JP2024514054A - メトロロジツール較正方法及び関連するメトロロジツール - Google Patents

Abstract

ターゲット及び関連装置の測定の補正を決定する方法が開示される。測定は、ターゲット及び／又は上にターゲットが含まれるスタックに依存性を有するターゲット依存補正パラメータの影響を受ける。本方法は、フィデューシャルターゲットの測定に関する第１の測定データであって、少なくとも第１及び第２の強度パラメータ値のセットを含む第１の測定データと、フィデューシャルターゲットの測定に関する第２の測定データであって、第３の強度パラメータ値のセットを含む第２の測定データと、を取得することを含む。ターゲット不変補正パラメータは、第１の測定データ及び第２の測定データから決定され、ターゲット不変補正パラメータは、ターゲット及び／又はスタックに依存しないターゲット依存補正パラメータの成分であり、補正は、ターゲット不変補正パラメータから決定される。【選択図】 図６

Description

関連出願の相互参照
[0001] 本出願は、参照によって全体として本明細書に組み込まれる、２０２１年４月１９日に出願された欧州特許出願第２１１６９０９７．９号及び２０２１年５月３１日に出願された欧州特許出願第２１１７６８５８．５号の優先権を主張するものである。

[0002] 本発明は、メトロロジ用途に関し、特に集積回路の製造におけるメトロロジ用途に関する。

[0003] リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板に施すように構築された機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に使用可能である。リソグラフィ装置は、例えば、パターニングデバイス（例えば、マスク）にあるパターン（「デザインレイアウト」又は「デザイン」と呼ばれることも多い）を、基板（例えば、ウェーハ）上に設けられた放射感応性材料（レジスト）層に投影し得る。

[0004] リソグラフィ装置は、基板にパターンを投影するために電磁放射を使用し得る。この放射の波長により、基板上に形成できるフィーチャの最小サイズが決まる。現在使用されている典型的な波長は、３６５ｎｍ（ｉ線）、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ及び１３．５ｎｍである。波長が４～２０ｎｍの範囲、例えば６．７ｎｍ又は１３．５ｎｍである極端紫外線（ＥＵＶ）の放射を使用するリソグラフィ装置であれば、例えば、波長が１９３ｎｍである放射を使用するリソグラフィ装置よりも小さいフィーチャを基板上に形成することが可能である。

[0005] リソグラフィ装置の古典的な解像限界より小さい寸法を有するフィーチャをプロセスするために、低ｋ_１リソグラフィが用いられ得る。そのようなプロセスでは、解像度の式は、ＣＤ＝ｋ_１×λ／ＮＡで表され得、ここで、λは、使用される放射線の波長であり、ＮＡは、リソグラフィ装置の投影光学系の開口数であり、ＣＤは、「クリティカルディメンジョン」であり（一般には印刷される最小フィーチャサイズであるが、この場合にはハーフピッチ）、ｋ_１は、経験的な解像度ファクタである。一般に、ｋ_１が小さいほど、特定の電気的な機能性及び性能を達成するために回路設計者が計画した形状及び寸法に似せたパターンを基板上に複写することが困難になる。このような困難を克服するために、高度な微調整ステップがリソグラフィ投影装置及び／又はデザインレイアウトに適用され得る。そのようなステップとして、例えば、ＮＡの最適化、照明方式のカスタマイズ、位相シフトパターニング装置の使用、デザインレイアウトの様々な最適化、例えば、デザインレイアウトにおける光近接効果補正（ＯＰＣ（「光学及びプロセス補正」と呼ばれることもある））又は他の一般的に「解像度向上技術」（ＲＥＴ）と定義される方法があるが、これらに限定されない。代わりに、低ｋ_１でのパターン複写を改善するために、リソグラフィ装置の安定性を管理する厳格管理ループが用いられ得る。

[0006] 製造プロセスでは、製造された構造を検査し、及び／又は製造された構造の特性を測定する必要がある。適切な検査及びメトロロジ装置が知られており、これらには、例えば分光スキャトロメータ及び角度分解スキャトロメータが含まれる。分光スキャトロメータは、広帯域放射ビームを基板上に誘導し、特定の狭い角度範囲に散乱した放射のスペクトル（波長の関数としての強度）を測定することができる。角度分解スキャトロメータは、単色放射ビームを使用し、角度の関数として散乱した放射の強度を測定することができる。

[0007] スキャトロメータの非対称性（センサエラー又は装置要因誤差（ＴＩＳ）として現れる）は、オーバーレイ又は他の関心パラメータの測定に困難をもたらす可能性がある。

[0008] 本発明の第１の態様では、ターゲットの測定の補正を決定する方法であって、測定が、ターゲット及び／又は上にターゲットが含まれるスタックに依存性を有するターゲット依存補正パラメータ項の影響を受け、本方法が、フィデューシャルターゲットの測定に関する第１の測定データを取得することであって、第１の測定データが、少なくとも第１の強度パラメータ値のセットと、対応する第２の強度パラメータ値のセットとを含む、取得することと、フィデューシャルターゲットの測定に関する第２の測定データを取得することであって、第２の測定データが、第３の強度パラメータ値のセットを含む、取得することと、第１の測定データ及び第２の測定データからターゲット不変補正パラメータを決定することであって、ターゲット不変補正パラメータが、ターゲット及び／又はスタックに依存しないターゲット依存補正パラメータの成分である、決定することと、ターゲット不変補正パラメータから補正を決定することと、を含む、方法が提供される。

[0009] 処理デバイス及び関連のプログラムストレージ、並びにコンピュータプログラムであって、それぞれが、プロセッサに第１の態様の方法を行わせる、プロセッサ用の命令を含む、処理デバイス及び関連のプログラムストレージ、並びにコンピュータプログラムも開示される。

[00010] 以下では、添付の概略図面を参照して、本発明の実施形態をあくまで例として説明する。

リソグラフィ装置の概略的概要を示す。 リソグラフィセルの概略的概要を示す。 ホリスティックリソグラフィの概略図を示し、半導体製造を最適化するための重要な３つの技術間の協調を表す。 本発明の実施形態による暗視野顕微鏡及び／又は明視野顕微鏡を含み得る、メトロロジデバイスとして使用されるスキャトロメトリ装置の概略的概要を示す。 （ａ）は第１の照明アパーチャペアを使用する本発明の実施形態によるターゲットの測定に使用する暗視野スキャトロメータの概略図であり、（ｂ）は所与の照明方向に対するターゲット格子の回折スペクトルの詳細を示し、（ｃ）は回折ベースのオーバーレイ（ＤＢＯ）測定にスキャトロメータを使用する際にさらなる照明モードを提供する第２の照明アパーチャペアを示し、（ｄ）は第１及び第２のアパーチャペアを組み合わせた第３の照明アパーチャペアを示す。 実施形態の方法を行うことが可能な照明配置を備えたメトロロジデバイスとして使用されるスキャトロメトリ装置の概略的概要を示す。 実施形態の方法を行うことが可能な照明配置を提供するように、可動アパーチャによって定義される幾つかのアパーチャプロファイルを示す。 関心パラメータを測定するように動作可能なメトロロジデバイスを概略的に示す。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）、及び（ｄ）は照明ビームのスキャン経路を概略的に示す。 本明細書に開示されるシステム及び／又は方法を制御するためのコンピュータシステムのブロック図を示す。

[00011] 本文書では、「放射」及び「ビーム」という用語は、あらゆるタイプの電磁放射を包含するように使用され、そのような電磁放射には、紫外線（例えば、３６５、２４８、１９３、１５７又は１２６ｎｍの波長を有する）及びＥＵＶ（例えば、約５～１００ｎｍの範囲の波長を有する極端紫外線）が含まれる。

[00012] 本明細書で使用される「レチクル」、「マスク」又は「パターニングデバイス」という用語は、基板のターゲット部分に作成されるべきパターンに対応するパターン化された断面を、入射する放射ビームに提供するために使用可能な一般的なパターニングデバイスを意味するものとして広義に解釈され得る。これに関連して「ライトバルブ」という用語も使用される場合がある。古典的なマスク（透過型又は反射型のマスク、バイナリマスク、位相シフトマスク、ハイブリッドマスク等）に加えて、他のそのようなパターニングデバイスの例として、プログラマブルミラーアレイ及びプログラマブルＬＣＤアレイがある。

[00013] 図１は、リソグラフィ装置ＬＡを概略的に示す。リソグラフィ装置ＬＡは、放射ビームＢ（例えば、ＵＶ放射、ＤＵＶ放射又はＥＵＶ放射）を調節するように構成された（イルミネータとも呼ばれる）照明システムＩＬＬと、パターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡを支持するように構築されて、特定のパラメータに従ってパターニングデバイスＭＡを正確に位置決めするように構成された第１のポジショナＰＭに接続されたマスク支持部（例えば、マスクテーブル）ＭＴと、基板（例えば、レジストコートウェーハ）Ｗを保持するように構築されて、特定のパラメータに従って基板支持部を正確に位置決めするように構成された第２のポジショナＰＷに接続された基板支持部（例えば、ウェーハテーブル）ＷＴと、パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢに付与されたパターンを基板Ｗの（例えば、１つ以上のダイを含む）ターゲット部分Ｃに投影するように構成された投影システム（例えば、屈折投影レンズシステム）ＰＳとを含む。

[00014] 稼働中、照明システムＩＬＬは、放射源ＳＯから（例えば、ビーム送達システムＢＤを介して）放射ビームを受ける。照明システムＩＬＬは、放射の誘導、整形及び／又は制御のために様々なタイプの光学コンポーネントを含み得、例えば屈折型、反射型、磁気型、電磁型、静電型及び／又は他のタイプの光学コンポーネント又はこれらの任意の組合せを含み得る。イルミネータＩＬＬは、放射ビームＢがパターニングデバイスＭＡの面において所望の空間強度分布及び角度強度分布をその断面に有するように、放射ビームＢを調節するために使用され得る。

[00015] 本明細書で使用される「投影システム」ＰＳという用語は、様々なタイプの投影システムを包含するものとして広義に解釈されたい。そのようなシステムには、使用されている露光放射の必要に応じて及び／又は他の要因（例えば、液浸液の使用又は真空の使用）の必要に応じて、屈折型、反射型、反射屈折型、アナモルフィック型、磁気型、電磁型及び／又は静電光学型のシステム又はこれらの任意の組合せが含まれ得る。本明細書で「投影レンズ」という用語が使用されている場合、それらは、すべてより一般的な用語である「投影システム」ＰＳと同義であると見なされ得る。

[00016] リソグラフィ装置ＬＡは、投影システムＰＳと基板Ｗとの間の空間を埋めるように、基板の少なくとも一部分が、屈折率が比較的高い液体（例えば、水）で覆われ得るタイプであり得、これは、液浸リソグラフィとも呼ばれる。液浸技術の詳細については、参照によって本明細書に組み込まれる米国特許第６９５２２５３号に示されている。

[00017] リソグラフィ装置ＬＡは、基板支持部ＷＴが２つ以上あるタイプ（「デュアルステージ」とも呼ばれる）であってもよい。そのような「複数ステージ」マシンでは、それらの基板支持部ＷＴは並行して使用されてよく、及び／又は、それらの基板支持部ＷＴの一方に載っている基板Ｗが、その基板Ｗにパターンを露光することに使用されている間に、他方の基板支持部ＷＴに載っている別の基板Ｗに対して、その別の基板Ｗのその後の露光の準備の手順が実施されてよい。

[00018] 基板支持部ＷＴに加えて、リソグラフィ装置ＬＡは測定ステージを含んでよい。測定ステージは、センサ及び／又はクリーニング装置を保持するように構成されている。センサは、投影システムＰＳの特性、又は放射ビームＢの特性を測定するように構成されてよい。測定ステージは複数のセンサを保持してよい。クリーニング装置は、リソグラフィ装置の一部、例えば、投影システムＰＳの一部、又は液浸液を供給するシステムの一部をクリーニングするように構成されてよい。測定ステージは、基板支持部ＷＴが投影システムＰＳから離れている時に、投影システムＰＳの下を動いてよい。

[00019] 稼働中は、放射ビームＢが、パターニングデバイス（例えば、マスク支持物ＭＴ上に保持されたマスクＭＡ）に入射し、パターニングデバイスＭＡ上にあるパターン（設計レイアウト）によってパターニングされる。放射ビームＢは、マスクＭＡを横断した後、投影システムＰＳを通り抜け、投影システムＰＳは、ビームを基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にフォーカスさせる。第２のポジショナＰＷ及び位置測定システムＩＦの支援により、基板支持部ＷＴは正確に動くことが可能であり、例えば、様々なターゲット部分Ｃが、放射ビームＢの経路中のフォーカス及びアライメントされる位置に位置決めされるように正確に動くことが可能である。同様に、パターニングデバイスＭＡを放射ビームＢの経路に対して正確に位置決めするために、第１のポジショナＰＭと、場合によっては別の位置センサ（これは図１に明示されていない）とが使用されてよい。パターニングデバイスＭＡ及び基板Ｗは、マスクアライメントマークＭ１、Ｍ２、及び基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を使用してアライメントされてよい。基板アライメントマークＰ１、Ｐ２は、図示されたように専用ターゲット部分を占有するが、ターゲット部分間の空間に配置されてよい。基板アライメントマークＰ１、Ｐ２は、ターゲット部分Ｃ間に配置される場合には、スクライブラインアライメントマークと呼ばれる。

[00020] 図２に示されるように、リソグラフィ装置ＬＡは、リソグラフィセルＬＣ（リソセル又は（リソ）クラスタと呼ばれることもある）の一部をなし得、リソグラフィセルＬＣは、基板Ｗに対して露光前プロセス及び露光後プロセスを実施するための装置も含むことが多い。従来、そのような装置として、レジスト層を堆積させるスピンコータＳＣ、露光したレジストを現像するデベロッパＤＥ、冷却プレートＣＨ及びベークプレートＢＫ（これらは、例えば、基板Ｗの温度を調節するものであり、それは、例えば、レジスト層中の溶剤を調節するために行われる）がある。基板ハンドラ（即ちロボット）ＲＯが基板Ｗを入出力ポートＩ／Ｏ１、Ｉ／Ｏ２からピックアップし、それらの基板Ｗを様々なプロセス装置間で動かし、それらの基板Ｗをリソグラフィ装置ＬＡのローディングベイＬＢまで送達する。リソセル内のデバイスは、まとめてトラックと呼ばれることも多く、典型的にはトラック制御ユニットＴＣＵの管理下にあり、トラック制御ユニットＴＣＵ自体は、監視制御システムＳＣＳによって制御され得、監視制御システムＳＣＳは、リソグラフィ装置ＬＡも（例えば、リソグラフィ制御ユニットＬＡＣＵを介して）制御し得る。

[00021] リソグラフィ装置ＬＡによって露光される基板Ｗが正確且つ確実に露光されるために、基板を検査して、パターン形成された構造の特性、例えば連続する層間のオーバーレイエラー、線の太さ、クリティカルディメンジョン（ＣＤ）等を測定することが望ましい。そのため、検査ツール（図示せず）がリソセルＬＣに含まれ得る。エラーが検出された場合、例えば、連続する基板の露光又は基板Ｗに対して実施されるべき他のプロセスステップに対する調節が行われ得、これは、特に同じバッチ又はロットの他の基板Ｗが引き続き露光又はプロセスされる前に検査が行われる場合に行われ得る。

[00022] メトロロジ装置と呼ばれることもある検査装置は、基板Ｗの特性を測定するために使用され、特に異なる基板Ｗの特性がどのようにばらつくか、又は同じ基板Ｗの異なる層に関連付けられた特性が層ごとにどのようにばらつくかを測定するために使用される。検査装置は、代わりに、基板Ｗ上の欠陥を識別するように構築され得、例えばリソセルＬＣの一部分であり得るか、又はリソグラフィ装置ＬＡに組み込まれ得るか、又はスタンドアロン装置であり得る。検査装置は、潜像（露光後のレジスト層内の像）に関する特性、又は半潜像（露光後ベーク工程ＰＥＢ後のレジスト層内の像）に関する特性、又は現像されたレジスト像（レジストの露光部分又は非露光部分が除去されている）に関する特性、又はさらに（エッチング等のパターン転写工程後の）エッチングされた像に関する特性を測定し得る。

[00023] 典型的には、リソグラフィ装置ＬＡにおけるパターニングプロセスは、基板Ｗ上の構造の寸法決定及び配置に高い精度を必要とする、処理の中で最もクリティカルなステップの１つである。この高い精度を確保するために、図３に概略的に示されるように、３つのシステムをいわゆる「ホリスティック」管理環境として組み合わせ得る。これらのシステムの１つは、リソグラフィ装置ＬＡであり、これは、メトロロジツールＭＴ（第２のシステム）及びコンピュータシステムＣＬ（第３のシステム）と（仮想的に）接続される。そのような「ホリスティック」環境の鍵は、これらの３つのシステム間の協調を最適化して、プロセスウィンドウ全体を強化し、厳格管理ループを実現することにより、リソグラフィ装置ＬＡによって実施されるパターニングがプロセスウィンドウ内にとどまるようにすることである。プロセスウィンドウは、プロセスパラメータ（例えば、ドーズ、フォーカス、オーバーレイ）の範囲を規定し、この範囲内で特定の製造プロセスが規定の結果（例えば、機能する半導体デバイス）を産出し、典型的には、この範囲内でリソグラフィプロセス又はパターニングプロセスのプロセスパラメータが変動し得る。

[00024] コンピュータシステムＣＬは、パターニングされるデザインレイアウト（の一部）を使用することにより、何れの解像度向上技術を使用すべきかを予測することが可能であり、且つ計算機リソグラフィのシミュレーション及び計算を実施して、パターニングプロセスのプロセスウィンドウ全体の最大化を達成するマスクレイアウト及びリソグラフィ装置設定を決定することが可能である（図３において第１のスケールＳＣ１の両方向矢印で示されている）。典型的には、解像度向上技術は、リソグラフィ装置ＬＡのパターニング可能性に適合するように用意される。コンピュータシステムＣＬは、プロセスウィンドウ内の何れの箇所でリソグラフィ装置ＬＡが現在動作しているかを（例えば、メトロロジツールＭＴからの入力を使用して）検出することにより、（例えば、準最適な処理のために）欠陥が存在する可能性があるかどうかを予測することがさらに可能である（図３において第２のスケールＳＣ２の「０」を指す矢印で示されている）。

[00025] メトロロジツールＭＴは、正確なシミュレーション及び予測を可能にする入力をコンピュータシステムＣＬに与えることが可能であり、（例えば、リソグラフィ装置ＬＡの較正ステータスにおいて）起こり得るドリフトを識別するフィードバックをリソグラフィ装置ＬＡに与えることが可能である（図３において第３のスケールＳＣ３の複数の矢印で示されている）。

[00026] リソグラフィプロセスでは、作成された構造を（例えば、プロセスの管理及び検証のために）頻繁に測定することが望ましい。そのような測定を行うツールは、一般にメトロロジツールＭＴと呼ばれる。そのような測定を行うメトロロジツールＭＴとして様々なタイプが知られており、例えば走査電子顕微鏡又は様々な形式のスキャトロメータメトロロジツールＭＴがある。スキャトロメータは、リソグラフィプロセスのパラメータの測定を可能にする多目的計器であり、測定は、スキャトロメータの対物レンズの瞳若しくは瞳に対する共役面にセンサを有すること（通常、瞳ベースの測定と呼ばれる測定）により、又は像面若しくは像面に対する共役面にセンサを有すること（この場合、通常、像ベース若しくはフィールドベースの測定と呼ばれる測定）により行われる。そのようなスキャトロメータ及び関連する測定技術については、参照によって全体として本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第２０１００３２８６５５号、同第２０１１１０２７５３Ａ１号、同第２０１２００４４４７０Ａ号、同第２０１１０２４９２４４号、同第２０１１００２６０３２号又は欧州特許出願公開第１，６２８，１６４Ａ号に詳述されている。上述のスキャトロメータは、軟Ｘ線及び可視波長～近赤外波長の範囲の光を使用して格子を測定することが可能である。

[00027] 第１の実施形態では、スキャトロメータＭＴは、角度分解スキャトロメータである。そのようなスキャトロメータでは、格子の特性を再構築又は計算する再構築方法が測定信号に適用され得る。そのような再構築は、例えば、散乱する放射線とターゲット構造の数学モデルとの相互作用をシミュレーションし、シミュレーション結果を測定結果と比較することの結果であり得る。数学モデルのパラメータは、相互作用のシミュレーションにより、実際のターゲットから観察された回折パターンと同様の回折パターンが生成されるまで調節される。

[00028] 第２の実施形態では、スキャトロメータＭＴは、分光スキャトロメータＭＴである。そのような分光スキャトロメータＭＴでは、放射線源から放射された放射線がターゲットに向かい、ターゲットから反射又は散乱した放射線がスペクトロメータ検出器に向かい、スペクトロメータ検出器が、鏡面反射した放射線のスペクトルを測定する（即ち強度を波長の関数として測定する）。このデータから、検出されたスペクトルを引き起こしているターゲットの構造又はプロファイルを再構築することが可能であり、この再構築は、例えば、厳密結合波理論及び非線形回帰により、又はシミュレーションされたスペクトルのライブラリとの比較により可能である。

[00029] 第３の実施形態では、スキャトロメータＭＴは、エリプソスキャトロメータである。エリプソスキャトロメータは、偏光状態のそれぞれについて、散乱した放射線を測定することによってリソグラフィプロセスのパラメータを決定することを可能にする。そのようなメトロロジ装置は、偏光光（例えば、直線偏光光、円形偏光光又は楕円偏光光）を、例えばメトロロジ装置の照明セクションにおいて適切な偏光フィルタを使用して放射する。メトロロジ装置に好適な源は、偏光放射線も同様に提供可能である。既存のエリプソスキャトロメータの様々な実施形態は、参照によって全体として本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第１１／４５１，５９９号、同第１１／７０８，６７８号、同第１２／２５６，７８０号、同第１２／４８６，４４９号、同第１２／９２０，９６８号、同第１２／９２２，５８７号、同第１３／０００，２２９号、同第１３／０３３，１３５号、同第１３／５３３，１１０号及び同第１３／８９１，４１０号に記載されている。

[00030] スキャトロメータＭＴの一実施形態では、スキャトロメータＭＴは、反射スペクトル及び／又は検出構成の非対称性を測定することによって、２つのミスアライメントのある格子又は周期構造のオーバーレイを測定するように適応させており、非対称性は、オーバーレイの程度に関連する。２つの（典型的にはオーバーラップしている）格子構造は、２つの異なる層（必ずしも連続層というわけではない）において適用することができ、ウェーハ上の実質的に同じ位置に形成することができる。スキャトロメータは、いかなる非対称性も明確に区別できるように、例えば、共同所有する欧州特許出願公開第１６２８１６４Ａ号において説明されるような、対称的な検出構成を有し得る。これにより、格子のミスアライメントを測定するための単刀直入な方法が提供される。ターゲットが周期構造の非対称性を通じて測定される際の、周期構造を含む２つの層の間のオーバーレイエラーを測定するためのさらなる例は、全体として参照により本明細書に援用される、ＰＣＴ特許出願公開の国際公開第２０１１／０１２６２４号又は米国特許出願第２０１６０１６１８６３号から入手することができる。

[00031] 他の対象のパラメータは、フォーカス及びドーズであり得る。フォーカス及びドーズは、全体として参照により本明細書に援用される、米国特許出願第２０１１－０２４９２４４号において説明されるような、スキャトロメトリによって（又は代わりに走査電子顕微鏡によって）、同時に決定することができる。フォーカスエネルギーマトリックス（ＦＥＭ、フォーカス露光マトリックスとも呼ばれる）の各ポイントに対するクリティカルディメンジョン及び側壁角度測定値の独特の組合せを有する単一の構造を使用することができる。クリティカルディメンジョン及び側壁角度のこれらの独特の組合せが利用可能である場合は、フォーカス及びドーズ値は、これらの測定値から独特に決定することができる。

[00032] メトロロジターゲットは、複合格子の集合体であり得、大部分がレジストにおけるリソグラフィプロセスによって形成されるが、例えば、エッチングプロセスの後にも形成される。典型的には、格子の構造のピッチ及び線幅は、メトロロジターゲットから得られる回折次数を捕捉できるように、測定光学系（具体的には、光学系のＮＡ）に強く依存する。以前に示した通り、回折信号は、２つの層の間のシフト（「オーバーレイ」とも呼ばれる）を決定するために使用することも、リソグラフィプロセスによって生成されるようなオリジナルの格子の少なくとも一部を再構築するために使用することもできる。この再構築は、リソグラフィプロセスの質のガイダンスを提供するために使用することができ、リソグラフィプロセスの少なくとも一部を制御するために使用することができる。ターゲットは、ターゲットにおけるデザインレイアウトの機能部分の寸法を模倣するように構成された、より小さなサブセグメンテーションを有し得る。このサブセグメンテーションにより、ターゲットは、全プロセスパラメータ測定値がデザインレイアウトの機能部分に酷似するように、デザインレイアウトの機能部分に一層類似するように挙動する。ターゲットは、アンダーフィルモード又はオーバーフィルモードで測定することができる。アンダーフィルモードでは、測定ビームは、ターゲット全体より小さいスポットを発生させる。オーバーフィルモードでは、測定ビームは、ターゲット全体より大きいスポットを発生させる。そのようなオーバーフィルモードでは、異なるターゲットを同時に測定することも可能であり得、したがって、それと同時に異なる処理パラメータを決定することも可能であり得る。

[00033] 特定のターゲットを使用したリソグラフィパラメータの全体的な測定の質は、少なくとも部分的には、このリソグラフィパラメータの測定に使用される測定レシピによって決まる。「基板測定レシピ」という用語は、測定自体の１つ若しくは複数のパラメータ、測定された１つ若しくは複数のパターンの１つ若しくは複数のパラメータ又はその両方を含み得る。例えば、基板測定レシピで使用される測定が回折ベースの光学的測定である場合は、この測定のパラメータの１つ又は複数は、放射線の波長、放射線の偏光、基板に対する放射線の入射角、基板上のパターンに対する放射線の方位などを含み得る。測定レシピを選択する際の基準の１つは、例えば、プロセス変動に対する測定パラメータのうちの１つの感受性であり得る。さらなる例は、参照によって全体として本明細書に援用される、米国特許出願第２０１６－０１６１８６３号及び公開済みの米国特許出願第２０１６／０３７０７１７Ａ１号に記載されている。

[00034] スキャトロメータなどのメトロロジ装置が図４に示される。それは、放射を基板Ｗ上に投影する広帯域（白色光）放射プロジェクタ２を含む。反射又は散乱放射がスペクトロメータ検出器４に送られ、スペクトロメータ検出器４は、鏡面反射放射のスペクトル６を測定する（すなわち、波長の関数としての強度の測定）。このデータから、検出スペクトルを生じさせる構造又はプロファイル８が、処理ユニット（ＰＵ）によって、例えば厳密結合波分析及び非線形回帰によって、又は図３の下部に示されるようなシミュレーションスペクトルのライブラリとの比較によって再構築され得る。一般に、再構築のために、構造の一般形態は分かっており、幾つかのパラメータは、構造が作られたプロセスの知識から想定され、それによって、スキャトロメトリデータから決定されるべき、構造の数個のパラメータのみが残される。そのようなスキャトロメータは、法線入射スキャトロメータ又は斜め入射スキャトロメータとして構成されてもよい。

[00035] リソグラフィプロセスのモニタリングを行うために、パターン形成された基板のパラメータが測定される。パラメータには、例えば、パターン形成された基板内又は基板上に形成された連続する層間のオーバーレイエラーが含まれ得る。この測定は、製品基板上及び／又は専用のメトロロジターゲット上で行われ得る。リソグラフィプロセスで形成される微細構造の測定を行うための、走査電子顕微鏡及び様々な専用ツールの使用を含む様々な技術がある。高速且つ非侵襲的形態の特殊検査ツールには、放射ビームが基板表面上のターゲットに誘導され、散乱又は反射ビームの特性が測定されるスキャトロメータがある。

[00036] 既知のスキャトロメータの例としては、米国特許出願公開第２００６０３３９２１Ａ１号及び米国特許出願公開第２０１０２０１９６３Ａ１号に記載されているタイプの角度分解スキャトロメータがある。このようなスキャトロメータで使用されるターゲットは、比較的大きい、例えば４０μｍ×４０μｍの格子であり、測定ビームは、格子よりも小さいスポットを発生させる（すなわち、格子はアンダーフィルされる）。再構築によるフィーチャ形状の測定に加えて、米国特許出願公開第２００６０６６８５５Ａ１号に記載されているように、このような装置を使用して回折ベースのオーバーレイを測定することができる。回折次数の暗視野イメージングを使用した回折ベースのオーバーレイメトロロジは、より小さなターゲットに対するオーバーレイ測定を可能にする。暗視野イメージングメトロロジの例は、国際公開第２００９／０７８７０８号及び国際公開第２００９／１０６２７９号に見つけることができ、これらの文献は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。この技法のさらなる開発は、米国特許出願公開第２０１１００２７７０４Ａ号、米国特許出願公開第２０１１００４３７９１Ａ号、米国特許出願公開第２０１１１０２７５３Ａ１号、米国特許出願公開第２０１２００４４４７０Ａ号、米国特許出願公開第２０１２０１２３５８１Ａ号、米国特許出願公開第２０１３０２５８３１０Ａ号、米国特許出願公開第２０１３０２７１７４０Ａ号、及び国際公開第２０１３１７８４２２Ａ１号に記載されている。これらのターゲットは、照明スポットよりも小さくなり得、ウェーハ上の製品構造によって取り囲まれる場合がある。複合格子ターゲットを使用して、１つの像内で複数の格子を測定することができる。これらすべての出願の内容も参照により本明細書に組み込まれる。

[00037] 回折ベースの暗視野メトロロジデバイスでは、放射ビームがメトロロジターゲット上に誘導され、ターゲットの関心特性を決定するために、散乱放射の１つ又は複数の特性が測定される。散乱放射の特性は、例えば、単一の散乱角における強度（例えば、波長の関数として）、又は散乱角の関数としての１つ又は複数の波長における強度を含み得る。

[00038] 図５（ａ）は、メトロロジ装置、より具体的には暗視野スキャトロメータの一実施形態を示す。図５（ｂ）には、ターゲットＴと、ターゲットを照明するために使用される測定放射の回折光線がより詳細に示されている。図示されているメトロロジ装置は、暗視野メトロロジ装置として知られているタイプのものである。メトロロジ装置は、スタンドアロンデバイスであってもよいし、又は例えば測定ステーションにあるリソグラフィ装置ＬＡ、又はリソグラフィセルＬＣの何れかに組み込まれていてもよい。装置全体を通して幾つかの分岐を有する光軸は、点線Ｏで示されている。この装置では、放射源１１（例えば、キセノンランプ）から放射された光は、レンズ１２、１４及び対物レンズ１６を含む光学系によって、ビームスプリッタ１５を介して基板Ｗ上に誘導される。これらのレンズは、４Ｆ配列のダブルシーケンスで配置される。依然として検出器上に基板像を提供すると同時に、空間周波数フィルタリングのための中間瞳面へのアクセスを可能にするのであれば、別のレンズ配置を使用することができる。したがって、放射が基板に入射する角度範囲は、基板平面の空間スペクトルを示す平面（ここでは（共役）瞳面と呼ぶ）内の空間強度分布を定義することによって選択することができる。特に、これは、対物レンズの瞳面の後方投影像である平面内で、レンズ１２と１４との間に適切な形態のアパーチャプレート１３を挿入することによって行うことができる。図示された例では、アパーチャプレート１３は、１３Ｎ及び１３Ｓとラベル付けされた、異なる照明モードが選択されることを可能にする異なる形態を有する。本例の照明システムは、オフアクシス照明モードを形成する。第１の照明モードでは、アパーチャプレート１３Ｎは、説明のためだけに「北」と指定された方向からのオフアクシスを提供する。第２の照明モードでは、アパーチャプレート１３Ｓが、同様の照明を提供するために使用されるが、「南」とラベル付けされた反対方向からである。異なるアパーチャを使用することにより、他の照明モードが可能である。所望の照明モード以外の不要な光は所望の測定信号と干渉するため、瞳面の残りの部分は暗いことが望ましい。

[00039] 図５（ｂ）に示すように、ターゲットＴは、対物レンズ１６の光軸Ｏに垂直な基板Ｗと共に配置される。基板Ｗは、サポート（図示せず）によって支持されてもよい。軸Ｏから外れた角度からターゲットＴに衝突する測定放射光線Ｉは、０次光線（実線０）と２つの１次光線（点鎖線＋１及び二点鎖線－１）とを生じさせる。オーバーフィルの小さなターゲットでは、これらの光線は、メトロロジターゲットＴ及び他のフィーチャを含む基板のエリアをカバーする多くの平行光線のうちの１つに過ぎないことを覚えておくべきである。プレート１３のアパーチャは、（有用な光量を入射させるのに必要な有限幅を有するので、入射光線Ｉは、実際には角度の範囲を占め、回折光線０及び＋１／－１は、多少広がる。小さなターゲットの点像分布関数によれば、各次数＋１及び－１は、示されたような単一の理想的な光線ではなく、角度の範囲にわたってさらに広がる。ターゲットの格子ピッチ及び照明角度は、対物レンズに入る１次光線が中心光軸と密接にアライメントされるように設計又は調整できることに留意されたい。図５（ａ）及び図３（ｂ）に示される光線は、単に図中でより簡単に区別できるようにするために、軸から多少外れて示されている。

[00040] 基板Ｗ上のターゲットＴによって回折された１次光線の少なくとも１つは、対物レンズ１６によって収集され、ビームスプリッタ１５を通して戻される。図５（ａ）に戻ると、北（Ｎ）及び南（Ｓ）とラベル付けされた正反対のアパーチャを指定することによって、第１及び第２の照明モードの両方が図示されている。測定放射の入射光線Ｉが光軸の北側からであるとき、すなわち、アパーチャプレート１３Ｎを用いて第１の照明モードが適用された場合は、＋１（Ｎ）とラベル付けされた＋１回折光線が対物レンズ１６に入る。これに対して、アパーチャプレート１３Ｓを用いて第２の照明モードが適用された場合には、－１回折光線（１（Ｓ）とラベル付けされる）が、レンズ１６に入る光線である。

[00041] 第２のビームスプリッタ１７は、回折ビームを２つの測定ブランチに分割する。第１の測定ブランチでは、光学系１８は、０次回折ビーム及び１次回折ビームを使用して、第１のセンサ１９（例えば、ＣＣＤ又はＣＭＯＳセンサ）上にターゲットの回折スペクトル（瞳面像）を形成する。各回折次数は、画像処理が次数を比較対照できるように、センサ上の異なる点に当たる。センサ１９によって捕捉された瞳面像は、メトロロジ装置の焦点合わせ及び／又は１次ビームの強度測定の規格化に使用することができる。瞳面像は、再構築などの多くの測定目的にも使用できる。

[00042] 第２の測定ブランチにおいて、光学系２０、２２は、センサ２３（例えば、ＣＣＤ又はＣＭＯＳセンサ）上にターゲットＴの像を形成する。第２の測定ブランチでは、開口絞り２１が瞳面に共役な平面内に設けられる。開口絞り２１は、センサ２３上に形成されるターゲットの像が－１又は＋１の１次ビームのみから形成されるように、０次回折ビームをブロックするように機能する。センサ１９及び２３によって捕捉された像は、画像を処理するプロセッサＰＵに出力され、これの機能は、行われている測定の特定のタイプに依存する。ここで「像」という用語は、広い意味で使用されていることに留意されたい。したがって、－１次及び＋１次の一方のみが存在する場合は、格子線の像は形成されない。

[00043] 図５に示すアパーチャプレート１３及び視野絞り２１の特定の形態は、単なる例である。本発明の別の実施形態では、ターゲットのオンアクシス照明が使用され、オフアクシスアパーチャを有する開口絞りが、実質的に１つの１次回折光のみをセンサに通過させるために使用される。さらに他の実施形態では、１次ビームの代わりに、又は１次ビームに加えて、２次、３次、及びより高次のビーム（図５には図示せず）を測定に使用することができる。

[00044] 測定放射をこれらの異なるタイプの測定に適応可能にするために、アパーチャプレート１３は、所望のパターンを適所に至らせるように回転するディスクの周りに形成された幾つかのアパーチャパターンを含み得る。アパーチャプレート１３Ｎ又は１３Ｓは、一方向（セットアップに応じてＸ又はＹ）に配向された格子の測定にのみ使用できることに留意されたい。直交格子の測定のためには、ターゲットの９０°及び２７０°の回転が実施され得る。図５（ｃ）及び図５（ｄ）には、異なるアパーチャプレートが示されている。これらの使用、並びに本装置の他の多数のバリエーション及び用途は、上述の公開出願に記載されている。

[00045] 暗視野メトロロジにおけるターゲットの測定は、例えば、１次回折次数の第１の強度Ｉ_＋１及び－１次回折次数の第２の強度（Ｉ_－１）を測定することと、ターゲットにおける非対称性を示す強度非対称性（Ａ＝Ｉ_＋１－Ｉ_－１）を計算することと、を含み得る。メトロロジターゲットは、このような強度非対称性測定値から関心パラメータを推論することができる１つ又は複数の格子構造を含むことができ、例えば、ターゲットは、ターゲットにおける非対称性が関心パラメータによって変化するように設計される。例えば、オーバーレイメトロロジでは、ターゲットは、半導体デバイスの異なる層にパターン形成された少なくとも一対の重複するサブ格子によって形成された少なくとも１つの複合格子を含み得る。したがって、ターゲットの非対称性は、２つの層、したがってオーバーレイのアライメントに依存する。他のターゲットは、露光中に使用されるフォーカス設定に基づいて異なる度合いのバリエーションで露光される構造を用いて形成することができ、これの測定は、（再び強度非対称性によって）そのフォーカス設定に推論を戻すことを可能にする。

[00046] 上記の装置及び方法を用いて行われるようなメトロロジ測定は、測定精度を低下させ得るセンサエラーε（当該技術分野では、これを装置要因誤差（ＴＩＳ）と呼ぶことがある）の影響を受け得る。このセンサエラーεは、メトロロジセンサのセンサ光学系が完全ではなく、非対称である可能性があるという事実に起因する。

[00047] このセンサエラーの結果は、測定された強度信号への寄与である。先ほど説明したような暗視野メトロロジ測定に関して、非対称性Ａは、このセンサエラーの寄与を含む：Ａ＝Ｉ^＋１（１＋ε）－Ｉ^－１（１－ε）、ここで、Ｉ_＋１及びＩ_－１は、センサエラーがない場合の＋１回折次数及び－１回折次数の強度である。

[00048] 米国特許第７６５６５１８号（参照により本明細書に組み込まれる）は、このセンサエラーの測定及び補正を行う方法を開示している。ターゲットパターン（例えば、格子又は周期構造）は、第１の基板配向（例えば、０°）で第１の像を取得し、第１の基板配向に対して１８０°の第２の基板配向で第２の像を取得するために、２回照明される。これらの像の一方を他方に対して１８０°回転させ、他方の像から減算する。このようにして、スキャトロメータの非対称性を補正することができる。

[00049] ＤＢＯ設定（例えば、角度分解瞳面測定に基づく）では、ターゲットパターンが放射で照明され、その結果生じる散乱放射の強度（通常は経時的に積分される）が、検出器において、２次元アレイ内の複数の予め決定された位置（例えば、各検出器ピクセル）で測定される。その後、ターゲット部分は、基板の平面内又は基板に平行な平面内（すなわち、センサ光学系の光軸に実質的に垂直な平面内）で約１８０°回転され、測定が再度行われる。このターゲット部分の回転は、基板、センサ、又はその両方の回転によって達成され得る。センサの非対称性は、ピクセル単位で計算され、及び保存され得る。これは、一対の２次元角度散乱スペクトルを取得するために、０°及び１８０°の基板回転における強度測定がピクセルごとに行われ、各ピクセルが、ターゲットパターンに対するそれぞれの角度位置に対応することを意味する。これらの２次元角度散乱スペクトルの一方は、１８０°回転される。センサの非対称性がない場合、回転された２次元角度散乱スペクトルは、回転されていない他方の角度散乱スペクトルと同一になるはずである。センサの非対称性又はセンサエラーは、２つの像の差として現れる。したがって、各ピクセルの非対称エラー補正値（又はセンサエラー補正値）は、２次元角度散乱スペクトルの一方の強度を他方の強度から減算することによって計算することができる。次にこの値は、ピクセルごとに２で除算され得る。

[00050] μＤＢＯ（マイクロ回折ベースのオーバーレイ）について、μＤＢＯ像は像面で捕捉される。典型的には、μＤＢＯ像は、１つ又は複数の関心領域（ＲＯＩ）を含んでもよく、各ＲＯＩは、特定の回折次数に関する。例えば、μＤＢＯ像は、２つのＲＯＩ（例えば、＋１回折次数に関する第１のＲＯＩ及び－１回折次数に関する第２のＲＯＩ）、又は４つのＲＯＩ（２つの格子方向のそれぞれに対する＋１次数及び－１次数）を含んでもよい。他の例では、＋１次数及び－１次数が順次イメージングされてもよく、その場合、各μＤＢＯ像は、単一のＲＯＩ（一方向）のみ、又は２つのＲＯＩ（二方向）を含み得る。典型的には、各ＲＯＩについて単一の強度値が決定される（例えば、ＲＯＩにわたる平均として）。このように、μＤＢＯ法におけるセンサエラーの補正は、選択されたＲＯＩ及びそこでの平均強度に基づいており、ピクセルレベルに基づくものではない。残りの説明は、μＤＢＯの実施形態に絞られるが、開示された概念は、ＤＢＯ及び他の測定方法（例えば、フォーカスなどの他のパラメータ、より具体的にはＤＢＦ及びμＤＢＦの測定を含む）に適用可能である。

[00051] ０度の配向の場合、測定された＋１回折次数及び－１回折次数の強度は、それぞれ、

であり、１８０度の配向では、測定された＋１回折次数及び－１回折次数の強度は、それぞれ、

である。センサエラーがない場合の強度は、２つの配向で同じ（すなわち、

）になるので、

であり、センサエラー（したがって、対応する補正値）は、測定された強度

から以下のように決定することができる。

[00052] 補正値は、基板回転０°のターゲット部分のさらなる測定を補正する際に直接使用することができる。これは、測定された１つ又は複数の強度値を（１＋ε）又は（１＋ε）で適宜除算することによって行うことができる。補正値を保存し、多くの測定にそれを適用することによって、スループットへの影響を軽減することが可能である。これは、補正値が時間に対して実質的に不変であるためである。

[00053] 説明した較正方法は、各補正レシピをセットアップするために、ウェーハ上の多数のターゲットのサンプリングを必要とする。その上、この方法は、ターゲットに強く依存し、このことは、異なる使用事例ごとに（例えば、スタックの変更に伴う異なるスタックごとに）ツールが再較正を必要とすることを意味する。つまり、センサエラー補正パラメータは、スタックの局所的な変化に依存する。スタックは、リソグラフィプロセス中に急速に変化する可能性があるため、定期的に新しい較正が行われる必要がある。これは、多数のウェーハ回転を必要とし、これは、多くの高価なステージ及び測定時間を要する。

[00054] ステージ時間及び／又はウェーハ回転数の要件を少なくしてセンサエラー較正を行うことが望ましい。

[00055] 本方法は、センサ又はメトロロジ装置のターゲット不変補正パラメータε（ｐ_ｘ，ｐ_ｙ）を決定することを含む。これは、照明瞳の照明場所又はピクセルｐ_ｘ，ｐ_ｙ（例えば、検出光学系のフーリエ面又は角度分解面）を介した照明に対応するセンサ光学系に起因する普遍的なセンサエラー寄与を表す。各単一照明ピクセル又は場所からの照明は、センサ（検出）光学系を通る固有の経路を有する。センサエラー自体は、ターゲットに依存しないパラメータであり、純粋にレンズ収差、システム透過率などによって引き起こされることに留意されたい。センサエラーの較正／決定は、ターゲットの使用を必要とし、結果として、較正／決定された補正は、事実上ターゲットに依存する。本明細書では、決定されたセンサエラーの寄与からターゲットの寄与を切り離すことができる較正方法について説明する。

[00056] 実際のターゲット依存補正パラメータε_ＴＤ（ｐ_ｘ，ｐ_ｙ）は、このターゲット不変補正パラメータε（ｐ_ｘ，ｐ_ｙ）と、検出瞳面内の特定の構造及び／又はスタックによる散乱光のターゲット依存強度分布Ｗ_ＴＤ（ｐ_ｘ，ｐ_ｙ）との組み合わせであることを示すことができる。この文脈におけるターゲット依存とは、構造及び／又はスタックに依存すること、すなわち、測定されるサンプル又は構造に対する依存を表す。より具体的には、ターゲット依存補正パラメータε_ＴＤ（ｐ_ｘ，ｐ_ｙ）（例えば、センサエラー）は、このターゲット不変補正パラメータε（ｐ_ｘ，ｐ_ｙ）及びターゲット依存強度分布Ｗ_ＴＤ（ｐ_ｘ，ｐ_ｙ）の積、すなわち、以下の通りである。
ε_ＴＤ（ｐ_ｘ，ｐ_ｙ）＝Ｗ_ＴＤ（ｐ_ｘ，ｐ_ｙ）ε（ｐ_ｘ，ｐ_ｙ）

[00057] そのため、ターゲットＡに関するセンサエラーは、ε_Ａ（ｐ_ｘ，ｐ_ｙ）＝Ｗ_Ａ（ｐ_ｘ，ｐ_ｙ）ε（ｐ_ｘ，ｐ_ｙ）となり、ターゲットＢに関するセンサエラーは、ε_Ｂ（ｐ_ｘ，ｐ_ｙ）＝Ｗ_Ｂ（ｐ_ｘ，ｐ_ｙ）ε（ｐ_ｘ，ｐ_ｙ）となる。μＤＢＯ測定の場合、典型的には、ピクセルごとの分布（例えば、ＲＯＩにわたる平均強度）ではなく、ε_ＴＤに対して１つの値のみとなる。ＤＢＯでは、ε（ｐ_ｘ，ｐ_ｙ）は、ＤＢＯが瞳測定に基づいているため、直接測定され得る。

[00058] この方法は、（ターゲットに依存する）フィデューシャル補正パラメータε_ＦＩＤ（ｐ_ｘ，ｐ_ｙ）を得るために、フィデューシャルターゲットに関する第１の測定データから、基準又はフィデューシャルターゲットのターゲット依存補正パラメータを決定することを含む。第１の測定データは、瞳面内の第１の複数の点照明場所にわたる点照明に関する第１の強度パラメータ値のセットと、瞳面内の第２の複数の点照明場所にわたる点照明に関する第２の強度パラメータ値のセットとを含み得る。第１の複数の点照明場所における各場所は、第２の複数の点照明場所における対応する点対称の場所を有する。例えば、第１の強度パラメータ値のセットは、照明瞳の第１の領域（例えば、第１の半分）に位置する第１の複数の点照明場所にわたる点照明から取得されてもよく、第２の強度パラメータ値のセットは、照明瞳の第２の領域（例えば、第２の半分）に位置する第２の複数の点照明場所にわたる点照明から取得されてもよく、第２の領域は、照明瞳において第１の領域に対して点対称に位置する。第１の強度パラメータ値のセット及び第２の強度パラメータ値のセットがどのように取得され得るかに関するさらなる説明は、本明細書において後に開示される。

[00059] 本方法は、同じフィデューシャルターゲット上で第２のメトロロジデータを測定することも含み、第２のメトロロジデータは、第３の強度パラメータ値のセット又はフィデューシャルターゲット依存強度分布Ｗ_ＦＩＤ（ｐ_ｘ，ｐ_ｙ）（例えば、角度分解強度分布）を含む。一旦これらの量が測定されると、上記の関係は、センサ光学系のターゲット不変補正パラメータε（ｐ_ｘ，ｐ_ｙ）を決定するために使用され得る（すなわち、ε_ＦＩＤ（ｐ_ｘ，ｐ_ｙ）をＷ_ＦＩＤ（ｐ_ｘ，ｐ_ｙ）で除算する）。このようにして、光学系のエラー寄与は、スタック変化のエラー寄与から分離される。強度パラメータは、検出器上で捕捉された強度、又は関連するメトリック（例えば、規格化された、若しくは他の方法で処理された強度）であってもよい。第３の強度パラメータ値のセットがどのように取得され得るかに関するさらなる説明は、本明細書において後に開示される。

[00060] フィデューシャルは、任意の適切な回折構造（例えば、格子）であってもよく、例えば、メトロロジ装置のウェーハステージ上（例えば、ウェーハステージ上にロードされたウェーハの周辺部の外側）に配置されてもよい。ある具体例では、フィデューシャルは、上のレジストに回折構造を含むシリコンの小さな部分を含み得る。フィデューシャルは、フィデューシャルをウェーハステージ及び／又はウェーハとは独立して回転（例えば１８０度）させることができるように、ウェーハステージの回転可能部分上に取り付けられてもよい。しかし、フィデューシャルが十分に対称であることが分かっている場合には、較正のためにフィデューシャルの回転は必要ない場合もある。

[00061] ε_ＦＩＤ（ｐ_ｘ，ｐ_ｙ）の測定は、典型的にはインコヒーレントな照明モードを使用する（例えば、図５に関連して）説明したようなスキャトロメータ装置を使用しても容易ではない。代わりに、ある実施形態は、このセンサエラー較正のために最適化された照明配置を有するスキャトロメータ装置を使用することを含む。このような照明は、照明瞳（例えば、第１の複数の点照明場所及び第２の複数の点照明場所）にわたってスキャンされ得る、誘導可能な点照明源又は狭い放射ビーム（例えば、コヒーレント）を含み得る。したがって、このような照明点源又は放射ビームは、レーザビーム又はそうでなければレーザ様のものであってもよく、小さなエタンデュを有してもよく、部分的コヒーレントイメージングを行うために部分的コヒーレント照明モードで使用されてもよい。瞳にわたる点照明源のフルスキャンの時間トレースを積分することは、部分的コヒーレントイメージングと同等である。各点照明場所の面積、又は照明瞳内の照明ビームの面積は、例えば、検出瞳面（又は同等の面）内の検出器の単一のピクセル又は少数のピクセル、例えば、５未満又は３未満のピクセルに相当し得る（このような検出器が存在すると仮定して）。

[00062] 照明瞳内の照明瞳スキャン経路に沿った各点照明場所において、例えばイメージングブランチ（像面における検出器）又は瞳ブランチ（瞳面における検出器）を用いて測定された像が捕捉される。具体的な実装形態では、例えば、これらの場所の各々において、μＤＢＯ像が取得され、そこから強度パラメータ値が（例えば、ＲＯＩ内の平均として）決定される。このように、対応する値が照明瞳内の点対称照明場所からの照明に関連するという点で、第１のセット内の各強度パラメータ値に対応する第２のセット内の強度パラメータ値が存在するように、第１の強度パラメータ値のセット内の各強度パラメータ値は、照明瞳の第１の部分における特定の場所での点照明から得られたμＤＢＯ像から取得されてもよく、第２の強度パラメータ値のセット内の各強度パラメータ値は、照明瞳の第２の部分における特定の場所での点照明から得られたμＤＢＯ像から取得されてもよい。

[00063] 各点照明場所において、照明放射及びその結果生じる散乱放射（フィデューシャルによって散乱／回折された）は、センサ光学系を通る固有の経路を移動する。フィデューシャルのターゲット依存補正パラメータε_ＦＩＤ（ｐ_ｘ，ｐ_ｙ）は、各点対称ペア（すなわち、照明瞳の中心に対して対称である照明瞳点のペアであり、各点対称ペアは、図６に示されるように、照明瞳の半分又は第１の（若しくは第２の）複数の点照明場所に関するピクセル座標ｐ_ｘ，ｐ_ｙによって記述される異なるピクセルに対応する）から計算することができる。単一配向フィデューシャル法の例の場合（すなわち、フィデューシャルが高い対称度を有する場合）、これは、以下の関係を用いて行うことができる。

[00064] 式中、

は、それぞれ、第１の複数の点照明場所にわたる第１の強度パラメータ値のセット、及び対応する（点対称の）第２の複数の点照明場所にわたる第２の強度パラメータ値のセットである。Ｉ_＋１（ｐ_ｘ，ｐ_ｙ）、Ｉ_－１（ｐ_ｘ，ｐ_ｙ）は、センサエラーがない場合に（すなわち、対称センサを使用して）測定されたであろう強度である。これらの方程式は、各座標（ｐ_ｘ，ｐ_ｙ）についてＩ_＋１＝Ｉ_－１と仮定してもよいほどフィデューシャルが十分に対称であるならば、ε_ＦＩＤ（ｐ_ｘ，ｐ_ｙ）について測定された強度値から解くことができる。

[00065] フィデューシャルがそれほど対称でない場合、又は少なくともそのように仮定できない場合、フィデューシャルは、測定値

を得るために第１及び第２の配向で測定され（ここで、添字０、１８０は、配向を意味する）、したがって、強度パラメータ値の２つのさらなるセット（第４の強度パラメータ値のセット及び第５の強度パラメータ値のセット）が得られ、第４のセットは、反対の配向における第１のセットに対応し、第５のセットは、反対の配向における第２のセットに対応する。フィデューシャルのターゲット依存補正パラメータε_ＦＩＤ（ｐ_ｘ，ｐ_ｙ）は、以下の関係から決定することができる。

[00066] 測定された強度（すなわち、点照明源に関連する第１、第２、第４、及び第５の強度パラメータ値のセット）は、検出瞳面又は検出像面においてカメラによって検出され得る（例えば、μＤＢＯタイプの測定）。後者が可能なのは、照明瞳内のある点が照明されるときに、それが光学系を通る固有の経路を有し（あるピッチを有するあるターゲットを所与として）、そのため、像面内の測定された全強度が、検出瞳面内の固有の点の強度であるからである。

[00067] 図６は、説明したようなフィデューシャルベースの較正を行うために使用することができる、提案されているメトロロジデバイスである。このデバイスは、簡略化した形態で示されており、照明配置以外は図５のデバイスに類似し得る。コヒーレント（又は部分的コヒーレント）照明放射ＩＬＬは、シングルモードファイバＳＭＦ（又は他の適切な送達方法）によって、入力レンズＩＮＬ及び誘導要素又はスキャンミラー（又はガルバノミラー）ＳＭに送達され得る。スキャンミラーは、誘導要素の幾つかの例の１つである。別の選択肢は、波面にプログラム可能な位相勾配を付加する（例えば位相）空間光変調器（ＳＬＭ）を含み得る。２値振幅ＳＬＭ（例えば、デジタルマイクロミラーデバイスＤＭＤ）も、位相を変調するために使用することができる。このスキャンミラーＳＭ又は誘導要素は、照明瞳にわたって照明Ｉｌｌをスキャンするように制御される。スキャンされたビームは、ビームスプリッタＢＳ、レンズシステムＬ１、及び対物レンズＯＢを介して、ステージＳＴＡ上のフィデューシャルＦＩＤ（又は他のターゲット）に運ばれる。散乱放射ＳＣは、ビームスプリッタＢＳによって、レンズシステムＬ２、Ｌ３、ウェッジＷ、及び検出器ＤＥＴを含む瞳イメージングブランチに誘導される。

[00068] 図６には瞳面ＰＰも示されている。図示された特定の配置では、照明瞳は、対物レンズＯＢの瞳面（又はその共役）の左上のクアドラント及び右下のクアドラントを含む。他の２つのクアドラントは、検出瞳を定義する。これは単なる例示的な配置であり、照明が対物レンズＯＢを通過しないものを含め、他の照明瞳プロファイルが可能である。実際の照明配置は、本明細書で開示する概念にとって重要ではない。スキャンされた照明経路は、両方の照明クアドラントを通る蛇行として示されている。センサ項ε_ＦＩＤ（ｐ_ｘ，ｐ_ｙ）は、瞳内の各ピクセル座標（ｐ_ｘ，ｐ_ｙ）について、照明瞳点の点対称ペアの強度値ペアから計算される。このように、本明細書で使用される例示的な座標系の場合、示されるピクセル座標は、第１の複数の点照明場所及び第１の強度パラメータ値のセットに関連する照明瞳の第１の部分又は半分（１つのクアドラント）のみを表す。第２の複数の点照明場所（第２の複数の点照明場所に関連する）には、それぞれ、第１の複数の点照明場所におけるその点対称場所の座標が割り当てられる。説明のために、そのような単一の照明瞳点ＩＰＰ_１、ＩＰＰ_２のペアが示されている。照明ブランチの他の態様は、図５の照明ブランチの形態を取ることができ、例えば、それは、入力レンズＩＮＬとスキャンミラーＳＭとの間の１２、１３、及び１４のラベルが付けられた要素を含み得る。

[00069] 図７は、センサ項ε_ＦＩＤ（ｐ_ｘ，ｐ_ｙ）を決定するためのさらなる照明概念を示す。この手法は、図５に示されるような照明ブランチを備えた図５の装置（又は同様のもの）と共に使用することができる。このような照明ブランチから必要なスキャンビーム（照明点源）を得るために、１つ又は２つの可動アパーチャが設けられてもよい。図には、照明瞳（ここでも再び対物レンズ瞳の２つのクアドラントとして図示されている）内の５つの異なる位置にあるアパーチャＡＰが示されているが、もちろん、照明瞳をカバーするために、完全なスキャンにわたってさらに多くの位置が存在する。この示された例では、二方向の同時照明（２つのアパーチャが２つの照明点源を提供する）を示していることに留意されたい。これは必須ではないが、もちろん測定時間を半分にする。アパーチャサイズは、メトロロジデバイスの照明モードセレクタのフーリエ変換の幅に合致し得る。

[00070] 量Ｗ_ＦＩＤ（ｐ_ｘ，ｐ_ｙ）（すなわち、第３の強度パラメータ値のセット）は、従来の瞳面測定を使用して、例えば、角度分解強度分布を取得するために図５又は図６の装置の瞳イメージングブランチを使用して（例えば、直接）測定することができる。後者の場合、このような測定に典型的に使用されるインコヒーレント照明モードは、捕捉中の照明瞳にわたる点照明源の高速スキャン中に検出器上で測定された強度を積分することを含む部分的インコヒーレントモードによって近似されてもよい。或いは、この情報は、検出瞳内の点に対応する照明瞳の点又は場所ごとに積分することによって、イメージングブランチ検出器（イメージセンサ）を介して取得されてもよい。

[00071] ターゲット不変補正パラメータε（ｐ_ｘ，ｐ_ｙ）が決定されると、ターゲット依存補正パラメータε_Ｃ（ｐ_ｘ，ｐ_ｙ）を決定するために（すなわち、そのターゲット／スタック専用のセンサエラーのターゲット補正として）、ターゲット不変補正パラメータε（ｐ_ｘ，ｐ_ｙ）を特定のターゲット（例えばターゲットＣ）からの瞳強度測定値（ターゲット強度パラメータ値のセットを含むターゲット測定データ）Ｗ_Ｃ（ｐ_ｘ，ｐ_ｙ）と組み合わせることができる。この較正には、ウェーハの回転は必要ない。その後、このターゲット依存補正パラメータε_Ｃ（ｐ_ｘ，ｐ_ｙ）は、例えば、各ピクセルのターゲット依存補正パラメータε_Ｃ（ｐ_ｘ，ｐ_ｙ）を、それぞれのピクセルについて測定された強度値から除算することによって、ターゲットＣからの測定値を補正するために使用することができる。各ピクセルの非対称補正値を保存することが可能であり、それらの補正値をターゲットＣの多くの測定値に適用することが可能である。ターゲット強度パラメータ値のセットは、第３の強度パラメータ値のセットと同様に取得することができるが、測定のためにフィデューシャルではなくターゲットを使用し、そのため、瞳面又は像面で測定することができる。

[00072] この較正は、必要な頻度で（例えば、プロセスが較正を必要とするほどターゲット／スタックを十分に変化させる頻度で）繰り返すことができる。ターゲット不変補正パラメータε（ｐ_ｘ，ｐ_ｙ）を決定するために使用されるフィデューシャルは、その後に較正のために使用されるターゲットと同じピッチを有するべきであることを理解されたい。

[00073] 要約すると、センサエラー（ＴＩＳ）較正をフィデューシャル上で行うことにより、測定の負担及び設計の複雑さが大幅に軽減される。回転可能である必要があるのはせいぜいフィデューシャルのみであり、十分に対称的であれば、その必要すらない。また、フィデューシャル上でセンサエラー補正を行うことにより、センサの単純な設計及びそのようなセンサの関連コストの低減が可能になることも理解されたい。「ウェーハの回転」は、実際には、ウェーハを回転させること、及びウェーハを再位置決めすることを含む。例えば、ウェーハのエッジにあるターゲットが、ウェーハの回転後、センサに対して反対側に移動し、センサ又はステージは、ウェーハの全範囲を移動する必要がある。これは、センサ又はステージの設計上の制約となる。

[00074] 上記の、及び図６に示したハードウェア実装形態は、センサエラーを定量化し、及び補正するという特定の文脈において開示されている。しかしながら、この実装形態の主な特徴は、（例えば、例えばオーバーレイなどの関心パラメータを測定するための）リソグラフィプロセスモニタリング及び／又は制御のための直接メトロロジにおいても有用であり得る。

[00075] 現在、このようなメトロロジは、図５（ａ）に示されるようなメトロロジツールで行われ得る。このようなツールは、典型的には、インコヒーレント（例えば、レーザ生成プラズマ）源を使用し、暗視野イメージングを行うように動作可能であってもよい。公知の構成は、対物レンズの（共役）瞳面を、対角線上に対向する２つの４分の１から形成される照明瞳と、対角線上に対向する他の２つの４分の１から形成される検出瞳とに分割することができる（例えば、基本的に図６に示されるように）。ウェッジ（例えば、瞳面におけるクワッドウェッジ）を使用して、２つの相補的な高次回折次数（例えば、＋１次数及び－１次数）を同時にイメージングできることが知られている。

[00076] 現在の多くの用途では、照明スポットは、測定されるオーバーレイターゲットよりも大きく、その結果、オーバーフィル測定モードが生じる。このような測定モードでは、ターゲットからの測定信号が、インコヒーレント又は／及びコヒーレントであり得るクロストークによる不要なバックグラウンド信号（例えば、ダミーフィルパターンに起因する）によって汚染されることを防止することは不可能である。場合によっては、インコヒーレントなクロストークを軽減するために、較正ターゲットとして使用できる追加のターゲットが存在する場合もあるが、いつでもそうであるわけではない。

[00077] 多くの場合、空間的にコヒーレントな光源を使用することが望ましい。インコヒーレントなクロストーク用の較正ターゲットが生産ウェーハ上で利用可能である保証はなく、存在する場合であっても、コヒーレントなクロストークの影響を補正するためにそれらを使用することはできない。

[00078] 図８は、オーバーレイ、フォーカス、クリティカルディメンジョンなどの関心パラメータを測定するために動作可能なメトロロジデバイスを示す。このデバイスに含まれる要素の多くは、図６のデバイスのものと同じであり、少なくともそれらが前と同様に動作する場合は、それらを再び説明しない。

[00079] このようなデバイスを、コヒーレント照明源を用いた選択的暗視野モードで使用し、瞳面でのピクセル選択技法を使用して、周囲構造からのコヒーレント及びインコヒーレントなクロストークを低減することが提案されている。

[00080] コヒーレントレーザ源（例えば、シングルモードファイバＳＭＦを介して導入される）は、対物レンズＯＢの瞳面上にフォーカスされ、そのフォーカス位置は、スキャンミラーＳＭ又は誘導要素（例えば、ガルバノミラー）を用いて制御される。メトロロジ用途では、使用されるメトロロジターゲットのピッチ及び照明波長は常に既知である。したがって、照明スキャン経路に沿った任意の点において、特定のターゲットからの対応する回折次数の瞳面（例えば、対物レンズＯＢの共役瞳面）内の場所は、常に決定論的である。対照的に、バックグラウンド構造は、通常、未知であるが、ターゲットピッチに対して異なるピッチを有する。

[00081] したがって、メトロロジターゲットから所望の回折次数のみを選択し、及びイメージングすること、及び例えば、所望の回折次数内に含まれない他の散乱照明をブロックすることが提案される。このような実施形態では、ピクセルセレクタＰＳを使用してこの選択を行うことができる（照明波長及びターゲットピッチに基づいてこれらの回折次数に対応するピクセルのみを選択する）。このようにして、クロストークが除去され得るか、又は少なくとも軽減され得る。

[00082] 同期モジュールＳＹＮＣ（例えば、この同期タスク専用であるか否かを問わず、適切にプログラムされた任意の処理デバイス）は、フォーカススキャン中に適切なピクセル、すなわち、ターゲット信号に対応するピクセルが選択されるように（例えば、選択されたピクセルが、ターゲットピッチ及び照明波長に基づいて照明位置と共に移動するように）、スキャンミラーＳＭとピクセルセレクタＰＳとの間の同期を制御してもよい。

[00083] 図８は、一例として、選択モジュール又はピクセルセレクタＰＳの可能な実装形態の詳細を示す。入力ビームＰＳ_ｉｎは、デジタルマイクロミラーデバイスＤＭＤに入射し、ＤＭＤは、所望のピクセルを選択し、それをピクセルセレクタ出力ＰＳ_ｏｕｔにステアリングし、残りの照明は、ビームダンプＢＰにステアリングされる。非ＤＭＤベースのピクセル選択配置が想定できるように（例えば、より基本的な配置では、十分に高速に作動する２つのピンホールが使用され得る）、他のＤＭＤベースのピクセル選択配置を想定することができる。

[00084] ある実施形態では、インコヒーレントな通常像及び相補像が、通常スキャントレース及び相補スキャントレース中に検出器ＤＥＴ上で捕捉された回折次数を積分することによってそれぞれ取得され得る。或いは、例えばカメラの反応速度が遅く、連続したカメラ画像を撮影することが望ましくない場合は、カメラ上で＋１次及び－１次の回折次数を分離するために、標準的なウェッジ構成が依然として使用されてもよい。

[00085] 図９は、（例えば、スキャンミラーＳＭを介して制御されるような）照明ビームのスキャン経路を示し、照明ビームは、（ａ）第１の瞳面場所ＩＰＰ及び（ｃ）第２の瞳面場所ＩＰＰ’に位置する。既に説明したセンサエラー決定方法と同様に、照明スキャン経路は、照明瞳（対物瞳面の対角線上に対向する２つのクアドラントを含み得る）にわたる蛇行を含み得る。図９（ｂ）は、再び瞳面を示すが、今度は、図９（ａ）に示された照明位置ＩＰＰから生じる（ターゲットからの）散乱ビームを有する。同様に、図９（ｄ）は、図９（ｃ）に示された照明位置ＩＰＰ’から生じる散乱ビームを示す。それぞれの場合において、示された散乱ビームは、０次ビーム、Ｘ方向の＋１次回折次数＋１Ｘ、及びＹ方向の＋１次回折次数＋１Ｙを含む。同期モジュールＳＹＮＣは、回折次数＋１Ｘ、＋１Ｙに対応するピクセルの選択を、（例えば、ピクセルセレクタＰＳを使用して）これらのピクセルのみが選択され、検出瞳内の他のピクセル（瞳面内の他の２つのクアドラント）に対応する放射が退けられるように、照明スキャンと同期させる。

[00086] ある実施形態において、瞳内のスキャン経路は、オーバーレイ精度を最大化するように（例えば、レシピセットアップ段階中に）最適化されてもよい。一例として、これは、周囲構造から来る光が光学系内のエッジとの相互作用を最小にするようにスキャン経路を最適化することによって達成することができる。このような最適なスキャン経路は、周囲構造のピッチに依存し得る。

[00087] ゲート測定（gated measurement）を行う、すなわち、点ごとにスナップショットを撮る可能性もある。その場合、取得された各像は、コヒーレントイメージングから得られる。その後、コヒーレント収差補正アルゴリズムを直接適用することができる。一例として、その後、補正されたコヒーレント像は、平均化され、効果的にインコヒーレント像を取得することができ、そこから関心メトロロジ値（例えばオーバーレイ）を決定することができる。或いは、各コヒーレント像とは別に関心メトロロジ値（例えばオーバーレイ）を決定することができ、その後、これらの値を平均化するか、又は他の方法でターゲットに関する単一の最終的なオーバーレイ値に結合することができる。何れの場合も、これにより、例えば、コヒーレント像の所望の／有益なサブセットのみを平均化し、残りの像を除外することによって、後処理において（前の段落で述べたように）スキャン経路を最適化することが可能になる。この後処理を行う方法の例には、以下が含まれる。
・導出されたメトロロジ値が互いにほぼ一致するコヒーレント像についてのみ平均化すること、及び／又は
・外部参照データ（ＡＥＩオーバーレイデータなど）に基づいて、後処理の方法（平均化にどのコヒーレント像を使用するかなど）を決定すること。例えば、ＡＥＩオーバーレイとの相関が最適化されるように（つまり、製品上オーバーレイが最適化されるように）、像の後処理を行うことを選択する。

[00088] 図１０は、本明細書で開示される方法及びフローの実施を支援し得るコンピュータシステム１０００を示すブロック図である。コンピュータシステム１０００は、情報を伝達するためのバス１００２又は他の通信機構と、情報を処理するためにバス１００２と結合されたプロセッサ１００４（又は複数のプロセッサ１００４及び１００５）とを含む。コンピュータシステム１０００は、情報及びプロセッサ１００４によって実行される命令を格納するためにバス１００２に結合されたメインメモリ１００６（ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）又は他の動的記憶装置など）も含む。メインメモリ１００６は、プロセッサ１００４によって実行される命令を実行する間、一時的な変数又は他の中間情報を格納するために使用することもできる。コンピュータシステム１０００は、プロセッサ１００４用の静的情報及び命令を格納するためにバス１００２に結合された読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）１００８又は他の静的記憶装置をさらに含む。記憶装置１０１０（磁気ディスク又は光ディスクなど）が、情報及び命令を格納するために設けられ、及びバス１００２に結合される。

[00089] コンピュータシステム１０００は、バス１００２を介して、コンピュータユーザに情報を表示するためのディスプレイ１０１２（ブラウン管（ＣＲＴ）又はフラットパネル若しくはタッチパネルディスプレイなど）に結合されてもよい。入力デバイス１０１４（英数字及び他のキーを含む）は、プロセッサ１００４に情報及びコマンド選択を伝達するためにバス１００２に結合される。別の種類のユーザ入力デバイスは、プロセッサ１００４に方向情報及びコマンド選択を伝達するため、並びにディスプレイ１０１２上のカーソルの動きを制御するためのカーソルコントロール１０１６（マウス、トラックボール、又はカーソル方向キーなど）である。この入力デバイスは、典型的には、２つの軸、すなわち、第１の軸（例えば、ｘ）及び第２の軸（例えば、ｙ）における２自由度を有し、それにより、デバイスは、平面内の位置を指定することができる。また、入力デバイスとして、タッチパネル（スクリーン）ディスプレイを使用することもできる。

[00090] 本明細書に記載の方法の１つ又は複数は、メインメモリ１００６に含まれる１つ又は複数の命令の１つ又は複数のシーケンスをプロセッサ１００４が実行することに応答して、コンピュータシステム１０００によって行うことができる。そのような命令は、別のコンピュータ可読媒体（記憶装置１０１０など）からメインメモリ１００６に読み込むことができる。メインメモリ１００６に含まれる命令のシーケンスの実行により、プロセッサ１００４は、本明細書に記載のプロセスステップを行う。また、メインメモリ１００６に含まれる命令のシーケンスを実行するために、マルチプロセッシング配置の１つ又は複数のプロセッサを使用することもできる。代替の実施形態では、ソフトウェア命令の代わりに、又はソフトウェア命令と組み合わせて、配線回路を使用することができる。したがって、本明細書の説明は、ハードウェア回路とソフトウェアの特定の組み合わせに限定されない。

[00091] 「コンピュータ可読媒体」という用語は、本明細書で使用される場合、実行のための命令をプロセッサ１００４に提供することに関与するいかなる媒体も指す。そのような媒体は、限定されないが、不揮発性媒体、揮発性媒体、及び伝送媒体を含む、多くの形態を取り得る。不揮発性媒体は、例えば、記憶装置１０１０などの光ディスク又は磁気ディスクを含む。揮発性媒体は、メインメモリ１００６などの動的メモリを含む。伝送媒体は、バス１００２を含むワイヤを含む、同軸ケーブル、銅線、及び光ファイバを含む。また、伝送媒体は、無線周波数（ＲＦ）及び赤外線（ＩＲ）データ通信中に発生するものなど、音響波又は光波の形態も取り得る。コンピュータ可読媒体の一般的な形態には、例えば、フロッピーディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、他の任意の磁気媒体、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ、他の任意の光学媒体、パンチカード、紙テープ、穴のパターンを有する他の任意の物理媒体、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＦＬＡＳＨ－ＥＰＲＯＭ、他の任意のメモリチップ若しくはカートリッジ、以下に記載する搬送波、又はコンピュータが読み取り可能な他の任意の媒体が含まれる。

[00092] 様々な形態のコンピュータ可読媒体は、実行のための１つ又は複数の命令の１つ又は複数のシーケンスをプロセッサ１００４に搬送することに関与し得る。例えば、命令は、最初は、リモートコンピュータの磁気ディスク上にあり得る。リモートコンピュータは、その動的メモリに命令をロードし、モデムを使用して電話回線上で命令を送信することができる。コンピュータシステム１０００にローカル接続されたモデムは、電話回線上でデータを受信し、赤外線送信機を使用してデータを赤外線信号に変換することができる。バス１００２に結合された赤外線検出器は、赤外線信号で搬送されるデータを受信し、データをバス１００２に載せることができる。バス１００２は、メインメモリ１００６にデータを搬送し、プロセッサ１００４は、メインメモリ１００６から命令を取り出して実行する。メインメモリ１００６によって受信された命令は、任意選択的に、プロセッサ１００４による実行の前又は後に、記憶装置１０１０に格納することができる。

[00093] コンピュータシステム１０００は、好ましくは、バス１００２に結合された通信インタフェース１０１８も含む。通信インタフェース１０１８は、ローカルネットワーク１０２２に接続されたネットワークリンク１０２０に結合する双方向データ通信を提供する。例えば、通信インタフェース１０１８は、対応する種類の電話回線へのデータ通信接続を提供するための総合サービスデジタル網（ＩＳＤＮ）カード又はモデムであってもよい。別の例として、通信インタフェース１０１８は、互換性を有するＬＡＮへのデータ通信接続を提供するためのローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）カードであってもよい。ワイヤレスリンクも実装することができる。任意のそのような実装形態においては、通信インタフェース１０１８は、様々な種類の情報を表すデジタルデータストリームを搬送する電気信号、電磁信号、又は光信号の送受信を行う。

[00094] ネットワークリンク１０２０は、典型的には、１つ又は複数のネットワークを通じて、他のデータデバイスとのデータ通信を提供する。例えば、ネットワークリンク１０２０は、ローカルネットワーク１０２２を通じて、ホストコンピュータ１０２４との接続又はインターネットサービスプロバイダ（ＩＳＰ）１０２６によって操作されるデータ機器との接続を提供することができる。これを受けて、ＩＳＰ１０２６は、ワールドワイドパケットデータ通信ネットワーク（現在では、一般的に「インターネット」１０２８と呼ばれる）を通じて、データ通信サービスを提供する。ローカルネットワーク１０２２及びインターネット１０２８は両方とも、デジタルデータストリームを搬送する電気信号、電磁信号、又は光信号を使用する。様々なネットワークを通る信号並びにネットワークリンク１０２０上の及び通信インタフェース１０１８を通る信号（これらは、コンピュータシステム１０００へ、及びコンピュータシステム１０００から、デジタルデータを搬送する）は、情報を運ぶ搬送波の例示的な形態である。

[00095] コンピュータシステム１０００は、１つ又は複数のネットワーク、ネットワークリンク１０２０、及び通信インタフェース１０１８を通じて、メッセージの送信及びプログラムコードを含むデータの受信を行うことができる。インターネットの例では、サーバ１０３０は、インターネット１０２８、ＩＳＰ１０２６、ローカルネットワーク１０２２、及び通信インタフェース１０１８を通じて、アプリケーションプログラム用の要求コードを送信し得る。ダウンロードされるそのようなアプリケーションの１つは、例えば、本明細書に記載の技法の１つ又は複数に備えることができる。受信コードは、受信した際にプロセッサ１００４によって実行されること、及び／又は後の実行のために記憶装置１０１０若しくは他の不揮発性ストレージに格納することができる。このように、コンピュータシステム１０００は、搬送波の形態でアプリケーションコードを得ることができる。

[00096] さらなる実施形態が、以下の番号が付された条項のリストにおいて説明される。
１． ターゲットの測定のためのターゲット依存補正パラメータを決定する方法であって、測定が、ターゲット及び／又は上にターゲットが含まれるスタックに依存性を有するターゲット依存センサエラー寄与の影響を受け、本方法が、
フィデューシャルターゲットの測定に関する第１の測定データを取得することであって、第１の測定データが、少なくとも第１の強度パラメータ値のセットと、対応する第２の強度パラメータ値のセットとを含む、取得することと、
フィデューシャルターゲットの測定に関する第２の測定データを取得することであって、第２の測定データが、第３の強度パラメータ値のセットを含む、取得することと、
第１の測定データ及び第２の測定データからターゲット不変補正パラメータを決定することであって、ターゲット不変補正パラメータが、ターゲット及び／又はスタックに依存しないターゲット依存補正パラメータの成分である、決定することと、
ターゲット不変補正パラメータからターゲット依存補正パラメータを決定することと、
を含む、方法。
２． フィデューシャルターゲットを照明し、及び散乱放射から第３の強度パラメータ値のセットを検出することにより、第２の測定データを捕捉することを含み、第３の強度パラメータ値のセットが、角度分解強度パラメータ分布を含む、条項１に記載の方法。
３． フィデューシャルターゲットを照明することが、インコヒーレント放射でターゲットを照明することを含む、条項２に記載の方法。
４． フィデューシャルターゲットを照明することが、照明瞳にわたってスキャンされる点放射源でフィデューシャルターゲットを照明することを含む、条項２に記載の方法。
５． 検出瞳面内の検出器上でスキャンにわたってフィデューシャルターゲットから散乱された放射を積分することを含む、条項４に記載の方法。
６． 第３の強度パラメータ値のセットを検出瞳面で検出すること
を含む、条項２～５の何れか一項に記載の方法。
７． 照明瞳の点ごとにフィデューシャルターゲットから散乱された放射を積分することにより、像面において第３の強度パラメータ値のセットを検出することを含む、条項４に記載の方法。
８． ターゲット不変補正パラメータを決定することが、第１の測定データからフィデューシャル補正パラメータを決定することであって、フィデューシャル補正パラメータが、フィデューシャルターゲットに関連するターゲット依存補正パラメータを含む、決定することと、
フィデューシャル補正パラメータ及び第２の測定データからターゲット不変補正パラメータを決定することと、
を含む、先行する条項の何れか一項に記載の方法。
９． ターゲット不変補正パラメータを決定することが、フィデューシャル補正パラメータを第２の測定データで除算することを含む、条項８に記載の方法。
１０． 第１の強度パラメータ値のセットが、照明瞳内の第１の複数の点照明場所の各々において少なくとも１つの点照明源を使用して取得される強度値に関するものであり、第２の強度パラメータ値のセットが、照明瞳内の第２の複数の点照明場所の各々において少なくとも１つの点照明源を使用して取得される強度値に関するものであり、第１の複数の点照明場所及び第２の複数の点照明場所が一緒に、点照明場所の複数の点対称ペアを含むように、第１の複数の点照明場所における各場所が、第２の複数の点照明場所における対応する点対称の場所を有する、条項８又は９に記載の方法。
１１． フィデューシャル補正パラメータが、強度パラメータ値の複数のペアから決定され、強度パラメータ値の各ペアが、第１の強度パラメータ値のセットからの強度パラメータ値と、第２の強度パラメータ値のセットからの、点照明場所の点対称ペアの各々に対応する強度パラメータ値と、を含む、条項１０に記載の方法。
１２． 第１の複数の点照明場所及び第２の複数の点照明場所にわたって、少なくとも１つの点照明源をスキャンすることと、第１及び第２の複数の点照明場所の各々において捕捉された像から強度パラメータ値を取得することとによって、第１の測定データを捕捉することを含む、条項１０又は１１に記載の方法。
１３． 少なくとも１つの点照明源をスキャンすることが、照明瞳内で少なくとも１つの照明アパーチャを移動させることを含む、条項１２に記載の方法。
１４． 少なくとも１つの点照明源をスキャンすることが、少なくとも１つの点照明源を、第１の複数の点照明場所及び第２の複数の点照明場所にわたって、誘導要素を用いて誘導することを含む、条項１２に記載の方法。
１５． 第１の強度パラメータ値のセット及び第２の強度パラメータ値のセットがそれぞれ、第１の測定データを取得するために使用されるセンサ光学系に対するフィデューシャルターゲットの第１の配向に関連し、第１の測定データが、第４の強度パラメータ値のセット及び第５の強度パラメータ値のセットをさらに含み、各々が、センサ光学系に対するフィデューシャルターゲットの第２の配向について、それぞれ第１の複数の点照明場所及び第２の複数の点照明場所の各々において、少なくとも１つの点照明源を用いて取得される強度値に関連する、条項１０～１４の何れか一項に記載の方法。
１６． 第１の測定データが、フィデューシャルターゲットの第１の配向のみに関連する、条項１～１４の何れか一項に記載の方法。
１７． ターゲット依存補正パラメータを決定するステップが、ターゲットのターゲット依存補正パラメータを決定することを含み、このステップが、
ターゲットの測定に関連するターゲット強度パラメータ値のセットを含むターゲット測定データを取得することと、
ターゲット強度パラメータ値のセット及びターゲット不変補正パラメータの組み合わせから、ターゲットのターゲット依存補正パラメータを決定することと、
を含む、先行する条項の何れか一項に記載の方法。
１８． ターゲットを照明し、及びターゲット強度パラメータ値のセットを、検出瞳面内で検出された散乱放射からの角度分解強度値分布として検出することにより、ターゲット測定データを捕捉することを含む、条項１７に記載の方法。
１９． 照明瞳にわたってスキャンされる点放射源でターゲットを照明し、及び照明瞳の点ごとにターゲットから散乱された放射を積分することによって、像面でターゲット強度パラメータ値のセットを検出することによって、ターゲット測定データを捕捉することを含む、条項１７に記載の方法。
２０． ターゲット依存補正パラメータが、ターゲット強度パラメータ値のセットとターゲット不変補正パラメータとの積から決定される、条項１８又は１９に記載の方法。
２１． ターゲット依存補正パラメータを用いてターゲットの測定を補正することを含む、条項１７～２０の何れか一項に記載の方法。
２２． プロセッサ及び／又は関連装置に、先行する条項又は条項３１～３６の何れか一項に記載の方法を行わせる、プロセッサ用の命令を含むコンピュータプログラム。
２３． 処理デバイス及び関連のプログラムストレージであって、プログラムストレージが、プロセッサに条項１～２１、又は条項３１～３６の何れか一項に記載の方法を行わせる、プロセッサ用の命令を含む、処理デバイス及び関連のプログラムストレージ。
２４． ターゲットの関心特性を決定するためのメトロロジ装置であって、メトロロジ装置が、条項２３の処理デバイスを備える、メトロロジ装置。
２５． 条項１～２１の何れか一項に記載の方法を行うように動作可能な、ターゲットの関心特性を決定するためのメトロロジ装置であって、メトロロジ装置が、点照明源を備え、点照明源が、
照明ビームを受け取り、メトロロジ装置の照明瞳内で、照明ビームを基板上に制御可能に誘導するように動作可能な誘導要素
を含む、メトロロジ装置。
２６． 誘導要素が、スキャンミラー又は空間光変調器を含む、条項２５に記載のメトロロジ装置。
２７． 点照明源が、照明ビームを誘導要素に提供するためのコヒーレント又は部分的コヒーレント放射源を含む、条項２５又は２６に記載のメトロロジ装置。
２８． 点照明源が、照明ビームが複数の点照明場所にわたって照明瞳内でスキャンされる第１の動作モードで動作可能であり、メトロロジ装置が、点照明場所の各々について像を捕捉するようにさらに動作可能である、条項２５、２６、又は２７に記載のメトロロジ装置。
２９． 点照明源が、照明ビームが照明瞳内で第１の動作モードよりも速いスキャン速度でスキャンされる第２の動作モードで動作可能であり、メトロロジ装置が、スキャン中に散乱された放射の積分に関連する像を捕捉するようにさらに動作可能である、条項２８に記載のメトロロジ装置。
３０． メトロロジ装置のイメージング面において散乱放射を捕捉するように動作可能な少なくとも１つの第１の検出器であって、散乱放射が、照明ビームを受け取った後にターゲットによって散乱されたものである、少なくとも１つの第１の検出器と、
メトロロジ装置の瞳面において散乱放射を捕捉するように動作可能な少なくとも１つの第２の検出器と、
を含む、条項２５～２９の何れか一項に記載のメトロロジ装置。
３１． 照明瞳にわたってスキャンされる点放射源でターゲットを照明することと、
その結果生じる、ターゲットから散乱された散乱放射を捕捉することと、
１つ又は複数の所望の回折次数内に含まれる散乱放射のみを検出することと、
を含む、メトロロジの方法。
３２． 検出ステップが、１つ又は複数の所望の回折次数内に含まれる散乱放射を選択的に通過させることと、１つ又は複数の所望の回折次数内に含まれない散乱放射をブロックすることと、を含む、条項３１に記載の方法。
３３． 所望の回折次数が常に検出されるように、散乱放射の選択的通過を、照明瞳にわたる点放射源のスキャンと同期させることを含む、条項３２に記載の方法。
３４． 検出瞳内の選択モジュールを使用して、１つ又は複数の所望の回折次数に対応する検出瞳内の１つ又は複数の領域を選択することを含む、条項３１～３３の何れか一項に記載の方法。
３５． １つ又は複数の領域が、点放射源の照明波長及びターゲットのピッチに基づいて選択される、条項３４に記載の方法。
３６． 点放射源がコヒーレント放射源である、条項３１～３５の何れか一項に記載の方法。
３７． ターゲットの関心パラメータを決定するためのメトロロジ装置であって、
点照明源と、
照明ビームを受け取り、メトロロジ装置の照明瞳内で、点照明源をターゲットに制御可能に誘導するように動作可能な誘導要素と、
ターゲットから散乱された散乱放射を捕捉するための対物レンズと、
メトロロジ装置の検出瞳内に位置し、散乱放射内の１つ又は複数の所望の回折次数に対応する検出瞳内の１つ又は複数の領域を選択するように動作可能な選択モジュールと、
１つ又は複数の所望の回折次数を検出するための検出器と、
を含む、メトロロジ装置。
３８． １つ又は複数の所望の回折次数内に含まれる散乱放射のみが検出器上で検出されるように、選択モジュールが、１つ又は複数の所望の回折次数内に含まれる散乱放射を選択的に通過させ、及び１つ又は複数の所望の回折次数内に含まれない散乱放射をブロックするように動作可能である、請求項３７に記載のメトロロジ装置。
３９． 所望の回折次数が常に検出されるように、散乱放射の選択的通過を、照明瞳にわたる点放射源のスキャンと同期させるように動作可能な同期モジュールを含む、請求項３８に記載のメトロロジ装置。
４０． 誘導要素がスキャンミラー又は空間光変調器を含む、条項３７～３９の何れか一項に記載のメトロロジ装置。
４１． 点照明源が、照明ビームを誘導要素に提供するためのコヒーレント又は部分的コヒーレント放射源を含む、条項３７～４０の何れか一項に記載のメトロロジ装置。
４２． 点照明源が、複数の点照明場所にわたって照明瞳内で照明ビームをスキャンするように動作可能である、条項３７～４１の何れか一項に記載のメトロロジ装置。
４３． 検出器上で、照明スキャンにわたって１つ又は複数の所望の回折次数内に含まれる散乱放射を積分するようにさらに動作可能である、条項４２に記載のメトロロジ装置。
４４． 選択モジュールがピクセルセレクタを含む、条項３７～４３の何れか一項に記載のメトロロジ装置。
４５． ピクセルセレクタが、デジタルマイクロミラーアレイを含む、条項４４に記載のメトロロジ装置。

[00097] 「メトロロジ装置／ツール／システム」又は「検査装置／ツール／システム」について具体的に言及しているが、これらの用語は、同一又は類似のタイプのツール、装置、又はシステムを指す場合がある。例えば、本発明の実施形態を含む検査装置又はメトロロジ装置は、基板上又はウェーハ上の構造の特性を決定するために使用することができる。例えば、本発明の実施形態を含む検査装置又はメトロロジ装置は、基板の欠陥、又は基板上若しくはウェーハ上の構造の欠陥を検出するために使用することができる。このような実施形態では、基板上の構造の関心特性は、構造の欠陥、構造の特定の部分の欠如、又は基板上若しくはウェーハ上の不要な構造の存在に関連し得る。

[00098] 本明細書に記載されるターゲット又はターゲット構造（より一般的には基板上の構造）は、測定の目的のために特別に設計及び形成されたメトロロジターゲットであってもよい。他の実施形態では、関心特性は、基板上に形成されたデバイスの機能部分である１つ又は複数の構造上で測定することができる。多くのデバイスは、規則的な格子状構造を有する。本明細書で使用されるターゲット、ターゲット格子、及びターゲット構造という用語は、ターゲットが、行われる測定のために特別に提供されたものであることを必要としない。さらに、メトロロジターゲットのピッチは、スキャトロメータの光学システムの解像限界に近いか、又は小さくてもよいが、ターゲット部分Ｃのリソグラフィプロセスによって作られた典型的な非ターゲット構造（任意選択的に製品構造）の寸法よりもはるかに大きくてもよい。実際には、ターゲット構造内のオーバーレイ格子のライン及び／又はスペースは、非ターゲット構造と同様の寸法のより小さい構造を含むように作られてもよい。

[00099] 本明細書では、リソグラフィ装置をＩＣの製造で使用することが具体的に参照されているが、本明細書に記載のリソグラフィ装置は、他の用途を有し得ることが理解されるべきである。可能な他の用途として、一体型光学系、磁区メモリのガイダンスパターン及び検出パターン、平面パネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッド等の製造がある。

[000100] 本明細書では、本発明の実施形態をリソグラフィ装置に関連して具体的に参照している場合があるが、本発明の実施形態は、他の装置で使用され得る。本発明の実施形態は、マスク検査装置、メトロロジ装置或いはウェーハ（若しくは他の基板）又はマスク（若しくは他のパターニングデバイス）等の物体を測定又はプロセスする任意の装置の一部をなし得る。これらの装置は、まとめてリソグラフィツールと呼ばれ得る。そのようなリソグラフィツールは、真空条件又は周囲（非真空）条件を用い得る。

[000101] 本発明の実施形態を光リソグラフィに関連して使用することをここまで具体的に参照してきたが、本発明は、文脈が許す限り、光リソグラフィに限定されず、他の用途で使用され得、例えばインプリントリソグラフィで使用され得ることが理解される。

[000102] ここまで本発明の特定の実施形態について説明してきたが、当然のことながら、本発明は、説明された以外の方法で実施され得る。上述の説明は、限定的ではなく、例示的であるものとする。したがって、当業者であれば明らかなように、以下に示される特許請求項の範囲から逸脱しない限り、記載された本発明に対する修正形態がなされ得る。

Claims (15)

1. ターゲットの測定のためのターゲット依存補正パラメータを決定する方法であって、前記測定が、前記ターゲット及び／又はそれの上に前記ターゲットが含まれるスタックに依存性を有するターゲット依存センサエラー寄与の影響を受け、前記方法が、
   フィデューシャルターゲットの測定に関する第１の測定データを取得することであって、前記第１の測定データが、少なくとも第１の強度パラメータ値のセットと、対応する第２の強度パラメータ値のセットとを含む、取得することと、
   前記フィデューシャルターゲットの測定に関する第２の測定データを取得することであって、前記第２の測定データが、第３の強度パラメータ値のセットを含む、取得することと、
   前記第１の測定データ及び前記第２の測定データからターゲット不変補正パラメータを決定することであって、前記ターゲット不変補正パラメータが、前記ターゲット及び／又はスタックに依存しない前記ターゲット依存補正パラメータの成分である、決定することと、
   前記ターゲット不変補正パラメータから前記ターゲット依存補正パラメータを決定することと、
   を含む、方法。
2. 前記フィデューシャルターゲットを照明し、及び前記散乱放射から前記第３の強度パラメータ値のセットを検出することにより、前記第２の測定データを捕捉することを含み、前記第３の強度パラメータ値のセットが、角度分解強度パラメータ分布を含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記フィデューシャルターゲットを前記照明することが、インコヒーレント放射で前記ターゲットを照明することを含むこと、及び
   前記フィデューシャルターゲットを前記照明することが、照明瞳にわたってスキャンされる点放射源で前記フィデューシャルターゲットを照明することを含むこと、
   の一方であり、任意選択的に、前記検出瞳面内の検出器上で前記スキャンにわたって前記フィデューシャルターゲットから散乱された放射を積分することを含む、請求項２に記載の方法。
4. 前記第３の強度パラメータ値のセットを検出瞳面で検出することを含み、
   任意選択的に、前記照明瞳の点ごとに前記フィデューシャルターゲットから散乱された放射を積分することにより、像面において前記第３の強度パラメータ値のセットを検出することを含む、請求項１～３の何れか一項に記載の方法。
5. ターゲット不変補正パラメータを前記決定することが、前記第１の測定データからフィデューシャル補正パラメータを決定することであって、前記フィデューシャル補正パラメータが、前記フィデューシャルターゲットに関連するターゲット依存補正パラメータを含む、決定することと、
   前記フィデューシャル補正パラメータ及び前記第２の測定データから前記ターゲット不変補正パラメータを決定することと、
   を含む、請求項１～４の何れか一項に記載の方法。
6. 前記ターゲット不変補正パラメータを決定することが、前記フィデューシャル補正パラメータを前記第２の測定データで除算することを含む、請求項５に記載の方法。
7. 前記第１の強度パラメータ値のセットが、照明瞳内の第１の複数の点照明場所の各々において少なくとも１つの点照明源を使用して取得される強度値に関するものであり、前記第２の強度パラメータ値のセットが、前記照明瞳内の第２の複数の点照明場所の各々において前記少なくとも１つの点照明源を使用して取得される強度値に関するものであり、前記第１の複数の点照明場所及び前記第２の複数の点照明場所が一緒に、点照明場所の複数の点対称ペアを含むように、前記第１の複数の点照明場所における各場所が、前記第２の複数の点照明場所における対応する点対称の場所を有する、請求項５又は６に記載の方法。
8. 前記フィデューシャル補正パラメータが、前記強度パラメータ値の複数のペアから決定され、強度パラメータ値の各ペアが、前記第１の強度パラメータ値のセットからの強度パラメータ値と、前記第２の強度パラメータ値のセットからの、点照明場所の前記点対称ペアの各々に対応する強度パラメータ値と、を含む、請求項７に記載の方法。
9. 前記第１の複数の点照明場所及び前記第２の複数の点照明場所にわたって、前記少なくとも１つの点照明源をスキャンすることと、前記第１及び第２の複数の点照明場所の各々において捕捉された像から強度パラメータ値を取得することとによって、前記第１の測定データを捕捉することを含む、請求項７又は８に記載の方法。
10. 前記少なくとも１つの点照明源をスキャンすることが、前記照明瞳内で少なくとも１つの照明アパーチャを移動させることを含む、請求項９に記載の方法。
11. 前記少なくとも１つの点照明源をスキャンすることが、前記少なくとも１つの点照明源を、前記第１の複数の点照明場所及び前記第２の複数の点照明場所にわたって、誘導要素を用いて誘導することを含む、請求項９に記載の方法。
12. 前記第１の強度パラメータ値のセット及び前記第２の強度パラメータ値のセットがそれぞれ、前記第１の測定データを取得するために使用されるセンサ光学系に対する前記フィデューシャルターゲットの第１の配向に関連し、前記第１の測定データが、第４の強度パラメータ値のセット及び第５の強度パラメータ値のセットをさらに含み、各々が、前記センサ光学系に対する前記フィデューシャルターゲットの第２の配向について、それぞれ前記第１の複数の点照明場所及び前記第２の複数の点照明場所の各々において、前記少なくとも１つの点照明源を用いて取得される強度値に関連する、請求項７～１１の何れか一項に記載の方法。
13. 前記第１の測定データが、前記フィデューシャルターゲットの第１の配向のみに関連する、請求項１～１１の何れか一項に記載の方法。
14. 請求項１～１３の何れか一項に記載の前記方法を行うように動作可能な、ターゲットの関心特性を決定するためのメトロロジ装置であって、前記メトロロジ装置が、点照明源を含み、前記点照明源が、
    照明ビームを受け取り、前記メトロロジ装置の照明瞳内で、前記照明ビームを基板上に制御可能に誘導するように動作可能な誘導要素
    を含む、メトロロジ装置。
15. 前記誘導要素が、スキャンミラー又は空間光変調器を含む、請求項１４に記載のメトロロジ装置。

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