JP6898871B2 - マルチパターニング工程オーバレイ誤差の特定 - Google Patents

マルチパターニング工程オーバレイ誤差の特定 Download PDF

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Description

本発明は、大略、マルチパターニング（多重パターン化）工程におけるオーバレイ（重ね合わせ）誤差の特定に関する。幾つかの実施形態は、マルチパターニング工程プロセスの諸工程にてウェハのあるレベル上に印刷された様々なパターン化フィーチャ（造作）間のオーバレイ誤差を特定する方法及びシステムに関する。
以下の記述及び諸例は、本欄中にあることを以て従来技術と認めたものではない。
半導体デバイス例えば集積回路の製造にはウェハ上での複数層形成がつきものである。様々な構造がウェハの諸層上に形成される中、ある種の構造では相互電気接続が旨とされ他の構造では相互絶縁が旨とされる。ある層上の構造が同層又は他層の他構造に対し適正に整列していないと、それら構造の誤整列により諸構造の適正電気接続及び／又は他構造との適正絶縁が妨げられることとなりうる。従って、ウェハ上構造の整列具合を計測及び制御することが、上々に稼働する半導体デバイスを成功裏に製造する上で重要である。
一般に、ウェハ上構造の整列具合は、そのウェハに対し実行されるリソグラフィプロセスのうち露光工程における誤差源（例．レティクルの整列具合、ウェハの整列具合等々）により決定づけられる。特に、リソグラフィプロセスにはレジスト素材内にパターン化フィーチャを形成する工程がつきものであり、またそれらパターン化フィーチャが後に他製造プロセスを用いデバイス素材に転写されるので、ウェハ上におけるパターン化フィーチャの形成個所（ひいてはそれらパターン化フィーチャからなるデバイス構造の形成個所）がそのリソグラフィプロセスによりほぼ制御されることとなる。従って、同層又は他層上のフィーチャに対するある層上のフィーチャの整列具合をリソグラフィプロセスの前、最中及び／又は後に計測及び制御する工程は、製造プロセスにて決定的に重要な工程である。
米国特許第７５７０７９６号明細書 米国特許第７６７６０７７号明細書 米国特許第８６６４５９４号明細書 米国特許第８６９２２０４号明細書 米国特許第８６９８０９３号明細書 米国特許第８７１６６６２号明細書 米国特許出願公開第２０１１／０１５５９０４号明細書
"In-die Overlay Metrology by using CD-SEM" by Inoue et al.,Metrology, Inspection, and Process Control for Microlithography XXVII, edited by Alexander Starikov, Proc. of SPIE, Vol.8681, 86812S, 2013
従って、マルチパターニング工程プロセスにてウェハ上に印刷されたデザインに備わる様々なパターン化フィーチャ間のオーバレイ誤差を特定するシステム及び方法であり、現用方法及びシステムの難点のうち１個又は複数個を有していないシステム及び方法を開発することが、有益であろう。
諸実施形態についての以下の記述は、如何なる流儀でも別記特許請求の範囲の主題に対する限定として解されるべきではない。
ある実施形態は、マルチパターニング工程プロセスにてウェハ上に印刷されたデザインに備わる様々なパターン化フィーチャ間のオーバレイ誤差を特定するよう構成されたシステムに関する。本システムは、少なくともエネルギ源及び検出器を有する出力取得サブシステムを備える。エネルギ源は、ウェハに向かうエネルギを生成するよう構成する。検出器は、ウェハから来るエネルギを検出し検出したエネルギに応じ出力を生成するよう構成する。そのウェハのあるレベル上にはそれぞれ第１及び第２パターニング工程で以て第１及び第２パターン化フィーチャが印刷されているとする。本システムは、更に、ウェハのそのレベル向けのデザインをそのウェハに関し上記出力から生成された画像に整列させるよう構成された１個又は複数個のコンピュータサブシステムを備え、それにより、第１パターン化フィーチャ向けデザインをその画像内の第１パターン化フィーチャに整列させることで、その第１パターン化フィーチャを基準にしてそのレベル向けのデザインを丸ごと整列させる。そのコンピュータシステム（群）を、更に、第２パターン化フィーチャ向けデザインのみを画像内のその第２パターン化フィーチャのみに整列させるよう構成し、それにより、第２パターン化フィーチャ向けデザインのみを、その第２パターン化フィーチャ向けデザインの位置、即ち上掲のデザイン丸ごと整列によって定まった位置から、その第２パターン化フィーチャ向けデザインのシフト後位置へとシフトさせる。加えて、そのコンピュータシステム（群）を、第２パターン化フィーチャ向けデザインの位置と、第２パターン化フィーチャ向けデザインのシフト後位置と、の間のオフセットを特定するよう構成する。このオフセットは、ウェハ上の第１パターン化フィーチャと、そのウェハ上の第２パターン化フィーチャと、の間の相対オーバレイ誤差と同値である。本システムは、更に、本願記載の如く構成されうる。
もう一つの実施形態は、マルチパターニング工程プロセスにてウェハ上に印刷されたデザインに備わる様々なパターン化フィーチャ間のオーバレイ誤差を特定するコンピュータ実施方法に関する。本方法は、上掲の整列、シフト及び特定を伴う。本方法の諸ステップは１個又は複数個のコンピュータシステムによって実行される。
上述した方法の各ステップは、更に、本願詳述の如く実行されうる。加えて、上述した実施形態に係る方法に本願記載のいずれの他方法（群）のいずれの他ステップ（群）を組み入れてもよい。更に、上述した方法を本願記載のいずれのシステムで実行してもよい。
もう一つの実施形態は、コンピュータシステム上で実行可能なプログラム命令が格納された非一時的コンピュータ可読媒体、特にマルチパターニング工程プロセスにてウェハ上に印刷されたデザインに備わる様々なパターン化フィーチャ間のオーバレイ誤差を特定するコンピュータ実施方法を実行するためのそれに関する。そのコンピュータ実施方法は、上述した方法の諸ステップを有する。本コンピュータ可読媒体は、更に、本願記載の如く構成されうる。そのコンピュータ実施方法の諸ステップは本願詳述の如く実行されうる。加えて、そうしたコンピュータ実施方法でありそれらプログラム命令を実行可能な方法に、本願記載のいずれの他方法（群）のいずれの他ステップ（群）を組み入れてもよい。
本発明の更なる長所については、本件技術分野に習熟した者（いわゆる当業者）なら、好適実施形態についての以下の詳述を享受し以下の如き添付図面への参照を踏まえることで明察できよう。
本願記載の如く構成されたシステムの諸実施形態の側面外観を示す模式図である。 本願記載の如く構成されたシステムの諸実施形態の側面外観を示す模式図である。 それぞれ第１、第２及び第３パターニング工程で以てウェハのあるレベル上に印刷された第１、第２及び第３パターン化フィーチャの一例平面外観を示す模式図である。 図３の第１、第２及び第３パターン化フィーチャの平面外観、特にデザイン空間内でそれらがどのように現れうるかを示す模式図である。 図３の第１、第２及び第３パターン化フィーチャの平面外観、特にウェハ上にそれらがどのように印刷されうるかを示す模式図である。 図３に示したフィーチャのうち一部分の一実施形態の平面外観を示す模式図であり、第１パターン化フィーチャ向けデザインを画像内第１パターン化フィーチャに対し整列させることで、その第１パターン化フィーチャを基準に上記レベル向けのデザインを丸ごと整列させた図である。 図６に示した一部フィーチャの一実施形態の平面外観を示す模式図であり、第２パターン化フィーチャのうちある１個向けのデザインをどのようにシフトさせればその第２パターン化フィーチャ向けのデザインのみが画像内のその第２パターン化フィーチャのみに整列するかを矢印で表した図である。 図６に示した一部フィーチャの一実施形態の平面外観を示す模式図であり、第２パターン化フィーチャのうちある１個向けのデザインをシフトさせることでその第２パターン化フィーチャ向けのデザインのみを画像内のその第２パターン化フィーチャのみに整列させた後の図である。 図６に示した一部フィーチャの一実施形態の平面外観を示す模式図であり、第３パターン化フィーチャのうちある１個向けのデザインをどのようにシフトさせればその第３パターン化フィーチャ向けのデザインのみが画像内のその第３パターン化フィーチャのみに整列するかを矢印で表した図である。 図６に示した一部フィーチャの一実施形態の平面外観を示す模式図であり、第３パターン化フィーチャのうちある１個向けのデザインをシフトさせることでその第３パターン化フィーチャ向けのデザインのみを画像内のその第３パターン化フィーチャのみに整列させた後の図である。 デザイン空間におけるウェハ向けデザイン構成部分を、ウェハ空間におけるそのウェハ向けデザイン構成部分に、現用方法によって整列させた結果の一例の平面構成を示す模式図である。 デザイン空間におけるウェハ向けデザイン構成部分を、ウェハ空間におけるそのウェハ向けデザイン構成部分に、現用方法によって整列させた結果の別例の平面構成を示す模式図である。 デザイン空間におけるウェハ向けデザイン構成部分と、そのデザイン内のパターン化フィーチャのデザインベース中心線及び同デザイン内のパターン化フィーチャ間間隙のデザインベース中心線、特に本願記載の諸実施形態により特定可能なそれとについて、平面外観を示す模式図である。 ウェハ空間におけるウェハ向けデザイン構成部分と、そのデザイン内のパターン化フィーチャのデザインベース中心線及び同デザイン内のパターン化フィーチャ間間隙のデザインベース中心線、特に本願記載の諸実施形態により特定可能なそれとについて、平面外観を示す模式図である。 デザイン空間におけるウェハ向けデザイン構成部分の平面外観を示す模式図である。 ウェハ空間におけるウェハ向けデザイン構成部分の平面外観を示す模式図である。 本願記載の諸実施形態によってそれらがどのように整列されうるかを示す模式図である。 コンピュータシステムに本願記載のコンピュータ実施方法を実行させるプログラム命令が格納された非一時的コンピュータ可読媒体の一実施形態を示すブロック図である。
本発明が様々な修正形態及び代替形態を採りうるところ、その具体的諸実施形態を図面中に例示し本願中で詳述することにする。それら図面が均等縮尺であるとは限らない。また、ご理解頂くべきことに、それら図面及びそれについての詳述は特定の被開示形態に本発明を限定する旨のものではなく、その逆に、別項の特許請求の範囲により規定される本発明の技術的範囲及び神髄に収まる修正物、等価物及び代替物全てが、本発明によりカバーされるものとする。
本願中の用語「デザイン」及び「デザインデータ」は、大略、ＩＣの物理デザイン（レイアウト）、並びにその物理デザインから複雑なシミュレーション又は単純な幾何演算及びブール演算を経て導出されたデータのことを指している。その物理デザインは何らかのデータ構造にて格納させることが可能であり、例えばグラフィカルデータストリーム（ＧＤＳ）ファイル、他の何らかの標準的機械可読ファイル、他の何らかの好適ファイルであり本件技術分野で既知なもの、並びにデザインデータベース等がその例である。ＧＤＳＩＩファイルはデザインレイアウトデータの表現に用いられるファイルの一種である。そうしたファイルの別例としては、ＧＬ１ファイル及びＯＡＳＩＳファイルの他にプロプライエタリファイル、例えば米国カリフォルニア州ミルピタス所在のＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒに専用権があるＲＤＦデータがある。加えて、レティクル検査システムで捉えたレティクルの画像及び／又はその派生物を、デザインの「プロキシ」即ち「代わり」として用いることができる。そうしたレティクル画像又はその派生物は、本願記載の諸実施形態にてデザインを用いるに当たり、デザインレイアウトの代わりとして役立てることができる。そのデザインに他の何らかのデザインデータ又はデザインデータプロキシ、特に本願出願人を特許権者とする２００９年８月４日付特許文献１（発明者：Ｚａｆａｒ ｅｔ ａｌ．）及び２０１０年３月９日付特許文献２（発明者：Ｋｕｌｋａｒｎｉ ｅｔ ａｌ．）に記載のそれが含まれていてもよいので、この参照を以て、両文献を、全面説明があるかの如く本願に繰り入れることにする。加えて、そのデザインデータが、標準セルライブラリデータ、集積レイアウトデータ、単層又は複数層デザインデータ、そのデザインデータの派生物、並びにフル又は部分チップデザインデータであってもよい。
場合によっては、ウェハ又はレティクルのシミュレート画像やウェハ又はレティクルからの捕捉画像をデザイン代わりに用いることができる。画像分析をデザイン分析代わりに用いることもできる。例えば、デザイン内の諸ポリゴン（多角形）を、そのデザインをウェハ及び／又はレティクル上に印刷したものの画像から抽出してもよいが、それには、そのウェハ及び／又はレティクルの画像を、デザイン内ポリゴンを適切に撮像するのに十分な分解能で捉えることが前提となる。加えて、本願記載の「デザイン」及び「デザインデータ」は、半導体デバイス設計者によって設計過程で生成される情報及びデータのことであるので、本願記載の諸実施形態での使用に備え、諸有形ウェハ上へのデザインの印刷よりだいぶ前に入手することができる。
本願中の用語「デザイン」又は「物理デザイン」は、好ましくは、ウェハ上に本来形成されるはずのデザインを指すものとする。その点で言えば、本願記載のデザイン又は物理デザインには、ウェハ上に印刷されないはずのデザイン構成フィーチャ、例えばウェハ上への諸フィーチャの印刷を支援すべくデザインに付加されるもののそれ自身は実印刷されない光接近効果補正（ＯＰＣ）フィーチャ等が、含まれていない方がよい。これを踏まえ、実施形態によっては、本願詳述の諸ステップで用いられるウェハ向けデザイン中に、そのウェハ上に印刷されないデザイン向けフィーチャが含まれないようにする。
また、図面に関しては、それら図面が均等縮尺で描かれていないことに注目すべきである。特に、図中の諸要素のうち幾つかのスケールが、それら要素の特性を強調するため大きく誇張されている。また、それら図面が同一縮尺で描かれていないことにも注目すべきである。諸要素のうち複数の図に現れ同様に構成可能なものは同じ参照符号を用い示してある。特記なき限り、記述及び図示されている諸要素は任意の好適な市販要素で以て構成しうる。
実施形態の一つは、マルチパターニング工程プロセスにてウェハ上に印刷されたデザインに備わる様々なパターン化フィーチャ間のオーバレイ誤差を特定するよう構成されたシステムに関するものである。ウェハは本件技術分野で既知なウェハのいずれでもよい。図１に、そうしたシステムの一実施形態を示す。このシステムは、少なくともエネルギ源及び検出器を有する出力取得サブシステムを備えている。そのエネルギ源は、ウェハに向かうエネルギを生成するよう構成されている。検出器は、ウェハから来るエネルギを検出するよう、且つ検出したエネルギに応じ出力を生成するよう、構成されている。
ある実施形態では、ウェハに向かうエネルギが光で構成され、そのウェハから検出されるエネルギが光で構成される。例えば図１に示すシステム実施形態では、出力取得サブシステム１０が照明サブシステムを有しており、ウェハ１４に光を差し向けるようその照明サブシステムが構成されている。照明サブシステムは光源を少なくとも１個有するものとする。例えば、図１に示す照明サブシステムは光源１６を有している。ある実施形態では、その照明サブシステムが一通り又は複数通りの入射角、例えば一通り又は複数通りの斜行角及び／又は一通り又は複数通りの直交角にてウェハに光を差し向けるよう構成される。例えば、図１では光源１６からの光が光学素子１８、次いでレンズ２０を経てビームスプリッタ２１へと差し向けられ、そのビームスプリッタ２１によってその光がある直交入射角にてウェハ１４へと差し向けられている。入射角は好適であればどのような入射角でもよく、これは例えばウェハの特性によって左右されうる。
照明サブシステムを、別時点では別の入射角にてウェハに光が向かうように構成してもよい。例えば、出力取得サブシステムを、１個又は複数個の照明サブシステム構成要素の一通り又は複数通りの特性を改変しうるよう、ひいては図１中のそれとは異なる入射角でウェハに光を差し向けられるよう、構成すればよい。その一例としては、光源１６、光学素子１８及びレンズ２０を動かし、光を別の入射角でウェハに差し向けることができるように、出力取得サブシステムを構成すればよい。
場合によっては、出力取得サブシステムを、同時に複数通りの入射角でウェハに光を差し向けうるよう構成してもよい。例えば、照明サブシステムに複数個の照明チャネルを具備させ、それら照明チャネルのうち１個に図１の如く光源１６、光学素子１８及びレンズ２０を具備させる一方、照明チャネルのうち他の１個（図示せず）には別様に構成されたものであれ同一のものであれ類種要素を具備させればよく、また当該他の１個には少なくとも光源を具備させればよく、可能なら本願詳述の如く他部材を１個又は複数個具備させてもよい。そうした光を別の光と同時にウェハへと差し向ける場合、ウェハに向かう光の特性のうち一通り又は複数通りの特性（例．波長、偏向等）を入射角によって変えるようにすれば、別々の入射角にてウェハを照明することによってもたらされた光を検出器（群）にて互いに弁別することができる。
また、場合によっては、照明サブシステムに光源を１個だけ具備させ（例．図１に示した光源１６）、その光源からの光を１個又は複数個の照明サブシステム構成光学素子（図示せず）によって（例．波長、偏向等々に基づき）複数通りの光路に振り分けてもよい。その後は、それら複数通りの光路それぞれにより光をウェハへと差し向ければよい。光をウェハに同時に差し向けることや（例．複数個の照明チャネルを用いウェハ順次照明するときに）別時点で差し向けることが可能な、複数個の照明チャネルが構成されよう。また、場合によっては、同じ照明チャネルが別時点では別の特性にて光をウェハに差し向けるようにその照明チャネルを構成してもよい。例えば、場合にもよるが、光学素子１８をスペクトルフィルタとして構成し、そのスペクトルフィルタの特性を各種要領で（例．スペクトルフィルタを換装することによって）変化させれば、別々の波長の光を別々の時点でウェハに差し向けることができる。照明サブシステムの構成のうち、別特性又は同一特性の光をウェハに別の入射角又は同一の入射角で順次又は同時に差し向けるための構成は、本件技術分野で既知で好適な他のいずれの構成でもよい。
ある実施形態では、光源１６が広帯域プラズマ（ＢＢＰ）光源で以て構成される。この場合、光源によって生成されウェハへと差し向けられる光に広帯域光が含まれることとなろう。これに対して、光源を他の何らかの好適な光源、例えばレーザを以て構成してもよい。本件技術分野で既知で好適ないずれのレーザでもよいが、然るべく構成されたレーザにより、本件技術分野で既知な任意の好適波長又は波長群にて光を生成させればよい。加えて、単色又はほぼ単色の光を生成するようレーザを構成してもよい。即ち、レーザが狭帯域レーザであってもよい。また、光源が、複数通りの離散的な波長又は波帯にて光を生成する多色光源で以て構成されていてもよい。
光学素子１８からの光はレンズ２０によりビームスプリッタ２１方向に集束させることができる。図１ではレンズ２０が単一の屈折性光学素子として描かれているが、ご理解頂けるように、実際には、協働してその光学素子からウェハへと光を集束させる多数の屈折性及び／又は反射性光学素子によってレンズ２０を構成してもよい。図１に示す照明サブシステムには、本願記載の通り他のあらゆる好適な光学素子（図示せず）を具備させることができる。そうした光学素子の例としては、これに限られるものではないが、偏向部材（群）、スペクトルフィルタ（群）、空間フィルタ（群）、反射性光学素子（群）、アポダイザ（群）、ビームスプリッタ（群）、アパーチャ（群）のほか、本件技術分野で既知で好適な同類の光学素子があろう。加えて、出力取得に用いられる照明の種類に基づき照明サブシステム構成要素のうち１個又は複数個を改変しうるよう、本システムを構成してもよい。
出力取得サブシステムに走査サブシステムを具備させ、ウェハ上を光で走査（スキャン）するようそれを構成してもよい。例えば、出力取得サブシステムにステージ２２を具備させ、その上にウェハ１４を配して出力取得を行うようにしてもよい。その走査サブシステムに何らかの好適な機械式及び／又はロボット式アセンブリ（ステージ２２を有するそれ）を具備させ、ウェハを動かせるようそれを構成することで、そのウェハを光で走査可能とすればよい。これに加え又は代え、１個又は複数個の出力取得サブシステム構成光学素子によってウェハに対するある種の光走査が実行されるよう、出力取得サブシステムを構成してもよい。光によるウェハ上の走査は何らかの好適な形式で行えばよい。
出力取得サブシステムには更に検出チャネルを１個又は複数個具備させる。出力取得サブシステムによるウェハの照明を受けウェハからもたらされる光を検出するよう、且つ検出した光に応じ出力を生成するよう構成された検出器を、当該１個又は複数個の検出チャネルのうち少なくとも１個に具備させる。例えば、図１に示した出力取得サブシステムは２個の検出チャネルを有しており、そのうち１個は集光器２４、素子２６及び検出器２８、もう１個は集光器３０、素子３２及び検出器３４によって形成されている。図１に示すように、それら２個の検出チャネルは、別々の集光角にて光を集め検出するよう構成されている。場合によっては、ウェハからの光のうち、鏡面反射光を検出するよう一方の検出チャネルが構成され、また非鏡面反射光（例．散乱光、回折光等々）を検出するよう他方の検出チャネルが構成される。これとは違い、検出チャネルのうち２個以上を、ウェハからくる同種の光（例．鏡面反射光）を検出するよう構成してもよい。図１には出力取得サブシステムの実施形態として２個の検出チャネルを有するものを示したが、出力取得サブシステムがそれ以外の個数の検出チャネル（例．単一の検出チャネル又は２個以上の検出チャネル）を有していてもよい。図１には各集光器として単一の屈折性光学素子を示したが、ご理解頂けるように、各集光器が１個又は複数個の屈折性光学素子及び／又は１個又は複数個の反射性光学素子を有していてもよい。
上掲の１個又は複数個の検出チャネルには、本件技術分野で既知で好適なあらゆる検出器を具備させうる。例えば、光電子増倍管（ＰＭＴ）、電荷結合デバイス（ＣＣＤ）及び時間遅延積分（ＴＤＩ）カメラをはじめとする検出器である。また、検出器は、本件技術分野で既知で好適な他のいずれの検出器でもよい。検出器は非撮像検出器でも撮像検出器でもよい。これを踏まえそれら検出器を非撮像検出器とした場合、各検出器を、散乱光の特性のうち特定のもの例えば強度を検出するよう構成しうるけれども、その特性が撮像面内位置の関数として検出されるようには構成しえない。この場合、出力取得サブシステムの各検出チャネル内の検出器それぞれにより生成される出力は、信号やデータとはなれ、画像信号や画像データとはなりえない。こうした場合にも、コンピュータサブシステム、例えば本システムのコンピュータサブシステム３６を適宜構成すれば、検出器の非撮像出力からウェハの画像を生成することができる。その逆に、場合にもよるが、検出器を撮像検出器、即ち撮像信号又は画像データを生成する撮像検出器として構成してもよい。このように、本システムは本願記載の画像を生成するよう構成することができ、またその手法は数多くある。
なお、本願における図１の役割は、本願記載のシステム実施形態に具備させうる出力取得サブシステムの構成を大まかに描出することにある。自明な通り、本願記載の出力取得サブシステムの構成を商用システム設計時の通例に倣い改変することで、本システムの性能を最適化してもよい。加えて、本願記載のシステムを、ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒから購入可能なツールをはじめ既存の出力取得システムを用い（例．本願記載の機能を既存の出力取得システムに付加することで）実現してもよい。その種のシステムでは、本願記載の方法が、出力取得システムのオプション的機能として（例．その出力取得システムの他の機能に加え）提供されうる。これに代え、本願記載のシステムを“ゼロから”設計して完全に新たなシステムを提供してもよい。
本システムのコンピュータサブシステム３６は、出力取得サブシステムの検出器に任意の好適な形態（例．１個又は複数個の伝送媒体例えば“有線”及び／又は“無線”伝送媒体を含むそれを介する形態）で結合させることができ、それにより、そのコンピュータサブシステムにて、ウェハの走査中に検出器により生成された出力を受け取ることが可能になる。コンピュータサブシステム３６は、本願記載の如く検出器の出力を用い様々な機能を実行するよう、また本願詳述の他のあらゆる機能を実行するよう、構成することができる。このコンピュータサブシステムは、更に、本願記載の如く構成することができる。
本願では、このコンピュータサブシステム（並びに本願記載の他のコンピュータサブシステム）のことを、コンピュータシステム（群）とも称している。本願記載のコンピュータサブシステム（群）又はコンピュータシステム（群）はそれぞれ多様な形態を採りうるものであり、その例としては、パーソナルコンピュータシステム、イメージコンピュータ、メインフレームコンピュータシステム、ワークステーション、ネットワーク機器、インターネット機器その他の装置がある。一般に、語「コンピュータシステム」は広義に定義することが可能であり、そうした定義によれば記憶媒体上の命令を実行するプロセッサを１個又は複数個有するデバイス全てが包括される。更に、そのコンピュータサブシステム（群）又はシステム（群）に備わるプロセッサは、例えば並列プロセッサをはじめ、本件技術分野にて既知で好適ないずれのプロセッサでもよい。加えて、そのコンピュータサブシステム（群）又はシステム（群）が、スタンドアロン又はネットワーク接続型のツールたる高速処理型コンピュータプラットフォーム及びソフトウェアを有していてもよい。
本システムに複数個のコンピュータサブシステムを具備させる場合、本願詳述の如くそれらコンピュータサブシステム間で画像、データ、情報、命令等々を送れるよう、異種コンピュータサブシステム同士を結合させるとよい。例えばコンピュータサブシステム３６を（図１中に破線で示す如く）何らかの好適な伝送媒体、例えば本件技術分野で既知で好適な何らかの有線及び／又は無線伝送媒体を含むそれによって、コンピュータサブシステム（群）１０２に結合させるとよい。また、それらコンピュータサブシステムのうち２個以上の結合を、共有のコンピュータ可読格納媒体（図示せず）による実質的結合としてもよい。
ここまで出力取得サブシステムが光学式又は光式出力取得サブシステムであるものとして記述してきたが、出力取得サブシステムを電子ビーム式出力取得サブシステムとしてもよい。例えば、ある実施形態では、ウェハに向かうエネルギが電子で構成され、そのウェハから検出されるエネルギが電子で構成される。この場合のエネルギ源は電子ビーム源とすればよい。その種の実施形態のうち図２に示すものでは、出力取得サブシステムが、コンピュータサブシステム１２４に結合された電子カラム１２２を有している。
同じく図２に示すように、その電子カラムは、電子を生成するよう構成された電子ビーム源１２６を有しており、その電子が１個又は複数個の素子１３０によってウェハ１２８方向に集束されている。この電子ビーム源の例としてはカソードソース（陰極型電子源）やエミッタチップ（放射器尖端部）があり、１個又は複数個の素子１３０の例としてはガンレンズ、アノード、ビーム制限アパーチャ、ゲートバルブ、ビーム流選択アパーチャ、対物レンズ及び走査サブシステムがあるところ、そのいずれも、本件技術分野で既知で好適な同類の要素としうる。
ウェハから返ってきた電子（例．二次電子）は１個又は複数個の素子１３２により検出器１３４方向に集束させることができる。１個又は複数個の素子１３２の例としては走査サブシステム、例えば素子（群）１３０の一例たるそれと同じ走査サブシステムがある。
電子カラムには、このほか、本件技術分野で既知で好適なあらゆる要素を具備させることができる。加えて、電子カラムは更に、２０１４年４月４日付特許文献３（発明者：Ｊｉａｎｇ ｅｔ ａｌ．）、２０１４年４月８日付特許文献４（発明者：Ｋｏｊｉｍａ ｅｔ ａｌ．）、２０１４年４月１５日付特許文献５（発明者：Ｇｕｂｂｅｎｓ ｅｔ ａｌ．）及び２０１４年５月６日付特許文献６（発明者：ＭａｃＤｏｎａｌｄ ｅｔ ａｌ．）に記載の如く構成しうるので、この参照を以て、それら文献を、全面説明があるかの如く本願に繰り入れることにする。
図２には、電子がある斜行入射角にてウェハに向かいそのウェハにてまた別の斜行角にて散乱されるよう構成された電子カラムを示したが、ご理解頂けるように、電子ビームがウェハに向かう角度及びウェハから散乱される角度は、好適であればどのような角度でもよい。加えて、こうした電子ビーム式出力取得サブシステムを、複数通りのモードを用い（例．別々の照射角、収集角等々で以て）ウェハの画像を生成するよう構成してもよい。電子ビーム式出力取得サブシステムのそれら複数通りのモードは、その出力取得サブシステムの画像生成パラメタのうちいずれかが異なるものとなろう。
コンピュータサブシステム１２４は上述の如く検出器１３４に結合させればよい。ウェハ表面から返ってくる電子をその検出器で検出することにより、そのウェハの電子ビーム画像を形成することができる。この電子ビーム画像は好適ないずれの電子ビーム画像でもよい。コンピュータサブシステム１２４は、本願記載の機能のうち任意のものを検出器の出力及び／又は電子ビーム画像を用い実行するよう構成しうる。コンピュータサブシステム１２４は、本願記載のあらゆる付加的ステップ（群）を実行するよう構成しうる。図２に示す出力取得サブシステムを有するシステムは、その他、本願記載の如く構成しうる。
なお、本願における図２の役割は、本願記載の諸実施形態に具備させうる電子ビーム式出力取得サブシステムの構成を大まかに描出することである。上述した光学式出力取得サブシステムと同様、本願記載の電子ビーム式出力取得サブシステムの構成を商用出力取得システム設計時に通常実行される如く改変することで、出力取得サブシステムの性能を最適化してもよい。加えて、本願記載のシステムを、ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒから購入可能なｅＤＲ−ｘｘｘｘシリーズのツールをはじめ既存のシステムを用い（例．本願記載の機能を既存の出力取得システムに付加することで）実現してもよい。その種のシステムでは、本願記載の方法が本システムのオプション的機能として（例．そのシステムの他の機能に加え）提供されうる。これに代え、本願記載のシステムを“ゼロから”設計して完全に新たなシステムを提供してもよい。
ここまで出力取得サブシステムが光式又は電子ビーム式出力取得サブシステムであるものとして記述してきたが、出力取得サブシステムをイオンビーム式出力取得サブシステムとしてもよい。そうした出力取得サブシステムは、電子ビーム源が本件技術分野で既知で好適な何らかのイオンビーム源で以て置き換わる点を除き、図２に示した如く構成しうる。加えて、その出力取得サブシステムを、他の何らかの好適なイオンビーム式出力取得サブシステム、例えば市販の集束イオンビーム（ＦＩＢ）システム、ヘリウムイオン顕微鏡（ＨＩＭ）システム及び二次イオン質量分析（ＳＩＭＳ）システムに備わるそれとしてもよい。
本願詳述の通り、本願記載の諸実施形態は、画像（例．走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像）及びデザインを用いたダイ内マルチパターニング（例．ダブルパターニング、トリプルパターニング、クアッドパターニング等々）相対オーバレイ計測に用いることができ、それにより、複数個のマスク（又はレティクル）で以て印刷されたパターン化フィーチャ間にマスク配置誤差（又はその他の誤差源）によって生じたかなり微小なダイ内相対オーバレイ誤差（例．２ｎｍ〜５ｎｍ）を、計測することができる。本願記載の相対オーバレイ計測特定は、ウェハに対しリソグラフィ処理工程を実行している最中（或いはリソグラフィによるマルチパターニング処理工程が少なくとも２回実行された後）に実行すればよい。
本願記載の諸実施形態とは異なり、ある種の現用方法では特殊なオーバレイターゲット、即ちウェハのスクライブライン（光学又はＳＥＭ計量ツール向けに用いられるそれ）沿い又は指定されたダイ内パターン位置にあり仮想ｘ軸及び／又はｙ軸に沿い線対称性又は点対称性を呈するそれが、用いられている。そうした現用方法の例は２０１１年６月３０日付特許文献７（発明者：Ｈｏｔｔａ ｅｔ ａｌ．）及び非特許文献１に見いだせるので、この参照を以て、両文献を、全面説明があるかの如く本願に繰り入れることにする。
しかしながら、現用方法には確かに多数の難点がある。例えば、それら現用方法では、ダイの特定エリア内又はスクライブライン沿いにある特殊なオーバレイターゲットを用いオーバレイ誤差を計測しているが、実際のダイ内オーバレイ誤差を常に予測しうるわけではない。加えて、現用方法ではあらゆる種類の複雑なダイ内パターンを対象にオーバレイ誤差を計測できるわけではなく、寧ろ、仮想ｘ軸又はｙ軸沿い線対称性又は点対称性を呈する特定のダイ内パターン位置に絞られることとなろう。
そのウェハのあるレベル上には、それぞれ第１及び第２パターニング工程で以て第１及び第２パターン化フィーチャが印刷されている。加えて、そのウェハのそのレベル上に、それぞれ第３、第４等々のパターニング工程で以て第３、第４等々のパターン化フィーチャが印刷されていることもあろう。例えば、図３に示すように、ウェハ向けデザイン全体が幾つかのパターニング工程にてそのウェハ上に印刷されることがある；但し図３に実際に示されているのはごく小部分である。より具体的には、図３に示すウェハ向けデザイン構成部分には第１パターン化フィーチャ、例えば第１パターニング工程にてそのウェハのそのレベル上に印刷されたフィーチャ３００、３０２、３０４、３０６及び３０８がある。加えて、図３に示すウェハ向けデザイン構成部分には第２パターン化フィーチャ、例えば第２パターニング工程にてそのウェハのそのレベル上に印刷されたフィーチャ３１０、３１２、３１４、３１６及び３１８がある。図３に示すウェハ向けデザイン構成部分には第３パターン化フィーチャ、例えば第３パターニング工程にてそのウェハのそのレベル上に印刷されたフィーチャ３２０及び３２２がある。
図３に示すように、第１パターン化フィーチャたるパターン化フィーチャが幾種類かあり、それらの間で一通り又は複数通りの特性例えば形状、サイズ、向き等々が異なることがある。即ち、様々な種類のパターン化フィーチャが、マルチパターニング工程プロセスの同一パターニング工程にてウェハ上に印刷されることがありうる。同様に、第２パターン化フィーチャたる幾種類かのフィーチャが、マルチパターニング工程プロセスの同一パターニング工程にてウェハ上に印刷されることがありうる。反面、第３パターン化フィーチャが、特性例えば先に列記したそれが皆同一なフィーチャ一種類しかないことがありうる。即ち、マルチパターニング工程プロセスの同一パターニング工程にてウェハ上に印刷されるのが同種のパターン化フィーチャだけ、ということがありうる。それでもなお図３に第１、第２及び第３パターン化フィーチャを示したのは、本願記載の諸実施形態を、マルチパターニング工程プロセスにてウェハ上に印刷可能又はそれを対象に本願記載の諸実施形態を実行可能な、いずれか特定種類のフィーチャに限定する意図ではない。本質的には、本願記載の諸実施形態は、任意種類のマルチパターニング工程プロセスにてウェハ上に印刷された任意種類のパターン化フィーチャを対象にして実行することができる。言い換えれば、ウェハのあるレベル向けのデザインに組み込めるパターン化フィーチャを幾例か図３（及び本願中の他の図）に示したけれども、それらの例はある種のウェハ向けのある種のデザインを描出、代表する意図のものではない。寧ろ、いわゆる当業者なら察知できるように、多様な種類のパターン化フィーチャを、多様な配列及び多様な個数にて、ウェハの該当レベル向けデザインに組み込みうる。パターン化フィーチャを図３（及び本願中の他の図）に示した意図は、単に、幾つかの仮想的なパターン化フィーチャを描出することで本願記載の諸実施形態についての更なる理解を図ることにある。
マルチパターニング工程プロセスは何らかの好適な要領で実行すればよい。例えば、そのマルチパターニング工程プロセスにて、一連のリソグラフィ工程が相次いで実行されるようにしてもよい。一連のリソグラフィ工程が全て実行され終えた後には、そのウェハをエッチングすることで、どのリソグラフィ工程にて印刷されたかを問わず全パターン化フィーチャを転写すればよい；転写元は諸リソグラフィ工程にて諸々のパターン化フィーチャの印刷先とされた一種類又は複数種類の素材、転写先はエッチングプロセスにてエッチングされる一種類又は複数種類の素材である。これとは違い、そのマルチパターニング工程プロセスを構成するリソグラフィ工程それぞれの後にエッチング工程が続き、そのエッチング工程の後に次のリソグラフィ工程が縦続的に実行されるようにしてもよい。言い換えれば、マルチパターニング工程プロセスが、少なくともリソグラフィ、エッチング、リソグラフィ及びエッチングからなる一連の工程の後に、状況次第で、もう１回又は複数回のリソグラフィ及びエッチング手順が続くようにしてもよい。
上述の通り、マルチパターニング工程プロセスにて印刷される第１及び第２（並びに他のあらゆる）パターン化フィーチャの印刷先は、そのウェハのあるレベル上である。言い換えれば、マルチパターニング工程プロセスにて印刷された第１及び第２（並びに他のあらゆる）パターン化フィーチャは皆、ウェハの同じレベル上に印刷されている。即ち、本願記載の第１及び第２（並びに他のあらゆる）パターン化フィーチャの形成先が、本願記載の他のいずれのパターン化フィーチャに対しても上方や下方ではない。例えば、本願記載の第１及び第２（並びに他のあらゆる）パターン化フィーチャの最下面が、本願記載の他のパターン化フィーチャ全ての最下面と実質的に一致（即ち実質的に同面化）することとなりうる（ただ、ウェハ上に形成された素材（群）の上面がそのウェハのそのレベルより下方に通常且つ通例なばらつきを呈することはありうる）。即ち、本願記載の第１パターン化フィーチャの印刷先がウェハのあるレベル上、本願記載の第２パターン化フィーチャの印刷先がそのウェハのまた別のレベル上、等といった具合に、個々のレベルが他のレベルの上方（又は下方）になることはない。
本願記載のコンピュータサブシステム（群）は、“粗”な画像対デザイン整列を踏まえ“粗”な相対オーバレイ誤差を自動計測するステップを多々実行するよう構成しうる。それらのステップにて“粗”な整列を踏まえ“粗”な相対オーバレイ誤差を計測した後に、本願記載の如く、より精細な整列を踏まえより精細なスケールで相対オーバレイ誤差を計測する付加的なステップを続けてもよい。
図４及び図５に、ウェハ上に印刷されたパターン化フィーチャがデザイン版パターン化フィーチャに対しどう相違しうるかにつき一例を示す。特に、図４には、図３に示したデザイン構成部分が、図３に示したパターン化フィーチャが設計通りの態で示されており、図５には、図３に示したデザイン構成部分が、図３に示したパターン化フィーチャがウェハ上にそう印刷されうる態で示されている。より具体的には、生来的な制約のあるツール、素材及びプロセスを用い、デザイン構成部分４００に現るパターン化フィーチャが印刷されるため、それらパターン化フィーチャがデザイン内のそれらと同じ態でウェハ上に印刷されるとは限らない。例えば図５に示すように、部分４００内のパターン化フィーチャがくっきりとした９０°の隅部を伴いデザイン内に現れているのと違い、フィーチャの隅部が若干丸みを帯びることとなろう。加えて、どのフィーチャにも寸法変動、例えばそのフィーチャの諸点毎の幅の違いが生じうる。このように、デザイン版パターン化フィーチャ・印刷版パターン化フィーチャ間に相違があるため、デザイン関係情報をウェハ上のパターン化フィーチャの画像に整列させるプロセスは決して些細なプロセスではない。寧ろ、本願詳述の如く本願記載の諸実施形態を用いデザイン関係情報をパターン化フィーチャ画像に対し十分高い正確さで整列させることは、相対オーバレイ誤差を十分高い正確さで特定するのに役立つ。
上掲の１個又は複数個のコンピュータサブシステムは、第１パターン化フィーチャ向けデザインをその画像内の第１パターン化フィーチャに整列させることで、第１パターン化フィーチャを基準にしてそのレベル向けのデザインを丸ごと整列させることにより、ウェハのあるレベル向けのデザインをそのウェハに関し出力から生成された画像に整列させるよう、構成される。このステップや本願記載の他のステップで用いられる画像は、本願詳述の如く（例．出力取得サブシステムに備わる検出器により、或いは検出器の出力を用い本システムのコンピュータサブシステムにより）生成すればよい。ウェハ上へのデザインの印刷を複数個のマスクを用いマルチパターニング工程で以て行う場合、そのデザインの第１部分（そのデザインのうち第１パターン化フィーチャ関係の部分）、即ち専ら第１マスクを用いウェハ上に印刷されたフィーチャに対応する部分を基準として用いうる。図６に、図３に示したパターン化フィーチャの一部のみを対象にしてこのステップをどのように実行すればよいかにつき、一実施形態を示す。このステップ（並びに本願記載の他の全てのステップ）は、無論、任意の一画像に現るパターン化フィーチャの多くを対象に且つ複数個の画像を対象に実行することができる。但し、図６には、このステップを、図３に示した様々なパターニング工程毎に様々なパターン化フィーチャが１個だけ印刷されたものとして示してある。
図６に示す実施形態ではパターン化フィーチャ３０２ａ及び３０２ｂが図３に示したパターン化フィーチャ３０２に対応しており、そのうちパターン化フィーチャ３０２ａはフィーチャ３０２のデザイン版、パターン化フィーチャ３０２ｂはフィーチャ３０２の印刷版、即ち本願記載の如く出力取得サブシステムの出力から生成されたパターン化フィーチャの画像の態で現れるそれである。加えて、パターン化フィーチャ３１８ａ及び３１８ｂは図３に示したパターン化フィーチャ３１８に対応しており、そのうちパターン化フィーチャ３１８ａはフィーチャ３１８のデザイン版、パターン化フィーチャ３１８ｂはフィーチャ３１８の印刷版、即ち本願記載の如く出力取得サブシステムの出力から生成されたパターン化フィーチャの画像の態で現れるそれである。パターン化フィーチャ３２２ａ及び３２２ｂは図３に示したパターン化フィーチャ３２２に対応しており、そのうちパターン化フィーチャ３２２ａはフィーチャ３２２のデザイン版、パターン化フィーチャ３２２ｂはフィーチャ３２２の印刷版、即ち本願記載の如く出力取得サブシステムの出力から生成されたパターン化フィーチャの画像の態で現れるそれである。即ち、図６中のデザイン版パターン化フィーチャがそれらパターン化フィーチャを設計通りに表しているのに対し、もう一方の版のパターン化フィーチャは、それらパターン化フィーチャを本願記載のサブシステムにより撮像されうる通りに表している。このように、図６に示す同一パターン化フィーチャの別版同士が異なるものになるのは、先に詳述した諸問題があるためである。
図６中に子細に示す如く、上掲のコンピュータサブシステム（群）によりウェハのあるレベル向けのデザインをそのウェハに関し出力から生成された画像に整列させるようにすればよい；それには、第１パターン化フィーチャ向けデザイン（図６の場合はパターン化フィーチャ３０２ａ）を同画像内の第１パターン化フィーチャ（図６の場合はパターン化フィーチャ３０２ｂ）に整列させることで、それら第１パターン化フィーチャを基準にしてそのレベル向けのデザインを丸ごと整列させればよい。即ち、この整列ステップでは、自整列ステップ用デザインの総体を単体として扱いそれを丸ごとシフトさせることで、画像内の第１パターン化フィーチャを基準にしてそのデザインを丸ごと整列させることができる。言い換えれば、デザイン内第１パターン化フィーチャを画像内第１パターン化フィーチャに整列させること並びにそのデザイン全体を単体として扱うことで、そのデザインの総体がそれらデザイン内第１パターン化フィーチャに整列することとなろう。
とはいえ、整列誤差問題等の誤差問題がマルチパターニング工程間に生じうるので、デザイン内第１パターン化フィーチャ及び画像内第１パターン化フィーチャのみに基づきそのデザインの総体をその画像に整列させても、デザインの総体が画像内パターン化フィーチャ全体に整列しないことがありうる（画像内パターン化フィーチャのうち２個以上が別々のパターニング工程にて印刷されている場合）。言い換えれば、マルチパターニング工程の一工程にてウェハ上に印刷されたパターン化フィーチャが、そのマルチパターニング工程の他工程にてウェハ上に印刷された他のパターン化フィーチャに対しデザイン通りの空間的関係を呈していなければ、別々のパターニング工程にて印刷されたパターン化フィーチャが、デザインとウェハ上に印刷されたパターン化フィーチャの画像とで同じ空間的関係にならないかもしれない。このように、マルチパターニング工程の一工程にて形成されたパターン化フィーチャのみに基づきデザインの総体を画像全体に整列させた場合、その整列に用いられた部分以外のデザイン構成部分が、その画像内でそれらに対応しているパターン化フィーチャに整列しない恐れがある。例えば、図６に示すように、デザイン内パターン化フィーチャ３０２ａが画像内のパターン化フィーチャ３０２ｂに既に整列されているが、デザイン内パターン化フィーチャ３１８ａ及び３２２ａはそれらに対応する画像内パターン化フィーチャ３１８ｂ及び３２２ｂに整列していない。
マルチパターニング工程向けデザインの総体をそのマルチパターニング工程のうち一工程のみに関係する画像内パターン化フィーチャのみに整列させることは、問題含みであると思えるであろうが（デザインの一部が撮像済パターン化フィーチャの一部に正確に整列されるのみであるため）、発明者が見いだしたところによれば、別々のマルチパターニング工程にて印刷された別々のパターン化フィーチャについての別々のデザイン・画像間整列結果を用いることで、本願記載の如く相対オーバレイを特定することができる。例えば、上掲の１個又は複数個のコンピュータサブシステムを更に、第２パターン化フィーチャ向けデザインのみが、その第２パターン化フィーチャ向けデザインの位置即ちそのデザインを丸ごと整列させることで定まった位置から、第２パターン化フィーチャ向けのデザインのシフト後位置へとシフトするよう、第２パターン化フィーチャ向けのデザインのみを画像内の第２パターン化フィーチャのみに整列させる構成とする。この構成では、上述の如く、第１パターニング工程にて第１マスクで以て印刷された第１パターン化フィーチャを基準として用いつつ、残りのパターニング工程（群）即ち第２、第３等々のパターニング工程それぞれにて他のマスク（群）で以て印刷されたパターン化フィーチャをｘ及び／又はｙ沿いに“合成”シフトさせることで、その“合成”シフト後デザイン構成部分を画像全体に対し最良大域ｘ／ｙ整列状態にすることができる。“最良大域”整列か否かについては、何らかの画像対デザイン整列アルゴリズム及び／又は方法における大域的な画像対デザイン整列のスコア又は指標に基づき判別すればよい。この整列が“大域”である所以は、デザイン内パターン化フィーチャをマルチパターニング工程にて印刷したもののうち基準として用いられるもの以外のパターン化フィーチャにつき上掲のシフトを実行したとき、そのシフトが、パターン化フィーチャとして同一マルチパターニング工程にて形成され画像に現れたパターン化フィーチャ全てについて実行されることにある。言い換えれば、上掲のシフトが実行されるデザイン構成部分に係る画像内に複数個のフィーチャが現れているとき、複数個のフィーチャを対象にして整列が同時実行されることにある。このように、この整列ステップでは複数個のフィーチャを対象にシフトが一括実行される。
こうした例では、図７に示すように、ウェハのそのレベル向けのデザインを第１パターン化フィーチャに整列させても、第２パターン化フィーチャ向けデザインが画像内第２パターン化フィーチャと整列しないことがある。この場合、そのコンピュータサブシステム（群）によって第２パターン化フィーチャ向けデザイン、就中第２パターン化フィーチャのみをシフトさせることで、その第２パターン化フィーチャ向けデザインを画像内のその第２パターン化フィーチャに整列させればよい。具体的には、図７に示すように、そのコンピュータサブシステム（群）によってデザイン内パターン化フィーチャ３１８ａを方向７００及び７０２沿いにシフトさせ、パターン化フィーチャ３１８ａを画像内パターン化フィーチャ３１８ｂと実質的に整列させればよい。例えば、パターン化フィーチャ３１８ａを方向７００及び７０２沿いにシフトさせることで、図８に示す如くパターン化フィーチャ３１８をパターン化フィーチャ３１８ｂと実質的に整列させればよい。デザインのうち一部のパターン化フィーチャのみに係るもののみのシフトは、何らかの好適な方法及び／又はアルゴリズムを用い実行すればよい。加えて、ある量のシフトによってデザイン内パターン化フィーチャがそれに対応する画像内パターン化フィーチャとの整列に至ったことの判別は、何らかの好適な整列方法及び／又はアルゴリズムを用い実行すればよい。更に、第２、第３等々のマルチパターニング工程にて印刷されたパターン化フィーチャ向けのデザインのシフトはｘ及び／又はｙ方向沿いに実行すればよい。
上掲の１個又は複数個のコンピュータサブシステムは、更に、第２パターン化フィーチャ向けデザインの位置とその第２パターン化フィーチャ向けデザインのシフト後位置との間のオフセットを特定するよう構成される；このオフセットは、ウェハ上の第１パターン化フィーチャと、そのウェハ上の第２パターン化フィーチャと、の間の相対オーバレイ誤差と同値である。例えば、デザインの第１部分に対するそのデザインの各部分の最終的な合成ｘ及び／又はｙシフトにより、そのレベル向けのデザインの第１部分と、同レベル向けのデザインの任意の他部分、特にマルチパターニング工程プロセス技術を用いウェハ上に印刷されたそれと、の間のｘ及び／又はｙ相対オーバレイ誤差の計測結果がもたらされる。それら“合成”シフトは、それぞれ、そのレベル向けのデザインの第１部分、即ち他部分の計測に当たり基準として用いられる部分との関係で特定されているので、本願詳述の如く用いることで他のシフト、即ちそのデザインの他部分間のシフトを特定することができる。相対的に“粗”な整列結果との関係でオフセットが特定されるので、そのオフセットは、別々のパターニング工程にて印刷された別々のパターン化フィーチャ間の相対的に“粗”な画像対デザインシフト分となろう。
こうした例では、図７及び図８に示すように、そのオフセットを、図７に示したパターン化フィーチャ３１８ａの位置、即ちその第１パターン化フィーチャを基準にしてデザインを丸ごと整列させることによって定まったパターン化フィーチャ３１８ａの位置と、図８に示したパターン化フィーチャ３１８ｂの位置、即ちウェハの画像内でそれに対応しているフィーチャたるパターン化フィーチャ３１８ｂに整列された後のパターン化フィーチャ３１８ａの位置と、の間の差異として特定すればよい。このときコンピュータサブシステム（群）により特定されるオフセットは、本質的に、それに対応する撮像版パターン化フィーチャと整列するに至るまでのデザイン版パターン化フィーチャのシフト量となる。従って、オフセットは、デザイン版パターン化フィーチャのシフト方向と同方向に沿い特定すればよい。このオフセットは、例えば、ｘ方向沿いオフセットとｙ方向沿いオフセットで構成されることがありうる。加えて、このオフセットが、ｘ及びｙ方向の一方又は双方に沿い表記された単一オフセットとなることもあろう。
先に詳述した通り、画像内第１パターン化フィーチャを基準にしてその画像内パターン化フィーチャ向けのデザインを丸ごと整列させた後には、そのマルチパターニング工程プロセスがオーバレイ誤差皆無で実行されていれば、そのデザイン全体が（第１パターニング工程にて印刷された第１パターン化フィーチャだけでなく）その画像内に現るパターン化フィーチャ全てに整列しているはずである。言い換えれば、別々のパターニング工程にて印刷された別々のデザイン構成部分同士が、ウェハ上で設計通りの空間的関係を呈していた方がよい。画像内の第１パターン化フィーチャを基準にしてその画像内のパターン化フィーチャ向けのデザインを丸ごと整列させ終えた後に、第１以外のパターン化フィーチャにてデザイン・画像間に何か誤整列があるのなら、それは、印刷時の整列誤差又はオーバレイ誤差を表しているはずである。加えて、その誤整列分がそうした誤差に比例（或いは関係）するはずである。即ち、そのデザイン構成部分をシフトさせることでデザイン構成部分・画像間整列を達成したときのシフト量が、そうした誤差に比例（或いは関係）するはずである。従って、シフト量（即ちシフト前位置・シフト後位置間差異）に基づき特定されたオフセットが、それら誤差に比例（或いは関係）することとなる。パターン化フィーチャのシフト前位置及びシフト後位置は、例えば、そのウェハに関し生成された画像を基準にして特定すればよい。従って、そのオフセットを画像内の画素単位で（或いは画素数によって）特定することができる（パターン化フィーチャ向けデザインの重畳先を画像内の第１画素群からその画像内の第２画素群へとシフト可能なため）。加えて、各画素相当のウェハ上寸法を（例．出力取得サブシステムのパラメタ例えば倍率、検出器画素サイズ等に基づき）特定しうるため、画素単位で表されているオフセットを任意の好適な要領にて長さ単位（例．ｎｍ単位）に換算することができる。これは、オフセット及び相対オーバレイ誤差を画素数でも長さでも或いは他の何らかの好適な単位でも特定できるということである。従って、相対オーバレイ誤差を本願記載の如く特定したものを以て、二通りのパターニング工程がウェハ上で呈する相対オーバレイ誤差の直接計測値とすることができる。
上述の通り、実施形態によっては第３パターン化フィーチャがウェハのそのレベル上に第３パターニング工程で以て印刷される。その種の実施形態のうちあるものでは、そのコンピュータサブシステム（群）が、第３パターン化フィーチャ向けデザインのみを画像内第３パターン化フィーチャのみに整列させることにより第３パターン化フィーチャ向けデザインのみをシフトさせるよう、構成される；シフト元は第３パターン化フィーチャ向けデザインの位置、特に上掲のデザイン丸ごと整列によって定まった位置、シフト先は第３パターン化フィーチャ向けデザインのシフト後位置である。デザイン構成部分のこうした“合成”シフトは先に詳述の如く実行すればよい。例えば、図７に示すように、第１パターン化フィーチャを基準にしてウェハのそのレベル向けのデザインを整列させても、第３パターン化フィーチャ向けデザインが画像内第３パターン化フィーチャに整列しないことがある。加えて、図８に示すように、第２パターン化フィーチャ向けデザインを画像内第２パターン化フィーチャに整列させても、第３パターン化フィーチャ向けデザインがその画像内の第３パターン化フィーチャに整列しないことがある（第２パターン化フィーチャ向けデザインを画像内第２パターン化フィーチャに整列させることが、第３パターン化フィーチャではなく第２パターン化フィーチャのみに係るデザインをその画像を基準にシフトさせることを孕むからである）。これらの場合、そのコンピュータサブシステム（群）により第３パターン化フィーチャ向けデザインを、また第３パターン化フィーチャのみをシフトさせることで、その第３パターン化フィーチャ向けデザインを画像内第３パターン化フィーチャに整列させればよい。具体的には、図９に示すように、そのコンピュータサブシステム（群）によりデザイン内パターン化フィーチャ３２２ａを方向９００及び９０２沿いにシフトさせることで、パターン化フィーチャ３２２ａを画像内パターン化フィーチャ３２２ｂと実質的に整列させればよい。例えば、パターン化フィーチャ３２２ａを方向９００及び９０２沿いにシフトさせることで、図１０に示すようにパターン化フィーチャ３２２ａをパターン化フィーチャ３２２ｂと実質的に整列させればよい。第３パターン化フィーチャのみに係るデザインのシフトは、やはり、本願記載の如く実行すればよい。
この種の実施形態では、そのコンピュータサブシステム（群）を、更に、第３パターン化フィーチャ向けデザインの位置と、第３パターン化フィーチャ向けデザインのシフト後位置と、の間のオフセットを特定するように構成するとよい；第３パターン化フィーチャに係るこのオフセットは、ウェハ上の第１パターン化フィーチャとそのウェハ上の第３パターン化フィーチャとの間の相対オーバレイ誤差と同値である。オフセットの特定方法は本願詳述のそれでよい；第３パターン化フィーチャに係るこのオフセットは、本願詳述の如く、ウェハ上での第１パターン化フィーチャ・第３パターン化フィーチャ間相対オーバレイオフセットに等しくなろう。相対的に“粗”な整列結果を基準にして特定されたオフセットであるので、このオフセットは、様々なパターニング工程にて印刷された様々なパターン化フィーチャ間の相対的に“粗”な画像対デザインシフトとなろう。
この種の実施形態のうちあるものでは、そのコンピュータサブシステム（群）が、ウェハ上の第２パターン化フィーチャと、そのウェハ上の第３パターン化フィーチャと、の間の相対オーバレイ誤差を、第２パターン化フィーチャに係る上掲の特定済オフセット及び第３パターン化フィーチャに係る上掲の特定済オフセットに基づき特定するよう構成される。例えば、デザインの第１部分に対するそのデザインの各部分の最終的な合成ｘ及び／又はｙシフトによって、マルチパターニング工程プロセス技術を用いウェハ上に印刷されたデザインの任意二部分間ｘ及び／又はｙ相対オーバレイ誤差の計測結果がもたらされる。言い換えれば、第１パターン化フィーチャと他の任意のパターン化フィーチャ（例．第２、第３等々のパターン化フィーチャ）との間のオフセットがひとたび特定されたならば、任意の二通りのオフセットを用い、任意の二組のパターン化フィーチャ間の相対オーバレイ誤差を特定することができる。例えば、ひとたび第２パターン化フィーチャに関し第１パターン化フィーチャに対するオフセットが特定され且つ第３パターン化フィーチャに関し第１パターン化フィーチャに対するオフセットが特定された暁には、それら二通りのオフセットを用い、第２パターン化フィーチャ・第３パターン化フィーチャ間のオフセットひいては相対オーバレイ誤差を特定することができる。この特定は本件技術分野で既知で好適ないずれの要領で実行してもよい。相対的に“粗”な整列結果を基準にして特定されたオフセットであるので、そのオフセットを用い任意の二層間の相対オーバレイ誤差を特定することで、様々なパターニング工程にて印刷された様々なパターン化フィーチャ間の画像対デザインシフトとして、相対的に“粗”なものが得られることとなろう。
本願記載の付加的諸実施形態のうちあるものは、画像対デザインの中心線依拠精細整列を利用し精細な相対オーバレイ誤差を自動計測するよう構成される。上述の大域的整列は十分小さな（例．２ｎｍ〜５ｎｍの）相対オーバレイ誤差を計測可能なほど敏感ではないので、画像対デザイン精細整列を実行した方がよい。例えば、ある種の実施形態では、出力取得サブシステムの出力から生成された画像をデザインに整列させるに当たり、画像内パターン化フィーチャを縦貫する仮想中心線及びデザイン内パターン化フィーチャを縦貫する仮想中心線が、精細整列に用いられることとなろう。
図１１及び図１２に、画像内フィーチャの縁（エッジ）とデザイン内フィーチャの縁とを整列に用いたときに生じうる問題のうち幾つかを示す。図１１及び図１２についてマルチパターニング工程プロセスのうち一パターニング工程に係るデザインとの関係で論じるけれども、デザインのどの部分をそれに対応する画像内パターン化フィーチャに整列させるときにも同じ問題が生じうる。例えば、図１１に示すように、あるデザイン構成部分内に２個のフィーチャ、即ちライン（直線）１１００及びポリゴン（多角形）１１０２があるとする。加えて、出力取得サブシステムにより生成された出力のうちそのデザイン構成部分に対応するものから生成される画像内に、２個のフィーチャ即ちライン１１０４及びポリゴン１１０６があるとする。これらデザイン内フィーチャ及び画像内フィーチャが異なる外見になるのは、先に詳述した如くウェハ上にそのデザインが印刷されるためである。
画像（例．ＳＥＭ像）をデザインに整列させるには注目パターンの上縁又は下縁に縁対縁整列法を適用すればよい。例えば、図１１に示すように、ポリゴン１１０２及び１１０６の横向き部分の下縁１１０８を整列に用いればよく、この場合、ポリゴン１１０６の整列結果がそのポリゴンのエリア１１１０とエリア１１１２とで別様になろう。逆に、図１２に示すようにポリゴン１１０２及び１１０６の横向き部分の上縁１２００を整列に用いてもよく、この場合、ポリゴン１１０６に係る整列結果がそのポリゴンのエリア１１１０とエリア１１１２とで別様になろう。このように、画像対デザイン整列にそのポリゴンのどの縁を用いるかにより、フィーチャの諸部分における整列結果が別様になることは、諸々の自明な理由で問題である。
本願記載の付加的ステップを実行することで画像対デザイン精細整列を果たしてもよい。上述した画像対デザイン“粗”整列の実行後にこれらのステップを実行することで相対オーバレイ誤差を計測することができる。本願記載の諸実施形態では、例えば、縁対縁整列法に代え出力内フィーチャの中心及びデザイン内フィーチャの中心を用い、デザインに対す出力取得サブシステム出力（又はそれから生成された画像）の整列が実行されることとなろう。その種の例では、出力取得サブシステム出力から生成された画像を諸フィーチャの中心を用いデザインに整列させることによって、かなり正確な整列が実現されることとなろう。フィーチャの縁ではなく中心を整列に用いることで整列のロバスト性も高まるので、パターンがひどく歪んでいる場合や画像内のフィーチャがさほど多くない場合にも注目パターンを整列させうる。上述の画像対デザイン粗整列を実行した後に本願詳述の画像対デザイン精細整列を実行することによって、画像対デザイン精細整列の正確性及び成功率が高まることとなろう。
ある実施形態では、そのコンピュータサブシステム（群）が、デザイン内第１及び第２パターン化フィーチャのデザインベース中心線と、デザイン内第１・第２パターン化フィーチャ間間隙のデザインベース中心線と、を特定するよう構成される。このように、そのコンピュータサブシステム（群）によって、前景／背景中心線（横向きの中心線及び／又は縦向きの中心線；コンタクトのパターンでは中心点）を、そのレベル向けのデザイン全体に関し（或いは、そのパターン化フィーチャがどういったマルチパターニング工程にて印刷されたかは問わず、そのコンピュータサブシステム（群）にて処理中の画像のうち任意の１個に現るデザイン内パターン化フィーチャ全てに関し）生成してもよい。
図１３に、どうすればパターン化フィーチャやパターン化フィーチャ間間隙のデザインベース中心線を特定できるかを示す。例えば、図１３に示すように、あるウェハ向けデザイン構成部分内に４種類のフィーチャ、即ちライン１３００、１３０２及び１３０４並びにポリゴン１３０６の一部分があるとする。図１３に詳示する通り、このデザイン構成部分内の各フィーチャについて、その部分全体を縦貫する仮想的なデザインベース中心線を定めることができる。例えば、ライン１３００、１３０２及び１３０４の諸部分については仮想中心線１３０８、１３１０及び１３１２が定まろう。加えて、ポリゴン１３０６については仮想中心線１３１４が定まろう。これら仮想中心線は何らかの好適な要領で特定すればよい。
仮想的なデザインベース中心線は、パターン化フィーチャ間間隙に関しても生成することができる。間隙に係るデザインベース中心線は、そのデザイン内で隣り合っている２個のフィーチャ間の中点によって定義すればよい。例えば、中心線１３１６を、フィーチャ１３００の中心線と、その隣にある任意のフィーチャ（例．フィーチャ１３０２）の中心線と、の間の中点に基づき定義すればよい。中心線１３１８を、フィーチャ１３０２の中心線と、そのフィーチャの左隣にありフィーチャ１３００の上方に延びる任意のフィーチャ（図１３には示さず）の中心線と、の間の中点に基づき定義すればよい。中心線１３２０を、フィーチャ１３０６の中心線と、その隣にある任意のフィーチャ（例．フィーチャ１３０２及び１３０４）の中心線と、の間の中点に基づき定義すればよい。中心線１３２２を、フィーチャ１３０２の中心線と、フィーチャ１３０４の中心線と、の間の中点に基づき定義すればよい。加えて、中心線１３２４を、フィーチャ１３０４の中心線と、そのフィーチャの右隣にある任意のフィーチャ（図１３には示さず）の中心線と、の間の中点に基づき定義すればよい。パターン化フィーチャ間間隙のデザインベース中心線としてパターン化フィーチャのデザインベース中心線に基づき定義されるものを上述したが、間隙のデザインベース中心線をそれらパターン化フィーチャの他の何らかの特性（例．それらパターン化フィーチャの縁）に基づき定義してもよい。
こうした実施形態のうちあるものでは、そのコンピュータサブシステム（群）が、画像内第１及び第２パターン化フィーチャの画像ベース中心線と、画像内第１・第２パターン化フィーチャ間間隙の画像ベース中心線と、を特定するよう構成される。このように、そのコンピュータサブシステム（群）を、上述の如く特定されたデザインベース中心線それぞれについて画像ベース中心線を生成するよう、またその生成を本願詳述の如く実行するよう構成するとよい。即ち、出力取得サブシステム出力に現るパターン化フィーチャについても仮想中心線を特定することができる。それら画像ベース中心線は、横向きの線及び／又は縦向きの線となりうるところ、コンタクト等の構造では恐らく中心点となろう。
図１４に、どうすればパターン化フィーチャの画像ベース中心線及びパターン化フィーチャ間間隙の画像ベース中心線を特定できるかを示す。例えば、ウェハ上に形成されたデザイン構成部分内に４個のパターン化フィーチャ１４００、１４０２、１４０４及び１４０６があり、図１４にはそれらをウェハ上に形成し更に出力取得サブシステムによって撮像したものの例が示されているとする。加えて、図１４に示すように、出力取得サブシステム出力中のデザイン構成部分内に、図１３に示したそれに対応する４通りのフィーチャがあり、例えば、図１４中のライン１４００、１４０２及び１４０４並びにポリゴン１４０６の諸部分が、図１３中のライン１３００、１３０２及び１３０４並びにポリゴン１３０６の諸部分にそれぞれ対応しているとする。図１４に詳示する通り、その画像構成部分内の角フィーチャにつき、その部分全体を縦貫する仮想的な画像ベース中心線を定めることができる。例えば、ライン１４００、１４０２及び１４０４の一部分については仮想中心線１４０８、１４１０及び１４１２がそれぞれ定まろう。加えて、ポリゴン１４０６については仮想中心線１４１４が定まろう。これら仮想中心線は何らかの好適な要領で特定すればよい。
図１４に詳示する通り、仮想的な画像ベース中心線はパターン化フィーチャ間間隙に関しても生成することができる。間隙に係る画像ベース中心線は、その画像内で隣り合っている２個のフィーチャ間の中点によって定義すればよい。例えば、中心線１４１６を、フィーチャ１４００の中心線と、その隣にある任意のフィーチャ（例．フィーチャ１４０２）の中心線と、の間の中点に基づき定義すればよい。中心線１４１８を、フィーチャ１４０２の中心線と、そのフィーチャの左隣にありフィーチャ１４００の上方に延びる任意のフィーチャ（図１４には示さず）の中心線と、の間の中点に基づき定義すればよい。中心線１４２０を、フィーチャ１４０６の中心線と、その隣にある任意のフィーチャ（例．フィーチャ１４０２及び１４０４）の中心線と、の間の中点に基づき定義すればよい。中心線１４２２を、フィーチャ１４０２の中心線と、フィーチャ１４０４の中心線と、の間の中点に基づき定義すればよい。加えて、中心線１４２４を、フィーチャ１４０４の中心線と、そのフィーチャの右隣にある任意のフィーチャ（図１４には示さず）の中心線と、の間の中点に基づき定義すればよい。加えて、パターン化フィーチャ間間隙の中心線としてパターン化フィーチャの中心線に基づき定義されたものを上述したが、それら間隙の画像ベース中心線をそれらパターン化フィーチャの他の何らかの特性（例．それらパターン化フィーチャの縁）に基づき定義してもよい。
場合によっては、パターン化フィーチャ画像の一縁及びその逆側の縁について縁位置を検出した上で、それら相対する二縁の中間位置を算出することによって、画像ベース中心線を特定してもよい。例えば、画像ベース中心線を特定する一環として、ウェハ上に形成された１個又は複数個のパターン化フィーチャについて、その一縁又は複数縁の画像内位置を自動特定すればよい。このようにすることで、本願記載の諸実施形態を、ＳＥＭ縁位置を自動特定する構成にすることができる。場合によっては、１次元的（１Ｄ）勾配プロファイルを用い縁位置を特定してもよい。例えば、そのパターン化構造を縦貫する中心線に直交する線又は同パターン化構造を縦貫する中心線に対し平行な線に沿い生成された出力に基づき、１Ｄグレースケールプロファイルを自動生成すればよい。上掲のコンピュータサブシステム（群）を、こうして特定された１Ｄグレースケールプロファイルの勾配を捉えることで１Ｄ勾配プロファイルを自動生成するよう、構成すればよい。そして、最も強い１Ｄ勾配プロファイル内正勾配ピーク又は負勾配ピークを探索することで、縁位置を自動特定すればよい。言い換えれば、その１Ｄ勾配プロファイルにおけるピーク点を縁位置として選定すればよい。その上で、それら縁位置検出結果に基づき何らかの好適な要領で画像ベース中心線を特定すればよい。但し、縁の在処は、勾配プロファイルを用いるアルゴリズム以外の計測アルゴリズムでも特定可能である。
デザイン内パターン化フィーチャ及び間隙のデザインベース中心線は再現性よく特定できるし、出力内パターン化フィーチャ及び間隙の画像ベース中心線は概ね再現性よく特定できるであろうから、デザインベース仮想中心線及び画像ベース仮想中心線を用い、デザイン内パターン化フィーチャを出力内パターン化フィーチャに対し割と再現性よく整列させることができる。図１５〜図１７に、デザイン及び画像の一部分をなすパターン化フィーチャのデザインベース仮想中心線及び画像ベース仮想中心線をどのように用いればそのデザインをその画像に整列させられるかを示す。パターン化フィーチャ間間隙について特定されたデザインベース中心線及び画像ベース中心線に関しても同様の整列を実行することができる。加えて、図１５〜図１７について、それらの図に現るパターン化フィーチャのうちどれがどのパターニング工程にてウェハ上に印刷されたのかを考慮せず論じているが、こうした整列は、本願詳述の如く、フィーチャ単位で及び／又は一括して、またマルチパターニング工程プロセス中のある単一のパターニング工程にて形成された複数個のパターン化フィーチャを対象に、実行することができる。
図１５〜図１７にて整列されているデザインベース画像内心線及び画像ベース中心線は、図１３及び図１４を参照し上述した如く特定されたものである。例えば、図１５に示すデザインベース中心線１３０８、１３１０、１３１２及び１３１４は、それぞれ、パターン化フィーチャ１３００、１３０２、１３０４及び１３０６について上述の如く特定されたものである。加えて、図１６に示す画像ベース中心線１４０８、１４１０、１４１２及び１４１４は、それぞれ、パターン化フィーチャ１４００、１４０２、１４０４及び１４０６について上述の如く特定されたものである。
図１７に示すように、中心線１３０８及び１４０８の整列１７００によって、デザインにおける線１３００を出力における線１４００に再現性よく整列させることができる。また例えば、中心線１３１０及び１４１０の整列１７０２によって、デザインにおける線１３０２を出力における線１４０２に再現性よく整列させることができる。加えて、中心線１３１２及び１４１２の整列１７０４によって、デザインにおける線１３０４を出力における線１４０４に再現性よく整列させることができる。更に、中心線１３１４及び線１４１４の整列１７０６によって、デザインにおけるポリゴン１３０６を出力におけるポリゴン１４０６に再現性よく整列させることができる。
ある種の実施形態では、そのコンピュータサブシステム（群）が、画像内第１パターン化フィーチャ及び第１パターン化フィーチャ間間隙の画像ベース中心線それぞれの位置と、それに対応するデザインベース中心線の位置と、の間の付加的オフセットを特定するよう構成される；その付加的オフセットの特定に用いられる、対応するデザインベース中心線の位置は、上掲のデザイン丸ごと整列によって特定された第１パターン化フィーチャ向けデザインの位置を基準にして、特定されたものである。このように、そのコンピュータサブシステム（群）を、画像ベース中心線・デザインベース中心線間のｘ及び／又はｙオフセットを計測することによって、第１パターン化フィーチャ及び／又は第１パターン化フィーチャ間間隙に関し特定済のデザインベース中心線毎に、ｘ及び／又はｙ画像対デザイン整列オフセットを特定するよう、構成してもよい。例えば、それに対応する画像ベース中心線に整列するようデザインベース中心線をシフトさせたときのシフト量を以て、そのデザインベース中心線に係る付加的オフセットと特定すればよい。加えて、第１パターン化フィーチャ及び／又はそれらフィーチャ間の間隙に係る付加的オフセットを、フィーチャ単位で特定してもよい。言い換えれば、第１パターン化フィーチャ毎及び／又は第１パターン化フィーチャ間間隙毎に、別々の付加的オフセットが特定されてもよい。デザインベース中心線及び画像ベース中心線の整列は、本願記載の他の要領で実行してもよい。加えて、付加的オフセットを本願記載の他の要領で（例．整列達成のためデザインベース中心線をシフトさせた画素数に基づき、場合によってはその画素数に対応するウェハ上距離に基づき）特定してもよい。
上述の通り、画像対デザイン精細整列の実行に関わる諸ステップを、画像対デザイン粗整列を特定する諸ステップの後に実行した方がよい。その場合、第１パターン化フィーチャ及びそれらパターン化フィーチャ間の間隙に関し付加的オフセットを特定する際に、粗整列ステップの出力を精細整列ステップへの入力とすることができる。言い換えれば、精細整列ステップを実行するに当たり、粗整列結果をその整列の開始点として用いてもよい。即ち、デザインベース中心線及び画像ベース中心線を粗整列によりもたらされた整列結果上で重ね合わせた上で、それらデザインベース中心線及び画像ベース中心線を互いに整列させてもよい。このとき、第１パターン化フィーチャ及びそれらパターン化フィーチャ間の間隙に関し特定されるオフセットは、第１パターン化フィーチャを基準にしてデザインを丸ごと整列させることにより定まった位置（群）に基づき、特定されたものとなろう。言い換えれば、本願記載の如く粗整列中には第１パターン化フィーチャ向けデザインが合成シフトされないため、付加的オフセットの特定に用いられる第１パターン化フィーチャ（及びそれらフィーチャ間の間隙）の位置は非合成シフト後位置となる。
他の実施形態では、そのコンピュータサブシステム（群）が、画像内第２パターン化フィーチャ及び第２パターン化フィーチャ間間隙の画像ベース中心線それぞれの位置と、それに対応するデザインベース中心線の位置と、の間の他の付加的オフセットを特定するよう構成される；当該他の付加的オフセットを特定するのに用いられる、対応するデザインベース中心線の位置は、第２パターン化フィーチャ向けデザインのシフト後位置を基準にして特定されたものである。このように、そのコンピュータサブシステム（群）を、画像ベース中心線・デザインベース中心線間のｘ及び／又はｙオフセットを計測することによって、第２パターン化フィーチャ及び／又は第２パターン化フィーチャ間間隙に関し特定済のデザインベース中心線毎に、ｘ及び／又はｙ画像対デザイン整列オフセットを特定するよう、構成してもよい。例えば、それに対応する画像ベース中心線に整列するようデザインベース中心線をシフトさせたときのシフト量を以て、そのデザインベース中心線に係る付加的オフセットと特定すればよい。加えて、第２パターン化フィーチャ及び／又はそれらフィーチャ間の間隙に係る付加的オフセットを、フィーチャ単位で特定してもよい。言い換えれば、第２パターン化フィーチャ毎及び／又は第２パターン化フィーチャ間間隙毎に、別々の付加的オフセットが特定されてもよい。デザインベース中心線及び画像ベース中心線の整列は、本願記載の他の要領で実行してもよい。加えて、付加的オフセットを本願記載の他の要領で（例．整列達成のためデザインベース中心線をシフトさせた画素数に基づき、場合によってはその画素数に対応するウェハ上距離に基づき）特定してもよい。
上述の通り、画像対デザイン精細整列の実行に関わる諸ステップを、画像対デザイン粗整列を特定する諸ステップの後に実行した方がよい。その場合、第２パターン化フィーチャ及びそれらパターン化フィーチャ間の間隙に関し付加的オフセットを特定する際に、粗整列ステップの出力を精細整列ステップへの入力とすることができる。言い換えれば、精細整列ステップを実行するに当たり、粗整列結果をその整列の開始点として用いてもよい。即ち、デザインベース中心線及び画像ベース中心線を粗整列によりもたらされた整列結果上で重ね合わせた上で、それらデザインベース中心線及び画像ベース中心線を互いに整列させてもよい。このとき、第２パターン化フィーチャ及びそれらパターン化フィーチャ間の間隙に関し特定されるオフセットは、第２パターン化フィーチャ向けデザインのみを画像内第２パターン化フィーチャに整列させることにより特定されたシフト後位置（群）に基づき、特定されたものとなろう。言い換えれば、本願記載の如く粗整列中に第２パターン化フィーチャ向けデザインが合成シフトされるため、付加的オフセットの特定に用いられる第２パターン化フィーチャ（及びそれらフィーチャ間の間隙）の位置は合成シフト後位置となる。
更なる実施形態では、そのコンピュータサブシステム（群）が、第１パターン化フィーチャ及び第１パターン化フィーチャ間間隙の画像ベース中心線のうち２本以上と、それらに対応するデザインベース中心線との大域的整列を、当該２本以上の画像ベース中心線とそれらに対応するデザインベース中心線との間の付加的オフセットの大域的最小値を探索することによって実行するよう、構成される。例えば、任意な所与のマルチパターニング工程に関し、そのコンピュータサブシステム（群）が、当該所与のマルチパターニング工程で印刷された画像内フィーチャと、それに対応するデザイン内フィーチャと、の間の最適な大域的ｘ及び／又はｙ整列オフセットを（例．最小自乗法を用い）生成することで、画像複数本の画像ベース中心線及びデザインベース中心線間の画像内距離を最小化するようにしてもよい。このように、そのコンピュータサブシステム（群）を、画像内第１パターン化フィーチャ全てについてデザインベース中心線及び画像ベース中心線を整列させることにより、画像内第１パターン化フィーチャ全てを対象にした大域的整列を実行するよう、構成してもよい。即ち、上述の精細整列がフィーチャ単位で実行されるのと異なり、この精細整列は、その整列が実行されるパターニング工程に対応する複数個のパターン化フィーチャを対象にして、パターニング工程単位で実行される。上述した付加的オフセットの大域的最小値の探索は、何らかの好適な方法及び／又はシステムを用い実行すればよい。ひとたび大域的最小値が見つかれば、画像内第１パターン化フィーチャ及びそれに対応するデザイン内フィーチャ全てについて、中心線の大域的整列が達成されよう。このように、そのコンピュータサブシステム（群）を第１パターン化フィーチャ・デザイン間大域的精細整列向けに構成しうる。
更なる実施形態では、そのコンピュータサブシステム（群）が、大域的整列の実行結果に基づきオフセットを修正するよう構成される。例えば、粗整列結果に基づき特定されているオフセットを上述の大域的精細整列を踏まえ修正することができる。このように、そのコンピュータサブシステム（群）を、粗整列により特定された第１パターン化フィーチャの位置、即ち第１パターニング工程以外のマルチパターニング工程にて印刷された他のパターン化フィーチャに関し実行される他のステップで基準として用いられる位置が、第１パターン化フィーチャに関しもたらされた精細整列結果に基づき補正されるよう、構成すればよい。その上で、修正済のオフセットを本願記載の他ステップ（群）向けに用いればよい。このようにして、付加的な諸ステップにて用いられる基準がかなり小さなスケールで特定されるので、その基準を用いオーバレイ誤差をかなり小さなスケールで特定することができる。オフセットの修正は何らかの好適な要領で行えばよい（例．大域的整列実現のため実行された何らかのシフトを踏まえそのオフセットのｘ及び／又はｙ成分を調整すればよい）。
ある種の実施形態では、そのコンピュータサブシステム（群）が、第２パターン化フィーチャ及び第２パターン化フィーチャ間間隙の画像ベース中心線のうち２本以上と、それらに対応するデザインベース中心線と、の間の上掲の他の付加的オフセットについて大域的最小値を探索することで、第２パターン化フィーチャ及び第２パターン化フィーチャ間間隙の画像ベース中心線のうち２本以上と、それらに対応するデザインベース中心線と、の大域的整列を実行することにより、第２パターン化フィーチャ向けデザインに係る第２オフセットを特定するよう、構成される。例えば、上述の通り、任意な所与のマルチパターニング工程に関し、そのコンピュータサブシステム（群）が、当該所与のマルチパターニング工程で印刷された画像内フィーチャと、それに対応するデザイン内フィーチャと、の間の最適な大域的ｘ及び／又はｙ整列オフセットを（例．最小自乗法を用い）生成することで、複数本の画像ベース中心線及びデザインベース中心線間の画像内距離を最小化するようにしてもよい。このように、そのコンピュータサブシステム（群）を、画像内第２パターン化フィーチャ全てについてデザインベース中心線及び画像ベース中心線を整列させることにより、画像内第２パターン化フィーチャ全てを対象にした大域的整列を実行するよう、構成してもよい。即ち、上述の精細整列がフィーチャ単位で実行されるのと異なり、この精細整列は、その整列が実行されるパターニング工程に対応する複数個の画像内パターン化フィーチャを対象にして、パターニング工程単位で実行される。上述の付加的オフセットの大域的最小値の探索は、何らかの好適な方法及び／又はシステムを用い実行すればよい。ひとたび大域的最小値が見つかれば、画像内第２パターン化フィーチャ及びそれに対応するデザイン内フィーチャ全てについて、中心線の大域的整列が達成されよう。このように、そのコンピュータサブシステム（群）を、第２パターン化フィーチャ・デザイン間大域的精細整列向けに構成しうる。そして、第２オフセットを何らかの好適な要領で大域的精細整列の結果に基づき特定すればよい。
更なる諸実施形態では、上掲の１個又は複数個のコンピュータサブシステムが、上掲の修正済オフセットに第２オフセットを適用することで最終オフセットを特定するよう構成される；その最終オフセットは、ウェハ上の第１パターン化フィーチャと、そのウェハ上の第２パターン化フィーチャと、の間の精細な相対オーバレイ誤差と同値である。例えば、粗整列の結果に基づき特定されたオフセットであり第１パターン化フィーチャに関し実行された大域的精細整列により修正されたものを、第２パターン化フィーチャ及びそれらパターン化フィーチャ間の間隙に関し実行された大域的精細整列を踏まえ特定された、第２オフセットに基づき修正することができる。このように、そのコンピュータサブシステム（群）を、粗整列により特定されたオフセットが、第１パターン化フィーチャに関しもたらされた精細整列結果だけでなく、第２パターン化フィーチャに関しもたらされた精細整列結果も踏まえて補正されるよう、構成するとよい。言い換えれば、そのコンピュータサブシステム（群）により、複数個の層に亘るオーバレイシフトを、各層に係る画像対デザイン精細整列オフセットを用い特定すればよい。その上で、その最終オフセットを本願記載の他ステップ（群）にて用いればよい。オフセットの修正は何らかの好適な要領で行えばよい（例．修正済オフセットのｘ及び／又はｙ成分を第２オフセットのｘ及び／又はｙ成分に基づき調整すればよい）。
修正済オフセット及び第２オフセットが本願記載の精細整列ステップを用い特定されるため、最終オフセットがかなり小さなスケールで特定されうるので、その基準を用いオーバレイ誤差をかなり小さなスケールで特定することができる。このようにすることで、その精細相対オーバレイ誤差を“精細”なものとすること、即ち元々の相対オーバレイ誤差よりも精細なスケールで特定することができる。例えば、実施形態によっては、上掲の１個又は複数個のコンピュータサブシステムにて５ｎｍ以下なる精細な相対オーバレイ誤差を特定することができる。このように、本願記載の諸実施形態の長所の一つは、中心線を用いた自動的な画像対デザイン精細整列の使用により、かなり小さな（例．２ｎｍ〜５ｎｍなる）相対オーバレイ誤差の計測が可能になる点にある。
他の実施形態では、先に詳述した通り、ウェハのそのレベル上に第３パターニング工程で以て第３パターン化フィーチャが印刷される。そうした実施形態のうちあるものでは、そのコンピュータサブシステム（群）が、第３パターン化フィーチャ向けデザインのみを画像内第３パターン化フィーチャのみに整列させることによって、第３パターン化フィーチャ向けデザインのみを、第３パターン化フィーチャ向けデザインの位置であり上掲のデザイン丸ごと整列により特定された位置から、第３パターン化フィーチャ向けデザインのシフト後位置にシフトさせるよう、構成される。そのコンピュータサブシステム（群）は、本願詳述の如くこのステップを実行するよう構成すればよい。また、このステップを、他の何らかのパターニング工程で以てウェハ上に印刷された他の何らかのパターン化フィーチャ、例えば第４パターン化フィーチャ等々について実行してもよい。
この実施形態では、そのコンピュータサブシステム（群）が更に、第３パターン化フィーチャ向けデザインの位置と、第３パターン化フィーチャ向けデザインのシフト後位置と、の間のオフセットを特定するよう構成される；第３パターン化フィーチャに係るこのオフセットは、ウェハ上の第１パターン化フィーチャと、そのウェハ上の第３パターン化フィーチャと、の間の相対オーバレイ誤差と同値である。このステップは、そのコンピュータサブシステム（群）により本願詳述の如く実行すればよい。このオフセットについても本願にて詳述してある。
この実施形態では、そのコンピュータサブシステム（群）が更に、第３パターン化フィーチャに係るオフセットを、第１パターン化フィーチャ及び第１パターン化フィーチャ間間隙を対象に大域的整列を実行した結果に基づき修正するよう、構成される。第３パターン化フィーチャに係るオフセットの修正は、第２パターン化フィーチャに関し本願にて詳述した如く実行すればよい。また、このステップを、そのコンピュータサブシステム（群）により、他の何らかのパターニング工程にてウェハ上に印刷された他の何らかのパターン化フィーチャ、例えば第４パターン化フィーチャ等々について実行してもよい。
この実施形態では、そのコンピュータサブシステム（群）が、デザインベース中心線及び画像ベース中心線を、本願記載の如く、第３パターン化フィーチャ及び第３パターン化フィーチャ間間隙に関し特定するよう構成される。第３パターン化フィーチャ及びそれらフィーチャ間の間隙に係るデザインベース中心線及び画像ベース中心線の特定は、本願詳述の如く実行すればよい。また、これらのステップを、そのコンピュータサブシステム（群）により、他の何らかのパターニング工程にてウェハ上に印刷された他の何らかのパターン化フィーチャ、例えば第４パターン化フィーチャ等々について実行してもよい。
この実施形態では、そのコンピュータサブシステム（群）が、第３パターン化フィーチャの画像ベース中心線及び画像内の第３パターン化フィーチャ間間隙それぞれの位置と、それに対応するデザインベース中心線の位置と、の間の更なる付加的オフセットを特定するよう構成される；当該更なる付加的オフセットの特定に用いられる、対応するデザインベース中心線の位置は、第３パターン化フィーチャ向けデザインのシフト後位置を基準にして特定されたものである。当該更なる付加的オフセットの特定は、上掲の他の付加的オフセットの特定に関し本願にて詳述の如く実行すればよい。また、このステップを、そのコンピュータサブシステム（群）により、他の何らかのパターニング工程にてウェハ上に印刷された他の何らかのパターン化フィーチャ、例えば第４パターン化フィーチャ等々について実行してもよい。
この実施形態では、そのコンピュータサブシステム（群）が更に、第３パターン化フィーチャ及び第３パターン化フィーチャ間間隙の画像ベース中心線のうち２本以上と、それらに対応するデザインベース中心線と、の間の上掲の更なる付加的オフセットについて大域的最小値を探索することで、第３パターン化フィーチャ及び第３パターン化フィーチャ間間隙の画像ベース中心線のうち２本以上と、それらに対応するデザインベース中心線と、の大域的整列を実行することにより、第３パターン化フィーチャ向けデザインに係る第３オフセットを特定するよう、構成される。第３オフセットの特定は、第２オフセットの特定に関し本願にて詳述の如く実行すればよい。また、このステップを、そのコンピュータサブシステム（群）により、他の何らかのパターニング工程にてウェハ上に印刷された他の何らかのパターン化フィーチャ、例えば第４パターン化フィーチャ等々について実行してもよい。
この実施形態では、そのコンピュータサブシステム（群）が更に、第３パターン化フィーチャに係る上掲の修正されたオフセットに第３オフセットを適用することによって他の最終オフセットを特定するよう構成される；当該他の最終オフセットは、ウェハ上の第１パターン化フィーチャと、そのウェハ上の第３パターン化フィーチャと、の間の精細な相対オーバレイ誤差と同値である。当該他の最終オフセットの特定は、最終オフセットの特定に関し本願にて詳述の如く実行すればよい。また、このステップを、そのコンピュータサブシステム（群）により、他の何らかのパターニング工程にてウェハ上に印刷された他の何らかのパターン化フィーチャ、例えば第４パターン化フィーチャ等々について実行してもよい。更に、当該他の最終オフセットは本願記載の如く構成すればよい。
そうした実施形態のうちあるものでは、上掲の１個又は複数個のコンピュータサブシステムが、ウェハ上の第２パターン化フィーチャと、そのウェハ上の第３パターン化フィーチャと、の間の精細な相対オーバレイ誤差を、上掲の最終オフセット及び上掲の他の最終オフセットに基づき特定するよう構成される。例えば、パターニング工程のうち任意の２個の間の相対的ｘ／ｙオーバレイ誤差を（デザインを基準として用い）計測するには、そのコンピュータサブシステム（群）によって、それら２個のパターニング工程に関し上述の如く特定されたｘ／ｙ画像対デザイン整列オフセット間の差異を特定すればよい。例えば、（第１パターニング工程向けデザインを基準として用いた）第２パターニング工程・第３パターニング工程間精細相対オーバレイ誤差を、本願詳述の如く特定された、上掲の最終オフセットと上掲の他の最終オフセットとの間の差異に基づき、特定すればよい。このように、本願記載の諸実施形態によれば、マルチパターニング工程プロセスにて実行されたパターニング工程のうち任意の２個の間の精細相対オーバレイ誤差を特定することができる。この精細相対オーバレイ誤差は本願詳述の如く“精細”である。
ある種の実施形態では、第１及び第２パターン化フィーチャがウェハ上のダイに形成される。例えば、従来用いられていた方法及びシステムとは違い、本願記載の諸実施形態は、ウェハのスクライブライン上に形成された特殊なオーバレイターゲットに基づき実行する必要がない。それに代え、本願記載の諸実施形態を用いることで、ウェハ上のダイに形成されたあらゆる種類の複雑なパターンについてオーバレイ誤差を計測することができる。従って、本願記載の諸実施形態によれば、従来用いられていた方法及びシステムよりも正確に、実際のダイ内オーバレイ誤差を予測することが可能となろう。加えて、本願記載の諸実施形態によれば、有益なことに、マルチパターニング工程によるダイ内相対オーバレイ誤差の高スループット計測が実現される。
他の実施形態では、上掲の整列、シフト及び特定の実行対象となる第１及び第２パターン化フィーチャが、ユーザによって選択されないようにする。例えば、その実施形態で提供される比較的高速な自動機構によって、ウェハのあるレベル上に印刷されたマスクデザインのうち任意の２個の間のダイ内相対オーバレイ誤差を計測できること、またセットアップ中にユーザがダイ内のオーバレイ計測個所を選ばなくてもよいことが、本願記載の諸実施形態の長所の一つとなる。
更なる実施形態では、上掲の整列、シフト及び特定の実行対象となる第１及び第２パターン化フィーチャのうち幾つかが、ウェハ上のダイに形成された何らかのパターン化フィーチャとされる。ある種の実施形態では、上掲の整列、シフト及び特定の実行対象となる第１及び第２パターン化フィーチャが、第１及び第２パターン化フィーチャの仮想軸沿い対称性に基づき選別されないようにする。例えば、任意のダイ内個所を対象に相対オーバレイ誤差を計測できる点や、従来用いられていた方法及びシステムと異なり仮想ｘ軸又はｙ軸沿いパターン対称性のある個所しか選べないという制約がない点が、本願記載の諸実施形態の長所の一つとなる。加えて、本願記載の諸実施形態によれば、中心線を用いた自動的な画像対デザイン精細整列が可能であるため、どのような種類のダイ内パターン幾何形状についても、そのパターン幾何形状に何ら縛られることなく、かなり小さな（例．２ｎｍ〜５ｎｍオーダの）相対オーバレイ誤差を計測することができる。
もう一つの実施形態は、マルチパターニング工程プロセスにてウェハ上に印刷されたデザインに備わる様々なパターン化フィーチャ間のオーバレイ誤差を特定するコンピュータ実施方法に関するものである。本方法は本願記載の整列、シフト及び特定を有する。
本方法の各ステップは、本願詳述の如く実行すればよい。また、本方法は、本願記載の出力取得サブシステム及び／又はコンピュータサブシステム（群）若しくはシステム（群）にて実行可能な他のあらゆるステップ（群）を有するものとすることができる。上掲の整列ステップ、シフトステップ及び特定ステップを実行する１個又は複数個のコンピュータシステムは、本願記載の諸実施形態のうちいずれかに従い構成すればよい。加えて、上述の方法は本願に記載されているシステム実施形態のいずれにより実行してもよい。
更に他の実施形態は、コンピュータシステム上で実行可能なプログラム命令が格納された非一時的コンピュータ可読媒体、特にマルチパターニング工程プロセスにてウェハ上に印刷されたデザインに備わる様々なパターン化フィーチャ間のオーバレイ誤差を特定するコンピュータ実施方法を実行させるためのそれに関するものである。図１８に、そうした実施形態の一つを示す。とりわけ、図１８に示す非一時的コンピュータ可読媒体１８００内には、コンピュータシステム１８０４上で実行可能なプログラム命令１８０２がある。当該コンピュータ実施方法は、本願記載のいずれの方法（群）のいずれのステップ（群）を有していてもよい。
プログラム命令１８０２は方法例えば本願詳述の方法を実施するためのものであり、コンピュータ可読媒体１８００上への格納が可能である。そのコンピュータ可読媒体は格納媒体、例えば磁気ディスク、光ディスク、磁気テープ、或いは他の好適で本件技術分野にて既知な非一時的コンピュータ可読媒体としうる。
それらプログラム命令は多々ある手法のいずれで実現してもよく、その例としては、就中、手続きベース技術、コンポーネントベース技術及び／又はオブジェクト指向技術がある。例えば、それらプログラム命令の実現には、ＡｃｔｉｖｅＸ（登録商標）コントロール、Ｃ＋＋オブジェクト、ＪａｖａＢｅａｎｓ（登録商標）、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ（登録商標）ＦｏｕｎｄａｔｉｏｎＣｌａｓｓｅｓ（“ＭＦＣ”）、ＳＳＥ（Ｓｔｒｅａｍｉｎｇ ＳＩＭＤ Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ）その他の技術又は方法論を都合に応じ用いうる。
コンピュータシステム１８０４は本願記載の諸実施形態のうちいずれかに従い構成すればよい。
本発明の諸態様への更なる修正やその代替的諸実施形態については、いわゆる当業者なら以上の記述から明察できよう。例えば、マルチパターニング工程プロセスにてウェハ上に印刷されたデザインに備わる様々なパターン化フィーチャ間のオーバレイ誤差を特定する方法及びシステムが提供される。従って、以上の記述は専ら例証として解釈されるべきであり、その役目は、本発明の一般的実行要領をいわゆる当業者に教示することにある。ご理解頂けるように、本願にて図示及び記述した本発明の諸形態は現段階で好適な諸実施形態として捉えられるべきものである。構成要素や素材を本願にて図示及び記述したそれに置き換えてもよく、部品及びプロセスの順序を入れ替えてもよく、また本発明の特徴のうちある種のものを独立して利用してもよいのであり、いわゆる当業者であれば、本発明についての以上の記述から酌むことでそれらをいずれも明察できよう。本願記載の諸要素には、本発明の技術的範囲及び神髄であり別項の特許請求の範囲に記載されているそれから離隔せずに変更を施せる。

Claims (20)

  1. マルチパターニング工程プロセスにてウェハ上に印刷されたデザインに備わる様々なパターン化フィーチャ間のオーバレイ誤差を特定するよう構成されたシステムであって、
    少なくともエネルギ源及び検出器を有する出力取得サブシステムであり、ウェハに向かうエネルギを生成するようそのエネルギ源が構成されており、そのウェハから来るエネルギを検出し検出したエネルギに応じ出力を生成するようその検出器が構成されており、且つ第１、第２及び第３パターン化フィーチャがそれぞれ第１、第２及び第３パターニング工程で以てそのウェハのあるレベル上に印刷されている出力取得サブシステムと、
    １個又は複数個のコンピュータサブシステムと、
    を備え、上記１個又は複数個のコンピュータサブシステムが、
    画像内の第１パターン化フィーチャを基準にして第１パターン化フィーチャ向けデザインを整列させることで第１パターン化フィーチャを基準にして上記レベル向けのデザインを丸ごと整列させることにより、上記ウェハの上記レベル向けのデザインをそのウェハに係り上記出力から生成される画像に整列させ、
    第２パターン化フィーチャ向けデザインのみを上記画像内の第２パターン化フィーチャのみに整列させることにより、第２パターン化フィーチャ向けデザインのみを、第２パターン化フィーチャ向けデザインの位置であり上記デザイン丸ごと整列によって定まった位置から、第２パターン化フィーチャ向けデザインのシフト後位置へとシフトさせ、
    第２パターン化フィーチャ向けデザインの位置と第２パターン化フィーチャ向けデザインのシフト後位置との間のオフセットであり、上記ウェハ上の第１パターン化フィーチャとそのウェハ上の第２パターン化フィーチャとの間の相対オーバレイ誤差に等しいオフセットを特定し、
    第３パターン化フィーチャ向けデザインのみを上記画像内の第３パターン化フィーチャのみに整列させることにより、第３パターン化フィーチャ向けデザインのみを、第３パターン化フィーチャ向けデザインの位置であり上記デザイン丸ごと整列によって定まった位置から、第３パターン化フィーチャ向けデザインのシフト後位置へとシフトさせ、
    第３パターン化フィーチャ向けデザインの位置と第３パターン化フィーチャ向けデザインのシフト後位置との間のオフセットであり、上記ウェハ上の第１パターン化フィーチャとそのウェハ上の第３パターン化フィーチャとの間の相対オーバレイ誤差に等しいオフセットを、第３パターン化フィーチャに関し特定し、
    上記ウェハ上の第２パターン化フィーチャとそのウェハ上の第３パターン化フィーチャとの間の相対オーバレイ誤差を、第２パターン化フィーチャに関し特定されたオフセット及び第３パターン化フィーチャに関し特定されたオフセットに基づき、特定するよう構成されている、
    システム。
  2. マルチパターニング工程プロセスにてウェハ上に印刷されたデザインに備わる様々なパターン化フィーチャ間のオーバレイ誤差を特定するよう構成されたシステムであって、
    少なくともエネルギ源及び検出器を有する出力取得サブシステムであり、ウェハに向かうエネルギを生成するようそのエネルギ源が構成されており、そのウェハから来るエネルギを検出し検出したエネルギに応じ出力を生成するようその検出器が構成されており、且つ第１及び第２パターン化フィーチャがそれぞれ第１及び第２パターニング工程で以てそのウェハのあるレベル上に印刷されている出力取得サブシステムと、
    １個又は複数個のコンピュータサブシステムと、
    を備え、上記１個又は複数個のコンピュータサブシステムが、
    画像内の第１パターン化フィーチャを基準にして第１パターン化フィーチャ向けデザインを整列させることで第１パターン化フィーチャを基準にして上記レベル向けのデザインを丸ごと整列させることにより、上記ウェハの上記レベル向けのデザインをそのウェハに係り上記出力から生成される画像に整列させ、
    第２パターン化フィーチャ向けデザインのみを上記画像内の第２パターン化フィーチャのみに整列させることにより、第２パターン化フィーチャ向けデザインのみを、第２パターン化フィーチャ向けデザインの位置であり上記デザイン丸ごと整列によって定まった位置から、第２パターン化フィーチャ向けデザインのシフト後位置へとシフトさせ、
    第２パターン化フィーチャ向けデザインの位置と第２パターン化フィーチャ向けデザインのシフト後位置との間のオフセットであり、上記ウェハ上の第１パターン化フィーチャとそのウェハ上の第２パターン化フィーチャとの間の相対オーバレイ誤差に等しいオフセットを特定し、
    上記デザイン内の第１及び第２パターン化フィーチャのデザインベース中心線と、そのデザイン内の第１パターン化フィーチャ間間隙及び第２パターン化フィーチャ間間隙のデザインベース中心線と、を特定し、
    上記画像内の第１及び第２パターン化フィーチャの画像ベース中心線と、その画像内の第１パターン化フィーチャ間間隙及び第２パターン化フィーチャ間間隙の画像ベース中心線と、を特定し、
    上記画像内の第１パターン化フィーチャ及び第１パターン化フィーチャ間間隙の画像ベース中心線それぞれの位置と、それに対応するデザインベース中心線の位置と、の間の付加的オフセットを特定するよう構成されており、その付加的オフセットを特定するのに用いられる当該対応するデザインベース中心線の位置が、上記デザイン丸ごと整列によって特定された第１パターン化フィーチャ向けデザインの位置を基準にして特定されたものである、
    システム。
  3. 請求項２記載のシステムであって、上記１個又は複数個のコンピュータサブシステムが、更に、上記画像内の第２パターン化フィーチャ及び第２パターン化フィーチャ間間隙の画像ベース中心線それぞれの位置と、それに対応するデザインベース中心線の位置と、の間の他の付加的オフセットを特定するよう構成されており、当該他の付加的オフセットを特定するのに用いられる当該対応するデザインベース中心線の位置が、第２パターン化フィーチャ向けデザインのシフト後位置を基準にして特定されたものであるシステム。
  4. 請求項３記載のシステムであって、上記１個又は複数個のコンピュータサブシステムが、更に、第１パターン化フィーチャ及び第１パターン化フィーチャ間間隙の画像ベース中心線のうち２本以上と、それらに対応するデザインベース中心線と、の間の大域的整列を、当該２本以上の画像ベース中心線と、それらに対応するデザインベース中心線と、の間の上記付加的オフセットの大域的最小値を探索することによって実行するよう、構成されているシステム。
  5. 請求項４記載のシステムであって、上記１個又は複数個のコンピュータサブシステムが、更に、上記大域的整列を実行した結果に基づきオフセットを修正するよう構成されているシステム。
  6. 請求項５記載のシステムであって、上記１個又は複数個のコンピュータサブシステムが、更に、第２パターン化フィーチャ及び第２パターン化フィーチャ間間隙の画像ベース中心線のうち２本以上と、それらに対応するデザインベース中心線と、の間の上記他の付加的オフセットの大域的最小値を探索することで、第２パターン化フィーチャ及び第２パターン化フィーチャ間間隙の画像ベース中心線のうち２本以上と、それらに対応するデザインベース中心線と、の大域的整列を実行することにより、第２パターン化フィーチャ向けデザインに係る第２オフセットを特定するよう、構成されているシステム。
  7. 請求項６記載のシステムであって、上記１個又は複数個のコンピュータサブシステムが、更に、上記修正されたオフセットに第２オフセットを適用することで最終オフセット、即ち上記ウェハ上の第１パターン化フィーチャとそのウェハ上の第２パターン化フィーチャとの間の精細な相対オーバレイ誤差に等しい最終オフセットを特定するよう、構成されているシステム。
  8. 請求項７記載のシステムであって、上記１個又は複数個のコンピュータサブシステムにて５ｎｍ以下の精細な相対オーバレイ誤差を特定可能なシステム。
  9. 請求項７記載のシステムであって、第３パターン化フィーチャが第３パターニング工程で以て上記ウェハの上記レベル上に印刷されており、上記１個又は複数個のコンピュータサブシステムが、更に、
    第３パターン化フィーチャ向けデザインのみを上記画像内の第３パターン化フィーチャのみに整列させることにより、第３パターン化フィーチャ向けデザインのみを、第３パターン化フィーチャ向けデザインの位置であり上記デザイン丸ごと整列により定まった位置から、第３パターン化フィーチャ向けデザインのシフト後位置にシフトさせ、
    第３パターン化フィーチャ向けデザインの位置と第３パターン化フィーチャ向けデザインのシフト後位置との間のオフセットであり、上記ウェハ上の第１パターン化フィーチャとそのウェハ上の第３パターン化フィーチャとの間の相対オーバレイ誤差に等しいオフセットを、第３パターン化フィーチャに関し特定し、
    第３パターン化フィーチャに係るオフセットを、第１パターン化フィーチャ及び第１パターン化フィーチャ間間隙に関し大域的整列を実行した結果に基づき修正し、
    デザインベース中心線の上記特定及び画像ベース中心線の上記特定を第３パターン化フィーチャ及び第３パターン化フィーチャ間間隙に関し実行し、
    上記画像内の第３パターン化フィーチャ及び第３パターン化フィーチャ間間隙の画像ベース中心線それぞれの位置と、それに対応するデザインベース中心線の位置と、の間の更なる付加的オフセットを特定し、当該更なる付加的オフセットの特定に用いられる当該対応するデザインベース中心線の位置が、第３パターン化フィーチャ向けデザインのシフト後位置を基準に特定されたものであり、
    第３パターン化フィーチャ及び第３パターン化フィーチャ間間隙の画像ベース中心線のうち２本以上とそれらに対応するデザインベース中心線との間の上記更なる付加的オフセットについて大域的最小値を探索することで、第３パターン化フィーチャ及び第３パターン化フィーチャ間間隙の画像ベース中心線のうち２本以上とそれらに対応するデザインベース中心線の大域的整列を実行することにより、第３パターン化フィーチャ向けデザインに係る第３オフセットを特定し、
    第３パターン化フィーチャに係る上記修正されたオフセットに第３オフセットを適用することによって他の最終オフセット、即ち上記ウェハ上の第１パターン化フィーチャとそのウェハ上の第３パターン化フィーチャとの間の精細な相対オーバレイ誤差に等しい他の最終オフセットを特定する、
    よう構成されているシステム。
  10. 請求項９記載のシステムであって、上記１個又は複数個のコンピュータサブシステムが、更に、上記ウェハ上の第２パターン化フィーチャと、そのウェハ上の第３パターン化フィーチャと、の間の精細な相対オーバレイ誤差を、上記最終オフセット及び上記他の最終オフセットに基づき特定するよう構成されているシステム。
  11. 請求項１記載のシステムであって、第１及び第２パターン化フィーチャが上記ウェハ上のダイに形成されているシステム。
  12. 請求項１記載のシステムであって、上記整列、上記シフト及び上記特定が実行される第１及び第２パターン化フィーチャがユーザによって選択されないシステム。
  13. 請求項１記載のシステムであって、上記整列、上記シフト及び上記特定が実行される第１及び第２パターン化フィーチャが第１及び第２パターン化フィーチャの仮想軸沿い対称性に基づき選別されないシステム。
  14. 請求項１記載のシステムであって、上記整列、上記シフト及び上記特定が実行される第１及び第２パターン化フィーチャがウェハ上のダイに形成された全てのパターン化フィーチャであるシステム。
  15. 請求項１記載のシステムであって、上記ウェハに向かうエネルギが光で構成され、そのウェハから検出されるエネルギが光で構成されるシステム。
  16. 請求項１記載のシステムであって、上記ウェハに向かうエネルギが電子で構成され、そのウェハから検出されるエネルギが電子で構成されるシステム。
  17. コンピュータシステム上で実行可能なプログラム命令が格納された非一時的コンピュータ可読媒体、特にマルチパターニング工程プロセスにてウェハ上に印刷されたデザインに備わる様々なパターン化フィーチャ間のオーバレイ誤差を特定するコンピュータ実施方法を実行するための非一時的コンピュータ可読媒体であり、そのコンピュータ実施方法が、
    ウェハのあるレベル向けのデザインをそのウェハに係る画像に整列させるステップであり、その画像が少なくともエネルギ源及び検出器を有する出力取得システムにより生成されたものであり、ウェハに向かうエネルギを生成するようそのエネルギ源が構成されており、そのウェハから来るエネルギを検出し検出したエネルギに応じ出力を生成するようその検出器が構成されており、第１、第２及び第３パターン化フィーチャがそれぞれ第１、第２及び第３パターニング工程で以てそのウェハのそのレベル上に印刷されており、
    且つ、
    上記整列において第１パターン化フィーチャ向けデザインを上記画像内の第１パターン化フィーチャに整列させることで第１パターン化フィーチャを基準にしてそのレベル向けのデザインを丸ごと整列させるステップと、
    第２パターン化フィーチャ向けデザインのみを上記画像内の第２パターン化フィーチャのみに整列させることで、第２パターン化フィーチャ向けデザインのみを、第２パターン化フィーチャ向けデザインの位置であり上記デザイン丸ごと整列によって定まった位置から、第２パターン化フィーチャ向けデザインのシフト後位置へとシフトさせるステップと、
    第２パターン化フィーチャ向けデザインの位置と第２パターン化フィーチャ向けデザインのシフト後位置との間のオフセットであり、上記ウェハ上の第１パターン化フィーチャとそのウェハ上の第２パターン化フィーチャとの間の相対オーバレイ誤差に等しいオフセットを特定するステップと、
    第３パターン化フィーチャ向けデザインのみを上記画像内の第３パターン化フィーチャのみに整列させることにより、第３パターン化フィーチャ向けデザインのみを、第３パターン化フィーチャ向けデザインの位置であり上記デザイン丸ごと整列によって定まった位置から、第３パターン化フィーチャ向けデザインのシフト後位置へとシフトさせるステップと、
    第３パターン化フィーチャ向けデザインの位置と第３パターン化フィーチャ向けデザインのシフト後位置との間のオフセットであり、上記ウェハ上の第１パターン化フィーチャとそのウェハ上の第３パターン化フィーチャとの間の相対オーバレイ誤差に等しいオフセットを、第３パターン化フィーチャに関し特定するステップと、
    上記ウェハ上の第２パターン化フィーチャとそのウェハ上の第３パターン化フィーチャとの間の相対オーバレイ誤差を、第２パターン化フィーチャに関し特定されたオフセット及び第３パターン化フィーチャに関し特定されたオフセットに基づき、特定するステップと、
    を有し、上記整列、上記シフト及び上記特定が上記コンピュータシステムにより実行される非一時的コンピュータ可読媒体。
  18. コンピュータシステム上で実行可能なプログラム命令が格納された非一時的コンピュータ可読媒体、特にマルチパターニング工程プロセスにてウェハ上に印刷されたデザインに備わる様々なパターン化フィーチャ間のオーバレイ誤差を特定するコンピュータ実施方法を実行するための非一時的コンピュータ可読媒体であり、そのコンピュータ実施方法が、
    ウェハのあるレベル向けのデザインをそのウェハに係る画像に整列させるステップであり、その画像が少なくともエネルギ源及び検出器を有する出力取得システムにより生成されたものであり、ウェハに向かうエネルギを生成するようそのエネルギ源が構成されており、そのウェハから来るエネルギを検出し検出したエネルギに応じ出力を生成するようその検出器が構成されており、第１及び第２パターン化フィーチャがそれぞれ第１及び第２パターニング工程で以てそのウェハのそのレベル上に印刷されており、
    且つ、
    上記整列において第１パターン化フィーチャ向けデザインを上記画像内の第１パターン化フィーチャに整列させることで第１パターン化フィーチャを基準にしてそのレベル向けのデザインを丸ごと整列させるステップと、
    第２パターン化フィーチャ向けデザインのみを上記画像内の第２パターン化フィーチャのみに整列させることで、第２パターン化フィーチャ向けデザインのみを、第２パターン化フィーチャ向けデザインの位置であり上記デザイン丸ごと整列によって定まった位置から、第２パターン化フィーチャ向けデザインのシフト後位置へとシフトさせるステップと、
    第２パターン化フィーチャ向けデザインの位置と第２パターン化フィーチャ向けデザインのシフト後位置との間のオフセットであり、上記ウェハ上の第１パターン化フィーチャとそのウェハ上の第２パターン化フィーチャとの間の相対オーバレイ誤差に等しいオフセットを特定するステップと、
    上記デザイン内の第１及び第２パターン化フィーチャのデザインベース中心線と、そのデザイン内の第１パターン化フィーチャ間間隙及び第２パターン化フィーチャ間間隙のデザインベース中心線と、を特定するステップと、
    上記画像内の第１及び第２パターン化フィーチャの画像ベース中心線と、その画像内の第１パターン化フィーチャ間間隙及び第２パターン化フィーチャ間間隙の画像ベース中心線と、を特定するステップと、
    上記画像内の第１パターン化フィーチャ及び第１パターン化フィーチャ間間隙の画像ベース中心線それぞれの位置と、それに対応するデザインベース中心線の位置と、の間の付加的オフセットを特定するステップであって、その付加的オフセットを特定するのに用いられる当該対応するデザインベース中心線の位置が、上記デザイン丸ごと整列によって特定された第１パターン化フィーチャ向けデザインの位置を基準にして特定されたものであるステップと、
    を有し、上記整列、上記シフト及び上記特定が上記コンピュータシステムにより実行される非一時的コンピュータ可読媒体。
  19. マルチパターニング工程プロセスにてウェハ上に印刷されたデザインに備わる様々なパターン化フィーチャ間のオーバレイ誤差を特定するコンピュータ実施方法であって、
    ウェハのあるレベル向けのデザインをそのウェハに係る画像に整列させるステップであり、その画像が少なくともエネルギ源及び検出器を有する出力取得システムにより生成されたものであり、ウェハに向かうエネルギを生成するようそのエネルギ源が構成されており、そのウェハから来るエネルギを検出し検出したエネルギに応じ出力を生成するようその検出器が構成されており、第１、第２及び第３パターン化フィーチャがそれぞれ第１、第２及び第３パターニング工程で以てそのウェハのそのレベル上に印刷されており、
    且つ、
    上記整列において第１パターン化フィーチャ向けデザインを上記画像内の第１パターン化フィーチャに整列させることで第１パターン化フィーチャを基準にしてそのレベル向けのデザインを丸ごと整列させるステップと、
    第２パターン化フィーチャ向けデザインのみを上記画像内の第２パターン化フィーチャのみに整列させることで、第２パターン化フィーチャ向けデザインのみを、第２パターン化フィーチャ向けデザインの位置であり上記デザイン丸ごと整列によって定まった位置から、第２パターン化フィーチャ向けデザインのシフト後位置へとシフトさせるステップと、
    第２パターン化フィーチャ向けデザインの位置と第２パターン化フィーチャ向けデザインのシフト後位置との間のオフセットであり、上記ウェハ上の第１パターン化フィーチャとそのウェハ上の第２パターン化フィーチャとの間の相対オーバレイ誤差に等しいオフセットを特定するステップと、
    第３パターン化フィーチャ向けデザインのみを上記画像内の第３パターン化フィーチャのみに整列させることにより、第３パターン化フィーチャ向けデザインのみを、第３パターン化フィーチャ向けデザインの位置であり上記デザイン丸ごと整列によって定まった位置から、第３パターン化フィーチャ向けデザインのシフト後位置へとシフトさせるステップと、
    第３パターン化フィーチャ向けデザインの位置と第３パターン化フィーチャ向けデザインのシフト後位置との間のオフセットであり、上記ウェハ上の第１パターン化フィーチャとそのウェハ上の第３パターン化フィーチャとの間の相対オーバレイ誤差に等しいオフセットを、第３パターン化フィーチャに関し特定するステップと、
    上記ウェハ上の第２パターン化フィーチャとそのウェハ上の第３パターン化フィーチャとの間の相対オーバレイ誤差を、第２パターン化フィーチャに関し特定されたオフセット及び第３パターン化フィーチャに関し特定されたオフセットに基づき、特定するステップと、
    を有し、上記整列、上記シフト及び上記特定が１個又は複数個のコンピュータシステムにより実行されるコンピュータ実施方法。
  20. マルチパターニング工程プロセスにてウェハ上に印刷されたデザインに備わる様々なパターン化フィーチャ間のオーバレイ誤差を特定するコンピュータ実施方法であって、
    ウェハのあるレベル向けのデザインをそのウェハに係る画像に整列させるステップであり、その画像が少なくともエネルギ源及び検出器を有する出力取得システムにより生成されたものであり、ウェハに向かうエネルギを生成するようそのエネルギ源が構成されており、そのウェハから来るエネルギを検出し検出したエネルギに応じ出力を生成するようその検出器が構成されており、第１及び第２パターン化フィーチャがそれぞれ第１及び第２パターニング工程で以てそのウェハのそのレベル上に印刷されており、且つ上記整列において第１パターン化フィーチャ向けデザインを上記画像内の第１パターン化フィーチャに整列させることで第１パターン化フィーチャを基準にしてそのレベル向けのデザインを丸ごと整列させるステップと、
    第２パターン化フィーチャ向けデザインのみを上記画像内の第２パターン化フィーチャのみに整列させることで、第２パターン化フィーチャ向けデザインのみを、第２パターン化フィーチャ向けデザインの位置であり上記デザイン丸ごと整列によって定まった位置から、第２パターン化フィーチャ向けデザインのシフト後位置へとシフトさせるステップと、
    第２パターン化フィーチャ向けデザインの位置と第２パターン化フィーチャ向けデザインのシフト後位置との間のオフセットであり、上記ウェハ上の第１パターン化フィーチャとそのウェハ上の第２パターン化フィーチャとの間の相対オーバレイ誤差に等しいオフセットを特定するステップと、
    上記デザイン内の第１及び第２パターン化フィーチャのデザインベース中心線と、そのデザイン内の第１パターン化フィーチャ間間隙及び第２パターン化フィーチャ間間隙のデザインベース中心線と、を特定するステップと、
    上記画像内の第１及び第２パターン化フィーチャの画像ベース中心線と、その画像内の第１パターン化フィーチャ間間隙及び第２パターン化フィーチャ間間隙の画像ベース中心線と、を特定するステップと、
    上記画像内の第１パターン化フィーチャ及び第１パターン化フィーチャ間間隙の画像ベース中心線それぞれの位置と、それに対応するデザインベース中心線の位置と、の間の付加的オフセットを特定するステップであって、その付加的オフセットを特定するのに用いられる当該対応するデザインベース中心線の位置が、上記デザイン丸ごと整列によって特定された第１パターン化フィーチャ向けデザインの位置を基準にして特定されたものであるステップと、
    を有し、上記整列、上記シフト及び上記特定が１個又は複数個のコンピュータシステムにより実行されるコンピュータ実施方法。
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