JP2022523692A - プロセス変動に対する計量感度を定量するためのスケーリング指標 - Google Patents

プロセス変動に対する計量感度を定量するためのスケーリング指標 Download PDF

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Abstract

コントローラを有するオーバレイ計量システムであって、そのコントローラが、ある範囲の計測パラメタ値による標本上の複数組のオーバレイターゲットについてのオーバレイ計測結果であり、個々の組のオーバレイターゲットのなかに二通り以上のオーバレイターゲットデザインのうち一通りを有するオーバレイターゲットが含まれているそれを、オーバレイ計量ツールから受け取る。そのコントローラにて、更に、それらオーバレイターゲットのうち少なくとも幾つかに係るスケーリング指標値を求めることができる；但し、個々のオーバレイターゲットに係るスケーリング指標を、それに対応する組のオーバレイターゲットについてのオーバレイ計測結果の標準偏差に基づくものとする。そのコントローラにて、更に、それら二組以上のオーバレイターゲットそれぞれに関しスケーリング指標値の変動性を判別することができる。そのコントローラにて、更に、それら二通り以上のオーバレイターゲットデザインのうち最小のスケーリング指標変動性を呈するものを出力オーバレイターゲットデザインとして選ぶことができる。

Description

本件開示は一般にオーバレイ（重畳具合）の計量に関し、より具体的にはプロセス変動に対するオーバレイ計量のロバスト性の評価に関する。
（関連出願への相互参照）
本願では、「プロセス変動に対する計量コンフィギュレーションの感度を定量するためのスケーリング指標ＳＭＥＴＲＩＣ」(SCALING METRIC SMETRIC FOR QUANTIFYING METROLOGY CONFIGURATION’S SENSITIVITY TO PROCESS VARIATION)と題しＴａｌ Ｍａｒｃｉａｎｏ、Ｎｏａ Ａｒｍｏｎ及びＤａｎａ Ｋｌｅｉｎを発明者とする２０１９年１月２８日付米国仮特許出願第６２／７９７５５７号に基づき米国特許法第１１９条（ｅ）の規定による利益を主張し、参照によりその全容を本願に繰り入れることにする。
オーバレイ計量システムでは、通常、ターゲットフィーチャ（外形特徴）を有しそれらが注目標本層上に所在するオーバレイターゲットの特性を解明することで、標本に備わる複数個の層のアライメント（整列具合）を計測する。更に、それら複数個の層のオーバレイアライメントを、通常、その標本の様々な個所にある複数個のオーバレイターゲットのオーバレイ計測結果を寄せ集めることで判別する。しかしながら、オーバレイターゲットのオーバレイ計測の正確性及び／又は再現性は、オーバレイターゲット作成中のプロセスパラメタ及び／又は作成済オーバレイターゲットの検査に用いられた計測パラメタの変動に対し、敏感になりうる。例えばプロセスパラメタ変動（例．層堆積、パターン露出、エッチング等に係るそれ）は、作成されたオーバレイターゲットにおける想定デザインからのずれ（例．側壁角等の非対称性）につながることがあり、そのずれによりオーバレイ計測に誤差が持ち込まれることがある。また例えば、所与の作成済オーバレイターゲットについてのオーバレイ計測の正確性は、オーバレイ計量ツールに係る計測パラメタ（例．波長、偏向等）の厳密値により変動しうる。
米国特許出願公開第２０１７／０１６００７４号 米国特許出願公開第２０１５／０１８５６２５号
従って、オーバレイターゲットデザインのロバスト性を評価するシステム又は方法を提供することが望ましかろう。
本件開示の１個又は複数個の例証的実施形態に従いオーバレイ計量システムを開示する。ある例証的実施形態に係るシステムは、オーバレイ計量ツールと可通信結合されるコントローラを有する。また、ある例証的実施形態では、そのコントローラが、標本上の二組以上のオーバレイターゲットについてのオーバレイ計測結果であり、そのオーバレイ計量ツールを構成設定するための計測パラメタの値複数通りによるものを、そのオーバレイ計量ツールから受け取る；但し、個々の組のオーバレイターゲットのなかに、二通り以上のオーバレイターゲットデザインのうち一通りを有するオーバレイターゲットを含める。また、ある例証的実施形態では、そのコントローラが、当該二組以上のオーバレイターゲットのうち少なくとも幾つかのオーバレイターゲットに係るスケーリング指標値を求める；但し、個々のオーバレイターゲットに係るスケーリング指標を、それに対応する組のオーバレイターゲットのオーバレイ計測結果の標準偏差に基づくものとする。また、ある例証的実施形態では、そのコントローラが、それら二組以上のオーバレイターゲットそれぞれに関しスケーリング指標値の変動性を判別する。また、ある例証的実施形態では、そのコントローラが、それら二通り以上のオーバレイターゲットデザインのうち最小のスケーリング指標変動性を呈するものを、出力オーバレイターゲットデザインとして選択する；ここに、その出力オーバレイターゲットデザインが１個又は複数個の作成ツールに供給され、そのオーバレイ計量ツールにより計測される供試標本上に、その出力オーバレイターゲットデザインに基づくオーバレイターゲットがそのツールにより作成される。
本件開示の１個又は複数個の例証的実施形態に従いオーバレイ計量システムを開示する。ある例証的実施形態に係るシステムは、オーバレイ計量ツールと可通信結合されるコントローラを有する。また、ある例証的実施形態では、そのコントローラが、二通り以上のハードウェアコンフィギュレーションで以て構成されたオーバレイ計量ツールから、標本の随所に分布する一組のオーバレイターゲットについてのオーバレイ計測結果であり、そのオーバレイ計量ツールを構成設定するための計測パラメタの値複数通りによるものを受け取る。また、ある例証的実施形態では、そのコントローラが、それら二通り以上のハードウェアコンフィギュレーションによるオーバレイ計測結果に基づき当該一組のオーバレイターゲットに係るスケーリング指標値を求める；但し、当該二通り以上のハードウェアコンフィギュレーション中の個々のハードウェアコンフィギュレーションで以て計測された、当該一組のオーバレイターゲット中の個々のオーバレイターゲットに係るスケーリング指標を、当該個々のハードウェアコンフィギュレーションに係るオーバレイ計測結果の標準偏差に基づくものにする。また、ある例証的実施形態では、そのコントローラが、当該二通り以上のハードウェアコンフィギュレーションそれぞれに係るスケーリング指標値の変動性を判別する。また、ある例証的実施形態では、そのコントローラが、当該二通り以上のハードウェアコンフィギュレーションのうち最小のスケーリング指標変動性を呈するものを、そのオーバレイ計量ツールの出力ハードウェアコンフィギュレーションとして選択する；ここに、その出力ハードウェアコンフィギュレーションがそのオーバレイ計量ツールに供給され、そのツールによりそのオーバレイターゲットの１個又は複数個の付加的実現物が計測される。
本件開示の１個又は複数個の例証的実施形態に従いオーバレイ計量システムを開示する。ある例証的実施形態に係るシステムは、オーバレイ計量ツールと可通信結合されるコントローラを有する。また、ある例証的実施形態では、そのコントローラが、一組のオーバレイ個所におけるオーバレイ不正確性を補正すべく一組のサイト別スケーリング因子を受け取る。また、ある例証的実施形態では、それらサイト別スケーリング因子を、当該一組のオーバレイ個所に分布する一組の参照オーバレイターゲットについてのオーバレイ計測結果であり、計測パラメタの値複数通りによるものに基づき生成する；但し、当該一組の参照オーバレイターゲットはある共通ターゲットデザインを有するものとし、当該一組の参照オーバレイターゲットがある既知な作成誤差空間分布を呈するものとする。また、ある例証的実施形態では、それらサイト別スケーリング因子を、それらオーバレイ計測結果の標準偏差に基づくものとする。また、ある例証的実施形態では、そのコントローラが、その共通ターゲットデザインを有する少なくとも１個のオーバレイターゲットであり、供試標本上の一組のオーバレイ個所のうち少なくとも一個所に所在するものから、少なくとも一通りの供試オーバレイ計測結果を受け取る。また、ある例証的実施形態では、そのコントローラが、それに対応するサイト別スケーリング因子で以て少なくとも一通りの供試オーバレイ計測結果を補正する。
本件開示の１個又は複数個の例証的実施形態に従い方法を開示する。ある例証的実施形態に係る方法では、参照標本の随所に分布する一組のオーバレイターゲットについて、オーバレイ計量ツールを構成設定するための計測パラメタの値複数通りで以てオーバレイを計測する。また、ある例証的実施形態では、当該一組のオーバレイターゲットがある共通ターゲットデザインを有し、且つある既知な作成誤差空間分布を呈する。また、ある例証的実施形態に係る方法では、それらオーバレイ計測結果に基づき、それら一組のオーバレイターゲットに係るスケーリング指標値を求める；但し、それら一組のオーバレイターゲット中の個々のオーバレイターゲットに係るスケーリング指標を、それらオーバレイ計測結果の標準偏差に基づくものとする。また、ある例証的実施形態に係る方法では、指定公差内の作成誤差に対する非感受性をもたらす計測パラメタ値を含む計量レシピを、それらスケーリング指標値・計測パラメタ間の相関に基づき特定する。また、ある例証的実施形態に係る方法では、その共通ターゲットデザインを有し供試標本上にある少なくとも１個のオーバレイターゲットのオーバレイを、その特定された計量レシピで以て計測する。
理解し得るように、前掲の概略記述及び後掲の詳細記述は共に専ら例示的且つ説明的なものであり、特許請求の範囲記載の発明を必ずしも限定するものではない。添付図面は明細書に組み込まれてその一部分を構成し、本発明の諸実施形態を描き出し、また当該概略記述と相俟ち本発明の諸原理を説明する役目を有している。
本件技術分野に習熟した者（いわゆる当業者）には、添付図面を参照することで、本件開示の数多な長所をより良好に理解できよう。
本件開示の１個又は複数個の実施形態に係るオーバレイ計量システムを描出する概念図である。 本件開示の１個又は複数個の実施形態に従いオーバレイ計量ツールを描出する概念図である。 本件開示の１個又は複数個の実施形態に従いオーバレイ計量ツールを描出する概念図である。 本件開示の１個又は複数個の実施形態に係り、プロセス変動に起因する非対称な側壁角を有するターゲットに関し、コントラスト精度及び不正確性と波長との関係のプロット図である。 本件開示の１個又は複数個の実施形態に従いオーバレイ不正確性への側壁非対称性強度の影響を描出するプロット図である。 本件開示の１個又は複数個の実施形態に従いオーバレイ不正確性への側壁非対称性符号の影響を描出するプロット図である。 本件開示の１個又は複数個の実施形態に係り標本の随所に分布するオーバレイターゲットの所在個所のプロット図である。 本件開示の１個又は複数個の実施形態に係り、図４Ａに示したオーバレイターゲットに関する、オーバレイ計測結果と波長との関係のプロット図である。 本件開示の１個又は複数個の実施形態に係るオーバレイターゲットに備わるフィーチャのプロセス変動起因非対称性分布の模式図である。 本件開示の１個又は複数個の実施形態に係り図５Ａに示した標本の随所に分布するオーバレイターゲットのシミュレート図であり、各オーバレイターゲットへの陰影付けによりＳ指標値が表されている。 本件開示の１個又は複数個の実施形態に従いオーバレイターゲットデザインを選択する方法にて実行される諸ステップを描出するフロー図である。 本件開示の１個又は複数個の実施形態に係り、プロセス変動を有する標本の随所に分布しており第１のオーバレイターゲットデザインを有するオーバレイターゲットに関する、Ｓ指標のプロット図である。 本件開示の１個又は複数個の実施形態に係り、プロセス変動を有する標本の随所に分布しており第２のオーバレイターゲットデザインを有するオーバレイターゲットに関する、Ｓ指標のプロット図である。 本件開示の１個又は複数個の実施形態に従いオーバレイ計量ツールのハードウェアコンフィギュレーションを選択する方法にて実行される諸ステップを描出するフロー図である。 本件開示の１個又は複数個の実施形態に従いサイト別オーバレイ不正確性補正用のサイト別スケーリング因子を生成する方法にて実行される諸ステップを描出するフロー図である。 本件開示の１個又は複数個の実施形態に従いプロセス変動に対しロバストな計量レシピを特定する方法にて実行される諸ステップを描出するフロー図である。
以下、添付図面に描かれている被開示主題を詳細に参照する。ある種の実施形態及びその具体的特徴との関連で本件開示を具体的に図示及び記述する。本願中で説明されている諸実施形態は、限定的なものではなく例証的なものであると解される。いわゆる当業者には明察されるべきことに、本件開示の神髄及び技術的範囲から離隔することなく形態及び細部に様々な改変及び修正を施すことができる。
本件開示の諸実施形態は、オーバレイターゲットデザイン、及び／又は、選択されたオーバレイターゲットデザインに基づきオーバレイを判別するためのレシピの、ロバスト性の評価を指向している。
本願での認識によれば、半導体デバイスは、複数個のパターン化素材印刷層として基板上に形成することができる。各印刷層の作成は、これに限られるものではないが１個又は複数個の素材堆積工程、１個又は複数個のリソグラフィ工程、１個又は複数個のエッチング工程等、一連の処理工程を通じ行うことができる。更に、通常、各印刷層を指定公差内で作成しないと最終デバイスを適正に構築することができない。例えば、各層内の印刷要素の相対配置（例．オーバレイ）をよく解明し、既作成層を基準にして制御しなければならない。そのためには、諸層のオーバレイの効率的解明が可能となるよう、１個又は複数個の印刷層上に計量ターゲットを作成すればよい。ひいては、ある印刷層上のオーバレイターゲットフィーチャのずれで以て、その層上の印刷済デバイスフィーチャの印刷特性のずれを表せばよい。その上で、ある作成工程（例．１個又は複数個の標本層の作成後のそれ）にて計測されたオーバレイを用いコレクタブル（補正変数）を生成し、そのコレクタブルによりプロセスツール（例．リソグラフィツール等）を精密に整列させることで、後の作成工程での付加的標本層の作成に備えればよい。
オーバレイ計量を実行するに当たっては、通常、標本の随所に１個又は複数個のオーバレイターゲットを作成し、各オーバレイターゲットのフィーチャを注目標本層内に設け、それらフィーチャを作成対象デバイス又は部材に係るフィーチャと同時作成する。この構成では、オーバレイターゲットの所在個所にて計測されたオーバレイ誤差で以て、デバイスフィーチャのオーバレイ誤差を表すことができる。ひいては、オーバレイ計測結果を用い何個かの作成ツールを監視及び／又は制御することで、指定公差に則ったデバイス生産を維持することができる。例えば、ある標本上の先行層に対する現層のオーバレイの計測結果をフィードバックデータとして利用することで、あるロット内の付加的な標本上での現層の作成ずれを、監視及び／又は軽減することができる。また例えば、ある標本上の先行層に対する現層のオーバレイの計測結果をフィードフォワードデータとして利用することで、既存の層アライメントを勘案したやり方にて、同じ標本上に後続層を作成することができる。
オーバレイターゲットに備わるフィーチャは、通常、注目標本層間オーバレイ誤差に対し敏感となるよう特殊設計されている。従って、オーバレイ計量ツールを用いそのオーバレイターゲットの特性を解明すること、並びにその計量ツールの出力に基づきその標本上でのオーバレイ誤差を求めるアルゴリズムを適用することで、オーバレイ計測を実行することができる。
オーバレイ計量ツールでは、標本層オーバレイの判別に様々な技術を利用することができる。例えば画像ベースオーバレイ計量ツールでは、オーバレイターゲット（例．先進撮像計量（ＡＩＭ）ターゲット、ボックスインボックス計量ターゲット等）を照明し、相異なる標本層上に所在するオーバレイターゲットフィーチャの画像を含め、オーバレイ信号を獲得することができる。ひいては、それらオーバレイターゲットフィーチャの相対位置を計測してオーバレイを判別することができる。また例えば、スキャタロメトリベースオーバレイ計量ツールでは、オーバレイターゲット（例．格子オーバ格子計量ターゲット等）を照明し、その照明ビームの回折、散乱及び／又は反射に係りそのオーバレイターゲットに発する輻射の角度分布を含め、オーバレイ信号を獲得することができる。従って、照明ビームとそのオーバレイターゲットとの相互作用についてのモデルに依拠しオーバレイを判別することができる。
そのオーバレイ計測技術の如何によらず、オーバレイ計量ツールは、通常、オーバレイ信号の生成に利用される一組の計測パラメタを含むレシピに従い、構成設定することができる。オーバレイ計量ツールのレシピに含めうるものの例としては、これに限られるものではないが照明波長、標本に発する輻射の波長の検出値、標本上での照明スポットサイズ、入射照明の角度、入射照明の偏向、オーバレイターゲット上における入射照明ビームの位置、そのオーバレイ計量ツールの焦点体積におけるオーバレイターゲットの位置等がある。従って、オーバレイレシピに含める一組の計測パラメタを、複数個の標本層のオーバレイを判別するのに適したオーバレイ信号を生成しうるものとすることができる。
オーバレイ計測の正確性及び／又は再現性は、オーバレイレシピにより左右されると共に、これに限られるものではないが標本層の厚み、オーバレイターゲットフィーチャのサイズ、オーバレイターゲットフィーチャの密度又はピッチ、標本層の組成等、そのオーバレイターゲットの具体的幾何形状に係る広範な要因によっても左右される。更に、その標本の随所にあるオーバレイターゲットの具体的幾何形状が、予測可能、予測不能の両様にて変動しうる。例えば、作成される諸層の厚みは、その標本に亘り既知分布に従い変動しうる（例．標本の中心では縁沿いより厚みが僅かに大きくなることを期待できる）し、欠陥に係るランダム揺らぎや諸処理工程のランダム変動に従い変動しうる。従って、特定のオーバレイレシピを標本の全オーバレイターゲットに適用した場合、仮にプロセス変動が指定作成公差内であっても、同じ正確性及び／又は再現性がもたらされることにはなりえない。
所与アルゴリズムを用いてのオーバレイ計測は、通常、オーバレイターゲットに備わるフィーチャが完全に対称なフィーチャであり、完全に均一な素材で形成された完全に均一な標本層の上に発現している、という仮定の下に実行される。しかしながら、オーバレイターゲットの作成に係るプロセス変動によって、設計特性からの作成オーバレイターゲットのずれ（例．側壁非対称性等）が入り込むことがある。プロセス変動の例としては、膜層の堆積、膜層上のパターン露出、膜層上の露出済パターンのエッチング等における変動があろう。この場合、作成オーバレイターゲットにおける設計特性からのずれが計測信号に及ぼす何らかの影響が、不適切にもオーバレイ誤差のせいにされ、ひいてはそのオーバレイ計測の不正確性と見なされることとなろう。
更に、所与オーバレイターゲット及び所与オーバレイアルゴリズムの許で、計量レシピの違い（例．オーバレイ計量ツールの構成の違い）により、プロセス誤差に対する感度の違いが現れることがある。言い換えれば、個々のオーバレイターゲットの作成に係るプロセス変動に対し比較的ロバストな個々の計測レシピ（例．オーバレイターゲットの特性を解明するためオーバレイ計量ツールにより用いられる波長、偏向等の具体値）を特定することが、可能でありうる。その場合、ロバスト且つ正確なオーバレイ計測を達成することができる。
オーバレイ計量に係る不正確性は、一般に、
Ｏｖｅｒｌａｙｍｅａｓｕｒｅｄ＝ε＋δＮ （１）
と記述することができる；但しεは物理的なオーバレイ誤差（例．別の標本層に対するある標本層のアライメント誤差）である。更に、不正確性を、計測パラメタ（例．計測レシピに係るそれ）の関数として定義することができる。例えば、オーバレイ不正確性を、一般に、波長の関数たる
Ｏｖｅｒｌａｙｍｅａｓｕｒｅｄ（λ）＝ε＋δＮ（λ） （２）
として、記述することができる。
ある実施形態では、設計特性からの作成オーバレイターゲットのずれのうちプロセス変動に起因するものに対し敏感なスケーリング指標（Ｓ指標）を用い、オーバレイターゲットが評価される。この構成では、個々のターゲットに適用された計量レシピのロバスト性を、Ｓ指標を用い評価することができる。例えば、相異なる計測パラメタ（例．相異なる計量レシピ）下でのターゲットのオーバレイ計測を踏まえＳ指標を生成すればよい。
本願での考察によれば、Ｓ指標を、ロバストなオーバレイ計量を容易に行えるよう様々なやり方で用いることができる。ある実施形態によれば、Ｓ指標により、計量レシピの性質（例．波長、偏向等）の選択を容易に行うことができ、それにより、その標本の随所にプロセス変動が現れているときでも、個々のオーバレイターゲットについてロバストな計測を行うことが可能となる。ロバストな計測レシピは、例えば、あるプロセス変動疑い範囲に亘りδＮ→０（例．等式（１）参照）となるものとして、特徴付けることができる。
また、ある実施形態によれば、標本の様々な個所に所在する複数個のオーバレイターゲット実現物に関しＳ指標を評価することができる。この構成では、ターゲット所在個所に基づく計量レシピチューニングをＳ指標により容易に行うことができる。例えば、既知の空間変動性プロセス変動を伴う標本の随所にある複数個のオーバレイターゲット実現物に関し、Ｓ指標を評価することで、オーバレイ計測のロバスト性を評価することができる。更に、ロバスト性の評価に何れの指標を用いてもよい。例えば、ある範囲のプロセス変動に亘りオーバレイ不正確性を小さくすることで（例．δＮ→０）、オーバレイ計測結果が系統誤差なしのものになりその範囲内のプロセス変動に対し更に不感となることがありうる。また例えば、オーバレイ不正確性が０に接近しないものの、ある範囲のプロセス変動に亘り比較的安定になることがありうる（例．ｖａｒ（δＮ）→０）。この場合、オーバレイ計測が比較的ロバストになりうるが、系統誤差を被ることとなろう。何れの場合でも、指定設計限度内に収まる計量レシピの選択をＳ指標により容易に行うことができる。
また、ある実施形態によれば、相異なる設計を有する複数個のオーバレイターゲット及び／又は様々なオーバレイ計測アルゴリズムに関しＳ指標を評価することで、それら考慮下のターゲット及び／又はアルゴリズムの相対的ロバスト性を評価することができる。この構成では、ロバストなオーバレイターゲット及び／又は計測アルゴリズムの選択をＳ指標により容易に行うことができる。
本件開示の目的からして、オーバレイ計量ツールに係るオーバレイ信号のことを、そのオーバレイ計量ツールの出力のうち、複数個の標本層上におけるオーバレイターゲットフィーチャの相対位置（例．１個又は複数個のプロセッサを用いた分析等を経たそれ）を初め、オーバレイを判別するのに十分な情報を有する出力のことであると、考えることができる。例えば、これは必須ではないが１個又は複数個のデータセット、１枚又は複数枚の画像、一通り又は複数通りの検出器読み値等が、オーバレイ信号に含まれうる。
本件開示を通じ用いられている語「標本」は、一般に、半導体又は非半導体素材で形成された基板（例．ウェハ等）のことを指している。半導体素材や非半導体素材の例としては、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ろう。標本には１個又は複数個の層を設けることができる。そうした層の例としては、これに限られるものではないがレジスト、誘電体、導電体及び半導体素材があろう。本件技術分野ではそうした層の種類が数多く知られており、本願中で用いられている標本なる語には、想定上、その上にそうした層が形成されうる全ての種類の標本が包括される。標本上に形成される１個又は複数個の層は、パターン化されていてもいなくてもよい。例えば、それぞれ反復的なパターン化フィーチャを有するダイ複数個が標本内に設けられていてもよい。それらの素材層の形成及び処理により、最終的にはデバイス完成品がもたらされよう。標本上には多種多様なデバイスが形成されうるのであり、本願中で用いられている標本なる語には、想定上、その上に本件技術分野で既知なデバイスが作成されるあらゆる種類の標本が包括される。更に、本件開示の目的からして標本及びウェハの語は互換的であると解すべきである。加えて、本件開示の目的からしてパターニング装置、マスク及びレティクルの語は互換的であると解すべきである。
図１Ａは、本件開示の１個又は複数個の実施形態に係るオーバレイ計量システム１００を描出する概念図である。
実施形態に係るオーバレイ計量システム１００は、何通りかのオーバレイレシピに基づきオーバレイターゲットからオーバレイ信号を獲得するオーバレイ計量ツール１０２を有している。例えば、オーバレイ計量ツール１０２により標本１０４に照明を差し向け更にその標本１０４に発する輻射を集めることで、複数個の標本層のオーバレイの判別に適したオーバレイ信号を生成することができる。オーバレイ計量ツール１０２は、標本１０４上のオーバレイターゲットに係るオーバレイの判別に適したオーバレイ信号を生成するのに適するものであれば、本件技術分野で既知な何れの種類のオーバレイ計量ツールとしてもよい。オーバレイ計量ツール１０２が撮像モードで動作しても非撮像モードで動作してもよい。例えば撮像モードでは、その標本上の照明スポット内にある個々のオーバレイターゲット要素を、（例．明視野像、暗視野像、位相コントラスト像等の一部分として）分解・解像することができる。また例えば、オーバレイ計量ツール１０２がスキャタロメトリ（散乱計測法）ベースオーバレイ計量ツール、即ちその標本からの輻射を瞳面にて検光してその標本１０４からの輻射の角度分布（例．その標本１０４による輻射の散乱及び／又は回折に係るそれ）を解明するツールとして、動作するのでもよい。
更に、何通りかのレシピに基づきオーバレイ信号を生成するようそのオーバレイツールを構成すること、またオーバレイターゲットのオーバレイを判別するのに適したオーバレイ信号を獲得するための計測パラメタ群をそのレシピにより定めることができる。オーバレイ計量ツールのレシピに含めうるものの例としては、これに限られるものではないが、照明波長、標本に発する輻射の波長の検出値、標本上での照明スポットサイズ、入射照明の角度、入射照明の偏向、オーバレイターゲット上における入射照明ビームの位置、そのオーバレイ計量ツールの焦点体積におけるオーバレイターゲットの位置等がある。
また、実施形態に係るオーバレイ計量システム１００は、オーバレイ計量ツール１０２に可通信結合されたコントローラ１０６を有している。コントローラ１０６は、選択されている一通り又は複数通りのレシピに基づきオーバレイ信号を生成せよとオーバレイ計量ツール１０２に指令するよう、構成することができる。コントローラ１０６は、更に、これに限られるものではないがオーバレイ計量ツール１０２からのオーバレイ信号を初めとするデータを受け取るよう、構成することができる。加えて、コントローラ１０６は、獲得したオーバレイ信号に基づきオーバレイターゲットに係るオーバレイを判別するよう、構成することができる。
また、実施形態におけるコントローラ１０６は１個又は複数個のプロセッサ１０８を有している。例えば、その１個又は複数個のプロセッサ１０８を、記憶デバイス１１０或いはメモリ内に保持されている一組のプログラム命令を実行するよう構成することができる。コントローラ１０６に備わる１個又は複数個のプロセッサ１０８には、本件技術分野で既知なあらゆる処理素子が含まれうる。その意味で、当該１個又は複数個のプロセッサ１０８には、アルゴリズム及び／又は命令を実行するよう構成されたあらゆるマイクロプロセッサ型デバイスが含まれうる。更に、記憶デバイス１１０には、１個又は複数個の連携先プロセッサ１０８にて実行可能なプログラム命令群を格納するのに適し本件技術分野で既知な、あらゆる格納媒体が含まれうる。例えば、記憶デバイス１１０には非一時的記憶媒体が含まれうる。記憶デバイス１１０の別例としては、これに限られるものではないがリードオンリメモリ、ランダムアクセスメモリ、磁気又は光記憶デバイス（例．ディスク）、磁気テープ、固体ドライブ等があろう。更に注記されることに、記憶デバイス１１０を、１個又は複数個のプロセッサ１０８と共に、共通コントローラハウジング内に収容してもよい。
図１Ｂは、本件開示の１個又は複数個の実施形態に従いオーバレイ計量ツール１０２を描出する概念図である。実施形態におけるオーバレイ計量ツール１０２は、照明ビーム１１４を生成するよう構成された照明源１１２を有している。照明ビーム１１４は、これに限られるものではないが紫外（ＵＶ）輻射、可視輻射、赤外（ＩＲ）輻射等を初め一通り又は複数通りの指定波長の光を、含むものとすることができる。
照明源１１２には、照明ビーム１１４を供給するのに適したあらゆる種類の照明源が含まれうる。実施形態の一つは、照明源１１２がレーザ光源であるものである。その照明源１１２の例としては、これに限られるものではないが１個又は複数個の狭帯域レーザ光源、広帯域レーザ光源、超連続体（超広帯域）レーザ光源、白色レーザ光源等があろう。この構成では、その照明源１１２により供給される照明ビーム１１４が、高いコヒーレンス（例．高い空間コヒーレンス及び／又は時間コヒーレンス）を呈するものとなろう。実施形態の他の一つは、照明源１１２がレーザ維持プラズマ（ＬＳＰ）光源の態を採るものである。その照明源１１２の例としては、これに限られるものではないがＬＳＰランプ、ＬＳＰバルブ、ＬＳＰチャンバ等、一種類又は複数種類の元素を好適に収容でき、レーザ光源によりその元素をプラズマ状態に励起することで広帯域照明が放射されるものがあろう。実施形態の他の一つは、照明源１１２がランプ光源の態を採るものである。その照明源１１２の例としては、これに限られるものではないがアークランプ、放電ランプ、無電極ランプ等があろう。この構成では、その照明源１１２により供給される照明ビーム１１４が、低いコヒーレンス（例．低い空間コヒーレンス及び／又は時間コヒーレンス）を呈するものとなろう。
また、実施形態に係るオーバレイ計量システム１００は、標本１０４の照明向けに照明ビーム１１４のスペクトルを制御する波長選択デバイス１１６を有している。波長選択デバイス１１６の例としては、指定スペクトル（例．中心波長、帯域幅、分光プロファイル等）を有する照明ビーム１１４を供給するのに適した可調フィルタがあろう。また例えば、波長選択デバイス１１６により可調照明源１１２の一通り又は複数個の制御セッティングを調整することで、照明ビーム１１４のスペクトルを直に制御してもよい。更に、コントローラ１０６を照明源１１２及び／又は波長選択デバイス１１６に可通信結合させ、それにより照明ビーム１１４のスペクトルの一通り又は複数通りの性質を調整してもよい。
また、実施形態におけるオーバレイ計量ツール１０２は、照明路１１８を介し標本１０４に照明ビーム１１４を差し向けている。照明路１１８には１個又は複数個の光学部材、例えば照明ビーム１１４を修正及び／又は調光しその照明ビーム１１４を標本１０４に差し向けるのに適したものを、設けることができる。例えば、照明路１１８に、これは必須ではないが１個又は複数個のレンズ１２０（例．照明ビーム１１４を平行光化するため、瞳面及び／又は視野面を中継するため等のそれ）、照明ビーム１１４の偏向を調整するための１個又は複数個のポラライザ１２２、１個又は複数個のフィルタ、１個又は複数個のビームスプリッタ、１個又は複数個のディフューザ、１個又は複数個のホモジナイザ、１個又は複数個のアポダイザ、１個又は複数個のビーム整形器、１個又は複数個の鏡（例．静止鏡、並進鏡、走査鏡等）等を設けることができる。また、実施形態におけるオーバレイ計量ツール１０２は対物レンズ１２４を有しており、それによって、照明ビーム１１４を標本１０４（例．オーバレイターゲット要素を有しそれら要素が標本１０４の複数個の層上に所在しているオーバレイターゲット）上へと合焦させている。また、実施形態における標本１０４の配置先は、その標本１０４を固持するのに適する標本ステージ１２６上であり、これは更に、照明ビーム１１４を基準にして標本１０４を位置決めするよう構成されている。
また、実施形態におけるオーバレイ計量ツール１０２は１個又は複数個の検出器１２８を有しており、標本１０４（例．標本１０４上のオーバレイターゲット）に発する輻射（例．標本輻射１３０）を集光路１３２経由で捉え、その標本１０４の複数個の層のオーバレイを示す１個又は複数個のオーバレイ信号を生成するよう、その検出器が構成されている。集光路１３２には、これに限られないが１個又は複数個のレンズ１３４、１個又は複数個のフィルタ、１個又は複数個のポラライザ、１個又は複数個のビームブロック、１個又は複数個のビームスプリッタ等を初め、対物レンズ１２４により集光された照明を差し向け及び／又は修正する複数個の光学素子を設けることができる。例えば、検出器１２８にて、集光路１３２上の諸素子（例．対物レンズ１２４、１個又は複数個のレンズ１３４等）によりもたらされる標本１０４の像を受け取るのでもよい。また例えば、検出器１２８にて、標本１０４から（例．鏡面反射、拡散反射等を通じ）反射又は散乱されてきた輻射を受光するのでもよい。また例えば、検出器１２８にて、標本により生成された輻射（例．照明ビーム１１４の吸収に係るルミネッセンス等）を受光するのでもよい。また例えば、検出器１２８にて、標本１０４から一通り又は複数通りの回折次数の輻射（例．０次回折、±１次回折、±２次回折等）を受光するのでもよい。
オーバレイ計量ツール１０２の照明路１１８及び集光路１３２は、照明ビーム１１４で以て標本１０４を照明すること及びその入射照明ビーム１１４に応じその標本１０４から発せられる輻射を集光することに適する広範な構成に従い、配向（向き設定）することができる。例えば図１Ｂに描かれている通りオーバレイ計量ツール１０２内にビームスプリッタ１３６を設け、標本１０４への照明ビーム１１４の差し向けとその標本１０４に発する輻射の集光とが対物レンズ１２４により同時並行的に行われることとなるよう、それを配向することができる。また例えば、照明路１１８及び集光路１３２を互いに重ならない光路で構成してもよい。
図１Ｃは、本件開示の１個又は複数個の実施形態に従いオーバレイ計量ツール１０２を描出する概念図である。実施形態における照明路１１８及び集光路１３２は別々の素子群で構成されている。例えば、照明路１１８では第１集束素子１３８を利用し標本１０４上に照明ビーム１１４を合焦させることができ、集光路１３２では第２集束素子１４０を利用しその標本１０４からの輻射を集光することができる。この構成では、第１集束素子１３８の数値開口と第２集束素子１４０のそれとを、異なるものとすることができる。ある実施形態によれば、１個又は複数個の光学部材を可回動アーム（図示せず）に搭載しそのアームを標本１０４周りで枢動させること、ひいては標本１０４上への照明ビーム１１４の入射角をその可回動アームの位置により制御することができる。
本願既述の通り、オーバレイ計量ツール１０２は、何通りかのオーバレイレシピ（例．何組かの計測パラメタ）を用い標本１０４上のオーバレイターゲットに係るオーバレイ信号を生成するよう、構成することができる。更に、オーバレイ計量ツール１０２にてそれら計測パラメタの迅速チューニングを行い、別々のレシピに基づく複数通りのオーバレイ信号を速やかに獲得されるようにすることができる。例えば、本オーバレイ計量システム１００のコントローラ１０６を、オーバレイ計量ツール１０２の可調部材１個又は複数個に可通信結合させ、それによってその可調部材をオーバレイレシピに従い構成設定することができる。
オーバレイレシピには、これに限られるものではないが照明ビーム１１４の波長（例．中心波長）、帯域幅及び分光プロファイル等、標本上に入射する照明ビーム１１４のスペクトルの一通り又は複数通りの性質を、計測パラメタとして含めることができる。例えば、コントローラ１０６を照明源１１２及び／又は波長選択デバイス１１６に可通信結合させ、それによりオーバレイレシピに従い照明ビーム１１４のスペクトルを調整することができる。
実施形態における波長選択デバイス１１６は１個又は複数個の位置可調分光フィルタを有しており、同フィルタ上での照明ビーム１１４の位置を修正することで、入射照明ビーム１１４の分光特性（例．中心波長、帯域幅、分光透過率値等）を速やかにチューニングすることができる。更に、位置可調分光フィルタには、これに限られるものではないがローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、バンドパスフィルタ、バンドリジェクトフィルタ等、あらゆる種類の分光フィルタを含めることができる。
例えば、位置可調分光フィルタが１枚又は複数枚の薄膜を有し、それがある位置可調カットオフ波長を有するエッジフィルタとして動作するのでもよい。この構成では、そのフィルタ上での照明ビーム１１４の位置を修正することで、カットオフ波長をチューニングすることができる。例えば、ローパスエッジフィルタであればカットオフ波長未満の波長を（例．透過又は反射を通じ）通過させることができ、ハイパスエッジフィルタであればカットオフ波長超の波長を通過させることができる。更に、ローパスエッジフィルタをハイパスエッジフィルタと組み合わせることでバンドパスフィルタを形成してもよい。
次に、図２～図１０を参照し、プロセス変動に対するオーバレイ計量ターゲットの感度を評価するためのスケーリング指標（Ｓ指標）について、より詳細に記述する。
本願既述の通り、オーバレイ計量ターゲット（及びそれに関連するデバイスフィーチャ）の作成中におけるプロセス変動により、作成されるオーバレイターゲットに設計特性からのずれが生じることがある。例えば、膜堆積工程におけるプロセス変動により、これに限られるものではないが厚み、均質性、屈折率等、標本層の特性変動が生じることがある。また例えば、露出工程における変動により、素子露出パターンに設計パターンからのずれが生じることがある。また例えば、エッチング工程における変動により、これに限られるものではないが側壁角非対称性等、作成されるフィーチャに露出パターンからのずれが生じることがある。
オーバレイターゲットに対するプロセス変動の影響は、大まかには、非対称的変動及び対称的変動という２個のカテゴリに区分することができる。非対称的変動の特徴は、オーバレイターゲットに備わる１個又は複数個の要素の、或いはそのオーバレイターゲット全体の非対称性にある。非対称的プロセス変動の例としては、これに限られるものではないが非対称側壁角、格子構造変形、ターゲットノイズ等がある。これに対し、対称的変動に含まれるのは設計特性からの作成オーバレイターゲットの対称的物理的ずれであり、これに限られるものではないが１個又は複数個の標本層の光学特性や厚みの変動がこれに含まれうる。
本願での考察によれば、低計測性領域（例．撮像ベースオーバレイにおける低コントラスト領域やスキャタロメトリベースオーバレイにおける低感度領域）では、プロセス変動に起因する不正確性を初めとするオーバレイ不正確性の強増幅が悩みの種となりうる。とはいえ、不正確性の種類が違えば影響も違いうる。例えば、オーバレイターゲットにおける非対称的変動が不正確性誤差の増幅の原因となるのに対し、オーバレイターゲットにおける対称的変動はそのレシピのロバスト性及び／又はレシピ性能を変化させる原因となる。
本願での更なる考察によれば、プロセス変動に起因するオーバレイターゲットのずれに対するオーバレイ計測アルゴリズムの感度は、これに限られるものではないがそのオーバレイターゲットの照明の波長や偏向等、オーバレイ計量ツール（例．オーバレイ計量システム１００）の計測パラメタの精密値により左右されうる。
図２は、本件開示の１個又は複数個の実施形態に従い、プロセス変動に起因する非対称な側壁角を有するターゲットに関し、コントラスト精度２０２及び不正確性２０４と波長の関数を描出するプロット図２００である。図２に描かれている通り、コントラスト精度が貧弱な領域、ここでは５００ｎｍにピークがあるそれにて、不正確性の同時増幅が発生している。これに対し、４００ｎｍ及び６００ｎｍでは側壁角不正確性の影響が少ない。従って、このオーバレイ計測は、４００ｎｍ及び６００ｎｍにてプロセス変動に対し相対的に不感であり、従ってそれら波長にてロバストである。
加えて、オーバレイターゲットやその構成要素のプロセス変動起因非対称性の強度及び符号次第で、オーバレイ不正確性への影響が異なりうる。図３Ａは、本件開示の１個又は複数個の実施形態に従い、オーバレイ不正確性に対する、側壁非対称性の強度の影響を描出するプロット図３００である。図３Ａでは、非対称度が異なる２個の構造、即ちＡｓｙｍ１ ３０２及びＡｓｙｍ２ ３０４を考察しており、Ａｓｙｍ２ ３０４の方がより強い側壁角非対称性を呈している。プロット図３００に描かれている通り、側壁角非対称性の強度増大により、低コントラスト精度領域（ここでは５００ｎｍにあるそれ）にてオーバレイ不正確性の増大が生じる。図３Ｂは、本件開示の１個又は複数個の実施形態に従い、オーバレイ不正確性に対する、側壁非対称性の符号の影響を描出するプロット図３０６である。図３Ｂでは、非対称度が異なる２個の構造、即ちＡｓｙｍ１ ３０８及びＡｓｙｍ２ ３１０を考察しており、Ａｓｙｍ１ ３０８及びＡｓｙｍ２ ３１０が逆の符号の側壁角非対称性を呈している。プロット図３０６に描かれている通り、非対称性の符号の反転により、低コントラスト精度領域（ここでは５００ｎｍにあるそれ）付近にて不正確性挙動の反転が生じるが、強度は変化しない。
次に、図４Ａ及び図４Ｂを参照し、プロセス変動の空間分布と、標本随所でのオーバレイ不正確性に対するそれらの関連影響とについて、より詳細に記述する。プロセス変動は一般に機械的及び／又は光学的効果の結果であるので、プロセス変動の違いにより、通常は、標本随所のオーバレイターゲットに生じる非対称性の符号及び／又は大きさの空間分布に関わる、ある定まったシグネチャが現れる。例えば、標本（例．ウェハ）に対するエッチングの効果に通常含まれるものに、電子ビームに起因する径方向シグネチャがあり、これはそのウェハの中央からその標本の周縁にかけて（例．作成された格子構造における）側壁角非対称性の増大を発生させる。図３Ａ及び図３Ｂによれば、これがもとで、標本中央にて正確性が良好になり且つ標本周縁に向かうにつれ不正確性が増大することとなろう。また例えば、膜堆積における変動の効果によっても、通常、その薄膜の径方向厚み変動が生じるので、標本随所にて同様の不正確性シグネチャが生じることとなろう。
図４Ａは、本件開示の１個又は複数個の実施形態に係り標本随所に分布するオーバレイターゲットの所在個所のプロット図４００である。図４Ｂは、本件開示の１個又は複数個の実施形態に係り図４Ａに示したオーバレイターゲットに関する、オーバレイ計測結果と波長との関係のプロット図４０２である。図４Ａ及び図４Ｂでは、標本の中央付近にあり比較的明るい陰影で示されているオーバレイターゲット群が７２０ｎｍ付近で比較的弱い共振を呈する一方、標本の周縁付近にあり比較的暗い陰影で示されているオーバレイターゲット群が７２０ｎｍ付近で比較的強い共振を呈している。この場合、そのオーバレイアルゴリズムは比較的高いδＮ（上掲の等式（１）及び（２）参照）を呈する。更に、標本の上部及び下部（図４Ａ中の視野Ｙ値に基づくそれ）でのオーバレイ計測結果間に付号反転が現れており、これはプロセス変動の結果としてオーバレイターゲット内で物理幾何学的非対称性の付号が反転することを示している。
更に、図４Ａ及び図４Ｂにて描かれているところによれば、このオーバレイアルゴリズムは約４００～５００ｎｍの範囲内の波長にてプロセス変動に対し比較的不感であり、そのことがその波長域におけるオーバレイ計測シグネチャの安定性が高いことにより示されている。従って、この波長域におけるオーバレイ計測結果は、一般に、その標本上に亘り比較的正確なものとなりうる。約５００～６００ｎｍの範囲内の波長では、オーバレイ計測結果が非対称性の強度と共に増減する傾向にあり、このことは、その波長域ではプロセス変動に対する感度が高めになり従って計測に係る不正確性が大きめになることを示している。
次に、図５Ａ及び図５Ｂを参照し、オーバレイターゲット及び／又はアルゴリズムのロバスト性を評価するためのスケーリング指標（Ｓ指標）について、より詳細に記述する。
本願での考察によれば、個々のオーバレイアルゴリズムを用いた個々のオーバレイターゲットのオーバレイ計測のロバスト性（又はそれに代え感度）を評価する指標を、導出することができる。ある実施形態によれば、これに限られるものではないが波長や偏向等、計測パラメタ（例．計量レシピを構成するパラメタ）の関数たるプロセス変動が存在する下で、個々のオーバレイアルゴリズムを用いた個々のオーバレイターゲットのオーバレイ計測のあらゆる変動が、本願開示のＳ指標により評価される。この場合、プロセス変動に対する感度を、図２～図５Ｂに描かれている通りオーバレイ計測結果（又はオーバレイ不正確性）の変動性として明示することができる。例えば、上掲の図２～図３Ｂにより描かれているところによれば、プロセス変動に起因するオーバレイターゲットのずれが存在する下での単一のオーバレイ計測結果では、そのオーバレイ計測結果に対するプロセス変動の影響を弁別するのに不十分である。しかしながら、ある範囲の計測パラメタ群（例．図２～図３Ｂの場合は波長）に亘るオーバレイ計測結果（又はオーバレイ不正確性）を評価すれば、そのオーバレイ計測結果に対するプロセス変動の影響を判別することができる。
ある実施形態によれば、Ｓ指標は、
Ｓｍｅｔｒｉｃ＝χ・（Σｉ＝１～Ｎｗｉ（ｏｖｌｉ－＜ｏｖｌ＞）２）１／２ （３）
及び
＜ｏｖｌ＞＝Σｉ＝１～Ｎｗｉｏｖｌｉ （４）
により計算される；但し、Ｎは異なる計測パラメタ（例．波長、偏向等）を用いての計測結果の個数、ｉは計測パラメタインデクス、ｏｖｌｉは所与計測パラメタに係るオーバレイ計測結果の値、＜ｏｖｌ＞はそれらＮ個のオーバレイ計測結果の加重平均、ｗは各計測結果に係る荷重である。更に、χは±１なる値を採りうるものであり、共振の符号（例．非対称性の符号）に対応付けることができる。例えば、共振点又はその付近でオーバレイ計測結果とその共振点からほど遠いオーバレイ計測結果との間の差異の符号を採取することで、χの符号を決めることができる。
概して、Ｓ指標は、ある範囲の計測パラメタ値に亘るオーバレイ計測結果の加重標準偏差に基づいている。そのため、Ｓ指標により、その範囲の計測パラメタに亘るオーバレイ計測結果の変動性についての物差しを提供することができる。
本願での考察によれば、等式（３）及び（４）におけるＳ指標の定式化にはかなり実施上の柔軟性がある。例えば、Ｓ指標の具体的符号（例．χの値）を無視しうる用途では、Ｓ指標の絶対値が特に関心対象となろう。また例えば、様々な計測結果に亘るオーバレイ変動性を、様々な方法（例．加重標準偏差、非加重標準偏差、積分等）を用い評価することができる。
実施形態の一つは、荷重ｗを、これに限られるものではないがコントラスト（例．画像ベースオーバレイでのそれ）、感度（例．スキャタロメトリベースオーバレイでのそれ）等、オーバレイ計測に係る選りすぐりの質的指標に基づき決定するものである。それによりノイズの影響を軽減することができる。実施形態の他の一つは、非加重指標を得るべく荷重ｗが全て（例．１に）等置されるものである。
図５Ａは、本件開示の１個又は複数個の実施形態に係るオーバレイターゲットのフィーチャのプロセス変動起因非対称性分布の模式図である。図５Ａ中、標本５０４の中心付近のオーバレイターゲット５０２に備わるフィーチャは、非対称性が無いか比較的少ないものとなりうる。けれども、オーバレイターゲット５０２のフィーチャには、ある符号の側壁角非対称性が（図５Ａでの方向で言うと）その標本の右上部分寄りの位置ほど強まる態で現れ、また逆の符号の側壁角非対称性がその標本の左下部分寄りの位置ほど強まる態で現れる。図５Ｂは、本件開示の１個又は複数個の実施形態に係り図５Ａに示した標本５０４の随所に分布するオーバレイターゲット５０２のシミュレート図であり、各オーバレイターゲット５０２への陰影付けによりＳ指標値が表されている。
図５Ｂに描かれている通り、プロセス変動（ここでは側壁角非対称性）の存在下で、標本５０４の随所に分布するオーバレイターゲットのＳ指標により、そのオーバレイランドスケープ（ある範囲の計測レシピパラメタに亘りオーバレイターゲットに適用されたオーバレイアルゴリズム）の感度の評価を行うことができる。
次に、図６～図１０に示すように、Ｓ指標は、正確且つロバストなオーバレイ計量を容易に行うべく多様なやり方で適用することができる。
図６は、本件開示の１個又は複数個の実施形態に係るオーバレイターゲットデザイン選択方法６００にて実行される諸ステップを描出するフロー図である。例えば、Ｓ指標計算結果に基づき一群のターゲットデザイン候補からオーバレイターゲットデザインを選出することで、ロバストなオーバレイ計量を実現することができる。出願人の注記によれば、オーバレイ計量システム１００の文脈にて本願中で上述した諸実施形態及びその実現テクノロジが方法６００に敷衍されるものと解されるべきである。とはいえ、更なる注記によれば、本方法６００はオーバレイ計量システム１００のアーキテクチャに限定されるものではない。
実施形態に係る方法６００は、オーバレイ計量ツールの計測パラメタの値複数通りで以て標本上の二組以上のオーバレイターゲットのオーバレイ計測を実行するステップ６０２を有している；但し、個々の組のオーバレイターゲットのなかに、二通り以上のターゲットデザインのうち一通りを有するオーバレイターゲットを含めるものとする。例えば、それら様々なターゲットデザイン間に、フィーチャのサイズ、向き及び／又は分布の違いを設けることができる。更に、それらターゲットデザインを、撮像ベースオーバレイ計測やスキャタロメトリベースオーバレイ計測に適したものにすることができる。
オーバレイ計量ツールの計測パラメタには、これに限られるものではないが照明波長、標本に発する輻射の波長の検出値、標本上での照明スポットサイズ、入射照明の角度、入射照明の偏向、オーバレイターゲット上における入射照明ビームの位置、そのオーバレイ計量ツールの焦点体積におけるオーバレイターゲットの位置等、計量レシピに係るあらゆるパラメタを含めることができる。
また、実施形態に係る方法６００は、前記二組以上のオーバレイターゲットのうち少なくとも幾つかに関しスケーリング指標値を求めるステップ６０４を有している；但し、個々のオーバレイターゲットに係るスケーリング指標を、それに対応する組のオーバレイターゲットについてのオーバレイ計測結果の標準偏差に基づくものとする。実施形態の一つは、そのスケーリング指標が等式（３）及び（４）中のＳ指標に対応しているものである。この構成では、そのスケーリング指標をオーバレイ計測結果の加重標準偏差に対応付けることができる；但し、これに限られるものではないがコントラストや感度等、本件技術分野で既知な何らかの質的指標に基づきその荷重を決めるものとする。実施形態の他の一つは、スケーリング指標をオーバレイ計測結果の非加重標準偏差に対応させるものである。
また、実施形態に係る方法６００は、前記二組以上のオーバレイターゲットそれぞれに関しスケーリング指標値の変動性を判別するステップ６０６を有している。その際に、それら二通り以上のオーバレイターゲットデザインそれぞれに係るＳ指標変動性を評価してもよい。その変動性には、これに限られるものではないが標準偏差、分散等、本件技術分野で既知なあらゆる統計的変動性指標を含めることができる。
また、実施形態に係る方法６００は、前記二通り以上のオーバレイターゲットデザインのうち最小のスケーリング指標変動性を呈するものを出力オーバレイターゲットデザインとして選ぶステップ６０８を有している。また、実施形態に係る方法６００は、その出力オーバレイターゲットデザインによる１個又は複数個のオーバレイターゲットを有する供試標本のオーバレイを計測するステップ６１０を有している。この構成によれば、方法６００により選ばれた出力オーバレイターゲットデザインを生産ライン内に実装し１個又は複数個のデバイスを作成することができる。
図７Ａ及び図７Ｂには、Ｓ指標変動性に基づくオーバレイターゲットデザインの選択が描かれている。図７Ａは、本件開示の１個又は複数個の実施形態に係りプロセス変動を有する標本の随所に分布しており第１のオーバレイターゲットデザインを有するオーバレイターゲットに関する、Ｓ指標のプロット図７０２である。図７Ｂは、本件開示の１個又は複数個の実施形態に係りプロセス変動を有する標本の随所に分布しており第２のオーバレイターゲットデザインを有するオーバレイターゲットに関する、Ｓ指標のプロット図７０４である。図７Ａ及び図７Ｂによれば、第１のオーバレイターゲットデザインの方が、波長の関数たるＳ指標変動性（例．最小３σ等）が小さめとなる。この場合、第１のオーバレイターゲットデザインにより、相対的にロバストなオーバレイ計測結果を提供することができる。
本願での更なる考察によれば、Ｓ指標変動性を利用し、計量レシピ（例．オーバレイ計量ツールのハードウェアコンフィギュレーション）を評価及び／又は選択することができる。
図８は、本件開示の１個又は複数個の実施形態に係るオーバレイ計量ツールハードウェアコンフィギュレーション選択方法８００にて実行される諸ステップを描出するフロー図である。例えば、Ｓ指標計算結果に基づき一群のターゲットデザイン候補からオーバレイターゲットデザインを選出することで、ロバストなオーバレイ計量を実現することができる。出願人の注記によれば、オーバレイ計量システム１００の文脈にて本願中で上述した諸実施形態及びその実現テクノロジが方法８００に敷衍されるものと解されるべきである。とはいえ、更なる注記によれば、本方法８００はオーバレイ計量システム１００のアーキテクチャに限定されるものではない。
実施形態に係る方法８００は、二通り以上のハードウェアコンフィギュレーションにより構成されたオーバレイ計量ツールで以て、そのオーバレイ計量ツールの計測パラメタ複数通りにより、標本の随所に分布する一組のオーバレイターゲットについてのオーバレイ計測を実行する、ステップ８０２を有している。
オーバレイ計量ツールの計測パラメタには、これに限られるものではないが照明波長、標本に発する輻射の波長の検出値、標本上での照明スポットサイズ、入射照明の角度、入射照明の偏向、オーバレイターゲット上における入射照明ビームの位置、そのオーバレイ計量ツールの焦点体積におけるオーバレイターゲットの位置等、計量レシピに係るあらゆるパラメタを含めることができる。更に、様々なハードウェアコンフィギュレーションのなかに、計量レシピに係るあらゆるコンフィギュレーションを含めることができる。その関係で、本方法８００では、計量レシピの１個又は複数個のパラメタでありプロセス変動に対しロバストになるものの選択を、容易に行うことができる。
また、実施形態に係る方法８００は、前記二通り以上のハードウェアコンフィギュレーションによるオーバレイ計測結果に基づき前記一組のオーバレイターゲットに係るスケーリング指標値を求める、ステップ８０４を有している；但し、前記二通り以上のハードウェアコンフィギュレーション中の個々のハードウェアコンフィギュレーションで以て計測された、前記一組のオーバレイターゲット中の個々のオーバレイターゲットに係るスケーリング指標を、当該個々のハードウェアコンフィギュレーションに係るオーバレイ計測結果の標準偏差に基づくものとする。実施形態の一つは、そのスケーリング指標が等式（３）及び（４）中のＳ指標に対応しているものである。この場合、そのスケーリング指標をオーバレイ計測結果の加重標準偏差に対応付けることができる；但し、その荷重を、これに限られるものではないがコントラストや感度等、本件技術分野で既知な何らかの質的指標に基づき決める。実施形態の他の一つは、スケーリング指標をオーバレイ計測結果の非加重標準偏差に対応させるものである。
また、実施形態に係る方法８００は、前記二通り以上のハードウェアコンフィギュレーションそれぞれに係るスケーリング指標値の変動性を判別するステップ８０６を有している。ここでは、それら二通り以上のオーバレイターゲットデザインそれぞれに係るＳ指標変動性を評価すればよい。その変動性には、これに限られるものではないが標準偏差、分散等、本件技術分野で既知なあらゆる統計的変動性指標を含めることができる。
また、実施形態に係る方法８００は、前記二通り以上のハードウェアコンフィギュレーションのうち最小のスケーリング指標変動性を呈するものをそのオーバレイ計量ツールの出力ハードウェアコンフィギュレーションとして選ぶ、ステップ８０８を有している。また、実施形態に係る方法８００は、その出力ハードウェアコンフィギュレーションを有するオーバレイ計量ツールを用いそのオーバレイターゲットの付加的実現物のオーバレイを計測するステップ８１０を有している。
実施形態によっては、標本随所のオーバレイターゲットに係るＳ指標の評価を用い、サイト別オーバレイ不正確性を補正しうるサイト別スケーリング因子を導出することができる。
図９は、本件開示の１個又は複数個の実施形態に係るサイト別オーバレイ不正確性補正用サイト別スケーリング因子生成方法９００にて実行される諸ステップを描出するフロー図である。例えば、Ｓ指標計算結果に基づき一群のターゲットデザイン候補からオーバレイターゲットデザインを選出することで、ロバストなオーバレイ計量を実現することができる。出願人の注記によれば、オーバレイ計量システム１００の文脈にて本願中で上述した諸実施形態及びその実現テクノロジが方法９００に敷衍されるものと解されるべきである。とはいえ、更なる注記によれば、本方法９００はオーバレイ計量システム１００のアーキテクチャに限定されるものではない。
実施形態に係る方法９００は、参照標本の随所に分布する一組のオーバレイターゲットについて計測パラメタの値複数通りによりオーバレイを計測するステップ９０２を有している；但し、当該一組のオーバレイターゲットがある共通ターゲットデザインを有し、且つ、当該複数個のオーバレイターゲットがある既知な作成誤差空間分布を呈するものとする。また、実施形態に係る方法９００は、オーバレイ計測結果に基づきそれら複数個のオーバレイターゲットに係るスケーリング指標値を求めるステップ９０４を有している；但し、それら複数個のオーバレイターゲットのうち個々のオーバレイターゲットに係るスケーリング指標を、オーバレイ計測結果の標準偏差に基づくものとする。また、実施形態に係る方法９００は、供試標本上にあり当該共通ターゲットデザインを有する少なくとも１個のオーバレイターゲットについてオーバレイを計測するステップ９０６を有している。また、実施形態に係る方法９００は、それぞれに対応するオーバレイターゲットのスケーリング指標値に基づき当該一組のオーバレイターゲット中のオーバレイターゲットの所在個所におけるオーバレイ不正確性を補正すべくサイト別スケーリング因子を生成する、ステップ９０８を有している。
実施形態によっては、スケーリング指標を利用することで、プロセス変動に対しロバストなオーバレイ計測結果がもたらされるよう計量レシピを最適化することができる。図１０は、本件開示の１個又は複数個の実施形態に係りプロセス変動に対しロバストな計量レシピを特定する方法１０００にて実行される諸ステップを描出するフロー図である。例えば、Ｓ指標計算結果に基づき一群のターゲットデザイン候補からオーバレイターゲットデザインを選出することで、ロバストなオーバレイ計量を実現することができる。出願人の注記によれば、オーバレイ計量システム１００の文脈にて本願中で上述した諸実施形態及びその実現テクノロジが方法１０００に敷衍されるものと解されるべきである。とはいえ、更なる注記によれば、本方法１０００はオーバレイ計量システム１００のアーキテクチャに限定されるものではない。
実施形態に係る方法１０００は、参照標本の随所に分布する一組のオーバレイターゲットについて、オーバレイ計量ツールを構成設定するための計測パラメタの値複数通りで以てオーバレイを計測する、ステップ１００２を有している；但し、当該一組のオーバレイターゲットがある共通ターゲットデザインを有し、且つ、当該複数個のオーバレイターゲットがある既知な作成誤差空間分布を呈するものとする。また、実施形態に係る方法１０００は、それらオーバレイ計測結果に基づきそれら複数個のオーバレイターゲットに係るスケーリング指標値を求めるステップ１００４を有している；但し、それら複数個のオーバレイターゲット中の個々のオーバレイターゲットに係るスケーリング指標を、それらオーバレイ計測結果の標準偏差に基づくものとする。また、実施形態に係る方法１０００は、指定公差内の作成誤差に対する非感受性をもたらす計測パラメタ値を含む計量レシピを、それらスケーリング指標値・計測パラメタ間の相関に基づき特定する、ステップ１００６を有している。例えば、正確な計測パラメタ（例．正確なレシピ）を、ｍｉｎ（Ｓ（サイト）－ｏｖｌｉ）の計算を踏まえ特定することができる。また、実施形態に係る方法１０００は、当該共通ターゲットデザインを有し供試標本上にある少なくとも１個のオーバレイターゲットについてのオーバレイを、その特定された計量レシピで以て計測する、ステップ１００８を有している。
本願記載の主題は、ときに、他の諸部材に組み込まれ又は接続・連結された様々な部材を以て描出されている。ご理解頂けるように、それら図示アーキテクチャは単なる例示であり、実のところは、他の多くのアーキテクチャを実施し同じ機能を達成することができる。概念的には、どのような部材配置であれ同じ機能が実現されるなら、その部材配置は、実質的に「連携」することでその所望機能を達成しているのである。従って、本願中の何れの二部材であれ、ある特定の機能を達成すべく組み合わされているものは、その所望機能が達成されるよう互いに「連携」していると見なせるのであり、アーキテクチャや介在部材の如何は問われない。同様に、何れの二部材であれそのように連携しているものはその所望機能を達成すべく互いに「接続・連結され」又は「結合され」ているとも見ることができ、また何れの二部材であれそのように連携させうるものはその所望機能を達成すべく互いに「結合可能」であるとも見ることができる。結合可能、の具体例としては、これに限られないが、物理的に相互作用可能な及び／又は物理的に相互作用する諸部材、及び／又は無線的に相互作用可能な及び／又は無線的に相互作用する諸部材、及び／又は論理的に相互作用可能な及び／又は論理的に相互作用する諸部材がある。
本件開示及びそれに付随する長所の多くについては上掲の記述により理解できるであろうし、開示されている主題から離隔することなく或いはその主要な長所全てを損なうことなく諸部材の形態、構成及び配置に様々な改変を施せることも明らかであろう。述べられている形態は単なる説明用のものであり、後掲の特許請求の範囲の意図はそうした改変を包括、包含することにある。更に、理解し得るように、本発明を定義しているのは別項の特許請求の範囲である。

Claims (25)

  1. オーバレイ計量システムであって、
    オーバレイ計量ツールと可通信結合されるよう構成されたコントローラを備え、そのコントローラが、プログラム命令を実行するよう構成された１個又は複数個のプロセッサを有し、当該１個又は複数個のプロセッサが、それらプログラム命令に従い、
    標本上の二組以上のオーバレイターゲットについてのオーバレイ計測結果であり、前記オーバレイ計量ツールを構成設定するための計測パラメタの値複数通りによるものを、そのオーバレイ計量ツールから受け取り、但し個々の組のオーバレイターゲットのなかに、二通り以上のオーバレイターゲットデザインのうち一通りを有するオーバレイターゲットを含めるものとし、
    前記二組以上のオーバレイターゲットのうち少なくとも幾つかのオーバレイターゲットに係るスケーリング指標値を求め、但し個々のオーバレイターゲットに係るスケーリング指標を、それに対応する組のオーバレイターゲットについてのオーバレイ計測結果の標準偏差に基づくものとし、
    前記二組以上のオーバレイターゲットそれぞれに関し前記スケーリング指標値の変動性を判別し、且つ
    前記二通り以上のオーバレイターゲットデザインのうち最小のスケーリング指標変動性を呈するものを出力オーバレイターゲットデザインとして選び、その出力オーバレイターゲットデザインを、前記オーバレイ計量ツールによる計測に備えその出力オーバレイターゲットデザインに基づくオーバレイターゲットを供試標本上に作成すべく１個又は複数個の作成ツールに供給するシステム。
  2. 請求項１に記載のシステムであって、前記スケーリング指標が、前記オーバレイ計測結果の加重標準偏差に基づくものであるシステム。
  3. 請求項２に記載のシステムであって、前記オーバレイ計測結果の加重標準偏差の荷重が、前記オーバレイ計量ツールにより生成された計測信号のコントラスト及び感度のうち少なくとも一方に基づくものであるシステム。
  4. 請求項１に記載のシステムであって、前記スケーリング指標（Ｓｍｅｔｒｉｃ）がＳｍｅｔｒｉｃ＝χ・（Σｉ＝１～Ｎｗｉ（ｏｖｌｉ－＜ｏｖｌ＞）２）１／２、但し＜ｏｖｌ＞＝Σｉ＝１～Ｎｗｉｏｖｌｉであり、Ｎが前記オーバレイ計測結果の個数であり、ｉが計測パラメタインデクスであり、ｏｖｌｉがある計測パラメタインデクスに係る前記オーバレイ計測結果の値であり、＜ｏｖｌ＞がそれらＮ個のオーバレイ計測結果の加重平均であり、ｗがそれらＮ個のオーバレイ計測結果それぞれに係る荷重であり、χが＋１又は－１であって前記二組以上のオーバレイターゲットにおけるオーバレイターゲットの非対称性の符号に対応しているシステム。
  5. 請求項１に記載のシステムであって、前記計測パラメタに、
    前記オーバレイ計量ツールにおける照明の波長が含まれるシステム。
  6. 請求項１に記載のシステムであって、前記計測パラメタに、
    前記オーバレイ計量ツールにおける照明の偏向が含まれるシステム。
  7. 請求項１に記載のシステムであって、前記オーバレイ計量ツールが、
    画像ベースオーバレイ計量ツールを備えるシステム。
  8. 請求項１に記載のシステムであって、前記オーバレイ計量ツールが、
    スキャタロメトリベースオーバレイ計量ツールを備えるシステム。
  9. オーバレイ計量システムであって、
    オーバレイ計量ツールと可通信結合されるよう構成されたコントローラを備え、そのコントローラが、プログラム命令を実行するよう構成された１個又は複数個のプロセッサを有し、当該１個又は複数個のプロセッサが、それらプログラム命令に従い、
    前記オーバレイ計量ツールであり二通り以上のハードウェアコンフィギュレーションにより構成されたものから、標本の随所に分布する一組のオーバレイターゲットについてのオーバレイ計測結果であり、そのオーバレイ計量ツールを構成設定するための計測パラメタの値複数通りによるものを受け取り、
    前記二通り以上のハードウェアコンフィギュレーションによるオーバレイ計測結果に基づき前記一組のオーバレイターゲットに係るスケーリング指標値を求め、但し当該一組のオーバレイターゲット中の個々のオーバレイターゲットであり当該二通り以上のハードウェアコンフィギュレーションのうちの個々のハードウェアコンフィギュレーションで以て計測されたものに係るスケーリング指標を、当該個々のハードウェアコンフィギュレーションに係るオーバレイ計測結果の標準偏差に基づくものとし、
    前記二通り以上のハードウェアコンフィギュレーションそれぞれに係る前記スケーリング指標値の変動性を判別し、且つ
    前記二通り以上のハードウェアコンフィギュレーションのうち最小のスケーリング指標変動性を呈するものを前記オーバレイ計量ツールの出力ハードウェアコンフィギュレーションとして選び、その出力ハードウェアコンフィギュレーションを、前記オーバレイターゲットの１個又は複数個の付加的実現物の計測に備えそのオーバレイ計量ツールに供給するシステム。
  10. 請求項９に記載のシステムであって、前記スケーリング指標が、前記オーバレイ計測結果の加重標準偏差に基づくものであるシステム。
  11. 請求項１０に記載のシステムであって、前記オーバレイ計測結果の加重標準偏差の荷重が、前記オーバレイ計量ツールにより生成された計測信号のコントラスト及び感度のうち少なくとも一方に基づくものであるシステム。
  12. 請求項９に記載のシステムであって、前記スケーリング指標（Ｓｍｅｔｒｉｃ）がＳｍｅｔｒｉｃ＝χ・（Σｉ＝１～Ｎｗｉ（ｏｖｌｉ－＜ｏｖｌ＞）２）１／２、但し＜ｏｖｌ＞＝Σｉ＝１～Ｎｗｉｏｖｌｉであり、Ｎが前記オーバレイ計測結果の個数であり、ｉが計測パラメタインデクスであり、ｏｖｌｉがある計測パラメタインデクスに係る前記オーバレイ計測結果の値であり、＜ｏｖｌ＞がそれらＮ個のオーバレイ計測結果の加重平均であり、ｗがそれらＮ個のオーバレイ計測結果それぞれに係る荷重であり、χが＋１又は－１であって前記一組のオーバレイターゲットにおけるオーバレイターゲットの非対称性の符号に対応しているシステム。
  13. 請求項９に記載のシステムであって、前記計測パラメタに、
    前記オーバレイ計量ツールにおける照明の波長が含まれるシステム。
  14. 請求項９に記載のシステムであって、前記計測パラメタに、
    前記オーバレイ計量ツールにおける照明の偏向が含まれるシステム。
  15. 請求項９に記載のシステムであって、前記オーバレイ計量ツールが、
    画像ベースオーバレイ計量ツールを備えるシステム。
  16. 請求項９に記載のシステムであって、前記オーバレイ計量ツールが、
    スキャタロメトリベースオーバレイ計量ツールを備えるシステム。
  17. オーバレイ計量システムであって、
    オーバレイ計量ツールと可通信結合されるよう構成されたコントローラを備え、そのコントローラが、プログラム命令を実行するよう構成された１個又は複数個のプロセッサを有し、当該１個又は複数個のプロセッサが、それらプログラム命令に従い、
    一組のオーバレイ個所におけるオーバレイ不正確性を補正すべく一組のサイト別スケーリング因子を受け取り、但しそれらサイト別スケーリング因子が、当該一組のオーバレイ個所に分布する一組の参照オーバレイターゲットについてのオーバレイ計測結果であり計測パラメタの値複数通りによるものに基づき生成されており、当該一組の参照オーバレイターゲットが共通ターゲットデザインを有し、当該一組の参照オーバレイターゲットがある既知な作成誤差空間分布を呈し、当該サイト別スケーリング因子が当該オーバレイ計測結果の標準偏差に基づくものであり、
    前記共通ターゲットデザインを有する少なくとも１個のオーバレイターゲットであり供試標本上の前記一組のオーバレイ個所のうち少なくとも１個の個所に所在するものから、少なくとも一通りの供試オーバレイ計測結果を受け取り、且つ
    少なくとも一通りの供試オーバレイ計測結果をそれに対応するサイト別スケーリング因子で以て補正するシステム。
  18. 請求項１７に記載のシステムであって、前記サイト別スケーリング因子のうち少なくとも幾つかが、前記オーバレイ計測結果の加重標準偏差に基づくものであるシステム。
  19. 請求項１８に記載のシステムであって、前記オーバレイ計測結果の加重標準偏差の荷重が、前記オーバレイ計量ツールにより生成された計測信号のコントラスト及び感度のうち少なくとも一方に基づくものであるシステム。
  20. 請求項１７に記載のシステムであって、前記スケーリング指標（Ｓｍｅｔｒｉｃ）がＳｍｅｔｒｉｃ＝χ・（Σｉ＝１～Ｎｗｉ（ｏｖｌｉ－＜ｏｖｌ＞）２）１／２、但し＜ｏｖｌ＞＝Σｉ＝１～Ｎｗｉｏｖｌｉであり、Ｎが前記オーバレイ計測結果の個数であり、ｉが計測パラメタインデクスであり、ｏｖｌｉがある計測パラメタインデクスに係る前記オーバレイ計測結果の値であり、＜ｏｖｌ＞がそれらＮ個のオーバレイ計測結果の加重平均であり、ｗがそれらＮ個のオーバレイ計測結果それぞれに係る荷重であり、χが＋１又は－１であって前記一組の参照オーバレイターゲットにおけるオーバレイターゲットの非対称性の符号に対応しているシステム。
  21. 請求項１７に記載のシステムであって、前記計測パラメタに、
    前記オーバレイ計量ツールにおける照明の波長が含まれるシステム。
  22. 請求項１７に記載のシステムであって、前記計測パラメタに、
    前記オーバレイ計量ツールにおける照明の偏向が含まれるシステム。
  23. 請求項１７に記載のシステムであって、前記オーバレイ計量ツールが、
    画像ベースオーバレイ計量ツールを備えるシステム。
  24. 請求項１７に記載のシステムであって、前記オーバレイ計量ツールが、
    スキャタロメトリベースオーバレイ計量ツールを備えるシステム。
  25. 参照標本の随所に分布する一組のオーバレイターゲットについて、オーバレイ計量ツールを構成設定するための計測パラメタの値複数通りで以てオーバレイを計測し、但し当該一組のオーバレイターゲット中のオーバレイターゲットが共通ターゲットデザインを有し、当該一組のオーバレイターゲットがある既知な作成誤差空間分布を呈し、
    前記オーバレイ計測結果に基づき前記複数個のオーバレイターゲットに係るスケーリング指標値を求め、但し前記一組のオーバレイターゲット中の個々のオーバレイターゲットに係るスケーリング指標が、当該オーバレイ計測結果の標準偏差に基づくものであり、
    指定公差内の作成誤差に対する非感受性をもたらす計測パラメタ値を含む計量レシピを、前記スケーリング指標値・前記計測パラメタ間の相関に基づき特定し、且つ
    前記共通ターゲットデザインを有し供試標本上にある少なくとも１個のオーバレイターゲットについてのオーバレイを、前記特定された計量レシピで以て計測する方法。
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