JP2019509629A - 構造を測定する方法、検査装置、リソグラフィシステム、およびデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

検査装置（１４０）は、基礎グラフィプロセスによって基板に形成されたターゲット構造（Ｔ）の非対称性または他の特性を測定する。照明状態の所与のセットにおいて、前記測定の精度は、基板全体にわたる、および／または基板間のプロセス変動から強く影響を受ける。装置は、前記照明状態の２つ以上の変形型（ｐ１−、ｐ１、ｐ１＋；λ１−、λ１、λ１＋）のもとで、複数の構造によって散乱された放射を収集するように構成される。処理システム（ＰＵ）は、前記構造の中の様々な構造に対する前記変形型の異なる選択または組み合わせのもとで収集された放射を使用して、前記特性の測定値を導出するように構成される。変形型は、例えば、波長、または角度分布、または照明状態の任意の特性であり得る。変形型の選択および／または組み合わせは、様々な変形型に見られる信号品質（３０２、Ｑ、Ａ）を参照して行われる。
【選択図】図６

Description

関連出願の相互参照
[0001] 本願は、２０１６年２月２６日に出願された欧州特許出願第１６１５７５０３．０号の優先権を主張するものであり、この特許は、参照によりその全体を本明細書に援用される。

[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可能なメトロロジの方法および装置と、リソグラフィ技術を使用してデバイスを製造する方法とに関する。

[0003] リソグラフィ装置は、基板に、通常は基板のターゲット部分に所望のパターンを付加する機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造で使用することができる。その際に、代替としてマスクまたはレチクルとも称されるパターニングデバイスを使用して、ＩＣの個々の層に形成される回路パターンを発生させることができる。このパターンは、基板（例えば、シリコンウェーハ）のターゲット部分（例えば、１つのダイの一部、１つのダイ、または複数のダイを含む）に転写することができる。パターンの転写は通常、基板に設けられた放射感応性材料（レジスト）層への結像による。一般に、単一の基板は、連続的にパターン形成された、隣接したターゲット部分のネットワークを含む。

[0004] リソグラフィプロセスでは、多くの場合、例えば、プロセス制御および検証を行うために、形成された構造の測定を行うのが好ましい。クリティカルディメンジョン（ＣＤ）を測定するのにしばしば使用される走査電子顕微鏡と、デバイスの２つの層のアライメント精度、オーバーレイを測定する専用ツールとを含む、上記の測定を行う様々なツールが公知である。最近では、様々な形態のスキャトロメータが、リソグラフィ分野で使用するために開発された。これらのデバイスは、ターゲットの対象となる特性を求めることを可能にする回折「スペクトル」を得るために、放射ビームをターゲットに誘導し、散乱線の１つまたは複数の特性、例えば、単一の反射角における波長に応じた強度照度、１つまたは複数の波長における反射角に応じた強度照度、または反射角に応じた偏光を測定する。

[0005] 公知のスキャトロメータの例には、米国特許出願公開第２００６０３３９２１Ａ１号および米国特許出願公開第２０１０２０１９６３Ａ１号に記載のタイプの角度分解スキャトロメータがある。そのようなスキャトロメータで使用されるターゲットは、例えば、４０μｍ×４０μｍなどの比較的大きい格子であり、測定ビームは、格子よりも小さいスポットを形成する（すなわち、格子はアンダーフィルされる）。再現によるフィーチャ形状の測定に加えて、米国特許出願公開第２００６０６６８５５Ａ１号に記載された装置を使用して、回折によりオーバーレイを測定することができる。回折次数の暗視野結像を使用する、回折に基づくオーバーレイメトロロジは、より小さいターゲットのオーバーレイおよび他のパラメータの測定を可能にする。これらのターゲットは、照明スポットよりも小さくすることができ、基板の製品構造によって囲むことができる。周囲の製品構造からの強度照度は、像平面の暗視野検出を用いて、オーバーレイターゲットからの照度強度から効率的に分離することができる。

[0006] 暗視野結像メトロロジの例は、米国特許出願公開第２０１００３２８６５５Ａ１号および米国特許出願公開第２０１１０６９２９２Ａ１号に見ることができ、これらの文献は、参照によりそれらの全体を本明細書に援用される。技術のさらなる発展形態は、米国特許出願公開第２０１１００２７７０４Ａ号、同第２０１１００４３７９１Ａ号、同第２０１１１０２７５３Ａ１号、同第２０１２００４４４７０Ａ号、同第２０１２０１２３５８１Ａ号、同第２０１２０２４２９７０Ａ１号、同第２０１３０２５８３１０Ａ号、同第２０１３０２７１７４０Ａ号、および国際公開第２０１３１７８４２２Ａ１号に記載されている。通常、これらの方法では、ターゲットの特性として、非対称性を測定するのが望ましい。ターゲットは、非対称性の測定値を使用して、オーバーレイ、焦点距離、またはドーズなどの様々な性能パラメータの測定値を求めることができるように設計することができる。ターゲットの非対称性は、スキャトロメータを使用して、回折スペクトルの両側部分間の強度の差を検出することで測定される。非対称性の測定値を求めるために、例えば、＋１および−１の回折次数の強度を比較することができる。

[0007] これらの公知の技術では、ターゲット内の周期構造（格子）から＋１および−１の回折次数を得るために、適切な照明モードおよび像検出モードが使用される。これらの両側の回折次数を比較することで、構造の非対称性の測定値が得られる。多くの場合、得られた非対称性信号は、対象となる性能パラメータだけでなく、程度は未知であるが、プロセス変量の影響も受ける。対象となるパラメータの測定精度を向上させるために、例えば、照明放射のスペクトルおよび角度分布に関して、きわめて限定的な照明状態を定めることができる。高度な３次元構造に対して、良好な品質の非対称性信号を得るために、非常に狭いスペクトルピークおよびきわめて限定的な照明プロファイルが必要とされることがある。

[0008] 残念なことに、基板全体にわたる、および基板間のプロセス変動により、基板の１つの部分にとって最適である照明状態が、何か別の部分では半最適になり、用をなさなくなることさえあると分かった。さらなる測定を行うことなく、あらゆるウェーハのあらゆる部分に対する照明状態がどのように変わるかを前もって知ることは困難である。

[0009] 本発明の目的は、基板全体にわたる、および／または基板間のプロセス変動がある中で、測定の精度を改善することである。

[0010] 第１の態様では、本発明は、１つまたは複数の基板の上にリソグラフィプロセスによって形成された複数の構造の特性を測定する方法を提供し、各構造の前記特性の測定値は、照明状態の所与のセットのもとで、構造によって散乱された後に収集された放射から少なくとも部分的に導出され、
照明状態の所与のセットにおける前記構造の中の様々な構造に対する前記測定の精度は、基板全体にわたる、および／または基板間のプロセス変動から影響を受け、
方法は、前記照明状態の２つ以上の変形型のもとで収集された放射を使用して実施され、前記構造の中の様々な構造に対して、前記特性の測定値は、前記変形型の異なる選択、または組み合わせのもとで収集された放射を使用して導出される。

[0011] 照明状態の変形型は、例えば、波長、照明の角度分布、焦点距離、偏光、または照明状態の他の任意の特性によって変わることができる。

[0012] 一部の実施形態では、構造の少なくとも１つのサブセットに対して、前記照明状態の変形型の共通セットを使用して、放射が各構造から収集され、測定値を導出するのに使用される変形型の選択または組み合わせは、放射を収集した後に実施される。

[0013] 構造の前記サブセットに対する変形型の選択または組み合わせは、例えば、前記照明状態の様々な変形型のもとで、構造から収集された放射に見られる信号品質に基づくことができる。例えば、非対称性の測定の場合に、非対称性信号の大きさは、一群の構造から容易に求めることができる。

[0014] 方法は、複数の周期構造に対する、方法によって求めた非対称性に基づいて、前記リソグラフィプロセスの性能パラメータを計算することをさらに含むことができる。性能パラメータは、例えば、オーバーレイ、焦点距離、またはドーズとすることができる。

[0015] 本発明はさらに、１つまたは複数の基板の上にリソグラフィプロセスによって形成された複数の構造の特性を測定する検査装置を提供し、装置は、照明光学系、収集光学系、および処理システムを含み、処理システムは、照明光学系によって確立された照明状態の１つまたは複数のセットのもとで、構造によって散乱された後に前記収集光学系によって収集された放射から、各構造の前記特性の測定値を少なくとも部分的に導出するように構成され、照明状態の所与のセットにおける前記構造の中の様々な構造に対する前記測定値の精度は、基板全体にわたる、および／または基板間のプロセス変動から影響を受け、照明系および収集系は、前記照明状態の２つ以上の変形型のもとで、複数の構造によって散乱された放射を収集するように構成され、前記処理システムは、前記構造の中の様々な構造に対する前記変形型の異なる選択または組み合わせのもとで、収集された放射を使用して前記特性の測定値を導出するように構成される。

[0016] 本発明はさらに、プログラム可能な処理装置に上記の本発明による方法を実行させるマシン可読命令を含むコンピュータプログラム製品を提供する。マシン可読命令は、例えば、非一時的記憶媒体に組み入れることができる。

[0017] 本発明はさらに、リソグラフィ装置と、上記の本発明による検査装置とを含むリソグラフィシステムを提供する。

[0018] 本発明はさらに、リソグラフィプロセスを使用して、デバイスパターンが一連の基板に付加される、デバイスを製造する方法を提供し、方法は、請求項１から１７のいずれか一項に記載の方法を使用して、前記デバイスパターンの一部として、または前記デバイスパターンに加えて、前記基板の少なくとも１つの上に形成された１つまたは複数の構造の１つまたは複数の特性を測定することと、測定結果に従って、後の基板に対するリソグラフィプロセスを制御することとを含む。

[0019] 本発明のさらなる特徴および利点、さらには、本発明の様々な実施形態の構造および動作が、添付図面を参照して下記に詳細に説明される。なお、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。そのような実施形態は、例示のみを目的として本明細書に提示される。さらなる実施形態が、本明細書に記載された教示から当業者に明らかになるであろう。

[0020] 本発明の実施形態が、例として、添付の図面を参照して以下に説明される。

リソグラフィ装置を半導体デバイス用の製造設備を形成する他の装置と共に示している。 （ａ）本発明の一部の実施形態に従って、角度分解スキャトロメトリおよび暗視野結像検査法を実施するように構成された検査装置と、（ｂ）図２の装置のターゲット格子による入射放射線の回折の拡大詳細図とを概略的に示している。 測定信号品質と放射波長との間の関係における可変プロセス依存の問題を示している。 測定信号品質と放射の角度分布との間の関係における可変プロセス依存の問題を示している。 本発明の実施形態で、照明状態の３つの変形型を使用して、測定信号を得た場合に取得できる４つの事例を示している。 本発明の実施形態で変形型として使用される３つの放射スペクトルを選択する例を示している。 例示的な基板全体にわたる最適照明状態の変動を示している。 図３から７の原理を使用して、リソグラフィプロセスを制御する方法の流れ図である。

[0021] 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できる例示的環境を提示することは有益である。

[0022] 図１は、リソグラフィ大量製造プロセスを実施する製造設備の一部として、リソグラフィ装置ＬＡを１００で示している。この例では、製造プロセスは、半導体ウェーハなどの基板上での半導体製品（集積回路）の製造に適している。当業者には、このプロセスの変形型で様々なタイプの基板を処理することで、多岐にわたる製品を製造できると分かるであろう。今日、莫大な商業的価値がある半導体製品の製造は、単なる例として使用される。

[0023] リソグラフィ装置（または、略して「リソツール」１００）内において、測定ステーションＭＥＡは１０２で示され、露光ステーションＥＸＰは１０４で示されている。制御ユニットＬＡＣＵは１０６で示されている。この例では、各基板は、測定ステーションと、適用されるパターンを有する露光ステーションに滞在する。光学リソグラフィ装置では、例えば、調整された放射線および投影システムを使用して、製品パターンをパターニングデバイスＭＡから基板に転写するために、投影システムが使用される。これは、放射線感応性レジスト材料の層にパターン像を形成することで行われる。

[0024] 本明細書で使用される「投影システム」という用語は、露光放射を使用するのに適した、または液浸液の使用もしくは真空の使用などの他の要素に適した、屈折式、反射式、反射屈折式、磁気式、電磁式、および静電式光学系、またはそれらの任意の組み合わせを含む任意のタイプの投影システムを包含すると広く解釈すべきである。パターニングＭＡデバイスはマスクまたはレチクルとすることができ、パターンまたはレチクルは、パターニングデバイスによって透過または反射される放射ビームにパターンを付与する。公知の動作モードとして、ステッピングモードおよび走査モードがある。公知のように、投影システムは、基板およびパターニングデバイス用のサポートおよび位置決めシステムと様々な方法で協同して、基板全体にわたる多数のターゲット部分に所望のパターンを付加することができる。プログラマブルパターニングデバイスは、固定パターンを有するレチクルの代わりに使用することができる。放射には、例えば、深紫外線（ＤＵＶ）または極紫外線（ＥＵＶ）周波帯の電磁放射があり得る。本開示は、他のタイプのリソグラフィプロセス、例えば、電子ビームによる、例えば、インプリントリソグラフィおよびダイレクトライティングリソグラフィにも適用可能である。

[0025] リソグラフィ装置制御ユニットＬＡＣＵは、装置ＬＡに基板ＷおよびレチクルＭＡを受け入れさせ、パターン形成処理を実施させるために、様々なアクチュエータおよびセンサの動作および測定を制御する。ＬＡＣＵには、装置の動作に関連する所望の計算を実施する信号処理およびデータ処理能力もある。実際に、制御ユニットＬＡＣＵは、それぞれがリアルタイムのデータ取得、処理、および装置内のサブシステムまたはコンポーネントの制御を取り扱う多数のサブユニットからなるシステムとして具現化される。

[0026] 基板は、様々な予備ステップが実施できるように、露光ステーションＥＸＰでパターンが基板に付加される前に、測定ステーションＭＥＡで処理される。予備ステップは、高さセンサを使用して、基板の面高さをマッピングすること、およびアライメントセンサを使用して、基板のアライメントマークの位置を測定することを含むことができる。アライメントマークは、通常、規則的な格子パターンに配置される。しかし、マークを形成する際の不正確さにより、さらに、基板の処理全体を通して発生する基板の変形により、マークは理想的な格子から外れる。このため、装置が、製品フィーチャをきわめて高い精度で正確な位置にプリントする場合に、基板の位置および向きを測定することに加えて、実際上、アライメントセンサが、基板領域全体にわたって、多数のマークの位置を詳細に測定しなければならない。装置は、制御ユニットＬＡＣＵによって制御される位置決めシステムをそれぞれが含む２つの基板テーブルを有する、いわゆる２段タイプとすることができる。一方の基板テーブルに載った１つの基板が、露光ステーションＥＸＰで露光されている間、別の基板は、様々な予備ステップを実施できるように、測定ステーションＭＥＡで他方の基板テーブルに載せることができる。したがって、アライメントマークの測定は非常に時間がかかり、２つの基板テーブルを設けることで、装置のスループットの大幅な向上が可能になる。基板テーブルが測定ステーションおよび露光ステーションにある間、位置センサＩＦが、基板テーブルの位置を測定できない場合に、両方のステーションで基板テーブルの位置を探知するのを可能にする第２の位置センサを設けることができる。リソグラフィ装置ＬＡは、例えば、２つの基板テーブルＷＴａ、ＷＴｂと、基板テーブルを交換することができる２つのステーション（露光ステーションおよび測定ステーション）を有する、いわゆる２段タイプとすることができる。

[0027] 製造設備内で、装置１００は、装置１００でパターンを形成するために、感光性レジストおよび他の被覆を基板Ｗに塗布する被覆装置１０８も収容する「リソセル」または「リソクラスタ」の一部を形成する。装置１００の出力側には、露光されたパターンを現像して物理レジストパターンにするために、焼成装置１１０および現像装置１１２が設けられている。これらの全装置間で、基板ハンドリングシステムは、基板の支持と、１つの装置から次の装置への基板の移送とを引き受ける。しばしば一括してトラックと称されるこれらの装置は、トラック制御ユニットの制御下にあり、トラック制御ユニットは、それ自体、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はまた、リソグラフィ装置制御ユニットＬＡＣＵを通してリソグラフィ装置を制御する。こうして、様々な装置は、スループットおよび処理効率を最大限にするように動作することができる。監視制御システムＳＣＳは、各パターン付き基板を形成するために実施されるステップの定義をより詳細に規定したレシピ情報Ｒを受け取る。

[0028] パターンがリソセルにおいて付加され、現像されると、パターン付き基板１２０は、１２２、１２４、１２６などで示す他の処理装置に移送される。典型的な製造設備の様々な装置によって、様々な処理ステップが実施される。例として、この実施形態の装置１２２は、エッチングステーションであり、装置１２４は、エッチング後のアニールステップを行う。さらなる物理的および／または化学的処理ステップがさらなる装置１２６などに適用される。材料の堆積、表面材料特性の改質（酸化、ドーピング、イオン注入など）、化学機械研磨（ＣＭＰ）などの様々なタイプの処理が、実際のデバイスを作製するために必要とされ得る。装置１２６は、実際上、１つまたは複数の装置で実施される一連の様々な処理ステップを表すことができる。

[0029] 公知のように、半導体デバイスの製造は、基板の層ごとに適切な材料およびパターンを用いてデバイス構造を構築するために、そのような処理を多数繰り返すことを必要とする。相応して、リソクラスタに到達した基板１３０は、新たに用意された基板とすることができ、または基板１３０は、このクラスタで、または全く別の装置ですでに処理された基板とすることができる。同様に、必要とされる処理に応じて、基板１３２は、装置１２６から出ると、次のパターン形成処理のために同じリソクラスタに戻すことができ、またはパターン形成処理のために、行き先を異なるクラスタにすることができ、またはダイシングおよびパッケージ化のために送られる完成品とすることができる。

[0030] 製品構造の各層は、プロセスステップの異なるセットを必要とし、各層で使用される装置１２６は、タイプが完全に異なることがある。さらに、装置１２６によって適用される処理ステップが名目上同じである場合でさえ、大型設備において、様々な基板に対してステップ１２６を実施するために、並行して動作するいくつかの同一と考えられる機械があり得る。これらの機械間の構成または欠点の小さな相違は、この小さな相違が、様々な基板に異なる形で影響を及ぼすことを意味し得る。エッチング（装置１２２）などの比較的各層に共通であるステップでさえ、名目上同一であるが、スループットを最大化するために並行して動作するいくつかのエッチング装置によって実施されることがある。実際上、さらに、様々な層は、エッチングされる材料の細部と、例えば、異方性エッチングなどの特別な要件とに応じて、様々なエッチングプロセス、例えば、化学エッチング、プラズマエッチングを必要とする。

[0031] 上記のように、前の、および／または次のプロセスは、他のリソグラフィ装置で実施することができ、様々なタイプのリソグラフィ装置で実施することさえできる。例えば、解像度およびオーバーレイなどのパラメータに関して要求がきわめて厳しい一部の層は、デバイス製造プロセスにおいて、要求があまり厳しくない他の層よりも高度なリソグラフィツールで実施することができる。したがって、一部の層は、液浸タイプのリソグラフィツールで露光することができ、一方、他の層は、「ドライ」ツールで露光される。一部の層は、ＤＵＶ波長で動作するツールで露光することができ、一方、他の層は、ＥＵＶ波長の放射線を使用して露光される。

[0032] リソグラフィ装置によって露光される基板が、正確かつ一貫的に露光されるために、露光された基板を検査して、基板層間のオーバーレイエラー、線太さ、クリティカルディメンジョン（ＣＤ）などの特性を測定するのが望ましい。相応して、リソセルＬＣが配置された製造設備は、メトロロジシステムＭＥＴも含み、メトロロジシステムＭＥＴは、リソセルで処理された基板Ｗの一部またはすべてを受け入れる。メトロロジの結果は、監視制御システム（ＳＣＳ）１３８に直接的に、または間接的に供給される。エラーが検出されると、特に、同じバッチの他の基板がそれでも露光される程度にすぐに、かつ素早くメトロロジを行うことができる場合に、次の基板の露光を調整することができる。また、すでに露光された基板は、歩留まりを改善するために剥がして再処理するか、または廃棄することができ、それにより、欠陥があると分かっている基板に対するさらなる処理の実施を回避する。基板の一部のターゲット部分だけに欠陥がある場合に、良好であるターゲット部分に対してだけ、さらなる露光を実施することができる。

[0033] 製造プロセスの所望の段階で、製品のパラメータの測定をするために設けられたメトロロジ装置１４０も図１に示されている。最新のリソグラフィ製造設備のメトロロジ装置の一般的な例には、スキャトロメータ、例えば、角度分解スキャトロメータまたは分光スキャトロメータがあり、このスキャトロメータは、装置１２２でエッチングを行う前に、１２０の現像された基板の特性を測定するのに使用することができる。メトロロジ装置１４０を使用して、例えば、オーバーレイまたはクリティカルディメンジョン（ＣＤ）などの重要な性能パラメータが、現像されたレジストにおいて特定の精度要件を満たしていないことを明らかにすることができる。エッチングステップの前に、現像されたレジストを剥がし、リソクラスタによって基板１２０を再処理する機会が存在する。やはり公知のように、装置１４０からのメトロロジの結果１４２を使用して、リソクラスタでのパターン形成処理の高精度な性能を維持し、監視制御システムＳＣＳおよび／または制御ユニットＬＡＣＵ１０６によって、長期にわたる小調整を行い、それにより、製品が仕様から外れる、および再処理を必要とするリスクを最小限にすることができる。当然のことながら、メトロロジ装置１４０および／または他のメトロロジ装置（図示せず）は、処理済み基板１３２、１３４および投入基板１３０の特性を測定するのに適用することができる。

例示的な検査装置
[0034] 図２（ａ）は、いわゆる暗視野結像メトロロジを実施する検査装置の主要要素を概略的に示している。メトロロジ装置は、スタンドアロン型デバイスとするか、または、例えば、測定ステーションもしくはリソグラフィセルＬＣのいずれかで、リソグラフィ装置ＬＡに組み込むことができる。装置全体にわたっていくつかの分岐を有する光軸は、点線Ｏで示されている。ターゲット格子構造Ｔおよび回折光線は、図２（ｂ）にさらに詳細に示されている。

[0035] 導入部に記載した先行出願で説明されているように、図２（ａ）の暗視野結像装置は、分光スキャトロメータの代わりに、または分光スキャトロメータに加えて使用することができる多目的角度分解スキャトロメータの一部とすることができる。このタイプの検査装置では、放射源１１から放射された放射線は、照明システム１２によって調整される。例えば、照明システム１２は、コリメートレンズシステム１２ａ、カラーフィルタ１２ｂ、ポラライザ１２ｃ、およびアパーチャデバイス１３を含むことができる。調整された放射は、照明光路ＩＰをたどり、照明光路ＩＰ内で部分反射面１５によって反射され、顕微鏡対物レンズ１６を介して基板Ｗ上のスポットＳに合焦される。メトロロジターゲットＴは、基板Ｗに形成することができる。レンズ１６は、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の高い開口数（ＮＡ）を有する。必要な場合に、液浸流体を使用して１を超える開口数を用いて得ることができる。

[0036] この例での対物レンズ１６は、ターゲットによって散乱した放射を収集する働きもする。収集光路ＣＰが、この戻り放射用として概略的に示されている。多目的スキャトロメータは、収集光路に２つ以上の測定分岐を有することができる。図示した例は、瞳結像光学系１８および瞳像センサ１９を含む瞳結像分岐を含む。下記にさらに詳細に説明される結像分岐も示されている。さらに、実用装置では、例えば、強度の正規化用、取込みターゲットの粗像形成用、合焦用などの基準放射を収集するためのさらなる光学系および分岐が含まれる。これらの詳細は、上記の先行公報に見ることができる。

[0037] メトロロジターゲットＴが基板Ｗに設けられる場合、メトロロジターゲットＴは１Ｄ格子とすることができ、１Ｄ格子は、現像後に、バーが、連続するレジスト線で形成されるようにプリントされる。ターゲットは２Ｄ格子とすることができ、この格子は、現像後に、連続するレジストピラーまたはレジスト内のビアで形成されるようにプリントされる。あるいは、バー、ピラー、またはビアは、基板にエッチングで形成することができる。各これらの格子は、検査装置を使用して特性を調べることができるターゲット構造の例である。格子の場合に、構造は周期的である。オーバーレイメトロロジターゲットの場合に、格子は、前のパターン形成ステップで形成された別の格子の上にプリントされる、またはこの別の格子と交互に配置される。

[0038] 照明システム１２の様々なコンポーネントは、同じ装置内で様々なメトロロジ「レシピ」を実施するように調整可能である。照明放射の特性として、波長（色）および偏光を選択することに加えて、照明システム１２は、様々な照明プロファイルを実施するように調整することができる。アパーチャデバイス１３の平面は、対物レンズ１６の瞳面および瞳像検出器１９の平面と共役である。したがって、アパーチャデバイス１３によって決まる照明プロファイルは、基板Ｗ上のスポットＳへの入射光の角度分布を画定する。様々な照明プロファイルを実施するために、照明光路にアパーチャデバイス１３を設けることができる。アパーチャデバイスは、可動式スライダまたはホイールに取り付けられた様々な開口１３ａ、１３ｂ、１３ｃなどを含むことができる。あるいは、アパーチャデバイスは、固定された、またはプログラム可能な空間光モジュレータ（ＳＬＭ）１３ｃを含むことができる。さらなる代替案として、照明瞳面の様々な位置に光ファイバを配置して、光ファイバのそれぞれの位置に選択的に光を送ったり、または送らなかったりするために使用することができる。これらの変形型は、すべて上記の文献で説明され、例示されている。アパーチャデバイスは、透過よりもむしろ反射の形態をとることができる。例えば、反射式ＳＬＭを使用することができる。実際に、ＵＶまたはＥＵＶ波帯で動作する検査装置において、光学要素のほとんど、またはすべては、反射式とすることができる。

[0039] 照明モードに応じて、入射角が図２（ｂ）の「Ｉ」で示す通りとなるように例示的な光線３０ａを供給することができる。ターゲットＴによって反射されたゼロ次光線の光路は、「０」と表記されている（光軸「Ｏ」と混同しないこと）。同様に、同じ照明モードにおいて、または第２の照明モードにおいて、光線３０ｂを供給することができ、この場合に、入射および反射の角度は、第１のモードと比較して入れ替わる。図２（ａ）では、第１および第２の例示的な照明モードのゼロ次光線は、それぞれ０ａ、０ｂと表記されている。

[0040] 図２（ｂ）にさらに詳細に示すように、ターゲット構造の例としてのターゲット格子Ｔは、基板Ｗが対物レンズ１６の光軸Ｏに垂直な状態で配置されている。オフアクシス照明プロファイルの場合に、軸Ｏから外れて角度をなして格子Ｔに当たった照明Ｉの光線３０ａは、ゼロ次光線（実線０）および２つの一次光線（一点鎖線＋１および二点鎖線−１）を生じさせる。小ターゲット格子がオーバーフィルされる場合、これらの光線は、メトロロジ格子Ｔおよび他のフィーチャを含む基板の領域にわたる多数の平行光線の１つにすぎないことを忘れてはならない。照明光線３０ａのビームは、（有用な光量を収容するのに必要な）有限の幅を有するので、入射光線Ｉは、事実上、所定の角度範囲を占め、回折光線０および回折光線＋１／−１は幾分広がる。小ターゲットの点広がり関数によれば、各次数＋１、−１は、示すような単一の理想光線ではなく、所定の角度範囲にわたってさらに広がる。

[0041] 暗視野結像用の収集光路の分岐では、結像光学系２０は、基板Ｗのターゲットの像Ｔ’をセンサ２３（例えば、ＣＣＤまたはＣＭＯＳセンサ）に形成する。開口絞り２１は、対物レンズ１６の瞳面と共役である収集光路ＣＰの結像分岐の平面に設けられている。開口絞り２１は、瞳絞りと称されることもある。開口絞り２１は、照明開口が様々な形態をとることができるのと同様に、様々な形態をとることができる。開口絞り２１は、レンズ１６の有効開口と共同して、散乱線のどの部分を使用してセンサ２３に像を形成するかを定める。通常、開口絞り２１は、ゼロ次回折ビームを遮断するように機能するので、センサ２３に形成されるターゲットの像は、一次ビームからのみ形成される。両方の一次ビームが組み合わされて像を形成する例では、この像は、暗視野顕微鏡に相当する、いわゆる暗視野像である。

[0042] センサ２３によって取り込まれた像は、画像プロセッサおよびコントローラＰＵに出力され、画像プロセッサおよびコントローラＰＵの機能は、行われる特定のタイプの測定によって決まる。このために、ターゲット構造の非対称性の測定が行われる。非対称性測定は、ターゲット構造を形成するのに使用されるリソグラフィプロセスの性能パラメータの測定値を求めるために、ターゲット構造の情報と組み合わせることができる。この方法で測定できる性能パラメータには、例えば、オーバーレイ、焦点距離、およびドーズがある。ターゲットの特別な構造は、様々な性能パラメータのこれらの測定が、同じ基本的な非対称性測定法を通じて行われるのを可能にするために設けられる。

[0043] 再度図２（ｂ）および照明光線３０ａを参照すると、ターゲット格子からの＋１次回折光線は、対物レンズ１６に入り、センサ２３に像が記録されるのに寄与する。光線３０ｂは、光線３０ａとは反対の角度で入射し、そのため、−１次回折光線が対物レンズに入り、画像に寄与する。開口絞り２１は、オフアクシス照明を使用する場合に、ゼロ次放射線を遮断する。先行公報で説明されているように、照明モードは、ＸおよびＹ方向のオフアクシス照明で定義することができる。

[0044] これらの様々な照明モード下で、ターゲット格子の像を比較することで、非対称性の測定値を求めることができる。あるいは、非対称性の測定値は、同じ照明モードを維持するが、ターゲットを回転させることで求めることができる。オフアクシス照明が示されているが、その代わりとして、ターゲットのオンアクシス照明を使用することができ、改良したオフアクシス開口絞り２１を使用して、実質的に１つの一次回折光だけをセンサに送ることができる。さらなる例では、オフアクシスプリズム対２２が、オンアクシス照明モードと組み合わせて使用される。これらのプリズムは、＋１および−１次をセンサ２３の様々な位置にそらす効果を有するので、２つの連続する像取込みステップの必要なしに、＋１および−１次を検出して比較することができる。実際上、画像センサ２３上の分離した位置に分離像が形成される。例えば、図２（ａ）では、照明光線３０ａからの＋１次回折を使用して作られる像Ｔ’（＋１ａ）は、照明光線３０ｂからの−１次回折を使用して作られる画像Ｔ’（−１ｂ）とは空間的に離れている。この技術は、上記の米国特許出願公開第２０１１１０２７５３Ａ１号に開示されており、この特許の内容は、参照により本明細書に援用される。一次ビームの代わりに、または一次ビームに加えて、二次、三次、さらに高次のビーム（図２に示していない）を測定に使用することができる。さらなるバリエーションとして、オフアクシス照明モードは一定に保つことができ、一方、ターゲット自体は、両側の回折次数を使用して像を取り組むために、対物レンズ１６の下で１８０°回転する。

[0045] 従来のレンズに基づく結像システムが説明されたが、本明細書で開示する技術には、プレノプティックカメラ、さらに、いわゆる「レンズレス」または「デジタル」結像システムを同様に適用することができる。したがって、回折放射用の処理システムのどの部分が光領域で実施されるか、およびどれが電子およびソフトウェア領域で実施されるかといった設計上の選択度が高い。

プロセス感度−序論
[0046] 場合によっては、ターゲット構造の非対称性に対する、検出された暗視野像または瞳像の感度は、基板全体にわたる領域間で、および／または基板間で変わるリソグラフィプロセスのパラメータに大きく依存する。図３は、プロセス感度、すなわち、波長λに対する非対称性信号品質の依存性の第１の例を示している。垂直軸は、例えば、格子構造から得た非対称性信号Ａの強さを表している。この例のターゲット構造は、最新の高密度メモリデバイス（例えば、ＮＡＮＤメモリまたはＤＲＡＭ）に使用されるような３Ｄ構造である。

[0047] 構造の深さは深いので、干渉効果により、非対称性信号の強度は、波長に応じて周期的に変わる。実線の曲線３０２は、第１の偏光の照明のもとでの波長に応じた信号強度を表し、一方、点線の曲線３０４は、第２の偏光の照明のもとでの信号強度を表している。ここでは、垂直および水平目盛の単位は任意である。しかし、当然のことながら、これらの曲線に見られる周期変動は、従来のスキャトロメータで使用される照明の波長および通常の帯域幅の範囲と比較して、波長目盛できわめて短い周期を有する。波長目盛でのピーク間距離は、例えば、横に５０ｎｍ未満、または３０ｎｍ幅未満とすることができる。単色放射波長λ１は、きわめて強い非対称性信号をもたらし、単色放射波長λ２は、きわめて強いが、符号が反対の非対称性信号をもたらす。波長範囲の別の部分では、波長λ３、λ４は最も強力であるが、照明の偏光が異なる信号をもたらす。これらの偏光は、１つまたは複数の所与のターゲット用のメトロロジレシピの一部として指定することができる。検査装置が、きわめて狭い帯域幅でこれらの波長の１つだけを使用できる場合、信号品質は良好である。一方、一般的に、使用される放射は有限の帯域幅を有する。この帯域幅が、半サイクルに及ぶほど広い場合に、正のピークの平均は、負のピーク信号において相殺し、対称性信号は発生しない。したがって、例えば、幅が１０ｎｍ未満の、または８ｎｍ未満のことさえある狭帯域幅が必要とされる。

[0048] 当然のことながら、波長に関する信号の周期的挙動は、１つまたは複数の層の積層による干渉効果の結果であり、周期の正確な位相および幅は、基板全体にわたって変わり得るこれらの層の厚さによって直接決まる。さらに、図３に示す曲線は、左右に数ナノメートルを超えて移動し、基板全体にわたって、および基板間で性能が変動する。このプロセス変動は、矢印３０６で示されている。したがって、波長λ１、λ２は、同じ波長を受けたウェーハ上の１つの位置で、メトロロジターゲットからの最も強い非対称性信号を供給することができるが、曲線が左または右に移動した別の位置では信号をほとんど、または全く供給することができない。言い換えると、所与の波長に対して、非対称性信号の品質は、プロセス変動に大きく依存する。

[0049] 図４は、別の種類のプロセス依存性を示しており、この場合に、この種のプロセス依存性とは、暗視野結像メトロロジの照明プロファイルの最良の選択に影響を及ぼすものである。この例では、（ａ）に示す一般形態１３ｃの開口が望ましい。しかし、非対称性信号を最大化し、対象となるパラメータ以外のプロセス変動に対する依存性を最小化するために、空間光モジュレータ１３ｄを使用して、各象限に、より選択的な照明パターンを作っている。適切な照明パターンが（ｂ）に示されている。より暗色の部分は、照明瞳に光がないことを表し、一方、灰色および白色の部分は、光が存在することを示している。照明瞳の各位置は、ターゲット構造への照明放射の特定の入射角に対応することに注意を要する。したがって、照明瞳の明色および暗色部分のパターンは、ターゲット構造での照明の角度分布を画定する。

[0050] ＳＬＭ１３ｄは、プログラム可能なＳＬＭとすることができる。プログラム可能なＳＬＭは、例えば、少なくとも透過または不透過にすることができ、必要に応じて、透過または反射の中間値に設定できる個々のピクセル状セルのアレイを含むことができる。ＳＬＭの別の形態では、例えば、基板に堆積した不透過および／または反射部分による固定パターンを設けることができる。これらは、実施するのにより安価であり、プログラム可能なＳＬＭの柔軟性は持たないが、それでも、個々の製品タイプおよび層に対して個別に調整することができる。最適な照明プロファイルを計算するために、シミュレーションおよび／または実験を行って、ピクセルが、検出した暗視野像の望ましい非対称性信号にどのくらいプラス方向に寄与するかを各ピクセルごとにプロットする。瞳面の各部分に対する感度のプロットが、瞳の１つの象限の拡大図で（ｃ）に示されている。より暗色の部分では、ピクセルは、望ましい非対称性信号にマイナスに寄与する。より明色の部分では、ピクセルはプラスに寄与する。（ｃ）の図解は概略的であるが、この図解は実例に基づいている。長円形で強調された領域では、強くプラスの感度ピクセルの領域が、強くマイナスの感度ピクセルに直接隣接している。この部分は、図４の（ｄ）で拡大されている。最も高い信号品質を得るために、照明プロファイル（ｂ）のピクセルは、プラスの感度の領域で非常に明るく、マイナスの感度の領域で暗く（またはその逆に）すべきである。マイナスの感度ピクセルに重なる照明プロファイルの任意の明色領域は、プラスの感度ピクセルからの望ましい信号を直接相殺する。

[0051] このようにして、（ｂ）の照明プロファイルが設計される。残念なことに、基板全体にわたる、および基板間のプロセス変動により、高感度および低感度の領域間の境界４０２は移動する。したがって、これらのプロセス変動を考慮に入れることが可能ならば、最適照明プロファイル（ｂ）の明色および暗色の部分間の境界も矢印４０４で示すように移動する。境界４０２のきわめてわずかな移動でさえ、非常に良好な照明プロファイルをきわめて劣悪な照明品質に変えることがある。

[0052] 要約すると、照明の波長および角度分布は、ターゲット構造の照明のパラメータの例であり、これらのパラメータは、特定の構造およびプロセスに合わせて調節できるが、これらのパラメータに対する調整の成功は、基板全体にわたる、および基板間のプロセス変動によって妨害されることがある。例えば、スポットＳの焦点高さを含む照明パラメータの他の例も考えられる。

照明パラメータの最適化
[0053] 本開示の原理によれば、照明状態の２つ以上の変形型のもとで収集された放射を使用して、複数の構造の特性を測定する方法を実施し、前記構造の中の様々な構造に対して、前記変形型の異なる選択、または組み合わせのもとで収集された放射を使用して、前記特性の測定値を導出することが提案される。これは、照明状態の所与のセットにおいて、結果として得られた、前記構造の中の様々な構造に対する測定値の精度が、基板全体にわたる、および／または基板間のプロセス変動から影響を受ける場合に、より正確な測定値が得られるのを可能にする。実装を分かりやすくするために、開示した実施形態では、共通の複数の変形型が、各位置および／または基板で使用され、一方、他の実施形態は、言うなれば、基板全体にわたって、および／または基板間で変形型を変えることができる。

[0054] 図５は、３つの変形型が、少なくとも、測定されるターゲット構造の全数のサブセット内の各ターゲット構造の測定に使用される第１の実施形態を示している。一般信号品質値Ｑが、照明状態の一般パラメータＰに対してプロットされている。非対称性に基づくメトロロジの場合、信号品質値Ｑは、図３の非対称性信号強度Ａと同等と考えることができる。別の用途では、異なる信号品質値Ｑを定めることができる。パラメータＰに関して、図３の例では、パラメータＰは、簡単に、照明波帯の中心波長とすることができる。複数の格子構造を含む複合ターゲットの場合、信号品質値Ｑまたは「積層体感度」は、分離した格子の中の単一の格子だけではなくて、多数の格子に対する測定値から計算することができる。図２の装置の暗視野結像分岐では、多数の格子を同時に結像できるので、必要な信号は、１つまたは２つの像取込みから入手可能である。結論として、方法は、一般に、各格子構造に当てはまる信号品質に適用されるが、信号品質は、分離した各構造ではなくて、互いに隣接する一群の構造に対して一括して測定することができる。

[0055] 図５は、ｐ１、ｐ１−、ｐ１＋と表記されたパラメータＰの３つの変形型を使用して検出できる４つのケースを示している。パラメータと、パラメータと信号品質との間の依存性とがどんなものであろうと、変形型ｐ１、ｐ１−、ｐ１＋を使用して比較した場合に得られる信号品質値Ｑ間の比較は、４つの異なるケースの１つだけに属することができる。ケースＡでは、中央変形型ｐ１に対する信号品質値は、他の２つよりも大きく、結果として図面のケースＡになる。信号品質曲線３０２の形態が、図３に示す形態を有するとすると、これは、中心値ｐ１が信号品質曲線のピークの近くにあることを意味する。同様に、ケースＢでは、中心値ｐ１は、信号品質曲線の谷か、または谷の近くにある。信号品質値Ｑが、上記の方法によって回折信号から導出された非対称性信号である場合に、値が正であるか、または負であるかが分かる。したがって、ケースＡでの値が正であるとすると、最適信号品質は、ｐ１−とｐ１＋との間の範囲にあり、ｐ１は、測定された３つの変形型の中の最良の信号品質を有することが分かる。同様に、ケースＢでの値が負であるとすると、負の信号は、この例での正の信号と全く同様に、正確な測定をもたらすと分かり、最適な信号品質は、ｐ１−とｐ１＋との間の範囲にあると分かる。この場合も、ｐ１は、測定された３つの変形型の中の最良の信号品質を有する。

[0056] ケースＣ、Ｄでは、３つの変形型の中の最も左の変形型ｐ１−が、最も高い信号品質を有するか、または最も右の変形型ｐ１＋が、最も高い信号品質を有するかのいずれかである。所望する場合に、ケースＡ、Ｂを基にして、想定した曲線を、測定を通じて適合させることができ、所望する場合に、パラメータＰの最適値を使用することができる。ケースＣ、Ｄでは、変動の傾きだけを求めることができる。以下に説明するように、基板全体にわたる十分な回数の測定を活用して、ケースＣ、Ｄの曖昧さを解決するように最適パラメータ値の変動モデルを確立することができる。

[0057] 図２に戻って、像プロセッサおよびコントローラＰＵ内のコントローラＣＴＲＬは、波長（信号λ）および／または照明プロファイル（信号ＡＰ）などの照明状態のパラメータの選択を制御する信号を供給する。このようにして、各ターゲット構造の測定に対して、所望の変形型を選択することができる。変形型は、基板全体にわたるすべてのターゲット構造に対して、および多数の基板のすべてにわたる所与のレシピのすべてのターゲット構造に対して同じであり得る。あるいは、選択された変形型は、所望する場合に、前もってプログラムされた形で、または適応させる形で変えることができる。

[0058] 変形型セットに対する信号が得られた後、像プロセッサおよびコントローラＰＵは、非対称性などの構造の所望の特性の測定値を計算するために、さらに、非対称性値から、オーバーレイ、焦点距離、またはドーズなどのリソグラフィプロセスの性能パラメータの測定値を計算するために、複数の技術を適用することができる。上記の例に基づく測定方法を実施する際に、一部の実施形態では、照明状態の少なくとも１つの特性に対する変形型の選択または組み合わせには、前記測定値を導出するのに使用する単一の最良変形型を選択することが含まれる。他の実施形態では、前記照明状態の少なくとも１つの特性に対して、変形型の選択、または組み合わせは、前記測定値を導出するのに使用するために、変形型の重みづけによる組み合わせを計算することで実施することができる。図５のケースＡの例では、単一の最良変形型の選択は、円５０２で示され、一方、２つの最良の変形型の選択は、円５０４で示されている。２つの最良の変形型は、その信号強度に応じてそれぞれ重みづけして平均をとることができる。あるいは、３つの変形型のすべては、またはどんなに多くの変形型が指定されていようとも、単一の組み合わせで、その信号品質に応じてそれぞれを重みづけすることができる。組み合わせにおいて、サンプルが十分に低く重みづけされたとしても、最も低いサンプルを除外する必要はない。

[0059] 図６を参照すると、パラメータＰの値が、信号品質値Ｑの周期変動の周期幅Λの情報に基づいて選択される特定の実装が示されている。この例では、図３と同様に、パラメータＰは、波長λ、および信号品質値Ｑの非対称性信号強度Ａである。選択された変形型は、標準波長λ１と２つの他の変形型λ１−、λ１＋を有する放射スペクトルである。各変形型の放射スペクトルは、これらの標準波長を中心とした放射の狭いピークを含む。そのようなピーク６０２は、非対称性信号の強度のグラフに重ねて概略的に示されている。この例では、これらの変形型は、信号品質の周期変動の周期幅またはピッチΛの半分に一致する波長の範囲にわたって等しく間隔を置くように選択されている。スペクトルピークの帯域幅は、可能な限り、周期幅よりもはるかに短く、周期幅の半分よりも確実に短いようにされる。このようにして、図６（ａ）に示す最良のケースのシナリオにおいて、３つの変形型の１つは、曲線の最適位置に、または最適位置の近くに位置する。図６（ｂ）に示す最悪のケースのシナリオでは、変形型の１つは、最適ではないにしても、少なくとも良好な信号強度を有する。図示した例では、スペクトルのピークの幅および間隔は、実質的に重ならないように選択されている。実際上、ピークの少なくとも２つが実質的に重ならず、周期変動の異なる部分に位置するという条件で、変形型の一方または他方は、良好な信号をもたらす。明細書および特許請求の範囲の言いまわしにおいて、２つのピークの間隔または離隔距離という表現は、ピークの幅と、ピークが所与の程度まで重なるかどうかとに無関係に、ピークのそれぞれの最高点の間隔または離隔距離を指すことを意図されている。

[0060] 言い換えると、何らかの前の実験、ならびに／またはターゲット構造および検査装置の光学系のモデル化に基づいて、２つ以上の変形型の間隔は、変形型の少なくとも１つが、最大有効信号強度の約５０％よりも大きい信号強度をもたらすように選択することができる。曲線３０２が、示すように、所与の略正弦波の形態を有するとすると、周期幅Λの約１／４だけ離れた２つの変形型の選択はこの条件を満たす。この場合にも、上記のように、３つの変形型を選択することで、基板全体にわたる最適パラメータ値の変動に関して、より多くの情報を得ることが可能になる。例えば、下記に説明するように、必要な全測定回数を減らすために、この情報を利用することができる。この情報を取り出して、プロセス依存特性の診断に使用することもできる。

[0061] 図３および図６の例では、照明状態の特性としての波長は、可変パラメータによって表され、前記２つ以上の変形型は、前記パラメータの分散値（variant value）によって定まる。「波長」という用語は、照明のスペクトル特性の省略表現として使用され、当然のことながら、スペクトル特性には、中心のピーク波長と、ピーク波長の近傍の波長の広がり、または帯域幅とがある。図３の曲線３０２のピークおよび谷の幅に応じて、照明放射の帯域幅は、従来の機器と比較して、かなり狭く選択される必要がある。調節可能なレーザ１１ａおよび単一モードファイバ１１ｂを使用することは、各変形型ごとの放射の適切な特性を伝えるのに寄与することができる。従来の装置は、多くの場合、赤外から可視波長までのスペクトル範囲にわたって広く離間した波長で測定するのに使用されるが、当然のことながら、本願で言及される「変形型」は、通常はるかに接近して離間する。変形型の目的は、測定の多様性をもたらすためではなくて、信号品質が十分であり、同じ標準波長、標準照明プロファイル等の周辺でさえ応答の差をもたらすプロセス変動が存在する状態で、確実に単一測定を達成できるようにするためである。

[0062] 当然のことながら、測定スループットの不必要な低下を回避するために、光源および照明システムは通常、変形型間をきわめて素早く切り換えることが可能なように構成されなければならない。典型的な実装では、像または回折パターンを取得するための時間は、各新たなターゲット構造に対応する移動−取得−測定サイクルの一部に過ぎない。それにもかかわらず、取得時間の任意の増加は、スループットに影響を及ぼす。図７を参照して下記に説明する技術は、あらゆるターゲット構造に対する取得時間を増加させることなく、本開示の恩恵を受ける。

[0063] パラメータＰの定義は、例えば、波長、焦点長さに加えて、他の変量について行うことができる。すでに説明したように、波長は、変えることができる照明状態の唯一のパラメータではない。放射のスペクトルに関連する他のパラメータとして、例えば、帯域幅があり得る。別の実施形態では、光学系の焦点距離は、様々な変形型を作るために調整することができる。偏光は、変えることができる照明状態の別の特性である。例えば、偏光角は、変形型間で変わるパラメータである。

[0064] 図４の例では、照明プロファイルの変形型をパラメータで表記することが可能であり、そのため、最良値がどこに位置することができるかを推定するために、外挿および／または内挿が可能である。パラメータＰは、例えば、標準位置に対する境界４０２の移動として定義することができる。他方で、照明プロファイルは非常に多くの自由度を有するので、変形型間の任意のパラメータ関係を解析しようとせずに、単に変形型数を定めるのが好ましい。

[0065] 図７は、多数のターゲット構造が、基板Ｗのフィールド７０２にわたって測定される実施形態を示している。例では、各フィールド７０２は、２つのメトロロジターゲットを含み、メトロロジターゲットは、先行技術で説明したのと同様に、オーバーレイ格子、焦点格子などとすることができる。実際上、各フィールドは、２つよりもはるかに多くのターゲット構造を含むことができる。さらに、多くのターゲット構造が基板に物理的に設けられているが、測定方法は、それらのターゲット構造のサブセットのみを使用するように設計することができる。そのような空間サブサンプリングは、ターゲット数およびターゲットの位置が、過度の測定時間を要することなく、所望の情報を得るのに十分であるように設計される。空間サブサンプリングは、基板間で異なってよいし、またはすべての基板で同じでもよい。測定されるターゲット構造および各ターゲット構造を測定する態様は、上記のメトロロジレシピで定めることができる。

[0066] 着目する点は、図７において、２つの異なる記号が、メトロロジターゲットに対して使用されていることである。十字形を有する円で示すメトロロジターゲットの第１のサブセット７０４は、照明状態の２つ以上の変形型を使用して、各メトロロジターゲットを測定する本方法が適用されるメトロロジターゲットである。測定されるメトロロジターゲットの中の残りのターゲットは、７０６の符号を付けられ、点の付いた円で示されている。これらのメトロロジターゲットは、より少数の変形型または単一の変形型だけで測定することができる。必要に応じて、これらの位置で使用される変形型は、第１のサブセットの隣接するターゲットを測定するために、得られた情報を参照して選択することができる。このために、第１のサブセット７０４のすべてのターゲットを間にあるターゲット７０６に先行して測定するかどうかは、設計上の選択事項である。

[0067] 第１のターゲット７０４に関して、再度図５を参照すると、方法の一実施形態は、各ターゲット構造ごとに、ターゲットが、ケースＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄのどれに属するかを特定しようとする。例えば、像プロセッサおよびコントローラＰＵが、各ターゲット７０４において、３つの変形型に対して得られた信号強度を比較して、該当するケースを認識することで、基板の様々な領域をどのくらい区別できるかを示す概略が、図７に示されている。すでに説明したように、ケースＡ、Ｂは、サンプル値のパターンから一義的に特定することができる。ケースＣ、Ｄは、一義的に特定することができないが、ケースＡ、Ｂを含む特定された領域間の内挿によって推定することができる。実例では、領域数は、主要な図７で示す４つの領域よりもはるかに多くとることができる。位相追尾アルゴリズムは、すべてのターゲットをケースの１つに正確に割り当てるために、したがって、基板上のすべての点で最適な変形型を追尾し続けるために適用することができる。適切な位相追尾アルゴリズムは、論文 “Fast two-dimensional phase-unwrapping algorithm based on sorting by reliability following a noncontinuous path” by Miguel Arevallilo Herraez et al, APPLIED OPTICS, Vol. 41, No. 35 (December 2002), pp 7437-7444で、背景が異なる用途に対して説明されている。

適用例
[0068] 図８は、上記に概説した装置および方法を使用して、リソグラフィプロセスの性能を評価する方法を示している。ステップＳ２０で、上記の複合格子ターゲットなどのターゲット構造を形成するために、１つまたは複数の基板を処理する。ターゲットの構造は、公知の構造の任意のものまたは新たな構造とすることができる。ターゲットは、装置の第１の測定分岐または第２の測定分岐のどちらを使用するかに応じて、大ターゲットまたは小ターゲット構造とすることができる。ターゲットは、非対称性を通じて、オーバーレイ、焦点距離、またはドーズの測定値を得るために設計することができる。ターゲットは、他の性能パラメータおよび／または非対称性に関係しないパラメータの測定値を得るために設計することができる。線幅またはクリティカルディメンジョンＣＤは、非対称性の測定を通じてではなく、スキャトロメトリによって測定できるパラメータの例である。

[0069] ステップＳ２１で、基板上のターゲット構造の各少なくともサブセットにおいて、多数の変形型を使用する測定のためのレシピを含むメトロロジレシピを定める。一実施形態では、３つの波長が、図６を参照して上記に説明した通りに選択され、それにより、変形型の少なくとも１つは、妥当な信号強度をもたらすことを保証される。偏光、角度分布などを含むそのようなレシピの通常のパラメータもすべて定められる。他の実施形態では、または様々な波長スペクトルを有する変形型に加えて、様々な角度分布（照明プロファイル）を有する変形型を定めることができる。

[0070] ステップＳ２２で、例えば、図２の検査装置が、各変形型ごとの特定の照明状態を使用して、ターゲット構造の１つまたは複数の回折スペクトルを取り込むように動作する。非対称性などの特性は、１つまたは複数のターゲットの取り込んだ回折スペクトルから算出される。ステップ２２ａで、各変形型ごとの信号品質が比較され、測定は、様々変形型から得た信号の最適な選択または組み合わせに基づく。

[0071] ２つ以上の変形型から得た信号を選択する、または組み合わせることで、非対称性測定におけるプロセス依存性が低くなり、オーバーレイ、焦点距離、および／またはドーズなどの性能パラメータのより正確な測定値が得られる。

[0072] ステップＳ２３で、求めた測定値および補助データに応じて、メトロロジレシピを更新することができる。例えば、新たな製品スタック用のメトロロジ技術は開発中のことがある。ステップＳ２４で、図１のリソグラフィ製造設備を動作させる開発および／または製造段階において、リソグラフィプロセス用のレシピが、例えば、その後の基板のオーバーレイを改善するために更新することができる。

[0073] 所与のターゲット構造の最良の測定値を求めるために、変形型の最良の選択または組み合わせを特定して使用することに加えて、最適照明状態に対する変形型の近さ、またはその他のものに関する情報を使用して、オーバーレイなどの性能パラメータの求めた測定値に信頼性の重みづけを割り当てることができる。したがって、例えば、図７のケースＡ、Ｂが該当する領域での測定は、ケースＣ、Ｄが該当する領域での測定よりも高い信頼性を伴うことができる。特に、位相追尾を使用する場合に、装置は、測定を行ったときに、測定が最適状態からどのくらい離れているかを各測定ごとに特定することができる。より長い期間でプロセスの性能を改善するためにメトロロジの結果を使用する、進歩したプロセス制御システムは、そのプロセスモデルにオーバーレイなどの新たな測定を組み入れる場合に、この「最適までの距離」を信頼性のスコアとして使用することができる。

[0074] 上記の例では、過去の実験に基づいて、すべてのターゲット構造に対して変形型の適切なセットが定められると考えられる。他方で、照明状態の各パラメータに対して、単一値の代わりにこれらの変形型を使用するので、基板全体にわたって、および／または基板間にプロセス変動が存在するにもかかわらず、測定プロセスは、最良の信号品質および測定精度を得るように適合することができる。場合によっては、２つの変形型を使用するだけで十分であり得る。しかし、図５および図７に示すように、適切に間隔を置いた変形型を使用することで、一部の現実的な状況において、さらなる情報およびより信頼できる結果を得ることができる。

[0075] 必要に応じて、ステップ２２ｂで、どの変形型も最適な照明状態に十分に近くなく、修正レシピを計算し、測定を繰り返すか、または、単にさらなるターゲットを測定する前にレシピを調整するかを判断することができる。図７の位相追尾法は、この点について、基板のどの部分が修正したレシピを使用するべきかを明らかにするのに有用であり得る。図５および図６に示す周期変動の例に対して、最適状態を有する別の周期が常に存在する限り、このレシピの修正を行う必要はない。しかし、他の状況では、依存性は周期的でないことがあり、プロセス変動がより激しくなったときに、最適照明状態は、現在の変形型からさらにずれることがある。基板全体に対してか、または前もってプログラムされた領域で修正したレシピは、所望する場合に、次の基板に使用することができ、システムは、経験に基づいて、レシピを学習し、更新することができる。

[0076] 測定値を求め、波長の選択および他のレシピパラメータを制御するための計算は、検査装置の像プロセッサおよびコントローラＰＵ内で行うことができる。代替の実施形態では、非対称性および対象となる他のパラメータの計算は、検査装置のハードウェアおよびコントローラＰＵから遠隔で行うことができる。計算は、例えば、監視制御システムＳＣＳ内のプロセッサ、または検査装置のコントローラＰＵから測定データを受け取るように構成された任意のコンピュータ装置で行うことができる。キャリブレーション測定の制御および処理は、求めた補正値を使用して大量の計算を行うプロセッサとは別のプロセッサで行うことができる。これらのオプションのすべては、実施者（implementer）の選択事項であり、適用される原理または得られる利益を変えるものではない。

結論
[0077] 上記の原理は、基板全体にわたって、または基板間でプロセス依存性が顕著に変動する構造において、得られる測定精度を改善することを可能にする。この技術は、暗視野結像法、さらには他の方法によって行われる非対称性測定の用途に適している。最適照明状態が基板全体にわたって変わる場合に、照明状態の多数の変形型を使用することで、精度を向上させることができる。多数の変形型が、各測定を過度に遅延させることなく実施できることを条件として、この技術は、大量生産に適用することができる。これは、最新のレーザ源、プログラム可能なアパーチャデバイスなどを使用する照明系の適切な設計および実装によって達成することができる。

[0078] さらに、開示した方法および装置は、測定に対して信頼性スコアを付けることができるので、プロセスモデル化システムは、最適状態で、または最適に近い状態で行われる測定に、より高い重みづけを付与することができる。

[0079] 本発明の特定の実施形態が上記に説明されたが、当然のことながら、本発明は、説明したものと別の方法で実施することができる。

[0080] 実施形態で説明した検査装置またはツールは、並列像センサによって、瞳面および基板面を同時結像するための第１および第２の分岐を有するスキャトロメータの特定の形態を含むが、代替の構成も可能である。ビームスプリッタ１７を用いて、２つの分岐を対物レンズ１６に永続的に接続するのではなくて、分岐は、ミラーなどの可動式光学要素によって選択的に接続することができる。光学系は、単一の像センサを有することができ、瞳面像センサ、さらには基板面像センサとして機能するように、センサへの光路が可動式要素によって再構成される。

[0081] 上記のターゲット構造は、測定を目的として特別に設計および形成されたメトロロジターゲットであるが、他の実施形態では、特性は、基板に形成されたデバイスの機能部分であるターゲットに対して測定することができる。多くのデバイスは、規則的な格子状の構造を有する。本明細書で使用される「ターゲット格子」および「ターゲット構造」という用語は、特に、測定を実施するために構造を設けることを必要としない。

[0082] 実施形態は、検査装置のハードウェアと、基板およびパターニングデバイス上に具現化されるターゲットの適切な周期構造と共に、リソグラフィプロセスについての情報を得るために、上記のタイプの測定方法を実施する、１つまたは複数の一連のマシン可読命令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２の装置の像プロセッサおよびコントローラＰＵならびに／または図１の制御ユニットＬＡＣＵ内で実行することができる。そのようなコンピュータプログラムが格納されたデータ記憶媒体（例えば、半導体メモリ、磁気ディスク、または光ディスク）を設けることもできる。

[0083] 本発明によるさらなる実施形態が、下記の番号を付けた条項で説明される。
１．リソグラフィプロセスによって１つまたは複数の基板に形成された複数の構造の特性を測定する方法であって、各構造の前記特性の測定値は、照明状態の所与のセットのもとで、構造によって散乱された後に収集された放射から少なくとも部分的に導出され、
照明状態の所与のセットにおいて、前記構造の中の様々な構造に対する前記測定の精度は、基板全体にわたる、および／または基板間のプロセス変動から影響を受け、
方法は、前記照明状態の２つ以上の変形型のもとで収集された放射を使用して実施され、前記構造の中の様々な構造に対して、前記特性の測定値は、前記変形型の異なる選択、または組み合わせのもとで収集された放射を使用して導出される、方法。
２．構造の少なくとも１つのサブセットに対して、前記照明状態の変形型の共通セットを使用して、放射が各構造から収集され、測定値を導出するのに使用される変形型の選択または組み合わせは、放射を収集した後に実施される、条項１による方法。
３．構造の前記サブセットに対する変形型の選択または組み合わせは、前記照明状態の様々な変形型のもとで、構造から収集された放射に見られる信号品質に少なくとも部分的に基づく、条項２による方法。
４．構造の前記サブセットに対する変形型の選択または組み合わせは、前記照明状態の様々な変形型のもとで、１つまたは複数の隣接する構造から収集された放射に見られる信号品質に少なくとも部分的に基づく、条項２または３による方法。
５．前記サブセット以外の構造の測定に対する変形型の選択または組み合わせは、前記サブセット内の構造から収集された放射に見られる信号品質に基づく、条項３または４による方法。
６．前記放射は狭帯域放射であり、前記２つ以上の変形型は、実質的に重ならない、放射の少なくとも２つの異なるスペクトルピークを含む、前出の任意の条項による方法。
７．前記２つ以上のスペクトルピークは、３０ｎｍ未満の波長範囲にわたって離間する、条項６による方法。
８．各変形型の前記狭帯域放射は、１０ｎｍ未満の帯域幅を有する、条項６または７による方法。
９．前記信号品質は、波長に応じた周期変動を示し、前記２つ以上のスペクトルピークは、前記周期変動のほぼ半サイクル以下だけ分離される、条項６から８のいずれかによる方法。
１０．前記放射は、均一でない角度分布を有し、前記角度分布は、前記２つ以上の変形型間で変わる、前出の任意の条項による方法。
１１．前記放射は、照明瞳面の明色および暗色部分によって画定される均一でない角度分布を有し、明色および暗色部分間の１つまたは複数の境界は、前記２つ以上の変形型間で移動する、条項１０による方法。
１２．焦点設定が２つ以上の前記変形型間で変わる、前出の任意の条項による方法。
１３．前記照明状態の少なくとも１つの特性に対する変形型の前記選択または組み合わせには、前記測定値を導出するのに使用する単一の最良変形型を選択することが含まれる、前出の任意の条項による方法。
１４．前記照明状態の少なくとも１つの特性に対する変形型の前記選択または組み合わせには、前記測定値を導出するのに使用する、変形型の重みづけによる組み合わせが含まれる、前出の任意の条項による方法。
１５．前記照明状態の少なくとも１つの特性は、可変パラメータによって表され、前記２つ以上の変形型は、前記パラメータの分散値によって定まる、前出の任意の条項による方法。
１６．１つまたは複数の前記構造に対する前記特性の測定値に基づいて、前記リソグラフィプロセスの性能パラメータを計算することをさらに含む、各条項のいずれかによる方法。
１７．同じ構造および／または隣接する構造を測定する場合に、様々な変形型の信号品質の比較に基づいて、性能パラメータの信頼性スコアを計算することをさらに含む、条項１６による方法。
１８．リソグラフィプロセスによって１つまたは複数の基板に形成された複数の構造の特性を測定する検査装置であって、照明光学系、収集光学系、および処理システムを含み、処理システムは、照明光学系によって確立された照明状態の１つまたは複数のセットのもとで、構造によって散乱された後に前記収集光学系によって収集された放射から各構造の前記特性の測定値を少なくとも部分的に導出するように構成され、照明状態の所与のセットにおける前記構造の中の様々な構造に対する前記測定値の精度は、基板全体にわたる、および／または基板間のプロセス変動から影響を受け、照明系および収集系は、前記照明状態の２つ以上の変形型のもとで、複数の構造によって散乱された放射を収集するように構成され、前記処理システムは、前記構造の中の様々な構造に対する前記変形型の異なる選択または組み合わせのもとで、収集された放射を使用して前記特性の測定値を導出するように構成される、検査装置。
１９．構造の少なくとも１つのサブセットに対して、前記照明状態の変形型の共通セットを使用して、放射が各構造から収集され、測定値を導出するのに使用される変形型の選択または組み合わせは、放射を収集した後に実施される、条項１８による装置。
２０．構造の前記サブセットに対する変形型の選択または組み合わせは、前記照明状態の様々な変形型のもとで、構造から収集された放射に見られる信号品質に少なくとも部分的に基づく、条項１９による装置。
２１．構造の前記サブセットに対する変形型の選択または組み合わせは、前記照明状態の様々な変形型のもとで、１つまたは複数の隣接する構造から収集された放射に見られる信号品質に少なくとも部分的に基づく、条項１９または２０による装置。
２２．前記サブセット以外の構造の測定に対する変形型の選択または組み合わせは、前記サブセット内の構造から収集された放射に見られる信号品質に基づく、条項２０または２１による装置。
２３．照明系は、前記放射を狭帯域放射として供給するように構成され、前記２つ以上の変形型は、実質的に重ならない、放射の少なくとも２つの異なるスペクトルピークを含む、条項１８から２２のいずれかによる装置。
２４．前記２つ以上のスペクトルピークは、３０ｎｍ未満の波長範囲にわたって離間する、条項２３による装置。
２５．各変形型の前記狭帯域放射は、１０ｎｍ未満の帯域幅を有する、条項２３または２４による装置。
２６．前記信号品質は、波長に応じた周期変動を示し、前記２つ以上のスペクトルピークは、前記周期変動のほぼ半サイクル未満だけ分離される、条項２３から２５のいずれかによる装置。
２７．照明系は、均一でない角度分布で前記放射を供給するように構成され、前記角度分布は、前記２つ以上の変形型間で変わる、条項１８から２６のいずれかによる装置。
２８．前記放射は、照明瞳面の明色および暗色部分によって画定される均一でない角度分布を有し、明色および暗色部分間の１つまたは複数の境界は、前記２つ以上の変形型間で移動する、条項２７による装置。
２９．焦点設定が２つ以上の前記変形型間で変わる、条項１８から２８のいずれかによる装置。
３０．前記照明状態の少なくとも１つの特性に対する変形型の前記選択または組み合わせには、前記測定値を導出するのに使用する単一の最良変形型を選択することが含まれる、条項１８から２９のいずれかによる装置。
３１．前記照明状態の少なくとも１つの特性に対する変形型の前記選択、または組み合わせには、前記測定値を導出するのに使用する、変形型の重みづけによる組み合わせが含まれる、条項１８から３０のいずれかによる装置。
３２．前記照明状態の少なくとも１つの特性は、可変パラメータによって表され、前記２つ以上の変形型は、前記パラメータの分散値によって定まる、条項１８から３１のいずれかによる装置。
３３．前記処理システムはさらに、１つまたは複数の前記構造に対する前記特性の測定値に基づいて、前記リソグラフィプロセスの性能パラメータを計算するように構成される、条項１８から３２のいずれかによる装置。
３４．同じ構造および／または隣接する構造を測定する場合に、様々な変形型の信号品質の比較に基づいて、性能パラメータの信頼性スコアを計算することをさらに含む、条項３３による装置。
３５．前記処理システムは、照明状態の様々な変形型のもとで、散乱された前記放射を自動的に収集するように、前記照明光学系および収集系を制御するコントローラを含む、条項１８から３４のいずれかによる装置。
３６．プログラム可能な処理デバイスに条項１から１７のいずれかの方法で、複数の構造の特性の測定値を導出させるマシン可読命令を含むコンピュータプログラム製品。
３７．前記マシン可読命令はさらに、プログラム可能な処理デバイスに構造の照明状態を自動的に制御させ、前記照明状態の前記変形型のもとで、前記散乱された放射の収集を制御させるように構成される、条項３６によるコンピュータプログラム製品。
３８．リソグラフィ装置を含む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構成された照明光学系と、
パターンの像を基板に投影するように構成された投影光学系と、
条項１８から３４のいずれかによる検査装置と、
を含み、
リソグラフィ装置は、パターンをさらなる基板に付加する際に、検査装置からの測定結果を使用するように構成される、リソグラフィシステム。
３９．リソグラフィプロセスを使用して、デバイスパターンが一連の基板に付加される、デバイスを製造する方法であって、条項１から１７のいずれかによる方法を使用して、前記デバイスパターンの一部として、または前記デバイスパターンに加えて、前記基板の少なくとも１つに形成された１つまたは複数の構造の１つまたは複数の特性を測定することと、測定結果に従って、後の基板に対するリソグラフィプロセスを制御することとを含む方法。

[0084] 光リソグラフィとの関連において、本発明の実施形態の使用について上記に特定の言及を行うことができたが、当然のことながら、本発明は、他の用途、例えば、インプリントリソグラフィで使用することができ、状況が可能にする場合、光リソグラフィに限定されない。インプリントリソグラフィでは、パターニングデバイスのトポグラフィが、基板に形成される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に押し付けることができ、レジストは、電磁放射、熱、圧力、またはそれらの組み合わせを加えることで硬化する。パターニングデバイスは、レジストが硬化した後、レジスト内にパターンを残したままレジストから引き離される。

[0085] 本明細書で使用する「放射」および「ビーム」という用語は、（例えば、約３６５、３５５。２４８、１９３、１５７、または１２６ｎｍの波長を有する）紫外（ＵＶ）線および（例えば、１から１００ｎｍの範囲の波長を有する）極端紫外（ＥＵＶ）線、さらには、イオンビームまたは電子ビームなどの粒子ビームを含むすべてのタイプの電磁放射線を包含する。スキャトロメータおよび他の検査装置の実装は、適切な放射源を使用して、ＵＶおよびＥＵＶ波長で行うことができ、本開示は、ＩＲおよび可視放射を使用するシステムに全く限定されない。

[0086] 「レンズ」という用語は、状況が可能にする場合、屈折式、反射式、磁気式、電磁気式、および静電式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任意の一つ、またはそれらの組み合わせを指すことができる。反射式コンポーネントは、ＵＶおよび／またはＥＵＶ範囲で動作する装置で使用されると考えられる。

[0087] 本発明の広さおよび範囲は、上記の例示的な実施形態のいずれかによって限定されるのではなくて、添付の特許請求の範囲およびその等価物によってのみ規定されるべきである。

Claims (15)

1. １つまたは複数の基板の上にリソグラフィプロセスによって形成された複数の構造の特性を測定する方法であって、各構造の前記特性の測定値は、照明状態の所与のセットのもとで、前記構造によって散乱された後に収集された放射から少なくとも部分的に導出され、
   照明状態の所与のセットにおける前記構造の中の様々な構造に対する前記測定の精度は、前記基板全体にわたる、および／または基板間のプロセス変動から影響を受け、
   前記方法は、前記照明状態の２つ以上の変形型のもとで収集された放射を使用して実施され、前記構造の中の様々な構造に対して、前記特性の前記測定値は、前記変形型の異なる選択、または組み合わせのもとで収集された放射を使用して導出される、方法。
2. 前記構造の少なくとも１つのサブセットに対して、前記照明状態の変形型の共通セットを使用して、放射が各構造から収集され、前記測定値を導出するのに使用される変形型の選択または組み合わせは、前記放射を収集した後に実施される、請求項１に記載の方法。
3. 前記放射は狭帯域放射であり、前記２つ以上の変形型は、実質的に重ならない、放射の少なくとも２つの異なるスペクトルピークを含む、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記放射は、均一でない角度分布を有し、前記角度分布は、前記２つ以上の変形型間で変わる、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
5. 焦点設定が２つ以上の前記変形型間で変わる、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記照明状態の少なくとも１つの特性に対する変形型の前記選択または組み合わせには、前記測定値を導出するのに使用する単一の最良変形型を選択することが含まれる、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記照明状態の少なくとも１つの特性に対する変形型の前記選択、または組み合わせには、前記測定値を導出するのに使用する、変形型の重み付けされた組み合わせが含まれる、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記照明状態の少なくとも１つの特性は、可変パラメータによって表され、前記２つ以上の変形型は、前記パラメータの分散値によって定まる、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
9. １つまたは複数の前記構造に対する前記特性の前記測定に基づいて、前記リソグラフィプロセスの性能パラメータを計算することをさらに含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
10. １つまたは複数の基板の上にリソグラフィプロセスによって形成された複数の構造の特性を測定する検査装置であって、照明光学系、収集光学系、および処理システムを含み、前記処理システムは、前記照明光学系によって確立された照明状態の１つまたは複数のセットのもとで、前記構造によって散乱された後に前記収集光学系によって収集された放射から各構造の前記特性の測定値を少なくとも部分的に導出するように設計され、照明状態の所与のセットにおける前記構造の中の様々な構造に対する前記測定値の精度は、前記基板全体にわたる、および／または基板間のプロセス変動から影響を受け、前記照明系および収集系は、前記照明状態の２つ以上の変形型のもとで、複数の構造によって散乱された放射を収集するように設計され、前記処理システムは、前記構造の中の様々な構造に対する前記変形型の異なる選択または組み合わせのもとで、収集された放射を使用して前記特性の前記測定値を導出するするように設計される、検査装置。
11. 前記構造の少なくとも１つのサブセットに対して、前記照明状態の変形型の共通セットを使用して、放射が各構造から収集され、前記測定値を導出するのに使用される変形型の選択または組み合わせは、前記放射を収集した後に実施される、請求項１０に記載の装置。
12. 前記照明系は、前記放射を狭帯域放射として供給するように設計され、前記２つ以上の変形型は、実質的に重ならない、放射の少なくとも２つの異なるスペクトルピークを含む、請求項１０または１１に記載の装置。
13. 請求項１から９のいずれか一項に記載の方法で、プログラム可能な処理デバイスに複数の構造の特性の測定値を導出させるマシン可読命令を含むコンピュータプログラム製品。
14. リソグラフィ装置を含む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設計された照明光学系と、
    前記パターンの像を基板に投影するように設計された投影光学系と、
    請求項１０から１２のいずれか一項に記載の検査装置と、
    を含み、
    前記リソグラフィ装置は、前記パターンをさらなる基板に付加する際に、前記検査装置からの測定結果を使用するように設計される、リソグラフィシステム。
15. リソグラフィプロセスを使用して、デバイスパターンが一連の基板に付加される、デバイスを製造する方法であって、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法を使用して、前記デバイスパターンの一部として、または前記デバイスパターンに加えて、前記基板の少なくとも１つの上に形成された１つまたは複数の構造の１つまたは複数の特性を測定することと、前記測定の結果に従って、後の基板に対するリソグラフィプロセスを制御することと、を含む方法。

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