JP6567523B2 - 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６１／９２１，９３９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、メトロロジーターゲットを形成するため又は形成を測定するためのプロセスパラメータの摂動に対するメトロロジーターゲット設計のパラメータの感応性を決定すること、及び、プロセスパラメータの摂動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ロバスト性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、メトロロジーターゲットを形成するため又は形成を測定するためのプロセスパラメータの摂動に対する、メトロロジーターゲット設計の複数のパラメータのうちのそれぞれのパラメータの感応性を決定すること、及び、複数の感応性のうちの各々とプロセスパラメータの摂動との積の合計に基づいて、メトロロジーターゲット設計について性能インジケータ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／ターゲット層又はレジスト層の）屈折率、（デバイス／ターゲット層（例えば格子ラインのステップ／垂直高さ、又は基板の表面から突出するターゲットの構造の寸法）又はレジスト層の）厚み、（ターゲット、例えば格子ラインの）エッチ深さ、（ターゲット、例えば格子のトレンチの）フロア傾斜、（例えばターゲットを測定するための）入射放射の周波数、（入射放射に対するメトロロジーターゲットの材料の）減衰係数、（レジスト層又はデバイス／ターゲット層についての）コーティング非対称、（例えばデバイス／ターゲットの）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。

[0070] プロセス摂動の効果は、特に例えばエッチ側壁角度、基板全体にわたる共通変動に対する摂動量に対して著しく線形であることがわかっている。この発見で各摂動パラメータについて１回のシミュレーションが可能となり、パラメータについて感応性を計算することができる。変動量が異なるか又は複数の変動が存在する場合、メトロロジーターゲットに対する効果は単に線形に増減又は合計することができる。したがって、１つ以上の好適なメトロロジーターゲット設計を見つけるために、複数のメトロロジーターゲット設計のプロセスロバスト性解析を実行することができる。変動が非線形ドメインに入るのに十分な大きさの場合、線形感応性は非線形性能の良好なインジケータのままであり得、プロセスロバスト性に関してターゲットをランク付けするのに十分である。したがって、実施形態において、好適なターゲットのシミュレーションの減少及び評価の高速化が達成され得る。例えば摂動パラメータごとに１回のシミュレーションが実行され得、他の摂動量及び組み合わせを線形に追加することができる。

[0071] メトロロジーターゲットパラメータｐａｒの変動は、１つ以上のプロセスパラメータｐｐａｒの変動に線形に依存するものと見なし得、１つ以上の異なるプロセスパラメータｐｐａｒについて、以下のように表し得ることがわかっている。

上式で、

の項は、特定のプロセスパラメータｐｐａｒに対するメトロロジーターゲットパラメータｐａｒの感応性である。更に、メトロロジーターゲットを作成するためのプロセスパラメータｐｐａｒに対するメトロロジーターゲットパラメータｐａｒの感応性は、一般にプロセス摂動の領域内にある他のプロセスパラメータから独立していることが発見されている。したがって、プロセスパラメータの各々について感応性の項

を独立に決定すること、及びそれらの感応性を異なるプロセスパラメータ値及び／又は異なるプロセスパラメータプロファイル（例えばプロセスパラメータの異なる組み合わせ）に使用することが可能である。実施形態において、特定プロセスパラメータに対するメトロロジーターゲットパラメータの感応性は、製造プロセスにおけるプロセス変動の設計範囲内で線形であるものと見なされる。したがって、メトロロジーターゲットパラメータに対する複数のプロセスパラメータの変動のインパクトは、例えば数式（１）を使用する複数のプロセスパラメータについての感応性とそのそれぞれのプロセスパラメータ変動との積の合計を使用して決定することができる。

[0072] 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対するインパクト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に、本明細書で説明され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対す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つ以上のプロセスパラメータタイプに対する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され得、例えば１つ以上のプロセスパラメータに対する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対してシミュレートされ得る。その後、メトロロジー設計の各々のうちの１つ以上のパラメータを別個に又は組み合わせて評価して、特定製造プロセスに対するメトロロジーターゲットのロバスト性を決定することができる。したがって、異なる製造プロセス変動及び異なるプロセスパラメータ組み合わせは、感応性を再決定する必要なしに、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ことなく、評価することができる。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プロセスパラメータ変動の異なる値について反復する必要がなくてよく、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、プロセスパラメータ組み合わせが変更されたときに反復する必要がなくてよい。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メトロロジーターゲットパラメータに対するプロセスパラメータ変動のインパクトを決定するために、新しいプロセスパラメータ組み合わせ及び／又はプロセスパラメータ値の相対的に単純な指定が可能である。

[0073] 実施形態において、メトロロジーターゲットパラメータはスタック感応性、ターゲット係数、オーバーレイインパクトなどであってよい。実施形態において、プロセスパラメータは、露光後及び／又はメトロロジーに使用する前のターゲットを特徴付ける任意のパラメータであってよい。実施形態において、プロセスパラメータは、メトロロジーターゲットの物理的形成及び／又はメトロロジーに対するメトロロジーターゲットの使用を特徴付けるパラメータであってよい。実施形態において、プロセスパラメータは、メトロロジーターゲットの側壁角度、メトロロジーターゲットの材料厚み、材料減衰係数、材料屈折率、メトロロジー放射波長、エッチパラメータ（例えばエッチ深さ、エッチタイプなど）、フロア傾斜、減衰係数、コーティング非対称、化学機械研磨浸食などから選択された、任意の１つであってよい。

[0074] 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が測定又はシミュレートされてよい。例えば１つ以上のプロセス変動が測定可能である。例えばスキャトロメトリ及び／又はエリプソメトリなどの技法は、薄いフィルムの屈折率、減衰係数、厚みなどを測定することができる。原子間力顕微鏡及び／又は断面走査電子顕微鏡が、例えば側壁角度、トレンチ幅、トレンチ深さなどの構造のプロファイルを検査及び測定することができる。したがって、本来１つのプロセスパラメータのみが主に変動し、測定される場合に実験を設計することが可能であり、変動を伴う及び伴わない１つ以上のメトロロジーターゲットパラメータもメトロロジーツール（例えばスキャトロメータ）によって測定可能である。その後、プロセスパラメータの変化全体にわたって観察されるメトロロジーターゲットパラメータの変化の比を取ることによって、感応性を計算することができる。変化の大きさは測定の不確実性に匹敵するため、測定された感応性とシミュレートされた感応性との間の統計的相関を確立するためには多数の測定が必要な場合がある。例えば実施形態において、感応性を決定するためにプロセスパラメータ摂動（「メアンダ」）実験を実行することができる。例として、基板処理中にプロセスはわずかに変動する場合があり、プロセスパラメータに変動を生じさせる。例えばこれによって、製品パターン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が生じる可能性がある。プロセスパラメータはセンサによって測定又は決定可能であり、当該パラメータ（例えばオーバーレイ）も測定又は決定可能である。したがってプロセスパラメータ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（例えばモジュール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することができる。例えば、プロファイルを取得するためにプロセスパラメータが特定量（例えば数ｎｍ）又は特定の少ないパーセンテージ（例えば１〜５％）について変動し、適用可能パラメータの変動、例えばプロセスパラメータにおける変動に対するオーバーレイを与え、それによって感応性を引き起こすために、メトロロジーシミュレーションにプロファイルが提供される場合、関連するプロセスパラメータに対してリソグラフィモデルを使用することによって、シミュレーションを実行することができる。

[0075] 所与のリソグラフィプロセスにおいて、複数のメトロロジーターゲットパラメータの各々が複数のプロセスパラメータに対して感応性であってよい。一般に、メトロロジーターゲット設計の目標は、特定の製造プロセスにおいて変動を最もロバストに表すターゲットを設計することである。言い換えれば特定の製造プロセスについて、最適なターゲット設計は、プロセスパラメータ変動の見込みのあるセットに対して１つ以上のメトロロジーターゲットパラメータにおける変化を最小限にするものであってよい。更に実施形態において、特定の製造プロセスについて、最適なターゲット設計は、複数のプロセスパラメータの各々の変動に対する複数のメトロロジーターゲットパラメータの各々における変化を最小限にするものであってよい。

[0076] 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、メトロロジーターゲットを形成するため又は形成を測定するための少なくとも１つのプロセスパラメータ、望ましくは複数のプロセスパラメータの摂動に対するメトロロジーターゲット設計のパラメータの感応性を決定すること、及び、ブロックＰ１０２で、適用可能なプロセスパラメータの摂動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ロバスト性を決定することを含む。実施形態において、メトロロジーターゲットパラメータに関するターゲット設計のロバスト性は、適用可能なプロセスパラメータにおける摂動を乗じた感応性の合計に基づいて決定することができる。プロセス変動のセットに関するターゲット設計のロバスト性Ｒは、以下のように表すことが可能である。

上式で

の項は、特定のプロセスパラメータｐｐａｒに対するメトロロジーターゲットパラメータｐａｒの感応性である。この場合、値は単位無しのＲを引き出すためにメトロロジーターゲットパラメータｐａｒの値で割ることによって正規化される。Ｒのできる限り小さな値が、最もロバストなメトロロジーターゲットを示す。実施形態において、Ｒの最良の値は製品感応性及び摂動の最低値である。もちろん特定のシミュレーションにおいて、プロセスのロバスト性についてＲの逆数を考慮することが可能である。こうした実施形態において、最良の値は最高値であってよい。実施形態において、シミュレーションはユーザプリファレンスに基づいて最良のロバスト性の値を伴うターゲット設計を提示できない可能性もある。実施形態において、摂動はユーザ定義範囲であること（例えばパラメータごと、及びパラメータについて複数の範囲であり得る）、メトロロジー設計ツールによって画定される範囲であること、製造プロセスのための通常範囲であること、異なるパラメータについてサイズが変動することなどが可能である。

[0077] １つ以上のメトロロジーターゲットパラメータは１つ以上のプロセスパラメータに依存し得る。したがって特定のメトロロジーターゲットパラメータに関連するプロセスパラメータは、異なるメトロロジーターゲットパラメータに関連するプロセスパラメータとは異なる可能性がある。例えば特定の製造プロセスについて、スタック感応性は側壁角度に依存する一方で、オーバーレイ誤差は側壁角度並びにフロア傾斜に依存し得る。したがって、異なるメトロロジーターゲットパラメータについて、数式（２）におけるプロセスパラメータの合計の項及びタイプの数は異なる可能性がある。したがって実施形態において、ターゲット設計のロバスト性は、プロセスパラメータのうちの少なくとも１つにおける摂動を乗じた複数のメトロロジーターゲットパラメータのうちのメトロロジーターゲットパラメータの感応性の合計と、プロセスパラメータのうちの少なくとも１つの摂動を乗じた複数のメトロロジーターゲットパラメータのうちの第２のメトロロジーターゲットパラメータの感応性の合計とに基づいて、決定される。更に実施形態において、異なるロバスト性測定は、プロセスパラメータの変動に対するメトロロジーターゲットパラメータの変動の感応性に基づいて公式化することができる。

[0078] 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、プロセス変動の見込みのあるセットについて１つ以上の特定のメトロロジーターゲットパラメータにおける変化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、製造プロセスの１つ以上のプロセスパラメータの変動に対する１つ以上のメトロロジーターゲットパラメータに関するメトロロジーターゲット設計のロバスト性を決定することができる。

[0079] 複数のメトロロジーターゲット設計は、ロバスト性基準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、最良のランクが付けられた設計でない可能性はあるがユーザの製造プロセスにより適した特定の設計を選択することができる。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、ロバスト性基準において変動が１０％以下、７％以下、５％以下、又は３％以下であってよい。ロバスト性基準が例えば１に正規化される場合、好適なメトロロジーターゲット設計は、ロバスト性基準が０．１以下、０．０７以下、０．０５以下、又は０．０３以下であってよい。

[0080] 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、メトロロジーターゲットを形成するため又は形成を測定するための１つ以上のプロセスパラメータの摂動に対する、メトロロジーターゲット設計の複数のパラメータのうちの各々の感応性を決定すること、及びブロックＰ２０２で、複数の感応性のうちの各々とそれぞれ１つ以上のプロセスパラメータの摂動との積の合計に基づいて、メトロロジーターゲット設計について性能インジケータを決定することを含む。実施形態において性能インジケータは、それぞれ複数のプロセスパラメータの摂動を乗じた複数の感応性の各々の合計に基づいて決定される。所与のターゲット設計に対する性能インデックス（ＫＰＩ）は以下のように指定可能である。

上式でΔｐｐａｒはプロセスパラメータ変動の見込み範囲であり、ｐａｒはメトロロジーターゲットパラメータの見込み値である。この場合、値は単位無しのＫＰＩを引き出すためにメトロロジーターゲットパラメータｐａｒの値で割ることによって正規化される。したがって実施形態において、性能インジケータは、複数のメトロロジーターゲットパラメータ及び各メトロロジーターゲットパラメータに対する複数のプロセスパラメータに基づいてよい。実施形態において、性能インジケータは、複数のメトロロジーターゲットパラメータ及び各メトロロジーターゲットパラメータに対する単一のプロセスパラメータに基づいてよい。実施形態において、感応性は製造プロセスのプロセスパラメータ変動の設計範囲内で線形であると見なされる。ＫＰＩのできる限り小さな値が、最もロバストなメトロロジーターゲットを示す。

[0081] 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シミュレートして、プロセス変動の見込みのあるセットについて１つ以上の特定のメトロロジーターゲットパラメータにおける変化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、製造プロセスの１つ以上のプロセスパラメータの変動に対する１つ以上のメトロロジーターゲットパラメータに関するメトロロジーターゲット設計の性能インデックスを決定することができる。

[0082] 複数のメトロロジーターゲット設計は、性能インジケータ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、最良のランクが付けられた設計でない可能性はあるがユーザの製造プロセスにより適した特定の設計を選択することができる。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、性能インジケータにおいて変動が１０％以下、７％以下、５％以下、又は３％以下であってよい。性能インジケータ／ロバスト性基準が（例として）１に正規化される場合、好適なメトロロジーターゲット設計は、性能インジケータが０．１以下、０．０７以下、０．０５以下、又は０．０３以下であってよい。

[0083] 実施形態において、感応性のうちの１つ以上は他の感応性とは異なる重み付けをすることができる。例えば特定のプロセスパラメータについての感応性は、別のプロセスパラメータについての感応性より大きな重みを付けることができる。実施形態において、特定のプロセスパラメータ感応性が決定又は評価されない場合がある。例えばいくつかのプロセスパラメータはいずれのオーバーレイインパクトも有さず、したがってその決定又は評価は必要でない場合がある。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）に対称的に変動するプロセスパラメータは、特定のメトロロジーターゲット設計についてその特定方向にオーバーレイインパクトを有さないため、決定又は評価されない場合がある。

[0084] 要するに、特定の製品設計について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、例えばプロセス変動にロバストなメトロロジーターゲット設計が提供される。重要な問題は、長期の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対して複数回実行すること（及びその後、条件が変更された時にこのすべてを再度実行すること）である。メトロロジーターゲットを設計する際、プロセスパラメータ摂動の効果は通常変動の範囲内での摂動の量（例えば側壁角度の変化）に対して極めて線形であることが発見されている。したがってオーバーレイ、ターゲット係数など、感応性は、各ターゲットに対する各摂動パラメータ（例えば側壁角度、厚み、材料屈折率、材料減衰係数など）について１回シミュレートすることができる。その後、ターゲットロバスト性は、オーバーレイ、ターゲット係数など、感応性に、（再シミュレートの必要なしに値が容易に変更可能な）望ましい摂動パラメータの各々についてそれぞれの摂動値を乗じた合計で形成される、性能インジケータを使用して決定することができる。組み合わせ性能インジケータは、例えば特定の摂動プロセスパラメータに対するオーバーレイ感応性（又は複数の異なる摂動プロセスパラメータに対する複数のオーバーレイ感応性）にそれぞれの摂動パラメータ量を乗じたものに加えて、特定の摂動プロセスパラメータに対するターゲット係数感応性（又は複数の異なる摂動プロセスパラメータに対する複数のターゲット係数感応性）に摂動パラメータ量を乗じたものなどから作成することができる。プロセスは複数のターゲット設計について反復可能であり、その後最良の性能インジケータ値を伴うターゲット設計が（この１つ以上の基準で）最良合致となる。

[0085] 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。

[0086] 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。

[0087] 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。

[0088] 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、メトロロジーターゲット設計のロバスト性に次いで、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又は品質に関する情報も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ロバスト性及び／又は適合性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ロバスト性及び／又は適合性は、それぞれロバスト性値及び／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データベースから１つのメトロロジーターゲットを選択する選択プロセス中に使用可能な任意の他の適合性値で表すことができる。

[0089] 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ロバスト性及び／又は適合性を決定するために、リモートロケーションからログインすることができる。提案されたメトロロジーターゲット設計は、リモートコンピュータによって（又は、メトロロジーターゲット設計のロバスト性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、モデルを使用してシミュレートされることになる提案されたメトロロジーターゲット設計は、シミュレーション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、結果としてターゲット品質を評価するために決定されたロバスト性値は、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提案されたメトロロジーターゲットの提案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。

[0090] 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。

[0091] 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。

[0092] 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。

[0093] 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、方法は、
メトロロジーターゲットを形成するため又は形成を測定するためのプロセスパラメータの摂動に対するメトロロジーターゲット設計のパラメータの感応性を決定すること、及び、
プロセスパラメータの摂動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ロバスト性を決定することを含む。
２．複数のプロセスパラメータのうちのそれぞれのプロセスパラメータの摂動に対するパラメータの感応性を決定すること、及び、それぞれのプロセスパラメータの摂動を乗じた感応性の合計に基づいてロバスト性を決定することを含む、第１項の方法。
３．ロバスト性の最良の値を伴うメトロロジーターゲット設計を識別するために、複数のメトロロジーターゲット設計について決定を実行することを更に含む、第１項又は第２項の方法。
４．プロセスパラメータは、メトロロジーターゲットの側壁角度、メトロロジーターゲット材料の屈折率、メトロロジー格子構造の厚み、放射波長、エッチパラメータ、メトロロジーターゲットのトレンチのフロア傾斜、メトロロジーターゲットに関連付けられた減衰係数、メトロロジーターゲットのコーティング非対称、及び／又はメトロロジーターゲットの化学機械研磨浸食から選択された１つ以上を含む、第１項から第３項のいずれかの方法。
５．メトロロジーターゲット設計のパラメータは、スタック感応性、ターゲット係数、及び／又はオーバーレイ誤差から選択された１つ以上を含む、第１項から第４項のいずれかの方法。
６．感応性はプロセスパラメータ摂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５項のいずれかの方法。
７．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６項のいずれかの方法。
８．メトロロジーターゲット設計の複数のパラメータを含み、ロバスト性を決定することは、プロセスパラメータの摂動を乗じたメトロロジーターゲット設計の複数のパラメータのうちの第１のパラメータの感応性、及びプロセスパラメータの摂動を乗じたメトロロジーターゲット設計の複数のパラメータのうちの第２のパラメータの感応性に基づいて、ロバスト性を決定することを含む、第１項から第７項のいずれかの方法。
９．メトロロジーターゲット設計の方法であって、方法は、
メトロロジーターゲットを形成するため又は形成を測定するためのプロセスパラメータの摂動に対する、メトロロジーターゲット設計の複数のパラメータのうちのそれぞれのパラメータの感応性を決定すること、及び、
複数の感応性のうちの各々とプロセスパラメータの摂動との積の合計に基づいて、メトロロジーターゲット設計について性能インジケータを決定することを含む。
１０．プロセスパラメータは、メトロロジーターゲットの側壁角度、メトロロジーターゲット材料の屈折率、メトロロジー格子構造の厚み、放射波長、エッチパラメータ、メトロロジーターゲットのトレンチのフロア傾斜、メトロロジーターゲットに関連付けられた減衰係数、メトロロジーターゲットのコーティング非対称、及び／又はメトロロジーターゲットの化学機械研磨浸食から選択された１つ以上を含む、第９項の方法。
１１．メトロロジーターゲット設計のパラメータは、スタック感応性、ターゲット係数、及び／又はオーバーレイ誤差から選択された１つ以上を含む、第９項又は第１０項の方法。
１２．性能インジケータを決定することは、複数のプロセスパラメータの摂動を乗じた複数の感応性の各々に基づいて性能インジケータを決定することを含む、第９項から第１１項のいずれかの方法。
１３．感応性はプロセスパラメータ摂動の設計範囲内で線形であると見なされる、第９項から第１２項のいずれかの方法。
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９項から第１３項のいずれかの方法。
１５．プロセス変動の見込みのあるセットについて複数のパラメータにおける変化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、複数のメトロロジーターゲット設計の決定を実行することを更に含む、第９項から第１４項のいずれかの方法。
１６．第１項から第１５項のいずれかに従った方法を実行するために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。
１７．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１６項のコンピュータ読み取り式媒体。
１８．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１７項のコンピュータ読み取り式媒体。
１９．メトロロジーターゲット設計はリモートコンピュータによって提供される、第１７項及び第１８項のいずれかのコンピュータ読み取り式媒体。
２０．方法は、メトロロジーターゲット設計のロバスト性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１９項のコンピュータ読み取り式媒体。
２１．基板上で使用するメトロロジーターゲット設計を選択するためのシステムであって、システムは、
メトロロジーターゲットを形成するため又は形成を測定するためのプロセスパラメータの摂動に対するメトロロジーターゲット設計のパラメータの感応性を決定すること、
プロセスパラメータの摂動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ロバスト性を決定すること、及び、
ターゲット品質を評価するために、結果として決定されたロバスト性を使用すること、
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。
２２．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２１項に従ったシステム。
２３．リモートシステムはメトロロジーターゲット設計をシステムに提供するように構成される、第２２項に従ったシステム。
２４．システムは、決定されたロバスト性及び／又は評価されたターゲット品質をリモートシステムに伝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２２項又は第２３項に従ったシステム。
２５．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、メトロロジーターゲットは、第１項から第１５項のいずれかの方法によって、又は第１６項から第２０項のいずれかのコンピュータ読み取り式媒体によって決定されたロバスト性を使用して選択される。
２６．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２５項に従ったメトロロジーターゲット。
２７．第１項から第１５項のいずれかの方法によって、又は第１６項から第２０項のいずれかのコンピュータ読み取り式媒体によって決定された、ロバスト性を使用して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。
２８．第１項から第１５項のいずれかの方法によって、又は第１６項から第２０項のいずれかのコンピュータ読み取り式媒体によって決定された、ロバスト性を使用して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。
２９．第１項から第１５項のいずれかの方法によって、又は第１６項から第２０項のいずれかのコンピュータ読み取り式媒体によって決定された、ロバスト性を使用して選択されたメトロロジーターゲットを備える基板。
３０．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２９項に従った基板。
３１．第１項から第１５項のいずれかの方法によって、又は第１６項から第２０項のいずれかのコンピュータ読み取り式媒体によって決定された、ロバスト性を使用して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。
３２．第２５項及び第２６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。
３３．第１項から第１５項のいずれかの方法によって、又は第１６項から第２０項のいずれかのコンピュータ読み取り式媒体によって決定された、ロバスト性を使用して選択されたメトロロジーターゲットを表すデータ構造。
３４．第２５項及び第２６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。
３５．第１項から第１５項のいずれかの方法によって、又は第１６項から第２０項のいずれかのコンピュータ読み取り式媒体によって決定された、ロバスト性を使用して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。
３６．データベースは、第１項から第１５項のいずれかの方法によって、又は第１６項から第２０項のいずれかのコンピュータ読み取り式媒体によって決定された、ロバスト性を使用して各々が選択された複数のメトロロジーターゲット設計を備える、第３５項に従ったデータベース。
３７．第３３項及び第３４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。
３８．データベースは、第１項から第１５項のいずれかの方法によって、又は第１６項から第２０項のいずれかのコンピュータ読み取り式媒体によって決定された、ロバスト性を使用して選択されたメトロロジーターゲット設計を各々が表す複数のデータ構造を備える、第３７項に従ったデータベース。
３９．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３５項から第３８項のいずれかに従ったデータベース。
４０．第３３項及び第３４項のいずれかに従ったデータ構造及び／又は第３５項から第３９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。

[0094] ４１．第２５項及び第２６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。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。

[0095] 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。

[0096] 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。

[0097] 「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。

[0098] 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、
   プロセスパラメータの摂動に対するメトロロジーターゲット設計のパラメータの感応性を決定することであって、プロセスパラメータは前記メトロロジーターゲットを形成するための又は前記メトロロジーターゲットの構造を測定するためのものである、感応性を決定することと、
   前記プロセスパラメータの前記摂動を乗じた前記感応性に基づいて前記メトロロジーターゲット設計のロバスト性を決定することと、
   を含む、方法。
2. 複数のプロセスパラメータのうちのそれぞれのプロセスパラメータの摂動に対する前記パラメータの前記感応性を決定することと、
   前記それぞれのプロセスパラメータの前記摂動を乗じた前記感応性の合計に基づいて前記ロバスト性を決定することと、
   を含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記ロバスト性の最良の値を伴うメトロロジーターゲット設計を識別するために、複数のメトロロジーターゲット設計について前記決定を実行することを更に含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記プロセスパラメータは、前記メトロロジーターゲットの側壁角度、メトロロジーターゲット材料の屈折率、メトロロジー格子構造の厚み、放射波長、エッチパラメータ、前記メトロロジーターゲットのトレンチのフロア傾斜、前記メトロロジーターゲットに関連付けられた減衰係数、前記メトロロジーターゲットのコーティング非対称、及び／又は、前記メトロロジーターゲットの化学機械研磨浸食、から選択された１つ以上を含む、請求項１に記載の方法。
5. 前記メトロロジーターゲット設計の前記パラメータは、スタック感応性、ターゲット係数、及び／又は、オーバーレイ誤差、から選択された１つ以上を含む、請求項１に記載の方法。
6. 前記感応性は、前記プロセスパラメータ摂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。
7. 前記メトロロジーターゲット設計の複数のパラメータを含み、
   前記ロバスト性を決定することは、前記プロセスパラメータの前記摂動を乗じた前記メトロロジーターゲット設計の前記複数のパラメータのうちの第１のパラメータの前記感応性と、前記プロセスパラメータの前記摂動を乗じた前記メトロロジーターゲット設計の前記複数のパラメータのうちの第２のパラメータの前記感応性と、に基づいて、前記ロバスト性を決定することを含む、請求項１に記載の方法。
8. メトロロジーターゲット設計の方法であって、
   プロセスパラメータの摂動に対する、メトロロジーターゲット設計の複数のパラメータのうちのそれぞれのパラメータの感応性を決定することであって、プロセスパラメータは前記メトロロジーターゲットを形成するための又は前記メトロロジーターゲットの構造を測定するためのものである、感応性を決定することと、
   前記複数の感応性のうちの各々と前記プロセスパラメータの前記摂動との積の合計に基づいて、前記メトロロジーターゲット設計について性能インジケータを決定することと、を含む、方法。
9. 前記プロセスパラメータは、前記メトロロジーターゲットの側壁角度、メトロロジーターゲット材料の屈折率、メトロロジー格子構造の厚み、放射波長、エッチパラメータ、前記メトロロジーターゲットのトレンチのフロア傾斜、前記メトロロジーターゲットに関連付けられた減衰係数、前記メトロロジーターゲットのコーティング非対称、及び／又は、前記メトロロジーターゲットの化学機械研磨浸食、から選択された１つ以上を含む、請求項８に記載の方法。
10. 前記メトロロジーターゲット設計の前記パラメータは、スタック感応性、ターゲット係数、及び／又は、オーバーレイ誤差、から選択された１つ以上を含む、請求項８に記載の方法。
11. 前記性能インジケータを決定することは、複数のプロセスパラメータの前記摂動を乗じた前記複数の感応性の各々に基づいて前記性能インジケータを決定することを含む、請求項８に記載の方法。
12. 前記感応性は、プロセスパラメータ摂動の設計範囲内で線形であると見なされる、請求項８に記載の方法。
13. 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８に記載の方法。
14. プロセス変動の見込みのあるセットについて前記複数のパラメータにおける変化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、複数のメトロロジーターゲット設計の前記決定を実行することを更に含む、請求項８に記載の方法。
15. 請求項１から１４のいずれか一項に従った方法を実行するために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。

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