JP7288974B2 - リソグラフィプロセスのサブフィールド制御および関連する装置 - Google Patents

Description

［関連出願へのクロスリファレンス］
本出願は、2019年4月4日に出願された欧州出願19167211.2号、2019年5月3日に出願された欧州出願19172479.8号、2019年5月28日に出願された欧州出願19177106.2号、2019年8月20日に出願された欧州出願19192433.1号の優先権を主張し、その全体が参照により本書に援用される。

［技術分野］
本発明は、リソグラフィプロセスにおいて基板にパターンを適用するための、および／または、前記パターンを測定するための方法および装置に関する。

リソグラフィ装置は、基板（通常は基板のターゲット部分）上に、所望のパターンを適用する装置である。リソグラフィ装置は例えば集積回路（ＩＣ）の製造に使用されうる。その場合、ＩＣの個々の層上に形成される回路パターンを生成するために、マスクまたはレチクルとも呼ばれるパターニングデバイスが使用されてもよい。このパターンは、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、ダイの部分、一つのダイ、複数のダイのいずれかを備える）上に転写されうる。パターンの転写は、典型的には、基板上に形成された放射感応性材料（レジスト）の層に光を照明することで行われる。パターンの転写は、典型的には、基板上に提供される放射感応性材料（レジスト）の層上への結像による。一般的に、単一の基板は、順次パターン形成される隣接したターゲット部分のネットワークを含む。既知のリソグラフィ装置は、ターゲット部分上に全体パターンを一度に露光することによって各ターゲット部分が照明されるいわゆるステッパ、および、放射ビームを通じて所定の方向（「スキャン」方向）にパターンをスキャンすると同時に、この方向に平行または非平行に基板をスキャンすることによって各ターゲット部分が照明されるいわゆるスキャナを含む。基板上にパターンをインプリントすることによって、パターニングデバイスから基板にパターンを転写することも可能である。

リソグラフィプロセスをモニタリングするために、パターン形成された基板のパラメータが測定される。パラメータは、例えば、パターン形成された基板の中または上に形成された連続する層の間のオーバーレイ誤差や、現像された感光性レジストの臨界線幅 （ＣＤ）を含んでもよい。この測定は、製品基板および／または専用の計測ターゲットについて実行されてもよい。走査電子顕微鏡および様々な特殊なツールの使用を含め、リソグラフィプロセスにおいて形成される微細構造の測定を行うための様々な技術がある。高速かつ非侵襲的な特殊な検査ツールの形態は、基板の表面上のターゲット上に放射のビームが向けられ、散乱または反射されたビームの特性が測定されるスキャトロメータである。スキャトロメータの二つの主なタイプが知られている。分光スキャトロメータは、広帯域の放射ビームを基板上に向け、特定の狭い角度範囲に散乱された放射のスペクトル（波長の関数としての強度）を測定する。角度分解スキャトロメータは、単色の放射ビームを使用し、角度の関数としての散乱線の強度を測定する。

既知のスキャトロメータの例は、US2006033921A1およびUS2010201963A1に記載されたタイプの角度分解スキャトロメータを含む。このようなスキャトロメータによって使用されるターゲットは例えば40μm四方と比較的大きく、格子および測定ビームは格子より小さいスポットを生成する（すなわち、格子が充填不足になっている）。再構成によるフィーチャ形状の測定に加えて、公開された特許出願US2006066855A1に記載されているように、回折に基づくオーバーレイがこのような装置を使用して測定されうる。回折次数のダークフィールドイメージングを使用する回折に基づくオーバーレイ計測は、より小さいターゲットについてのオーバーレイ測定を可能にする。ダークフィールドイメージング計測の例は、国際特許出願WO2009/078708およびWO2009/106279に開示されており、これらの全体が参照により本書に援用される。公開された特許公報US20110027704A、US20110043791A、US2011102753A1、US20120044470A、US20120123581A、US20130258310A、US20130271740A、WO2013178422A1に更なる技術開発が記載されている。これらのターゲットは、照明スポットより小さくてもよく、ウェーハ上の製品構造によって囲まれていてもよい。複合格子ターゲットを使用すれば、複数の格子が一回の結像で測定されうる。これらの全ての出願の内容も参照により本書に援用される。

現在、オーバーレイ誤差は、例えばUS2013230797A1に記載されている補正モデルによって制御および補正されている。近年、高度なプロセス制御技術が導入されており、適用されたデバイスパターンに沿って基板に適用された計測ターゲットの測定を使用する。これらのターゲットは、スキャトロメータ等の高スループット検査装置を使用してオーバーレイが測定されることを許容し、次の基板にパターン形成する時にリソグラフィ装置内にフィードバックされる補正を生成するために、測定は使用されうる。高度なプロセス制御（APC）の例は例えばUS2012008127A1に記載されている。検査装置はリソグラフィ装置と異なってもよい。リソグラフィ装置内におけるウェーハ補正モデルは、従来、基板上に提供されたオーバーレイターゲットの測定に基づいて適用され、測定は全てのパターン形成動作の予備的ステップである。現在の補正モデルは、ウェーハの非線型歪みを補正するための高次モデルを含む。補正モデルは、パターニング動作中の熱的変形等の他の測定および／または計算された効果を考慮するように拡張されてもよい。

高次モデルの使用はより多くの効果を考慮できてもよいが、パターニング装置自体がパターン形成動作中に対応するパラメータの制御を提供しない場合、このようなモデルは使途が限定されたものでもよい。更に、高度な補正モデルでさえ、特定のオーバーレイ誤差を補正するために、十分ではない、または、最適化されていないこともありえる。

このようなプロセス制御方法を改良するのが望ましい。

高次オーバーレイ誤差の制御に加えて、リソグラフィ装置によって使用される制御プロファイルが、潜在的にパターン再現度（例えば幾何学的正確性）を悪化させる望ましくない動的効果をもたらさないか否かを検証するのも望ましい。パターニング動作の幾何学的正確性を担保することを目的とする追加的な制御方法を提供することが発明の主題である。

発明の第１態様では、露光フィールド上にパターンを露光するためのリソグラフィプロセスを制御するための方法が提供される。この方法は、第１層のための性能パラメータの露光フィールドのサブフィールドに亘る空間変動と関連する初期空間プロファイルを取得することと、初期空間プロファイルを、少なくとも、性能パラメータの空間変動を補正するためにリソグラフィ装置を制御するための第１要素空間プロファイル、および、性能パラメータの空間変動を補正するためにリソグラフィ装置または他の装置を制御するための第２要素空間プロファイルに分解することと、リソグラフィ装置を制御するための初期空間プロファイルの使用に基づく性能パラメータの空間変動の補正と比べて性能パラメータの空間変動のより良い補正を実現するために、第１および第２要素空間プロファイルを共に最適化することと、を備える。

発明の第２態様では、適切な装置で実行された時に第１態様の方法を実行可能なプログラム命令を備えるコンピュータプログラムが提供される。

発明の第３態様では、オーバーレイ補正プロファイルを決定するための方法が提供される。この方法は、露光フィールド内のサブフィールドに亘って第１層および第２層の間のオーバーレイ誤差プロファイルを取得することと、第１層のための第１オーバーレイ補正プロファイルおよび第２層のための第２オーバーレイ補正プロファイルを決定することと、を備える。第１および第２補正プロファイルは、併せてオーバーレイ誤差プロファイルをサブフィールドに亘って軽減し、第１層および第２層の両方に亘って所望の結像品質を実現するために共に最適化されている。

発明の第４態様では、オーバーレイ誤差補正を決定するための方法が提供される。この方法は、スキャン方向に沿って複数のサブフィールドに亘って広がるオーバーレイ誤差プロファイルを取得することと、複数のサブフィールドのうち少なくとも二つの隣接したサブフィールドに亘ってレチクル補正を決定することと、を備える。レチクル補正は、前記隣接したサブフィールドの間のオーバーレイ誤差プロファイルの連続性の所期の改善に基づく。

発明の第５態様では、ＡＰＣコントローラのためのＡＰＣ制御入力およびリソグラフィ装置のためのサブフィールド制御入力を提供する方法が提供される。この方法は、ａ）基板に亘って測定されたパラメータのフィンガープリントを取得すること、ｂ）フィンガープリントをグローバル要素およびサブフィールド要素に分解すること、ｃ）共に最適化された制御方針を決定するために、グローバル要素およびサブフィールド要素とリソグラフィ装置の制御特性を使用すること、ｄ）共に最適化された制御方針に基づいて、ＡＰＣ制御入力およびサブフィールド制御入力を決定すること、を備える。

発明の第６態様では、オーバーレイ誤差補正を決定するための方法が提供される。この方法は、複数のサブフィールドに亘って広がるオーバーレイ誤差プロファイルを取得することと、複数のサブフィールドのうち少なくとも二つの隣接したサブフィールドに亘ってレチクル補正を決定することと、を備える。レチクル補正は、前記隣接したサブフィールドの間のオーバーレイ誤差プロファイルの連続性の所期の改善に基づく。

発明の第７態様では、リソグラフィプロセスのために共に最適化されたグローバルおよびサブフィールド制御方針のための方法が提供される。この方法は、ａ）グローバルおよびダイ内測定データを取得すること、ｂ）ダイ内測定データをグローバル要素データおよびサブフィールド要素データに分解すること、ｃ）共に最適化された制御方針を決定するために、グローバル要素データ、サブフィールド要素データ、既知のスキャナ制御特性を使用すること、ｄ）共に最適化された制御方針に基づいて、グローバル制御入力およびサブフィールド制御入力を提供すること、を備える。

発明の第８態様では、基板上の半導体デバイスの製造と関連するプロセスを構成する方法が提供される。この方法は、パターン形成プロセスを使用して基板に提供されるフィーチャの寸法間の比率の所期の変動を決定することと、基板上の領域に亘って比率の所期の変動を少なくとも部分的に補正するために、パターン形成プロセスおよび／またはパターン形成プロセスにおいて使用されるパターニングデバイスを構成することと、を備える。

発明の第９態様では、パターン形成プロセスの対象である基板上の露光フィールドと関連するサンプリング方式を決定する方法が提供される。この方法は、パターン形成プロセス中のパターニングデバイスおよび基板の動作の間の同期誤差の時間依存性によるパターン寸法誤差および／またはパターン位置決め誤差の所期の分布を露光フィールドに亘って取得することと、パターン寸法および／またはパターン位置のサンプリング方式に従った測定を使用した所期の分布の特徴付けの所望の正確性に基づいてサンプリング方式を決定することと、を備える。

発明の第１０態様では、少なくともサブフィールドを備える基板上の露光フィールドにパターン形成するように構成されるリソグラフィ装置を制御するための方法が提供される。この方法は、基板上の第１層と関連する性能パラメータの露光フィールドの少なくともサブフィールドに亘る空間変動と関連する初期空間プロファイルを取得することと、初期空間プロファイルを、少なくとも、第１空間スケールでリソグラフィ装置を制御するための第１要素空間プロファイル、および、サブフィールドのサイズと関連する第２空間スケールでリソグラフィ装置を制御するための第２要素空間プロファイルに分解することと、を備える。分解することは、性能パラメータのサブフィールドに亘る空間変動の補正に基づいて、第１および第２要素空間プロファイルを共に最適化することを備える。

発明の更なる態様、フィーチャ、利点、および、発明の様々な実施形態の構造および動作は、図面を参照して以下で詳細に記載されている。発明は、ここで記載される特定の実施形態に限定されない。このような実施形態は、例示のみを目的として提示される。追加的な実施形態は、ここに含まれる教示に基づいて当業者にとって明らかである。

発明の実施形態は以下の図面を参照して例示的に記載される。
他の装置と共に半導体デバイスのための製造設備を形成するリソグラフィ装置を示す。 半導体製造を最適化するための三つの重要技術の間の協働を表すホリスティックリソグラフィの模式図である。 処理パラメータの例示的な出所を示す。 測定されたオーバーレイを示すフィールド位置に対するオーバーレイのグラフ、および、発明の実施形態に係る方法によって決定される制御グリッドを使用してモデル化されたおよび／または実装された適合補正を示す。 第１の主な発明の実施形態に係る制御プロファイルの分解の二つの例を概念的に示す。 発明の実施形態に係る方法を記述するフローチャートである。 発明の実施形態に係る方法を記述するフローチャートである。 第２の主な発明の実施形態に係る制御プロファイルの分解を概念的に例示する。 発明の実施形態に係る方法を記述するフローチャートである。 サブフィールド間の境界に亘ってオーバーレイ誤差の非連続性を低減するように構成されるサブフィールド向けのレチクル補正を概念的に例示する。 発明の実施形態に係る共に最適化されたグローバルおよびサブフィールド制御を示すフローチャートである。 グローバルおよびダイ内フィンガープリント要素をグローバルまたはサブフィールド制御基盤の一方に割り当てる方法の例を示す。 オーバーレイ制御プロファイルおよびそれに関連するＭＳＤ（フェージング）およびＭＡ（オーバーレイ誤差）を例示する。 コンタクトホールフィーチャのパターン再現度に対する露光フィールド内の非一定のフェージングの影響を補正するための実施形態に係る方法を例示する。 二つのレチクル中のレチクルに亘ってサブフィールドを分散する例を示す。 図１５に示されるサブフィールドの分布と関連する制御プロファイルを示す。 二つの異なる露光ステップの間でレチクルを移動させる実施形態を示す。

発明の実施形態を詳細に記述する前に、本発明の実施形態が実装されてもよい環境の例を参考のために提示する。

図１の２００は、大容量のリソグラフィ製造プロセスを実装する産業製造設備の一部としてのリソグラフィ装置ＬＡを示す。この例では、製造プロセスが半導体ウェーハ等の基板上の半導体製品（集積回路）の製造に適合されている。当業者であれば、異なるタイプの基板をこのプロセスの変形によって加工することで、広範な種類の製品が製造されうることを理解できる。今日大きな商業的重要性を有する半導体製品の製造は、純粋に例として使用される。

リソグラフィ装置（または省略して「リソツール」２００）内には、測定ステーションＭＥＡが２０２に示され、露光ステーションＥＸＰが２０４に示される。制御ユニットＬＡＣＵが２０６に示される。この例では、各基板がパターン適用のために測定ステーションおよび露光ステーションに移動する。光学リソグラフィ装置では、例えば、調節された放射および投影システムを使用して、製品パターンをパターニングデバイスＭＡから基板上に転写するために投影システムが使用される。これは、放射感応性レジスト材料の層においてパターンの像を形成することによって行われる。

用語「投影システム」は、使用される露光放射や液浸液または真空の使用等の他の要素にとって適切な、屈折型、反射型、反射屈折型、磁気型、電磁気型、静電型の光学システム、これらの組合せを含む任意のタイプの投影システムを包含するものと広義に解釈されるべきである。パターニングデバイスＭＡは、パターンパターニングデバイスによって透過または反射された放射ビームにパターンを付与するマスクまたはレチクルでもよい。周知の動作モードはステップモードおよびスキャンモードを含む。周知の通り、投影システムは、基板に亘る多くのターゲット部分に所望のパターンを適用するための様々な方法で、基板およびパターニングデバイスのためのサポートおよび位置決めシステムと協働してもよい。固定パターンを有するレチクルの代わりに、プログラマブルパターニングデバイスが使用されてもよい。放射は、例えば、深紫外線（ＤＵＶ）または極端紫外線（ＥＵＶ）の波長帯における電磁放射を含んでもよい。本開示は、他のタイプのリソグラフィプロセス、例えば、インプリントリソグラフィや電子ビーム等による直接書込みリソグラフィにも適用可能である。

リソグラフィ装置制御ユニットＬＡＣＵは、基板ＷおよびレチクルＭＡを受け取ってパターン形成動作を実装するために、様々なアクチュエータおよびセンサの全ての動作および測定を制御する。ＬＡＣＵは、装置の動作に関する所望の演算を実装するために、信号処理およびデータ処理の能力も含む。実際は、制御ユニットＬＡＣＵは、それぞれがリアルタイムのデータ取得、装置内のサブシステムまたはコンポーネントの処理および制御を担う、多くのサブユニットのシステムとして実現される。

露光ステーションＥＸＰでパターンが基板に適用される前に、様々な準備ステップが実行されるように、基板は測定ステーションＭＥＡで処理される。準備ステップは、レベルセンサを使用して基板の表面高さをマッピングすること、および、アライメントセンサを使用して基板上のアライメントマークの位置を測定すること、を含んでもよい。アライメントマークは実質的に規則的なグリッドパターンで設けられる。しかし、マーク生成時の不正確性や基板の加工中に起こる変形のために、マークは理想的なグリッドからずれる。結果的に、装置が正しい位置に極めて高い正確性で製品フィーチャを形成する場合、基板の位置および方向の測定に加えて、設置されたアライメントセンサが基板領域に亘って多くのマークの位置を詳細に測定しなければならない。装置は、制御ユニットＬＡＣＵによって制御される位置決めシステムがそれぞれに設けられた二つの基板テーブルを有する、いわゆるデュアルステージタイプでもよい。一つの基板テーブル上の一つの基板が露光ステーションＥＸＰで露光されている間に、測定ステーションＭＥＡで他の基板が他の基板テーブル上に搭載されて様々な準備ステップが実行されてもよい。アライメントマークの測定は非常に時間がかかるが、二つの基板テーブルを設けることで装置のスループットの実質的な向上が可能になる。位置センサＩＦが測定ステーションおよび露光ステーションで基板テーブルの位置を測定できない場合、基板テーブルの位置を両ステーションで追跡可能にするための第２位置センサが提供されてもよい。リソグラフィ装置ＬＡは、例えば、二つの基板テーブル、および、両者の間で基板テーブルが入れ替えられる二つのステーション（露光ステーションおよび測定ステーション）を有する、いわゆるデュアルステージタイプでもよい。

製造設備内では、装置２００によってパターン形成するために基板Ｗに感光性レジストおよび他のコーティングを適用するためのコーティング装置２０８も含む「リソセル」または「リソクラスタ」の一部を装置２００が形成する。装置２００の出力側には、露光パターンを物理的なレジストパターンに現像するために、ベーキング装置２１０および現像装置２１２が提供される。これらの全ての装置の間では、基板ハンドリングシステムが基板の支持と一つの装置から次の装置への搬送を担う。しばしばトラックと総称されるこれらの装置は、リソグラフィ装置制御ユニットＬＡＣＵを介してリソグラフィ装置を制御し、それ自体が監視制御システムＳＣＳによって制御されるトラック制御ユニットの制御下にある。このように、異なる装置はスループットおよび処理効率を最大化するために動作する。監視制御システムＳＣＳは、パターン形成された各基板を生成するために、実行すべきステップの詳細な定義を提供するレシピ情報Ｒを受け取る。

リソセルにおいて一旦パターンが適用されて現像されると、パターン形成された基板２２０は、２２２、２２４、２２６に例示されるような他の処理装置に搬送される。広範な処理ステップが、典型的な製造設備における様々な装置によって実装される。例えば、本実施形態における装置２２２はエッチングステーションであり、装置２２４はエッチング後のアニーリングステップを実行する。更に、物理的および／または化学的な処理ステップが装置２２６等において更に適用される。現実のデバイスを作成するためには、材料の堆積、表面材料特性の変更（酸化、ドーピング、イオン注入等）、化学機械研磨（ＣＭＰ）等の多くのタイプの動作が必要とされうる。装置２２６は、実際には、一または複数の装置において実行される一連の異なる処理ステップを表す。他の例として、装置および処理ステップは、リソグラフィ装置によって配設された前駆体パターンに基づいて複数の微細なフィーチャを生成するために、自己整合された複数のパターン形成の実装のために提供されてもよい。

周知の通り、半導体デバイスの製造は、基板上の層毎に適切な材料およびパターンでデバイス構造を構築するために、このような処理の多くの繰り返しを伴う。従って、リソクラスタに到達する基板２３０は、新たに準備された基板でもよいし、以前にこのクラスタまたは全く他の装置で処理された基板でもよい。同様に、必要とされる処理に応じて、装置２２６から出る基板２３２は、同じリソクラスタでの次のパターン形成動作のために戻されてもよいし、異なるクラスタでのパターン形成動作が予定されてもよいし、ダイシングおよびパッケージングのために送られる完成品でもよい。

製品構造の各層は異なる処理ステップの組を必要とし、各層で使用される装置２２６は完全に異なるタイプでもよい。更に、装置２２６によって適用される処理ステップが実質的に同じ場合であっても、大きい設備では、異なる基板上でステップ２２６を実行するために並行して稼働する複数の実質的に同じ装置があってもよい。これらの装置間のセットアップまたは欠陥におけるわずかな相違は、これらが異なる基板に異なる方法で影響を及ぼすことを意味しうる。各層に比較的共通のエッチング（装置２２２）等のステップでさえ、実質的に同じだが、スループットを最大化するために並行して稼働する複数のエッチング装置によって実装されてもよい。実際は更に、異なる層は、エッチングされる材料の詳細や異方性エッチング等の特別な要求に応じて、化学的なエッチング、プラズマエッチング等の異なるエッチング処理を必要とする。

前述のように、以前および／または以後のプロセスが、他のリソグラフィ装置で実行されてもよく、それは異なるタイプのリソグラフィ装置でもよい。例えば、解像度およびオーバーレイ等のパラメータにおける要求が非常に厳しいデバイス製造プロセスにおけるいくつかの層は、要求が緩い他の層より高度なリソグラフィツールで処理されてもよい。このように、いくつかの層が液浸タイプのリソグラフィツールで露光され、他の層が「ドライ」ツールで露光されてもよい。いくつかの層がＤＵＶ波長で稼働するツールで露光され、他の層がＥＵＶ波長放射を使用して露光されてもよい。

リソグラフィ装置によって露光される基板が正確に一貫して露光されるように、次の層との間のオーバーレイ誤差、線厚、臨界寸法（ＣＤ）等の特性を測定するため、露光された基板を検査するのが望ましい。従って、リソセルＬＣが配置される製造設備は、リソセルで処理された基板Ｗの一部または全部を受け取る計測システムも含む。計測結果は直接的または間接的に監視制御システムＳＣＳに提供される。誤差が検出された場合、特に同じバッチの他の基板が依然として露光されている間に計測を十分に迅速かつ高速に行うことができる場合、次の基板の露光に対して調整が行われてもよい。また、既に露光された基板は、歩留まりを向上させるために取り外されて再処理されてもよいし、欠陥のあることが分かった基板上に更なる処理が実行されるのを避けるために廃棄されてもよい。基板の一部のターゲット部分のみに欠陥がある場合、更なる露光は欠陥のない良好なターゲット部分上のみに実行されてもよい。

また、図１には、製造プロセスにおける所望のステージで製品のパラメータを測定するために提供される計測装置２４０が示される。現代のリソグラフィ製造設備における計測ステーションの一般的な例は、ダークフィールドスキャトロメータ、角度分解スキャトロメータ、分光スキャトロメータ等のスキャトロメータであり、装置２２２におけるエッチングの前に現像された基板の特性を２２０で測定するために適用されてもよい。計測装置２４０を使用して、例えば、オーバーレイまたは臨界寸法（ＣＤ）等の重要な性能パラメータが、現像されたレジストにおける特定の精度要求を満たさないことを判別してもよい。エッチング処理の前に、現像されたレジストを取り外し、リソクラスタによって基板２２０を再処理する機会が存在する。装置２４０からの計測結果２４２は、監視制御システムＳＣＳおよび／または制御ユニットＬＡＣＵ２０６によって随時微調整を行い、仕様外の製品が作られて再処理が必要になるリスクを最小化することで、リソクラスタにおけるパターン形成動作の正確な性能を維持するために使用されうる。

加えて、計測装置２４０および／または他の計測装置（不図示）が、処理された基板２３２、２３４および投入される基板２３０の特性を測定するために適用されてもよい。計測装置は、オーバーレイやＣＤ等の重要なパラメータを決定するために、処理された基板上で使用されうる。

典型的にはリソグラフィ装置ＬＡにおけるパターン形成プロセスは、基板Ｗ上の構造の寸法決めおよび位置決めに高い正確性が求められる最も重要な加工処理の一つである。この高い正確性を担保するため、図２に模式的に示されるように、いわゆる「ホリスティック」制御環境において三つのシステムが組み合わされてもよい。これらのシステムの一つは、計測ツールＭＥＴ（第２システム）およびコンピュータシステムＣＬ（第３システム）に（仮想的に）接続されるリソグラフィ装置ＬＡである。このような「ホリスティック」環境の要点は、全体のプロセスウィンドウを改善し、リソグラフィ装置ＬＡによって実行されるパターニングがプロセスウィンドウ内に留まることを担保する厳密な制御ループを提供するために、これらの三つのシステムの間の協働を最適化することである。プロセスウィンドウは、特定の製造プロセスが定義された結果（例えば機能的な半導体デバイス）をもたらすプロセスパラメータ（例えばドーズ、フォーカス、オーバーレイ）の範囲、典型的にはリソグラフィプロセスまたはパターン形成プロセスにおいてプロセスパラメータの変動が許容される範囲を定義する。

コンピュータシステムＣＬは、どの解像度改善技術を使用するかを予測し、どのマスクレイアウトおよびリソグラフィ装置セッティングが全体として最大のパターン形成プロセスのプロセスウィンドウ（図２において第１スケールＳＣ１中の双方向矢印によって示される）を実現するかを決定するための計算機リソグラフィシミュレーションおよび計算を実行するために、パターン形成されるデザインレイアウト（の部分）を使用してもよい。典型的には、解像度改善技術は、リソグラフィ装置ＬＡのパターニングの可能性と調和するように用意される。コンピュータシステムＣＬは、プロセスウィンドウ内のどこでリソグラフィ装置ＬＡが現在稼働しているかを（例えば計測ツールＭＥＴからの入力を使用して）検知し、例えば最適ではない処理（図２において第２スケールＳＣ２中の「0」を指す矢印によって示される）による欠陥が存在するか否かを予測するために使用されてもよい。

計測ツールＭＥＴは、正確なシミュレーションおよび予測を可能にするためにコンピュータシステムＣＬへの入力を提供してもよいし、例えばリソグラフィ装置ＬＡのキャリブレーションステータスに起こりうるドリフト（図２において第３スケールＳＣ３中の複数の矢印によって示される）を特定するためにリソグラフィ装置ＬＡにフィードバックを提供してもよい。

基板上でのパターンの再現の正確性を改善するために、様々な技術が使用されてもよい。基板上でのパターンの再現の正確性は、ＩＣの製造における唯一の関心事ではない。他の関心事は、一般的にデバイス製造者またはデバイス製造プロセスがどれだけ多くの機能デバイスを基板毎に製造できるかを測定する歩留まりである。歩留まりを改善するために様々なアプローチが取られうる。一つのこのようなアプローチは、デバイスの製造（例えば、スキャナ等のリソグラフィ装置を使用してデザインレイアウトの一部を基板上に結像させること）の、基板処理中（例えば、リソグラフィ装置を使用してデザインレイアウトの一部を基板上に結像させる際）の少なくとも一つの処理パラメータの摂動に対する耐性をより高めようと試行することである。重ねプロセスウィンドウ（ＯＰＷ）の概念は、このアプローチにとって有用なツールである。デバイス（例えばＩＣ）の製造は、結像、基板のローディングまたはアンローディング、パターニングデバイスのローディングまたはアンローディング、投影光学系下での露光前のダイの位置決め、一つのダイから他のダイへのステッピング等の前／中／後の基板測定等の他のステップを含んでもよい。更に、パターニングデバイス上の様々なパターンは、異なるプロセスウィンドウ（すなわち、仕様内のパターンが生成される処理パラメータの空間）を有してもよい。潜在的な系統的欠陥に関するパターン仕様の例は、ネッキング、ラインプルバック、細線化、ＣＤ、エッジ配置、オーバーラップ、レジストトップロス、レジストアンダーカットおよび／またはブリッジングの点検を含む。パターニングデバイス上の全部または一部のパターン（通常は特定の領域内のパターン）のプロセスウィンドウは、個々の各パターンのプロセスウィンドウを併合すること（例えば、オーバーラップ）によって取得されてもよい。これらのパターンのプロセスウィンドウは、従って重ねプロセスウィンドウと呼ばれる。ＯＰＷの境界は、個々のパターンのいくつかのプロセスウィンドウの境界を含んでもよい。換言すれば、これらの個々のパターンはＯＰＷを限定する。これらの個々のパターンは「ホットスポット」、「臨界フィーチャ」または「プロセスウィンドウ限定パターン（ＰＷＬＰ）」と呼ばれ、これらの用語は互いに交換可能である。リソグラフィプロセスを制御する時、ホットスポットにフォーカスすることが可能であり、典型的には経済的である。ホットスポットに欠陥がない時は、全てのパターンに欠陥がない可能性が高い。処理パラメータの値がＯＰＷ外にある場合に処理パラメータの値がＯＰＷにより近い時、または、処理パラメータの値がＯＰＷ内にある場合に処理パラメータの値がＯＰＷの境界から更に遠い時、結像の摂動に対する耐性がより高まる。

図３は、処理パラメータ３５０の例示的な出所を示す。一つの出所は、リソグラフィ装置やトラック等の放射源、投影光学系、基板ステージ等のパラメータ等の処理装置のデータ３１０でもよい。他の出所は、基板高さマップ、フォーカスマップ、臨界寸法均一性（ＣＤＵ）マップ等の様々な基板計測ツールからのデータ３２０でもよい。適用可能な基板が処理（例えば、現像）を受ける前にデータ３２０を取得することで、基板の再処理を予防できる。他の出所は、一または複数のパターニングデバイス計測ツール、パターニングデバイスＣＤＵマップ、パターニングデバイス（例えば、マスク）フィルムスタックパラメータ変動等からのデータ３３０でもよい。更に他の出所は、処理装置のオペレータからのデータ３４０でもよい。

リソグラフィプロセスの制御は、典型的にはフィードバックまたはフィードフォワードされる測定に基づき、例えばフィールド間（基板に亘るフィンガープリント）またはフィールド内（フィールドに亘るフィンガープリント）モデルを使用してモデル化される。その全体が参照により本書に援用される米国特許出願20180292761は、高度な補正モデルを使用してサブフィールドレベルのオーバーレイ等の性能パラメータを制御するための制御方法を記載する。サブフィールド制御を使用する他の制御方法は、その全体も参照により本書に援用される欧州特許出願EP3343294A1に記載されている。

しかし、高度な補正モデルが例えば20～30個のパラメータを含む一方で、現在使用されているリソグラフィ装置（簡素化のため「スキャナ」という用語が本記述を通じて使用される）は、一または複数のパラメータに対応するアクチュエータを持たないことが多い。このように、どの時点でもモデルのパラメータ全体のサブセットのみが使用される。加えて、高度なモデルは多くの測定を必要とし、必要な測定を実行するために必要とされる時間がスループットを低下させるため、全ての場合にこれらのモデルを使用するのは望ましくない。

オーバーレイ誤差に寄与する主な要素は、以下を含むがこれらに限定されない。
スキャナ固有の誤差：これらは基板の露光中に使用されるスキャナの様々なサブシステムから生じ、実質的にスキャナ固有のフィンガープリントを生成する。
プロセスに起因するウェーハ変形：基板上で実行される様々なプロセスは、基板またはウェーハを変形させる。
照明設定の違い：これらは、開口の形状、レンズアクチュエータ配置等の照明システムのセッティングによって引き起こされる。
加熱効果：加熱に起因する効果は、特に基板の様々なサブフィールドが異なるタイプのコンポーネントまたは構造を含む場合、基板の様々なサブフィールドの間で異なる。
レチクル書込誤差：誤差は、その製造時の制限のために、パターニングデバイスに既に存在してもよい。
トポグラフィ変動：基板は特にウェーハのエッジ付近にトポグラフィ（高さ）変動を有する。

フィールド（例えば、ダイレベルまたは他の機能領域レベル）の個々のサブフィールドのオーバーレイ誤差のモデル化は、フィールド全体のオーバーレイ誤差のモデル化の代わりに実行されうる、または、フィールド全体のモデル化に加えて実行されうる。後者はより多くの処理時間を必要とするものの、フィールドおよびサブフィールドの両方がモデル化されるため、フィールド全体に関する誤差源だけでなく、特定のサブフィールドのみに関する誤差源も補正できる。フィールド全体および特定のサブフィールドのみのモデル化等の他の組合せももちろん可能である。

誤差が十分にモデル化された場合でさえ、補正結果による駆動にも困難が伴う。いくつかの補正は単純に利用可能な制御パラメータ（制御ノブ）だけでは効果的に駆動できない。加えて、他の補正は駆動可能かもしれないが、実際に駆動すると望ましくない副作用が生じうる。本質的に、動力、制御制限、感度のために、補正を実装するためにスキャナが実際にできることに制限がある。

図４は、補正を駆動することの難しさを示すフィールド間のオーバーレイフィンガープリントの具体例を示す。方向Ｘ（またはＹ）に対するオーバーレイＯＶ（ｙ軸）のグラフが示される。各「×」は測定されたオーバーレイの値を表し、各「●」は補償のために必要な対応する補正を示す。フィットラインは、補正（●）にフィットされた（略理想的な）補正プロファイルである。オーバーレイフィンガープリントに現れる鋸歯パターンは明らかであり、Ｘが単一のダイである各セクションにおいて（グラフは四つのダイに亘るオーバーレイ測定を示す）、オーバーレイは実質的に線型に変動する。補正プロファイルは、オーバーレイフィンガープリントに従う（そしてそれを補償する）。このようなフィンガープリントは、例えば3D-NANDまたはDRAMプロセスにおいて使用される大きいスタックに起因する大きい応力の結果として見られる。この応力は、ウェーハレベル（ひどいウェーハの反りを引き起こす）およびダイレベルの両方で現れる。ダイレベルでは、オーバーレイフィンガープリントは各ダイ内で増幅される。露光フィールド内に複数のダイがあるため、結果として生じるフィールドオーバーレイフィンガープリントは図示の鋸歯パターンを示す（典型的には数十ナノメートルのスケールで）。デバイスの方向に応じて、パターンはスリットを通じたものでもスキャンを通じたものでもよい。方向に関わらず、利用可能なモデルやアクチュエータではオーバーレイを補正できない。特に、このような極端なパターンに対する補正の駆動は、スキャナ単体内では不可能である。

本実施形態は、鋸歯パターン（例えば、図４に例示されるように、3D-NANDまたはDRAMプロセスにおけるダイ内応力に起因する）として現れるオーバーレイまたはエッジ配置誤差（ＥＰＥ）について具体的に記載されるが、任意の他の高次オーバーレイ、ＥＰＥまたはフォーカスフィンガープリントを補正するためにも使用されうる。

図４に示されるオーバーレイフィンガープリントを最適に補正するために、周期的プロファイルのピッチより小さい、例えば図４の繰り返し鋸歯プロファイルの一つの「鋸歯」より小さい空間スケールでスキャナを調整できることが重要である。このような個々の鋸歯領域は、典型的には個々のダイ内のセル構造と関連する。このように、スキャナに対するインターフェイスは、露光フィールド内で個別に制御可能な領域の定義を許容すべきである。この概念はサブフィールド制御インターフェイスと呼ばれ、その例は前述の欧州特許出願EP3343294A1に開示されている。例えば、第１セルダイ／セル構造のために構成されたスキャナのウェーハステージのための制御プロファイルは、更にスキャン方向に沿って位置する第２セル／ダイ構造のための制御プロファイルとほとんど独立に定義されてもよい。サブフィールド制御基盤は、サブフィールド解像度で繰り返されるオーバーレイ（またはフォーカス）変動のより最適な補正を可能にする。更に、異なるサブフィールド領域を独立に制御する能力は、ダイ間またはダイ内のセル間の変動および／またはセル内オーバーレイ／フォーカスフィンガープリントの軽減を可能にする。

典型的にはスキャナオーバーレイ制御は、オーバーレイ誤差が最小化されるように構造（フィーチャ）の配置を調整するための動的なステージ位置制御を使用する。原則としてこれは、所期のオーバーレイ誤差フィンガープリント（例えば、次の層の適用によって蓄積される応力に起因するもの）の予備補正によって、および／または、前の層内のフィーチャと十分に整合させるための次の層内のフィーチャの配置の調整によって実装されてもよい。

応力等に起因する配置誤差を予備補正するための技術の例は、レチクル上のセルおよび／またはダイ内のフィーチャ配置を調整することである。これは例えばレチクル製造処理中および／またはレチクル補正処理中に行われてもよい。より具体的には、フィーチャが公称位置に対してシフトするように、レチクル書込ツールのｅビームの制御が調整されうる。シフトは理想的には、補正される誤差シフト、例えば、次の層の適用後の応力に起因する変形によるフィーチャシフトと正反対である。このようなレチクルの使用によって、スキャナオーバーレイ補正基盤によって補正される誤差を大幅に低減できる。しかし、レチクルを介した補正は必ず静的であり、オーバーレイフィンガープリントにおける変動（例えば、フィールド間、ウェーハ間および／またはロット間の変動）には対処できない。このような変動の大きさの次数は、フィンガープリント自体と同じである。加えて、使用される書込みツール（例えば、ｅビームツール）に固有のこのようなレチクル書込補正を制御する際の駆動および感度の制限もある。

スキャナオーバーレイ補正は、典型的にはステージコントローラおよび／または投影レンズのレンズマニピュレータ（フィーチャ配置を制御するための奇数（odd）収差制御が使用されてもよい）によって適用される。しかし、既に言及したように、スキャナは全ての所望のオーバーレイ補正プロファイルに完全に従うことはできない。この一つの理由は、ウェーハ（およびレチクル）ステージによって実現可能な速度および加速度に対する制約による。他の理由は、スキャナが比較的大きい照明スポット（その全体が参照により本書に援用される欧州出願EP19150960.3の通り、いわゆるスリット長がスキャン方向の光スポットのサイズを表す）で基板を露光するという事実である。光スポットの拡大は、所望のオーバーレイ補正がダイ／セル全体に亘る単純なシフトでない場合、ダイ／セル中のフィーチャのいくつかの部分がスキャン露光中に常に最適でない位置にあることを意味する。このようなスキャン動作中の有効位置（オーバーレイ）補正の変動は、結果的にフィーチャの空間像のぶれを引き起こし、コントラストの損失に繋がる。この動的な影響は、一般的に移動標準偏差（ＭＳＤ）と呼ばれる。ステージの位置決めに対する制限は、典型的には平均位置（オーバーレイ）誤差と関連し、一般的に移動平均（ＭＡ）誤差と呼ばれる。

より具体的に、リソグラフィステージの移動平均（ＭＡ）誤差および誤差の移動標準偏差（ＭＳＤ）は、ダイ上の各点が露光される（換言すれば光子を受け取る）時間間隔を構成する臨界時間ウィンドウに関する。この時間間隔中のダイ上の点の平均位置誤差が大きい（換言すればＭＡ誤差が大きい）場合、オーバーレイ誤差をもたらす露光像のシフトが生じる。この時間間隔中の位置誤差の標準偏差が大きい（換言すればＭＳＤ誤差が大きい）場合、フェージング誤差をもたらす像のにじみが生じる。

平均オーバーレイ誤差（ＭＡ）およびＭＳＤによるコントラスト損失は共に、全体のエッジ配置誤差（ＥＰＥ）バジェットに寄与するため、ウェーハおよび／またはレチクルのステージのための特定の制御プロファイルを決定する時に慎重にバランスを取る必要がある。典型的には、よりＭＡにフォーカスした制御方針はＭＳＤに大きな影響を与え、よりＭＳＤにフォーカスした制御方針は許容できないほどに大きなＭＡ誤差に繋がりうる。ＥＰＥは、グローバル臨界寸法均一性（ＣＤＵ）、ローカルＣＤＵ（例えば、ラインエッジラフネスＬＥＲ／ライン幅ラフネスＬＷＲ）およびオーバーレイ誤差の結果として生じる、組み合わされた誤差である。これらのパラメータにおける誤差がフィーチャの相対位置決めに影響し、任意の二つのフィーチャが意図せず接触するまたは意図せず接触しないか否かを決定するため、これらのパラメータが歩留まりに対する最大の影響を持つ。

本レチクル補正は、スキャナの性能を（またはレチクル書込ツールの感度／性能でさえも）考慮せずに実装される。これに続いてスキャナ内で実現される露光制御最適化が実行され、その時までにレチクル補正が決定されている。提案の方法では、オーバーレイ、フォーカス、ＣＤＵまたはＥＰＥ等の性能測定基準に従って性能を向上させるために、レチクル最適化および露光制御最適化が共に実行される。このように、レチクル形成プロセス（例えば、書込み、補正または変更プロセス）の制御をスキャナ露光プロセス（例えば、オーバーレイ制御）の制御とバランスさせることが提案される。特に、これらの二つの制御体系内での制御の共最適化が提案される。

例えば、レチクル形成プロセスおよびスキャナ露光プロセスの両方のための補正方針の共最適化は最適化されたレチクル補正を決定し、それと共に最適化されたスキャナ補正は単純にオーバーレイ誤差プロファイルをスキャン方向に駆動するように補正する。共最適化は、レチクル補正をより良く最適化するために、レチクル書込ツールの性能および／または感度を考慮してもよい。更に、実施形態では、一または複数の性能パラメータについて最適な所望の性能を取得するために、ＩＣ製造プロセスの多くのコンポーネント／プロセスおよびそれらの間の相互作用を共最適化することが提案される。複数のパラメータが考慮される場合、それらは重要度に応じて重み付けされてもよい。

実施形態では、レチクル補正は線型またはステップ型の補正として決定されてもよく、スキャナ露光補正はより高次（例えば、三次以上）の補正でもよい。これによって、後者を、スキャナ内でより簡単に駆動できる極端でないステージの動作が必要とされるより小さい（例えば、振幅がより小さい）補正にできる。

図５は、このような方法を概念的に例示する。図５（ａ）は、例えば、ダイに残存する所期のオーバーレイを補正するために必要とされる全体補正プロファイル等の、サブフィールドに亘る「全体補正」（初期空間プロファイル）を表す所望の補正５００（一点鎖線）を示す。本開示に係る概念によれば、所望の補正５００は、レチクルサブフィールド補正５１０要素（点線で示される線型要素）、および、スキャナオーバーレイ補正基盤（例えばステージおよび／または投影レンズの制御）によってより最適に補正可能な、より高い次数（より小さい振幅）のスキャナサブフィールド要素５２０（実線）を含む要素空間プロファイルに分解される。

線型レチクル補正を使用する場合、全てのダイ内応力フィンガープリントが補正可能とは限らず、線型補正を使用して過剰に補正することが容易に起こりうる。そこで、図５（ｂ）は、レチクルサブフィールド補正のためにステップ関数補正を使用する別の手法を例示する。ステップ関数レチクルサブフィールド補正５４０要素（点線）、および、より高い次数のスキャナサブフィールド要素５５０（実線）を含む要素空間プロファイルに分解された所望の補正５３０（一点鎖線）が示される。このステップ関数は、より良い補正を得るために、高次形状（サブフィールド要素５５０）のエッジを引く役割を果たす。

レチクルサブフィールド補正は、レチクルの製造、補正または変更において使用される、レチクル書込ツール、レチクル補正ツールまたは他のツールのためのための制御レシピとして実装されてもよい。他の実施形態では、レチクル製造処理中に永続的なレチクル書込変更（補正）を適用する代わりに（または加えて）、フェムト秒レーザパルス技術に基づくレチクル製造後オーバーレイ補正がレチクルに適用されてもよい。このような概念は、その全体が参照により本書に援用される米国特許出願US20180307135に記載されている。

より一般的に、所望の全体補正プロファイルは様々な要素（例えば、高次、低次およびスケーリング要素）に分解されてもよく、製品への残存オーバーレイが最も小さくなる考えうる最良の補正を実現するために、これらの要素がスキャナ制御またはレチクル製造／補正制御に最適に割り当てられる。

図６は、本開示に係る概念の実施形態を記述するフローチャートである。ステップ６１０では、スキャン方向に沿う補正対象のオーバーレイ誤差プロファイルを表す所望の全体補正プロファイル（初期空間プロファイル）が取得される。これは、例えば、所期または既知のダイ内応力フィンガープリントから取得されてもよい。ステップ６２０では、全体補正プロファイルが、複数のスキャナサブフィールド補正プロファイル候補（第１要素空間プロファイル候補）、および、レチクルサブフィールド補正プロファイル候補（第２要素空間プロファイル候補）に分解される。ステップ６３０では、性能測定基準、例えば、フィールドに亘って最少のオーバーレイが残存する組合せに基づいて、レチクルサブフィールド補正プロファイルおよびスキャナサブフィールド補正プロファイルの最適な組合せが選択される。

図７は、図６の方法のメリット関数に基づく変形例を示す。ステップ７１０はステップ６１０と同じである。ステップ７２０は、一または複数のレチクルサブフィールド補正項（例えば、所望の全体補正の低次または線型の部分）、および、一または複数のスキャナサブフィールド補正項（例えば、所望の全体補正の高次の部分）についての性能パラメータを記述するメリット関数を作成することを備えてもよい。実施形態では、レチクルサブフィールド補正項はより大きくなることが許容される一方で、スキャナサブフィールド補正項はスキャナ内での駆動を容易にするために（例えば比較的）わずかな範囲内に制限されてもよい。この文脈におけるわずかな範囲は、所望の全体補正プロファイルの大きさの50%、40%、30%、20%または10%でもよい。ステップ７３０は、性能パラメータに関してメリット関数を最適化することを備える。これは、例えば、性能パラメータ値（例えばオーバーレイまたはＥＰＥ）を最適化する（例えば最小化する）反復的なアルゴリズムを解くことを備えてもよい。

共に最適化されたスキャナ補正プロファイルは、例えば、露光中に実装される実際の補正プロファイルを決定するために、スキャナ計測（アライメント／レベリング等）または他の計測に基づいて、スキャナ内で更なる最適化が行われてもよい。

レチクル補正およびスキャナ補正の間のバランスは、適切な性能パラメータ（例えば、一または複数の臨界フィーチャの所期のＥＰＥ誤差）に対するスキャナ補正プロファイルと関連するＭＡまたはＭＳＤまたはＭＡ／ＭＳＤの組合せの最適化を含めることによって、更に精緻化されてもよい。このような実施形態では、方法は、サブフィールド内で一または複数の臨界フィーチャを特定すること、および、臨界フィーチャの所期のＥＰＥを最小化すること、および／または、臨界フィーチャのＥＰＥをメリット関数におけるメリット項／性能パラメータとして使用することに関する図６または７の方法を実行することを備えてもよい。

更なる実施形態では、共最適化ステップは、性能パラメータに影響するスキャン方向のステージ／投影レンズ制御プロファイルとは異なる制御パラメータを考慮（例えば共最適化）してもよい。例えば、共に最適化されたスキャナ制御プロファイルは、ＥＰＥに対する影響を持つフォーカス、ドーズ等について更に最適化されてもよい。

補正プロファイルを異なるツール（スキャナおよびレチクル書込ツール）のための制御プロファイルに分割することに代えてまたは加えて、補正プロファイルは基板に適用される複数の層に亘って分散されてもよい。

このような実施形態では、露光フィールドのサブフィールドと関連する補正プロファイルは、基板上の異なる層における個別の駆動のための断片的な要素に分解されてもよい。このように補正プロファイルを分解すること、および、異なる層の断片的な要素を適用することは、スキャナ内および／またはレチクル上での駆動を容易にする断片的な要素の決定を可能にする。このように、第１層の露光において実装される提案された全体補正プロファイルは、複数の層における実装のための補完的な複数の制御プロファイルに分解されてもよい。例えば、第１層の露光において実装される提案された全体補正プロファイルは、第１層および第２層のそれぞれの露光において実装される補完的な第１および第２制御プロファイルに分解されてもよい。

本実施形態は、全体補正プロファイルが少なくともスキャナのための第１および第２補正プロファイルに分割されるように、前述の実施形態とは別に実現されてもよい。スキャナは基板上の異なる層を露光する時に第１および第２補正プロファイルを実装する。他の実施形態では、第１および第２補正プロファイルはレチクル補正（例えば、レチクル書込／補正ツール）のための制御レシピとして構成されてもよい。後者の場合、第１補正は第１層と関連する第１レチクルのために構成され、第２補正は第２層と関連する第２レチクルのために構成される。

補正コンポーネントを異なる層に割り当てる概念と、レチクルおよびスキャナ補正に割り当てる概念は組み合わされてもよい。これは任意の適切な方法によって実現される。例えば、最初にレチクルおよびスキャナ補正が共最適化され（例えば、図６または７で説明した方法を使用して）、レチクルおよびスキャナ補正の一方または両方が更に分解されて二つ以上の層に亘って分散される。または、層補正プロファイルを決定するための全体補正に基づく層分散が最初に実行されて、各層補正プロファイルがレチクル補正およびスキャナ補正に分解されてもよい。または、単一の層に関する全体補正プロファイルの二つ以上の層のための要素レチクルおよびスキャナ補正プロファイルへの分解（例えば、適切なメリット関数を使用して）を同時に共最適化してもよい。

上記の全ての例では、既に開示された性能パラメータ（オーバーレイ、ＥＰＥ等）のいずれについて最適化が実行されてもよい。実施形態では、性能パラメータ誤差が次の層の適用に起因する応力と関連し、共最適化が残存する所期の性能パラメータに基づく。二つの層の間の制御プロファイルの分散について本実施形態の記述を続ける。全ての適用可能な場合において、制御プロファイルの分散は二つより多い層の間でもよい。

図８は、サブフィールドに亘るオーバーレイ誤差プロファイル８００の第１層要素８１０および第２層要素８２０への分解を示す。このようなオーバーレイプロファイルの効果的な補正は、第１層Ｌ１のための第１層オーバーレイ補正８３０および第１層Ｌ１の次の第２層Ｌ２のための第２層補正８４０を定義することによって実現されてもよい。

典型的には、全体補正プロファイルは、ａ）第１補正および第２補正を併せると所望の全体オーバーレイ補正になり、ｂ）第１および第２補正がスキャナの制御基盤を使用してそれぞれより正確に追従可能な第１および第２制御プロファイルを使用して実装される、ように分割される。第１および第２制御プロファイルは、例えば、全体制御プロファイルより小さい範囲内に制限または維持されてもよい。

実施形態では、第１および第２層制御プロファイルは、ａ）第１および第２層制御プロファイルと関連するＭＳＤ特性が第１層および第２層内のフィーチャの結像品質を過度に悪化させず、ｂ）第１および第２層制御プロファイルと関連するＭＡ特性が第１層および第２層の間のオーバーレイを過度に悪化させない、ようにバランスされてもよい。このように、所望の全体オーバーレイ補正は、層毎のＥＰＥ（ＭＳＤに起因し、結像品質を表す）が許容可能で、層の間のオーバーレイが仕様（ＭＡに起因する）内に留まることを担保するようにバランスされた複数の層毎の制御プロファイルに分割されてもよい。これは、全体の許容度（最良の比率）に基づいて、または、他の（例えば、重要性が低い）層を犠牲にして一つの層（例えば、重要性が高い層）でより良い補正を取得するように行われてもよい。

このバランスは、最大許容ＭＳＤ劣化を決定し、これをスキャナ照明設定の最適化のために使用することによって実現される。これはマルチフォーカスイメージング（ＭＦＩ）動作モードの一部として行われてもよい。最適化されたスキャナ照明設定は、許容可能な（例えば、現実的な）プロセスウィンドウを維持しながら最適なダイ内応力補正を可能にしてもよい。

ＭＦＩは、対物レンズの与えられた開口数（ＮＡ）のための焦点深度（ＤｏＦ）を効果的に増加させるために、複数のフォーカスレベル（例えば、複数の波長を介して）を使用する。これは、製造される層のニーズに応じてＤｏＦがＭＦＩによって最適化されながら、イメージングＮＡひいては露光寛容度（プロセスウィンドウ）を増加させることを可能にする。

ここに記載されたサブフィールド制御における一つの問題は、ＭＳＤが増加する傾向があることである。この文脈において、ＭＦＩ最適化を使用することは、ＭＳＤ劣化の余地を増やし、ＭＳＤ制約の緩和を可能にする。例えば、全体制御プロファイルを分解するための一つのアプローチは、ＭＳＤが制約として適用されながら（例えば、許容範囲内に制限されながら）、プロセスパラメータ、特にオーバーレイ（すなわち、ＭＡ）について前述のいずれの方法を実行することを備えてもよい。ＤｏＦおよびプロセスウィンドウを増加させるためにＭＦＩを介して照明を最適化することによって、ＭＳＤ制約が緩和されうる。ＭＳＤ制約の緩和は、ＭＡ／オーバーレイ補正プロファイルのために利用可能な補正空間を増加させ、より極端なステージの動作を効果的に許容する。

図９は各層のために提案されるアプローチを例示するフローチャートである。ステップ９００では、ダイ内応力性能パラメータ（例えば、オーバーレイ）フィンガープリントが測定され、二つ以上の異なる層に適用される層スキャナ制御要素に分解される（この方法はツール毎の分解を伴う前述の第１実施形態のスキャナ要素にも適用可能である）。ステップ９１０では、層特性（典型的には、全ての層がＭＳＤに対して異なる感度を有する）に基づいて最大許容ＭＳＤが層毎に決定され、これに基づいてこの層を露光するための照明条件が最適化される（９２０）。これは、スキャナおよび／またはレーザ（照明源）の制御を介して実現されてもよい。ステップ９３０では、分解された層制御プロファイルおよび各層に最適化された照明条件に基づいて、層に更に最適化されたスキャナ制御プロファイルが決定される。これは、シミュレーションに基づくループにフィードバック（ＳＩＭ）されてもよい。最後に、ステップ９４０では、実際の製品の性能が検証され（例えば、計測を介して）、実験に基づくループにフィードバックされてもよい（ＥＸＰ）。

このように、適用プロセスウィンドウを増加させ、従ってより高いＭＳＤ制限を許容することによって、オーバーレイ（または他の興味のあるパラメータ）サブフィールド補正の補正範囲を拡大できる。このような最適化は層毎に実行されてもよい。

図８および本文書における対応する段落は、補正プロファイルを複数の要素に分割するための方法を記述し、各要素は特定の層と関連し、要素の合計が所望の制御プロファイルを構成する。このようなアプローチにおける問題は、第１層および次の第２層のパターニングの間に実行される処理ステップの変化性（不安定性）が、補正プロファイルの第１層と関連する第１要素の効果的な（十分に正確な）決定を妨げうることである。いかなる分解が選択されたとしても、前記（中間の）処理ステップ（例えば堆積、エッチング、ＣＭＰ等）が基板上のダイ（例えばサブフィールドに対応する）に亘って予期せず大きなまたはわずかな平面内歪みプロファイルをもたらす場合は、望ましくない性能低下が生じやすい。

この問題を解決するために、ダイの第１グループ（サブフィールドのグループに対応する）が第１露光で露光され、ダイの第２グループ（サブフィールド）が第２露光で露光される二重露光技術を利用することが提案される。典型的には、露光されるダイは基板上の単一の層に設けられる。典型的には、ダイの各グループは異なるパターニングデバイス（例えばマスク、レチクル）と関連する。図１５ａ、ｂ、ｃは、サブフィールド、それぞれに対応するダイ、それらのレチクルに亘る分布（ケース２）のグルーピングを示す。図１５ａは、１４個のダイ（点線の矩形）が設けられるレチクル領域を包含する露光フィールド１５００を示す。露光フィールド１５００は、７個のサブフィールド１５０１～１５０７に分割される。図１５ｂは、第１レチクル１５１０上の奇数番号のダイ｛１、３、５、７｝の四つの行を露光するように構成される、サブフィールドの第１グループ｛１５１１、１５１３、１５１５、１５１７｝を示す。図１５ｃは、第２レチクル１５２０上の偶数番号のダイ｛２、４、６｝を露光するように構成される、サブフィールドの第２グループ｛１５２２、１５２４、１５２６｝を示す。奇数番号のダイを備える第１グループおよび偶数番号のダイの第２グループにダイをグルーピングし、これらのグループを異なるレチクルに設けることによって、スキャン方向１５５０に沿ったサブフィールド（およびダイ）間の距離が、少なくともサブフィールドの長さ（スキャン方向１５５０に沿った寸法）だけ増加する。リソグラフィツールは、まず第１レチクルのローディング後に一または複数の基板を露光して、結果的に基板にダイの第１グループを露光し、第２露光ステップにおいて（第２レチクルのローディング後に）既に露光された基板にダイの第２グループを露光する。

主な利点は、リソグラフィツールが空間的な変動が大幅に少ない制御プロファイルを適用できることである（露光ステップ毎に）。このような低周波制御プロファイルは、リソグラフィツール内で利用可能なステージおよびレンズアクチュエータによる正確な実装により適している。これは図１６に示される。第１（初期）制御プロファイルは、スキャン方向１５５０に沿った性能パラメータ変動１６００、および、全てのサブフィールド１～７（点線により区分される）と関連する。初期制御プロファイル（第１制御プロファイル）は、例えば典型的な鋸歯状（オーバーレイ）変動を表す連続線１６００に十分正確に従うものでなければならない。パラメータ変動１６００が単一の露光で補正／制御される場合、リソグラフィツールアクチュエータは制御（例えばオーバーレイ）を第１空間周波数「ｆ１」で提供する必要がある。二重露光アプローチが採用される場合、サブフィールドの第１グループ（１、３、５、７）に亘って性能パラメータ変動１６１０（低ピッチの鋸歯を表す連続線）を補正する第１制御プロファイル要素１６１５（点線）が第１露光ステップ中に適用されてもよい。連続線１６１０内の三角形状のピークの間に含まれる平らな線は、基本的に「気にしない」または大幅に緩和された制御要求を適用することを意味し、アクチュエータは次の補正すべきサブフィールド中の駆動の準備をするために任意の態様で動作してもよい。第２露光ステップにおけるアクチュエータは、第２制御要素プロファイル１６２５（点線）に対応する性能パラメータ変動１６２０（連続線）を補正または軽減するように構成される。結果としての制御プロファイル（第１および第２制御プロファイル要素の和）は、効果的な性能パラメータ変動１６００の補正／制御を達成できる。このように、第１および第２制御プロファイル要素は、初期制御プロファイルより大きい空間ピッチ（例えばより小さい空間周波数「ｆ２」）と関連する。制御プロファイルを二つの要素に分割する場合、補正の空間周波数「ｆ２」はｆ１／２（「ｆ１」の半分）になる。制御に必要とされる空間周波数の更なる低減の要求がある場合、発明の趣旨に沿って、２個より多くの異なるサブフィールドグループと関連する２個より多くの制御プロファイル要素に更に分割することが提案される。例えば、サブフィールドの特定のレイアウトと関連するダイの特定のグループを備える四つのレチクルの組が使用されてもよい。これは、スキャン方向１５５０に沿うダイの数が非常に大きい（例えば７個を大きく超える）場合にも有効である。

個々の（露光毎の）制御プロファイル要素１６１５および１６２５は、これらが連続的で、それぞれが異なるサブフィールドのグループに関するために、制御プロファイルが一回の露光だけで（例えば全てのサブフィールドに対して）性能パラメータ変動１６００の補正を提供する必要がある場合に比べて、周波数が低くなるように選択される。達成されるピッチ緩和および個々の制御プロファイル要素の連続的な挙動は、リソグラフィ装置（ツール）のアクチュエータ（例えばレンズおよびステージ制御基盤）による、性能パラメータ変動１６００のより良い補正性能を担保する。

他の実装では、ダイの一つのグループが一つのレチクルに提供され、リソグラフィツールは、第１露光ステップにおいて一つのレチクルを露光し、既に提供されたダイの間にダイの一つのグループが第２露光ステップにおいて基板に提供されるようにレチクルまたはウェーハステージを所定量シフトする。必要なレチクルが一つだけになるという利点はあるが、これは十分に大きいシフト（例えば少なくともサブフィールドの長さに対応する）を許容するウェーハ（基板）またはレチクルステージがリソグラフィツールに設けられる場合のみに実行可能である。これは図１７に示される。レチクル１７００は、第１露光ステップ開始時には基板１７５０に対して第１位置１７１０にあり、第２露光ステップ開始時には第２位置１７２０にある。この特定の場合における相違１７２０－１７１０は、スキャン方向１５５０に沿うサブフィールド１５１１の寸法と同一または近似の値に対応する。

他の実装では、奇数番号および偶数番号の両方のダイを備える唯一のレチクル（図１5ａに示されるように全てのダイを備える）が提供されるが、露光の間にレチクルを切り替えるまたは移動させる（図１７）代わりに、リソグラフィツールが、例えば偶数番号のダイが照明ビーム内にある時にレチクルマスキング（ＲＥＭＡ）ブレードを閉じることによって最初に奇数番号のダイを露光し、第２露光では偶数番号のダイを露光する（再びＲＥＭＡを使用して、望ましくないダイ、本例では奇数番号のダイの露光を防ぐ）。

露光フィールドのサブフィールドのサブセットの露光を許容するために、リソグラフィツールには一回の露光ステップで露光されるサブフィールドのレイアウトを受け取るように構成される制御インターフェイスが設けられてもよい。スキップされたサブフィールドは、選択されていないサブフィールドの露光を防ぐ閉ＲＥＭＡ設定と関連してもよい。

実施形態では、露光フィールド上にパターンを露光するためのリソグラフィプロセスを制御するための方法が提供される。この方法は、性能パラメータの露光フィールドに亘る空間変動と関連する初期空間プロファイルを取得することと、初期空間プロファイルを、少なくとも、第１露光ステップにおいて第１サブフィールド群に亘って性能パラメータの空間変動を補正するためにリソグラフィ装置を制御するための第１要素空間プロファイル、および、第２露光ステップにおいて第２サブフィールド群に亘って性能パラメータの空間変動を補正するためにリソグラフィ装置を制御するための第２要素空間プロファイルに分解することと、を備える。第１および第２要素空間プロファイルを使用してそれぞれに対応する露光ステップ中にリソグラフィプロセスを制御することは、露光フィールドに亘る性能パラメータの空間変動を軽減する。

実施形態では、第１サブフィールド群および第２サブフィールド群は、パターニングデバイス（レチクル、マスク）上のダイのレイアウトと関連する。

実施形態では、第１サブフィールド群は第１パターニングデバイスと関連し、第２サブフィールド群は第２パターニングデバイスと関連する。

実施形態では、第１サブフィールド群および第２サブフィールド群は、パターニングデバイス（レチクル、マスク）上のダイのレイアウトと関連し、第２サブフィールド群は、リソグラフィプロセスにおいて使用される基板に対するパターニングデバイスの、第１サブフィールド群と関連する基板に対するパターニングデバイスの位置とは異なる位置と関連する。

実施形態では、リソグラフィプロセスを制御することは、リソグラフィプロセス中に使用されるステージおよび／または投影レンズアクチュエータを制御することである。

実施形態では、第１サブフィールド群は、パターニングデバイス上のダイの第１グループと関連し、第２サブフィールド群は、前記または他のパターニングデバイス上のダイの第２グループと関連し、パターニングデバイスに対するダイの第１グループの相対位置は、前記または他のパターニングデバイスに対するダイの第２グループの位置に対してインターレースされている。

実施形態では、露光フィールド内に含まれるサブフィールドのサブセットの定義と関連する情報を受け取るように構成される制御インターフェイスがリソグラフィツールに設けられる。前記サブセットは、露光ステップにおいてリソグラフィツールによって露光される予定のサブフィールドと関連する。

発明は、初期制御プロファイル（フィールド内の複数のサブフィールドに亘る性能パラメータの空間変動を補正することを目的とする）を複数の要素に分解するために使用されてもよい。この場合の分解は、性能パラメータ変動と関連する層にパターン形成する第１および第２露光ステップに補正を分割することに基づく。第１および第２露光はサブフィールドの異なるグループと関連し、例えば複数のレチクルに亘って分散される。興味のあるフィールド内のサブフィールドに亘る性能パラメータの観測された空間変動のより良い補正を提供するために、制御プロファイル要素は更に共最適化されてもよい。

実施形態では、露光フィールド上にパターンを露光するためのリソグラフィプロセスの制御のための方法が提供される。この方法は、第１層のための性能パラメータの露光フィールドのサブフィールドに亘る空間変動と関連する初期空間プロファイルを取得することと、初期空間プロファイルを、少なくとも、性能パラメータの空間変動を補正するためにリソグラフィ装置の制御に使用可能な第１要素空間プロファイル、および、性能パラメータの空間変動を補正するためにリソグラフィ装置の制御に使用可能な第２要素空間プロファイルに分解することと、リソグラフィ装置を制御するための初期空間プロファイルの使用に基づく性能パラメータの空間変動の補正と比べて、性能パラメータの空間変動のより良い補正を実現するために、第１および第２要素空間プロファイルを共に最適化することと、を備える。第１要素空間プロファイルは第１層にパターン形成する第１露光と関連し、第２要素空間プロファイルは第１層に更にパターン形成するための第２露光と関連する。

実施形態では、第１要素空間プロファイルは第１露光と関連する第１レチクルと関連し、第２空間プロファイルは第２露光と関連する第２レチクルと関連する。

実施形態では、第１露光はレチクル上のサブフィールドまたはダイの第１グループと関連し、第２露光は前記レチクルまたは他のレチクル上のサブフィールドまたはダイの第２グループと関連する。

実施形態では、第１および第２レチクルは、制御要求が無いまたは低減されたサブフィールドと関連する第１ダイ領域、および、制御要求が適用される第２ダイ領域を備える。

実施形態では、第１レチクル上の第１ダイ領域は、第２レチクル上の第１ダイ領域とは異なるサブフィールドと関連する。

要約すると、基板上のＩＣ製造プロセスの一部を構成するツール、プロセスおよび／または層の間の共最適化に係る複数の要素補正プロファイルに補正プロファイルを分割する方法が提案される。このような共最適化は、共最適化されたツール、プロセスおよび／または層の制御を通じて、補正を実装する（を駆動する）性能を向上させる。補正の分割は、レチクル書込プロセスおよびスキャナ制御プロセスの間等のプロセスの間でもよい。

このようなアプローチは、オーバーレイおよびひいては歩留まりの改善をもたらす。更に、最適化されたレチクル補正によって、レチクルの高価な更新の必要性が低減される（最適化されたスキャナ制御における柔軟性のために、必要とされるレチクル補正が少なくなる）。オーバーレイサブフィールド補正の範囲の拡大は、レチクルダイ内フィンガープリントの柔軟性を増加させ、オーバーレイ補正能力を更に向上させる。好ましくは全ての重要なオーバーレイ最適化パラメータが、ＥＰＥ、結像、ＣＤＵ、オーバーレイ、フォーカス、レベリングの一または複数についての製品性能の向上に繋がるように、レチクル書込フィンガープリントを共最適化することが可能である。更に、どの単一の層でも補正範囲の一部のみが扱われ、残りの部分が一または複数の次の層で扱われるように、スキャナ負荷を分割することも可能である。

図４に関して前述したように、サブフィールド／ダイ毎のオーバーレイは、対応する鋸歯補正を必要とする鋸歯パターンを示す。ダイまたはサブフィールドの間で必要とされるオーバーレイ補正は極度に非連続であり、スキャナオーバーレイ制御において駆動するのは非常に難易度が高い。本質的に、このような大きいオーバーレイ誤差補正（例えば、符号の変化を伴う）を実装するために、露光中に利用可能な時間および空間の量は非常にわずかである。

この問題を扱う更なる提案について記載する。この実施形態では、スキャナ駆動性能を考慮してフィールドに亘って（例えば、少なくとも一つの方向に）最適化された、サブフィールド毎の最適なレチクル補正を決定することが提案される。最適化は、レチクルの書込み後、残りの補正すべきオーバーレイ誤差プロファイルが、本レチクル補正方針と比べてスキャナ制御基盤によってより良く（例えば、より簡単に）補正可能になるようなものでもよい。

図１０は、本実施形態を概念的に例示する。図１０（ａ）は、典型的な本方針を例示する。実線１０００ａ、１０００ｂは、それぞれフィールドにおける二つの隣接したサブフィールドまたはダイのためのレチクル補正プロファイル（この例では略同様）を例示する。点線１０１０は、結果として必要とされる二つのサブフィールドに亘るスキャナ補正プロファイル（例えば、鋸歯状または同様のパターンを示すフィールドのための）を例示する。この補正は、サブフィールド間で非連続でもよく、従って本質的に連続な制御システム（スキャン動作中のステージ制御等）では適切に補正できないものでもよい。

図１０（ｂ）は、二つの隣接したフィールドに亘る改良されたレチクル補正プロファイルを例示する。このようなレチクル補正プロファイルは、フィールドの二つ以上のサブフィールドに亘る各サブフィールドのため（例えば、フィールド内の基板／レチクル平面に平行な方向の一方または両方における全てのサブフィールドのため）のレチクル補正プロファイルを共最適化することによって決定されてもよい。図１０（ｂ）では、レチクル補正プロファイル１０２０ａ、１０２０ｂによって、必要とされるスキャナ補正プロファイル１０３０がより簡単に駆動できる。例えば、先のサブフィールドがレチクル補正プロファイル１０２０ａによって補正された後に、第２レチクルプロファイル１０２０ｂは、対応するサブフィールドにおいてスキャナの直接の状態／構成によってより簡単に補正される（例えば、オーバーレイ）誤差をもたらす。

ここに示される具体例では、二つの隣接したサブフィールドに亘る最適化が、過剰補償されて公称補正に対して実質的に反転した少なくとも一つのレチクル補正プロファイル１０２０ｂをもたらし、二つのサブフィールドに亘って滑らかなまたはより滑らかな曲線を示し、スキャナ内でより良く駆動可能なオーバーレイ誤差プロファイルが結果として残存する。もちろん、この概念は二つより多くのサブフィールドに亘って拡張可能である。

スキャン（Ｙ）方向に沿うサブフィールド／ダイとの関連性は明白だが、本実施形態はスリット（Ｘ）方向に沿っても適用可能である。この方向のスキャナ補正性能はより限定されており（例えば、レンズ補正等に）、Ｘ方向にこの最適化を実行することには追加的な利点がある。

既に前述したように、このレチクル補正プロファイルは、レチクル書込ツールのための具体的なレチクル書込補正を決定することによって適用されてもよい。

本実施形態は前述のいずれの実施形態と組み合わされてもよい。例えば、複数のサブフィールドに亘るレチクル補正の共最適化は、スキャナ制御プロファイルの最適化（例えば、図５に関して記載した方法を使用して）と共に最適化されてもよい。これは、例えば互いに逆のスロープ（図５（ａ）に対応する）または逆方向のステップ（図５（ｂ）に対応する）を有する隣接した線型レチクル補正プロファイルをもたらす。また、複数のサブフィールドに亘るレチクル補正の共最適化は、複数の層に亘って分解されてもよい（例えば、図８に関して記載された方法を使用して）。

実施形態では、オーバーレイ誤差補正を決定するための方法が開示される。この方法は、複数のサブフィールドに亘って広がるオーバーレイ誤差プロファイルを取得することと、複数のサブフィールドのうち少なくとも二つの隣接したサブフィールドに亘ってレチクル補正を決定することと、を備える。レチクル補正は、前記隣接したサブフィールドの間のオーバーレイ誤差プロファイルの連続性の所期の改善に基づく。実施形態では、レチクル補正は、オーバーレイ誤差プロファイルの実質的な反転および／または過剰補正によって、前記隣接したサブフィールドに亘ってオーバーレイ誤差プロファイルの連続性を実現するように構成される。

典型的には、処理後の基板（ウェーハ）は、ウェーハ表面に亘って特定のグローバルオーバーレイフィンガープリントを示す。このグローバルフィンガープリントは、しばしばウェーハの周囲またはエッジ領域で最も顕著に表れる。このグローバルフィンガープリントは、適切なモデルによってモデル化され、典型的にはランツーラン制御ソリューション（ウェーハの第１ロットで観測されたグローバルオーバーレイフィンガープリントが、次の基板のロットの処理（露光）を補正するために使用される）である「高度なプロセス制御」（更にＡＰＣとも呼ばれる）制御方法を使用して更に制御される。ＡＰＣについてのより多くの情報は、参照により本書に援用される米国特許出願公報US20120008127にある。典型的なＡＰＣ実装は、一または複数の処理装置と関連するドリフトを観察および補正するために、基板上の計測フィーチャの周期的な測定を伴う。ランツーラン（しばしば「run2run」と略される）ＡＰＣ制御では、フィンガープリント（例えば、オーバーレイフィンガープリント）が、ロット毎に測定される基板（例えば、ウェーハ）の組から推定される。これらの基板から測定された一または複数のフィールドはフィンガープリントにフィットされ、このフィンガープリントは典型的には先のフィンガープリントと混合されて、指数加重移動平均（ＥＷＭＡ）フィルタを使用して新たな推定フィンガープリントを生成する。または、フィンガープリントは、単純に周期的に更新されてもよいし、一旦測定された後は一定に保持されてもよい。これらのアプローチの一部または全部の組合せも可能である。この演算の結果は、一または複数のスキャナアクチュエータおよび／または他のツールアクチュエータ／セッティングを設定し、次のロットにおいてオーバーレイを低減または最小化するための最適化ジョブで利用される。

グローバルＡＰＣオーバーレイ補正に加えて、既に前述したように、サブフィールド向けの補正が高密度オーバーレイデータに基づいて定義されてもよい。例えば、図４に示される鋸歯形状のオーバーレイ誤差プロファイルはサブフィールド毎に異なる補正を必要としうる。これは、サブフィールドレベルでのスキャナ補正、サブフィールドレベルでのレチクル補正、サブフィールド毎の補正のプロセスの複数の層に亘る分散、の一または複数を伴いうる。このように、同じウェーハの組（ロット）に対するオーバーレイ制御のための能動的制御基盤が少なくとも二つあってもよい。典型的な場合、ダイエッジの制御において二つの制御体系が干渉するリスクがあり、グローバルフィンガープリントと関連する大きいエッジ効果およびダイ内応力と関連する大きいダイ内効果を受ける。

二つの制御システム（グローバルまたはＡＰＣ制御ループおよびサブフィールドに基づく制御ループ）は、オーバーレイ誤差の過剰補正または過少補正が起こってしまう（例えば、二つの制御ループが相互に作用してしまう）程度には干渉しないのが好ましい。これを避けるため、更なる実施形態では、例えば、グローバル補正が適用されるまたはサブフィールド補正が適用されることを認識しながら、グローバル補正およびサブフィールド補正がそれぞれ共最適化において決定されることが提案される。このようなアプローチは、基板全体またはフィールドエッジやダイエッジ等の特定の領域のみに適用されてもよい。

図１１は、実施形態に係るこの制御方法の原理を記述するフローチャートである。グローバル（例えば、ＡＰＣ）測定および／または補正データ１１００およびサブフィールド（例えば、ダイ内）測定および／または補正 データ１１１０が受け取られる。ダイ内データは、サブフィールド要素データ１１２０およびグローバル要素データ１１３０に分解される（１１１５）。サブフィールド要素データ１１２０は、要素全体またはそのグローバル要素データ１１３０からの変動のみに関して、このデータを記述しうる。サブフィールド要素データ１１２０およびグローバル要素データ１１３０は、好ましい制御方針を決定する共最適化ステップ１１４０において使用される。このステップは、例えば、共最適化された補正後のオーバーレイ誤差（残存する）が最小化されるように、および／または、動的および静的な補正のために最適化された方針に関して、サブフィールド制御に対するグローバル（例えば、ＡＰＣ）補正の適切な重みを決定することを備えてもよい。結果として、共最適化ステップ１１４０は、サブフィールド補正１１５０、およびグローバル（ランツーラン）補正１１６０を取得する（例えば、ＡＰＣ制御ループの一部として）ためのグローバル補正（二回駆動されないようにグローバル補正データ１１００から減算される）をもたらす。

図１２（ａ）は、実施形態に係る分解ステップ１１１５を概念的に例示する。ウェーハに亘るフィンガープリント１２００は、グローバル フィンガープリント１２１０（例えば、ＡＰＣコントローラによって補正可能）およびサブフィールド要素１２２０（例えば、サブフィールド制御基盤によって補正可能）に分解される。

図１２（ｂ）は、残余をサブフィールドにフィットさせる前にグローバルモデルをフィットさせる場合のオーバーレイ補正方針を概念的に例示する。グローバルウェーハフィンガープリント１２６０は、ウェーハに亘るフィンガープリント１２４０からフィールド内（ダイ内も含まれる）要素１２５０を抽出することによって取得される。このきれいなグローバルウェーハフィンガープリント１２６０はＡＰＣ制御基盤への入力として使用され、フィールド内要素１２５０はサブフィールド制御基盤のために使用される。または、グローバルオーバーレイ誤差フィンガープリントのエッジフィンガープリントの一部は、ＡＰＣ制御基盤によって補正されるオーバーレイ誤差要素を低減するために、サブフィールド制御基盤に割り当てられてもよい。図１２（ｃ）に例示されるように、サブフィールド制御プロファイル１２７０は、ここに包含されたエッジ効果による大きな変動（ウェーハに亘って）を示し、変動が低減されたグローバル要素１２８０をもたらす。

このように、リソグラフィプロセスのために共に最適化されたグローバルおよびサブフィールド制御方針を決定するための方法が開示される。この方法は、ａ）グローバルおよびダイ内測定データを取得すること、ｂ）ダイ内測定データをグローバル要素データおよびサブフィールド要素データに分解すること、ｃ）共に最適化された制御方針を決定するために、グローバル要素データ、サブフィールド要素データ、既知のスキャナ制御特性を使用すること、ｄ）共に最適化された制御方針に基づいて、グローバル制御入力およびサブフィールド制御入力を提供すること、を備える。共に最適化された制御方針の決定は、グローバル要素データおよびサブフィールド要素データの適切な重み、または、それに対する補正を決定することを備える。

図４に示されるように、典型的にはダイ内応力はスキャン方向に沿ってオーバーレイ誤差の顕著な鋸歯プロファイルをもたらす。このオーバーレイプロファイル（露光フィールド内の複数のダイに亘って繰り返す）を補正するためのスキャナの制御プロファイルにも、この典型的な鋸歯形状が反映される。これは図１３において大振幅の制御プロファイル（典型的にレチクルおよびウェーハステージの間に周期的な同期信号を適用する）を示す線によって例示される。残りのオーバーレイ誤差（ＭＡ＝移動平均）は、小振幅の点線グラフ（2nm程度の振幅）によって示される。スキャン方向（本例ではＹ方向）の動的な誤差（ＭＳＤ＝移動標準偏差）は、小振幅の上方の（太線）グラフによって示される。ＭＳＤはしばしば「フェージング」とも呼ばれ、投影パターンの空間像をにじませてコントラスト損失をもたらす効果を有する、レチクルおよびウェーハステージの間の高周波振動として基本的に現れる。空間像のコントラストの低減をもたらすこの効果は、しばしば興味のあるフィーチャ（パターン）の寸法の変化と関連する。この寸法の変化は特定の方向であり（例えば、スキャン方向のＭＳＤ-Ｙは、主にＹ方向の寸法の変化をもたらす）、典型的には寸法の変化はＭＳＤの大きさと比例する。このようにフィールドまたはダイに亘るＭＳＤ-Ｙの変動は、ダイに亘って例えばコンタクトホールの寸法の変動をもたらす。二次元構造（コンタクトホールのような）の場合、これはフィールド座標に依存する二次元構造のＸおよびＹ寸法のアスペクト比として現れる。コンタクトホールの場合、ＸおよびＹ寸法の間の比率は典型的にはコンタクトホールの楕円度と呼ばれる。このように、強いダイ内オーバーレイ補正（制御プロファイル）の結果としての図１３に示されるＭＳＤ-Ｙの変動は、ダイ内（およびもちろんフィールド内）のコンタクトホールの楕円度の変動をもたらす。

図１４は、ダイ内コンタクトホール変形の変動を少なくとも部分的に補正するのに適切な発明に係る方法を例示する。第１ＭＳＤ-Ｙプロファイルは、必要とされる制御プロファイル（オーバーレイ誤差プロファイルを補正するために）の分析に基づいて考慮される。第２に、コンタクトホール楕円度変動に対するＭＳＤ-Ｙ変動の影響が計算される（リソグラフィシミュレーションツール等を使用して）または測定される。第３に、所期のコンタクトホール楕円度が公称値に戻されるように、ＭＳＤ-Ｘプロファイルが設計される。基本的にＭＳＤは、少なくともスキャン方向に垂直な要素を有し、コンタクトホールのＸ方向の寸法が影響されるように導入される。これは、例えば、レチクルおよびウェーハステージの間にフィールド座標に応じた振幅（例えばＭＳＤ-Ｘレベルがスキャンに起因するＭＳＤ-Ｙレベルに等しくなるように振幅を調節する）を有するＸ方向の高周波振動を導入することによって実現されうる。または、例えばフィールド座標に依存するＸ方向のパターンシフトをもたらすことによってフィールドに依存するＭＳＤ-Ｘ要素をもたらすレンズマニピュレータを構成することによって、投影レンズ収差が調節されてもよい。この結果、コンタクトホールはもはや楕円形ではなくなる。しかし、ＭＳＤ-ＸおよびＹの存在のために、コンタクトホール半径が公称値からずれて、コンタクトホール半径のスキャン方向に沿った変動をもたらす。この変動が一定の許容範囲を超えた場合、コンタクトホールの寸法を目標値に維持するためにスキャン動作中にフィールド座標に依存するドーズ補正を適用する第４ステップが必要とされてもよい。または、フィールド点毎の累積ドーズを調節するためにスキャン速度が変えられてもよいし、コンタクトホール半径を目標値に維持するためにｚ位置が動的に調整されてもよい。

リソグラフィ装置制御基盤（レンズおよび／またはステージ同期）を使用してスキャン方向に沿ったパターン変形の変動を補償する代わりに、パターンデバイス（レチクル）が幾何学パターン再現度に対するフェージングの影響を予備補正するように構成されてもよい。例えばレチクルは、スキャン方向に沿って並んでコンタクトホールフィーチャを備える複数のダイを備えてもよい。レチクル上のコンタクトホールの楕円度の変動の予備補償によって、レジストへのコンタクトホールの露光後に形成される公称形状のコンタクトホールを取得できる。そして、興味のある全てのダイに関するフェージングに起因するスキャン方向に沿った楕円度変動（フィンガープリント）の知識に基づいてレチクルは製造される必要がある。これは、レチクル上のフィーチャ（コンタクトホール）の形状またはＯＰＣの方法（例えば一または複数の方向におけるアシストフィーチャの配置）を変えることによって実現される。更にコンタクトホールのサイズは、それらを基板上の感光性層（レジスト）に露光した後にコンタクトホールの半径を更に制御することを前提として選択されてもよい。

ＭＳＤ-Ｘ（ｔ）制御信号はダイに特有でもよいため、ＭＳＤ-Ｘの制御は典型的にはサブフィールドタイプのリソグラフィ装置制御の一部である。

制御態様とは別に、既知の動力学に基づいて、例えばスキャンに起因するフェージング（ＭＳＤ-Ｙ）によるフィーチャ寸法の既知の変動に基づいて、計測方式が生成されてもよい。図１３は、ダイ内の位置に大きく依存するＭＳＤ-Ｙレベルを例示する。このように、フェージングに起因する寸法変動の制御は、ＭＳＤ-Ｙ振幅が大きいことが予期されるスキャン方向の位置と関連する計測データから便益を受ける。実施形態では、スキャンに起因するＭＳＤが閾値より大きい寸法乖離をもたらす一または複数の位置でＣＤ（臨界寸法）測定を提供することが提案される。閾値はＣＤ値の決定における計測ツールの正確性と関連してもよく、例えば閾値は0.2nmでもよい。

実施形態では、基板上の半導体デバイスの製造と関連するプロセスを構成する方法が開示される。この方法は、パターン形成プロセスを使用して基板に提供されるフィーチャの寸法間の比率の所期の変動を決定することと、基板上の領域に亘って比率の所期の変動を少なくとも部分的に補正するために、パターン形成プロセスおよび／またはパターン形成プロセスにおいて使用されるパターニングデバイスを構成することと、を備える。

所期の変動は、例えば一つの方向におけるＭＳＤ変動のみ（ステージ動力学および／またはレンズ収差変動における非対称性による）を有することによって導入される非対称なフェージング変動によってもよい。

寸法間の比率は、例えばコンタクトホールの楕円度または線や空間のような図形のアスペクト比でもよい。

パターン形成プロセスを構成することは、ＭＳＤｘ（ｔ）がＭＳＤｙ（ｔ）と組になり、ベクトル［ＭＳＤ-Ｘ（ｔ），ＭＳＤ-Ｙ（ｔ）］がＸ軸に対して常に同じ角度をなすような、ステージ同期（レチクルステージ「ＲＳ」およびウェーハステージ「ＷＳ」の間の）の調整を含んでもよい。

パターン形成プロセスを構成することは、導入された波面非対称性ＷＡ（ｔ）が寸法間の比率に対するＭＳＤｘ／ｙ（ｔ）の影響を打ち消すような、スキャン中の波面変動の適用を伴ってもよい。

パターン形成プロセスを構成することは、フィーチャ寸法を目標値に戻す（例えばＣＤ変動を避ける）ことを目的とするドーズおよび／またはスキャン速度制御を更に含んでもよい。

パターン形成プロセスを構成することは、ステージ制御態様を更に伴ってもよい。例えば次の基準を満たすステージ制御プロファイル（ｘ（ｔ），ｙ（ｔ），ｚ（ｔ））を提供してもよい。
ａ）比率変動（コンタクトホール楕円度）が最小となる。
ｂ）ＣＤが目標値に留まる（より多くのドーズが必要な時はスキャン速度を低下させて寸法を目標値に戻す）。
ｃ）ＭＳＤ-Ｘ／Ｙが全くまたはほとんど導入されない場合、露光フィーチャの一定の寸法に加えてダイおよび／または露光フィールドに亘る一定のコントラストを得るために、ＭＳＤ-Ｚ（コントラスト）項を増加させるｚ（ｔ）を構成する。

パターニングデバイスを構成することは、パターン形成プロセスの制限による比率の所期の変動を打ち消すようなフィールド座標に依存するフィーチャ寸法の比率を伴ってもよい。

パターニングデバイスを構成することは、パターン形成プロセス後に寸法間の比率の変動が存在しないように、選択的にフィーチャを変形させるように構成されるフィールド座標に依存するＯＰＣを伴ってもよい。

パターニングデバイスを構成することは、ウェーハに提供されるフィーチャのＣＤを一定に保つためのフィールド座標に依存するレチクル透過を伴ってもよい（ＭＳＤ-Ｘ／Ｙのバランシングと併せて、対称性がスキャナ制御によって与えられ、ＣＤオフセットがレチクル透過調節によって補正される）。

各ダイ（サブフィールド）のためではなく、制御プロファイルは、フェージングに起因するフェージング（ＭＳＤ-Ｙ）ＣＤ変動およびオーバーレイ変動の間のより良いバランスを提供するように得られてもよい。図１３に示される制御プロファイルは、最小限のＥＰＥ（オーバーレイおよびＣＤ変動の両方の影響を備える総合的な指標）を提供するために、サブフィールド毎に最適化される。結果として生じるフェージング要素によるＣＤ変動および結果として生じるオーバーレイ残存誤差（ＭＡ要素）が、興味のあるフィーチャについて最小のＥＰＥ誤差を与えるように、制御プロファイルを構成することが提案される。

他の実施形態では、パターン形成プロセスの対象である基板上の露光フィールドと関連するサンプリング方式を決定する方法が開示された。この方法は、パターン形成プロセス中のパターニングデバイスおよび基板の動作の間の同期誤差の時間依存性によるパターン寸法誤差および／またはパターン位置決め誤差の所期の分布を露光フィールドに亘って取得することと、パターン寸法および／またはパターン位置のサンプリング方式に従った測定を使用した所期の分布の特徴付けの所望の正確性に基づいてサンプリング方式を決定することと、を備える。

発明の更なる実施形態は、以下の番号付きの項目のリストに開示される。
項目１：
露光フィールド上にパターンを露光するためのリソグラフィプロセスの制御のための要素空間プロファイルを決定するための方法であって、第１層のための性能パラメータの露光フィールドの少なくともサブフィールドに亘る空間変動を記述する初期空間プロファイルを取得することと、サブフィールドに関する要素空間プロファイルに初期空間プロファイルを分解することと、を備える。前記要素空間プロファイルは、少なくとも第１要素空間プロファイルおよび第２要素空間プロファイルを備える。方法は、性能パラメータにおける誤差を最小化するために要素空間プロファイルを共に最適化することを備える。少なくとも前記第１要素空間プロファイルは、第１層における前記露光フィールド上にパターンを露光する際に、リソグラフィプロセスを制御するためにリソグラフィ装置によって使用可能であり、前記第１要素空間プロファイルは、初期空間プロファイルと比べて、より正確にリソグラフィ装置によって駆動されうる。
項目２：
性能パラメータは、一または複数の他の層に対する第１層のオーバーレイを備える、または、に関する、項目１に記載の方法。
項目３：
性能パラメータはエッジ配置誤差を備える、項目１または２に記載の方法。
項目４：
前記第１要素空間プロファイルは、前記初期空間プロファイルの全体範囲より小さい範囲内の値に制限される、前記項目のいずれかに記載の方法。
項目５：
前記第１要素空間プロファイルは、リソグラフィ装置によって駆動可能なように最適化されている、前記項目のいずれかに記載の方法。
項目６：
前記第１要素空間プロファイルは、リソグラフィ装置内のステージ位置決め制御およびリソグラフィ装置内の投影レンズ制御の一方または両方の制御において使用される、前記項目のいずれかに記載の方法。
項目７：
前記第２要素空間プロファイルは、第１層にパターンを露光するためのリソグラフィプロセスにおいて使用されるレチクルのためのレチクル補正に関する、前記項目のいずれかに記載の方法。
項目８：
前記第２要素空間プロファイルは、レチクルの製造および／または変更の制御において使用される、項目７に記載の方法。
項目９：
前記第２要素空間プロファイルは、レチクル上のフィーチャの相対位置決めの制御において使用される、項目７または８に記載の方法。
項目１０：
第２要素空間プロファイルは、前記第１要素空間プロファイルより低次である、項目７から９のいずれかに記載の方法。
項目１１：
前記第２要素空間プロファイルは、線型またはステップ型のプロファイルである、項目７から１０のいずれかに記載の方法。
項目１２：
前記分解するステップは、前記初期空間プロファイルに基づいて前記第１層を備える複数の層に亘って制御を分散するために、初期空間プロファイルを層要素空間プロファイルに分解することを更に備える、項目７から１１のいずれかに記載の方法。
項目１３：
前記要素空間プロファイルの少なくとも一つに基づいて前記第１層を備える複数の層に亘って制御を分散するために、前記要素空間プロファイルの少なくとも一つを、それぞれ複数の層の特定の一つの前記リソグラフィプロセスを制御する層要素空間プロファイルに分解することを備える、項目７から１１のいずれかに記載の方法。
項目１４：
層要素空間プロファイルに分解された前記要素空間プロファイルの少なくとも一つは、第１要素空間プロファイルを備える、項目１１に記載の方法。
項目１５：
前記分解するステップは、前記初期空間プロファイルに基づいて前記第１層を備える複数の層に亘って制御を分散するために、初期空間プロファイルを前記要素空間プロファイルに分解することを備え、前記第２要素空間プロファイルは、第２層における前記露光フィールド上にパターンを露光する際に、リソグラフィプロセスを制御するためにリソグラフィ装置によって使用可能であり、前記第２要素空間プロファイルは、初期空間プロファイルと比べて、より正確にリソグラフィ装置によって駆動されうる、項目１から６のいずれかに記載の方法。
項目１６：
リソグラフィプロセスを実行する時にマルチフォーカスイメージングを使用することと、前記パターン露光中に、初期空間プロファイルおよび／または適切な要素空間プロファイルと関連する最大許容移動標準偏差に基づいて、照明設定を最適化することと、を備える、項目７から１５のいずれかに記載の方法。
項目１７：
前記最大許容移動標準偏差が決定され、前記照明設定が層毎に最適化される、項目１６に記載の方法。
項目１８：
少なくとも第１要素空間プロファイルに関する一または複数の第１補正項および第２要素空間プロファイルに関する一または複数の第２補正項について性能パラメータを記述するメリット関数を作成することと、前記第１要素空間プロファイルおよび前記第２要素空間プロファイルを決定するためにメリット関数を反復的に解くことと、を備える、前記項目のいずれかに記載の方法。
項目２０：
前記初期空間プロファイルは、複数の第１要素空間プロファイル候補および複数の第２要素空間プロファイル候補に分解され、前記方法は、第１要素空間プロファイル候補および第２要素空間プロファイル候補の最適な組合せを性能測定基準に応じて決定することを備える、項目１から１７のいずれかに記載の方法。
項目２１：
前記共に最適化するステップは、初期空間プロファイルと関連する移動平均、移動標準偏差、移動平均および移動標準偏差の組合せの少なくともいずれかの最適化を備える、前記項目のいずれかに記載の方法。
項目２２：
前記移動平均、移動標準偏差、移動平均および移動標準偏差の組合せの少なくともいずれかの最適化は、小さいプロセスウィンドウを有するものとして特定された一または複数のフィーチャにおける誤差の最小化に関して決定される、項目２１に記載の方法。
項目２３：
前記初期空間プロファイルは、既知のダイ内応力フィンガープリントから得られる、前記項目のいずれかに記載の方法。
項目２４：
前記第１要素空間プロファイルは三次以上である、前記項目のいずれかに記載の方法。
項目２５：
前記要素空間プロファイルに基づいて前記リソグラフィプロセスを実行することを備える、前記項目のいずれかに記載の方法。
項目２６：
各サブフィールドは単一のダイまたはその機能領域に関する、前記項目のいずれかに記載の方法。
項目２７：
露光フィールドの各サブフィールドのための前記要素空間プロファイルのそれぞれの組を決定するために前記方法が実行される、前記項目のいずれかに記載の方法。
項目２８：
適切な装置で実行された時に項目１から２７のいずれかに記載の方法を実行可能なプログラム命令を備えるコンピュータプログラム。
項目２９：
項目２８に記載のコンピュータプログラムを保持する非一時的コンピュータプログラム保持装置。
項目３０：
項目１から２７のいずれかに記載の方法を実行可能なリソグラフィ装置。
項目３１：
露光フィールド内のサブフィールドと関連するオーバーレイ補正プロファイルを決定するための方法であって、少なくともサブフィールドに亘って、第１および第２層の間のオーバーレイ誤差プロファイルを取得することと、第１層にパターン形成する際に使用されるレチクルの製造または変更のための第１オーバーレイ補正プロファイル、および、第１層にパターン形成する際に使用されるリソグラフィ装置のための第２オーバーレイ補正プロファイルを決定することと、を備える。
項目３２：
オーバーレイ補正プロファイルを決定するための方法であって、露光フィールド内のサブフィールドに亘って、第１層および第２層の間のオーバーレイ誤差プロファイルを取得することと、第１層のための第１オーバーレイ補正プロファイルおよび第２層のための第２オーバーレイ補正プロファイルを決定することと、を備える。第１および第２補正プロファイルは、併せてオーバーレイ誤差プロファイルをサブフィールドに亘って軽減し、第１層および第２層の両方に亘って所望の結像品質を実現するために共に最適化されている。
項目３３：
オーバーレイ誤差補正を決定するための方法であって、スキャン方向に沿って複数のサブフィールドに亘って広がるオーバーレイ誤差プロファイルを取得することと、複数のサブフィールドのうち少なくとも二つの隣接したサブフィールドに亘ってレチクル補正を決定することと、を備える。レチクル補正は、前記隣接したサブフィールドの間のオーバーレイ誤差プロファイルの連続性の所期の改善に基づく。
項目３４：
ＡＰＣコントローラのためのＡＰＣ制御入力およびリソグラフィ装置のためのサブフィールド制御入力を提供する方法であって、ａ）基板に亘って測定されたパラメータのフィンガープリントを取得すること、ｂ）フィンガープリントをグローバル要素およびサブフィールド要素に分解すること、ｃ）共に最適化された制御方針を決定するために、グローバル要素およびサブフィールド要素とリソグラフィ装置の制御特性を使用すること、ｄ）共に最適化された制御方針に基づいて、ＡＰＣ制御入力およびサブフィールド制御入力を決定すること、を備える。
項目３５：
露光フィールド上にパターンを露光するためのリソグラフィプロセスの制御のための方法であって、第１層のための性能パラメータの露光フィールドのサブフィールドに亘る空間変動と関連する初期空間プロファイルを取得することと、初期空間プロファイルを、少なくとも、性能パラメータの空間変動を補正するためにリソグラフィ装置の制御に使用可能な第１要素空間プロファイル、および、性能パラメータの空間変動を補正するためにリソグラフィ装置または他の装置の制御に使用可能な第２要素空間プロファイルに分解することと、リソグラフィ装置を制御するための初期空間プロファイルの使用に基づく性能パラメータの空間変動の補正と比べて、性能パラメータの空間変動のより良い補正を実現するために、第１および第２要素空間プロファイルを共に最適化することと、を備える。
項目３６：
オーバーレイ誤差補正を決定するための方法であって、複数のサブフィールドに亘って広がるオーバーレイ誤差プロファイルを取得することと、複数のサブフィールドのうち少なくとも二つの隣接したサブフィールドに亘ってレチクル補正を決定することと、を備える。レチクル補正は、前記隣接したサブフィールドの間のオーバーレイ誤差プロファイルの連続性の所期の改善に基づく。
項目３７：
レチクル補正は、前記オーバーレイ誤差プロファイルの少なくとも一部の実質的な反転および／または過剰補正によって、前記隣接したサブフィールドに亘ってオーバーレイ誤差プロファイルの連続性を実現するように構成される、項目３６に記載の方法。
項目３８：
レチクル補正は、スキャン方向および／またはスリット方向に隣接した少なくとも二つのフィールドのために決定される、項目３６または３７の方法。
項目３９：
リソグラフィプロセスのために共に最適化されたグローバルおよびサブフィールド制御方針を決定するための方法であって、ａ）グローバル測定データおよびダイ内測定データを取得すること、ｂ）ダイ内測定データをグローバル要素データおよびサブフィールド要素データに分解すること、ｃ）共に最適化された制御方針を決定するために、グローバル要素データ、サブフィールド要素データ、既知のスキャナ制御特性を使用すること、ｄ）共に最適化された制御方針に基づいて、グローバル制御入力およびサブフィールド制御入力を提供すること、を備える。
項目４０：
前記サブフィールド要素データは、それに対応するグローバル要素データからの変動に関して記述される、項目３９に記載の方法。
項目４１：
ステップｃ）は、グローバル要素データおよびサブフィールド要素データの適切な相対重み、および／または、それに対する補正を決定することを備える、項目３９または４０に記載の方法。
項目４２：
グローバル測定データのエッジフィンガープリントの少なくとも一部は、サブフィールド制御入力を介して補正されるように割り当てられる、項目３９から４１のいずれかに記載の方法。
項目４３：
基板上の半導体デバイスの製造と関連するプロセスを構成する方法であって、パターン形成プロセスを使用して基板に提供されるフィーチャの寸法間の比率の所期の変動を決定することと、基板上の領域に亘って比率の所期の変動を少なくとも部分的に補正するために、パターン形成プロセスおよび／またはパターン形成プロセスにおいて使用されるパターニングデバイスを構成することと、を備える。当該構成することは、スキャン方向および非スキャン方向に沿った基板の位置制御をバランスさせること、パターン形成プロセスにおいて使用される投影レンズの収差をバランスさせること、第１および第２方向に沿った構造の寸法をバランスさせること、の一または複数を備える。
項目４４：
パターン形成プロセスの対象である基板上の露光フィールドと関連するサンプリング方式を決定する方法であって、パターン形成プロセス中のパターニングデバイスおよび基板の動作の間の同期誤差の時間依存性によるパターン寸法誤差および／またはパターン位置決め誤差の所期の分布を露光フィールドに亘って取得することと、パターン寸法および／またはパターン位置のサンプリング方式に従った測定を使用した所期の分布の特徴付けの所望の正確性に基づいてサンプリング方式を決定することと、を備える。
項目４５：
少なくともサブフィールドを備える基板上の露光フィールドにパターン形成するように構成されるリソグラフィ装置を制御するための方法であって、基板上の第１層と関連する性能パラメータの露光フィールドの少なくともサブフィールドに亘る空間変動と関連する初期空間プロファイルを取得することと、初期空間プロファイルを、少なくとも、第１空間スケールでリソグラフィ装置を制御するための第１要素空間プロファイル、および、サブフィールドのサイズと関連する第２空間スケールでリソグラフィ装置を制御するための第２要素空間プロファイルに分解することと、を備える。分解することは、性能パラメータのサブフィールドに亘る空間変動の補正に基づいて、第１および第２要素空間プロファイルを共に最適化することを備える。
項目４６：
共に最適化することは更に結像品質メトリックに基づく、項目４５に記載の方法。
項目４７：
前記初期空間プロファイル取得するステップは、ダイ内測定データおよびグローバル測定データを取得することを備え、前記ダイ内測定データは、少なくとも前記初期空間プロファイルを備え、前記分解するステップは、ダイ内測定データを、グローバル要素を備える前記第１要素空間プロファイルおよびサブフィールド要素を備える前記第２要素空間プロファイルに分解することを備え、前記共に最適化するステップは、グローバル要素、サブフィールド要素、既知のリソグラフィ装置制御特性を使用することを備える、項目４５または４６に記載の方法。
項目４８：
共に最適化されたグローバル要素およびサブフィールド要素に基づいて、リソグラフィ装置にグローバル制御入力およびサブフィールド制御入力を供給することを更に備える、項目４７に記載の方法。
項目４９：
性能パラメータは、一または複数の他の層に対する第１層のオーバーレイを備える、または、に関する、項目４５から４８のいずれかに記載の方法。
項目５０：
性能パラメータはエッジ配置誤差を備える、項目４５から４９のいずれかに記載の方法。
項目５１：
前記第１要素空間プロファイルは、前記初期空間プロファイル内に含まれる値の範囲より小さい範囲内の値に制限される、項目４５から５０のいずれかに記載の方法。
項目５２：
共に最適化することは、前記第１要素空間プロファイルをリソグラフィ装置の駆動可能範囲内に移動させることに更に基づく、項目４５から５１のいずれかに記載の方法。
項目５３：
少なくとも第１要素空間プロファイルに関する一または複数の第１補正項および第２要素空間プロファイルに関する一または複数の第２補正項についての性能パラメータの補正を記述するメリット関数を取得することを更に備え、共に最適化することは、前記第１要素空間プロファイルおよび前記第２要素空間プロファイルを決定するために、メリット関数を反復的に解くことに基づく、項目４５から５２のいずれかに記載の方法。
項目５４：
前記共に最適化することは、初期空間プロファイルと関連する移動平均、移動標準偏差、移動平均および移動標準偏差の組合せの少なくともいずれかの最適化に更に基づく、項目４５から５３のいずれかに記載の方法。
項目５５：
前記初期空間プロファイルは既知のダイ内応力フィンガープリントから得られる、項目４５から５４のいずれかに記載の方法。
項目５６：
サブフィールドは単一のダイまたはその機能領域に関する、項目４５から５５のいずれかに記載の方法。
項目５７：
前記第１要素空間プロファイルは、リソグラフィ装置内のステージ位置決め制御およびリソグラフィ装置内の投影レンズ制御の一方または両方の制御において使用される、項目４５から５６のいずれかに記載の方法。
項目５８：
適切な装置で実行された時に項目４５から５７のいずれかに記載の方法を実行可能なプログラム命令を備えるコンピュータプログラム。
項目５９：
項目５８に記載のコンピュータプログラムを保持する非一時的コンピュータプログラム保持装置。
項目６０：
第１要素空間プロファイルは第１層にパターン形成する第１露光と関連し、第２要素空間プロファイルは第１層にパターン形成するための第２露光と関連する、項目３５に記載の方法。
項目６１：
第１要素空間プロファイルは第１露光と関連する第１レチクルと関連し、第２空間プロファイルは第２露光と関連する第２レチクルと関連する、項目６０に記載の方法。
項目６２：
第１露光はレチクル上のサブフィールドまたはダイの第１グループと関連し、第２露光は前記レチクルまたは他のレチクル上のサブフィールドまたはダイの第２グループと関連する、項目６０に記載の方法。
項目６３：
第１および第２レチクルは、制御要求が無いまたは低減されたサブフィールドと関連する第１ダイ領域、および、制御要求が適用される第２ダイ領域を備える、項目６１に記載の方法。
項目６４：
第１レチクル上の第１ダイ領域は、第２レチクル上の第１ダイ領域とは異なるサブフィールドと関連する、項目６３に記載の方法。
項目６５：
露光フィールド上にパターンを露光するためのリソグラフィプロセスを制御するための方法であって、性能パラメータの露光フィールドに亘る空間変動と関連する初期空間プロファイルを取得することと、初期空間プロファイルを、少なくとも、第１露光ステップにおいて第１サブフィールド群に亘って性能パラメータの空間変動を補正するためにリソグラフィ装置を制御するための第１要素空間プロファイル、および、第２露光ステップにおいて第２サブフィールド群に亘って性能パラメータの空間変動を補正するためにリソグラフィ装置を制御するための第２要素空間プロファイルに分解することと、を備える。第１および第２要素空間プロファイルを使用してそれぞれに対応する露光ステップ中にリソグラフィプロセスを制御することは、露光フィールドに亘る性能パラメータの空間変動を軽減する。
項目６６：
第１サブフィールド群および第２サブフィールド群は、レチクルまたはマスク等のパターニングデバイス上のダイのレイアウトと関連する、項目６５に記載の方法。
項目６７：
第１サブフィールド群は第１パターニングデバイスと関連し、第２サブフィールド群は第２パターニングデバイスと関連する、項目６５または６６に記載の方法。
項目６８：
第１サブフィールド群および第２サブフィールド群は、パターニングデバイス上のダイのレイアウトと関連し、第２サブフィールド群は、リソグラフィプロセスにおいて使用される基板に対するパターニングデバイスの、第１サブフィールド群と関連する基板に対するパターニングデバイスの位置とは異なる位置と関連する、項目６５または６６に記載の方法。
項目６９：
リソグラフィプロセスを制御することは、リソグラフィプロセス中に使用されるリソグラフィ装置のステージおよび／または投影レンズアクチュエータを制御することを含む、項目６５から６８のいずれかに記載の方法。
項目７０：
第１サブフィールド群は、パターニングデバイス上のダイの第１グループと関連し、第２サブフィールド群は、前記または他のパターニングデバイス上のダイの第２グループと関連し、パターニングデバイスに対するダイの第１グループの相対位置は、前記または他のパターニングデバイスに対するダイの第２グループの位置に対してインターレースされている、項目６５または６６に記載の方法。
項目７１：
制御インターフェイスを備えるリソグラフィツールであって、制御インターフェイスは、露光フィールド内に含まれるサブフィールドのサブセットの定義と関連する情報を受け取るように構成され、前記サブセットは、露光ステップにおいてリソグラフィツールによって露光される予定のサブフィールドと関連する。

物理的なレチクルの態様のパターニングデバイスが記述されたが、本出願における用語「パターニングデバイス」は、例えばプログラマブルパターニングデバイスと共に使用されて、デジタルの態様でパターンを伝達するデータ製品も含む。

発明の実施形態の使用に関して光学リソグラフィの文脈において上記で特定の言及がなされたが、発明はインプリントリソグラフィ等の他の用途において使用されてもよく、文脈が許す限り光学リソグラフィに限定されないと理解される。インプリントリソグラフィでは、パターニングデバイスにおけるトポグラフィが基板上に形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、基板に供給されたレジスト層にプレスされてもよく、電磁放射、熱、圧力またはこれらの組合せを適用することによってレジストが硬化される。レジストが硬化された後にパターニングデバイスがレジストから取り除かれると、当該レジスト内にパターンが残される。

リソグラフィ装置に関して使用される「放射」および「ビーム」の用語は、全てのタイプの電磁放射を包含し、紫外線（ＵＶ）放射（例えば、約365、355、248、193、157、126nmの波長を持つもの）、極端紫外線（ＥＵＶ）放射（例えば、5-20nmの範囲の波長を持つもの）、イオンビームや電子ビーム等の粒子ビームを含む。

用語「レンズ」は、文脈が許す限り、屈折型、反射型、磁気型、電磁気型、静電型の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または任意の組合せを指してもよい。

特定の実施形態に関する以上の記述は発明の基本的な性質を十分に明らかにし、第三者は、技術分野における知識を適用することで、過度の実験なしで、本発明の基本的な概念から逸脱することなく、このような特定の実施形態を容易に変更するおよび／または様々な用途に適合させることができる。従って、このような適合および変更は、ここで提示された教示およびガイダンスに基づいて、開示された実施形態の均等物の意味および範囲に含まれる。ここでの表現または用語は、例による記述を目的としており本発明を限定するものではないと理解され、本明細書の用語または表現は教示およびガイダンスの下で当業者によって解釈される。

本発明の幅および範囲は、上記の例示的な実施形態のいずれによっても限定されるべきではなく、以下の請求項およびそれらの均等物によってのみ定義されるべきである。

Claims (20)

1. 少なくともサブフィールドを備える基板上の露光フィールドにパターン形成するように構成されるリソグラフィ装置を制御するための方法であって、
   基板上の第１層と関連する性能パラメータの露光フィールドの少なくとも前記サブフィールドに亘る空間変動と関連する初期空間プロファイルを取得することと、
   初期空間プロファイルを、少なくとも、第１空間スケールで前記サブフィールドについてリソグラフィ装置を制御するための第１要素空間プロファイル、および、前記サブフィールドのサイズと関連する第２空間スケールで前記サブフィールドについてリソグラフィ装置を制御するための第２要素空間プロファイルに分解することと、
   を備え、
   分解することは、性能パラメータのサブフィールドに亘る空間変動の補正に基づいて、第１および第２要素空間プロファイルを共に最適化することを備える、
   方法。
2. 共に最適化することは更に結像品質メトリックに基づく、請求項１に記載の方法。
3. 前記初期空間プロファイルを取得することは、ダイ内測定データおよびグローバル測定データを取得することを備え、
   前記ダイ内測定データは、少なくとも前記初期空間プロファイルを備え、
   前記分解することは、ダイ内測定データを、グローバル要素を備える前記第１要素空間プロファイルおよびサブフィールド要素を備える前記第２要素空間プロファイルに分解することを備え、
   前記共に最適化することは、グローバル要素、サブフィールド要素、既知のリソグラフィ装置制御特性を使用することを備える、
   請求項１に記載の方法。
4. 共に最適化されたグローバル要素およびサブフィールド要素に基づいて、グローバル制御入力およびサブフィールド制御入力をリソグラフィ装置に供給することを更に備える、請求項３に記載の方法。
5. 性能パラメータは、一または複数の他の層に対する第１層のオーバーレイを備える、または、に関する、請求項１に記載の方法。
6. 性能パラメータはエッジ配置誤差を備える、請求項１に記載の方法。
7. 前記第１要素空間プロファイルは、前記初期空間プロファイル内に含まれる値の範囲より小さい範囲内の値に制限される、請求項１に記載の方法。
8. 共に最適化することは、前記第１要素空間プロファイルをリソグラフィ装置の駆動可能範囲内に移動させることに更に基づく、請求項１に記載の方法。
9. 少なくとも第１要素空間プロファイルに関する一または複数の第１補正項および第２要素空間プロファイルに関する一または複数の第２補正項についての性能パラメータの補正を記述するメリット関数を取得することを更に備え、
   共に最適化することは、前記第１要素空間プロファイルおよび前記第２要素空間プロファイルを決定するためにメリット関数を反復的に解くことに基づく、
   請求項１に記載の方法。
10. 前記共に最適化することは、初期空間プロファイルと関連する移動平均、移動標準偏差、移動平均および移動標準偏差の組合せの少なくともいずれかの最適化に更に基づく、請求項１に記載の方法。
11. 前記初期空間プロファイルは既知のダイ内応力フィンガープリントから得られる、請求項１に記載の方法。
12. サブフィールドは単一のダイまたはその機能領域に関する、請求項１に記載の方法。
13. 前記第１要素空間プロファイルは、リソグラフィ装置内のステージ位置決め制御およびリソグラフィ装置内の投影レンズ制御の一方または両方の制御において使用される、請求項１に記載の方法。
14. 第１要素空間プロファイルは第１層にパターン形成する第１露光と関連し、第２要素空間プロファイルは第１層に更にパターン形成する第２露光と関連する、請求項１に記載の方法。
15. 第１要素空間プロファイルは第１露光と関連する第１レチクルと関連し、第２空間プロファイルは第２露光と関連する第２レチクルと関連する、請求項１４に記載の方法。
16. 少なくともサブフィールドを備える基板上の露光フィールドにパターン形成するように構成されるリソグラフィ装置を制御可能なプログラム命令を備えるコンピュータプログラムであって、
    プログラム命令は、
    基板上の第１層と関連する性能パラメータの露光フィールドの少なくとも前記サブフィールドに亘る空間変動と関連する初期空間プロファイルを取得することと、
    初期空間プロファイルを、少なくとも、第１空間スケールで前記サブフィールドについてリソグラフィ装置を制御するための第１要素空間プロファイル、および、前記サブフィールドのサイズと関連する第２空間スケールで前記サブフィールドについてリソグラフィ装置を制御するための第２要素空間プロファイルに分解することと、
    を実行可能に構成され、
    分解することは、性能パラメータのサブフィールドに亘る空間変動の補正に基づいて、第１および第２要素空間プロファイルを共に最適化することを備える、
    コンピュータプログラム。
17. 共に最適化することは更に結像品質メトリックに基づく、請求項１６に記載のコンピュータプログラム。
18. 前記初期空間プロファイル取得する命令は、ダイ内測定データおよびグローバル測定データを取得し、
    前記ダイ内測定データは、少なくとも前記初期空間プロファイルを備え、
    前記初期空間プロファイルを分解する命令は、ダイ内測定データを、グローバル要素を備える前記第１要素空間プロファイルおよびサブフィールド要素を備える前記第２要素空間プロファイルに分解し、
    前記共に最適化することは、グローバル要素、サブフィールド要素、既知のリソグラフィ装置制御特性を使用することに基づく、
    請求項１６に記載のコンピュータプログラム。
19. 共に最適化することは、前記第１要素空間プロファイルをリソグラフィ装置の駆動可能範囲内に移動させることに更に基づく、請求項１６に記載のコンピュータプログラム。
20. 請求項１６に記載のコンピュータプログラムを保持する非一時的コンピュータプログラム保持装置。

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