JP6312834B2 - メトロロジーターゲットの設計のための方法及び装置 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
[0001] 本出願は、２０１３年１２月３０日出願の米国仮出願第６１／９２１，８７４号の利益を主張し、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

[0002] 本説明は、例えばリソグラフィ技法によるデバイスの製造に使用可能なメトロロジーターゲットの１つ以上の構造パラメータを決定するための方法及び装置、並びにリソグラフィ技法を使用する製造の方法に関する。

[0003] リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板に、通常は基板のターゲット部分に適用する機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に使用可能である。このような場合、代替的にマスク又はレチクルとも呼ばれるパターニングデバイスを使用して、ＩＣの個々の層上に形成すべき回路パターンを生成することができる。このパターンを、基板（例えばシリコンウェーハ）上のターゲット部分（例えば１つ又は幾つかのダイの一部を含む）に転写することができる。パターンの転写は通常、基板に設けた放射感応性材料（レジスト）の層への結像により行われる。一般的に、１枚の基板は、順次パターンが付与される隣接したターゲット部分のネットワークを含んでいる。従来のリソグラフィ装置は、パターン全体をターゲット部分に１回で露光することによって各ターゲット部分が照射される、いわゆるステッパと、基板を所与の方向（「スキャン」方向）と平行或いは逆平行に同期的にスキャンしながら、パターンを所与の方向（「スキャン」方向）に放射ビームでスキャンすることにより、各ターゲット部分が照射される、いわゆるスキャナと、を含む。パターンを基板にインプリントすることによっても、パターニングデバイスから基板へとパターンを転写することが可能である。

[0004] リソグラフィプロセスにおいて、例えばプロセスの制御及び検証のために作成された構造を頻繁に測定することが望ましい。通常、構造の１つ以上のパラメータ、例えば基板の内部又は上に形成された連続する層間のオーバーレイ誤差が測定又は決定される。リソグラフィプロセスで形成される微視的構造の測定を行うための様々な技法が存在する。こうした測定を行うための、クリティカルディメンション（ＣＤ）の測定にしばしば使用され、オーバーレイ、デバイス内の２つの層のアライメント精度を測定するための専用ツールである、走査型電子顕微鏡を含む様々なツールが知られている。こうしたツールの例が、リソグラフィ分野で使用するように開発されたスキャトロメータである。このデバイスは、放射ビームを基板表面上のターゲットに誘導し、当該ターゲットのプロパティが決定できる「スペクトル」を取得するために、リダイレクトされた放射の１つ以上のプロパティ、例えば波長の関数としての反射の単一角での強度、反射角の関数としての１つ以上の波長での強度、又は、反射角の関数としての偏波を測定する。当該プロパティの決定は、例えば、厳密結合波解析又は有限要素法、ライブラリ検索、及び主成分分析などの反復手法による、ターゲット構造の再構成など、様々な技法によって実行可能である。

[0005] 例えば、メトロロジーターゲットの設計のための方法及び装置を提供することが望ましい。更に、リソグラフィプロセスにおいてオーバーレイ誤差を最小限にするために方法及び装置が適用可能な場合に有利であるが、これに限定されるものではない。

[0006] 態様において、メトロロジーターゲット設計の方法が提供される。方法は、複数の光学収差の各々に対するメトロロジーターゲット設計についてのパラメータの感応性を決定すること、リソグラフィ装置の光学システムを使用して露光された製品設計についてのパラメータを決定すること、並びに、製品設計についてのパラメータと、感応性と光学システムのそれぞれの収差のうちの１つ以上との積と、に基づいて、メトロロジーターゲット設計のパラメータに与えるインパクトを決定すること、を含む。

[0007] 態様において、メトロロジーターゲット設計の方法が提供される。方法は、複数の収差の各々に対するメトロロジーターゲット設計についてのオーバーレイ誤差の感度を決定すること、及び、メトロロジーターゲットを露光するためにリソグラフィ装置の光学システムのそれぞれの収差を乗じた感応性の合計に基づいて、メトロロジーターゲット設計のオーバーレイ誤差インパクトを決定すること、を含む。

[0008] 次に、添付の図面を参照しながら単なる例として実施形態について説明する。

[0009]リソグラフィ装置の実施形態を概略的に示す図である。 [0010]リソグラフィセル又はクラスタの実施形態を概略的に示す図である。 [0011]スキャトロメータの実施形態を概略的に示す図である。 [0012]スキャトロメータの他の実施形態を概略的に示す図である。 [0013]複数格子ターゲットの形式及び基板上の測定スポットの概要を概略的に示す図である。 [0014]理想的な、例えば２つのタイプのプロセス誘起性非対称からのターゲットの変形例を示す、１期間のオーバーレイターゲットのモデル構造を概略的に示す図である。 [0014]理想的な、例えば２つのタイプのプロセス誘起性非対称からのターゲットの変形例を示す、１期間のオーバーレイターゲットのモデル構造を概略的に示す図である。 [0015]リソグラフィシミュレーションモデルの機能モジュールを示す例示的なブロック図である。 [0016]メトロロジーターゲット設計のためのプロセスを概略的に示す図である。 [0017]メトロロジーターゲット設計のための他のプロセスを概略的に示す図である。

[0018] 実施形態を詳細に説明する前に、実施形態が実装可能な例示環境を提示することが有益である。

[0019] 図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置ＬＡを概略的に示したものである。この装置は、
[0020] −放射ビームＢ（例えばＤＵＶ放射又はＥＵＶ放射）を調節するように構成された照明システム（イルミネータ）ＩＬと、
[0021] −パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを支持するように構成され、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に接続された支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴと、
[0022] −基板（例えばレジストコートウェーハ）Ｗを保持するように構成され、特定のパラメータに従って基板Ｗ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に接続された基板テーブル（例えばウェーハテーブル）ＷＴと、
[0023] −パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢに与えられたパターンを基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば１つ以上のダイを含む）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、を備える。

[0024] 照明システムは、放射を誘導し、整形し、又は制御するための、屈折型、反射型、磁気型、電磁型、静電型、又はその他のタイプの光学コンポーネント、或いはそれらの任意の組合せなどの様々なタイプの光学コンポーネントを含むことができる。

[0025] パターニングデバイス支持体構造は、パターニングデバイスの方向、リソグラフィ装置の設計等の条件、例えばパターニングデバイスが真空環境で保持されているか否かに応じた方法で、パターニングデバイスを保持する。このパターニングデバイス支持体構造は、パターニングデバイスを保持するために、機械的、真空、静電気等のクランプ技術を使用することができる。パターニングデバイス支持体構造は、例えばフレーム又はテーブルでよく、必要に応じて固定式又は可動式でよい。パターニングデバイス支持体構造は、パターニングデバイスが例えば投影システムに対して確実に所望の位置にくるようにできる。本明細書において「レチクル」又は「マスク」という用語を使用した場合、その用語は、より一般的な用語である「パターニングデバイス」と同義と見なすことができる。

[0026] 本明細書において使用する「パターニングデバイス」という用語は、基板のターゲット部分にパターンを生成するように、放射ビームの断面にパターンを付与するために使用し得る任意のデバイスを指すものとして広義に解釈されるべきである。ここで、放射ビームに付与されるパターンは、例えばパターンが位相シフトフィーチャ又はいわゆるアシストフィーチャを含む場合、基板のターゲット部分における所望のパターンに正確には対応しないことがある点に留意されたい。一般的に、放射ビームに付与されるパターンは、集積回路などのターゲット部分に生成されるデバイスの特定の機能層に相当する。

[0027] パターニングデバイスは透過性又は反射性でよい。パターニングデバイスの例には、マスク、プログラマブルミラーアレイ、及びプログラマブルＬＣＤパネルがある。マスクはリソグラフィにおいて周知のものであり、これには、バイナリマスク、レベンソン型（ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ）位相シフトマスク、ハーフトーン型（ａｔｔｅｎｕａｔｅｄ）位相シフトマスクのようなマスクタイプ、更には様々なハイブリッドマスクタイプも含まれる。プログラマブルミラーアレイの一例として、小さなミラーのマトリクス配列を使用し、そのミラーは各々、入射する放射ビームを異なる方向に反射するよう個々に傾斜することができる。傾斜したミラーは、ミラーマトリクスによって反射する放射ビームにパターンを与える。

[0028] 本明細書において使用する「投影システム」という用語は、例えば使用する露光放射、又は液浸液の使用や真空の使用などの他の要因に合わせて適宜、例えば屈折光学システム、反射光学システム、反射屈折光学システム、磁気光学システム、電磁気光学システム及び静電気光学システム、又はその任意の組合せを含む任意のタイプの投影システムを網羅するものとして広義に解釈されるべきである。本明細書において「投影レンズ」という用語を使用した場合、これは更に一般的な「投影システム」という用語と同義と見なすことができる。

[0029] 本明細書で示すように、本装置は透過タイプである（例えば透過マスクを使用する）。或いは、装置は反射タイプでもよい（例えば上記で言及したようなタイプのプログラマブルミラーアレイを使用する、又は反射マスクを使用する）。

[0030] リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）又はそれ以上の基板テーブル（例えば、２つ以上の基板テーブル、２つ以上のパターニングデバイス支持体構造、又は基板テーブル及びメトロロジーテーブル）を有するタイプでよい。このような「マルチステージ」機械においては、追加のテーブルを並行して使用するか、１つ以上の他のテーブルを露光に使用している間に１つ以上のテーブルで予備工程を実行することができる。

[0031] リソグラフィ装置は、投影システムと基板との間の空間を充填するように、基板の少なくとも一部を水などの比較的高い屈折率を有する液体で覆えるタイプでもよい。液浸液は、例えば投影システムと基板の間など、リソグラフィ装置の他の空間に適用することもできる。液浸技術は、投影システムの開口数を増加させるために当技術分野で周知である。本明細書で使用する「液浸」という用語は、基板などの構造を液体に沈めなければならないという意味ではなく、露光中に投影システムと基板の間に液体が存在するというほどの意味である。

[0032] 図１を参照すると、イルミネータＩＬは放射源ＳＯから放射ビームを受ける。放射源とリソグラフィ装置とは、例えば放射源がエキシマレーザである場合に、別々の構成要素であってもよい。このような場合、放射源はリソグラフィ装置の一部を形成すると見なされず、放射ビームは、例えば適切な誘導ミラー及び／又はビームエクスパンダなどを備えるビームデリバリシステムＢＤの助けにより、放射源ＳＯからイルミネータＩＬへと渡される。他の事例では、例えば放射源が水銀ランプの場合は、放射源がリソグラフィ装置の一体部分であってもよい。放射源ＳＯ及びイルミネータＩＬは、必要に応じてビームデリバリシステムＢＤとともに放射システムと呼ぶことができる。

[0033] イルミネータＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調整するためのアジャスタＡＤを備えていてもよい。一般に、イルミネータＩＬの瞳面における強度分布の外側及び／又は内側半径範囲（一般にそれぞれ、σ−ｏｕｔｅｒ及びσ−ｉｎｎｅｒと呼ばれる）を調節することができる。また、イルミネータＩＬは、インテグレータＩＮ及びコンデンサＣＯなどの他の種々のコンポーネントを備えていてもよい。イルミネータＩＬを用いて放射ビームを調節し、その断面にわたって所望の均一性と強度分布とが得られるようにしてもよい。

[0034] 放射ビームＢは、パターニングデバイス支持体（例えば、マスクテーブルＭＴ）上に保持されたパターニングデバイス（例えば、マスクＭＡ）に入射し、パターニングデバイスによってパターン形成される。パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを横断した放射ビームＢは、投影システムＰＳを通過し、投影システムＰＳは、ビームを基板Ｗのターゲット部分Ｃ上に合焦させる。第２のポジショナデバイスＰＷ及び位置センサＩＦ（例えば、干渉計デバイス、リニアエンコーダ、２−Ｄエンコーダ又は容量センサ）の助けにより、基板テーブルＷＴａを、例えば様々なターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路に位置決めするように正確に移動できる。同様に、第１のポジショナデバイスＰＭと別の位置センサ（図１には明示されていない）を用いて、マスクライブラリからの機械的な取り出し後又はスキャン中などに放射ビームＢの経路に対してマスクＭＡを正確に位置決めできる。一般に、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡの移動は、第１のポジショナデバイスＰＭの部分を形成するロングストロークモジュール（粗動位置決め）及びショートストロークモジュール（微動位置決め）の助けにより実現できる。同様に、基板テーブルＷＴａの移動は、第２のポジショナＰＷの部分を形成するロングストロークモジュール及びショートストロークモジュールを用いて実現できる。ステッパの場合（スキャナとは対照的に）、パターニングデバイス支持体（例えば、マスクテーブルＭＴ）をショートストロークアクチュエータのみに接続するか、又は固定してもよい。

[0035] パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡ及び基板Ｗは、マスクアライメントマークＭ１、Ｍ２及び基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を使用して位置合わせすることができる。図示のような基板アライメントマークは、専用のターゲット部分を占有するが、ターゲット部分の間の空間に位置してもよい（スクライブレーンアライメントマークとして周知である）。同様に、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡ上に複数のダイを設ける状況では、マスクアライメントマークをダイ間に配置してもよい。ダイ、とりわけデバイスフィーチャ内には小さなアライメントマーカーが含まれてもよく、この場合マーカーはできる限り小さく、隣接フィーチャとは異なるいずれの結像又はプロセス条件も必要としないことが望ましい。アライメントマーカーを検出するアライメントシステムについて、以下で詳細に説明する。

[0036] 図示のリソグラフィ装置は、以下のモードのうち少なくとも１つにて使用可能である。
[0037] １．ステップモードでは、パターニングデバイス支持体（例えば、マスクテーブル）ＭＴ及び基板テーブルＷＴａは、基本的に静止状態に維持される一方、放射ビームに与えたパターン全体が１回でターゲット部分Ｃに投影される（すなわち単一静的露光）。次に、別のターゲット部分Ｃを露光できるように、基板テーブルＷＴａがＸ方向及び／又はＹ方向に移動される。ステップモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、単一静的露光で像が形成されるターゲット部分Ｃのサイズが制限される。
[0038] ２．スキャンモードでは、パターニングデバイス支持体（例えば、マスクテーブル）ＭＴ及び基板テーブルＷＴａは同期的にスキャンされる一方、放射ビームに与えられるパターンがターゲット部分Ｃに投影される（すなわち単一動的露光）。パターニングデバイス支持体（例えば、マスクテーブル）ＭＴに対する基板テーブルＷＴａの速度及び方向は、投影システムＰＳの拡大（縮小）及び像反転特性によって求めることができる。スキャンモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、単一動的露光におけるターゲット部分の（非スキャン方向における）幅が制限され、スキャン動作の長さによってターゲット部分の（スキャン方向における）高さが決まる。
[0039] ３．別のモードでは、パターニングデバイス支持体（例えば、マスクテーブル）ＭＴはプログラマブルパターニングデバイスを保持して基本的に静止状態に維持され、基板テーブルＷＴを移動又はスキャンさせながら、放射ビームに与えられたパターンをターゲット部分Ｃに投影する。このモードでは、一般にパルス状放射源を使用して、基板テーブルＷＴを移動させるごとに、又はスキャン中に連続する放射パルス間で、プログラマブルパターニングデバイスを必要に応じて更新する。この動作モードは、以上で言及したようなタイプのプログラマブルミラーアレイなどのプログラマブルパターニングデバイスを利用するマスクレスリソグラフィに容易に適用できる。

[0040] 上述した使用モードの組合せ及び／又は変形、又は全く異なる使用モードも利用できる。

[0041] リソグラフィ装置ＬＡは、２つのテーブルＷＴａ、ＷＴｂ（例えば２つの基板テーブル）、並びに、露光ステーション及び測定ステーションという、間でテーブルが交換可能な２つのステーションを有する、いわゆるデュアルステージタイプである。例えば、１つのテーブル上の基板が露光ステーションで露光されている間、別の基板を測定ステーションの他方の基板テーブル上にロードし、様々な予備工程を実施することが可能である。予備工程は、レベルセンサＬＳを使用して基板の表面制御をマッピングすること、及び、アライメントセンサＡＳを使用して基板上のアライメントマーカーの位置を測定することを含むことが可能であり、どちらのセンサも参照フレームＲＦによって支持されている。位置センサＩＦが、測定ステーションにあるときだけではなく露光ステーションにあるときにもテーブルの位置を測定できない場合、両方のステーションでテーブルの位置を追跡できるようにするために、第２の位置センサを設けてもよい。別の例として、１つのテーブル上の基板が露光ステーションで露光されている間、基板の無い別のテーブルは測定ステーションで待機する（任意選択で測定アクティビティが発生し得る）。この他方のテーブルは１つ以上の測定デバイスを有し、任意選択で他のツール（例えばクリーニング装置）を有してよい。基板が露光を完了すると、基板の無いテーブルは例えば測定を実行するために露光ステーションに移動し、基板を伴うテーブルは、基板がアンロードされ別の基板がロードされるロケーション（例えば測定ステーション）に移動する。これらのマルチテーブル配列は、装置のスループットを大幅に向上させることができる。

[0042] 図２に示されるように、リソグラフィ装置ＬＡは、時にはリソセル又はリソクラスタとも呼ばれ、基板上で１つ以上の露光前及び露光後プロセスを実行するための装置も含む、リソグラフィセルＬＣの一部を形成する。従来、これらは、レジスト層を堆積させるための１つ以上のスピンコーターＳＣ、露光されたレジストを現像するための１つ以上の現像器ＤＥ、１つ以上の冷却板ＣＨ、及び１つ以上の焼成板ＢＫを含む。基板ハンドラ又はロボットＲＯは、入力／出力ポートＩ／Ｏ１、Ｉ／Ｏ２から基板を取り上げ、これを異なるプロセスデバイスの間に移動させ、リソグラフィ装置のローディングベイＬＢに送達する。これらのデバイスはしばしばまとめてトラックと呼ばれ、トラック制御ユニットＴＣＵの制御下にあり、トラック制御ユニット自体は監視制御システムＳＣＳによって制御され、監視制御システムはリソグラフィ制御ユニットＬＡＣＵを介してリソグラフィ装置も制御する。したがって、スループット及び処理効率を最大にするために異なる装置を動作させてよい。

[0043] リソグラフィ装置によって露光される基板が正しく一貫して露光されるように、後続の層間のオーバーレイ誤差、ライン厚み、クリティカルディメンション（ＣＤ）などの１つ以上のプロパティを測定するために露光基板を検査することが望ましい。誤差が検出された場合、特に同じバッチの別の基板が更に露光されるように十分迅速に検査が実行できる場合、１つ以上の後続の基板の露光を調節してよい。また、既に露光された基板は、（収率を向上させるために）ストリップ及び再加工又は廃棄してよく、それによって不良であることが分かっている基板上で露光を実行するのを避けることができる。基板のいくつかのターゲット部分のみが不良である場合、更なる露光は良好なターゲット部分でのみ実行することができる。別の可能性は、誤差を補償するために後続のプロセス工程セットを適応させることであり、例えばリソグラフィプロセス工程の結果として生じる基板間のＣＤ変動を補償するために、トリムエッチ工程の時間を調節することができる。

[0044] 基板の１つ以上のプロパティを決定するため、及び特に、異なる基板又は同じ基板の異なる層の１つ以上のプロパティが層によって及び／又は基板全体でどのように変動するかを決定するために、検査装置が使用される。検査装置は、リソグラフィ装置ＬＡ又はリソセルＬＣに統合するか、或いはスタンドアロンデバイスであってよい。最も迅速な測定を可能にするためには、検査装置が露光直後に露光されたレジスト層内の１つ以上のプロパティを測定することが望ましい。しかしながら、レジスト内の潜像は非常に低いコントラストを有し、すなわちレジストのうち放射に露光された部分とされていない部分との屈折率の差がごくわずかであり、すべての検査装置が潜像の有用な測定を行うだけの十分な感応性を有している訳ではない。したがって測定は、通例、露光基板上で実施される第１の工程であり、レジストの露光された部分と露光されていない部分との間のコントラストを増加させる、露光後焼成工程（ＰＥＢ）後に行ってよい。この段階で、レジスト内の像は半潜と呼ばれることがある。レジストの露光された部分又は露光されていない部分のいずれかが除去された時点で、或いはエッチングなどのパターン転写工程後に、現像されたレジスト像の測定を行うことも可能である。後者の可能性は、不良基板の再処理の可能性を制限するが、例えばプロセス制御のために依然として有用な情報を提供することができる。

[0045] 図３は、スキャトロメータＳＭ１の実施形態を示す。放射を基板６上に投影する広帯域（白色光）放射プロジェクタ２を備える。反射された放射はスペクトロメータ検出器４に渡され、これが鏡面反射放射のスペクトル１０（すなわち、波長の関数としての強度の測定）を測定する。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が、処理ユニットＰＵによって、例えば厳密結合波解析及び非線形回帰によって、又は図３の下に示されるようなシミュレートスペクトルのライブラリとの比較によって、再構成されてよい。一般に再構成については、構造の一般形式が周知であり、いくつかのパラメータは構造が作成されたプロセスの知識から推定され、構造のごくわずかなパラメータのみがスキャトロメータデータから決定されることになる。こうしたスキャトロメータは、垂直入射スキャトロメータ又は斜入射スキャトロメータとして構成されてよい。

[0046] スキャトロメータＳＭ２の別の実施形態が図４に示されている。このデバイスにおいて、放射源２によって放出される放射はレンズシステム１２を使用し、干渉フィルタ１３及びポラライザ１７を介して合焦され、部分的反射表面１６によって反射され、望ましくは少なくとも０．９又は少なくとも０．９５の開口数（ＮＡ）を有する顕微鏡対物レンズ１５を介して基板Ｗ上に合焦される。液浸スキャトロメータは、開口数が１を超えるレンズを有することもあり得る。反射された放射はその後、散乱スペクトルを検出させるために部分的反射表面１６を介して検出器１８内へと伝わる。検出器は、レンズ１５の焦点距離にある逆投影瞳面１１内に配置されてよいが、瞳面は代わりに補助光学（図示せず）を用いて検出器１８上に再結像されてよい。瞳面は、放射の半径位置が入射の角度を定義し、角度位置が放射の方位角を定義する面である。検出器は望ましくは、基板ターゲットの２次元角散乱スペクトル（すなわち散乱の角度の関数としての強度の測定）が測定できるような２次元検出器である。検出器１８は、例えばＣＣＤ又はＣＭＯＳセンサのアレイであってよく、例えばフレーム当たり４０ミリ秒の積分時間を有してよい。

[0047] 例えば入射放射の強度を測定するために、参照ビームがしばしば使用される。これを実行するために、放射ビームが部分的反射表面１６上に入射すると、その一部は表面を介して参照ミラー１４方向に参照ビームとして伝送される。参照ビームはその後、同じ検出器１８の異なる部分に投影される。

[0048] 例えば４０５〜７９０ｎｍ、或いは更に低い２００〜３００ｎｍの範囲で当該波長を選択するために、１つ以上の干渉フィルタ１３が利用可能である。干渉フィルタは異なるフィルタのセットを備えるというよりも、調整可能であってよい。１つ以上の干渉フィルタの代わりに、又はこれに加えて、格子を使用することができる。

[0049] 検出器１８は、単一波長（又は狭い波長範囲）での散乱放射の強度、複数波長での別々の強度、又は波長範囲にわたって積分された強度を測定することができる。更に検出器は、横方向磁気（ＴＭ）及び横方向電気（ＴＥ）偏光放射の強度、及び／又は、横方向磁気偏光放射と横方向電気偏光放射との間の位相差を、別々に測定することができる。

[0050] 広帯域放射源２（即ち、広範囲にわたる放射周波数又は波長、したがって色を備える）を使用することが可能であり、これによって広いエテンデュが与えられ、複数波長の混合が可能になる。広帯域内の複数の波長は、望ましくは各々がδλの帯域幅及び少なくとも２δλ（すなわち波長帯域幅の２倍）の間隔を有する。いくつかの放射「源」は、例えばファイバ束を使用して分割された拡張放射源の異なる部分であってよい。このように、角度分解散乱スペクトルは複数の波長で並行して測定することができる。２Ｄスペクトルよりも多くの情報を含む、３Ｄスペクトル（波長及び２つの異なる角度）が測定可能である。これによってより多くの情報が測定可能であり、メトロロジープロセスのロバスト性を向上させる。これについては米国特許出願第ＵＳ２００６−００６６８５５号でより詳細に説明されており、その全体が参照により本明細書に組み込まれている。

[0051] ターゲットによってリダイレクトされる前後のビームの１つ以上のプロパティを比較することによって、基板の１つ以上のプロパティを決定することができる。これは例えば、リダイレクトビームと基板のモデルを使用して計算された理論上のリダイレクトビームとを比較すること、及び測定されたリダイレクトビームと計算されたものとの間に最良適合を与えるモデルを検索することによって実行され得る。典型的にはパラメータ化汎用モデルが使用され、例えばパターンの幅、高さ、及び側壁角度などのモデルのパラメータは最良合致が得られるまで変動する。

[0052] ２つの主要なタイプのスキャトロメータが使用される。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、特定の狭角範囲で散乱する放射のスペクトル（波長の関数としての強度）を測定する。角度分解スキャトロメータは単色放射ビームを使用し、角度の関数としての散乱放射の強度（又は偏光解析構成の場合、強度比及び位相差）を測定する。代替的に、異なる波長の測定信号は別々に測定され、解析段階で組み合わせることができる。偏光放射を使用して、同じ基板から複数のスペクトルを生成することができる。

[0053] 基板の１つ以上のパラメータを決定するために、典型的には基板のモデルから生成される理論スペクトルと、波長（分光スキャトロメータ）又は角度（角度分解スキャトロメータ）のいずれかの関数としてリダイレクトビームから生成される測定スペクトルとの間で、最良合致が見つけられる。最良合致を見つけるための様々な方法が存在し、それらは組み合わせてよい。例えば第１の方法は反復検索法であり、モデルパラメータの第１のセットを使用して第１のスペクトルを計算し、測定されたスペクトルと比較する。次にモデルパラメータの第２のセットが選択され、第２のスペクトルが計算され、第２のスペクトルと測定されたスペクトルとが比較される。これらの工程は、最良合致スペクトルを与えるパラメータセットを見つけることを目標に反復される。典型的には比較からの情報を使用して、パラメータの後続セットの選択をかじ取りする。このプロセスは反復検索技法と呼ばれる。最良合致を与えるパラメータのセットを備えるモデルは、測定された基板を最も良く記述するものと見なされる。

[0054] 第２の方法は、各々のスペクトルがモデルパラメータの特定セットに対応するスペクトルのライブラリを作成することである。典型的には、基板プロパティのすべて又はほぼすべての可能な変動をカバーするために、モデルパラメータのセットが選択される。測定されたスペクトルはライブラリ内のスペクトルと比較される。反復検索法と同様に、最良合致を与えるスペクトルに対応するパラメータのセットを備えるモデルは、測定された基板を最も良く記述するものと見なされる。補間技法を使用して、このライブラリ検索技法におけるパラメータの最良セットをより正確に決定することができる。

[0055] いずれの方法でも、典型的には各スペクトルについて８０から最高８００又はそれ以上のデータポイント間で正確な合致を可能にするために、計算されたスペクトル内の十分なデータポイント（波長及び／又は角度）が使用されるべきである。反復法を用いると、各パラメータ値についての各反復は、８０又はそれ以上のデータポイントでの計算に関与することになる。これに、正しいプロファイルパラメータを取得するために必要な反復回数が乗じられる。したがって、多くの計算が必要となり得る。実際には、これは処理の正確さと速度との間の折衷につながる。ライブラリ手法では、正確さとライブラリをセットアップするのに必要な時間との間に同様の折衷が存在する。

[0056] 前述のスキャトロメータのうちのいずれかにおいて、基板Ｗ上のターゲットは、現像後、バーがソリッドレジストラインで形成されるようにプリントされる格子であってよい。バーは代替的に基板内にエッチングされてよい。ターゲットパターンは、リソグラフィ投影装置内の焦点、ドーズ、オーバーレイ、色収差などの当該パラメータに対して感応性であるように選択されるため、結果として関連パラメータにおける変動はプリントされたターゲットにおける変動として現れることになる。例えばターゲットパターンは、リソグラフィ投影装置内、特に投影システムＰＬ内の色収差に対して感応性であり得、照明対称性及びこうした収差の存在自体が、プリントされたターゲットパターンにおける変動に現れることになる。したがって、プリントされたターゲットパターンのスキャトロメータデータは、ターゲットパターンを再構成するために使用される。ラインの幅及び形状などのターゲットパターンのパラメータは、プリント工程及び／又は他のスキャトロメータプロセスの知識から、処理ユニットＰＵによって実行される再構成プロセスに入力することができる。

[0057] 本明細書ではスキャトロメータの実施形態について説明しているが、他のタイプのメトロロジー装置を実施形態で使用してもよい。例えばその全体が参照により本明細書に組み込まれている米国特許出願第２０１３−０３０８１４２号に記載されたような、暗視野メトロロジー装置を使用してもよい。更にそれらの他のタイプのメトロロジー装置は、スキャトロメータとは完全に異なる技法を使用してもよい。

[0058] 図５は、既知の実施に従って基板上に形成される例示の複合メトロロジーターゲットを示す。複合ターゲットは、メトロロジー装置の照明ビームによって形成される測定スポット３１内にすべてが存在するように密接に配置された、４つの格子３２、３３、３４、３５を備える。したがって４つのターゲットはすべてセンサ４、１８上で同時に照らされ、同時に結像される。オーバーレイ測定専用の例では、格子３２、３３、３４、３５自体が、基板Ｗ上に形成される半導体デバイスの異なる層内にパターン化される格子を覆うことによって形成される複合格子である。格子３２、３３、３４、３５は、複合格子の異なる部分が形成された層間のオーバーレイの測定を容易にするために、オーバーレイオフセットに異なるバイアスをかけることができる。格子３２、３３、３４、３５は図に示されるように、Ｘ及びＹ方向で入ってくる放射を回析するようにそれらの配向も異なってよい。一例において格子３２及び３４は、それぞれ＋ｄ、−ｄのバイアスを伴うＸ方向格子である。これは格子３２がそれを覆うコンポーネントを有し、どちらのコンポーネントもそれらの名目上のロケーションに正確にプリントされた場合、そのうちの１つが他方に対して距離ｄだけオフセットされるように配列されることを意味する。格子３４はそのコンポーネントを有し、完全にプリントされた場合オフセットはｄとなるが、第１の格子とは反対方向であるという具合に配列される。格子３３及び３５は、それぞれオフセット＋ｄ及び−ｄのＹ方向格子であり得る。４つの格子が示されているが、別の実施形態は望ましい精度を得るためにより大きなマトリクスを含み得る。例えば３×３アレイの９つの複合格子は、バイアス−４ｄ、−３ｄ、−２ｄ、−ｄ、０、＋ｄ、＋２ｄ、＋３ｄ、＋４ｄを有し得る。これらの格子の別々の像は、センサ４、１８によってキャプチャされる像内で識別可能である。

[0059] 本明細書で説明するようなメトロロジーターゲットは、例えばＹｉｅｌｄｓｔａｒスタンドアロン型又は一体型メトロロジーツールなどのメトロロジーツールで使用するように設計されたオーバーレイターゲット、及び／又は、典型的にはＴｗｉｎＳｃａｎリソグラフィシステムで使用されるようなアライメントターゲットであってよく、どちらもＡＳＭＬから入手できる。

[0060] 一般に、こうしたシステムで使用するためのメトロロジーターゲットは、その基板上に結像されることになる特定のマイクロエレクトロニクスデバイスに関する設計仕様に合致する寸法で基板上にプリントされるべきである。プロセスが高度なプロセスノードでのリソグラフィデバイス画像解像度の限界を打破し続けるにしたがって、設計規則及びプロセス互換性要件は適切なターゲットの選択に重点を置く。ターゲット自体が更に高度になるにつれて、位相シフトパターニングデバイスなどの解像度強化技術及び光近接効果補正を使用することがしばしば必要となり、プロセス設計規則内でのターゲットの印刷適性は信頼できなくなる。結果として提案されたメトロロジーターゲット設計は、それらの適合性及び／又は実現可能性を確認するために、どちらも印刷適性及び検出可能性の見地からテスト及び／又はシミュレーションの対象となり得る。商用環境では、低速捕捉が製造ラインの総スループットにとって有害であるため、良好なオーバーレイマーク検出可能性は低い総測定不確実性並びに短い移動捕捉移動時間の組み合わせと見なされ得る。現代のマイクロ回析ベースオーバーレイターゲット（μＤＢＯ）は一辺がおよそ１０μｍであってよく、モニタ基板との関連において使用されるような４０×１６０μｍ^２に比べて本質的に低い検出信号を提供する。

[0061] 追加的に、上記基準を満たすメトロロジーターゲットが選択されると、フィルム厚み変動、様々なエッチバイアス、並びにエッチング及び／又は研磨プロセスによって誘起される幾何学的非対称などのプロセスの変動に関して、検出可能性が変化する可能性がある。したがって、様々なプロセス変動に対して低い検出可能性変動及び低いオーバーレイ／アライメント変動を有するターゲットを選択することが有用であり得る。同様に、結像されるマイクロエレクトロニクスデバイスを生成するために使用される特定マシンのフィンガープリント（例えばレンズ収差を含むプリント特性）は、一般に、メトロロジーターゲットの結像及び生成に影響を与えることになる。したがって、いくつかのパターンは特定のリソグラフィフィンガープリントの影響を多かれ少なかれ受けることになるため、メトロロジーターゲットがフィンガープリント効果に耐性があることを保証することが有用であり得る。

[0062] 図６Ａ及び図６Ｂは、理想的な例えば２つのタイプのプロセス誘起性非対称からのターゲットの変形例を示す、１期間のオーバーレイターゲットのモデル構造を概略的に示す。図６Ａを参照すると、基板Ｗは底部格子７００でパターン形成され、基板層内にエッチングされる。底部格子に使用されるエッチプロセスは、結果としてエッチングトレンチのフロア７０２の傾斜を生じさせる。このフロア傾斜ＦＴは、例えばフロア７０２全体にわたるｎｍ単位の高さ減少の目安としての、構造パラメータとして表すことができる。ＢＡＲＣ（底部反射防止コーティング）層７０４は、頂部格子７０６のパターン形成レジストフィーチャを支持する。この例では、頂部及び底部の格子フィーチャの中心が同じ横位置にあるため、頂部格子と底部格子との間のアライメントオーバーレイ誤差はゼロである。しかしながら底部層プロセス誘起非対称、すなわちフロア傾斜は測定されるオーバーレイオフセットの誤差につながり、この場合は非ゼロのオーバーレイオフセットをもたらす。図６Ｂは、測定されるオーバーレイオフセットの誤差につながる可能性のある別のタイプの底部層プロセス誘起非対称を示す。これは側壁角度（ＳＷＡ）の不平衡、ＳＷＡｕｎである。図６Ａと共通のフィーチャは同様にラベル付けされている。ここで、底部格子の一方の側壁７０８は、他方の側壁７１０とは異なる勾配を有する。この不平衡は構造パラメータとして、例えば基板面に対する２つの側壁角度の比として表すことができる。フロア傾斜及びＳＷＡ不平衡のどちらの非対称パラメータも、頂部及び底部の格子間に「見掛け」オーバーレイ誤差を生じさせる。この見掛けオーバーレイ誤差は、頂部及び底部の格子間で測定される「実」オーバーレイ誤差に加えて発生する。

[0063] したがって実施形態では、提案されたターゲット設計のうちの１つ以上の適合性及び／又は実現可能性を確認するために、様々なメトロロジーターゲット設計をシミュレートすることが望ましい。

[0064] リソグラフィ及びメトロロジーターゲットに関与する製造プロセスをシミュレートするためのシステムにおける主要な製造システムのコンポーネント及び／又はプロセスは、例えば図７に示されるような様々な機能モジュールによって説明することができる。図７を参照すると、機能モジュールは、メトロロジーターゲット（及び／又はマイクロエレクトロニクスデバイス）設計パターンを定義する設計レイアウトモジュール７１と、パターニングデバイスのパターンがターゲット設計に基づいてどのように多角形にレイアウトされるかを定義するパターニングデバイスレイアウトモジュール７２と、シミュレーションプロセス中に利用される画素化された連続階調パターニングデバイスの物理プロパティをモデル化するパターニングデバイスモデルモジュール７３と、リソグラフィシステムの光学コンポーネントの性能を定義する光学モデルモジュール７４と、所与のプロセスで利用されるレジストの性能を定義するレジストモデルモジュール７５と、レジスト現像後プロセス（例えばエッチ）の性能を定義するプロセスモデルモジュール７６と、メトロロジーターゲットで使用される場合のメトロロジーシステムの性能及びメトロロジーシステムで使用される場合のメトロロジーターゲットの性能を定義するメトロロジーモジュール７７とを含み得る。シミュレーションモジュールのうちの１つ以上の結果、例えば予測輪郭及びＣＤが、結果モジュール７８で提供される。

[0065] 照明及び投影光学のプロパティは、ＮＡシグマ（σ）設定並びに任意の特定の照明源形状を含むがこれらに限定されない光学モデルモジュール７４内でキャプチャされ、σ（又はシグマ）はイルミネータの外側半径範囲である。基板上にコーティングされたフォトレジスト層の光学プロパティ、すなわち屈折率、フィルム厚み、伝搬及び偏光効果は、光学モデルモジュール７４の一部としてもキャプチャされ得る一方で、レジストモデルモジュール７５は、例えば基板上に形成されるレジストフィーチャの輪郭を予測するために、レジスト露光、露光後焼成（ＰＥＢ）、及び現像中に生じる、化学プロセスの効果を記述する。パターニングデバイスモデルモジュール７３は、ターゲット設計フィーチャがパターニングデバイスのパターン内でどのようにレイアウトされるかをキャプチャし、例えば米国特許第７，５８７，７０４号に記載されたようなパターニングデバイスの詳細な物理プロパティの表現を含むことができる。シミュレーションの目的は、例えばエッジ配置及びクリティカルディメンション（ＣＤ）を正確に予測することであり、その後これらをターゲット設計と比較することができる。ターゲット設計は一般にＯＰＣ前パターニングデバイスレイアウトとして定義され、ＧＤＳＩＩ又はＯＡＳＩＳなどの標準化デジタルファイル形式で提供されることになる。

[0066] 一般に、光学モデルとレジストモデルとの間の接続はレジスト層内でシミュレートされる空間像強度であり、これは基板上への放射投影、レジストインターフェースでの屈折、及びレジストフィルムスタック内の多重反射から生じる。放射強度分布（空間像強度）は、光子の吸収によって潜在「レジスト像」に変わり、拡散プロセス及び様々なローディング効果によって更に修正される。フルチップアプリケーションにとって十分高速な効率的シミュレーション方法は、レジストスタック内のリアルな３次元強度分布を２次元空間（及びレジスト）像で近似する。

[0067] したがってモデル公式化は、全体プロセスのうちの既知の理化学のすべてではない場合はほとんどを記述し、モデルパラメータの各々は望ましくは別個の物理的又は化学的効果に対応する。したがってモデル公式化は、製造プロセス全体をシミュレートするためにモデルがどの程度適切に使用できるかに関する上限を設定する。しかしながら時折、モデルパラメータは測定及び読み取り誤差によって不正確な可能性があり、システム内に他の欠陥が存在する可能性がある。モデルパラメータの精密較正を用いて、極めて正確なシミュレーションが実行可能である。

[0068] 製造プロセスにおいて、様々なプロセスパラメータにおける変動はデバイス設計を忠実に反映することが可能な、好適なターゲットの設計にかなりの影響を与える。こうしたプロセスパラメータは、（エッチング又は現像プロセスによって決定される）側壁角度、（デバイス層又はレジスト層の）屈折率、（デバイス層又はレジスト層の）厚み、入射放射の周波数、エッチ深さ、フロア傾斜、放射源についての減衰係数、（レジスト層又はデバイス層についての）コーティング非対称、化学機械研磨プロセス中の浸食変動などを含むが、これらに限定されない。

[0069] メトロロジーターゲット設計は、例えばターゲット係数（ＴＣ）、スタック感応性（ＳＳ）、オーバーレイインパクト（ＯＶ）などの様々なパラメータによって特徴付けることができる。スタック感応性は、ターゲット（例えば格子）層間の回析によるオーバーレイの変化と共に強度の変化を測定する。ターゲット係数は測定システムからの雑音を測定し、メトロロジーターゲットについての信号対雑音比の等価として見なすことができる。ターゲット係数は、スタック感応性対光子雑音の比と見なすこともできる。オーバーレイインパクトは、ターゲット設計の関数としてオーバーレイ誤差の変化を測定する。

[0070] 前述のように、特定のメトロロジーターゲット設計の選択に影響を与えるか又はこれを定義することが可能な、様々なモデルパラメータが存在し得る。例えば、メトロロジーターゲット設計のピッチ、フィーチャのクリティカルディメンションなどの特定のターゲット設計について、１つ以上のジオメトリックディメンションを定義することができる。

[0071] モデルパラメータのうちの１つは、メトロロジーターゲット設計を基板に転写するために使用されるシステムの光学収差であってよく、メトロロジーターゲット（及び／又は例えば電子デバイスパターン）を結像するために使用される投影システムＰＬは、基板Ｗ上に結像されるパターンに影響を与える可能性のある、不均一な光学伝達関数を有し得る。こうしたパラメータを表すことが可能な様々な方法がある。光学モデルの場合、収差を定義する便利な方法は、ゼルニケ多項式のセットを介するものである。ゼルニケ多項式は、単位円上に定義される直交多項式のセットを形成する。本開示においてゼルニケは、メトロロジーターゲットを設計するための方法の非限定的な例として使用される。しかしながら本明細書で説明する設計方法は、同様の特徴を伴う任意の他の収差ベースまで拡張可能であることに留意されたい。

[0072] 実施形態において、非偏光放射の場合、収差効果は、投影システムＰＬを出る放射の伝送（アポディゼーション）及び相対位相をその瞳面内での位置の関数として記述する、２つのスカラマップによって非常に良好に記述することが可能である。これらのスカラマップは伝送マップ及び相対位相マップと呼ばれることがあり、基底関数の完全なセットの線形組み合わせとして表すことができる。各スカラマップの決定は、そうした展開中の係数を決定することに関与し得る。ゼルニケ多項式は単位円上で直交するため、ゼルニケ係数は、各ゼルニケ多項式を順番に用いて測定されたスカラマップの内積を計算すること、及びこれをそのゼルニケ多項式のノルムの２乗で割ることによって決定することができる。

[0073] 本明細書で開示する方法は、１つ以上のゼルニケに対する設計パラメータの感応性に基づいてメトロロジーターゲットを設計するための手法を提供する。背景として、ゼルニケ項、ホプキンス理論、及びトランスミッションクロス係数（ＴＣＣ）として表される収差についてここで簡単に考察する。空間像ＡＩは以下のように表すことが可能であり、
上式で、
である。

[0074] ＡＩ（ｘ，ｙ）が空間領域内の空間像である場合、ＡＩ（ｋ_１，ｋ_２）はソース瞳面上のポイントｋからのソース振幅であり、Ｌ（ｋ_１，ｋ_２）は光学システム瞳面上のポイント（ｋ_１，ｋ_２）についての投影光学振幅及び位相関数であって、本開示では「瞳像」とも呼ばれる。空間領域内の投影光学関数は、ロケーションの関数として、投影光学を通過する放射に対して投影光学によって引き起こされる歪み（例えば振幅、位相、又はその両方における歪み）を表す。Ｍ（ｋ_１，ｋ_２）は、空間周波数領域内のパターニングデバイス関数（すなわち、レイアウト関数）であり、フーリエ変換によって空間領域内のパターニングデバイス関数から取得可能である。空間領域内のパターニングデバイス関数は、ロケーションの関数として、パターニングデバイスを通過する放射に対してパターニングデバイスによって引き起こされる歪み（例えば振幅、位相、又はその両方における歪み）を表す。詳細は、例えば米国特許第７，５８７，７０４号に記載されており、参照によりその全体が組み込まれる。空間領域内の関数は、フーリエ変換によって空間周波数領域内の対応する関数に、及びその逆に変換可能である。ここでｘ及びｋはどちらもベクトルである。所与の例において、上記の式はスカラ結像モデルから導出され、この形式はベクトル結像モデルにも拡張可能であり、ここでＴＥ及びＴＭ又は他の偏光放射成分は別々に合計されることにも留意されたい。

[0075]
は、パターニングデバイスを除くリソグラフィ投影装置の光学プロパティを含むマトリクスと見なすことが可能である。ＴＣＣマトリクスはエルミート、すなわち
であることにも留意されたい。

[0076] 上記の式を使用する空間像の計算は、
の優勢固有値のみが使用される場合、簡略化可能である。具体的には、
が対角化され、最大Ｒの固有値が保持される場合、
は
として近似可能であり、上式でλ_ｒ（ｒ＝１、．．．Ｒ）はＲの最大固有値であり、Φ_ｒは固有値λ_ｒに対応する固有ベクトルである。

[0077] 実際のリソグラフィ投影装置において、ゼルニケ係数ｚ_ｎの場合、
は、
として良好に近似可能であり、
は、ｚ_ｎから独立している。したがって、
が計算されると、ｚ_ｎの関数として
が既知となる。
は公称条件ｚ_ｎ＝ｚ_ｎ０から直接計算可能である。係数
は、ｚ_ｎの既知の値のセットから適合するか又は偏導関数として導出することが可能であり、その詳細は、同一出願人による米国特許出願第２００９−０１５７３６０号に記載されており、その開示は全体が参照により本明細書に組み込まれている。

[0078]
が計算されると、空間像ＡＩの計算はｚ_ｎに関する展開を使用して以下のように更に簡略化可能である。
ＡＩ（ｚ_ｎ０）、ａ_Ｉ，ｎ、及びｂ_Ｉ，ｎは疑似空間像と呼ばれ、パターニングデバイス像並びに
からそれぞれ計算可能である。更に、これらの疑似空間像はすべてｚ_ｎから独立していることに留意されたい。

[0079] 瞳像Ｌ（ｋ_１，ｋ_２）及びＡ（ｋ_１，ｋ_２）を伴う光学の場合、結果として生じるＴＣＣは以下のようになる。

[0080] ゼルニケ係数ｚ_ｎを用いると、瞳像は以下のように表され、
上式でＬ_０（ｋ_１，ｋ_２）はｚ_ｎ＝ｚ_ｎ０についての公称瞳像でありＰ_ｎ（ｋ_１，ｋ_２）はｚ_ｎに対応するカーネル像（又はゼルニケ多項式）である。表記を簡略化するために、一般性を失うことなくｚ_ｎ０＝０、すなわちＬ（ｋ_１，ｋ_２）＝Ｌ_０（ｋ_１，ｋ_２）ｅｘｐ（ｊｚ_ｎＰ_ｎ（ｋ_１，ｋ_２））と仮定する。当業者であれば、すべての考察は非ゼロのｚ_ｎ０について有効であることを理解されよう。公称条件はすべてｚ_ｎ０＝０であるように設定されることも仮定され、したがってＬ_０（ｋ_１，ｋ_２）は焦点ぼけを有し得ることを除いて収差なしである。結果として、Ｌ_０（ｋ_１，ｋ_２）は回転対称であり、すなわち任意の２つの周波数ペア、（ｋ_１’，ｋ_２’）及び（ｋ_１”，ｋ_２”）について、ｋ_１’^２＋ｋ_２’^２＝ｋ_１”^２＋ｋ_２”^２であれば必ず、Ｌ_０（ｋ_１’，ｋ_２’）＝Ｌ_０（ｋ_１”，ｋ_２”）である。

[0081] ＴＣＣ適合プロセスは、以下のようなテーラー展開と見なすことが可能である。

[0082] これは以下を暗示する。

[0083] 米国特許出願第２０１３−００１４０６５号は、その全体が参照により本明細書に組み込まれており、投影リソグラフィシステムを介して結像されるようなテストパターンのセットを設計する方法を記載しており、テストパターンのセットは投影リソグラフィシステムの事前定義された波面収差項に関するリソグラフィ応答パラメータを備え、事前定義された波面収差項は波面収差の特徴を数学的に表し、方法は、ａ）事前定義された波面収差項の関数としてのリソグラフィ応答パラメータの近似として数学的級数展開を生成すること、ｂ）数学的級数展開から選択展開項のセットを選択すること、ｃ）選択展開項を備える費用関数を生成すること、及びｄ）未選択展開項の少なくとも一部をほぼゼロに制約しながら、テストパターンのセットのパラメータを定義するための費用関数を解決することを含む。事前定義された波面収差項の変形時に事前定義された応答を生成するための前述の方法に従って、投影リソグラフィシステムを介して結像されるようなテストパターンのセットを設計することが可能であり、事前定義された応答はほぼ線形である。

[0084] メトロロジーターゲット設計は、例えばターゲット係数（ＴＣ）、スタック感応性（ＳＳ）、オーバーレイインパクト（ＯＶ）などの様々なパラメータによって特徴付けることができる。スタック感応性は、ターゲット（例えば格子）層間の回析によってオーバーレイが変化するにつれて信号の強度がどの程度変化するかの測定として理解することができる。ターゲット係数は、測定システムによる光子収集の変動の結果としての、特定の測定時間に対する信号対雑音比の測定として理解することができる。実施形態において、ターゲット係数をスタック感応性対光子雑音の比と考えることも可能であり、すなわち信号（すなわちスタック感応性）を光子雑音の測定値で割り、ターゲット係数を決定することができる。オーバーレイインパクトは、ターゲット設計の関数としてオーバーレイ誤差の変化を測定する。

[0085] 所与の光学システムにおいて、特に所与のリソグラフィ装置について、リソグラフィ装置の様々な光学素子から結果として生じる光学収差は、リソグラフィ装置を使用してメトロロジーターゲットを露光する場合、及びリソグラフィ装置を使用して製品（例えばデバイス）パターンを露光する場合、リソグラフィ装置の結像スリットを横切る位置ｉによって異なり得る。リソグラフィ装置収差変動の通常の範囲内では、メトロロジーターゲットを特徴付ける特定パラメータ、ｐａｒにおける変動は、例えば、
のように、リソグラフィ装置の結像スリットを横切る特定の位置ｉでのゼルニケｚ_ｎに線形に依存するものと見なすことができ、上式で
は、特定のゼルニケｚ_ｎに対するパラメータの感応性と見なすことができる。更に、特定のゼルニケｚ_ｎに対するパラメータの感応性は、スリット位置及びリソグラフィ装置にはほとんど依存しないことがわかっている。したがって、１つ以上のゼルニケｚ_ｎについての感応性
を決定し、それらの感応性を、異なるスリット位置及び／又は異なるリソグラフィ装置（例えば異なる収差値及び／又は異なる収差プロファイル）に使用することが可能である。

[0086] 様々な実施形態において、１つ以上のパラメータの感応性を測定又はシミュレートすることができる。例えば実施形態において、感応性を決定するために収差摂動（「蛇行」）実験を実行することができる。例として基板の露光中、リソグラフィ装置内の投影システムをわずかに加熱し、投影システム及び光学収差の１つ以上の光学要素を変形させることができる。リソグラフィ装置はこうした収差を減らすための制御機構を有することができる。しかし制御スイッチがオフの場合、収差は、例えば製品パターン内並びにメトロロジーターゲット内に測定可能なオーバーレイ誤差を生じさせるほど十分に大きいものと予測される。収差の量は、リソグラフィ装置内のセンサによって測定又は決定可能であり、当該のパラメータ（例えばオーバーレイ）も測定又は決定可能である。したがって、収差に対するパラメータ（例えばオーバーレイ）の感応性が計算可能である。同様に、感応性は、リソグラフィモデル（モジュール７１〜７５のうちの１つ以上）及びメトロロジーモデルを使用してシミュレート可能である。例えばシミュレーションは、あらゆる適切なゼルニケ収差についてリソグラフィモデルを使用することによって実行可能であり、ここで収差は、プロファイルを得るために一定量（例えば数ｎｍ）又は一定のわずかな比率（例えば１〜５％）について変動し、プロファイルは適用可能パラメータの変動、例えば収差における変動に対する収差を与えて感応性を生み出すために、メトロロジーシミュレーションに提供される。

[0087] 更に一般的には、メトロロジーターゲット設計の目標は、特定のリソグラフィ装置によって露光されるとき、特定の製品（例えばデバイス）設計についての当該パラメータにおける変動を正確にシミュレートするターゲットを設計することである。言い換えれば実施形態において、特定のリソグラフィ装置を使用して露光される特定の製品設計にとって最適なターゲット設計は、製品設計についての当該のパラメータｐａｒ_ｐにおける変動と、メトロロジーターゲット設計についての当該のパラメータｐａｒ_ｔにおける変動との差異を最小限にするものであり得る。したがって実施形態において、光学収差に対するこの差異は、式（１）を使用することで、感応性を使用して以下のように計算可能である。

[0088] 実施形態において、製品設計についての当該のパラメータｐａｒ_ｐ（例えばオーバーレイ）は、メトロロジーターゲットを作成するために使用された光学システムを使用するリソグラフィモデル（例えばモジュール７１〜７５のうちの１つ以上）を使用するシミュレーションによって決定可能である。当該のパラメータは、特定のスリット位置について決定可能であるか、又はスリット全体について決定可能である（及び任意選択で、例えば式（２）で使用するためにスリット全体にわたって平均が求められる）。当該のパラメータは、適用可能であれば、適切なセンサ及び／又は実験設定を使用して測定可能である。

[0089] 図８は、メトロロジーターゲットを設計する方法を概略的に示す。方法は、ブロックＰ１０１で、複数の光学収差のうちの１つ以上に対するメトロロジーターゲットについての当該のパラメータの感応性を決定すること、ブロックＰ１０２で、リソグラフィ装置の光学システムを使用して露光される製品設計についての当該のパラメータを決定すること、及びブロックＰ１０３で、製品設計及び感応性についてのパラメータに基づいて当該のパラメータに与えるインパクトを決定することを含む。実施形態において、感応性に基づいて当該のパラメータに与えるインパクトを決定することは、感応性と光学システムのそれぞれの収差のうちの１つ以上との積に基づいてインパクトを決定することを含む。実施形態において、それぞれの収差のうちの１つ以上の値は、リソグラフィ装置の結像スリットを横切る様々な特定の位置ｉであり得る。実施形態において、特定の収差タイプに対する当該のパラメータの感応性は、リソグラフィ装置内の光学収差の変動の設計範囲内で線形であるものと見なされる。

[0090] したがって、リソグラフィ装置の露光スリット全体にわたる光学収差の変動のインパクトは、例えば式（１）及び／又は（２）を使用して、感応性とスリットを横切る光学システムのそれぞれの収差値との積の合計を使用して決定可能である。

[0091] 実施形態において、当該のパラメータはオーバーレイ誤差であってよい。実施形態において、複数の光学収差の各々はゼルニケ多項式で表される。

[0092] したがって実施形態において、複数の異なるメトロロジーターゲット設計を評価して、ターゲット設計についてのパラメータに与えるインパクトと製品（デバイス）設計についてのパラメータに与えるインパクトとの間の差異が最も小さいメトロロジーターゲット設計を識別するための本明細書で説明する方法を使用して、メトロロジーターゲット設計の１つ以上のパラメータに与えるインパクトを決定することができる。したがって有利なことに、実施形態において、１つ以上の光学収差タイプに対する１つ以上のパラメータの感応性は、初期に、及び任意選択で１回のみシミュレートすることが可能であり、例えば１つ以上の光学収差タイプに対する１つ以上のパラメータの感応性は、複数のメトロロジーターゲット設計の各々についてシミュレートすることができる。次いで、メトロロジー設計の各々の１つ以上のパラメータは、製品設計についてのメトロロジーターゲットの適合性を決定するために、その製品設計のパラメータに関して評価することができる。したがって、感応性を再決定するか又はメトロロジーターゲット設計について新しいシミュレーションを実行する必要なしに、異なる製品設計を評価することができる。同様に、スリット内の任意の異なるポイントに対する異なる収差値が評価可能であり、且つ／又は、収差タイプの異なる組み合わせが評価可能であって、各々、感応性を再決定するか又はメトロロジーターゲットについて新しいシミュレーションを実行する必要はない。したがって、例えばリソグラフィ及びメトロロジーシミュレーションは、スリット収差プロファイル内の各ポイントについて繰り返さなくてもよく、同様にリソグラフィ及びメトロロジーシミュレーションは、収差プロファイルが（例えば異なるリソグラフィ装置について）変更されたときに繰り返さなくてもよい。感応性の線形関係により、メトロロジーターゲット設計についてのパラメータに対する収差変動のインパクトを決定するために、新しい収差プロファイル及び／又は収差値の比較的単純な指定が可能である。

[0093] 複数のメトロロジーターゲット設計は、１つ以上のパラメータに与えるインパクトの値に従ってランク付けすることができる。こうしたランク付けによってリソグラフィモデルのユーザは、最高ランクが付けられた設計ではない可能性があるが、ユーザの製造プロセスにはより好適な特定の設計を選択することが可能である。パラメータがオーバーレイである実施形態において、好適なメトロロジーターゲット設計は、オーバーレイに与える１０ｎｍ以下のインパクト、例えば７ｎｍ以下のインパクト、５ｎｍ以下のインパクト、又は３ｎｍ以下のインパクトを有するものであり得る。

[0094] 図９は、メトロロジーターゲットを設計する他の方法を概略的に示す。方法は、ブロックＰ２０１で、複数の収差タイプのうちの１つ以上に対するメトロロジーターゲット設計のオーバーレイ誤差の感応性を決定することを含む。実施形態において、複数の光学収差の各々はゼルニケ多項式によって表される。ブロック２０２で、方法は、メトロロジーターゲットを露光するためのリソグラフィ装置の光学システムのそれぞれの収差値を乗じた感応性に基づいて、メトロロジーターゲット設計のオーバーレイ誤差インパクトを決定することを更に含む。実施形態において、メトロロジーターゲット設計のオーバーレイ誤差インパクトを決定することは、メトロロジーターゲットを露光するためのリソグラフィ装置の光学システムのそれぞれの収差値を乗じた複数の収差タイプの感応性の合計に基づく。

[0095] 実施形態において、メトロロジーターゲット設計のオーバーレイ誤差の感応性は、光学収差変動の設計範囲内で線形であるものと見なされる。

[0096] 次いで、リソグラフィ装置の露光スリット全体にわたる光学収差における変動のオーバーレイ誤差に与えるインパクトは、感応性と光学システムの複数の収差についてのそのそれぞれの収差との積の合計を使用して、例えば、
を使用して決定され得、上式で、ｏｖ_ｐ（ｉ）は露光スリット位置ｉでの製品設計についてのオーバーレイ誤差であり、ｏｖ_ｔ（ｉ）は露光スリット位置ｉでのターゲット設計についてのオーバーレイ誤差である。Δｏｖのできる限り小さな値は、最も少ないオーバーレイインパクトを示す。実施形態において、好適なメトロロジーターゲット設計は、１０ｎｍ以下、例えば７ｎｍ以下のインパクト、５ｎｍ以下のインパクト、又は３ｎｍ以下の、Δｏｖの値を有するものであり得る。

[0097] 実施形態において、ｏｖ_ｐ（ｉ）は特定の露光スリット位置ｉについて決定されなくてよい。むしろｏｖ_ｐ（ｉ）は、露光スリット全体にわたる平均値（したがって、露光スリット全体にわたる合計値について、式（３）においてスリット全体にわたって合計される）であってよい。

[0098] 実施形態において、Δｏｖはメトロロジーターゲット設計の例示の性能指標である。他の性能指標が公式化され得る。例えば性能指標は、ｏｖ_ｐ（ｉ）を省略することによって式（３）から公式化され得る。

[0099] したがって実施形態において、複数の異なるメトロロジーターゲット設計が評価され、ターゲット設計のオーバーレイ誤差に与えるインパクトと製品（デバイス）設計のオーバーレイ誤差に与えるインパクトとの間の差異が最小のメトロロジーターゲット設計を識別するために、本明細書で説明する方法を使用して、メトロロジーターゲット設計のオーバーレイ誤差に与えるインパクトを決定することができる。

[00100] 複数のメトロロジーターゲット設計は、１つ以上のパラメータに与えるインパクトの値に従ってランク付けすることができる。こうしたランク付けによってユーザは、
最高ランクが付けられた設計ではない可能性があるが、ユーザの製造プロセスにはより好適な特定の設計を選択することが可能である。パラメータがオーバーレイである実施形態において、好適なメトロロジーターゲット設計は、オーバーレイに与える１０ｎｍ以下のインパクト、例えば７ｎｍ以下のインパクト、５ｎｍ以下のインパクト、又は３ｎｍ以下のインパクトを有するものであり得る。

[00101] 実施形態において、感応性のうちの１つ以上に他の感応性とは異なる重みを付けることができる。例えば特定のゼルニケについての感応性に、別の特定のゼルニケについての感応性よりも大きな重みを付けることができる。実施形態において、あるゼルニケ感応性が決定又は評価されない場合がある。例えば球面ゼルニケがいずれのオーバーレイインパクトも有さない場合があるため、その決定又は評価は不要な場合がある。更に特定のメトロロジーターゲット設計に応じて、特定方向（例えばＸ又はＹ方向）のゼルニケ対称は、特定のメトロロジーターゲット設計についてその特定の方向にいかなるオーバーレイインパクトも有さない場合、決定又は評価されない場合がある。

[00102] 本開示において、ゼルニケ項は方法を論証するための主要な例として使用されているが、この方法は収差の他の表現、或いは他のリソグラフィパラメータ、例えば非線形ＣＤ応答に寄与し得る瞳適合パラメータに一般化することが可能である。

[00103] 要するに、特定の製品設計についての効果的なメトロロジーターゲットのより迅速な決定を容易にするための技法が提供され得る。収差に対するターゲット感応性を、収差に対する製品感応性／挙動と合致させることが望ましい。それらが合致する場合、ターゲットは製品についてのより良好な予測子である。問題は、冗長で複雑なリソグラフィ及びメトロロジーシミュレーションを多数のターゲット設計について複数回実行すること（及びその後、収差が変更されたときにすべてを再度実行すること、例えば異なるツール）である。ターゲットを設計する際、各ゼルニケに対するメトロロジーターゲットパラメータ（例えばターゲットオーバーレイ）の感応性（１つ以上のゼルニケｚｎについて
）は、一般にリソグラフィ装置の収差変動の範囲内で線形であることがわかっている。したがって、各ゼルニケに対するパラメータ感応性を決定するために、ターゲットにつき１回のみシミュレートすることが可能である。次いでターゲットのパラメータ（例えばオーバーレイ）インパクトは、特定のゼルニケ数（例えば特定ツールのスリット内の複数の位置の各々でのゼルニケ数）を乗じたゼルニケ感応性の合計として計算することができる。これを、製品（例えばスリット内の同じ複数の位置の各々で）のパラメータ（例えばオーバーレイ）と組み合わせて、ターゲットについての性能指標を生み出すことができる。プロセスは複数のターゲット設計について繰り返すことが可能であり、そこで最良の性能指標値を伴うターゲット設計が（この基準で）最良の合致である。

[00104] 実施形態において、メトロロジーターゲット設計が製品設計と同様の光学収差パラメータに対する感応性を有するかどうかを決定するように、メトロロジーターゲット設計を評価することができるため、結果としてターゲットを測定するときに製品設計のより良い予測を実行することが可能である。

[00105] したがって前述のように、製品設計及びメトロロジーターゲット設計を特徴付けるパラメータの、光学収差パラメータに対する反応性又は感応性（すなわち、光学収差パラメータの値の変化に対するパラメータの値の変化の測定）を測定又はシミュレートすることができる。実施形態において、感応性は収差のタイプごとに測定又はシミュレートすることができる。

[00106] 次いで複数のメトロロジーターゲット設計を評価し、感応性に関して製品設計と合致するメトロロジーターゲット設計を見つけることができる。こうした合致は、特定の収差又は収差のセットに特有であってよい。したがって、１つ以上の収差に関するそれらの感応性を伴うメトロロジーターゲット設計の集合が、望ましいメトロロジーターゲット設計を選択するために提供され（例えばシミュレーションから決定され）得る。収差の特定セットに対する製品設計の感応性が（例えばシミュレーションによって）決定されると、製品設計の感応性（例えば単一の収差又は複数の収差について）に合致するメトロロジーターゲット設計を集合から識別することができる。

[00107] 本明細書で説明するターゲット構造は特別に設計され測定目的で形成されたメトロロジーターゲットである一方で、他の実施形態では、基板上に形成されたデバイスの機能部分であるターゲット上でプロパティを測定することができる。多くのデバイスは規則正しい格子状構造を有する。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、構造が実行される測定用に特別に提供されるものである必要はない。

[00108] 格子の形のオーバーレイターゲットについて説明してきたが、実施形態において、入れ子像ベースのオーバーレイターゲットなどの他のターゲットタイプが使用可能である。

[00109] 主にオーバーレイを決定するためのメトロロジーターゲットについて説明してきたが、メトロロジーターゲットは代替的又は追加的に、焦点、ドーズなどの１つ以上の他の特徴を決定するために使用可能である。

[00110] 実施形態に従ったメトロロジーターゲットは、ピクセルベースのデータ構造又は多角形ベースのデータ構造などのデータ構造を使用して設計又は定義することができる。多角形ベースのデータ構造は、例えばチップ製造業界ではかなり一般的なＧＤＳＩＩデータ形式を使用して説明可能である。更に、実施形態の範囲を逸脱することなく任意の好適なデータ構造又はデータ形式を使用することができる。メトロロジーターゲットはデータベース内に記憶可能であり、ここからユーザは特定の半導体処理工程で使用するのに必要なメトロロジーターゲットを選択できる。こうしたデータベースは、実施形態に従って選択又は識別された単一のメトロロジーターゲット又は複数のメトロロジーターゲットを備えることができる。データベースは、データベースが複数のメトロロジーターゲットの各々について追加の情報を備える、複数のメトロロジーターゲットを備えることもできる。この追加情報は、例えば特有のリソグラフィプロセス工程についてのメトロロジーターゲットの適合性及び／又は品質に関する情報を備えることが可能であり、異なるリソグラフィプロセス工程に対する単一のメトロロジーターゲットの適合性及び／又は品質も更に含むことが可能である。メトロロジーターゲットの適合性及び／又は品質は、それぞれ適合性値及び／又は品質値、或いは、特有のリソグラフィプロセス工程に使用されることになるメトロロジーターゲットの選択プロセス又は設計プロセス中に使用可能な任意の他の値で表すことができる。

[00111] 実施形態においてコンピュータ読み取り式媒体は、リモートコンピュータ又はリモートシステムからコンピュータ読み取り式媒体への接続を使用して方法工程のうちの少なくともいくつかを始動させるための命令を備えることができる。こうした接続は、例えばセキュアネットワークを介して、又はワールドワイドウェブ（インターネット）を介する（セキュア）接続を介して生成することができる。この実施形態において、ユーザは例えばコンピュータ読み取り式媒体を使用してメトロロジーターゲット設計の適合性及び／又は品質を決定するため、又は好適なメトロロジーターゲット設計を設計するために、リモートロケーションからログインすることができる。メトロロジーターゲット設計の提案されたパラメータは、リモートコンピュータによって（或いは、メトロロジーターゲット設計の適合性を決定するため、又はパラメータに与えるメトロロジーターゲット設計のインパクトを決定するための、メトロロジーターゲット設計をシステムに提供するためにリモートコンピュータを使用するオペレータによって）提供可能である。したがって、提案されたメトロロジーターゲット設計は、例えばモデルを使用してシミュレート可能であり、シミュレーションプロセス中又は決定プロセス中に使用されるモデルに比べて、異なるエンティティ又は会社が所有可能である。その後、結果としてメトロロジーターゲット品質を評価するために決定されたインパクトは、いずれの残余細部も提案されたメトロロジーターゲット設計についてのパラメータ又は使用されるシミュレーションパラメータを過度に残すことなく、リモートコンピュータに戻すことができる。こうした実施形態において、顧客は、ソフトウェアを所有するか又はソフトウェアのコピーをそのリモートロケーションで有することなく、個別に提案されたメトロロジーターゲット設計の設計又は事前評価を実行するオプションを獲得できる。こうしたオプションは、例えばユーザ合意によって取得できる。こうしたユーザ合意の利点は、シミュレーションで使用されるモデルが、いずれのソフトウェアもローカルに更新する必要なしに利用可能な、常に最も新しい及び／又は最も詳細なモデルであり得ることである。更にモデルシミュレーション及びメトロロジーターゲット設計又はメトロロジーターゲット提案の提案されたパラメータを分けることによって、設計されるマーカーの細部又は処理に使用される異なる層が、２つの会社で共有される必要はない。

[00112] 基板及びパターニングデバイス上で実現されるターゲットの物理格子構造に関連して、実施形態は、ターゲットを設計する、基板上にターゲットを生成する、基板上のターゲットを測定する、及び／又はリソグラフィプロセスに関する情報を取得するために測定値を分析する方法を記載した、機械読み取り式命令の１つ以上のシーケンスを含むコンピュータプログラムを含むことができる。このコンピュータプログラムは、例えば図３及び図４の装置内のユニットＰＵ及び／又は図２の制御ユニットＬＡＣＵ内で実行可能である。こうしたコンピュータプログラムを内部に記憶したデータ記憶媒体（例えば半導体メモリ、磁気又は光ディスク）も提供可能である。例えば図１〜図４に示されたタイプの既存の装置が既に製造及び／又は使用されている場合、本明細書で説明する方法を装置のプロセッサに実行させるための更新されたコンピュータプログラム製品を提供することによって実施形態を実装することができる。

[00113] 本発明の実施形態は、上記のような装置の動作方法を記載する機械読み取り式命令の１つ以上のシーケンスを含む１つ以上のコンピュータプログラム、又は、このようなコンピュータプログラムを内蔵するデータ記憶媒体（例えば半導体メモリ、磁気、又は光ディスク）の形態をとることができる。更に機械読み取り式命令は、２つ以上のコンピュータプログラムで実現することができる。２つ以上のコンピュータプログラムを、１つ以上の異なるメモリ及び／又はデータ記憶媒体に記憶することができる。

[00114] １つ以上のコンピュータプログラムがリソグラフィ装置の少なくとも１つのコンポーネント内にある１つ以上のコンピュータプロセッサによって読み出される時に、本明細書に記載するあらゆるコントローラは各々、又は組み合わせて動作可能になる。コントローラは各々、又は組み合わせて、信号を受信、処理、送信するのに適した任意の構成を有する。１つ以上のプロセッサは、コントローラの少なくとも１つと通信するように構成されている。例えば、各コントローラは、上記方法のための機械読み取り式命令を含むコンピュータプログラムを実行する１つ以上のプロセッサを含むことができる。コントローラは、そのようなコンピュータプログラムを記憶するデータ記憶媒体及び／又はそのような媒体を収容するハードウェアを含むことができる。したがって、コントローラは、１つ以上のコンピュータプログラムの機械読み取り式命令に従って動作することができる。

[00115] 本発明は、以下の項を使用して詳細に記載され得る。
１．メトロロジーターゲット設計の方法であって、
光学収差に対するメトロロジーターゲット設計についてのパラメータの感応性を決定すること、及び、
リソグラフィ装置の光学システムを使用して露光される製品設計についてのパラメータ、及び感応性と光学システムのそれぞれの収差との積に基づいて、メトロロジーターゲット設計のパラメータに与えるインパクトを決定すること、を含む、方法。
２．複数の光学収差の各々に対するメトロロジーターゲット設計についてのパラメータの感応性を決定すること、及び、製品設計についてのパラメータ、及び感応性と光学システムのそれぞれの収差との積に基づいて、メトロロジーターゲット設計のパラメータに与えるインパクトを決定することを含む、第１項の方法。
３．リソグラフィ装置の光学システムを使用して露光される製品設計についてのパラメータを決定することを更に含む、第１項又は第２項の方法。
４．光学システムを使用して露光されるような製品設計をシミュレートすることによって、製品設計についてのパラメータを決定することを更に含む、第３項の方法。
５．感応性を決定することはリソグラフィモデルを使用するシミュレーションによって実行される、第１項から第４項のいずれかの方法。
６．パラメータはオーバーレイ誤差を含む、第１項から第５項のいずれかの方法。
７．光学収差はゼルニケ多項式を含む、第１項から第６項のいずれかの方法。
８．インパクトを決定することは、リソグラフィ装置の露光スリットの複数の位置について、感応性と光学システムのそのそれぞれの収差との積の合計を含む、第１項から第７項のいずれかの方法。
９．感応性は光学システム収差変動の設計範囲内で線形であると見なされる、第１項から第８項のいずれかの方法。
１０．メトロロジーターゲット設計についてのパラメータと製品設計についてのパラメータとの間の差異が最小のメトロロジーターゲット設計を識別するために、複数の異なるメトロロジーターゲット設計についての決定を実行することを含む、第１項から第９項のいずれかの方法。
１１．メトロロジーターゲット設計の方法であって、
複数の収差のうちのそれぞれの収差に対するメトロロジーターゲット設計のオーバーレイ誤差の感応性を決定すること、及び、
メトロロジーターゲットを露光するためのリソグラフィ装置の光学システムのそれぞれの収差を乗じた感応性の合計に基づいて、メトロロジーターゲット設計のオーバーレイ誤差のインパクトを決定すること、を含む、方法。
１２．収差はそれぞれゼルニケ多項式を含む、第１１項の方法。
１３．感応性は光学システム収差変動の設計範囲内で線形であると見なされる、第１１項又は第１２項の方法。
１４．感応性を決定することはリソグラフィモデルを使用するシミュレーションによって実行される、第１１項から第１３項のいずれかの方法。
１５．光学システムを使用して露光される製品設計のオーバーレイ誤差をシミュレートすることを更に含む、第１１項から第１４項のいずれかの方法。
１６．インパクトを決定することは、リソグラフィ装置の露光スリットの複数の位置について、感応性と光学システムのそれぞれの収差との積の合計を含む、第１１項から第１５項のいずれかの方法。
１７．第１項から第１６項に従った方法を実行するための、コンピュータによって実行可能な命令を含むコンピュータ読み取り式媒体。
１８．コンピュータによって実行可能な命令は、リモートコンピュータからコンピュータ読み取り式媒体への接続を使用して方法工程のうちの少なくともいくつかを始動させるための命令を更に含む、第１７項のコンピュータ読み取り式媒体。
１９．リモートコンピュータとの接続はセキュア接続である、第１８項のコンピュータ読み取り式媒体。
２０．メトロロジーターゲット設計のパラメータはリモートコンピュータによって提供される、第１８項及び第１９項のいずれかのコンピュータ読み取り式媒体。
２１．方法は、メトロロジー設計のパラメータに与えるインパクトをリモートコンピュータに戻すように更に構成される、第２０項のコンピュータ読み取り式媒体。
２２．基板上で使用するためのメトロロジーターゲット設計のシステムであって、
光学収差に対するメトロロジーターゲット設計についてのパラメータの感応性を決定すること、及び、
リソグラフィ装置の光学システムを使用して露光される製品設計についてのパラメータ、及び感応性と光学システムのそれぞれの収差との積に基づいて、メトロロジーターゲット設計のパラメータに与えるインパクトを決定すること、
を実行するように構成及び配列された処理ユニットを備える、システム。
２３．システムは、リモートシステムと通信するためのネットワークへの接続を備える、第２２項に従ったシステム。
２４．リモートシステムはメトロロジーターゲット設計についてのパラメータをシステムに提供するように構成される、第２３項に従ったシステム。
２５．システムは、複数のメトロロジーターゲット設計のパラメータに与えるインパクトをリモートシステムに返送するためにリモートシステムへの接続を使用するように構成される、第２３項又は第２４項に従ったシステム。
２６．メトロロジー測定システムを使用して測定されるように構成されたメトロロジーターゲットであって、第１項から第１６項のいずれかの方法によって、又は第１７項から第２１項のいずれかのコンピュータ読み取り式媒体によって設計又は選択される、メトロロジーターゲット。
２７．メトロロジー測定システムは回析ベース測定システムを備える、第２６項に従ったメトロロジーターゲット。
２８．第１項から第１６項のいずれかの方法によって、又は第１７項から第２１項のいずれかのコンピュータ読み取り式媒体によって設計又は選択されたメトロロジーターゲットを使用する、メトロロジー測定システム。
２９．第１項から第１６項のいずれかの方法によって、又は第１７項から第２１項のいずれかのコンピュータ読み取り式媒体によって設計又は選択されたメトロロジーターゲットを測定するように構成された、メトロロジー測定システム。
３０．第１項から第１６項のいずれかの方法によって、又は第１７項から第２１項のいずれかのコンピュータ読み取り式媒体によって選択されたメトロロジーターゲットを備える基板。
３１．基板は集積回路の層のうちの少なくともいくつかを備えるウェーハである、第３０項に従った基板。
３２．第１項から第１６項のいずれかの方法によって、又は第１７項から第２１項のいずれかのコンピュータ読み取り式媒体によって設計又は選択されたメトロロジーターゲットを結像するように構成されたリソグラフィ結像装置。
３３．第２６項及び第２７項のいずれかに従ってメトロロジーターゲットを結像するように構成された、リソグラフィ結像装置。
３４．第１項から第１６項のいずれかの方法によって、又は第１７項から第２１項のいずれかのコンピュータ読み取り式媒体によって設計又は選択されたメトロロジーターゲットを表すデータ構造。
３５．第２６項及び第２７項のいずれかに従ったメトロロジーターゲットを表すデータ構造。
３６．第１項から第１６項のいずれかの方法によって、又は第１７項から第２１項のいずれかのコンピュータ読み取り式媒体によって設計又は選択されたメトロロジーターゲット設計を備えるデータベース。
３７．データベースは、第１項から第１６項のいずれかの方法によって、又は第１７項から第２１項のいずれかのコンピュータ読み取り式媒体によって各々が設計又は選択された複数のメトロロジーターゲットを備える、第３６項に従ったデータベース。
３８．第３４項及び第３５項のいずれかに従ったデータ構造を備えるデータベース。
３９．データベースは、第１項から第１６項のいずれかの方法によって、又は第１７項から第２１項のいずれかのコンピュータ読み取り式媒体によって設計又は選択されたメトロロジーターゲットを各々が表す複数のデータ構造を備える、第３８項に従ったデータベース。
４０．データベースはメトロロジーターゲット設計に関連付けられた適合値を備え、適合値はリソグラフィプロセス工程に対するメトロロジーターゲット設計の適合性を示す、第３６項から第３９項のいずれかに従ったデータベース。
４１．第３４項及び第３５項のいずれかに従ったデータ構造及び／又は第３６項から第４０項のいずれかに従ったデータベースを備える、データ搬送波。
４２．第２６項及び第２７項のいずれかに従ったメトロロジーターゲットの使用であって、メトロロジーターゲットは、基板上で１つの層の別の層に関連した位置決めを決定するため、及び／又は基板上の層のリソグラフィ結像装置の投影光学に関連したアライメントを決定するため、及び／又は基板上の構造のクリティカルディメンションを決定するために使用される。

[00116] 上記では光学リソグラフィのコンテキストにおける実施形態の使用について特に言及してきたが、本発明の実施形態は他の適用例、例えばインプリントリソグラフィでも使用可能であり、このコンテキストでは光学リソグラフィが可能であるがこれに限定されないことが理解されよう。インプリントリソグラフィでは、パターニングデバイス内のトポグラフィが基板上に作成されるパターンを定義する。パターニングデバイスのトポグラフィは、基板に供給されるレジスト層内にプレスされ得、レジストは電磁放射、熱、圧力、又はそれらの組み合わせを印加することによって硬化する。パターニングデバイスはレジスト外へ移動され、レジストが硬化した後パターンは内部に残る。

[00117] また、本文ではＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用に特に言及しているが、本明細書で説明するリソグラフィ装置には他の用途もあることを理解されたい。例えば、これは、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用誘導及び検出パターン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドなどの製造である。こうした代替的な用途に照らして、本明細書で「ウェーハ」又は「ダイ」という用語を使用している場合、それぞれ、「基板」又は「ターゲット部分」という、より一般的な用語と同義と見なしてよいことが、当業者には認識される。本明細書に述べている基板は、露光前又は露光後に、例えばトラック（通常はレジストの層を基板に塗布し、露光したレジストを現像するツール）、メトロロジーツール及び／又はインスペクションツールで処理することができる。適宜、本明細書の開示は、以上及びその他の基板処理ツールに適用することができる。更に基板は、例えば多層ＩＣを生成するために、複数回処理することができ、したがって本明細書で使用する基板という用語は、既に複数の処理済み層を含む基板も指すことができる。

[00118] 本明細書で使用する「放射」及び「ビーム」という用語は、イオンビーム又は電子ビームなどの粒子ビームのみならず、紫外線（ＵＶ）放射（例えば、３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ若しくは１２６ｎｍ、又はこれら辺りの波長を有する）及び極端紫外線光（ＥＵＶ）放射（例えば、５ｎｍ〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）を含むあらゆるタイプの電磁放射を網羅する。

[00119] 「レンズ」という用語は、状況が許せば、屈折、反射、磁気、電磁気及び静電気光学コンポーネントを含む様々なタイプの光学コンポーネントのいずれか一つ、又はその組合せを指すことができる。

[00120] 上記の説明は例示的であり、限定的ではない。したがって、以下に記載の請求の範囲から逸脱することなく、記載されたような本発明を変更できることが当業者には明白である。例えば１つ以上の実施形態の１つ以上の態様を、１つ以上の他の実施形態の１つ以上の態様と適宜組み合わせるか又は置き換えることができる。したがって、このような適応及び修正は、本明細書に提示された教示及び案内に基づき、開示された実施形態の同等物の意味及び範囲内に入るものとする。本明細書の言葉遣い又は用語は説明のためのもので、限定するものではなく、したがって本明細書の用語又は言葉遣いは、当業者には教示及び案内の観点から解釈されるべきことを理解されたい。本発明の幅及び範囲は、上述した例示的実施形態のいずれによっても限定されず、特許請求の範囲及びその同等物によってのみ規定されるものである。

Claims (15)

1. メトロロジーターゲット設計の方法であって、
   光学収差に対するメトロロジーターゲット設計についてのパラメータの感応性を決定することと、
   リソグラフィ装置の光学システムを使用して露光される製品設計についての前記パラメータと、前記感応性と前記光学システムの前記それぞれの収差との積と、に基づいて、前記メトロロジーターゲット設計の前記パラメータに与えるインパクトを決定することと、
   を含む、方法。
2. 複数の光学収差の各々に対するメトロロジーターゲット設計についてのパラメータの感応性を決定することと、
   前記製品設計についての前記パラメータと、前記感応性と前記光学システムの前記それぞれの収差との前記積と、に基づいて、前記メトロロジーターゲット設計の前記パラメータに与えるインパクトを決定することと、
   を含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記リソグラフィ装置の前記光学システムを使用して露光される前記製品設計についての前記パラメータを決定することを更に含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記光学システムを使用して露光されるような前記製品設計をシミュレートすることによって、前記製品設計についての前記パラメータを決定することを更に含む、請求項３に記載の方法。
5. 前記感応性を決定することは、リソグラフィモデルを使用するシミュレーションによって実行される、請求項１に記載の方法。
6. 前記パラメータは、オーバーレイ誤差を含む、請求項１に記載の方法。
7. 前記インパクトを決定することは、前記リソグラフィ装置の露光スリットの複数の位置について、前記感応性と前記光学システムのそのそれぞれの収差との前記積の合計を含む、請求項１に記載の方法。
8. 前記感応性は、前記光学システム収差変動の設計範囲内で線形であると見なされる、請求項１に記載の方法。
9. 前記メトロロジーターゲット設計についての前記パラメータと、前記製品設計についての前記パラメータと、の間の差異が最小のメトロロジーターゲット設計を識別するために、複数の異なるメトロロジーターゲット設計についての決定を実行することを含む、請求項１に記載の方法。
10. メトロロジーターゲット設計の方法であって、
    複数の収差のうちのそれぞれの収差に対するメトロロジーターゲット設計のオーバーレイ誤差の感応性を決定することと、
    前記光学システムを使用して露光される製品設計のオーバーレイ誤差のシミュレーションと、前記メトロロジーターゲットを露光するためのリソグラフィ装置の光学システムの前記それぞれの収差を乗じた前記感応性の合計とに基づいて、前記メトロロジーターゲット設計のオーバーレイ誤差のインパクトを決定することと、
    を含む方法。
11. 前記感応性は、前記光学システム収差変動の設計範囲内で線形であると見なされる、請求項１０に記載の方法。
12. 前記感応性を決定することは、リソグラフィモデルを使用するシミュレーションによって実行される、請求項１０に記載の方法。
13. 前記メトロロジーターゲット設計のオーバーレイ誤差の感応性と、前記製品設計のオーバーレイ誤差のシミュレーションと、の間の差異が最小のメトロロジーターゲット設計を識別するために、複数の異なるメトロロジーターゲット設計についての決定を実行することを含む、請求項１０に記載の方法。
14. 前記インパクトを決定することは、前記リソグラフィ装置の露光スリットの複数の位置について、前記感応性と前記光学システムの前記それぞれの収差との積の合計を含む、請求項１０に記載の方法。
15. 請求項１又は１０に記載の方法を実行するための、コンピュータによって実行可能な命令を含むコンピュータ読み取り式媒体。