JP2022523033A - 共配置計量方法及びシステム - Google Patents

共配置計量方法及びシステム Download PDF

Info

Publication number
JP2022523033A
JP2022523033A JP2021542457A JP2021542457A JP2022523033A JP 2022523033 A JP2022523033 A JP 2022523033A JP 2021542457 A JP2021542457 A JP 2021542457A JP 2021542457 A JP2021542457 A JP 2021542457A JP 2022523033 A JP2022523033 A JP 2022523033A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
measurement
subsystem
weighing
target
illumination
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2021542457A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7369196B2 (ja
Inventor
デイビッド ワイ ワン
エセン サルシン
マイケル フリードマン
デリック ショーネシー
アンドレイ ブイ シェグロフ
ジョナサン エム マッドセン
アレクサンダー クズネツォフ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KLA Corp
Original Assignee
KLA Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KLA Corp filed Critical KLA Corp
Publication of JP2022523033A publication Critical patent/JP2022523033A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7369196B2 publication Critical patent/JP7369196B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/10—Measuring as part of the manufacturing process
    • H01L22/12—Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/21—Polarisation-affecting properties
    • G01N21/211—Ellipsometry
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8806—Specially adapted optical and illumination features
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8851—Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/9501—Semiconductor wafers
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605—Workpiece metrology
    • G03F7/70616—Monitoring the printed patterns
    • G03F7/70625—Dimensions, e.g. line width, critical dimension [CD], profile, sidewall angle or edge roughness
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605—Workpiece metrology
    • G03F7/70616—Monitoring the printed patterns
    • G03F7/70633—Overlay, i.e. relative alignment between patterns printed by separate exposures in different layers, or in the same layer in multiple exposures or stitching
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N20/00—Machine learning
    • G06N20/10—Machine learning using kernel methods, e.g. support vector machines [SVM]
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N3/00—Computing arrangements based on biological models
    • G06N3/02—Neural networks
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N3/00—Computing arrangements based on biological models
    • G06N3/02—Neural networks
    • G06N3/08—Learning methods
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06N—COMPUTING ARRANGEMENTS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS
    • G06N7/00—Computing arrangements based on specific mathematical models
    • G06N7/01—Probabilistic graphical models, e.g. probabilistic networks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/20—Sequence of activities consisting of a plurality of measurements, corrections, marking or sorting steps
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B2210/00—Aspects not specifically covered by any group under G01B, e.g. of wheel alignment, caliper-like sensors
    • G01B2210/56—Measuring geometric parameters of semiconductor structures, e.g. profile, critical dimensions or trench depth
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/21—Polarisation-affecting properties
    • G01N21/211—Ellipsometry
    • G01N2021/213—Spectrometric ellipsometry
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8851—Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges
    • G01N2021/8887—Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges based on image processing techniques

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computational Linguistics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Probability & Statistics with Applications (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Inspection Of Paper Currency And Valuable Securities (AREA)

Abstract

本願では、２個以上の計測サブシステムで以て半導体構造の共配置計測を実行する方法及びシステムを提供する。計測ボックスサイズを十分小さくするため、本計量システムでは、計量ターゲットで以て各計量サブシステムの計測スポットのアライメントを監視及び補正することで、その計量ターゲットによる各計量サブシステムの計測スポットの最大限共配置を達成する。また、ある態様では、同じウェハ所在個所にて高スループットでの計測を２個以上の計量サブシステムにより同時実行する。更に、本計量システムでは、各計測サブシステムに係り同時獲得された計測信号同士を実効的に分離させる。これにより、２個以上の計量サブシステムによる同一計量同時計測に係る信号情報を最大化させる。

Description

記載されている諸実施形態は計量システム及び方法に関し、より具体的には半導体構造計測方法及びシステムの改善に関する。
半導体デバイス、例えば論理デバイス及び記憶デバイスを製造する際には、通常、一連の処理工程を試料に適用する。それら処理工程によって、それら半導体デバイスに備わる様々なフィーチャ（外形特徴）及び複数個の構造階層が形成される。例えば、なかでもリソグラフィなる半導体製造プロセスでは半導体ウェハ上にパターンが生成される。半導体製造プロセスの更なる例としては、これに限られるものではないが化学機械研磨、エッチング、堆積及びイオンインプランテーションがある。単一の半導体ウェハ上に複数個の半導体デバイスを作成した後、それらを個別の半導体デバイスへと分けるようにするとよい。
計量プロセスは半導体製造プロセス中の様々な工程にて用いられており、それによりウェハ上の欠陥を検出することで歩留まり向上を促進することができる。光学計量技術には、標本破壊のリスクなしで高いスループットが得られる見込みがある。多数の光学計量ベース技術、例えばスキャタロメトリ（散乱計測法）及びリフレクトメトリ（反射計測法）装置並びにそれらに係る分析アルゴリズムが、限界寸法、膜厚、組成、オーバレイその他、ナノスケール構造のパラメタを解明するため広く用いられている。
注目構造の計測は、しばしば、計測の正確度及び精度を高めるべく複数の計量技術を用い順次実行される。例えば、分光エリプソメトリ（楕円偏向法）（ＳＥ）システム及び分光リフレクトメトリ（ＳＲ）システムにより、半導体基板上に所在する同一計量ターゲットについての順次計測が実行される。相異なる計測サブシステムを用い計量ターゲットの順次計測を実行するには、計測時に、その計量ターゲットに対し各サブシステムを整列（位置揃え）させねばならない。これを果たすには、一方の計測サブシステムに対しその計量ターゲットが整列するようウェハを位置決めし、そのサブシステムで以て計測を実行した上で、他方の計測サブシステムに対しそれと同じ計量ターゲットが整列するようウェハを再位置決めすればよい。この手法は、その多段階運動に多大な時間を費やすので高スループット計量装置には相応しくない。この問題を避けるため、ある種の例では、複数個の計量システム例えばＳＥシステム及びＳＲシステムの計測ビームを、同一の計量ターゲット上に共配置（コロケート）させる。この手法では、ウェハ位置決めシステムによる基板の介在的運動（例．ウェハステージ運動）なしで、ＳＥ，ＳＲ双方の計測結果が得られる。
ＳＲ計測ビーム及びＳＥ計測ビームの共配置により全体的な計測スループットが高まるものの、（例．温度ドリフトによる）計測システムドリフトによりその半導体基板上のＳＲ・ＳＥ重複計測個所にて誤差が入り込む。こうした誤差を減らすには、それらＳＲ計測システム及びＳＥ計測システムを定期的に校正することにより半導体ウェハ上におけるＳＲ計測ビーム及びＳＥ計測ビームの入射個所を再位置決めして、最大限共配置が達成されるようにしなければならない。
現状では、計量ターゲットに対するＳＲ計測スポット及びＳＥ計測スポットの位置決めを監視しマニュアルで調整している。例えば、ＳＲ計測システム及びＳＥ計測システムにより収集された計量ターゲット視野像を人的オペレータが調べ、それらＳＲ計測システム及びＳＥ計測システムを調整することで、ＳＲ計測システム，ＳＥ計測システムそれぞれの視野の中心に、注目計量ターゲットの中心を揃えている。マニュアル技術を用いると共にサイクルタイムを十分に長くすることで、ＳＲ計測ビーム及びＳＥ計測ビームの位置決めの共配置を、約１０マイクロメートル以細の正確度で以て達成することができる。不運なことに、ＳＥ計測ビーム及びＳＲ計測ビームの位置決めの共配置具合は、往々にして、システムドリフトその他の要因により経時的に劣化する。計量ターゲットが小さい場合（例．計量ターゲットの横方向寸法が１５～３０マイクロメートルである場合）、マニュアルアライメント（整列）は非常に時間浪費的且つ難儀なものとなる。このことによって、標本の特性を正確に解明するのに必要な複数計量システム、例えばＳＥ－ＳＲ複合システムのスループットが制限を受ける。
国際公開第２０１４／１８６７６８号
要するに、目下進行中のフィーチャサイズ低減及び構造フィーチャ深度増大が光学計量システムに面倒な条件を課している。費用対比効果を保つには、光学計量システムを、複雑化が進むターゲット向けの高精度条件及び高正確度条件に高スループットで合致させねばならない。こうした経緯で、複数個の計測サブシステムによるデータ収集の速度が、光学計量システムの設計における重要要因として浮上してきている。即ち、計量システム及び方法を改善しこれらの制約を克服することが望まれている。
本願では、２個以上の計測サブシステムで以て半導体構造の共配置計測を実行する方法及びシステムを提供する。計測ボックスサイズを十分小さくするため、本計量システムでは、計量ターゲットで以て各計量サブシステムの計測スポットのアライメントを監視及び補正することによって、その計量ターゲットによる各計量サブシステムの計測スポットの最大限共配置を達成するようにしている。総じて、２個以上の計測サブシステムによる半導体構造計測の自動共配置により、計測正確度及びスループットの改善、計測サブシステムマッチングの改善、ツール対ツールマッチングの改善、製造設備におけるツール実装及びアライメントの高速化、並びに計画的保守の時間間隔延長（即ちツールダウンタイムの短縮）が可能となる。
ある態様では、第１計量サブシステムに係る視野像における計量ターゲットの所在個所と、第２計量サブシステムに係る視野像における同じ計量ターゲットの所在個所とを監視する。それら視野像における計量ターゲット所在個所間のミスアライメント（誤整列）が所定の公差を上回ったときに、第１計量サブシステム、第２計量サブシステム又はその双方に備わる１個又は複数個の素子の位置を自動調整することで、両視野像内の計量ターゲットをその所定公差内で共配置させる。
また、ある態様では、第１計量サブシステムの計測スポットにおける既知計量ターゲットの所在個所を、第１計量サブシステムによるその既知計量ターゲットの計測を直に踏まえ推定する。加えて、第２計量サブシステムの計測スポットにおけるその既知計量ターゲットの所在個所を、第２計量サブシステムによるその既知計量ターゲットの計測を直に踏まえ推定する。
実施形態によっては、その計測システムによるアライメントに対しある既知の依存性を呈するスペクトル応答をもたらす既知計量ターゲットについてのスペクトル計測を直に踏まえ、共配置具合を評価する。例えば、その計量ターゲットを、二次元的空間変動パターンターゲット、例えば二次元可変周期格子や可変波長フィルタとする。
更に、ある態様では、第２計量サブシステムの計測スポットに対する第１計量サブシステムの計測スポットのアライメントを、それら２個の計測チャネル間の専用計量ターゲット計測時クロストークを最大にすることで達成する。
また、ある態様では、第１計量サブシステムの計測スポットにおける計量ターゲットの所在個所を、第１計量サブシステムによる計量ターゲットの計測についての統計モデルに直に依拠して推定する。加えて、第２計量サブシステムの計測スポットにおけるその計量ターゲットの所在個所を、第２計量サブシステムによるその計量ターゲットの計測についての統計モデルに直に依拠して推定する。
また、ある態様では、２個の相異なる計量サブシステムの計測スポット間のミスアライメントを、一方又は双方の計量サブシステムの視野絞りを調整することによって補正する。計測ビーム路に対し垂直な平面における視野絞りの運動を利用してウェハ平面におけるミスアライメントを調整し、計測ビーム路に対し整列する方向における視野絞りの運動を利用して焦点ミスアライメントを調整する。
また、ある態様では、２個の相異なる計量サブシステムの計測スポット間のミスアライメントを、それら計量サブシステムのうち一方の照明瞳を調整することによって補正する。
また、ある態様では、計量サブシステムの光学素子を作動させることでその瞳をティップ／ティルト（傾斜）させ、それによってビーム伝搬方向をシフトさせる。対物系によって、そのビーム伝搬方向シフトを、ウェハにおける計測ビームのＸＹ変位に変換する。
また、ある態様では、同じウェハ所在個所にて高スループットでの計測を２個以上の計量サブシステムにより同時実行する。更に、本計量システムでは、各計測サブシステムに係り同時に獲得された計測信号同士を実効的に分離させる。これにより、２個以上の計量サブシステムによる同一計量同時計測に係る信号情報を増加させる。
実施形態によっては、ＳＥ計測チャネル及びＳＲ計測チャネル上で同時計測された信号間のクロストークが減るよう、深層学習モデル（例．ニューラルネットワークモデル、サポートベクタマシンモデル等々）を訓練する。モデルの訓練は、実計測データ、合成計測データ（即ち模擬計測データ）又はその双方に基づき行えばよい。
実施形態によっては、別々の照明波長を用い、２個以上の計測チャネルの検出器に現れた同時計測信号同士を分離させる。
また、ある態様では、第１計量サブシステムの視野像における計量ターゲットの所在個所と、第２計量サブシステムの視野像におけるその計量ターゲットの所在個所とを、その複合計量システムの機械的アライメント及び安定性に依拠して常時、共配置させる。
以上は概要であり、従って随所に単純化、一般化及び細部省略が含まれているので、本件技術分野に習熟した者（いわゆる当業者）には察せられる通り、この概要は専ら例証的なものであり如何様であれ限定的なものではない。本願記載の装置及び／又はプロセスの他の態様、独創的特徴及び長所については、本願中で説明される非限定的詳細記述にて明らかとされよう。
ある実施形態に従い、複数個の計量サブシステムにより半導体構造の共配置計測を実行する計量システムの例１００を示す図である。 別の実施形態に従い、複数個の計量サブシステムにより半導体構造の共配置計測を実行する計量システムの例２００を示す図である。 別の実施形態に従い、複数個の計量サブシステムにより半導体構造の共配置計測を実行する計量システムの例３００を示す図である。 別の実施形態に従い、複数個の計量サブシステムにより半導体構造の共配置計測を実行する計量システムの例４００を示す図である。 別の実施形態に従い、複数個の計量サブシステムにより半導体構造の共配置計測を実行する計量システムの例５００を示す図である。 別の実施形態に従い、複数個の計量サブシステムにより半導体構造の共配置計測を実行する計量システムの例６００を示す図である。 本願記載の少なくとも１個の新規態様に従い、複数個の計量サブシステムにより共配置計測を実行する方法７００を描いた図である。
以下、本発明の背景例及びある種の実施形態を詳細に参照し、またその諸例を添付図面に描出する。
本願では、２個以上の計測サブシステムで以て半導体構造の共配置計測を実行する方法及びシステムを提供する。ある種の実施形態に係る計量システムは、分光リフレクトメータ（反射計）（ＳＲ）サブシステムと、分光エリプソメータ（楕円偏向計）（ＳＥ）サブシステムとを有する。ある種の実施形態に係る計量システムは、相異なるアジマス角（例．０°及び９０°）にて計測を実行するようそれぞれ配列された２個のＳＥサブシステムを有する。ある種の実施形態に係る計量システムは、ＳＥサブシステムと、角度分解リフレクトメータサブシステム（例．二次元ビームプロファイルリフレクトメータ）を有する。ある種の実施形態に係る計量システムは、ＳＥサブシステムと、撮像ベース計量サブシステム例えばハイパースペクトル撮像ベース計量サブシステムとを有する。計測ボックスサイズを十分小さくするため、本計量システムでは、各計量サブシステムの計測スポットのアライメントを計量ターゲットで以て監視及び補正することで、その計量ターゲットによる各計量サブシステムの計測スポットの最大限共配置を達成するようにしている。
実施形態によっては、同じウェハ所在個所にて高スループットで、２個以上の計量サブシステムにより計測を順次実行する。実施形態によっては、同じウェハ所在個所にて高スループットで、２個以上の計量サブシステムにより計測を同時実行する。更に、本計量システムでは、各計測サブシステムに係り同時獲得された計測信号同士を実効的に分離させる。これにより、２個以上の計量サブシステムによる同一計量同時計測に係る信号情報が増大する。これらの特徴それぞれにより又はその組合せにより、小さな横方向寸法を有する構造の計測や高アスペクト比構造（例．１マイクロメートル以上の深さを有する構造）の計測を、高いスループット、精度及び正確度で以て行うことが可能となる。
総じて、２個以上の計測サブシステムによる半導体構造計測の自動共配置により、計測正確度及びスループットの改善、計測サブシステムマッチングの改善、ツール対ツールマッチングの改善、製造設備におけるツールの実装及びアライメントの高速化、並びに計画的保守の時間間隔延長（即ちツールダウンタイムの短縮）が可能となる。
図１に、半導体構造のＳＥ計測及びＳＲ計測を実行するＳＥ－ＳＲ複合計量システムの例１００を示す。例えば、その１個又は複数個の構造には、少なくとも１個の高アスペクト比（ＨＡＲ）構造又は少なくとも１個の大横寸法構造が含まれている。図１記載の計量システム１００は、分光エリプソメータ（ＳＥ）サブシステム１０５及び分光リフレクトメータ（ＳＲ）サブシステム１０６を有している。
ＳＥサブシステム１０５は照明光ビーム１０７を生成する照明源１１０を有しており、そのビームがウェハ１０１上に入射している。実施形態における照明源１１０は広帯域照明源であり、紫外、可視及び赤外スペクトルの態で照明光を放射する。照明源１１０の一例はレーザ維持プラズマ（ＬＳＰ）光源（別名レーザ駆動プラズマ光源）である。このＬＳＰ光源のポンプレーザは連続波でもパルスでもよい。レーザ駆動プラズマ光源であれば、１５０ナノメートル～２５００ナノメートルの波長域全体に亘り、キセノンランプに比べかなり多くの光子を生成することができる。照明源１１０を単一光源とすることも、複数個の広帯域又は離散波長光源の組合せとすることもできる。照明源１１０により生成される光は、紫外～赤外（例．真空紫外～中赤外）に亘る連続スペクトル、或いは連続スペクトル構成部分を含んでいる。総じて、照明光源１１０は、超連続体（超広帯域）レーザ光源、赤外ヘリウムイオンレーザ光源、アークランプ、ｇｌｏｂａｒ（登録商標）光源その他、何れの好適な光源によるものともすることができる。
更に、ある態様では、その照明光群を、少なくとも５００ナノメートルに亘る波長域を含む広帯域照明光とする。例えば、その広帯域照明光を、２５０ナノメートル未満の波長や７５０ナノメートル超の波長を含むものとする。総じて、広帯域照明光とは、１２０ナノメートル～４２００ナノメートルの波長を含むもののことである。実施形態によっては、４２００ナノメートル超の波長を含む広帯域照明光が用いられよう。実施形態によっては、照明源１１０が、１５０ナノメートル～４００ナノメートルの範囲に亘る波長で以て発光する重水素光源、１８０ナノメートル～２５００ナノメートルの範囲に亘る波長で以て発光するＬＳＰ光源、８００ナノメートル～４２００ナノメートルの範囲に亘る波長で以て発光する超連続体光源、２０００ナノメートル～２００００ナノメートルの範囲に亘る波長で以て発光するｇｌｏｂａｒ（登録商標）光源等によるものとされる。
図１記載のＳＥサブシステム１０５は照明サブシステムを有しており、ウェハ１０１上に形成された１個又は複数個の構造へと照明光１０７を差し向けるようそれが構成されている。図示の照明サブシステムは光源１１０、照明光学系１１１Ａ、１個又は複数個の光学フィルタ１１１Ｂ、偏向部材１１２、照明視野絞り１１３及び照明瞳アパーチャ絞り１１４を有している。図１記載の照明光ビーム１０７は、照明光学系１１１Ａ、光学フィルタ（群）１１１Ｂ、偏向部材１１２、視野絞り１１３及びアパーチャ絞り１１４を通る態で、照明源１１０からウェハ１０１へと伝搬する。ビーム１０７は、ウェハ１０１のうち計測スポット１０８上の部分を照明する。
照明光学系１１１Ａは照明光１０７を調光し、計測スポット１０８上に照明光１０７を合焦させる。１個又は複数個の光学フィルタ１１１Ｂを用い、この照明サブシステムに発する光レベル、スペクトル出力又はその組合せを制御することができる。例えば１個又は複数個のマルチゾーンフィルタを光学フィルタ１１１Ｂとして用いる。偏向部材１１２は所望の偏向状態を生成し、照明サブシステムからはそれが出射される。実施形態における偏向部材は、偏光子、補償器又はその双方を初め、何れの好適な市販の偏向部材によるものともすることができる。この偏向部材は、固定されたもの、幾つかの固定位置まで回動させうるもの、或いは連続的に回動するものとすることができる。図１記載のＳＥ照明サブシステムでは偏向部材が１個であるが、ＳＥ照明サブシステムが複数個の偏向部材を有していてもよい。視野絞り１１３はこの照明サブシステムの視野（ＦＯＶ）を制御するものであり、何れの好適な市販の視野絞りによるものともすることができる。アパーチャ絞り１１４は同照明サブシステムの数値開口（ＮＡ）を制御するものであり、何れの好適な市販のアパーチャ絞りによるものともすることができる。照明源１１０からの光の合焦先は、ウェハ１０１上にある１個又は複数個の構造（図１には示さず）である。このＳＥ照明サブシステムにおける照明光学系１１１Ａ、光学フィルタ（群）１１１Ｂ、偏向部材１１２、視野絞り１１３及びアパーチャ絞り１１４の種類及び配列は、分光エリプソメトリの分野にて既知な何れの種類及び配列ともすることができる。
計量システム１００は集光光学系サブシステムをも有しており、前記１個又は複数個の構造と入射照明ビーム１０７との間の相互作用により生じた光を集めるようそれが構成されている。集光光ビーム１０９は集光光学系１１５により計測スポット１０８から集光されたものである。集光光１０９はこの集光光学系サブシステムの集光アパーチャ絞り１１６、偏向素子１１７及び視野絞り１１８に通される。
集光光学系１１５では、何らかの好適な光学素子により、ウェハ１０１上に形成された１個又は複数個の構造から集光する。集光アパーチャ絞り１１６はこの集光光学系サブシステムのＮＡを制御する。偏向素子１１７は前記所望の偏向状態を検光する。偏向素子１１７は偏光子又は補償器である。偏向素子１１７は、固定されたもの、幾つかの固定位置まで回動させうるもの、或いは連続的に回動するものとすることができる。図１記載の集光サブシステムでは偏向素子が１個であるが、集光サブシステムが複数個の偏向素子を有していてもよい。集光視野絞り１１８はこの集光サブシステムのＦＯＶを制御する。同集光サブシステムはウェハ１０１からの光を採取し、その光を集光光学系１１５、アパーチャ絞り１１６及び偏向素子１１７を通じ差し向けて集光視野絞り１１８上に集束させる。実施形態に係る集光視野絞り１１８は、検出サブシステムのスペクトロメータ（分光計）に係るスペクトロメータスリットとして用いられている。とはいえ、集光視野絞り１１８を、検出サブシステムのスペクトロメータのスペクトロメータスリット又はその付近に所在させるのでもよい。
この集光サブシステムにおける集光光学系１１５、アパーチャ絞り１１６、偏向素子１１７及び視野絞り１１８の種類及び配列は、分光エリプソメトリの分野にて既知な何れの種類及び配列ともすることができる。
図１記載の実施形態では、その集光光学系サブシステムが検出器１１９に光を差し向けている。検出器１１９では、計測スポット１０８にあり照明サブシステムにより照明されている１個又は複数個の構造からの集光光に応じた出力が発生する。検出器１１９の例は、紫外光及び可視光（例．１９０ナノメートル～８６０ナノメートルの波長を有する光）に感応する電荷結合デバイス（ＣＣＤ）によるものである。検出器１１９の別例には、赤外光（例．９５０ナノメートル～２５００ナノメートルの波長を有する光）に感応するフォトディテクタアレイ（ＰＤＡ）によるものがある。とはいえ、一般に、検出器１１９は、他の検出器テクノロジ及び配列（例．位置感知検出器（ＰＳＤ）、赤外検出器、光電検出器、直交セル検出器、カメラ等々）によるものともすることができる。何れの検出器も、入射光を、その入射光のスペクトル強度を示す電気信号へと変換する。総じて、検出器１１９は、検出器１１９上で検出された光を示す出力信号１０３を生成する。
ＳＲサブシステム１０６は照明光ビーム１３５を生成する照明源１２０を有しており、そのビームがウェハ１０１上に入射している。実施形態に係る照明源１２０は広帯域照明源であり、紫外、可視及び赤外スペクトルの態で照明光を放射する。照明源１２０の一例はレーザ維持プラズマ（ＬＳＰ）光源（別名レーザ駆動プラズマ光源）である。このＬＳＰ光源のポンプレーザは連続波でもパルスでもよい。レーザ駆動プラズマ光源であれば、１５０ナノメートル～２５００ナノメートルの波長域全体に亘り、キセノンランプに比べかなり多くの光子を生成することができる。照明源１２０を単一光源とすることも、複数個の広帯域又は離散波長光源の組合せとすることもできる。照明源１２０により生成される光は、紫外～赤外（例．真空紫外～中赤外）に亘る連続スペクトル、或いは連続スペクトル構成部分を含んでいる。総じて、照明光源１２０は、超連続体レーザ光源、赤外ヘリウムイオンレーザ光源、アークランプ、ｇｌｏｂａｒ（登録商標）光源その他、何れの好適な光源によるものともすることができる。
更に、ある態様では、その照明光群が、少なくとも５００ナノメートルに亘る波長域を含む広帯域照明光とされる。例えば、その広帯域照明光を、２５０ナノメートル未満の波長や７５０ナノメートル超の波長を含むものとする。総じて、広帯域照明光とは、１２０ナノメートル～４２００ナノメートルの波長を含むもののことである。実施形態によっては、４２００ナノメートル超の波長を含む広帯域照明光が用いられよう。実施形態によっては、照明源１２０を、１５０ナノメートル～４００ナノメートルの範囲に亘る波長で以て発光する重水素光源、１８０ナノメートル～２５００ナノメートルの範囲に亘る波長で以て発光するＬＳＰ光源、８００ナノメートル～４２００ナノメートルの範囲に亘る波長で以て発光する超連続体光源、並びに２０００ナノメートル～２００００ナノメートルの範囲に亘る波長で以て発光するｇｌｏｂａｒ（登録商標）光源等によるものとする。
実施形態によっては、ＳＥサブシステム１０５の照明源１１０と、ＳＲサブシステム１０６の照明源１２０とを、同一の照明源又は同一の組合せの照明源群とする。ＳＥサブシステムとＳＲサブシステムとで共通の照明源又は共通の組合せの照明源群を共用することで、部材点数ひいては故障モード種数が減ると共に、それらＳＥサブシステム及びＳＲサブシステムに亘るスペクトル校正が簡略化される。
図１記載のＳＲサブシステム１０６は照明サブシステムを有しており、ウェハ１０１上に形成されている構造（群）のうちＳＥサブシステムにより照明されたものと同じものへと照明光１３５を差し向けるよう、それが構成されている。図示の照明サブシステムは光源１２０、１個又は複数個の光学フィルタ１２１、照明視野絞り１２２Ａ、照明アパーチャ絞り１２２Ｂ、光学系１２３、ビームスプリッタ１２４及び対物系１２５を有している。図１記載の照明光ビーム１３５は、光学フィルタ（群）１２１、視野絞り１２２Ａ、照明アパーチャ絞り１２２Ｂ、光学系１２３、ビームスプリッタ１２４及び対物系１２５を通る態で、照明源１２０からウェハ１０１へと伝搬している。ビーム１３５により、ウェハ１０１のうち計測スポット１３７上の部分が照明される。
前記１個又は複数個の光学フィルタ１２１は、光レベル、空間出力、スペクトル出力又はそれらの組合せを制御する。例えば１個又は複数個のマルチゾーンフィルタを光学フィルタ１２１として用いる。視野絞り１２２ＡはこのＳＲ照明サブシステムの視野（ＦＯＶ）を制御しており、何れの好適な市販の視野絞りによるものともすることができる。照明アパーチャ絞り１２２Ｂは同ＳＲ照明サブシステムの照明数値開口（ＮＡ）を制御しており、何れの市販のアパーチャ絞りによるものともすることができる。光学系１２３は照明光をビームスプリッタ１２４の方に差し向ける。ビームスプリッタ１２４は、照明光のうち一部分を対物系１２５の方に差し向ける。対物系１２５は、ビームスプリッタ１２４からの照明光を、計測スポット１３７上にて、ウェハ１０１上にある１個又は複数個の構造（図１には示さず）上に合焦させる。このＳＲ照明サブシステムにおける光学フィルタ（群）１２１、照明視野絞り１２２Ａ、照明アパーチャ絞り１２２Ｂ、光学系１２３、ビームスプリッタ１２４及び対物系１２５の種類及び配列は、分光リフレクトメトリの分野にて既知な何れの種類及び配列ともすることができる。
ＳＲサブシステム１０６は集光光学系サブシステムをも有しており、前記１個又は複数個の構造と入射照明ビーム１３５との間の相互作用により生じた光を集めるよう、それが構成されている。集光光ビーム１３６は対物系１２５により計測スポット１３７から集光されたものである。集光光１３６は、この集光光学系サブシステムのビームスプリッタ１２４、集束光学系１２６、集光アパーチャ絞り１２７Ｂ及び集光視野絞り１２７Ａに通される。
対物系１２５では、何らかの好適な光学素子により、ウェハ１０１上に形成された１個又は複数個の構造から集光する。実施形態に係る対物系１２５は、照明及び集光光学系サブシステムのＮＡを制御するアパーチャ絞りを有している。集光アパーチャ絞り１２７Ｂはこの集光サブシステムの集光ＮＡを制御する。集光視野絞り１２７Ａは同集光サブシステムの視野（ＦＯＶ）を制御する。同集光サブシステムはウェハ１０１からの光を採取し、対物系１２５、ビームスプリッタ１２４、集束光学系１２６、集光アパーチャ絞り１２７Ｂ及び集光視野絞り１２７Ａを通じその光を差し向ける。実施形態に係る集光視野絞り１２７Ａは、検出サブシステムのスペクトロメータに係るスペクトロメータスリットとして用いられている。とはいえ、集光視野絞り１２７Ａを、検出サブシステムのスペクトロメータのスペクトロメータスリット又はその付近に所在させるのでもよい。
実施形態に係るビームスプリッタ１２４、対物系１２５又はその双方を、照明サブシステム及び集光サブシステムに共通なものとしてもよい。実施形態によってはそれら照明サブシステム及び集光サブシステムのＮＡを同じＮＡとする。実施形態によってはそれら照明サブシステム及び集光サブシステムのＮＡを相異なるＮＡとする。集光サブシステムにおける対物系１２５、ビームスプリッタ１２４、集束光学系１２６、集光アパーチャ絞り１２７Ｂ及び視野絞り１２７Ａの種類及び配列は、分光リフレクトメトリの分野にて既知な何れの種類及び配列ともすることができる。
図１記載の実施形態では、そのＳＲ集光光学系サブシステムが検出器１２８に光を差し向けている。検出器１２８では、計測スポット１３７にあり照明サブシステムにより照明されている１個又は複数個の構造からの集光光に応じた出力が発生する。検出器１２８の一例は、紫外光及び可視光（例．１９０ナノメートル～８６０ナノメートルの波長を有する光）に感応する電荷結合デバイス（ＣＣＤ）によるものである。検出器１２８の別例には、赤外光（例．９５０ナノメートル～２５００ナノメートルの波長を有する光）に感応するフォトディテクタアレイ（ＰＤＡ）によるものがある。とはいえ、一般に、検出器１２８は、他の検出器テクノロジ及び配列によるもの（例．位置感知検出器（ＰＳＤ）、赤外検出器、光電検出器、直交セル検出器、カメラ等々）ともすることができる。何れの検出器も、入射光を、その入射光のスペクトル強度を示す電気信号へと変換する。総じて、検出器１２８は、検出器１２８上で検出された光を示す出力信号１０２を生成する。
図１ではＳＲサブシステム１０６の照明路、集光路又はその双方に偏向部材が描かれていないが、一般に、ＳＲサブシステム１０６の照明路、集光路又はその双方に１個又は複数個の偏向部材を設けることで、ＳＲサブシステム１０６により実行される分光リフレクトメトリ計測を充実させることができる。
計量システム１００は情報処理システム１３０をも有しており、検出信号１０２及び１０３を受け取るよう、また計測された構造（群）の注目パラメタ１０４の推定値をそれら計測信号に少なくとも部分的に基づき求めるよう、それが構成されている。介在するステージ運動なしで同一注目構造に係るＳＲスペクトル及びＳＥスペクトルを収集することによって、計測時間が短縮されると共に、同じアライメント条件で以て全スペクトルが計測されることとなる。これにより、全スペクトルデータセットに対し共通の補正を適用しうることから、波長誤差を容易に補正することが可能となる。
ある態様では、ＳＥ視野像における計量ターゲットの所在個所と、ＳＲ視野像における同じ計量ターゲットの所在個所とを監視する。ＳＥ視野像における計量ターゲットの所在個所とＳＲ視野像におけるそれとの間のミスアライメントが所定の公差を上回ったときには、ＳＥサブシステム、ＳＲサブシステム又はその双方に備わる１個又は複数個の素子の位置を自動調整することで、ＳＥ視野像及びＳＲ視野像内のその計量ターゲットをその所定公差内で共配置することができる。
更に、ある態様では、ＳＥサブシステムの集光路に配したＳＥ視野撮像デバイス（例．ＣＣＤカメラ）により計量ターゲットの視野像を生成する。パターン認識を用い、そのＳＥ視野像におけるその計量ターゲットの所在個所を推定する。同様に、ＳＲサブシステムの集光路に配したＳＲ視野撮像デバイス（例．ＣＣＤカメラ）によりその計量ターゲットの視野像を生成する。パターン認識を用い、そのＳＲ視野像におけるその計量ターゲットの所在個所を推定する。
実施形態によっては、ＳＥサブシステムの集光ビーム路に鏡を選択的に位置決めし、ＳＲサブシステムの集光ビーム路に別の鏡を選択的に位置決めする。アクチュエータサブシステム（例．ソレノイド、サーボ、ジンバル等々）は、個々の鏡を、それぞれに対応するビーム路の内外に選択的に位置決めする。ＳＥ集光ビーム路にその鏡が位置決めされているときには、その鏡によりＳＥ集光ビームがＳＥ視野撮像カメラの方へと方向転換される。ＳＥ集光ビーム路外に鏡が位置決めされているときには、ＳＥ集光ビームはＳＥスペクトロメータの方へと伝搬する。同様に、ＳＲ集光ビーム路に鏡が位置決めされているときには、その鏡によりＳＲ集光ビームがＳＲ視野撮像カメラの方へと方向転換される。ＳＲ集光ビーム路外にその鏡が位置決めされているときには、ＳＲ集光ビームはＳＲスペクトロメータの方へと伝搬する。
図１には、ＳＥサブシステムのウェハ像面又はその付近に所在するカメラ１８０や、ＳＲサブシステムのウェハ像面又はその付近に所在するカメラ１８３も示されている。図１記載の通り、ＳＥサブシステムの集光ビーム路には鏡１７８が選択的に位置決めされ、ＳＲサブシステムの集光ビーム路には鏡１８１が選択的に位置決めされる。アクチュエータサブシステム１７９は、鏡１７８をＳＥ集光ビーム路の内外に選択的に位置決めする。同様に、アクチュエータサブシステム１８２は、鏡１８１をＳＲ集光ビーム路の内外に選択的に位置決めする。鏡１７８がＳＥ集光ビーム路に位置決めされているときには、鏡１７８によってＳＥ集光ビームがＳＥ視野撮像カメラ１８０の方へと方向転換される。ＳＥ視野撮像カメラ１８０は、ウェハ１０１上のＳＥ計測スポット１０８のＳＥ視野像を示す信号１８５を情報処理システム１３０に送る。鏡１８１がＳＲ集光ビーム路に位置決めされているときには、鏡１８１によってＳＲ集光ビームがＳＲ視野撮像カメラ１８３の方へと方向転換される。ＳＲ視野撮像カメラ１８３は、ウェハ１０１上のＳＲ計測スポット１３７のＳＲ視野像を示す信号１８４を情報処理システム１３０に送る。
図１記載の実施形態では、情報処理システム１３０が、ウェハ１０１上のＳＥ計測スポット１０８のＳＥ視野像、即ちカメラ１８０により検出された視野像を示す信号１８５を受け取るよう、構成されている。図示実施形態の情報処理システム１３０では、パターン認識技術を用い、計測スポット１０８における注目構造（例．計量ターゲット）の位置を識別する。同様に、情報処理システム１３０は、ウェハ１０１上のＳＲ計測スポット１３７のＳＲ視野像、即ちカメラ１８３により検出された視野像を示す信号１８４を受け取るよう、構成されている。図示実施形態の情報処理システム１３０では、パターン認識技術を用い、計測スポット１３７における同じ注目構造（例．同じ計量ターゲット）の位置を識別する。
加えて、情報処理システム１３０は、計測スポット１０８のＳＥ視野像及び計測スポット１３７のＳＲ視野像における計量ターゲット所在個所間ミスアライメントを求め、更にはそのミスアライメントが所定の閾値を上回っているか否かを判別する。
例えば、情報処理システム１３０が、計量ターゲットを基準として計測された計測スポット１０８のＳＥ視野像と、その計量ターゲットを基準とした計測スポット１０８のＳＥ視野像の所望所在個所と、の間のミスアライメントを求める。そのミスアライメントが所定の閾値を上回っている場合、情報処理システム１３０は、ＳＥサブシステム１０５に備わる１個又は複数個の素子に制御コマンドを送ることで、その計量ターゲットを基準とするＳＥ計測スポット１０８の視野像の所在個所をＳＥサブシステム１０５にて調整させ、それによってそのミスアライメントをその所定閾値未満に低減させる。加えて、情報処理システム１３０は、それと同じ計量ターゲットを基準として計測された計測スポット１３７のＳＲ視野像と、その計量ターゲットを基準とした計測スポット１３７のＳＲ視野像の所望所在個所と、の間のミスアライメントを求める。そのミスアライメントが所定の閾値を上回っている場合、情報処理システム１３０は、ＳＲサブシステム１０６に備わる１個又は複数個の素子に制御コマンドを送ることで、その計量ターゲットを基準とする計測スポット１３７のＳＲ視野像の所在個所をＳＲサブシステム１０６にて調整させ、それによってそのミスアライメントをその所定閾値未満に低減させる。
また例えば、情報処理システム１３０が、計量ターゲットを基準として計測された計測スポット１０８のＳＥ視野像と、それと同じ計量ターゲットを基準として計測された計測スポット１３７のＳＲ視野像と、の間のミスアライメントを求める。そのミスアライメントが所定の閾値を上回っている場合、情報処理システム１３０は、ＳＥサブシステム１０５、ＳＲサブシステム１０６又はその双方に備わる１個又は複数個の素子に制御コマンドを送ることで、ＳＥサブシステム１０５、ＳＲサブシステム１０６又はその双方にて、その計量ターゲットを基準とする計測スポット１０８のＳＥ視野像の所在個所、その計量ターゲットを基準とする計測スポット１３７のＳＲ視野像の所在個所、或いはその双方を調整させ、それによってそのミスアライメントをその所定閾値未満に低減させる。
実施形態によっては、ＳＥサブシステムの集光路に所在するカメラにより計量ターゲットの視野像を生成する際、そのＳＥ計測サブシステムの照明ビーム（例．図１記載のビーム１０７）で以てその計量ターゲットを照明することによって生成する。同様に、ＳＲサブシステムの集光路に所在するカメラによりそれと同じ計量ターゲットの視野像を生成する際、そのＳＲ計測サブシステムの照明ビーム（例．図１記載のビーム１３５）で以てその計量ターゲットを照明することにより生成する。
また、実施形態によっては、ＳＥサブシステムの集光路に所在するカメラにより計量ターゲットの視野像を生成する際、そのＳＥ計測サブシステムの照明ビームとは別のアライメントビームで以てその計量ターゲットを照明することにより生成する。同様に、ＳＲサブシステムの集光路に所在するカメラにより計量ターゲットの視野像を生成する際、そのＳＲ計測サブシステムの照明ビームとは別のアライメントビームで以てその計量ターゲットを照明することにより生成する。
図１にはアライメントビーム１７５を生成するレーザビーム源１７４も示されており、そのアライメントビームが鏡１７６によってウェハ１０１の方へと差し向けられている。図１記載の鏡１７６は、そのＳＥサブシステムの照明ビーム路に選択的に位置決めされる。アクチュエータサブシステム１７７は、鏡１７６をそのＳＥ照明ビーム路の内外に選択的に位置決めする。図１にはアライメントビーム１７１を生成するレーザビーム源１７０も示されており、そのアライメントビームが鏡１７２によってウェハ１０１の方へと差し向けられている。図１記載の鏡１７２は、そのＳＲサブシステムの照明ビーム路に選択的に位置決めされる。アクチュエータサブシステム１７３は、鏡１７２をそのＳＲ照明ビーム路の内外に選択的に位置決めする。
また、実施形態によっては、共通のレーザビーム源を用いアライメントビームを生成し、それをＳＲサブシステム及びＳＥサブシステム双方の照明ビーム路内に注入する。
実施形態によっては、素子１７６及び１７８を、照明ビーム１０７を透過させアライメントビーム１７５を反射するダイクロイックミラー素子とする。同様に、素子１７２及び１８１を、照明ビーム１３５を透過させアライメントビーム１７１を反射するダイクロイックミラー素子とする。また、実施形態によっては、ＳＥ／ＳＲの光路とアライメントの光路とを、素子１７６、１７８、１７２及び１８１なしで分離することができる。実施形態によっては、アライメントビーム１７１，１７５を、光学変調によってそれぞれ照明ビーム１３５，１０７から時間的に分離させる。こうした実施形態では、ＳＥ計測スポット及びＳＲ計測スポットの共配置具合が、ＳＥ計測及びＳＲ計測とは時間的に隔たった時点で評価される。
実施形態によっては、照明源１１０・鏡素子１７６間照明ビーム路に光学チョッパを所在させ、レーザビーム源１７４・鏡素子１７６間アライメントビーム路に別の光学チョッパを所在させる。それら光学チョッパを、照明ビーム１０７又はアライメントビーム１７５がウェハ１０１に送られるよう同期させる。同様に、照明源１２０・鏡素子１７２間照明ビーム路に光学チョッパを所在させ、レーザビーム源１７０・鏡素子１７２間アライメントビーム路に別の光学チョッパを所在させる。それら光学チョッパを、照明ビーム１３５又はアライメントビーム１７１がウェハ１０１に送られるよう同期させる。
実施形態によっては、照明源１１０及びレーザビーム源１７４をパルス光源とし、照明ビーム１０７又はアライメントビーム１７５がウェハ１０１に送られるようそれらを同期させる。同様に、照明源１２０及びレーザビーム源１７０をパルス光源とし、照明ビーム１３５又はアライメントビーム１７１がウェハ１０１に送られるようそれらを同期させる。
実施形態によっては、アライメントビーム１７１，１７５を、波長によってそれぞれ照明ビーム１３５，１０７から分離させる。こうした実施形態では、ＳＥ計測スポット及びＳＲ計測スポットの共配置具合をＳＥ計測及びＳＲ計測と同じ時点で評価することができる。
実施形態によっては、アライメントビームのビーム路を、ＳＥサブシステム、ＳＲサブシステム又はその双方のビーム路から分離させる。こうした実施形態では、アライメント計測チャネルが計量計測チャネルから分離されるため、アライメント計測チャネル・計量計測チャネル間クロストークが減少する。それら実施形態のうちあるものでは、アライメント計測を計量計測と同時実行する。それら実施形態のうちあるものでは、ウェハ運動実行中にアライメント計測を実行することで、計測スループットを更に改善させる。
更に、ある態様では、ＳＥ計測スポットにおける既知計量ターゲットの所在個所を、その既知計量ターゲットのＳＥ計測を直に踏まえて推定し、ＳＲ計測スポットにおけるその既知計量ターゲットの所在個所を、その既知計量ターゲットのＳＲ計測を直に踏まえて推定する。
実施形態によっては、その計測システムによるアライメントに対しある既知の依存性を呈するスペクトル応答をもたらす既知計量ターゲットのスペクトル計測を直に踏まえ、ＳＥ／ＳＲ共配置具合を評価する。例えば、その計量ターゲットを、二次元可変周期格子、可変波長フィルタ等の二次元的空間変動パターンターゲットとする。図１記載の実施形態では、ＳＥサブシステム１０５及びＳＲサブシステム１０６により既知計量ターゲットを計測する。情報処理システム１３０は、ＳＥ計測スポット１０８における既知計量ターゲットの所在個所を信号１０３に基づき推定し、ＳＲ計測スポット１３７におけるその既知計量ターゲットの所在個所を信号１０２に基づき推定する。
更に、ある態様では、ＳＥ計測スポットに対するＳＲ計測スポットのアライメントを、ＳＥ計測チャネル・ＳＲ計測チャネル間の専用計量ターゲット計測時クロストークを最大にすることによって達成する。
実施形態によっては、ＳＥ計測スポットに対するＳＲ計測スポットのアライメントを、ＳＥ照明源による専用ターゲットの照明に応じＳＲ検出器により検出されるスペクトル信号が最大になるよう、ウェハにおけるＳＥ照明の入射個所を調整することで達成する。その専用ターゲットは、顕著な量のＳＥ照明光をＳＲ計測チャネル内へと回折させる（例．０次より多次な一通り又は複数通りの回折光をＳＲ計測チャネル内へと回折させる）よう設計する。
更に、ある態様では、ＳＥ計測スポットにおける計量ターゲットの所在個所を、計量ターゲットのＳＥ計測についての統計モデルに直に依拠して推定し、ＳＲ計測スポットにおけるその既知計量ターゲットの所在個所を、その計量ターゲットのＳＲ計測についての統計モデルに直に依拠して推定する。
実施形態によっては、ＳＥ計測及びＳＲ計測についての統計モデルを、いちどきに計測サブシステム１個のみを用い生成した計測データで以て訓練する。一例としては、計画的要領にて２自由度又は３自由度に亘りＳＥサブシステム１０５を基準として計量ターゲットを動かすことで、ＳＥ統計モデル校正データセットを生成する。例えば、その計量ターゲットの動きを、ウェハ１０１の平面に対し整列している二通りの次元沿い（例．｛ｘ，ｙ｝方向）とする。また例えば、その計量ターゲットの動きを、ウェハ１０１の平面に対し整列している二通りの次元並びにウェハ表面に直交する次元（例．｛ｘ，ｙ，ｚ｝）沿いとする。各計画ステージ位置にて、計測波長、偏光子／補償器の回動周期等々のフルセットに亘りＳＥ検出器信号を記録する。これらＳＥ計測の実行中はＳＲ照明源１２０をオフにする。離散値検出器信号である場合、情報処理システム１３０は、それらＳＥ検出器信号をその計量ターゲットの所在個所計測結果（θ＝｛ｘＭｅａｓ，ｙＭｅａｓ，ｚＭｅａｓ｝）に紐づける条件付確率モデルＰｒｏｂ（ＳＥＭｅａｓ｜θ）を生成する。連続値検出器信号である場合、確率は確率密度関数として表される。
同様に、計画的要領にて２自由度又は３自由度に亘りＳＲサブシステム１０６を基準として計量ターゲットを動かすことで、ＳＲ統計モデル校正データセットを生成する。各計画ステージ位置にて、計測波長等々のフルセットに亘りＳＲ検出器信号を記録する。これらＳＲ計測の実行中はＳＥ照明源１１０をオフにする。情報処理システム１３０は、それらＳＲ検出器信号をその計量ターゲットの所在個所計測結果（θ＝｛ｘＭｅａｓ，ｙＭｅａｓ，ｚＭｅａｓ｝）に紐づける条件付確率モデルＰｒｏｂ（ＳＲＭｅａｓ｜θ）を生成する。
情報処理システム１３０は、ＳＥ校正計測に係る条件付確率モデル及びＳＲ校正計測に係るそれに依拠し、相独立なＳＥ観測に係る尤度モデルＬ（θ｜ＳＥＭｅａｓ）及び相独立なＳＲ観測に係る尤度モデルＬ（θ｜ＳＲＭｅａｓ）を生成する。それら尤度モデルを生成した後に、ＳＥ計測スポットにおける計量ターゲットの所在個所を、相独立なＳＥ観測に係る尤度モデルＬ（θ｜ＳＥＭｅａｓ）に依拠して推定し、ＳＲ計測スポットにおけるその計量ターゲットの所在個所を、相独立なＳＲ観測に係る尤度モデルＬ（θ｜ＳＲＭｅａｓ）に依拠して推定する。ＳＥ計測スポットにおける計量ターゲット所在個所の最高尤度推定値、即ちθ～ ＳＥと表記されるそれは尤度が最大になるＳＥ位置、即ちθ＾ ＳＥ＝ａｒｇｍａｘθ（Ｐｒｏｂ（ＳＥＭｅａｓ｜θ））である。同様に、ＳＲ計測スポットにおける計量ターゲットの推定所在個所θ＾ ＳＲは最高尤度を有するＳＲ位置値、即ちθ＾ＳＲ＝ａｒｇｍａｘθ（Ｐｒｏｂ（ＳＲＭｅａｓ｜θ））である。加えて、情報処理システム１３０は、ＳＥ計測スポットにおける計量ターゲットの推定所在個所とＳＲ計測スポットにおけるそれとの間のミスアライメントを求め、そのミスアライメントが所定の閾値を上回っているか否かを判別し、そしてＳＥサブシステム１０５、ＳＲサブシステム１０６又はその双方に備わる１個又は複数個の素子に制御コマンドを送ることで、本願記載の通りそのミスアライメントをその所定閾値未満に低減させる。
実施形態によっては、ＳＥ計測についての統計モデル及びＳＲ計測についてのそれを、双方の計測サブシステムを同時に用い生成した計測データで以て訓練する。例えば、計画的要領にて２自由度又は３自由度に亘りＳＥサブシステム１０５を基準として計量ターゲットを動かすことで、ＳＥ統計モデル校正データセットを生成する。各計画ステージ位置にて、計測波長、偏光子／補償器の回動周期等々のフルセットに亘りＳＥ検出器信号を記録する。これらＳＥ計測の実行中はＳＲ照明源１２０をオンにする。情報処理システム１３０は、それらＳＥ検出器信号をその計量ターゲットの所在個所計測結果（θ＝｛ｘＭｅａｓ，ｙＭｅａｓ，ｚＭｅａｓ｝）に紐づける条件付確率モデルＰｒｏｂ（ＳＥＭｅａｓ｜θ）を生成する。
同様に、計画的要領にて２自由度又は３自由度に亘りＳＲサブシステム１０６を基準として計量ターゲットを動かすことで、ＳＲ統計モデル校正データセットを生成する。各計画ステージ位置にて、計測波長等々のフルセットに亘りＳＲ検出器信号を記録する。これらＳＲ計測の実行中はＳＥ照明源１１０をオンにする。情報処理システム１３０は、それらＳＲ検出器信号をその計量ターゲットの所在個所計測結果（θ＝｛ｘＭｅａｓ，ｙＭｅａｓ，ｚＭｅａｓ｝）に紐づける条件付確率モデルＰｒｏｂ（ＳＲＭｅａｓ｜θ）を生成する。
加えて、情報処理システム１３０は、これらＳＥ校正計測及びＳＲ校正計測をその計量ターゲットの所在個所計測結果（θ＝｛ｘＭｅａｓ，ｙＭｅａｓ，ｚＭｅａｓ｝）に紐づける共分散モデルＫ（（ＳＥＭｅａｓ，ＳＲＭｅａｓ）｜θ）を生成する。
情報処理システム１３０は、それらＳＥ校正計測に係る条件付確率モデル及びＳＲ校正計測に係るそれと、それらＳＥ校正計測及びＳＲ校正計測についての共分散モデルとに依拠し、ＳＥ観測に係る尤度モデルＬ（θ｜ＳＥＭｅａｓ）と、ＳＲ観測に係る尤度モデルＬ（θ｜ＳＲＭｅａｓ）でありＳＥ計測及びＳＲ計測の結合変化性を酌んだものとを生成する。それら尤度モデルを生成した後、ＳＥ計測スポットにおける計量ターゲットの所在個所を、ＳＥ観測に係る尤度モデルＬ（θ｜ＳＥＭｅａｓ）に依拠して推定し、ＳＲ計測スポットにおけるその計量ターゲットの所在個所を、ＳＲ観測に係る尤度モデルＬ（θ｜ＳＲＭｅａｓ）に依拠して推定する。ＳＥ計測スポットにおける計量ターゲットの推定所在個所は最高尤度を有するＳＥ位置値である。同様に、ＳＲ計測スポットにおける計量ターゲットの推定所在個所は最高尤度を有するＳＲ位置値である。加えて、情報処理システム１３０は、ＳＥ計測スポットにおける計量ターゲットの推定所在個所とＳＲ計測スポットにおけるそれとの間のミスアライメントを求め、そのミスアライメントが所定の閾値を上回っているか否かを判別し、そしてＳＥサブシステム１０５、ＳＲサブシステム１０６又はその双方に備わる１個又は複数個の素子に制御コマンドを送ることで、本願記載の通りそのミスアライメントをその所定閾値未満に低減させる。
また、ある態様では、ＳＥ計測スポット・ＳＲ計測スポット間ミスアライメントを、ＳＥサブシステム、ＳＲサブシステム又はその双方の視野絞りを調整することによって補正する。こうすることで、ＳＲ視野像及びＳＥ視野像のＸＹ共配置（即ちウェハ平面内共配置）が、計測ビーム路に対し垂直な平面内でのＳＥ視野絞り、ＳＲ視野絞り又はその双方の能動位置決めにより達成される。更に、ある態様では、ＳＥ計測スポット及びＳＲ計測スポットの焦点をも、ＳＥサブシステム、ＳＲサブシステム又はその双方の視野絞りを調整することによって補正する。こうすることで、ＳＲ視野像及びＳＥ視野像のＺ共配置（即ちウェハ平面直交方向共配置）が、計測ビーム路に対し整列した方向におけるＳＥ視野絞り、ＳＲ視野絞り又はその双方の能動位置決めにより達成される。
図２に、半導体構造のＳＥ計測及びＳＲ計測を実行するＳＥ－ＳＲ複合計量システムの例２００を示す。図１を参照して記述したものと同様の符号が付されている部材はそれに類似するものである。図２記載の通り、ＳＥ照明視野絞り１１３をアクチュエータサブシステム１９１により能動位置決めし、ＳＥ集光視野絞り１１８をアクチュエータサブシステム１９２により能動位置決めし、ＳＲ照明視野絞り１２２Ａをアクチュエータサブシステム１９３により能動位置決めし、そしてＳＲ集光視野絞り１２７Ａをアクチュエータサブシステム１９４により能動位置決めする。アクチュエータサブシステム１９１、１９２、１９３及び１９４は、情報処理システム１３０から受け取ったコマンド信号（図示せず）に基づき、それぞれに係る視野絞りを能動位置決めする。
実施形態によっては、ＳＥ計測スポット１０８のＸＹ所在個所を、ＳＥ照明視野絞り１１３の動きによりウェハ１０１を基準として調整する。ある実施形態に係る情報処理システム１３０は、制御信号をアクチュエータサブシステム１９１に送ることで、照明ビーム伝搬方向に対し垂直な平面における照明視野絞り１１３の所在個所を調整し、それによってその計測下計量ターゲットを基準としてＳＥ計測スポット１０８のＸＹ所在個所を所望のそれとする。更に、ある実施形態に係る情報処理システム１３０は、制御信号をアクチュエータサブシステム１９２に送ることでＳＥ集光視野絞り１１８の所在個所を調整し、それによってその計測下計量ターゲットを基準としたＳＥ視野像のＸＹ所在個所を所望のそれとする。
実施形態によっては、ＳＲ計測スポット１３７の所在個所を、ＳＲ照明視野絞り１２２Ａの動きによりウェハ１０１を基準として調整する。ある実施形態に係る情報処理システム１３０は、制御信号をアクチュエータサブシステム１９３に送ることで、照明ビーム伝搬方向に対し垂直な平面における照明視野絞り１２２Ａの所在個所を調整し、それによってその計測下計量ターゲットを基準としたＳＲ計測スポット１３７のＸＹ所在個所を所望のそれとする。更に、ある実施形態に係る情報処理システム１３０は、制御信号をアクチュエータサブシステム１９４に送ることでＳＲ集光視野絞り１２７Ａの所在個所を調整し、それによってその計測下計量ターゲットを基準としたＳＲ視野像のＸＹ所在個所を所望のそれとする。
更に、ある実施形態に係る情報処理システム１３０は、制御信号をアクチュエータサブシステム１９１、１９２、１９３及び１９４に送ることで、ビーム伝搬方向に沿いそれぞれに係る視野絞りを能動位置決めし、それによってその計測下計量ターゲットを基準としたＳＥビーム、ＳＲビーム又はその双方の焦点を所望のところとする。
また、ある態様では、ＳＥ計測スポット・ＳＲ計測スポット間ミスアライメントを、ＳＲサブシステムの照明瞳を調整することによって補正する。こうすることで、ＳＲ視野像及びＳＥ視野像のＸＹ共配置を、１個又は複数個のアクチュエータ（図示せず）によるＳＲ瞳の能動位置決めにより達成する。また、ある態様では、照明源１１０，１２０、視野絞り１１３，１１８，１２２Ａ，１２７Ａ、検出器１１９，１２８のうち何れか又はそれらの組合せをＸＹＺ方向に動かすことで、所望のエンド対エンドアライメントを達成する。
図３に、半導体構造のＳＥ計測及びＳＲ計測を実行するＳＥ－ＳＲ複合計量システムの例３００を示す。図１を参照して記述したものと同様の符号が付されている部材はそれに類似するものである。図３記載の通り、集束性光学素子１４０及び１４１がビームスプリッタ１２４・対物系１２５間ＳＲ光路に配置されている。それら集束性光学素子１４０及び１４１を、ビーム伝搬方向に対し垂直な平面内でアクチュエータサブシステム１４３により能動位置決めし、ビーム伝搬に対し整列している方向に沿いアクチュエータサブシステム１４２により能動位置決めする。アクチュエータサブシステム１４２及び１４３は、情報処理システム１３０から受け取ったコマンド信号（図示せず）に基づき光学素子１４０及び１４１を能動位置決めする。
実施形態によっては、ＳＲ計測スポット１３７の所在個所を、ビーム伝搬方向に対し垂直な平面における集束性光学素子１４０及び１４１の動きによりウェハ１０１を基準として調整する。集束性光学素子１４０及び１４１の中心を実効的にずらすことでビーム伝搬方向のシフトを引き起こし、それによってウェハ１０１上におけるＳＲ計測スポット１３７の入射個所をシフトさせる。ある実施形態に係る情報処理システム１３０は、制御信号をアクチュエータサブシステム１４３に送ることで、照明ビーム伝搬方向に対し垂直な平面における集束性光学素子１４０及び１４１の所在個所を調整し、それによってその計測下計量ターゲットを基準としたＳＲ計測スポット１３７の所在個所を所望のそれとする。更に、ある実施形態に係る情報処理システム１３０は、制御信号をアクチュエータサブシステム１４２に送ることでビーム伝搬方向に沿い集束性光学素子１４１及び１４２の相対的所在個所を調整し、それによってその計測下計量ターゲットを基準としたＳＲ照明ビームの焦点を所望のところとする。
図３では集束性光学素子１４０及び１４１が透過性光学素子として描かれている。とはいえ、これに代え、集束性光学素子１４０及び１４１を反射性の集束性光学素子として実現してもよい。
図４に、半導体構造のＳＥ計測及びＳＲ計測を実行するＳＥ－ＳＲ複合計量システムの例４００を示す。図１を参照して記述したものと同様の符号が付されている部材はそれに類似するものである。図４記載の通り、ティップティルトアクチュエータサブシステム１５０及び１５１は、ウェハ１０１を基準としてビームスプリッタ１２４を能動向き決めする。アクチュエータサブシステム１５０及び１５１は、情報処理システム１３０から受け取ったコマンド信号（図示せず）に基づきビームスプリッタ１２４を能動向き決めする。
実施形態によっては、ＳＲ計測スポット１３７の所在個所を、ビームスプリッタ１２４上のＳＲ照明ビーム入射面に対し平行な複数の回動軸周りでのビームスプリッタ１２４の回動により、ウェハ１０１を基準として調整する。ビームスプリッタ１２４を回動させることでビーム伝搬方向のシフトを引き起こし、それによってウェハ１０１上におけるＳＲ計測スポット１３７の入射個所をシフトさせる。ある実施形態に係る情報処理システム１３０は、制御信号をアクチュエータサブシステム１５０及び１５１に送ることで、入射ＳＲ照明ビームを基準としたビームスプリッタ１２４の向きを調整する。その回動によって照明ビーム伝搬方向のシフトを引き起こすことで、その計測下計量ターゲットを基準としたＳＲ計測スポット１３７の所在個所を所望のそれとする。
更に、ある実施形態では、そのＳＲ集光ビーム路に補償板を配しそれをやはり能動回動させることで、検出器１２８に対するＳＲ集光ビームのアライメントを確保する。
図５に、半導体構造のＳＥ計測及びＳＲ計測を実行するＳＥ－ＳＲ複合計量システムの例５００を示す。図１を参照して記述したものと同様の符号が付されている部材はそれに類似するものである。図５記載の通り、ティップティルトアクチュエータサブシステム１５５及び１５６は、ウェハ１０１を基準として対物系１２５を能動向き決めする。アクチュエータサブシステム１５５及び１５６は、情報処理システム１３０から受け取ったコマンド信号（図示せず）に基づき対物系１２５を能動向き決めする。
実施形態によっては、ＳＲ計測スポット１３７の所在個所を、ＳＲビーム伝搬方向に対し垂直な複数の回動軸周りでの対物系１２５の回動により、ウェハ１０１を基準として調整する。対物系１２５を回動させることでビーム伝搬方向のシフトを引き起こし、それによってウェハ１０１上におけるＳＲ計測スポット１３７の入射個所をシフトさせる。ある実施形態に係る情報処理システム１３０は、制御信号をアクチュエータサブシステム１５５及び１５６に送ることで、ウェハ１０１を基準とした対物系１２５の向きを調整する。その回動によって照明ビーム伝搬方向のシフトを引き起こし、それによってその計測下計量ターゲットを基準としたＳＲ計測スポット１３７の所在個所を所望のそれとする。更に、ある実施形態に係る情報処理システム１３０は、制御信号をアクチュエータサブシステム（図示せず）に送ることで、ビーム伝搬方向に沿いウェハ１０１を基準とした対物系１２５の相対的所在個所を調整し、それによってその計測下計量ターゲットを基準としたＳＲ照明ビームの焦点を所望のところとする。
図６に、半導体構造のＳＥ計測及びＳＲ計測を実行するＳＥ－ＳＲ複合計量システムの例６００を示す。図１を参照して記述したものと同様の符号が付されている部材はそれに類似するものである。図６記載の通り、ロータリアクチュエータサブシステム１６１は、ウェハ１０１を基準としてリスレープリズム１６０を能動向き決めする。アクチュエータサブシステム１６１は、情報処理システム１３０から受け取ったコマンド信号（図示せず）に基づきリスレープリズム１６０を能動向き決めする。
実施形態によっては、ＳＲ計測スポット１３７の所在個所を、ＳＲビーム伝搬方向に対し平行な回動軸周りでのリスレープリズム１６０の回動により、ウェハ１０１を基準として調整する。リスレープリズム１６０を回動させることでビーム伝搬方向のシフトを引き起こし、それによってウェハ１０１上におけるＳＲ計測スポット１３７の入射個所をシフトさせる。ある実施形態に係る情報処理システム１３０は、制御信号をアクチュエータサブシステム１６１に送ることで、ウェハ１０１を基準としたリスレープリズム１６０の向きを調整する。その回動により照明ビーム伝搬方向のシフトを引き起こすことで、その計測下計量ターゲットを基準としたＳＲ計測スポット１３７の所在個所を所望のそれとする。
実施形態によっては、対物系１２５をウェハ１０１・瞳面所在光学素子（例．鏡、リスレープリズム等々）間に所在させる。更に、ある態様では、その光学素子を駆動することでその瞳をティップ／ティルトさせる（即ちビーム伝搬方向をシフトさせる）。対物系１２５は、そのビーム伝搬方向シフトを、ウェハ１０１でのビームのＸＹ変位へと変換する。こうすることで、瞳におけるティップ／ティルトの制御を利用し、その計測下計量ターゲットを基準としたＳＲ計測スポット１３７の所在個所を所望のそれとする。
大略、情報処理システム１３０を、ＳＥ視野像における計量ターゲットの所在個所並びにＳＲ視野像における同じ計量ターゲットの所在個所についての指示指標を、本願記載の監視技術のうち何れかに従い受け取るように構成する。更に、情報処理システム１３０を、ＳＥ視野像及びＳＲ視野像における計量ターゲット所在個所間ミスアライメントを求め、そのミスアライメントが所定の公差を上回っているか否かを判別するように構成する。加えて、情報処理システム１３０を、ＳＥサブシステム、ＳＲサブシステム又はその双方に備わる１個又は複数個の素子へとコマンド信号を送ることで１個又は複数個の光学素子の位置決めを自動調整し、それによって本願記載の如く当該所定公差内でＳＥ視野像及びＳＲ視野像内に計量ターゲットを共配置させるように構成する。こうすることで、情報処理システム１３０にて、閉ループフィードバックを用いた（人的オペレータの介在抜きの）自動化要領にてＳＥ－ＳＲ共配置が達成される。
実施形態によっては、本願記載の如くＳＥ／ＳＲ共配置を達成した後に、介在するステージ運動なしでＳＥ計測及びＳＲ計測を順次実行する。しかしながら、好ましい実施形態は、本願記載の如くＳＥ／ＳＲ共配置を達成した後にＳＥ計測及びＳＲ計測を同時実行するものである。この手法は、ＳＥ・ＳＲ同時計測を実行する際ウェハ上に装荷される光子が順次計測に比し少数である点で有利である。こうすることでウェハ損傷可能性、即ち今日及び将来の計量の実行に必要な照明源のハイパワー化が進むにつれ問題となっていくそれが低減される。不運なことに、計量ターゲットの共配置同時ＳＥ・ＳＲ計測では、ＳＥ計測チャネル及びＳＲ計測チャネルに跨る計測信号相互汚染が起きやすい。
また、ある態様では、ＳＲ計測チャネルに現れたＳＥ計測信号をＳＲ計測信号から分離させ、且つＳＥ計測チャネルに現れたＳＲ計測信号をＳＥ計測信号から分離させる。こうすることで、ＳＥ計測チャネル及びＳＲ計測チャネルに跨る計測信号相互汚染が効果的に軽減される。
更に、ある態様では、深層学習モデル（例．ニューラルネットワークモデル、サポートベクタマシンモデル等々）を、ＳＥ計測チャネル及びＳＲ計測チャネル上で同時計測された信号間のクロストークが減るよう訓練する。モデルの訓練は、実計測データ、合成計測データ（即ち模擬計測データ）又はその双方に基づき行えばよい。
実施形態によっては、その深層学習モデルを、同一計量ターゲットの同時計測に係るＳＥ計測データ及びＳＲ計測データに基づき訓練する。この種の実施形態のなかには、計測される計量ターゲットに係る注目パラメタ（群）（例．限界寸法、オーバレイ等々）が既知なものがある。そうした実施形態では、それらＳＲ計測信号及びＳＥ計測信号を入力訓練データとして扱い、その注目パラメタ（例．限界寸法、オーバレイ等々）の既知値を出力訓練データとして扱う。
また、実施形態によっては、計測される計量ターゲットに係る注目パラメタ（群）（例．限界寸法、オーバレイ等々）が未知なことがある。この種の実施形態のうちあるものでは、注目パラメタ（群）の値を、ＳＥ計測チャネルのみで（即ちＳＲ照明源をターンオフして）実行した計量ターゲット計測、ＳＲ計測チャネルのみで（即ちＳＥ照明源をターンオフして）実行した計量ターゲット計測、或いはその双方を踏まえ、推定する。こうした実施形態のうちあるものでは、それらＳＲ計測信号及びＳＥ計測信号を入力訓練データとして扱い、その注目パラメタ（例．限界寸法、オーバレイ等々）の推定値を出力訓練データとして扱う。
訓練された深層学習モデルで以て、それらＳＥ計測チャネル及びＳＲ計測チャネル上で同時計測されたＳＥ信号及びＳＲ信号に基づき注目パラメタ（群）の値を推定する。それらＳＥ信号及びＳＲ信号を入力データとして扱い、その訓練済深層学習モデルの出力を以て注目パラメタ（群）の推定値とする。
更に、ある態様では、照明強度変調及びフィルタリングを用い、同時計測されＳＥ計測チャネル及びＳＲ計測チャネルの検出器に現れたＳＥ信号及びＳＲ信号を分離させる。ＳＥ計測チャネル上に現れたＳＲ信号及びＳＲ計測チャネル上に現れたＳＥ信号を廃棄することで、ＳＥ計測チャネル・ＳＲ計測チャネル間クロストークを低減する。
実施形態によっては、ＳＥ照明ビームの強度と、ＳＲ照明ビームの強度とを、別々の周波数にてそれぞれ時間変調する。実施形態によっては、光学チョッパを、ＳＥ照明ビーム路、ＳＲ照明ビーム路又はその双方に所在させる。ある実施形態では、ＳＥ照明ビームの強度をある特定の時間周波数にて変調するよう光学チョッパを構成し、ＳＲ照明ビームは何ら変調させない。また、ある実施形態では、ＳＲ照明ビームの強度をある特定の時間周波数にて変調するよう光学チョッパを構成し、ＳＥ照明ビームは何ら変調させない。また、ある実施形態では、ＳＥ照明ビームの強度をある特定の時間周波数にて変調するよう光学チョッパを構成し、ＳＲ照明ビームの強度を別の時間周波数にて変調するよう別の光学チョッパを構成する。
実施形態によっては、ＳＥ照明源、ＳＲ照明源又はその双方をパルス照明源とし、ＳＥ計測チャネルのパルス周波数とＳＲ計測チャネルのパルス周波数とを別々の周波数とする。
また、実施形態によっては、ＳＥ計測チャネルに１個又は複数個の回動偏向素子を設け、ＳＲ計測チャネルには回動偏向素子を設けない。こうした実施形態では、そのＳＥ計測チャネル内回動偏向素子の働きで、検出器にて検出されるＳＥ計測信号が経時変化する。他方でＳＲ計測信号は経時変化しない（即ち０周波数のＳＲ計測信号となる）。また、実施形態によっては、ＳＥ計測チャネルに１個又は複数個の回動偏向素子を設け、ＳＲ計測チャネルにも１個又は複数個の回動偏向素子を設ける。そのＳＥ計測チャネルに備わる１個又は複数個の回動偏向素子の角速度を、ＳＲ計測チャネルに備わる１個又は複数個の回動偏向素子の角速度とは異なるものにする。
ＳＥ計測チャネルの変調周波数とＳＲ計測チャネルのそれとを周波数ドメインにて十分に分離させることで、利用可能なフィルタリング技術により各計測チャネルに係る信号寄与を相独立に分解することが可能となる。
実施形態によっては、ＳＥ計測チャネルの検出信号に電子フィルタを作用させ、ＳＲ計測チャネルの検出信号に別の電子フィルタを作用させる。それらの電子フィルタにて個々の信号を処理することで、フィルタリング対象チャネルに属する不要周波数成分からの寄与分を除去する。
実施形態によっては、ＳＥ計測チャネルの検出信号にディジタルフィルタを作用させ、ＳＲ計測チャネルの検出信号に別のディジタルフィルタを作用させる。それらディジタルフィルタにて個々の信号を処理することで、フィルタリング対象チャネルに属する不要周波数成分からの寄与分を除去する。各ディジタルフィルタにて、適切な数学的アルゴリズムをハードウェア、ファームウェア又はソフトウェアの態で実施・実行することで、フィルタリング対象チャネルに属する不要周波数成分からの寄与分を除去することができる。
更に、ある態様では、別々の照明波長を利用することで、同時計測されＳＥ計測チャネル及びＳＲ計測チャネルの検出器に現れるＳＥ信号及びＳＲ信号を分離させる。そのＳＥ計測チャネル上に現れたＳＲ信号及びＳＲ計測チャネル上に現れたＳＥ信号を廃棄することで、ＳＥ計測チャネル・ＳＲ計測チャネル間クロストークを低減する。
例えば、１個又は複数個のファブリペロー干渉計その他のデバイスをＳＲ計測路及びＳＥ計測路に配することで、ＳＥ照明路，ＳＲ照明路双方にて櫛歯スペクトルを発生させる。それらＳＲスペクトル及びＳＥスペクトルは実質的に交互配置となり、何れの個別波長でも重複しない。これにより、各検出器にてＳＲ計測信号・ＳＥ計測信号間にスペクトル分離を発生させる。ある好適実施形態によれば、当該１個又は複数個のファブリペロー干渉計その他のデバイスをＳＲ照明路及びＳＥ照明路に配することで、ウェハに対する照射を減らすことができる。
また、ある態様では、ＳＥ視野像における計量ターゲットの所在個所と、ＳＲ視野像におけるその計量ターゲットの所在個所とを、そのＳＥ／ＳＲ複合計量システムの機械的アライメント及び安定性に依拠し常に共配置させる。
実施形態によっては、ＳＥ対物系及びＳＲ対物系を、温度変動に対し不感な断熱化モノリシック構造の一部分として作成する。例えば、熱変動により引き起こされる機械的運動が、ＳＥ視野像又はＳＲ視野像に運動を引き起こさない方向沿いのものとなるよう、その構造を作成する。例えば、熱変動により引き起こされる機械的運動同士が相殺するよう、ひいてはＳＥ視野像又はＳＲ視野像の運動が引き起こされないよう、その構造を作成する。
実施形態によっては、ＳＥ対物系及びＳＲ対物系の光学素子及び構造素子を、熱膨張係数が非常に低い素材（例．ｚｅｒｏｄｕｒ(登録商標)、ｉｎｖａｒ(登録商標)等々）で作成する。
実施形態によっては、ＳＥ計測チャネル及びＳＲ計測チャネルの光学素子を製造中に整列させることで、ＳＥ波面及びＳＲ波面を一緒に最適化する。
更に、ある態様では、ＳＥ照明路によりもたらされる照明に発する０次超の回折次数をＳＲ集光路にて収集し、またその逆も行う。例えば、その非０次回折分には、非対称性情報例えばオーバレイ、エッチングティルト等々が含まれている。こうした実施形態では、大ピッチ構造を有する専用計量ターゲットか、大きなピッチを有する独特なデバイス構造が望ましい。
図７には、少なくとも１個の新規態様に従い共配置分光計測を実行する方法７００が描かれている。方法７００は計量システム、例えば本発明の計量システム１００、２００、３００、４００、５００及び６００による実施に適している。ある態様によれば、認識頂ける通り、方法７００の諸データ処理ブロックを、予めプログラミングされているアルゴリズムを情報処理システム１３０に備わる１個又は複数個のプロセッサ、或いは他の何らかの汎用情報処理システムにより実行することで、実行することができる。本願での認識によれば、計量システム１００、２００、３００、４００、５００及び６００の具体的な構造的諸側面は、限定事項を表すものではなく、専ら例証として解されるべきである。
ブロック７０１では、試料上に配置されている計量ターゲットにつき、第１計量サブシステムの第１計測スポットにおける第１計測を指し示す第１計測信号を生成する。
ブロック７０２では、試料上に配置されている計量ターゲットにつき、第２計量サブシステムの第２計測スポットにおける第２計測を指し示す第２計測信号を生成する。
ブロック７０３では、第１計量サブシステムの第１計測スポットにおける計量ターゲットの所在個所についての指示指標、並びに第２計量サブシステムの第２計測スポットにおけるその計量ターゲットの所在個所についての指示指標を受け取る。
ブロック７０４では、第１計量サブシステムの第１計測スポットにおける計量ターゲットの所在個所、第２計量サブシステムの第２計測スポットにおけるその計量ターゲットの所在個所又はその双方の間のミスアライメントを求める。
ブロック７０５では、第１計量サブシステム、第２計量サブシステム又はその双方に備わる１個又は複数個のアクチュエータに制御コマンドを送ることで、第１計量サブシステム、第２計量サブシステム又はその双方に備わる１個又は複数個の光学素子の運動を引き起こし、それによって第１計量サブシステムの第１計測スポットにおける計量ターゲットの所在個所、第２計量サブシステムの第２計測スポットにおけるその計量ターゲットの所在個所又はその双方の間のミスアライメントを減らす。
図１～図６にはＳＥサブシステム及びＳＲサブシステムを有する計量システムの具体的諸実施形態を記載したが、一般に、本願記載の共配置計測技術は２個以上の計量サブシステムの組合せ全般に適用される。本願記載の如く共配置させうる計量サブシステムの例としては、これに限られるものではないが、分光エリプソメトリ（ＳＥ）、その例たるミュラー行列エリプソメトリ（ＭＭＳＥ）、回動偏光子ＳＥ（ＲＰＳＥ）、回動偏光子回動補償器ＳＥ（ＲＰＲＣ）、回動補償器ＳＥ（ＲＣＲＣ）、分光リフレクトメトリ（ＳＲ）、その例たる偏向ＳＲ、無偏向ＳＲ、分光スキャタロメトリ、スキャタロメトリオーバレイ、角度分解リフレクトメトリ、偏向分解リフレクトメトリ、ビームプロファイルリフレクトメトリ、ビームプロファイルエリプソメトリ、単一又は複数離散波長エリプソメトリ等々がある。本願記載の如く共配置しうる計測技術の例としては、更に、光学照明、軟Ｘ線照明、硬Ｘ線照明等々を用いる計測技術がある。更に、本願記載の如く共配置しうる計測技術の例としては、画像ベース計量技術及びハイパースペクトル撮像ベース計量技術もある。例えば、半導体構造の特性解明に適用可能な何らかのＳＲ技術又はＳＥ技術と、何らかの画像ベース計量技術、ハイパースペクトル撮像ベース計量技術又はその双方との共配置を、個別的に又は何らかの組合せの態で想定することができる。実施形態によっては、同じ計量技術を用いているがシステム設定が異なる複数個の計測サブシステムを、本願記載の如く共配置する。例えば計量システム内に２個のＳＥサブシステムを設け、それぞれ、別々のアジマス角にて計量ターゲットの計測を実行するよう構成する。
更に、ある実施形態に係るシステム１００では、１個又は複数個の情報処理システム１３０を用い、本願記載の諸方法に従い収集された分光計測データに基づく実デバイス構造の計測を実行する。当該１個又は複数個の情報処理システム１３０をスペクトロメータに可通信結合させるのがよい。一例としては、試料１０１の構造の計測に係る計測データ１０２，１０３を受け取るよう、当該１個又は複数個の情報処理システム１３０を構成する。
認識されるべきことに、本件開示の随所に記載されている１個又は複数個のステップを、単一のコンピュータシステム１３０により実行してもよいし、それに代え複数個のコンピュータシステム１３０により実行してもよい。更に、システム１００に備わる様々なサブシステムが、本願記載の諸ステップのうち少なくとも一部を実行するのに適したコンピュータシステムを有していてもよい。従って、上掲の記述は本発明についての限定としてではなく、単なる例証として解されるべきである。
加えて、そのコンピュータシステム１３０を、本件技術分野で既知な何れの要領でスペクトロメータに可通信結合させてもよい。例えば、前記１個又は複数個の情報処理システム１３０をそれらスペクトロメータに係る情報処理システムに結合させてもよい。また例えば、コンピュータシステム１３０に結合された単一のコンピュータシステムにより、それらスペクトロメータを直に制御してもよい。
計量システム１００のコンピュータシステム１３０を、伝送媒体例えば有線及び／又は無線区間を含むそれにより同システムの諸サブシステム（例．スペクトロメータ等）からデータ又は情報を受領及び／又は獲得するよう、構成してもよい。こうすることで、その伝送媒体を、そのコンピュータシステム１３０と、システム１００の他サブシステムと、の間でデータリンクとして働かせることができる。
計量システム１００のコンピュータシステム１３０を、伝送媒体例えば有線及び／又は無線区間を含むそれにより他システムからデータ又は情報（例．計測結果、モデル化入力、モデル化結果、参照計測結果等々）を受領及び／又は獲得するよう、構成してもよい。こうすることで、その伝送媒体を、そのコンピュータシステム１３０と、他システム（例．メモリ搭載計量システム１００、外部メモリ又はその他の外部システム）と、の間でデータリンクとして働かせることができる。例えば、データリンクを介し格納媒体（即ちメモリ１３２又は外部メモリ）から計測データを受け取るよう、その情報処理システム１３０を構成してもよい。例えば、本願記載のスペクトロメータを用い得られたスペクトル的結果を恒久的又は半恒久的記憶デバイス（例．メモリ１３２又は外部メモリ）に格納してもよい。この構成では、それらスペクトル的結果を、オンボードメモリから或いは外部メモリシステムからインポートすることができる。更に、そのコンピュータシステム１３０が伝送媒体を介し他システムにデータを送るのでもよい。例えば、コンピュータシステム１３０により求められた推定パラメタ値１０４や計測モデルを送信し外部メモリ内に格納させてもよい。この構成では、計測結果を他システムにエクスポートすることができる。
情報処理システム１３０には、これに限られるものではないが、パーソナルコンピュータシステム、メインフレームコンピュータシステム、ワークステーション、イメージコンピュータ、並列プロセッサその他、本件技術分野で既知なあらゆるデバイスが包含されうる。一般に、語「情報処理システム」は、記憶媒体からくる命令を実行するプロセッサを１個又は複数個するデバイス全てが包括されるよう、広義に定義されうる。
方法例えば本願記載のそれらを実現するプログラム命令１３４を、伝送媒体例えばワイヤ、ケーブル又は無線伝送リンク上で伝送させてもよい。例えば、図１に描かれている通り、メモリ１３２内に格納されているプログラム命令１３４をバス１３３に載せてプロセッサ１３１へと伝送させる。プログラム命令１３４をコンピュータ可読媒体（例．メモリ１３２）内に格納させる。コンピュータ可読媒体の例としてはリードオンリメモリ、ランダムアクセスメモリ、磁気ディスク、光ディスク、磁気テープ等がある。
ある種の例では、諸計測モデルを、米国カリフォルニア州ミルピタス所在のＫＬＡ－Ｔｅｎｃｏｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能なＳｐｅｃｔｒａＳｈａｐｅ（商標）光学限界寸法計量システムの一要素として実現する。この形態では、同システムによりスペクトルが収集された直後に、使用に備えモデルが生成及び準備される。
他のある種の例では、諸計測モデルを、例えば、米国カリフォルニア州ミルピタス所在のＫＬＡ－Ｔｅｎｃｏｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能なＡｃｕＳｈａｐｅ（登録商標）ソフトウェアを実行する情報処理システムにより、オフラインで実現する。もたらされる訓練済モデルをＡｃｕＳｈａｐｅ（登録商標）ライブラリの一要素として組み込むことができ、また計測を実行する計量システムがそこにアクセスすることができる。
また、ある態様では、本願記載の半導体デバイス分光計量方法及びシステムを、高アスペクト比（ＨＡＲ）構造、大横寸法構造又はその双方の計測に適用する。記載されている諸実施形態によれば、様々な半導体製造業者例えばＳａｍｓｕｎｇ Ｉｎｃ．（韓国）、ＳＫ Ｈｙｎｉｘ Ｉｎｃ．（韓国）、株式会社東芝（日本）、Ｍｉｃｒｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｉｎｃ．（米国）等々により製造された、三次元ＮＡＮＤ構造例えば垂直ＮＡＮＤ（Ｖ－ＮＡＮＤ；登録商標）構造、ダイナミックランダムアクセスメモリ構造（ＤＲＡＭ）等々を初め、諸半導体デバイスに関する光学的な限界寸法（ＣＤ）、膜及び組成計量を行うことができる。そうした複雑なデバイスでは、計測対象構造（群）内への光浸透率が低いことが難儀である。広帯域性能及び広いＡＯＩ域、アジマス角域又はその双方を有し、本願記載の如く同時スペクトル帯検出能をする分光エリプソメータが、こうした高アスペクト比構造の計測に適している。ＨＡＲ構造は、ＨＡＲ向けエッチングプロセスを容易にすべくハードマスク層を有していることが多い。本願記載の語「ＨＡＲ構造」は、１０：１を上回り１００：１以上にもなりうるアスペクト比を特徴とする、あらゆる構造を指している。
更に、ある態様によれば、本願記載の計測結果を用い、プロセスツール（例．リソグラフィツール、エッチングツール、堆積ツール等々）への能動フィードバックを行うことができる。例えば、本願記載の計測方法に依拠して求められた計測パラメタの値をリソグラフィツールに送り、所望の出力が得られるようそのリソグラフィシステムを調整することができる。同じ要領にて、エッチングパラメタ（例．エッチング時間、拡散率等々）や堆積パラメタ（例．時間、濃度等々）を、エッチングツール，堆積ツールそれぞれへの能動フィードバックを行うべく計測モデルに組み込むことができる。例えば、計測されたデバイスパラメタ値と訓練済計測モデルとに依拠して求めた対プロセスパラメタ補正量を、リソグラフィツール、エッチングツール又は堆積ツールに送ることができる。
本願記載の語「限界寸法」には、構造のあらゆる限界寸法（例．下部限界寸法、中部限界寸法、上部限界寸法、サイドウォール角（側壁角）、格子高等々）、任意の２個以上の構造間の限界寸法（例．２個の構造間の距離）、並びに２個以上の構造間のずれ（例．重なり合う格子構造間のオーバレイ変位等々）が包含される。構造には三次元構造、パターン化構造、オーバレイ構造等々が含まれうる。
本願記載の語「限界寸法アプリケーション」又は「限界寸法計測アプリケーション」にはあらゆる限界寸法計測が包含される。
本願記載の語「計量システム」には、限界寸法計量、オーバレイ計量、焦点／照射量計量、組成計量等の計測アプリケーションを初め、何らかの態様で試料の特徴を解明すべく少なくとも部分的に採用される、あらゆるシステムが包含される。とはいえ、そうした技術用語で本願記載の語「計量システム」の技術的範囲が制限されるわけではない。加えて、その計量システム１００を、パターン化ウェハの計測向けに構成しても、及び／又は、無パターンウェハの計測向けに構成してもよい。その計量システムを、ＬＥＤ検査ツール、エッジ検査ツール、背面検査ツール、マクロ検査ツール又はマルチモード検査ツール（１個又は複数個のプラットフォームから同時にデータがもたらされるもの）として構成してもよいし、限界寸法データに基づくシステムパラメタの校正から利を受ける他のどのような計量又は検査ツールとして構成してもよい。
本願では、何らかの半導体処理ツール（例．検査システムやリソグラフィシステム）内で試料を計測するのに用いられうる半導体計測システムに関し、様々な実施形態が述べられている。本願で用いられている語「試料」は、本件技術分野で既知な手段で処理（例．印刷又は欠陥検査）されうるウェハ、レティクルその他の標本全てのことを指している。
本願で用いられている語「ウェハ」は、総じて、半導体又は非半導体素材で形成された基板のことを指している。その例としては、これに限られるものではないが、単結晶シリコン、砒化ガリウム及び燐化インジウムがある。そうした基板は、半導体製造設備にて広く見いだされ及び／又は処理されうる。場合によっては、ウェハが基板のみで構成されていることがある（即ちベアウェハ）。これに代え、ウェハが基板上に形成された１個又は複数個の異種素材層を有していてもよい。ウェハ上に形成された１個又は複数個の層が「パターン化」されていても「無パターン」であってもよい。例えば、ウェハが複数個のダイを有し、そのダイが可反復パターンフィーチャを有していてもよい。
「レティクル」は、レティクル製造プロセスの何れの段階にあるレティクルでも完成品のレティクルでもよく、半導体製造設備での使用向けにリリースされていてもいなくてもよい。レティクル或いは「マスク」は、概して、実質的に不透明な領域がその上に形成されパターンをなしている実質的に透明な基板として、定義される。基板には、例えばアモルファスＳｉＯ２等のガラス素材を含有するものがある。リソグラフィプロセスのうち露出工程中に、レジスト被覆ウェハの上方にレティクルを配置して、そのレティクル上のパターンをそのレジストへと転写することができる。
ウェハ上に形成された１個又は複数個の層が、パターン化されていても無パターンであってもよい。例えば、ウェハ内に複数個のダイがあり、各ダイが可反復パターンフィーチャを有していてもよい。そうした素材層の形成及び処理により、やがてはデバイス完成品が得られるであろう。ウェハ上には多様な種類のデバイスを形成しうるのであり、本願で用いられている語ウェハの意図は、その種類を問わず本件技術分野で既知なデバイスがその上に作成されるウェハを包括することにある。
１個又は複数個の例示的実施形態によれば、本願記載の諸機能を、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア又はそれらの何らかの組合せで実施することができる。ソフトウェアでの実施時には、それらの機能を、１個又は複数個の命令又はコードとしてコンピュータ可読媒体上に格納し又はその上で伝送させることができる。コンピュータ可読媒体にはコンピュータ格納媒体及び通信媒体の両者があり、これにはコンピュータプログラムをある場所から別の場所へと運ぶのに便利なあらゆる媒体が包含される。格納媒体は、汎用又は専用コンピュータによりアクセスしうる何れの入手可能媒体であってもよい。例えば、これに限られるものではないが、そうしたコンピュータ可読媒体を、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭその他の光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージその他の磁気格納デバイス、或いは他の何らかの媒体で構成することができ、命令又はデータ構造の形態にて所望のプログラムコード手段を搬送又は格納するのにそれを用いることができ、また汎用又は専用コンピュータ或いは汎用又は専用プロセッサによりそれにアクセスすることができる。また、どのような接続であれコンピュータ可読媒体と称して差し支えない。例えば、そのソフトウェアがウェブサイト、サーバその他のリモートソースから同軸ケーブル、光ファイバケーブル、撚り線対、ディジタル加入者線（ＤＳＬ）或いは無線テクノロジ例えば赤外線、無線周波数及びマイクロ波を用い送信される場合、その同軸ケーブル、光ファイバケーブル、撚り線対、ＤＳＬ或いは無線テクノロジ例えば赤外線、無線周波数及びマイクロ波は媒体定義の枠内となる。本願で用いられるディスク、即ちデータが通常は磁気的に再生されるディスク(disk)及びデータがレーザで以て光学的に再生されるディスク(disc)には、コンパクトディスク（ＣＤ）、レーザディスク、光ディスク、ディジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ；登録商標）、フロッピーディスク及びブルーレイディスク（登録商標）が包含される。上掲のものの組合せもまたコンピュータ可読媒体の範囲内とされるべきである。
教示目的である種の具体的実施形態を上述したが、本件特許出願による教示には一般的な適用可能性があり、上述の具体的諸実施形態に限定されるものではない。従って、特許請求の範囲にて説明されている発明の技術的範囲から離隔することなく、記述されている諸実施形態の諸特徴について、様々な修正、適合化及び組合せを行うことができる。

Claims (64)

  1. 計量システムであって、
    第１計量サブシステムであり、
    第１群の照明光を生成するよう構成された１個又は複数個の照明源、
    前記１個又は複数個の照明源から計測下試料の表面上の第１計測スポットへと前記第１群の照明光を第１照明ビームとして差し向けるよう構成された照明光学系サブシステム、
    第１計測スポットから一群の光を集めるよう構成された集光光学系サブシステム、並びに
    前記一群の集光光を受け取り、前記試料上に配置されている計量ターゲットにつき第１計測スポットにおける第１計測を指し示す第１計測信号を生成する検出器、
    を備える第１計量サブシステムと、
    第２計量サブシステムであり、
    第２群の照明光を生成するよう構成された１個又は複数個の照明源、
    前記１個又は複数個の照明源から前記計測下試料の前記表面上の第２計測スポットへと前記第２群の照明光を第２照明ビームとして差し向けるよう構成された照明光学系サブシステム、
    第２計測スポットから一群の光を集めるよう構成された集光光学系サブシステム、並びに
    前記一群の集光光を受け取り、前記試料上に配置されている前記計量ターゲットにつき第２計測スポットにおける第２計測を指し示す第２計測信号を生成する検出器、
    を備える第２計量サブシステムと、
    情報処理システムであり、
    第１計量サブシステムの第１計測スポットにおける前記計量ターゲットの所在個所についての指示指標、並びに第２計量サブシステムの第２計測スポットにおける前記計量ターゲットの所在個所についての指示指標を受け取り、
    第１計量サブシステムの第１計測スポットにおける前記計量ターゲットの所在個所、第２計量サブシステムの第２計測スポットにおける前記計量ターゲットの所在個所又はその双方の間のミスアライメントを求め、且つ
    第１計量サブシステム、第２計量サブシステム又はその双方に備わる１個又は複数個のアクチュエータに制御コマンドを送ることで、第１計量サブシステム、第２計量サブシステム又はその双方に備わる１個又は複数個の光学素子の動きを引き起こし、それによって第１計量サブシステムの第１計測スポットにおける前記計量ターゲットの所在個所、第２計量サブシステムの第２計測スポットにおける前記計量ターゲットの所在個所又はその双方の間のミスアライメントを減らすよう、
    構成された情報処理システムと、
    を備える計量システム。
  2. 請求項１に記載の計量システムであって、更に、
    第１計量サブシステムの視野像面又はその付近に配置された第１視野撮像デバイスであり、第１計量サブシステムに係る第１視野像を捉える視野撮像デバイスであり、その第１視野像が、前記計量ターゲットの所在個所並びに第１計量サブシステムの第１計測スポットの所在個所を示すものである第１視野撮像デバイスと、
    第２計量サブシステムの視野像面又はその付近に配置された第２視野撮像デバイスであり、第２計量サブシステムに係る第２視野像を捉える第２視野撮像デバイスであり、その第２視野像が、前記計量ターゲットの所在個所並びに第２計量サブシステムの第２計測スポットの所在個所を示すものである第２視野撮像デバイスと、
    を備える計量システム。
  3. 請求項２に記載の計量システムであって、第１視野撮像デバイスが第１視野像を捉える際に、第１計量サブシステムに備わる前記１個又は複数個の照明源が前記計量ターゲットを照明し、第２視野撮像デバイスが第２視野像を捉える際に、第２計量サブシステムに備わる前記１個又は複数個の照明源がその計量ターゲットを照明する計量システム。
  4. 請求項２に記載の計量システムであって、更に、
    第１視野撮像デバイスが第１視野像を捉える際、第２視野撮像デバイスが第２視野像を捉える際又はその双方にて前記計量ターゲットを照明するアライメントビームを生成するよう構成された、アライメントビーム源を備える計量システム。
  5. 請求項４に記載の計量システムであって、前記アライメントビーム源がアライメントレーザ光源である計量システム。
  6. 請求項４に記載の計量システムであって、前記アライメントビームが第１照明ビーム、第２照明ビーム又はその双方から波長により分離される計量システム。
  7. 請求項４に記載の計量システムであって、前記アライメントビームが第１照明ビーム、第２照明ビーム又はその双方から空間的に分離される計量システム。
  8. 請求項４に記載の計量システムであって、前記アライメントビームが第１照明ビーム、第２照明ビーム又はその双方から時間的に分離される計量システム。
  9. 請求項８に記載の計量システムであって、前記アライメントビームが第１照明ビーム、第２照明ビーム又はその双方から光学変調により時間的に分離される計量システム。
  10. 請求項１に記載の計量システムであって、前記計量ターゲットが既知計量ターゲットであり、前記第１計量サブシステムの前記第１計測スポットにおける前記計量ターゲットの所在個所についての指示指標が第１計測信号であり、前記第２計量サブシステムの前記第２計測スポットにおける前記計量ターゲットの所在個所についての指示指標が第２計測信号である計量システム。
  11. 請求項１に記載の計量システムであって、第１照明ビームのうち一部分が前記計量ターゲットにより第２計量サブシステムの検出器へと差し向けられ、第１照明ビームによる前記計量ターゲットの照明に応じ第２計量サブシステムの検出器により検出される第２計測信号が、第１計量サブシステム、第２計量サブシステム又はその双方の前記光学素子の動きにより最大化される計量システム。
  12. 請求項１に記載の計量システムであって、前記情報処理システムが、更に、
    前記計量ターゲットの第１計測についての統計モデルに依拠し第１計測スポットにおける前記計量ターゲットの所在個所を推定し、
    前記計量ターゲットの第２計測についての統計モデルに依拠し第２計測スポットにおける前記計量ターゲットの所在個所を推定するよう、
    構成されている計量システム。
  13. 請求項１に記載の計量システムであって、第１計量サブシステム、第２計量サブシステム又はその双方の前記光学素子の動きが、第１計量サブシステムの視野絞り、第２計量サブシステムの視野絞り又はその双方の所在個所の調整を伴う計量システム。
  14. 請求項１３に記載の計量システムであって、第１計量サブシステムの視野絞りの所在個所の前記調整が、その視野絞りを通る計測ビームと整列した方向沿いでのものである計量システム。
  15. 請求項１に記載の計量システムであって、第１計量サブシステム、第２計量サブシステム又はその双方の前記光学調整が、第１計量サブシステムの照明瞳、第２計量サブシステムの照明瞳又はその双方の調整を伴う計量システム。
  16. 請求項１に記載の計量システムであって、第２計量サブシステムの前記光学調整が、第２計量サブシステムのビーム路に所在する集束性光学素子の所在個所の、第２照明ビームの伝搬方向に対し垂直な方向沿いでの調整を伴う計量システム。
  17. 請求項１に記載の計量システムであって、第２計量サブシステムの前記光学調整が、第２計量サブシステムのビーム路に所在するビーム分岐素子の向きの調整を伴う計量システム。
  18. 請求項１に記載の計量システムであって、第２計量サブシステムの前記光学調整が、第２計量サブシステムのビーム路に所在する対物レンズの向きの調整を伴う計量システム。
  19. 請求項１に記載の計量システムであって、第２計量サブシステムの前記光学調整が、第２計量サブシステムのビーム路に所在するリスレープリズムの向きの調整を伴う計量システム。
  20. 請求項１に記載の計量システムであって、前記計量ターゲットの第１計測と前記計量ターゲットの第２計測とを同時実行する計量システム。
  21. 請求項２０に記載の計量システムであって、前記情報処理システムが、更に、
    訓練済深層学習モデルに依拠し、第１計量サブシステムの検出器により検出された第１計量サブシステムに係る計測信号から第２計量サブシステムに係る計測信号を分離させ、
    前記訓練済深層学習モデルに依拠し、第２計量サブシステムの検出器により検出された第２計量サブシステムに係る計測信号から第１計量サブシステムに係る計測信号を分離させるよう、
    構成されている計量システム。
  22. 請求項２０に記載の計量システムであって、更に、
    第１照明ビームの経路上に所在する光学変調器であり、第２照明ビームの強度の何れの変調でのそれとも異なる周波数又は周波数域にて第１照明ビームの強度を変調する光学変調器と、
    第１照明ビームの強度の前記変調に係る周波数以外又は周波数域外の周波数成分を第１計測信号から除去するフィルタと、
    を備える計量システム。
  23. 請求項２２に記載の計量システムであって、前記光学変調器が、光学チョッパ、第１計量サブシステムの光路に存する回動偏向素子、並びに第１計量サブシステムに備わるパルス照明源のうち何れかである計量システム。
  24. 請求項２０に記載の計量システムであって、更に、
    第２照明ビームの経路上に所在する光学変調器であり、第１照明ビームの強度の何れの変調でのそれとも異なる周波数又は周波数域にて第２照明ビームの強度を変調する光学変調器と、
    第２照明ビームの強度の前記変調に係る周波数以外又は周波数域外の周波数成分を第２計測信号から除去するフィルタと、
    を備える計量システム。
  25. 請求項２４に記載の計量システムであって、前記光学変調器が、光学チョッパ、第２計量サブシステムの光路に存する回動偏向素子、並びに第２計量サブシステムに備わるパルス照明源のうち何れかである計量システム。
  26. 請求項２０に記載の計量システムであり、第１照明ビームの波長が第２照明ビームの波長とは異なる計量システムであって、更に、
    第２照明ビームに係る波長以外の波長を第２計測信号から除去する第１光学フィルタと、
    第１照明ビームに係る波長以外の波長を第１計測信号から除去する第２光学フィルタと、
    を備える計量システム。
  27. 請求項１に記載の計量システムであって、第１照明ビーム及び第２照明ビームが、それぞれ、赤外、可視及び紫外波長を含む波長域を有する計量システム。
  28. 請求項１に記載の計量システムであって、前記情報処理システムが、更に、
    第１計測信号及び第２計測信号に基づき前記計量ターゲットの注目パラメタの推定値を生成するよう構成されている計量システム。
  29. 請求項１に記載の計量システムであって、第１計量サブシステムが分光エリプソメータであり、第２計量サブシステムがリフレクトメータである計量システム。
  30. 請求項２９に記載の計量システムであって、前記リフレクトメータが角度分解リフレクトメータであり、その角度分解リフレクトメータの照明源が広帯域照明源であり、前記第２照明ビームが広帯域照明光である計量システム。
  31. 請求項３０に記載の計量システムであって、前記角度分解リフレクトメータの前記広帯域照明源がレーザベース照明源である計量システム。
  32. 請求項３０に記載の計量システムであって、前記角度分解リフレクトメータの照明光学系が、更に、
    前記第２照明光をフィルタリングするよう構成された１個又は複数個の狭帯域フィルタを備える計量システム。
  33. 請求項１に記載の計量システムであって、第１計量サブシステムが、第１アジマス角にて前記計量ターゲットを計測するよう構成された分光エリプソメータであり、第２計量サブシステムが、第１アジマス角とは異なる第２アジマス角にて前記計量ターゲットを計測するよう構成された分光エリプソメータである計量システム。
  34. 請求項１に記載の計量システムであって、第１計量サブシステムが分光エリプソメータであり、第２計量サブシステムが撮像ベース計量システム、ハイパースペクトル撮像ベース計量システム又はその双方である計量システム。
  35. 計量システムであって、
    前記試料上に配置されている計量ターゲットにつき、自第１計量サブシステムの第１計測スポットにおける第１計測を指し示す第１計測信号を生成するよう、構成された第１計量サブシステムと、
    前記試料上に配置されている前記計量ターゲットにつき、自第２計量サブシステムの第２計測スポットにおける第２計測を指し示す第２計測信号を生成するよう、構成された第２計量サブシステムと、
    第１計量サブシステムの視野像面又はその付近に配置された第１視野撮像デバイスであり、前記計量ターゲットの所在個所並びに第１計量サブシステムの第１計測スポットの所在個所を指し示す第１視野像を捉える第１視野撮像デバイスと、
    第２計量サブシステムの視野像面又はその付近に配置された第２視野撮像デバイスであり、前記計量ターゲットの所在個所並びに第２計量サブシステムの第２計測スポットの所在個所を指し示す第２視野像を捉える第２視野撮像デバイスと、
    情報処理システムであり、
    第１計量サブシステム、第２計量サブシステム又はその双方に制御コマンドを送ることで第１計量サブシステム、第２計量サブシステム又はその双方の光学調整を引き起こすことによって、第１計量サブシステムの第１計測スポットにおける前記計量ターゲットの所在個所と第２計量サブシステムの第２計測スポットにおける前記計量ターゲットの所在個所との間のミスアライメントを減らすよう、
    構成された情報処理システムと、
    を備える計量システム。
  36. 請求項３５に記載の計量システムであって、更に、
    第１視野撮像デバイスが第１視野像を捉える際、第２視野撮像デバイスが第２視野像を捉える際又はその双方にて前記計量ターゲットを照明するアライメントビームを生成するよう構成された、アライメントビーム源を備える計量システム。
  37. 請求項３５に記載の計量システムであって、第１計量サブシステム、第２計量サブシステム又はその双方の前記光学調整が、第１計量サブシステムの視野絞り、第２計量サブシステムの視野絞り又はその双方の所在個所の調整を伴う計量システム。
  38. 請求項３７に記載の計量システムであって、第１計量サブシステムの視野絞りの所在個所の前記調整が、その視野絞りを通る計測ビームと整列した方向沿いでのものである計量システム。
  39. 請求項３５に記載の計量システムであって、第１計量サブシステム、第２計量サブシステム又はその双方の前記光学調整が、第１計量サブシステムの照明瞳、第２計量サブシステムの照明瞳又はその双方の調整を伴う計量システム。
  40. 請求項３５に記載の計量システムであって、第２計量サブシステムの前記光学調整が、第２計量サブシステムのビーム路に所在する集束性光学素子の所在個所の、第２照明ビームの伝搬方向に対し垂直な方向沿いでの調整を伴う計量システム。
  41. 請求項３５に記載の計量システムであって、第２計量サブシステムの前記光学調整が、第２計量サブシステムのビーム路に所在するビーム分岐素子の向きの調整を伴う計量システム。
  42. 請求項３５に記載の計量システムであって、第２計量サブシステムの前記光学調整が、第２計量サブシステムのビーム路に所在する対物レンズの向きの調整を伴う計量システム。
  43. 請求項３５に記載の計量システムであって、第２計量サブシステムの前記光学調整が、第２計量サブシステムのビーム路に所在するリスレープリズムの向きの調整を伴う計量システム。
  44. 請求項３５に記載の計量システムであって、前記計量ターゲットの第１計測と前記計量ターゲットの第２計測とを同時実行する計量システム。
  45. 請求項３５に記載の計量システムであって、第１計量サブシステムが分光エリプソメータであり、第２計量サブシステムがリフレクトメータ、撮像ベース計量システム又はハイパースペクトル撮像ベース計量システムである計量システム。
  46. 試料上に配置されている計量ターゲットにつき、第１計量サブシステムの第１計測スポットにおける第１計測を指し示す第１計測信号を生成し、
    試料上に配置されている計量ターゲットにつき、第２計量サブシステムの第２計測スポットにおける第２計測を指し示す第２計測信号を生成し、
    第１計量サブシステムの第１計測スポットにおける前記計量ターゲットの所在個所についての指示指標、並びに第２計量サブシステムの第２計測スポットにおける前記計量ターゲットの所在個所についての指示指標を受け取り、
    第１計量サブシステムの第１計測スポットにおける前記計量ターゲットの所在個所、第２計量サブシステムの第２計測スポットにおける前記計量ターゲットの所在個所又はその双方の間のミスアライメントを求め、
    第１計量サブシステム、第２計量サブシステム又はその双方に備わる１個又は複数個のアクチュエータに制御コマンドを送ることで、第１計量サブシステム、第２計量サブシステム又はその双方に備わる１個又は複数個の光学素子の運動を引き起こし、それによって第１計量サブシステムの第１計測スポットにおける前記計量ターゲットの所在個所、第２計量サブシステムの第２計測スポットにおける前記計量ターゲットの所在個所又はその双方の間のミスアライメントを減らす方法。
  47. 請求項４６に記載の方法であって、更に、
    第１計量サブシステムに係る第１視野像であり、前記計量ターゲットの所在個所並びに第１計量サブシステムの第１計測スポットの所在個所を指し示す第１視野像を捉え、
    第２計量サブシステムに係る第２視野像であり、前記計量ターゲットの所在個所並びに第２計量サブシステムの第２計測スポットの所在個所を指し示す第２視野像を捉える方法。
  48. 請求項４７に記載の方法であって、更に、
    第１視野像を捉える際に計量ターゲットを照明するアライメントビームを生成する方法。
  49. 請求項４６に記載の方法であって、前記計量ターゲットが既知計量ターゲットであり、前記第１計量サブシステムの前記第１計測スポットにおける前記計量ターゲットの所在個所についての指示指標が第１計測信号であり、前記第２計量サブシステムの前記第２計測スポットにおける前記計量ターゲットの所在個所についての指示指標が第２計測信号である方法。
  50. 請求項４６に記載の方法であって、更に、
    前記計量ターゲットの第１計測についての統計モデルに依拠し第１計測スポットにおける前記計量ターゲットの所在個所を推定し、
    前記計量ターゲットの第２計測についての統計モデルに依拠し第２計測スポットにおける前記計量ターゲットの所在個所を推定する方法。
  51. 請求項４６に記載の方法であって、第１計量サブシステム、第２計量サブシステム又はその双方の前記光学調整が、第１計量サブシステムの視野絞り、第２計量サブシステムの視野絞り又はその双方の所在個所の調整を伴う方法。
  52. 請求項５１に記載の方法であって、第１計量サブシステムの視野絞りの所在個所の前記調整が、その視野絞りを通る計測ビームと整列した方向沿いでのものである方法。
  53. 請求項４６に記載の方法であって、第１計量サブシステム、第２計量サブシステム又はその双方の前記光学調整が、第１計量サブシステムの照明瞳、第２計量サブシステムの照明瞳又はその双方の調整を伴う方法。
  54. 請求項４６に記載の方法であって、第２計量サブシステムの前記光学調整が、第２計量サブシステムのビーム路に所在する集束性光学素子の所在個所の調整を伴う方法。
  55. 請求項４６に記載の方法であって、第２計量サブシステムの前記光学調整が、第２計量サブシステムのビーム路に所在するビーム分岐素子の向きの調整を伴う方法。
  56. 請求項４６に記載の方法であって、第２計量サブシステムの前記光学調整が、第２計量サブシステムのビーム路に所在する対物レンズの向きの調整を伴う方法。
  57. 請求項４６に記載の方法であって、第２計量サブシステムの前記光学調整が、第２計量サブシステムのビーム路に所在するリスレープリズムの向きの調整を伴う方法。
  58. 請求項４６に記載の方法であって、前記計量ターゲットの第１計測と前記計量ターゲットの第２計測とを同時実行する方法。
  59. 請求項５８に記載の方法であって、更に、
    訓練済深層学習モデルに依拠し、第１計量サブシステムの検出器により検出された第１計量サブシステムに係る計測信号から第２計量サブシステムに係る計測信号を分離させ、
    前記訓練済深層学習モデルに依拠し、第２計量サブシステムの検出器により検出された第２計量サブシステムに係る計測信号から第１計量サブシステムに係る計測信号を分離させる方法。
  60. 請求項５８に記載の方法であって、更に、
    第２計量サブシステムの第２照明ビームの強度の何れの変調でのそれとも異なる周波数又は周波数域にて第１計量サブシステムの第１照明ビームの強度を変調し、
    第１照明ビームの強度の前記変調に係る周波数以外又は周波数域外の周波数成分を第１計測信号からフィルタリングする方法。
  61. 請求項５８に記載の方法であって、更に、
    第２計量サブシステムの第２照明ビームに係る波長以外の波長を第２計測信号からフィルタリングし、
    第１計量サブシステムの第１照明ビームに係る波長以外の波長を第１計測信号からフィルタリングする方法であり、その第１照明ビームの波長が第２照明ビームの波長と異なる方法。
  62. 請求項４６に記載の方法であって、第１計量サブシステムが分光エリプソメータであり、第２計量サブシステムがリフレクトメータである方法。
  63. 請求項４６に記載の方法であって、第１計量サブシステムが、第１アジマス角にて前記計量ターゲットを計測するよう構成された分光エリプソメータであり、第２計量サブシステムが、第１アジマス角とは異なる第２アジマス角にて前記計量ターゲットを計測するよう構成された分光エリプソメータである方法。
  64. 請求項４６に記載の方法であって、第１計量サブシステムが分光エリプソメータであり、第２計量サブシステムが撮像ベース計量システム、ハイパースペクトル撮像ベース計量サブシステム又はその双方である方法。
JP2021542457A 2019-01-24 2020-01-16 共配置計量方法及びシステム Active JP7369196B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/257,066 US10804167B2 (en) 2019-01-24 2019-01-24 Methods and systems for co-located metrology
US16/257,066 2019-01-24
PCT/US2020/013767 WO2020154152A1 (en) 2019-01-24 2020-01-16 Methods and systems for co-located metrology

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022523033A true JP2022523033A (ja) 2022-04-21
JP7369196B2 JP7369196B2 (ja) 2023-10-25

Family

ID=71731636

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021542457A Active JP7369196B2 (ja) 2019-01-24 2020-01-16 共配置計量方法及びシステム

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10804167B2 (ja)
EP (1) EP3891492A4 (ja)
JP (1) JP7369196B2 (ja)
KR (1) KR102557192B1 (ja)
CN (1) CN113348361B (ja)
TW (1) TWI812833B (ja)
WO (1) WO2020154152A1 (ja)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7182522B2 (ja) * 2019-06-27 2022-12-02 Dmg森精機株式会社 検出装置
US11644412B2 (en) * 2020-08-02 2023-05-09 Aizhong Zhang Thin film spectroellipsometric imaging
KR20220031834A (ko) * 2020-09-04 2022-03-14 삼성전자주식회사 멀티 스케일의 스펙트럼 이미징 장치 및 방법, 및 그 방법을 이용한 반도체 소자 제조방법
US11521874B2 (en) * 2020-09-30 2022-12-06 Kla Corporation Systems and methods for determining measurement location in semiconductor wafer metrology
WO2022119796A1 (en) * 2020-12-03 2022-06-09 Applied Materials, Inc. Deep learning based adaptive alignment precision metrology for digital overlay
US20220291143A1 (en) * 2021-03-11 2022-09-15 Kla Corporation Optical metrology utilizing short-wave infrared wavelengths
WO2023008361A1 (ja) * 2021-07-30 2023-02-02 コニカミノルタ株式会社 二次元分光装置、観察システム、管理システム、情報処理装置及びプログラム
WO2023072880A1 (en) * 2021-10-29 2023-05-04 Asml Netherlands B.V. Inspection apparatus, polarization-maintaining rotatable beam displacer, and method

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007537455A (ja) * 2004-05-14 2007-12-20 ケイエルエイ−テンコー・テクノロジーズ・コーポレーション 試験体の測定または分析のためのシステムおよび方法
US20130114085A1 (en) * 2011-10-27 2013-05-09 Kla-Tencor Corporation Dynamically Adjustable Semiconductor Metrology System
JP2018536862A (ja) * 2015-12-08 2018-12-13 ケーエルエー−テンカー コーポレイション 効率的な計測のために信号を高速自動判定するシステム、方法、およびコンピュータプログラム製品

Family Cites Families (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5166752A (en) 1990-01-11 1992-11-24 Rudolph Research Corporation Simultaneous multiple angle/multiple wavelength ellipsometer and method
US6734967B1 (en) 1995-01-19 2004-05-11 Kla-Tencor Technologies Corporation Focused beam spectroscopic ellipsometry method and system
US5608526A (en) 1995-01-19 1997-03-04 Tencor Instruments Focused beam spectroscopic ellipsometry method and system
US5808738A (en) 1995-06-13 1998-09-15 University Of South Florida Multiangle, multiwavelength particle characterization system and method
US5859424A (en) 1997-04-08 1999-01-12 Kla-Tencor Corporation Apodizing filter system useful for reducing spot size in optical measurements and other applications
US5798837A (en) 1997-07-11 1998-08-25 Therma-Wave, Inc. Thin film optical measurement system and method with calibrating ellipsometer
US6020964A (en) * 1997-12-02 2000-02-01 Asm Lithography B.V. Interferometer system and lithograph apparatus including an interferometer system
US6859278B1 (en) 2001-01-16 2005-02-22 J.A. Woollam Co. Inc. Multi-AOI-system for easy changing angles-of-incidence in ellipsometer, polarimeter and reflectometer systems
US6483580B1 (en) 1998-03-06 2002-11-19 Kla-Tencor Technologies Corporation Spectroscopic scatterometer system
US6429943B1 (en) 2000-03-29 2002-08-06 Therma-Wave, Inc. Critical dimension analysis with simultaneous multiple angle of incidence measurements
AU2001295060A1 (en) 2000-09-20 2002-04-02 Kla-Tencor-Inc. Methods and systems for semiconductor fabrication processes
US6891627B1 (en) 2000-09-20 2005-05-10 Kla-Tencor Technologies Corp. Methods and systems for determining a critical dimension and overlay of a specimen
US20030002043A1 (en) 2001-04-10 2003-01-02 Kla-Tencor Corporation Periodic patterns and technique to control misalignment
US6895075B2 (en) 2003-02-12 2005-05-17 Jordan Valley Applied Radiation Ltd. X-ray reflectometry with small-angle scattering measurement
US6714307B2 (en) 2001-10-16 2004-03-30 Zygo Corporation Measurement of complex surface shapes using a spherical wavefront
US7280230B2 (en) 2001-12-19 2007-10-09 Kla-Tencor Technologies Corporation Parametric profiling using optical spectroscopic systems
US6816570B2 (en) 2002-03-07 2004-11-09 Kla-Tencor Corporation Multi-technique thin film analysis tool
US7095507B1 (en) * 2002-09-27 2006-08-22 Kla-Tencor Technologies Corporation Method and apparatus using microscopic and interferometric based detection
US6977730B2 (en) 2003-08-18 2005-12-20 Zygo Corporation Method and apparatus for alignment of a precision optical assembly
US7359052B2 (en) * 2004-05-14 2008-04-15 Kla-Tencor Technologies Corp. Systems and methods for measurement of a specimen with vacuum ultraviolet light
US7349079B2 (en) 2004-05-14 2008-03-25 Kla-Tencor Technologies Corp. Methods for measurement or analysis of a nitrogen concentration of a specimen
US7478019B2 (en) 2005-01-26 2009-01-13 Kla-Tencor Corporation Multiple tool and structure analysis
US7567351B2 (en) 2006-02-02 2009-07-28 Kla-Tencor Corporation High resolution monitoring of CD variations
US7755764B2 (en) 2007-01-26 2010-07-13 Kla-Tencor Corporation Purge gas flow control for high-precision film measurements using ellipsometry and reflectometry
US8699027B2 (en) 2007-07-27 2014-04-15 Rudolph Technologies, Inc. Multiple measurement techniques including focused beam scatterometry for characterization of samples
US7907264B1 (en) 2007-09-07 2011-03-15 Kla-Tencor Corporation Measurement of thin film porosity
US7929667B1 (en) 2008-10-02 2011-04-19 Kla-Tencor Corporation High brightness X-ray metrology
US8841591B2 (en) 2011-04-04 2014-09-23 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Grating-enhanced optical imaging
US9146156B2 (en) 2011-06-29 2015-09-29 Kla-Tencor Corporation Light source tracking in optical metrology system
WO2014062972A1 (en) 2012-10-18 2014-04-24 Kla-Tencor Corporation Symmetric target design in scatterometry overlay metrology
US9581430B2 (en) 2012-10-19 2017-02-28 Kla-Tencor Corporation Phase characterization of targets
US8860937B1 (en) 2012-10-24 2014-10-14 Kla-Tencor Corp. Metrology systems and methods for high aspect ratio and large lateral dimension structures
US10769320B2 (en) 2012-12-18 2020-09-08 Kla-Tencor Corporation Integrated use of model-based metrology and a process model
US9116103B2 (en) 2013-01-14 2015-08-25 Kla-Tencor Corporation Multiple angles of incidence semiconductor metrology systems and methods
US9291554B2 (en) 2013-02-05 2016-03-22 Kla-Tencor Corporation Method of electromagnetic modeling of finite structures and finite illumination for metrology and inspection
US10101670B2 (en) 2013-03-27 2018-10-16 Kla-Tencor Corporation Statistical model-based metrology
US9875946B2 (en) 2013-04-19 2018-01-23 Kla-Tencor Corporation On-device metrology
US9857291B2 (en) 2013-05-16 2018-01-02 Kla-Tencor Corporation Metrology system calibration refinement
US9915522B1 (en) 2013-06-03 2018-03-13 Kla-Tencor Corporation Optimized spatial modeling for optical CD metrology
US9383661B2 (en) 2013-08-10 2016-07-05 Kla-Tencor Corporation Methods and apparatus for determining focus
US10935893B2 (en) 2013-08-11 2021-03-02 Kla-Tencor Corporation Differential methods and apparatus for metrology of semiconductor targets
US9354212B2 (en) 2014-01-07 2016-05-31 Applied Materials Israel Ltd. Inspection having a segmented pupil
US9784690B2 (en) * 2014-05-12 2017-10-10 Kla-Tencor Corporation Apparatus, techniques, and target designs for measuring semiconductor parameters
US20160139032A1 (en) 2014-11-19 2016-05-19 Kla-Tencor Corporation Inspection system and method using an off-axis unobscured objective lens
US10072921B2 (en) 2014-12-05 2018-09-11 Kla-Tencor Corporation Methods and systems for spectroscopic beam profile metrology having a first two dimensional detector to detect collected light transmitted by a first wavelength dispersive element
JP6524256B2 (ja) * 2015-04-21 2019-06-05 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． メトロロジ方法及び装置、コンピュータプログラム、並びにリソグラフィシステム
US9921152B2 (en) 2016-01-15 2018-03-20 Kla-Tencor Corporation Systems and methods for extended infrared spectroscopic ellipsometry
US9921104B2 (en) 2016-06-11 2018-03-20 Kla-Tencor Corporation Simultaneous multi-angle spectroscopy
US10215693B2 (en) 2016-09-29 2019-02-26 Kla-Tencor Corporation Infrared spectroscopic reflectometer for measurement of high aspect ratio structures

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007537455A (ja) * 2004-05-14 2007-12-20 ケイエルエイ−テンコー・テクノロジーズ・コーポレーション 試験体の測定または分析のためのシステムおよび方法
US20130114085A1 (en) * 2011-10-27 2013-05-09 Kla-Tencor Corporation Dynamically Adjustable Semiconductor Metrology System
JP2018536862A (ja) * 2015-12-08 2018-12-13 ケーエルエー−テンカー コーポレイション 効率的な計測のために信号を高速自動判定するシステム、方法、およびコンピュータプログラム製品

Also Published As

Publication number Publication date
KR102557192B1 (ko) 2023-07-18
TW202043700A (zh) 2020-12-01
TWI812833B (zh) 2023-08-21
WO2020154152A1 (en) 2020-07-30
CN113348361B (zh) 2022-06-17
US10804167B2 (en) 2020-10-13
JP7369196B2 (ja) 2023-10-25
EP3891492A4 (en) 2022-09-14
CN113348361A (zh) 2021-09-03
KR20210109050A (ko) 2021-09-03
EP3891492A1 (en) 2021-10-13
US20200243400A1 (en) 2020-07-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7369196B2 (ja) 共配置計量方法及びシステム
US10234271B2 (en) Method and system for spectroscopic beam profile metrology including a detection of collected light according to wavelength along a third dimension of a hyperspectral detector
JP6830492B2 (ja) 分光ビームプロファイルオーバーレイ計測
KR102690183B1 (ko) 작은 조명 스팟 사이즈를 갖는 광학 계측
EP3314241B1 (en) Methods and apparatus for measuring height on a semiconductor wafer
JP7085630B2 (ja) 計測ビーム安定化のためのシステムおよび方法
US20160123894A1 (en) Measurement Systems Having Linked Field And Pupil Signal Detection
TW201734417A (zh) 用於擴展之紅外線光譜橢偏量測之系統及方法
JP2018515911A (ja) 計量システムにおける計量データのフィードフォワード
KR20150081360A (ko) 최적화된 시스템 파라미터를 갖는 광 계측 장치 및 방법
JP2020508568A (ja) 厚膜及び高アスペクト比構造の計測方法及びシステム
JP6758309B2 (ja) フォーカスエラー感応性が減少した光学的計測
KR102518214B1 (ko) 고종횡비 구조물의 측정을 위한 중적외선 분광법
KR20190007522A (ko) 동시 다중-각도 분광법
US9291920B2 (en) Focus recipe determination for a lithographic scanner
JP2022058401A (ja) 基板の特性を測定する方法、検査装置、リソグラフィシステム、及びデバイス製造方法
TW202043731A (zh) 成像反射計
US10551166B2 (en) Optical measurement of a highly absorbing film layer over highly reflective film stacks

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230106

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230106

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20230106

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230314

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230607

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230801

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230913

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

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20231010

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20231013

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7369196

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150