ得る。ターゲット構造は、１つのイメージ内で測定可能な複数のターゲットを備えることができる。

[0006] 既知のメトロロジ技法において、オーバーレイ測定結果は、−１次及び＋１次の回折次数強度を別々に取得するために、ターゲット構造を回転させるか、或いは照明モード又は結像モードを変更する間、ある条件下でターゲット構造を２回測定することによって取得される。所与のターゲット構造について、強度非対称性、これらの回折次数強度の比較によって、ターゲット構造内で非対称なターゲット非対称の測定が提供される。ターゲット構造内でのこの非対称を、オーバーレイエラー（２つの層の望ましくないミスアライメント）のインジケータとして使用することができる。

[0007] 既知の暗視野イメージベースのオーバーレイ測定は高速であり、計算的に非常に単純である（１回較正される）が、オーバーレイ（すなわち、オーバーレイエラー及び意図的なバイアス）がターゲット構造内のターゲット非対称の唯一の原因であるという仮定に依拠する。オーバーレイ格子のうちの１つ又は両方内のフィーチャの構造的非対称などの、ターゲット構造内の任意の他の非対称も、１次（又はより高次）における強度非対称を生じさせる。構造的非対称に起因しオーバーレイに関係しないこの強度非対称は、オーバーレイ測定を明らかに混乱させ、不正確なオーバーレイ測定をもたらす。ターゲット構造の最下部又は底部格子内の非対称は、構造的非対称の一般的な形である。これは例えば、底部格子が最初に形成された後に実行される、化学的機械的研磨（ＣＭＰ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）などのウェーハ処理ステップで発生し得る。

[0008] したがって、より直接的且つ簡単な方法でオーバーレイエラー及び他の影響によって生じる、ターゲット非対称に対する寄与を区別することが望ましい。

[0009] 本発明は、第１の態様において、リソグラフィプロセスのパラメータを測定する方法を提供し、方法は、
基板上に複数のターゲット構造を提供するステップであって、各ターゲット構造は基板の異なる層上に第１の構造及び第２の構造を備える、提供するステップと、
ターゲット構造内のターゲット非対称の測定を取得するために、測定放射を用いて各ターゲット構造を測定するステップであって、ターゲット非対称は、第１及び第２の構造のミスアライメントに起因するオーバーレイ寄与、並びに少なくとも第１の構造において構造的非対称に起因する構造的寄与を備える、測定するステップと、
各ターゲット構造の少なくとも第１の構造において構造的非対称に関する構造的非対称特性を取得するステップであって、構造的非対称特性は測定放射の少なくとも１つの選択された特性から独立している、取得するステップと、
ターゲット非対称の測定及び構造的非対称特性から、各ターゲット構造のターゲット非対称のオーバーレイ寄与を決定するステップと、
を含む。

[0010] 本発明は、第２の態様において、リソグラフィプロセスのパラメータを測定するためのメトロロジ装置を提供し、メトロロジ装置は、第１の態様の方法を実行するように動作可能である。メトロロジ装置は、その上に複数のターゲット構造を有する基板のためのサポートと、各ターゲット構造を測定するステップを実行するための光学システムと、各ターゲット構造のターゲット非対称のオーバーレイ寄与を決定するステップを実行するように準備されたプロセッサと、を備えていてよい。

[0011] 本発明は、第３の態様において、リソグラフィ装置を備えるリソグラフィシステムを提供し、リソグラフィ装置は、
パターンを照明するように準備された照明光学システムと、
パターンのイメージを基板上に投影するように準備された投影光学システムと、
第２の態様に従うメトロロジ装置と、
を備える。

[0012] 本発明は、更に、好適なプロセッサ制御装置上で実行された時に、第１の態様の方法をプロセッサ制御装置に実行させるプロセッサ可読命令を備えるコンピュータプログラムと、係るコンピュータプログラムを備えるコンピュータプログラム搬送体と、を提供する。プロセッサ制御装置は、第２の態様のメトロロジ装置又は第３の態様のリソグラフィシステムを備えていてよい。

[0013] 本発明の更なる特徴及び利点、並びに本発明の様々な実施形態の構造及び動作を、添付の図面を参照しながら以下で詳細に説明する。本発明は、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。こうした実施形態は、本明細書では例示的目的のためにのみ提示される。当業者であれば、本明細書に含まれる教示に基づいて追加の実施形態が明らかとなろう。

[0014] 本発明の実施形態を、添付の図面を参照して、単なる例示として以下に説明する。
本発明の実施形態に係るリソグラフィ装置を示す図である。 本発明の実施形態に係るリソグラフィセル又はクラスタを示す図である。 照明開口の第１のペアを使用する本発明の実施形態に係るターゲットの測定に使用するための、暗視野スキャトロメータの概略図である。 所与の方向の照明のためのターゲット格子の回折スペクトルの詳細を示す図である。 回折ベースのオーバーレイ測定のためにスキャトロメータを使用する際に、更なる照明モードを提供する照明開口の第２のペアを示す図である。 開口の第１及び第２のペアを組み合わせる照明開口の第３のペアを示す図である。 複数格子ターゲットの既知の形及び基板上の測定スポットの概要を示す図である。 図３のスキャトロメータ内で取得される図４のターゲットのイメージを示す図である。 図３のスキャトロメータを使用し、本発明の実施形態を形成するために適合可能な、オーバーレイ測定方法のステップを示すフローチャートである。 ゼロの領域内に異なるオーバーレイ値を有するオーバーレイ格子の概略断面を示す図である。 ゼロの領域内に異なるオーバーレイ値を有するオーバーレイ格子の概略断面を示す図である。 ゼロの領域内に異なるオーバーレイ値を有するオーバーレイ格子の概略断面を示す図である。 処理効果に起因する底部格子内の構造的非対称を有するオーバーレイ格子の概略断面を示す図である。 構造的非対称に影響されない、理想的ターゲット構造内でのオーバーレイ測定の既知の原理を示す図である。 国際公開第２０１３／１４３８１４Ａ１号に開示されるような構造的非対称の補正を伴う、非理想的ターゲット構造内でのオーバーレイ測定の既知の原理を示す図である。 第１の測定レシピを使用して測定された、ターゲット構造の構造的非対称マップを示す図である。 第２の測定レシピを使用して測定された、ターゲット構造の構造的非対称マップを示す図である。

[0015] 本発明の実施形態を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例示的な環境を提示することが有益である。

[0016] 図１は、リソグラフィ装置ＬＡを概略的に示す。この装置は、放射ビームＢ（例えば、ＵＶ放射又はＤＵＶ放射）を調整するように構成された照明光学システム（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成され、かつ特定のパラメータに従ってパターニングデバイスを正確に位置決めするように構成された第１ポジショナＰＭに連結されたパターニングデバイス支持体又は支持構造（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、かつ特定のパラメータに従って基板を正確に位置決めするように構成された第２ポジショナＰＷに連結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つ以上のダイを含む）上に投影するように構成された投影光学システム（例えば、屈折投影レンズシステム）ＰＳと、を備える。

[0017] 照明光学システムは、放射の誘導、整形、又は制御のための、屈折、反射、磁気、電磁、静電気、又は他のタイプの光学コンポーネント、或いはそれら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。

[0018] パターニングデバイスサポートは、パターニングデバイスの配向、リソグラフィ装置の設計、及び、例えばパターニングデバイスが真空環境内に保持されているか否かなどの他の条件に依存する様式で、パターニングデバイスを保持する。パターニングデバイスサポートは、パターニングデバイスを保持するために、機械、真空、静電気、又は他のクランプ技法を使用することができる。パターニングデバイスサポートは、例えば必要に応じて固定式又は可動式であり得る、フレーム又はテーブルとすることができる。パターニングデバイスサポートは、パターニングデバイスが、例えば投影システムに対して所望の位置にあることを保証し得る。本明細書で使用する「レチクル」又は「マスク」という用語はいずれも、より一般的な用語の「パターニングデバイス」と同義であると見なすことができる。

[0019] 本明細書において使用する「パターニングデバイス」という用語は、基板のターゲット部分にパターンを生成するように、放射ビームの断面にパターンを付与するために使用し得る任意のデバイスを指すものとして広義に解釈されるべきである。ここで、放射ビームに付与されるパターンは、例えばパターンが位相シフトフィーチャ又はいわゆるアシストフィーチャを含む場合、基板のターゲット部分における所望のパターンに正確には対応しないことがある点に留意されたい。一般的に、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の特定の機能層に相当する。

[0020] パターニングデバイスは透過性又は反射性でよい。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、及びプログラマブルＬＣＤパネルがある。マスクはリソグラフィにおいて周知のものであり、これには、バイナリマスク、レベンソン型（ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ）位相シフトマスク、ハーフトーン型（ａｔｔｅｎｕａｔｅｄ）位相シフトマスクのようなマスクタイプ、更には様々なハイブリッドマスクタイプも含まれる。プログラマブルミラーアレイの一例として、小型ミラーのマトリクス配列を使用し、ミラーは各々、入射する放射ビームを異なる方向に反射するよう個々に傾斜することができる。傾斜したミラーは、ミラーマトリクスによって反射する放射ビームにパターンを与える。

[0021] 本明細書で示すように、本装置は透過タイプである（例えば透過マスクを使用する）。或いは、装置は反射タイプでもよい（例えば上記で言及したようなタイプのプログラマブルミラーアレイを使用する、又は反射マスクを使用する）。

[0022] 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周知である。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との間に液体が存在するというほどの意味である。

[0023] 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る。放射源とリソグラフィ装置とは、例えば放射源がエキシマレーザである場合に、別々の構成要素であってもよい。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すると見なされず、放射ビームは、例えば適切な誘導ミラー及び／又はビームエクスパンダなどを備えるビームデリバリシステムＢＤの助けにより、放射源ＳＯからイルミネータＩＬへと渡される。他の事例では、例えば放射源が水銀ランプの場合は、放射源がリソグラフィ装置の一体部分であってもよい。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と共に放射システムと呼ぶことができる。

[0024] 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を備えていてもよい。一般に、イルミネータＩＬの瞳面における強度分布の外側及び／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）を調節することができる。また、イルミネータＩＬは、インテグレータＩＮ及びコンデンサＣＯなどの他の種々のコンポーネントを備えていてもよい。イルミネータＩＬを用いて放射ビームを調節し、その断面にわたって所望の均一性と強度分布とが得られるようにしてもよい。

[0025] 放射ビームＢは、パターニングデバイス支持体（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形成される。パターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡを横断した放射ビーム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上に合焦させる。第２のポジショナＰＷ及び位置センサＩＦ（例えば、干渉計デバイス、リニアエンコーダ、２Ｄエンコーダ又は容量センサ）の助けにより、基板テーブルＷＴを、例えば様々なターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路に位置決めするように正確に移動できる。同様に、第１のポジショナＰＭと別の位置センサ（図１には明示されていない）を用いて、マスクライブラリからの機械的な取り出し後又はスキャン中などに放射ビーム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を正確に位置決めできる。

[0026] 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。図に示されるように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内に位置することができる（これらは、スクライブレーンアライメントマークと呼ばれる）。同様に、パターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡ上に複数のダイが提供される状況において、マスクアライメントマークはダイ間に位置することが可能である。デバイスフィーチャ間で、小さいアライメントマーカをダイ内に含めることも可能であり、この場合、マーカはできる限り小さく、隣接するフィーチャとは異なるいずれの結像又はプロセス条件も必要としないことが望ましい。アライメントマーカを検出するアライメントシステムを、以下で更に説明する。

[0027] この例におけるリソグラフィ装置ＬＡは、２つの基板テーブルＷＴａ、ＷＴｂと、その間で基板テーブルが交換可能な２つのステーション、露光ステーション及び測定ステーションとを有する、いわゆるデュアルステージタイプである。一方の基板テーブル上の１つの基板が露光ステーションで露光されている間、別の基板を測定ステーションの他方の基板テーブル上にロードし、様々な予備ステップを実施することができる。予備ステップは、レベルセンサＬＳを使用して基板の表面制御をマッピングすること、及び、アライメントセンサＡＳを使用して基板上のアライメントマーカの位置を測定することを、含むことができる。これにより、装置のスループットを大幅に向上させることができる。

[0028] 図示された装置は、例えばステップモード又はスキャンモードを含む、様々なモードで使用可能である。リソグラフィ装置の構築及び動作は当業者にとって周知であるため、本発明を理解するために更に説明する必要はない。

[0029] 図２に示されるように、リソグラフィ装置ＬＡは、リソグラフィセルＬＣ或いはリソセル又はクラスタと呼ばれる、リソグラフィシステムの一部を形成する。リソグラフィセルＬＣは、基板上で露光前及び露光後のプロセスを実行するための装置を含むこともできる。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、露光され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、異なるプロセス装置間でそれらを移動させた後、リソグラフィ装置のローディングベイＬＢへと送達する。これらのデバイスはしばしば集合的にトラックと呼ばれ、それ自体が監視制御システムＳＣＳによって制御されるトラック制御ユニットＴＣＵの制御下にあり、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。したがって、スループット及び処理効率を最大限にするために異なる装置を動作させることができる。

[0030] 本発明の実施形態で使用するのに好適なメトロロジ装置が、図３（ａ）に示されている。ターゲット構造Ｔ、及びターゲット構造を照明するために使用される測定放射の回折光線は、図３（ｂ）により詳細に示される。図示されたメトロロジ装置は、暗視野メトロロジ装置として知られるタイプである。メトロロジ装置は、スタンドアロンデバイスとするか、或いは、例えば測定ステーションのリソグラフィ装置ＬＡ又はリソグラフィセルＬＣのいずれかに組み込むことができる。装置全体を通じていくつかの分岐を有する光軸が、点線Ｏによって表されている。この装置において、放射源１１（例えば、キセノンランプ）によって発せられる光は、レンズ１２、１４、及び対物レンズ１６を備える光学システムによって、ビームスプリッタ１５を介して基板Ｗ上に誘導される。これらのレンズは、２重シーケンスの４Ｆ構成で配置される。異なるレンズ構成が使用可能であるが、依然として基板イメージをディテクタ上に提供し、同時に空間周波数フィルタリングのために中間瞳面にもアクセスできることを条件とする。したがって、放射が基板上に入射する角度範囲は、ここでは（共役）瞳面と呼ばれる、基板面の空間スペクトルを提示する面内の空間強度分布を定義することによって選択可能である。特にこれは、対物レンズ瞳面の後方投影イメージである面内で、レンズ１２と１４との間に好適な形の開口プレート１３を挿入することによって実行可能である。図示された例において、開口プレート１３は１３Ｎ及び１３Ｓと標示された異なる形を有し、異なる照明モードを選択することができる。本例における照明システムは、オフアクシス照明モードを形成する。第１の照明モードにおいて、開口プレート１３Ｎは、単なる説明のために「北」と指定された方向からオフアクシスを提供する。第２の照明モードにおいて、開口プレート１３Ｓは、同様であるが、「南」と標示された反対方向から照明を提供するために使用される。異なる開口を使用することで、他の照明モードも可能である。望ましい照明モード外部のいかなる不必要な光も望ましい測定信号を干渉しないように、残りの瞳面は望ましくは暗い。

[0031] 図３（ｂ）に示されるように、ターゲット構造Ｔは、対物レンズ１６の光軸Ｏに対して垂直な基板Ｗ上に置かれる。基板Ｗはサポート（図示せず）によって支持され得る。軸Ｏから離れた角度でターゲット構造Ｔに衝突する測定放射Ｉの光線は、ゼロ次光線（実線０）及び２本の１次光線（１点鎖線＋１及び２点鎖線−１）を生じさせる。過充填の小ターゲット構造の場合、これらの光線は、メトロロジターゲット構造Ｔ及び他のフィーチャを含む、基板のエリア全体を覆う多くの平行な光線のうちの１つに過ぎないことを忘れてはならない。プレート１３内の開口は（有用な量の光を通すのに必要な）有限幅を有するため、入射光線Ｉは実際にはある範囲の角度を占有することになり、回折光線０及び＋１／−１は多少広がることになる。小ターゲットの点像分布関数によれば、各次数＋１及び−１は図に示されるような単一の理想光線ではなく、ある範囲の角度にわたって更に広がることになる。ターゲット構造の格子ピッチ及び照明角度は、対物レンズに入る１次光線が中心光軸と緊密に位置合わせされるように設計又は調節可能であることに留意されたい。図３（ａ）及び図３（ｂ）に示される光線は、軸から多少離れているように図示されているが、これは単に図面内でより容易に区別できるようにするためである。

[0032] 基板Ｗ上のターゲット構造Ｔによって回折される少なくとも０次数及び＋１次数は、対物レンズ１６によって集められ、ビームスプリッタ１５を介して逆に誘導される。図３（ａ）に戻ると、北（Ｎ）及び南（Ｓ）と標示された正反対の開口を指定することによって、第１及び第２の両方の照明モードが示されている。測定放射の入射光線Ｉが光軸の北側からである場合、これは開口プレート１３Ｎを使用する第１の照明モードが適用される場合であり、＋１（Ｎ）と標示された＋１回折光線が対物レンズ１６に入る。これに対して、開口プレート１３Ｓを使用する第２の照明モードが適用される場合、（−１（Ｓ）と標示された）−１回折光線がレンズ１６に入る光線である。

[0033] 第２のビームスプリッタ１７は、回折ビームを２つの測定分岐に分割する。第１の測定分岐において、光学システム１８は、ゼロ次及び１次の回折ビームを使用して、第１のセンサ１９（例えば、ＣＣＤ又はＣＭＯＳセンサ）上にターゲット構造の回折スペクトル（瞳面イメージ）を形成する。各回折次数はセンサ上の異なるポイントをヒットするため、イメージ処理は次数を比較対照することができる。センサ１９によってキャプチャされる瞳面イメージは、メトロロジ装置をフォーカスするため、及び／又は１次ビームの強度測定を正規化するために、使用可能である。瞳面イメージは、再構築などの多くの測定目的にも使用可能である。

[0034] 第２の測定分岐において、光学システム２０、２２は、センサ２３（例えば、ＣＣＤ又はＣＭＯＳセンサ）上にターゲット構造Ｔのイメージを形成する。第２の測定分岐では、瞳面と共役の面内に開口絞り２１が提供される。開口絞り２１は、ゼロ次回折ビームをブロックするように機能するため、センサ２３上に形成されるターゲットのイメージは−１次又は＋１次のビームからのみ形成される。センサ１９及び２３によってキャプチャされたイメージは、イメージを処理するプロセッサＰＵに出力され、その機能は実行されている特定タイプの測定に依存することになる。「イメージ」という用語は、ここでは広義に使用されることに留意されたい。したがって、−１次及び＋１次のうちの１つのみが存在する場合、格子線のイメージは形成されないことになる。

[0035] 図３に示される特定の形の開口プレート１３及び視野絞り２１は、単なる例である。本発明の別の実施形態において、ターゲットのオンアクシス照明が使用され、実質上１つの１次回折光のみをセンサに渡すためにオフアクシス開口を備える開口絞りが使用される。更に他の実施形態において、１次ビームの代替又は追加として、２次、３次、及びより高次のビーム（図３では図示せず）を測定で使用することができる。

[0036] 測定放射をこれらの異なるタイプの測定に適合可能にするために、開口プレート１３は、所望のパターンを所定の位置にもたらすために回転するディスク周囲に形成される、いくつかの開口パターンを備えることができる。開口プレート１３Ｎ又は１３Ｓは、一方向（セットアップに応じてＸ又はＹ）に配向された格子を測定するためにのみ使用可能であることに留意されたい。直交格子の測定のために、ターゲットの９０°及び２７０°の回転が実装可能である。異なる開口プレートが図３（ｃ）及び図３（ｄ）に示されている。これらの使用、及び装置の多数の他の変形及び適用が、前述の先行公開された出願に記載されている。

[0037] 図４は、既知の実施に従って基板上に形成されるターゲット構造又は複合ターゲットを示す。本例におけるターゲット構造は、共に近接して位置決めされた４つのターゲット（例えば、格子）３２から３５を備えるため、４つのターゲットはすべて、メトロロジ装置のメトロロジ放射照明ビームによって形成される測定スポット３１内にあることになる。したがって、４つのターゲットはすべて同時に照明され、センサ１９及び２３上に同時に結像される。オーバーレイの測定専用の例において、ターゲット３２から３５はそれら自体が、基板Ｗ上に形成される半導体デバイスの異なる層内にパターン付与される格子を覆うことによって形成される複合格子である。ターゲット３２から３５は、複合格子の異なる部分が内部に形成される層間のオーバーレイの測定を容易にするために、異なってバイアスされたオーバーレイオフセットを有することができる。オーバーレイバイアスの意味は、図７を参照しながら以下で説明する。ターゲット３２から３５は、図に示されるように、入来放射をＸ及びＹ方向に回折するようにそれらの配向も異なる。一例において、ターゲット３２及び３４は、それぞれ＋ｄ、−ｄのバイアスを伴うＸ方向格子である。ターゲット３３及び３５は、それぞれ＋ｄ及び−ｄのオフセットを伴うＹ方向格子である。これらの格子の別々のイメージを、センサ２３によってキャプチャされたイメージ内で識別することができる。これは、ターゲット構造の単なる一例である。ターゲット構造は、４つよりも多いか又は少ないターゲット、或いは単一のターゲットのみを備えることができる。

[0038] 図５は、図３の装置内で図４のターゲットを使用し、図３（ｄ）からの開口プレート１３ＮＷ又は１３ＳＥを使用して、センサ２３上に形成され得、センサ２３によって検出され得る、イメージの例を示す。瞳面イメージセンサ１９は異なる個々のターゲット３２から３５を分解することはできないが、イメージセンサ２３はこれを実行することができる。色の濃い矩形はセンサ上のイメージのフィールドを表し、その内部で、基板上の照明スポット３１が対応する円形エリア４１に結像される。この内部の矩形エリア４２〜４５は、小ターゲット格子３２から３５のイメージを表す。ターゲットがプロダクトエリア内に配置された場合、プロダクトフィーチャもこのイメージフィールドの周辺に見ることができる。イメージプロセッサ及びコントローラＰＵは、ターゲット３２から３５の別々のイメージ４２から４５を識別するために、パターン認識を使用してこれらのイメージを処理する。このように、センサフレーム内の特定のロケーションでイメージを非常に精密に位置合わせする必要はなく、それによって測定装置のスループットを全体として大幅に向上させる。

[0039] ターゲットの別々のイメージが識別されると、例えば識別されたエリア内の選択されたピクセル強度値を平均又は合計することによって、それらの個々のイメージの強度を測定することができる。イメージの強度及び／又は他のプロパティを、互いに比較することができる。これらの結果を組み合わせて、リソグラフィプロセスの異なるパラメータを測定することができる。オーバーレイ精度はこうしたパラメータの重要な例である。

[0040] 図６は、例えば国際公開第２０１１／０１２６２４号に記載された方法を使用して、コンポーネントターゲット３２から３５を含む２つの層間のオーバーレイエラー（すなわち、望ましくなく意図的でないオーバーレイミスアライメント）がどのように測定されるかを示す。この測定は、強度非対称の測定を取得するために、＋１次及び−１次の暗視野イメージ内のそれらの強度を比較することによって明らかにされるように（他の対応する高次数の強度、例えば、＋２及び−２次数を比較することができる）、ターゲット非対称を介して行われる。ステップＳ１で、基板、例えば半導体ウェーハは、ターゲット３２〜３５を含むターゲット構造を作成するために、図２のリソグラフィセルなどのリソグラフィ装置を介して、１回又はそれ以上処理される。Ｓ２で、図３のメトロロジ装置を使用し、１次回折ビームのうちの１つのみ（例えば、−１）を使用してターゲット３２から３５のイメージが取得される。ステップＳ３で、照明モードを変更するか又は結像モードを変更することによって、或いは、メトロロジ装置の視野内で基板Ｗを１８０°だけ回転させることによって、他方の１次回折ビーム（＋１）を使用してターゲットの第２のイメージを取得することができる。したがって、第２のイメージ内の＋１次回折放射がキャプチャされる。

[0041] 各イメージに１次回折放射の半分のみが含まれることによって、ここで言及される「イメージ」は従来の暗視野顕微鏡イメージではないことに留意されたい。ターゲットの個々のターゲットラインは分解されないことになる。各ターゲットは、単にある強度レベルのエリアによって表される。ステップＳ４で、各コンポーネントターゲットのイメージ内の関心領域（ＲＯＩ：Ｒｅｇｉｏｎ Ｏｆ Ｉｎｔｅｒｅｓｔ）が識別され、ここから強度レベルが測定されることになる。

[0042] 各個々のターゲットについてＲＯＩを識別し、その強度を測定した後、ターゲット構造の非対称、したがってオーバーレイエラーを決定することができる。これは、それらの強度非対称、例えばそれらの強度における何らかの差分を識別するために、各ターゲット３２〜３５について、＋１及び−１次数について取得された強度値を比較するステップＳ５で、（例えば、プロセッサＰＵによって）実行される。「差分」という用語は、減算のみを言い表すことは意図されていない。差分は、比率の形で計算され得る。ステップＳ６で、ターゲット構造Ｔの近くのリソグラフィプロセスの１つ以上の性能パラメータを計算するために、いくつかのターゲットについて測定された強度非対称が、それらのターゲットの任意の既知の賦課オーバーレイバイアスの知識と共に使用される。重要な性能パラメータはオーバーレイである。後で説明するように、新規な方法は、リソグラフィプロセスの他のパラメータの性能を計算することも可能である。これらは、リソグラフィプロセスの向上のためにフィードバックすること、及び／又は図６の測定及び計算プロセス自体を向上させるために使用することが可能である。

[0043] 前述の先行出願において、前述の基本方法を使用してオーバーレイ測定の品質を向上させるための、様々な技法が開示されている。これらの技法は、本明細書では更に詳細に説明しない。それらは、次に説明する本願で新しく開示される技法と組み合わせて使用することができる。

[0044] 図７は、異なるバイアスを伴うターゲット（オーバーレイ格子）の概略断面を示す。これらは、図３及び図４に見られるように、基板Ｗ上のターゲット構造Ｔとして使用することができる。Ｘ方向の周期性を伴う格子は、単なる例示のために示されている。異なるバイアス及び異なる配向を伴うこれらの格子の異なる組み合わせは、別々に、又はターゲット構造の一部として提供可能である。

[0045] 初めに図７（ａ）では、Ｌ１及びＬ２と標示された２つの層内に形成されたターゲット６００が示されている。最下部又は底部層Ｌ１において、第１の構造（最下部又は底部構造）、例えば格子が、基板６０６上のフィーチャ６０２及び空間６０４によって形成される。層Ｌ２において、第２の構造、例えば格子が、フィーチャ６０８及び空間６１０によって形成される。（断面は、フィーチャ６０２、６０８（例えば、ライン）がページ内へと延在するように示されている。）格子パターンは、両方の層においてピッチＰで反復する。フィーチャ６０２及び６０８は、ライン、ドット、ブロック、及びビアホールの形を取ることができる。（ａ）で示される状況では、ミスアライメントに起因するオーバーレイ寄与、例えばオーバーレイエラー及び賦課バイアスは存在しないため、各フィーチャ６０８は、第１の構造におけるフィーチャ６０２の真上にある。

[0046] 図７（ｂ）で、第１の構造のフィーチャ６０８が第２の構造のフィーチャに対して右に距離ｄだけシフトされるように、第１の既知の賦課バイアス＋ｄを伴う同じターゲットが示される。バイアス距離ｄは、実際には数ナノメートル、例えば１０ｎｍから２０ｎｍであってよく、ピッチＰは例えば３００〜１０００ｎｍの範囲内、例えば５００ｎｍ又は６００ｎｍである。（ｃ）では、６０８のフィーチャが左にシフトされるように、第２の既知の賦課バイアス−ｄを伴う別のフィーチャが見られる。（ａ）から（ｃ）に示されるこのタイプのバイアスされたターゲットは、当分野では周知であり、前述の先行出願で使用される。

[0047] 図７（ｄ）は、構造的非対称の現象、このケースでは第１の構造における構造的非対称（底部格子非対称）を概略的に示す。（ａ）から（ｃ）で、実フィーチャが側面に何らかの傾斜及びある種の粗さを有する場合、格子内のフィーチャは完全に側面が矩形であるとして示される。にもかかわらず、それらは横からは少なくとも対称であることが意図される。（ｄ）では、第１の構造においてフィーチャ６０２及び／又は空間６０４はもはやまったく対称形を有しておらず、むしろ処理ステップによって歪められている。したがって、例えば各空間の底面は傾斜している。フィーチャ及び空間の側壁角度も非対称となっている。この結果として、ターゲットの全体的なターゲット非対称は、第１の構造及び第２の構造のミスアライメントに起因する（それ自体がオーバーレイエラー及び任意の既知の賦課バイアスからなる）オーバーレイ寄与、及び、ターゲット内の構造的非対称に起因する構造的寄与を備えることになる。

[0048] オーバーレイが、２つのバイアスされた格子のみを使用する図６の方法によって測定される場合、プロセス誘導構造的非対称を、ミスアライメントに起因するオーバーレイ寄与と区別することができず、結果として（特に、望ましくないオーバーレイエラーを測定するための）オーバーレイ測定は信ぴょう性がなくなる。ターゲット構造の第１の構造（底部格子）内の構造的非対称は、構造的非対称の一般的な形である。これは、例えば、第１の構造が最初に形成された後に実行される、化学的機械的研磨（ＣＭＰ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）などの基板処理ステップから生じ得る。

[0049] 前述の国際公開第２０１３／１４３８１４Ａ１号において、図６の方法の修正版によってオーバーレイを測定するために、３つ又はそれ以上のコンポーネントターゲットを使用することが提案されている。図７（ａ）から図７（ｃ）に示されるタイプの３つ又はそれ以上のターゲットを使用することは、実際のリソグラフィプロセスにおいて底部格子非対称によって生じるようなターゲット格子内の構造的非対称についてある程度修正されたオーバーレイ測定を取得するために使用される。しかしながらこの方法は、新しい（例えば、図４に示されたものとは異なる）ターゲット構造設計を必要とするため、新しいレチクルが必要となる。更に、ターゲット構造エリアはより大きいため、より多くの基板エリアを消費する。

[0050] 図８において、曲線７０２は、ターゲット構造を形成する個々の格子内にゼロオフセットを有し、構造的非対称を有さない、「理想的」ターゲット構造についての、オーバーレイＯＶと強度非対称Ａとの間の関係を示す。したがって、この理想的ターゲット構造のターゲット非対称は、既知の賦課バイアス及びオーバーレイエラーの結果として生じる第１の構造及び第２の構造のミスアライメントに起因するオーバーレイ寄与のみを備える。このグラフ、及び図９のグラフは、開示の背後にある原理のみを示すためのものであり、各グラフにおいて、強度非対称Ａ及びオーバーレイＯＶの単位は任意である。実寸法の例を以下で更に示す。

[0051] 図８の「理想的」状況において、曲線７０２は、強度非対称Ａがオーバーレイとの非線形周期関係（例えば、正弦関係）を有することを示す。正弦変動の期間Ｐは、もちろん適切なスケールに変換された、格子の期間又はピッチＰに対応する。この例では正弦形はピュアであるが、実情では高調波を含むことができる。

[0052] 前述のように、単一の測定に依拠するのではなく、バイアスされた格子（既知の賦課オーバーレイバイアスを有する）を使用してオーバーレイを測定することができる。このバイアスは、測定された強度非対称に対応するオーバーレイのオンウェーハ較正として働く、そこから作られたパターニングデバイス（例えば、レチクル）内に定義された既知の値を有する。図面では、計算がグラフで示されている。ステップＳ１〜Ｓ５において、それぞれ賦課バイアス＋ｄ及び−ｄを有するターゲット（例えば、図７（ｂ）及び図７（ｃ）で示されるように）について、強度非対称測定値Ａ_＋ｄ及びＡ_−ｄが取得される。これらの測定値を正弦曲線にフィットさせることで、図に示されるようにポイント７０４及び７０６が与えられる。バイアスを知ることで、真のオーバーレイエラーＯＶ_Ｅが計算可能である。正弦曲線のピッチＰは、ターゲット構造の設計からわかる。初めは曲線７０２の縦軸目盛りはわからないが、１次高調波比例定数Ｋ_１と呼ぶことが可能な未知のファクタである。この定数Ｋ_１は、ターゲット構造に対する強度非対称測定値の感度の測度である。

[0053] 数式に関して、オーバーレイエラーＯＶ_Ｅと強度非対称Ａとの間の関係は以下のように仮定され、

上式で、オーバーレイエラーＯＶ_Ｅは、ターゲットピッチＰが角度２πラジアンに対応するように、目盛り上に表される。異なる既知のバイアス（例えば、＋ｄ及び−ｄ）を伴うターゲットの２つの測定を使用し、以下の式を使用してオーバーレイエラーＯＶ_Ｅを計算することができる。

[0054] 図９は、構造的非対称、例えば図７（ｄ）に示された底部格子非対称を導入することの第１の効果を示す。「理想的」正弦曲線７０２はもはや適用されない。しかしながら、少なくとも近似的に、底部格子非対称又は他の構造的非対称は、すべてのオーバーレイ値にわたって比較的一定である強度非対称Ａにオフセット項を追加することの効果を有する。結果として生じる曲線は図内に７１２として示され、構造的非対称に起因するオフセット項を示すラベルＫ_０を伴う。オフセット項Ｋ_０は、測定放射の波長及び偏光（「測定レシピ」）などの、測定放射の選択された特性に依存し、プロセス変動に反応する。数式に関して、ステップＳ６の計算に使用される関係は、以下のようになる。

[0055] 構造的非対称が存在する場合、数式（２）によって記述されたオーバーレイモデルは追加のオフセット項Ｋ_０によって影響されるオーバーレイエラー値を与えることになり、結果的に不正確となる。３つ又はそれ以上の異なるバイアス値を有するバイアス方式を伴う複数のターゲットをターゲット構造に提供することにより、先行出願である国際公開第２０１３／１４３８１４Ａ１号は、オフセット正弦曲線７１２に測定値をフィットさせること、及び一定のオフセット項Ｋ_０を消去することによって、正確なオーバーレイ測定を取得しようと努めている。

[0056] 修正された測定及び計算の詳細な例は、様々な異なるバイアス方式についての先行出願で与えられている。この原理を例示するための単純な例について、図９は、曲線７１２にフィットされた３つの測定ポイント７１４、７１６、及び７１８を示す。ポイント７１４及び７１６は、図７のポイント７０４及び７０６の場合と同じ、バイアス＋ｄ及び−ｄを有するターゲットから測定される。（この例における）ゼロバイアスを伴う格子からの第３の非対称測定が、７１８でプロットされる。曲線を３つのポイントにフィットさせることで、構造的非対称に起因する（一定の）オフセット項Ｋ_０と、オーバーレイエラーに起因する正弦寄与Ａ_ＯＶとを分離させることができるため、オーバーレイエラーをより正確に計算することが可能である。前述のように、この手法の主な欠点は修正されたターゲット構造の要件である。

[0057] すでに述べたように、修正されたステップＳ６のオーバーレイ計算は、ある仮定に依拠している。第１に、構造的非対称（例えばＢＧＡ）に起因する１次強度非対称は、オーバーレイ関心領域に関するオーバーレイから独立していると仮定され、結果として一定のオフセット項Ｋ_０によって記述することができる。別の仮定は、強度非対称が、格子ピッチに対応する期間Ｐを備えるオーバーレイの正弦関数として挙動することである。これらの仮定は本オーバーレイ領域に対して有効である。小さなピッチ波長比のみが格子からの少数の伝搬回折次数を可能にするため、高周波の数は小さくなるように設計可能である。しかしながら実際は、ミスアライメントに起因する強度非対称に対するオーバーレイ寄与は単なる正弦波ではなく、ＯＶ＝０に関して対称でない可能性がある。ターゲット変形の結果からも生じる可能性のある「位相」寄与又は「水平シフト」は、数式（３）並びに本開示の残りの部分でも無視される。

[0058] 図４に例示されるような現行のターゲット構造設計の使用を可能にしながら、構造的非対称の効果を無視しない、数式（３）のバリエーションに基づいて、そのターゲット構造のターゲット非対称、したがってオーバーレイをモデリングすることが提案される。このモデリングは、図６に例示された方法におけるステップＳ６に対する修正として実行可能である。

[0059] 提案される方法は、構造的非対称の結果として生じる基板の上で観察される構造的非対称特性（すなわち、パターン又はフィンガープリント）と、オーバーレイ応答曲線のオフセット項Ｋ_０に対する効果との間に、直線関係が存在するものと仮定する。この直線関係の感度は測定レシピと共に変動するが、基礎をなすフィンガープリントは安定しており、変動しないものと仮定される。この仮定は小さな構造的非対称に対して有効であり、観察によってサポートされる。２つ又はそれ以上の測定レシピ設定の測定結果を組み合わせることによって、フィンガープリント及び感度の両方を決定することが可能であり、この決定から、既知の技法に比べてより正確にオーバーレイを計算することができる。

[0060] 数式（３）は、第１の非対称パラメータ及び第２の非対称パラメータとして、より具体的には、差分非対称パラメータＡ_Δ（ｉ，λ）及び和非対称パラメータＡ_Σ（ｉ，λ）として、作成可能である。これらの非対称パラメータはどちらも、ターゲット測定ｉ及び測定レシピλに依存する。非対称パラメータは、異なる測定レシピを使用するいくつかのターゲットに関する直接測定から決定され得る。和非対称パラメータは、以下のように定義される。

[0061] 差分非対称パラメータは、以下のように定義される。

[0062] 発明者等は、異なる測定レシピ及び異なるスタック（例えば、構造及びその処理で使用される材料）について、基板の上のターゲット構造の構造的非対称のマッピング（すなわち、オフセット項Ｋ_０のマップ）が同一の（又は、非常に類似した）パターンを示し、測定レシピ間で感度のみが変動することを特定した。後続層内での製造技法がこれらの後続層において実質的な対称構造を生じさせる傾向があるため、この構造的非対称は、ほぼ完全に底部格子構造における構造的非対称に起因し得る。

[0063] その結果、基板の構造的非対称マップを記述する数式（４）のオフセット項Ｋ_０（ｉ，λ）は、以下のように書き直すことができる。

[0064] 構造的非対称特性Ｋ_０ｆｐｔ（ｉ）は、ターゲットｉに関して構造的非対称マップの「フィンガープリント」を記述し、測定レシピλから独立している、無次元パラメータである。スカラーファクタａ（λ）は、使用される測定レシピに関して非対称マップの感度バリエーションを記述する。これは、測定レシピλ及びターゲット配向ごとに単一のスカラーファクタを備える。

[0065] 多くの実際の実施形態において、ターゲット構造は、測定放射に関して第１の配向を有する１つ以上の第１の配向されたターゲット（すなわち、ｘ方向に配向されたターゲット）、及び、測定放射に関して第２の配向を有する１つ以上の第２の配向されたターゲット（すなわち、ｙ方向に配向されたターゲット）を備えることになり、第１の配向されたターゲット及び第２の配向されたターゲットは互いに９０度で配向される。例えば、ターゲット構造は、図４に示されたターゲット構造と同じか又は同様の形を取ることができる。ｘ方向に配向されたターゲットの測定放射に対する反応は、ｙ方向に配向されたターゲットの反応とは異なり得ることを理解されたい。したがって、スカラーファクタ項は、測定放射に関して、ｘ方向に配向されたターゲットａ（λ）_ｘとｙ方向に配向されたターゲットａ（λ）_ｙとでは異なり得る。同様に、構造的非対称特性は、測定放射に関して、ｘ方向に配向されたターゲットＫ_０ｆｐｔ（ｉ）_ｘとｙ方向に配向されたターゲットＫ_０ｆｐｔ（ｉ）_ｙとでは異なり得る。このようにして、オーバーレイは、ｘ方向とｙ方向で別々にモデリングすることができる（但し、２方向における測定は、図４のターゲット構造を使用して同時に実行可能である）。

[0066] 図１０はこの概念を例示し、（ａ）第１の測定レシピ及び（ｂ）第２の測定レシピを使用して測定される、ターゲット構造の構造的非対称マップを示す。各図には、フィールド８１０を備える基板８００の表現が示されている。各フィールド８１０内には、オフセット項Ｋ_０（ｉ，λ）（そのフィールドについての構造的非対称）を表す矢印８２０、８２０’が示されている。各矢印８２０、８２０’は、ｘ方向に配向されたターゲットからの測定及びｙ方向に配向されたターゲットからの測定である２つのコンポーネントの、２次元ベクトル表現である。単一のターゲット構造内のｘ方向に配向されたターゲット及びｙ方向に配向されたターゲットは、物理的に異なるロケーションにある（数十ミクロン離れていてよい）が、図１０ではあたかも同じロケーションにあるように単一の矢印で表されている。

[0067] 図１０（ａ）及び図１０（ｂ）において、ｘ方向及びｙ方向に配向されたターゲットは測定放射に対して同じ感度を有するため、ａ（λ）_ｘ＝ａ（λ）_ｙとなる。すでに述べたように、これは必ずしも真とはならない。しかしながらこれは、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）の両方において、対応する矢印を同じ方向に位置合わせさせ、それによって両方の図に共通のフィンガープリントパターンが存在することをより明らかにするため、本開示の背後にある原理を明確にするのに役立つ。

[0068] ターゲット構造は図１０（ａ）及び図１０（ｂ）において同じであり、測定放射の１つ以上の特性（すなわち、測定レシピ）のみが変更されている。基板全体にわたるすべてのパターン又はフィンガープリントは、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）において本来同じであることは明らかであろう。各矢印８２０、８２０’の相対長さは、同じ図面内の他の矢印に関して、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）において同じであることがわかる。例えば、第１のフィールド８１０内の矢印８２０の長さは、図１０（ａ）内の第２のフィールド８１０内の矢印８２０の２倍であり、図１０（ｂ）内の第１のフィールド及び第２のフィールドに対応するフィールド内の矢印８２０’は、同じ関係を示すことになる。また、ａ（λ）_ｘ＝ａ（λ）_ｙの結果として、図１０（ａ）内の各矢印８２０の方向は、図１０（ｂ）内の対応する矢印８２０’の方向と同じである。基板８００全体にわたって互いに関連した矢印８２０、８２０’の長さ、及び矢印８２０、８２０’の方向は、構造的非対称特性Ｋ_０ｆｐｔ（ｉ）の表現を提供する。

[0069] 構造的非対称特性Ｋ_０ｆｐｔ（ｉ）は、無次元パラメータである。スカラーファクタａ（λ）の適用により、構造的非対称についてのオフセット項Ｋ_０（ｉ，λ）の実際の大きさが提供される。図１０（ａ）又は図１０（ｂ）のうちの１つにおける他方に対する矢印の長さが、すべてのフィールド８１０全体にわたって、一定のファクタ、スカラーファクタａ（λ）だけ異なることがわかる。したがって、図１０（ａ）における各矢印８２０の、図１０（ｂ）における対応する矢印８２０’に対する長さは、スカラーファクタａ（λ）の指示を提供する。この特定の図例における各矢印８２０’は、その対応する矢印８２０の長さの半分である。

[0070] 構造的非対称特性Ｋ_０ｆｐｔ（ｉ）は、直接測定することができる。この直接測定は、ターゲットの第１の構造（底部格子）上の非対称測定を含むことができる。これは、後続層の露光前、又は基板のコーティング前に実行することができる。構造的非対称特性Ｋ_０ｆｐｔ（ｉ）の測定は、本明細書で説明するようなインスペクション装置を使用して実行することができる。以下で説明するように、ｘ方向及びｙ方向でのオーバーレイの別々のモデリングを可能にするために、構造的非対称特性Ｋ_０ｆｐｔ（ｉ）の別々の測定を、各ターゲット構造のｘ方向に配向されたターゲット及びｙ方向に配向されたターゲット上で行うことができる。

[0071] 数式（４）、（５）、及び（６）を組み合わせることで、以下の式がもたらされる。

[0072] 数式（７）から、以下の場合、オーバーレイエラーＯＶ_Ｅｉを求めることが可能であることが明らかになる。
１）構造的非対称（例えば、底部格子非対称）、したがって、構造的非対称特性が既知である場合。前述のように、これは直接測定することができる。
２）強度非対称（Ａ）測定が少なくとも２つの異なる測定レシピを使用して実行される場合。及び、
３）２つより多くのターゲット構造が基板上で測定される場合。これらのターゲット構造は同じか又は同様であり、この要件は単に設計行列内で列よりも行の方が多いことを保証する。したがって、測定が必要なターゲット構造の最小数は、設計行列の実際の形に依存することになり、例えば以下の数式（１１）を使用することに基づく方法では、測定すべきターゲット構造の最小数の増加が必要となる。

[0073] 例えば、Ｎ個のターゲット１、２、・・・、ｎが、Ｍ個の異なる測定レシピλ_１、λ_２、・・・、λ_ｍを使用して測定される場合、オーバーレイは以下の式を使用して求めることが可能であり、

設計行列Ｘは以下の形を取る。

[0074] 数式（８）は、提案される新しいオーバーレイモデルである。応答ベクトルは第２の（和）強度非対称パラメータＡ_Σ（ｉ，λ_ｍ）を備える。求めるべきパラメータのベクトルは、底部格子非対称スカラーファクタａ（λ_１）、ａ（λ_２）、・・・、ａ（λ_ｍ）及びオーバーレイ寄与パラメータ（ｔａｎ（ＯＶ_Ｅｉ））／（ｔａｎ（ｄ））、したがってオーバーレイエラーパラメータＯＶ_Ｅ１、ＯＶ_Ｅ２、・・・、ＯＶ_Ｅｉを備える。設計行列は、第１の（差分）強度非対称パラメータＡ_Δ（ｉ，λ_ｍ）及び構造的非対称特性Ｋ_０ｆｐｔ（ｉ）を備える。

[0075] 前述のように、ターゲット構造は、測定放射に対して異なる反応をし得るｘ方向に配向されたターゲット及びｙ方向に配向されたターゲットを備え得る。したがって、こうした実施形態において、数式（８）に記載されるモデル全体は、２つのこうした数式から構成されることになる。第１の数式には、ｘ方向に配向されたターゲットＡ_Σ（ｉ，λ_ｍ）_ｘ、Ａ_Δ（ｉ，λ_ｍ）_ｘ、及びＫ_０ｆｐｔ（ｉ）_ｘの測定がポピュレートされることになり、これに対して決定されるスカラーファクタはａ（λ_ｍ）_ｘとなり、モデルはｘ方向のｔａｎ（ＯＶ_Ｅ１）_ｘにオーバーレイをもたらす。同様に、第２の数式には、ｙ方向に配向されたターゲットＡ_Σ（ｉ，λ_ｍ）_ｙ、Ａ_Δ（ｉ，λ_ｍ）_ｙ、及びＫ_０ｆｐｔ（ｉ）_ｙの測定がポピュレートされることになり、これに対して決定されるスカラーファクタはａ（λ_ｍ）_ｙとなり、モデルはｙ方向のｔａｎ（ＯＶ_Ｅ１）_ｙにオーバーレイをもたらす。もちろん、ｘ方向に配向されたターゲット及びｙ方向に配向されたターゲットに関してモデルを別々に構築することは、以下で明示的に開示するモデルを含む本開示の範囲内に入るいずれのこうしたモデルにも、等しく適用可能である。

[0076] 特定の例において、ｉ個のターゲットを２つの測定レシピλ_１及びλ_２を使用して測定することができる。この例において、オーバーレイモデルは以下の通りであり、

設計行列Ｘは以下の通りである。

[0077] 実際には、構造的非対称特性Ｋ_０ｆｐｔ（ｉ）は、スタックに対して異なる感度ａ_１（λ）、ａ_２（λ）、・・・、ａ_ｎ（λ）を有する、異なる構造的非対称特性Ｋ_{０ｆｐｔ１}（ｉ）、Ｋ_{０ｆｐｔ２}（ｉ）、・・・、Ｋ_{０ｆｐｔｎ}（ｉ）の線形結合を備えることができる。一例は、その後化学的機械的研磨（ＣＭＰ）が施されたエッチングウェーハとすることができる。この例において、第１の構造的非対称特性Ｋ_{０ｆｐｔ１}（ｉ）は、エッチングステップによって生じた（高次）スケーリングとすることができ、第２の構造的非対称特性Ｋ_{０ｆｐｔ２}（ｉ）は、ＣＭＰプロセスによって生じた（高次）回転とすることができる。このケースにおいて、数式（６）は以下のようになる。

[0078] したがって、数式（９）によって記述される２つの異なる測定レシピの例を使用する（すなわち、簡単にするためにｎ＝２と仮定する）と、数式（９）は以下のようになり、

設計行列Ｘは以下の形を取る。

[0079] 構造的非対称特性Ｋ_０ｆｐｔ（ｉ）を直接測定するために、図６に示されるような（強度非対称を取得するための）標準的なオーバーレイ測定と同様の方法が、第２の層の露光前、したがって第２の構造の形成前に、第１の構造（底部格子）上で実行される。もちろん、単一の層のみが測定されるため、いかなるオーバーレイも存在し得ず、ターゲットの＋ｄ及び−ｄ「バイアス」は実在しない（第２の層がない場合、＋ｄ「バイアスされた」ターゲット及び−ｄ「バイアスされた」ターゲットは、実際には同一となる）。そこで、底部格子非対称は、

を使用して、（ターゲットごとに）計算可能であり、上式で、Ｉは測定強度であり、＋及び−の上付き文字は測定放射ビームの次数を表し、＋ｄ及び−ｄの下付き文字はターゲット「バイアス」を表す（例えば、

は、正にバイアスされたターゲットを＋１次測定照明を使用して測定する場合の測定強度であり、

は、正にバイアスされたターゲットを−１次測定照明を使用して測定する場合の測定強度である）。

[0080] すべてのターゲット構造について底部格子非対称Ａが取得されると、次いで構造的非対称特性Ｋ_０ｆｐｔ（ｉ）を抽出することができる。これは手動で達成するか、又は、主成分分析（ＰＣＡ：Ｐｒｉｎｃｉｐａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ａｎａｌｙｓｉｓ）などのデータ駆動パターン認識技法を使用して達成することができる。

[0081] 本明細書で開示される新規な計算を使用して、現行の２バイアスターゲット構造設計を維持しながら、例えばウェーハ処理などからのオーバーレイメトロロジターゲット構造内の望ましくない構造的非対称に対して実質的によりロバストな、オーバーレイ測定を行うことができる。この方法は、任意のセンサハードウェアの変更、又はレチクルの変更のための要件なしに、既存のメトロロジ装置を使用する製造現場で使用することができる。（複数の測定レシピを使用して測定する場合、スループットは低下するが）ターゲット構造によって占有される基板エリアは増加しないことになる。測定されるオフセット項Ｋ_０（ｉ，λ）は、感度の指示を構造的非対称に提供し、プロセス安定性の監視に使用可能である。

[0082] 前述のターゲット構造は、測定の目的で具体的に設計及び形成されたメトロロジターゲット構造であるが、他の実施形態では、基板上に形成されたデバイスの機能部分であるターゲット構造上でプロパティを測定することができる。多くのデバイスは、規則正しい格子様の構造を有する。本明細書で用いられる「ターゲット格子」及び「ターゲット構造」という用語は、実行されている測定のために構造が具体的に提供されていることを必要としない。更に、メトロロジターゲット構造のピッチＰは、スキャトロメータの光学システムの解像度限界に近いが、ターゲット部分Ｃ内でリソグラフィプロセスによって作られる典型的なプロダクトフィーチャの寸法よりはかなり大きいものであり得る。実際に、ターゲット構造内のオーバーレイ格子のライン及び／又は空間は、寸法がプロダクトフィーチャと同様のより小さな構造を含むように作ることができる。

[0083] 基板及びパターニングデバイス上で実現されるようなターゲット構造の物理格子構造に関連して、実施形態は、基板上のターゲット構造を測定する方法、及び／又は、リソグラフィプロセスに関する情報を取得するために測定を分析する方法を記述する、機械可読命令の１つ以上のシーケンスを含む、コンピュータプログラムを含むことができる。このコンピュータプログラムは、例えば、図３の装置内のユニットＰＵ及び／又は図２の制御ユニットＬＡＣＵ内で、実行可能である。こうしたコンピュータプログラムを内部に記憶した、データ記録媒体（例えば、半導体メモリ、磁気又は光ディスク）も提供可能である。例えば図３に示されたタイプの既存のメトロロジ装置がすでに生産及び／又は使用されている場合、本発明は、プロセッサに修正されたステップＳ６を実行させ、したがって構造的非対称に対しての感度が低下した状態でオーバーレイエラー又は他のパラメータを計算させるために、更新されたコンピュータプログラム製品を提供することによって、実装可能である。

[0084] プログラムは、好適な複数のターゲット構造上の非対称測定のためのステップＳ２〜Ｓ５を実行するために、任意選択で、光学システム、基板サポートなどを制御するように配置可能である。

[0085] 上記で開示された実施形態は、回折ベースのオーバーレイ測定（例えば、図３（ａ）に示された装置の第２の測定分岐を使用して行われる測定）に関して説明しているが、原則として、同じモデルを瞳ベースのオーバーレイ測定（例えば、図３（ａ）に示された装置の第１の測定分岐を使用して行われる測定）に使用することが可能である。したがって、本明細書で説明する概念は、回折ベースのオーバーレイ測定及び瞳ベースのオーバーレイ測定に対して、等しく適用可能であることを理解されたい。

[0086] 光リソグラフィの分野での本発明の実施形態の使用に特に言及してきたが、本発明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印加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。

[0087] 本明細書で使用する「放射」及び「ビーム」という用語は、イオンビーム又は電子ビームなどの粒子ビームのみならず、紫外線（ＵＶ）放射（例えば、３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ若しくは１２６ｎｍ、又はこれら辺りの波長を有する）及び極端紫外光（ＥＵＶ）放射（例えば、５ｎｍ〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）を含むあらゆるタイプの電磁放射を網羅する。

[0088] 「レンズ」という用語は、状況が許せば、屈折、反射、磁気、電磁気及び静電気光学コンポーネントを含む様々なタイプの光学コンポーネントのいずれか一つ、又はその組み合わせを指すことができる。

[0089] 本発明に係る更なる実施形態が、以下の番号付けされた条項に提供されている。
１． リソグラフィプロセスのパラメータを測定する方法であって、方法は、
基板上に複数のターゲット構造を提供するステップであって、各ターゲット構造は基板の異なる層上に第１の構造及び第２の構造を備える、提供するステップと、
ターゲット構造内のターゲット非対称の測定を取得するために、測定放射を用いて各ターゲット構造を測定するステップであって、ターゲット非対称は、第１及び第２の構造のミスアライメントに起因するオーバーレイ寄与、並びに少なくとも第１の構造内の構造的非対称に起因する構造的寄与を備える、測定するステップと、
各ターゲット構造の少なくとも第１の構造内の構造的非対称に関する構造的非対称特性を取得するステップであって、構造的非対称特性は測定放射の少なくとも１つの選択された特性から独立している、取得するステップと、
ターゲット非対称の測定及び構造的非対称特性から、各ターゲット構造のターゲット非対称のオーバーレイ寄与を決定するステップと、
を含む。
２． 構造的非対称特性は、各ターゲット構造の少なくとも第１の構造の無次元フィンガープリント特性を備える、条項１に記載の方法。
３． ターゲット構造を測定するステップは、
測定放射を用いてターゲット構造を照明するステップ、及び各ターゲット構造によって散乱された測定放射を検出するステップと、
対応するより高次の散乱された測定放射内の強度非対称を測定するステップと、
を含む、
条項１又は２に記載の方法。
４． ターゲット非対称のオーバーレイ寄与を決定するステップは、強度非対称とターゲット非対称のオーバーレイ寄与との間に非線形周期関係が存在すると仮定するステップを含み、非線形周期関係は、構造的非対称に関するオフセット項を含む、条項３に記載の方法。
５． オフセット項は、スカラーファクタによってスケーリングされた、構造的非対称特性から構成され、スカラーファクタは、測定放射に関して少なくとも第１の配向で測定された場合、複数のターゲット構造のすべてについて一定であり、測定放射の少なくとも１つの選択された特性に依存する、条項４に記載の方法。
６． オーバーレイモデルを構築するステップを含み、オーバーレイモデルは、
構造的非対称特性によってパラメータ化された設計行列と、強度非対称の測定に関する第１の強度非対称パラメータ、
強度非対称の測定に関する第２の強度非対称パラメータによってパラメータ化された応答ベクトル、及び、
ターゲット非対称のオーバーレイ寄与及びスカラーファクタを記述するオーバーレイ寄与パラメータによってパラメータ化された、求められるべきパラメータのベクトル、
を含む、条項５に記載の方法。
７． ターゲット構造は、測定放射に関して第１の配向を有する第１の配向されたターゲット、及び、測定放射に関して第２の配向を有する第２の配向されたターゲットの、少なくとも２つのターゲットを備え、オーバーレイモデルは、第１の配向されたターゲットの測定に基づく第１の配向の方向にオーバーレイをモデリングするための、第１のオーバーレイモデルと、第２の配向されたターゲットの測定に基づく第２の配向の方向にオーバーレイをモデリングするための、第２のオーバーレイモデルとを備える、条項６に記載の方法。
８． 第１のオーバーレイモデルは第１のスカラーファクタを備え、第２のオーバーレイモデルは第２のスカラーファクタを備える、条項７に記載の方法。
９． 第１のオーバーレイモデルは第１の構造的非対称特性を備え、第２のオーバーレイモデルは第２の構造的非対称特性を備える、条項７又は８に記載の方法。
１０． ターゲット非対称のオーバーレイ寄与を決定するステップは、オーバーレイ寄与パラメータを求めるためにモデルを使用するステップを含む、条項６から９のいずれかに記載の方法。
１１． ターゲット構造の各々が、第１の既知の賦課バイアスを伴う第１のターゲット、及び、第２の既知の賦課バイアスを伴う第２のターゲットの、少なくとも２つのターゲットを備え、
第１の非対称パラメータは、第１のターゲット及び第２のターゲットから取得される非対称測定の差分を備え、
第２の非対称パラメータは、第１のターゲット及び第２のターゲットから取得される非対称測定の和を備える、
条項６から１０のいずれかに記載の方法。
１２． 第１の構造の直接測定を行うステップと、構造的非対称特性を取得するために直接測定を使用するステップとを含む、前記条項のいずれかに記載の方法。
１３． 第１の構造は基板上の最下部構造であり、第１の構造の直接測定は第２の構造の形成に先立って行われる、条項１２に記載の方法。
１４． ターゲット非対称のオーバーレイ寄与は、既知の賦課バイアスに起因する寄与及びオーバーレイエラーに起因する寄与を備え、方法は、オーバーレイエラーに起因する寄与を決定するステップを含む、前記条項のいずれかに記載の方法。
１５． 各ターゲット構造の測定を複数回実行するステップを含み、毎回測定放射を使用し、少なくとも１つの選択された特性が変動する、前記条項のいずれかに記載の方法。
１６． 少なくとも１つの選択された特性は、波長及び／又は偏光を備える、前記条項のいずれかに記載の方法。
１７． 構造的非対称特性を取得するステップは、複数の構造的非対称特性の線形結合を取得するステップを含み、各構造的非対称特性は異なる処理ステップの結果である、前記条項のいずれかに記載の方法。
１８． リソグラフィプロセスのパラメータを測定するためのメトロロジ装置であって、条項１から１７のいずれかの方法を実行するように動作可能である、メトロロジ装置。
１９． 複数のターゲット構造をその上に有する基板のためのサポートと、
各ターゲット構造を測定するステップを実行するための、光学システムと、
各ターゲット構造のターゲット非対称のオーバーレイ寄与を決定するステップを実行するように配置されたプロセッサと、
を備える、条項１８に記載のメトロロジ装置。
２０． リソグラフィ装置を備えるリソグラフィシステムであって、リソグラフィ装置は、
パターンを照明するように配置された照明光学システムと、
パターンのイメージを基板上に投影するように配置された投影光学システムと、
条項１８又は１９のいずれかに係るメトロロジ装置と、
を備え、
リソグラフィ装置は、パターンを更なる基板に適用する際に、メトロロジ装置によって計算される決定されたオーバーレイ寄与を使用するように配置される、
リソグラフィシステム。
２１． 好適なプロセッサ制御装置上で実行された時に、条項１から１７のいずれか一項の方法をプロセッサ制御装置に実行させる、プロセッサ可読命令を備えるコンピュータプログラム。
２２． 条項２１のコンピュータプログラムを備える、コンピュータプログラム搬送体。

[0090] 特定の実施形態の前述の説明は、他者が当業者の知識を適用することによって、過度の実験なしに、本発明の一般的な概念を逸脱することなく、様々な適用例についてこうした特定の実施形態を容易に修正及び／又は適合させることが可能な、本発明の一般的な性質を完全に明らかにする。したがって、こうした適合及び修正は、本明細書に提示される教示及び指導に基づく、開示された実施形態の等価物の意味及び範囲内にあることが意図される。本明細書に記載の表現又は用語は、限定ではなく、例示による説明を目的とするものであるため、本明細書の用語又は表現は、教示及び指導に照らして当業者によって解釈されるものであることを理解されよう。

[0091] 本発明の幅及び範囲は、上述した例示的実施形態のいずれによっても限定されず、特許請求の範囲及びその同等物によってのみ規定されるものである。

Claims (15)

1. リソグラフィプロセスのパラメータを測定する方法であって、
   基板上に複数のターゲット構造を提供するステップであって、各ターゲット構造は前記基板の異なる層上に第１の構造及び第２の構造を備える、提供するステップと、
   前記ターゲット構造内のターゲット非対称の測定を取得するために、測定放射を用いて各ターゲット構造を測定するステップであって、前記ターゲット非対称は、前記第１及び第２の構造のミスアライメントに起因するオーバーレイ寄与と、少なくとも前記第１の構造における構造的非対称に起因する構造的寄与とを備える、測定するステップと、
   各ターゲット構造の少なくとも前記第１の構造における前記構造的非対称に関する構造的非対称特性を取得するステップであって、前記構造的非対称特性は前記測定放射の少なくとも１つの選択された特性から独立している、取得するステップと、
   前記ターゲット非対称の測定及び前記構造的非対称特性から、各ターゲット構造の前記ターゲット非対称の前記オーバーレイ寄与を決定するステップと、
   を含む、方法。
2. 前記構造的非対称特性は、各ターゲット構造の少なくとも前記第１の構造の無次元フィンガープリント特性を備える、請求項１に記載の方法。
3. 前記ターゲット構造を測定する前記ステップは、
   前記測定放射を用いて前記ターゲット構造を照明するステップ、及び各ターゲット構造によって散乱された前記測定放射を検出するステップと、
   対応するさらに高次の前記散乱された測定放射における強度非対称を測定するステップと、
   を含む、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記ターゲット非対称の前記オーバーレイ寄与を決定する前記ステップは、強度非対称と前記ターゲット非対称の前記オーバーレイ寄与との間に非線形周期関係が存在すると仮定するステップであって、前記非線形周期関係は、前記構造的非対称に関するオフセット項を含む、仮定するステップを含む、請求項３に記載の方法。
5. 前記オフセット項は、スカラーファクタによってスケーリングされた、前記構造的非対称特性から構成され、前記スカラーファクタは、前記測定放射に関して少なくとも第１の配向で測定された場合、前記複数のターゲット構造のすべてについて一定であり、前記測定放射の前記少なくとも１つの選択された特性に依存する、請求項４に記載の方法。
6. オーバーレイモデルを構築するステップを含み、前記オーバーレイモデルは、
   前記構造的非対称特性によってパラメータ化された設計行列、及び、前記強度非対称の測定に関する第１の強度非対称パラメータと、
   前記強度非対称の測定に関する第２の強度非対称パラメータによってパラメータ化された応答ベクトルと、
   前記ターゲット非対称の前記オーバーレイ寄与及び前記スカラーファクタを記述するオーバーレイ寄与パラメータによってパラメータ化された、求められるべきパラメータのベクトルと、
   を含む、請求項５に記載の方法。
7. 前記ターゲット構造は、前記測定放射に関して第１の配向を有する第１の配向されたターゲット、及び、前記測定放射に関して第２の配向を有する第２の配向されたターゲットの、少なくとも２つのターゲットを備え、前記オーバーレイモデルは、前記第１の配向されたターゲットの測定に基づく前記第１の配向の方向にオーバーレイをモデリングするための、第１のオーバーレイモデルと、前記第２の配向されたターゲットの測定に基づく前記第２の配向の方向にオーバーレイをモデリングするための、第２のオーバーレイモデルとを備える、請求項６に記載の方法。
8. 前記第１のオーバーレイモデルは第１のスカラーファクタを備え、前記第２のオーバーレイモデルは第２のスカラーファクタを備える、請求項７に記載の方法。
9. 前記第１のオーバーレイモデルは第１の構造的非対称特性を備え、前記第２のオーバーレイモデルは第２の構造的非対称特性を備える、請求項７又は８に記載の方法。
10. 前記ターゲット非対称の前記オーバーレイ寄与を決定する前記ステップは、前記オーバーレイ寄与パラメータを求めるために前記モデルを使用するステップを含む、請求項６から９のいずれか一項に記載の方法。
11. 前記ターゲット構造の各々が、第１の既知の賦課バイアスを伴う第１のターゲット、及び、第２の既知の賦課バイアスを伴う第２のターゲットの、少なくとも２つのターゲットを備え、
    前記第１の非対称パラメータは、前記第１のターゲット及び前記第２のターゲットから取得される前記非対称測定の差を備え、
    前記第２の非対称パラメータは、前記第１のターゲット及び前記第２のターゲットから取得される前記非対称測定の和を備える、
    請求項６から１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 前記第１の構造の直接測定を行うステップと、前記構造的非対称特性を取得するために前記直接測定を使用するステップとを含む、請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。
13. リソグラフィプロセスのパラメータを測定するためのメトロロジ装置であって、請求項１から１２のいずれか一項の方法を実行するように動作可能であり、
    複数のターゲット構造をその上に有する前記基板のためのサポートと、
    各ターゲット構造を測定する前記ステップを実行するための光学システムと、
    各ターゲット構造の前記ターゲット非対称の前記オーバーレイ寄与を決定する前記ステップを実行するように準備されたプロセッサと、
    を備える、メトロロジ装置。
14. リソグラフィ装置を備えるリソグラフィシステムであって、前記リソグラフィ装置は、
    パターンを照明するように準備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準備された投影光学システムと、
    請求項１３に従うメトロロジ装置と、
    を備え、
    前記リソグラフィ装置は、前記パターンを更なる基板に適用する際に、前記メトロロジ装置によって計算される前記決定されたオーバーレイ寄与を使用するように準備される、
    リソグラフィシステム。
15. 好適なプロセッサ制御装置上で実行された時に、請求項１から１２のいずれか一項の方法をプロセッサ制御装置に実行させる、プロセッサ可読命令を備えるコンピュータプログラム。

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