JP7446447B2 - 複合的オーバレイ計測ターゲット - Google Patents

複合的オーバレイ計測ターゲット Download PDF

Info

Publication number
JP7446447B2
JP7446447B2 JP2022546445A JP2022546445A JP7446447B2 JP 7446447 B2 JP7446447 B2 JP 7446447B2 JP 2022546445 A JP2022546445 A JP 2022546445A JP 2022546445 A JP2022546445 A JP 2022546445A JP 7446447 B2 JP7446447 B2 JP 7446447B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
measurement
metrology
pattern elements
overlay
target
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2022546445A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2021154762A5 (ja
JP2023513040A (ja
Inventor
アンナ ゴロツバン
イナ ターシシュ－シャピル
マーク ギノブカー
ラウィ ディラウィ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KLA Corp
Original Assignee
KLA Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KLA Corp filed Critical KLA Corp
Publication of JP2023513040A publication Critical patent/JP2023513040A/ja
Publication of JPWO2021154762A5 publication Critical patent/JPWO2021154762A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7446447B2 publication Critical patent/JP7446447B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/956—Inspecting patterns on the surface of objects
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605—Workpiece metrology
    • G03F7/70616—Monitoring the printed patterns
    • G03F7/70633—Overlay, i.e. relative alignment between patterns printed by separate exposures in different layers, or in the same layer in multiple exposures or stitching
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/9501—Semiconductor wafers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/22—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material
    • G01N23/225—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material using electron or ion
    • G01N23/2251—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material using electron or ion using incident electron beams, e.g. scanning electron microscopy [SEM]
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605—Workpiece metrology
    • G03F7/70608—Monitoring the unpatterned workpiece, e.g. measuring thickness, reflectivity or effects of immersion liquid on resist
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605—Workpiece metrology
    • G03F7/70681—Metrology strategies
    • G03F7/70683—Mark designs
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/956—Inspecting patterns on the surface of objects
    • G01N21/95623—Inspecting patterns on the surface of objects using a spatial filtering method
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/07—Investigating materials by wave or particle radiation secondary emission
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/40—Imaging
    • G01N2223/418—Imaging electron microscope
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/60—Specific applications or type of materials
    • G01N2223/611—Specific applications or type of materials patterned objects; electronic devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/60—Specific applications or type of materials
    • G01N2223/611—Specific applications or type of materials patterned objects; electronic devices
    • G01N2223/6113—Specific applications or type of materials patterned objects; electronic devices printed circuit board [PCB]

Landscapes

  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Holo Graphy (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)

Description

［技術分野］
本件開示は総じてオーバレイ計測に関し、より具体的には、結合型ターゲットを用いるオーバレイ計測に関する。
［関連出願への相互参照］
本願では、「バイアス校正用の結合型光学兼ＥＯＶＬターゲット」(COMBINED OPTICAL AND EOVL TARGET FOR BIASES CALIBRATION)と題しＡｎｎａ Ｇｏｌｏｔｓｖａｎ、Ｉｎｎａ Ｓｔｅｅｌｙ－Ｔａｒｓｈｉｓｈ及びＭａｒｋ Ｇｈｉｎｏｖｋｅｒを発明者とする２０２０年１月３０日付米国仮特許出願第６２／９６７９５１号、並びに「複合的オーバレイ計測ターゲット」(COMPOSITE OVERLAY METROLOGY TARGET)と題しＡｎｎａ Ｇｏｌｏｔｓｖａｎ、Ｉｎｎａ Ｓｔｅｅｌｙ－Ｔａｒｓｈｉｓｈ及びＭａｒｋ Ｇｈｉｎｏｖｋｅｒを発明者とする２０２０年５月２９日付米国仮特許出願第６３／０３２２１７号に基づき、米国特許法第１１９条（ｅ）の規定による利益を主張する。前掲の出願それぞれの全容を、参照により本願に繰り入れる。
オーバレイ計測ターゲットは、通常、注目サンプル層上に所在するターゲットフィーチャ（特徴）を有するオーバレイターゲットを特性解明することによってサンプルの複数個の層のアライメント（整列）に関する診断情報を提供するよう、設計される。更に、通常は、それら複数個の層のオーバレイアライメントを判別するため、そのサンプル上の様々な個所にある複数個のオーバレイターゲットについてのオーバレイ計測結果が収集される。
米国特許第８３３０２８１号明細書 米国特許第９４７６６９８号明細書 米国特許第７５４１２０１号明細書 米国特許出願公開第２０１４／０１６９８６１号明細書 米国特許出願公開第２０１３／００３５８８８号明細書 米国特許第９２１４３１７号明細書 米国特許第１０５２７９５１号明細書 米国特許第１０１９０９７９号明細書
しかしながら、オーバレイターゲットについてのオーバレイ計測の正確性及び／又は再現性は、計測すべきターゲットフィーチャの具体的特性やサンプル上での具体的所在個所に対し、敏感となりうる。例えば、小サイズのターゲットフィーチャについては、サンプルターゲットのより高度な解像を果たせる計測システムの使用が、必要になろう。これとの関連で言えば、チップサイズの間断なき縮小につれ、多くのサンプルに、様々な解像度で解像可能なターゲットフィーチャ群が組み込まれるようになっている。ユニタリなサンプル上への様々な独立したターゲットの組込みは、そのサンプルの別々な諸層に亘る不要な不整合の一因となりうる。従って、様々な解像度が可能な複数の計測モードに対しコンパチブルな計測ターゲットを提供することが望ましい。
本件開示の１個又は複数個の例証的実施形態に従い計測ターゲットが開示される。ある例証的実施形態に係る計測ターゲットは、一方向又は複数方向沿いで第１計測モードに対しコンパチブルな第１組のパターン要素を有する。また、ある例証的実施形態に係る計測ターゲットは、一方向又は複数方向沿いで第２計測モードに対しコンパチブルな第２組のパターン要素を有し、第２組のパターン要素が第１組のパターン要素のうちの第１部分を含み、第２組のパターン要素が、第１組のパターン要素のうちの第２部分であり第２組のパターン要素に含まれていない第２部分により囲まれているものである。
本件開示の１個又は複数個の例証的実施形態に従いシステムが開示される。ある例証的実施形態に係るシステムは、サンプルに備わる１個又は複数個の計測ターゲットから１個又は複数個の計測信号を獲得するよう構成された、１個又は複数個の計測サブシステムを有する。また、ある例証的実施形態では、その１個又は複数個の計測サブシステムが、照明源と、その照明源からサンプルへと照明ビームを差し向けるよう構成された１個又は複数個の照明素子と、１個又は複数個の検出器と、そのサンプルに発する照明を集めその照明をその１個又は複数個の検出器に差し向けるよう構成された１個又は複数個の投射素子と、を有する。また、ある例証的実施形態に係るシステムは、１個又は複数個のプロセッサを有する１個又は複数個のコントローラを有し、そのプロセッサがその１個又は複数個の検出器に可通信結合されたものである。また、ある例証的実施形態では、その１個又は複数個のプロセッサが、メモリ内に保持されている一組のプログラム命令を実行するよう構成され、その一組のプログラム命令が、その１個又は複数個のプロセッサに、その１個又は複数個の計測サブシステムのうち第１計測モードにて動作しているものから、サンプルに備わる１個又は複数個の計測ターゲットのうち第１組のパターン要素に発する照明を示す１個又は複数個の信号を受け取らせ、その１個又は複数個の計測サブシステムのうち第２計測モードにて動作しているものから、その１個又は複数個の計測ターゲットのうち第２組のパターン要素に発する照明を示す１個又は複数個の信号を受け取らせ、但しそのサンプルに備わる１個又は複数個の計測ターゲットを、一方向又は複数方向沿いで第１計測モードに対しコンパチブルな第１組のパターン要素と、一方向又は複数方向沿いで第２計測モードに対しコンパチブルな第２組のパターン要素と、を有するものとし、第２組のパターン要素を、第１組のパターン要素のうちの第１部分を含むものとし、第２組のパターン要素を、第１組のパターン要素のうちの第２部分であり第２組のパターン要素に含まれていない第２部分により囲まれたものとし、またその一組のプログラム命令が、その１個又は複数個のプロセッサに、第１計測モードにて第１組のパターン要素から獲得された１個又は複数個の信号に基づき第１組のパターン要素の１個又は複数個のオーバレイパラメータを決定させ、第２計測モードにて第２組のパターン要素から獲得された１個又は複数個の信号に基づき第２組のパターン要素の１個又は複数個のオーバレイパラメータを決定させるよう、構成される。
本件開示の１個又は複数個の例証的実施形態に従いオーバレイを計測する方法が開示される。ある例証的実施形態に係るオーバレイ計測方法では、１個又は複数個の計測ターゲットを有するサンプルを照明し、そのサンプルに備わる１個又は複数個の計測ターゲットのうち第１組のパターン要素に発する照明を第１計測モードにて検出し、そのサンプルに備わる１個又は複数個の計測ターゲットのうち第２組のパターン要素に発する照明を第２計測モードにて検出し、第１組のパターン要素に発する照明に基づき第１組のパターン要素の１個又は複数個のオーバレイパラメータを決定し、第２組のパターン要素に発する照明に基づき第２組のパターン要素の１個又は複数個のオーバレイパラメータを決定する。
本件開示の１個又は複数個の例証的実施形態に従い計測ターゲットを形成する方法が開示される。ある例証的実施形態に係るオーバレイターゲット形成方法では、一方向又は複数方向沿いで第１計測モードに対しコンパチブルな第１組のパターン要素を形成し、一方向又は複数方向沿いで第２計測モードに対しコンパチブルな第２組のパターン要素を形成し、第２組のパターン要素を、第１組のパターン要素のうちの第１部分を含むものとし、第２組のパターン要素を、第１組のパターン要素のうちの第２部分であり第２組のパターン要素に含まれていない第２部分により囲まれたものとする。
理解し得るように、前掲の概略記述及び後掲の詳細記述は共に専ら例示的且つ説明的なものであり、特許請求の範囲記載の発明を必ずしも限定するものではない。添付図面は、本明細書に組み込まれてその一部分を構成し、本発明の諸実施形態を描出し、概略記述と相俟ち本発明の諸原理を説明する役目を有している。
本件技術分野に習熟した者（いわゆる当業者）であれば、以下の添付図面を参照することによって、本件開示の数多な長所をより良好に理解できよう。
本件開示の１個又は複数個の実施形態に係る計測ターゲットの上面図である。 本件開示の１個又は複数個の実施形態に係る計測ターゲットの上面図である。 本件開示の１個又は複数個の実施形態に係る計測ターゲットの上面図である。 本件開示の１個又は複数個の実施形態に係る計測ターゲットの上面図である。 本件開示の１個又は複数個の実施形態に係る計測ターゲットの上面図である。 本件開示の１個又は複数個の実施形態に係る計測ターゲットの概念図である。 本件開示の１個又は複数個の実施形態に係る計測システムの概略ブロック図である。 本件開示の１個又は複数個の実施形態における計測サブシステムを描いた概念図である。 本件開示の１個又は複数個の実施形態における計測サブシステムを描いた概念図である。 本件開示の１個又は複数個の実施形態に係るオーバレイ計測方法の諸ステップを記したプロセスフロー図である。 本件開示の１個又は複数個の実施形態に係る計測ターゲット形成方法の諸ステップを記したプロセスフロー図である。
以下、添付図面に描かれ開示されている主題を詳細に参照する。本件開示が、ある種の実施形態及びその具体的諸特徴との関連で具体的に図示及び記述されている。本願中で説明されている諸実施形態は限定ではなく例証であると捉えられるべきである。いわゆる当業者には直ちに察せられるべきことに、本件開示の神髄及び技術的範囲から離隔することなく形態及び細部に様々な改変及び修正を施すことができる。
本件開示の諸実施形態は、一つ又は複数の計測モードに対しコンパチブルな結合型オーバレイ計測ターゲットを指向している。
本願での認識によれば、半導体デバイスは、基板上にありパターン化素材からなる複数個の印刷層として形成することができる。各印刷層は、これに限られるものではないが、１個又は複数個の素材堆積工程、１個又は複数個のリソグラフィ工程、或いは１個又は複数個のエッチング工程等、一連のプロセス工程を通じ作成することができる。更に、通常は、最終デバイスを適切に構築するため各印刷層を指定公差以内で作成しなければならない。例えば、各層における印刷要素の相対配置（例．オーバレイ又はオーバレイパラメータ）を、既作成層を基準として良好に解明して制御しなければならない。従って、それらの層のオーバレイの効率的な解明が可能となるよう、計測ターゲットを１個又は複数個の印刷層上に作成した方がよい。そうすれば、印刷層上におけるオーバレイターゲットフィーチャのずれにより、その層上での印刷デバイスフィーチャの印刷特性のずれを代表させることができる。更に、ある作成工程にて（例．１個又は複数個のサンプル層の作成後に）計測されたオーバレイを用い、後続の作成工程における付加的なサンプル層の作成に備えプロセスツール（例．リソグラフィツール等）を精密に整列させるためのコレクタブルを生成することができる。
リソグラフィ工程における印刷パターンのフィーチャの最小フィーチャサイズ及び密度は、少なくとも部分的には、そのリソグラフィシステムの投射光学系の光学分解能によって制限される。とはいえ、リソグラフィシステムの分解能付近又はそれ未満のフィーチャも、様々なリソグラフィ技術を用い作成することができる。
計測ターゲットは、通常、一つ又は複数の印刷特性の正確な表現を提供すべく設計されており輪郭がはっきりしている印刷要素を有するものとすることができる。そのため、計測ターゲットの印刷要素の（例．計測ツールによる）特性計測結果により、製造されるデバイスに係る印刷デバイス要素を代表させることができる。更に、計測ターゲットは、通常、１個又は複数個の計測セルを有し、各セルがそのサンプル上の１個又は複数個の層内に印刷要素を有することを特徴としている。この場合の計測結果は、単一セル内にあり又は複数セル間にある印刷要素のサイズ、向き又は所在個所（例．パターン配置）の計測結果の何らかの組合せに基づくものとなろう。例えば、オーバレイ計測ターゲットの１個又は複数個のセルを、複数個のサンプル層上にある印刷要素を有していて、それら印刷素子が、各層の諸要素の相対位置が個別層におけるオフセット誤差（例．パターン配置誤差（ＰＰＥ））或いはサンプル層間のレジストレーション（位置揃え）誤差に係るオーバレイ誤差を示すものとなるよう配置されているものとすることができる。別例によれば、プロセス感受的な計測ターゲットにて単一サンプル層上に印刷要素を設け、それら印刷要素の一通り又は複数通りの特性（例．幅又は限界寸法（ＣＤ）、側壁角、位置等）により、これに限られるものではないがリソグラフィ工程中の照明照射量、リソグラフィ工程中のリソグラフィツール内サンプルの焦点位置等、１個又は複数個のプロセス指標が示されるようにすることができる。
通常は、オーバレイ計測を実行するため、サンプル上に１個又は複数個のオーバレイターゲットが作成され、各オーバレイターゲットに注目サンプル層内フィーチャが設けられ、それらフィーチャが作成対象デバイス又は部材に係るフィーチャと同時に作成される。こうすれば、オーバレイターゲットの所在個所にて計測されたオーバレイ誤差により、デバイスフィーチャのオーバレイ誤差を代表させることができる。従って、オーバレイ計測結果を用い何個かの製造ツールを監視及び／又は制御し、指定公差に準拠したデバイス生産を維持することができる。例えば、あるサンプル上の先行層に対する現層のオーバレイ計測結果をフィードバックデータとして利用することで、あるロット内の付加的なサンプル上での現層の作成を監視し及び／又はそのずれを軽減することができる。別例によれば、あるサンプル上の先行層に対する現層のオーバレイ計測結果をフィードフォワードデータとして利用することで、既存層アライメントが勘案されるやり方にて、同じサンプル上に後続層を作成することができる。
オーバレイターゲットは、通常、注目サンプル層間オーバレイ誤差に対し感受的となるよう格別に設計されたフィーチャを有している。そのため、オーバレイ計測を、オーバレイ計測ツールを用いそのオーバレイターゲットを特性解明すること、並びにその計測ツールの出力に基づきそのサンプル上でのオーバレイ誤差を判別するアルゴリズムを適用することによって実行することができる。
オーバレイ計測技術の如何によらず、オーバレイ計測ツールは、通常、一組の計測パラメータが含まれておりオーバレイ信号の生成に利用されるレシピに従い、構成設定することができる。例えば、オーバレイ計測ツールのレシピのなかに、これに限られるものではないが照明波長、サンプルに発する輻射の検出波長、そのサンプル上での照明スポットサイズ、入射照明の角度、入射照明の偏向、オーバレイターゲット上における入射照明ビームの位置、そのオーバレイ計測ツールの焦点ボリュームにおけるオーバレイターゲットの位置等を、含めることができる。このように、オーバレイレシピのなかに、一組の計測パラメータを、複数個のサンプル層のオーバレイを判別するのに適したオーバレイ信号を生成すべく含めることができる。
オーバレイ計測ツールでは、サンプル層のオーバレイを判別するのに、様々な技術が利用されうる。例えば画像式オーバレイ計測ツールでは、オーバレイターゲット（例．先進イメージング計測（ＡＩＭ）ターゲット、ボックスインボックス計測ターゲット等）を照明し、様々なサンプル層上にあるオーバレイターゲットフィーチャの像を含むオーバレイ信号を捕捉することができる。従って、それらオーバレイターゲットフィーチャの相対位置を計測することにより、オーバレイを判別することができる。また例えば、スキャタロメトリ（散乱計測法）式オーバレイ計測ツールでは、オーバレイターゲット（例．格子オーバ格子計測ターゲット等）を照明し、照明ビームの回折、散乱及び／又は反射に係りそのオーバレイターゲットに発する輻射の角度分布を含むオーバレイ信号を捕捉することができる。従って、照明ビームとそのオーバレイターゲットとの相互作用のモデルに依拠しオーバレイを判別することができる。
本願での認識によれば、様々なオーバレイ計測ツールをオーバレイの計測に用いることができる。例えば光学計測ツール（例．照明及び／又は検出用に電磁輻射を用いる光式計測ツール）では、これに限られるものではないが、複数個の層上にあり空間的に分離されているフィーチャの画像内相対位置の決定、複数個の層上でのＰＰＥの直接計測、或いは複数個の層上の回折格子からの散乱及び／又は回折光に依拠しオーバレイを判別するスキャタロメトリ等、数多くの技術を用い高スループットオーバレイ計測を行うことができる。本件開示の目的上、「光学計測ツール」、「光学計測技術」等の語により、これに限られるものではないがＸ線波長、極端紫外（ＥＵＶ）波長、真空紫外（ＶＵＶ）波長、深紫外（ＤＵＶ）波長、紫外（ＵＶ）波長、可視波長、赤外（ＩＲ）波長等、何らかの波長の電磁輻射を用いる計測ツール及び技術を指し示している。但し、光学計測ツールには分解能限界があるので、通常は、フィーチャサイズをデバイススケールフィーチャのそれより大きくすることが必要となり、それがもとで、注目デバイスフィーチャを対象とした光学計測結果と実オーバレイとの間に、照明源の波長により左右される系統誤差が入り込むことがある。また例えば、これに限られるものではないが走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）計測ツール（例．限界寸法ＳＥＭ（ＣＤ－ＳＥＭ）等）、集束イオンビーム（ＦＩＢ）計測ツール等といった粒子式計測ツールでは、デバイススケールフィーチャを解像することができる。更に、粒子ビーム式計測ツールでは、能力上の限界はあれ、粒子浸透深度に依拠し複数個のサンプル層上のフィーチャを同時に計測することができる。例えば、低エネルギ粒子ビームを用い上層（例．現層）を特性解明しつつ、相対的に高エネルギな粒子ビームをそのサンプル内により深く浸透させ既作成層上のフィーチャを特性解明することができる。但し、粒子式計測ツールには光学計測ツールに比し相対的に低いスループットを呈するものが多く、また計測中に１個又は複数個の層に損傷が生じる可能性がある。オーバレイ計測に関連するシステム、方法及び装置が、「オーバレイマーク、オーバレイマーク設計方法及びオーバレイ計測方法」(OVERLAY MARKS, METHODS OF OVERLAY MARK DESIGN AND METHODS OF OVERLAY MEASUREMENTS)と題する２０１２年１２月１１日発行の特許文献１、「二層間ミスアライメント制御用の周期的パターン及び技術」(PERIODIC PATTERNS AND TECHNIQUE TO CONTROL MISALIGNMENT BETWEEN TWO LAYERS)と題する２０１６年１０月２５日発行の特許文献２、「回転又は鏡面対称性を有する構造のオーバレイを判別する装置及び方法」(APPARATUS AND METHODS FOR DETERMINING OVERLAY OF STRUCTURES HAVING ROTATIONAL OR MIRROR SYMMETRY)と題する２００９年６月２日発行の特許文献３、「スキャタロメトリを用いオーバレイ誤差を検出する装置及び方法」(APPARATUS AND METHOD FOR DETECTING OVERLAY ERRORS USING SCATTEROMETRY)と題する２００４年９月２日刊行の特許文献４、「プロセス制御改善のため品質指標を提供する方法及びシステム」(METHOD AND SYSTEM FOR PROVIDING A QUALITY METRIC FOR IMPROVED PROCESS CONTROL)と題する２０１３年２月７日刊行の特許文献５、「ＳＥＭオーバレイ計測システム及び方法」(SYSTEM AND METHOD OF SEM OVERLAY METROLOGY)と題する２０１５年１２月１５日発行の特許文献６、「複合的イメージング計測ターゲット」(COMPOUND IMAGING METROLOGY TARGETS)と題する２０２０年１月７日発行の特許文献７、「反射非対称構造の反射対称対を有する計測イメージングターゲット」(METROLOGY IMAGING TARGETS HAVING REFLECTION-SYMMETRIC PAIRS OF REFLECTION-ASYMMETRIC STRUCTURES)と題する２０１９年１月２９日発行の特許文献８、並びに「パターン配置及びパターンサイズを計測する装置及び方法並びにそのためのコンピュータプログラム」(APPARATUS AND METHOD FOR THE MEASUREMENT OF PATTERN PLACEMENT AND SIZE OF PATTERN AND COMPUTER PROGRAM THEREFOR)と題する２０１６年６月２７日付国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１６／０３９５３１号に概述されているので、それら全ての全容を参照により本願に繰り入れることにする。
本件開示の随所で用いられている語「サンプル」は、総じて、半導体又は非半導体素材で形成された基板（例．ウェハ等）のことを指している。半導体又は非半導体素材の例としては、これに限られるものではないが単結晶シリコン、ヒ化ガリウム及び燐化インジウムがあろう。サンプルには１個又は複数個の層を設けることができる。例えば、そうした層のなかに、これに限られるものではないがレジスト、誘電体素材、導体素材及び半導体素材の層を含めることができる。本件技術分野ではその種の層が多種多様に知られているところ、本願中の用語たるサンプルは、その種類を問わずそれらの層がその上に形成されうるサンプルを包括することを企図している。サンプル上に形成された１個又は複数個の層がパターニングされてもパターニングされなくてもよい。例えば、サンプル内に複数個のダイを設けることができ、そのそれぞれを、可反復パターン化フィーチャを有するものとすることができる。それら素材層の形成及び処理により、最終的にはデバイス完成品が得られる。多種多様なデバイスをサンプル上に形成しうるところ、本願中の用語たるサンプルは、その種類を問わず本件技術分野で既知なデバイスがその上に作成されるサンプルを包括することを企図している。更に、本件開示の目的上、サンプル及びウェハなる語は可換なものとして解されるべきである。加えて、本件開示の目的上、パターニング装置、マスク及びレチクルなる語は可換なものとして解されるべきである。
図１は、本件開示の１個又は複数個の実施形態に係る計測ターゲット１００の上面図である。ある実施形態では計測ターゲット１００が２回回転対称的なものとされる。計測ターゲット１００には第１組のパターン要素１０２を組み込むことができる。第１組のパターン要素１０２には複数個のパターン要素が含まれている。例えば、第１組のパターン要素１０２のなかに、これに限られるものではないがパターン要素１０６ａ～１０６ｈを含めることができる。パターン要素１０６ａ～１０６ｈのうち１個又は複数個を、２回回転対称性を呈するものとすることができる。第１組のパターン要素１０２の諸部分を、計測ターゲット１００の複数個の層に形成することができる。例えば、パターン要素１０６ａ、１０６ｄ、１０６ｅ及び１０６ｈを、計測ターゲット１００の第１層上に（図１にて白抜きのパターンフィーチャにより示されうる如く）形成することができ、パターン要素１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｆ及び１０６ｇを、計測ターゲット１００の第２層上に（図１にてベタ塗りのパターンフィーチャにより示されうる如く）形成することができる。この構成では、計測ターゲット１００の第２層に対する第１層のオフセット（例．ＰＰＥ）を、計測ターゲット１００の別々な層に所在しており第１組のパターン要素１０２を構成しているパターン要素１０６ａ～１０６ｈの相対位置を計測することによって、解明することができる。その１個又は複数個のパターン要素１０６ａ～１０６ｈを、１個又は複数個のセグメント化部分（例．反復的周期集合をなす参照フィーチャ群）を有するものとすることができる。
ある実施形態によれば、計測ターゲット１００の各層に、第１直交方向（例．Ｘ方向）沿い計測用に構成された２個のパターン要素１０６ａ～１０６ｈと、第２直交方向（例．Ｙ方向）沿い計測用に構成された２個のパターン要素１０６とを設けることができる。付加的な例によれば、計測ターゲット１００の第１層に、Ｙ方向沿い計測用に構成されたパターン要素１０６ａ及び１０６ｅを設けることができる。付加的な例としては、計測ターゲット１００の第１層に、Ｘ方向沿い計測用に構成されたパターン要素１０６ｄ及び１０６ｈを設けることができる。別例によれば、計測ターゲットの第２層に、Ｙ方向沿い計測用に構成されたパターン要素１０６ｂ及び１０６ｆと、Ｘ方向沿い計測用に構成されたパターン要素１０６ｃ及び１０６ｇとを設けることができる。
第１組のパターン要素１０２を、一つ又は複数の直交方向（例．Ｘ方向及び／又はＹ方向）沿いで第１計測モードに対しコンパチブルとなるよう、構成することができる。例えば、第１組のパターン要素１０２のうち１個又は複数個のパターン要素１０６ａ～１０６ｈに、Ｘ方向及びＹ方向に沿い定まるエッジを設けることで、第１組のパターン要素のうちパターン要素１０６ａ～１０６ｈの相対的所在個所を（例．１個又は複数個の計測サブシステム等により）速やかに計測可能とすることができる。更なる例としては、第１組のパターン要素１０２を、これに限定するものではないが先進イメージング計測（ＡＩＭ）、先進イメージング計測インダイ（ＡＩＭｉｄ）及び三重先進イメージング計測（トリプルＡＩＭ）を初め、本件開示により想定されている諸目的に相応しく本件技術分野で既知な何れかの光学計測モードに対し、コンパチブルなものとすることができる。
計測ターゲット１００には、第２計測モードに対しコンパチブルな第２組のパターン要素１０４を組み込むことができる。第２組のパターン要素１０４には、第１組のパターン要素１０２のうち第１部分を含めることができる。第２組のパターン要素１０４を、第１組のパターン要素１０２のうち第２部分により囲むことができる。ここでいう第１組のパターン要素１０２の第２部分は、第２組のパターン要素１０４のなかに含まれていないものである。例えば、第２組のパターン要素１０４のなかに、箱１０４により図１中に描かれている通り、第１組のパターン要素１０２の内寄り部分を含めることができる。計測ターゲット１００は、自計測ターゲットを動かさずとも別々の計測モードにて複数通りの計測結果を採取しうるように、構成することができる。例えば、第１組のパターン要素１０２と第２組のパターン要素１０４とである中心点を共有させ、その共通中心点にて第１計測モード及び第２計測モードの双方が（例．１個又は複数個の計測サブシステムにより）利用されうるようにすることができる。この意味で、少なくとも二通りの計測モードにて計測を行うのに必要な時間の量を減らすことができる。
第２組のパターン要素１０４は、一つ又は複数の直交方向（例．Ｘ方向及び／又はＹ方向）沿いで第２計測モードに対しコンパチブルとなるよう構成することができる。例えば、パターン要素１０６ａ～１０６ｈのうち第２組のパターン要素１０４に含まれている１個又は複数個の部分に、Ｘ方向及びＹ方向に沿い定まるエッジを設けることができ、それにより、パターン要素１０６ａ～１０６ｈのその１個又は複数個の部分の相対的所在個所を（例．１個又は複数個の計測サブシステム等により）速やかに計測可能とすることができる。更なる例としては、第２組のパターン要素１０４を、これに限定するものではないが先進イメージング計測インダイ（ＡＩＭｉｄ）計測及び電子ビーム計測を初め、本件開示により想定されている諸目的に相応しく本件技術分野で既知な何れかの光学計測モード又は粒子ビーム計測モードに対し、コンパチブルなものとすることができる。
注記されることに、２回対称性を呈するターゲット及びパターン要素例の文脈に従い計測ターゲット１００につき記述したが、この特徴を、本件開示の技術的範囲に対する限定事項として解すべきではない。寧ろ、ここで注記されることに、ターゲット１００及び／又はそのパターン要素１０６ａ～１０６ｈが４回回転対称性を呈していてもよい。
図２は、本件開示の１個又は複数個の実施形態に係る計測ターゲット１００の上面図である。第２組のパターン要素１０４は、一通り又は複数通りの直交方向に沿った付加的なエッジが計測ターゲット１００の注目領域内に含まれるように構成することができる。例えば、第２組のパターン要素１０４の１個又は複数個の部分のなかに、計測ターゲット１００の一通り又は複数通りの直交方向に沿う複数個のセグメント化部分を含めることができる。付加的な例によれば、パターン要素１０６ｂ、１０６ｄ、１０６ｆ及び１０６ｈそれぞれを、計測ターゲット１００の一つ又は複数の直交方向に沿い複数組のセグメント化部分へとそれらが分かれるよう形成することができる。この意味で、第２組のパターン要素１０４を、小さめな面積を有するサンプル上又は小さめなサンプルフィーチャ上での使用向けに構成することができる。第２組のパターン要素１０４により、計測ターゲット１００を、様々な計測サブシステム及び様々な計測モードに対しコンパチブルなものとすることができる。例えば、第２組のパターン要素１０４により、計測ターゲット１００を、別々な分解能を有する複数個の計測サブシステムで以て用いられるものとすることができる。別例によれば、第２組のパターン要素１０４により、計測ターゲット１００を、小サイズのサンプル上で、及び／又は、サンプルフィーチャの濃密アレイを有するサンプル上で、用いられるものとすることができる。
注記されることに、２回対称性を呈するターゲット及びパターン要素例の文脈に従い計測ターゲット１００につき記述したが、この特徴を、本件開示の技術的範囲に対する限定事項として解すべきではない。寧ろ、ここで注記されることに、ターゲット１００及び／又は第２組のパターン要素１０４が４回回転対称性を呈していてもよい。
図３は、本件開示の１個又は複数個の実施形態に係る計測ターゲット１００の上面図である。計測ターゲット１００は、サンプルフィーチャの至近で用いうるよう構成された様々なサイズのものとすることができる。例えば、計測ターゲット１００をインダイ（例．スクライブライン沿い）計測ターゲットとして作成することができる。別例によれば、計測ターゲット１００を、設計上の制約、間隔、そのサンプルの周辺フィーチャ等を踏まえダイ内に形成することができる。こうすることで、計測ターゲット１００を、これに限られるものではないがＡＩＭｉｄを初め、あらゆるインダイ計測モードでの使用向けに構成することができる。
図４は、本件開示の１個又は複数個の実施形態に係る計測ターゲット１００の上面図である。第１組のパターン要素１０２に、一つ又は複数の光学計測モードに対しコンパチブルとなるよう構成された１個又は複数個の付加的部分４０２を含めることができる。ある実施形態では、その付加的部分４０２が４回回転対称的なものとされる。第１組のパターン要素１０２に含まれる１個又は複数個の付加的部分４０２を、これに限られるものではないがトリプルＡＩＭ計測を初め、本件開示により想定されている諸目的に相応しく本件技術分野で既知なあらゆる光学計測モードでの使用向けに構成することができる。ある実施形態によれば、その１個又は複数個の付加的部分４０２を、計測ターゲット１００の複数個の層に、１個又は複数個のセグメント化部分として形成することができる。別の実施形態によれば、その１個又は複数個の付加的部分４０２を、その上に第１組のパターン要素１０２の何れの他部分も形成されえず第２組のパターン要素１０４の何れの部分も形成されえない単一の層内に形成することができる。別の実施形態によれば、その１個又は複数個の付加的部分４０２のうち１個又は複数個の部分を、第１組のパターン要素１０２のうち１個又は複数個の部分及び／又は第２組のパターン要素のうち１個又は複数個の部分がその上に形成される層の上に形成することができる。
図５は、本件開示の１個又は複数個の実施形態に係る計測ターゲット１００の上面図である。計測ターゲット１００には、非イメージング計測モード例えばスキャタロメトリ式オーバレイ（ＳＣＯＬ）計測モードでの使用向けに構成された第３組のパターン要素５０２を組み込むことができる。第３組のパターン要素５０２には、ある等しいピッチ（例．分離距離）を有する１個又は複数個の交番的平行格子を含めることができる。ある実施形態では、第３組のパターン要素５０２を構成するパターン要素が２回回転対称的なものとされる。第３組のパターン要素５０２は、第３組のパターン要素５０２に差し向けられた入射輻射がその１個又は複数個の交番的平行格子により回折されうるよう、且つその回折輻射を（例．１個又は複数個の計測サブシステムにより）検出及び分析することでその輻射の角度分布に基づき１個又は複数個のオーバレイパラメータを決めうるよう、構成することができる。
第３組のパターン要素５０２により、第１組のパターン要素１０２のうち１個又は複数個の部分を囲むことができる。第３組のパターン要素５０２を、計測ターゲット１００の複数個の層に形成することができる。例えば、第３組のパターン要素５０２のうち１個又は複数個のパターン要素を計測ターゲット１００の第１層上に形成することができ、第３組のパターン要素５０２のうち１個又は複数個のパターン要素を計測ターゲット１００の第２層上に形成することができる。第３組のパターン要素５０２を、計測ターゲット１００の中心を第１組のパターン要素１０２及び第２組のパターン要素１０４と共有するよう、構成することができる。この構成によれば、計測ターゲット１００の第２層に対する第１層のオフセット（例．ＰＰＥ）を、計測ターゲット１００の別々な層に所在しており第３組のパターン要素５０２を構成しているパターン要素の相対位置を計測することによって、解明することができる。
注記されることに、４回対称性を呈するターゲット及びパターン要素例の文脈に従い計測ターゲット１００につき記述したが、この特徴を、本件開示の技術的範囲に対する限定事項として解すべきではない。寧ろ、ここで注記されることに、ターゲット１００及び／又は第３組のパターン要素５０２が２回回転対称性を呈していてもよい。
図６は、本件開示の１個又は複数個の実施形態に係る計測ターゲット１００の概念図である。計測ターゲット１００は、そのサンプルの１個又は複数個の計測パラメータが勘案される要領にて第１組のパターン要素１０２、第２組のパターン要素１０４並びに第３組のパターン要素５０２のそれぞれがサンプル上に配列及び／又は形成されるよう、構成することができる。例えば、第１組のパターン要素１０２、第２組のパターン要素１０４並びに第３組のパターン要素５０２のそれぞれを、１個又は複数個の計測サブシステムによりそのサンプルの１個又は複数個のオーバレイパラメータ（例．オフセット（ＰＰＥ）、スケーリング、回転その他のコレクタブル項）を正確に決定しうるよう、サンプル上に配列及び／又は形成することができる。別例によれば、第１組のパターン要素１０２、第２組のパターン要素１０４並びに第３組のパターン要素５０２のうち全て又は幾つかを、そのサンプル上の１個又は複数個の部分であり正確で望ましい計測のために別々な計測モード（例．分解能が高めな計測モード）が必要とされる部分に対し、一つ又は複数の計測モードを用いうるよう、配列することができる。注記されることに、計測ターゲット１００の設計、並びに計測ターゲットに備わる第１組のパターン要素１０２、第２組のパターン要素１０４及び第３組のパターン要素のそれぞれの相対配置及び／又は形態は、計測ターゲット１００との併用向けに構成されている１個又は複数個のサブシステムの照明波長、サンプルに発する輻射の波長、そのサンプル上における照明スポットサイズ、入射照明の角度、入射照明の偏向、オーバレイターゲット上における入射照明ビームの位置、そのオーバレイ計測ツールの焦点ボリュームにおけるオーバレイターゲットの位置等のうち、１個又は複数個に相応するよう構成設定することができる。こうすることで、計測ターゲット１００により、複数の計測モードが必要とされるサンプルのより効率的且つ正確な計測が行えるようになる。例えば、計測ターゲット１００における第１組のパターン要素１０２、第２組のパターン要素１０４及び／又は第３組のパターン要素５０２の併用により、別々の計測モードで動作する１個又は複数個の計測サブシステムの間で一つ又は複数の計測レシピを共有可能とすることができる。
計測ターゲット１００を、計測システムの校正での使用向けに構成することができる。例えば、計測ターゲット１００を、インダイターゲット計測における信号クランチング（例．別々の計測モードを用いる計測の正確性に関連するデータの取込み及び分析）に用いることができる。別例によれば、第１組のパターン要素１０２、第２組のパターン要素１０４並びに第３組のパターン要素５０２により共通の中心が共有されるため、計測ターゲット１００の第１組のパターン要素１０２及び第２組のパターン要素１０４により、ターゲット配置及びターゲットアーキテクチャバイアスに起因するターゲット作成不正確性を低減することができる。
図７は、本件開示の１個又は複数個の実施形態に係る計測システム７００の概略ブロック図を描いたものである。一実施形態に係る計測システム７００は、１個又は複数個の計測サブシステム７１２を有している。例えば、計測システム７００を、第１計測サブシステム７０２及び第２計測サブシステム７０４を有するものとすることができ、そのそれぞれを、何通りかのオーバレイレシピに基づきオーバレイターゲットからオーバレイ信号を獲得するよう構成することができる。第１計測サブシステム７０２及び第２計測サブシステム７０４それぞれを、イメージングモード及び非イメージングモードの何れかで動作させることができる。例えばイメージングモードでは、個々のオーバレイターゲット要素を、そのサンプル上の照明スポット内で（例．明視野像、暗視野像、位相コントラスト像等の一部として）解像可能とすることができる。別例によれば、第１計測サブシステム７０２及び第２計測サブシステム７０４それぞれを、瞳面にてサンプルからの輻射が分析され、それによりそのサンプルからの輻射の角度分布（例．そのサンプルによる輻射の散乱及び／又は回折に係るもの）が解明されるスキャタロメトリ式オーバレイ（ＳＣＯＬ）計測ツールとして、動作させることができる。
第１計測サブシステム７０２及び第２計測サブシステム７０４それぞれにより、照明をサンプルへと差し向けることができ、更に、そのサンプルに発する輻射を集めて複数個のサンプル層のオーバレイの判別に適したオーバレイ信号を生成することができる。第１計測サブシステム７０２及び第２計測サブシステム７０４それぞれに、これに限られるものではないが、何らかの光学計測ツール（例．先進イメージング計測（ＡＩＭ）ツール、先進イメージング計測インダイ（ＡＩＭｉｄ）ツール、三重先進イメージング計測（トリプルＡＩＭ）ツール等）、何らかの粒子式計測ツール（例．電子ビーム計測ツール）、或いはスキャタロメトリ式オーバレイ（ＳＣＯＬ）計測ツールを初め、サンプル上のオーバレイターゲットに係るオーバレイを判別するのに適したオーバレイ信号を生成するのに適し本件技術分野で既知なあらゆる種類のオーバレイ計測ツールを、組み込むことができる。注記されることに、本件開示の諸実施形態は第１計測サブシステム７０２及び第２計測サブシステム７０４を１個しか有していない計測システム７００に限定されず、計測システム７００が３個以上の計測サブシステムを有していてもよい。例えば、計測システム７００が光学計測ツール、粒子式計測ツール及びスキャタロメトリ式オーバレイ計測ツールを有していてもよい。
１個又は複数個の計測サブシステム７１２を、オーバレイターゲットのオーバレイを判別するのに適したオーバレイ信号の獲得用に計測パラメータを定める複数のレシピに基づきオーバレイ信号を生成するよう、構成することができる。例えば、１個又は複数個の計測サブシステム７１２のレシピのなかに、これに限られるものではないが照明波長、サンプルに発する輻射の検出波長、そのサンプル上における照明スポットサイズ、入射照明の角度、入射照明の偏向、その入射ビームの波面、オーバレイターゲット上における入射照明ビームの位置、そのオーバレイ計測ツールの焦点ボリュームにおけるオーバレイターゲットの位置等を含めることができる。
また、一実施形態に係るオーバレイ計測システム７００は、１個又は複数個の計測サブシステム７１２に可通信結合されたコントローラ７０６を有している。コントローラ７０６は、指定されている一つ又は複数のレシピに基づきオーバレイ信号を生成せよと１個又は複数個の計測サブシステム７１２に指令するよう、構成することができる。コントローラ７０６は、更に、これに限られるものではないが１個又は複数個の計測サブシステム７１２からのオーバレイ信号を含むデータを受け取るよう構成することができる。加えて、コントローラ７０６は、獲得したオーバレイ信号に基づきオーバレイターゲットに係るオーバレイを判別するよう構成することができる。
また、ある実施形態では、コントローラ７０６が１個又は複数個のプロセッサ７０８を有するものとされる。例えば、その１個又は複数個のプロセッサ７０８を、記憶デバイス７１０又はメモリ内で保持されている一組のプログラム命令を実行するよう、構成することができる。コントローラ７０６を構成する１個又は複数個のプロセッサ７０８には、本件技術分野で既知なあらゆる処理素子が包含されうる。その意味で、１個又は複数個のプロセッサ７０８には、アルゴリズム及び／又は命令を実行するよう構成されたあらゆるマイクロプロセッサ型デバイスが包含されうる。更に、記憶デバイス７１０には、連携する１個又は複数個のプロセッサ７０８にて実行可能なプログラム命令を格納するのに適し本件技術分野で既知なあらゆる格納媒体が包含されうる。例えば、記憶デバイス７１０には非一時的記憶媒体が包含されうる。付加的な例としては、記憶デバイス７１０のなかに、これに限られるものではないがリードオンリメモリ、ランダムアクセスメモリ、磁気又は光記憶デバイス（例．ディスク）、磁気テープ、固体ドライブ等が包含されうる。更に注記されることに、記憶デバイス７１０を、１個又は複数個のプロセッサ７０８と共に共通コントローラハウジング内に収容することができる。
図８Ａは、本件開示の１個又は複数個の実施形態における第１計測サブシステム７０２を描いた概念図である。図８Ａに示され且つ本件開示中で既述されている通り、第１計測サブシステム７０２は、粒子式計測ツール、例えば電子ビーム式計測ツール（例．ＳＥＭ、ＣＤ－ＳＥＭ等）を有するものとすることができる。
ある実施形態では、第１計測サブシステム７０２に、粒子ビーム８０４（例．電子ビーム、粒子ビーム等）を生成する粒子源８０２（例．電子ビーム源、イオンビーム源等）が設けられる。粒子源８０２には、粒子ビーム８０４を生成するのに適し本件技術分野で既知なあらゆる粒子源が包含されうる。例えば、粒子源８０２を、これに限られるものではないが電子銃又はイオン銃を有するものとすることができる。また、ある実施形態では、粒子源８０２が、可調なエネルギで以て粒子ビームを生成するよう構成される。例えば、電子源を有する粒子源８０２により、これに限られるものではないが、０．１ｋＶ～３０ｋＶの範囲内の加速電圧を提供することができる。別例としては、イオン源を有する粒子源８０２により、これは必須ではないが、１～５０ｋｅＶの範囲内のエネルギを有するイオンビームを提供することができる。
また、ある実施形態では、第１計測サブシステム７０２に１個又は複数個の粒子集束素子８０６が設けられる。例えば、その１個又は複数個の粒子集束素子８０６を、これに限られるものではないが、粒子集束素子を１個しか含まないものにすることや、複合的なシステムをかたちづくる１個又は複数個の粒子集束素子が含まれるものにすることができる。また、ある実施形態では、その１個又は複数個の粒子集束素子８０６のなかに、サンプルステージ８１２上に所在するサンプル８１０へと粒子ビーム８０４を差し向けるよう構成された粒子対物レンズ８０８を含める。更に、その１個又は複数個の粒子源８０２のなかに、これに限られるものではないが静電レンズ、磁気レンズ、ユニポテンシャルレンズ又はダブルポテンシャルレンズを初め、本件技術分野で既知なあらゆる種類の電子レンズを含めることができる。
また、ある実施形態では、第１計測サブシステムに、サンプル８１０に発する粒子を検出例えばイメージングする少なくとも１個の粒子検出器８１４が設けられる。ある実施形態では、その粒子検出器８１４が、電子コレクタ（例．二次電子コレクタ、後方散乱電子検出器等）を有するものとされる。また、ある実施形態では、その粒子検出器８１４が、サンプル表面からの電子及び／又は光子を検出する光子検出器（例．フォトディテクタ、Ｘ線検出器、シンチレーティング素子であり光電子増倍管（ＰＭＴ）型検出器に結合されたもの等）が包含される。
理解し得るように、図８Ａ記載の第１計測サブシステム７０２についての記述及びそれに関連する上掲の記述は、専ら例証目的で提示されたものであり、限定として解されるべきではない。例えば、第１計測サブシステム７０２を、サンプル８１０への同時問いかけに適するマルチビーム及び／又はマルチカラムシステムを有するものとしてもよい。更なる実施形態によれば、第１計測サブシステム７０２を、サンプル８１０の一個所又は複数個所に一通り又は複数通りの電圧を印加するよう構成された１個又は複数個の部材（例．１個又は複数個の電極）を有するものとすることができる。こうすれば、その第１計測サブシステム７０２により、電圧コントラストイメージングデータを生成することができる。
本願での認識によれば、粒子ビーム８０４のサンプル８１０内浸透深度はその粒子エネルギにより左右されうるのであって、通常は、より高エネルギなビームの方がそのサンプル内により深く浸透する。ある実施形態によれば、粒子ビーム８０４のサンプル８１０内浸透深度を踏まえ、第１計測サブシステム７０２にて別々の粒子エネルギを利用し、そのデバイスの別々の層に問いかけることができる。例えば、第１計測サブシステム７０２にて、比較的低エネルギの電子ビーム（例．約１ｋｅＶ以下）を利用することや、より高エネルギのビーム（例．約１０ｋｅＶ以上）を利用し既作成層を特性解明することができる。本願での認識によれば、浸透深度は粒子エネルギの関数であり、素材の違いにより異なりうるので、個々の層に係る粒子エネルギの選択を、素材の違いにより変えることができる。
図８Ｂは、本件開示の１個又は複数個の実施形態における第２計測サブシステム７０４を描いた概念図である。図８Ｂに示され且つ本件開示にて既述されている通り、第２計測サブシステム７０４は光学計測ツールを有するものとすることができる。ある実施形態によれば、第２計測サブシステム７０４を、これに限られるものではないがＸ線、紫外（ＵＶ）、赤外（ＩＲ）又は可視光波長を有する光学照明ビームを生成及び／又は検出するよう構成された光学計測ツールを初め、サンプルの計測データを生成するのに適し本件技術分野で既知な何れの種類の光学計測ツールを有するものとも、することができる。別例によれば、第２計測サブシステム７０４を、先進イメージング計測（ＡＩＭ）ツール、先進イメージング計測インダイ（ＡＩＭｉｄ）ツール又は三重先進イメージング計測（トリプルＡＩＭ）ツールを有するものと、することができる。
ある実施形態では、第２計測サブシステム７０４に、光学照明ビーム８１８を生成するよう構成された光学照明源８１６が設けられる。光学照明ビーム８１８は、これに限られるものではないがＸ線、紫外（ＵＶ）光、可視光又は赤外（ＩＲ）光を初め、一つ又は複数の指定波長の輻射を含むものとすることができる。
光学照明源８１６は、光学照明ビーム８１８を生成するのに適し本件技術分野で既知な何れの種類の照明源ともすることができる。
光学照明源８１６には、光学照明ビーム８１８を供給するのに適したあらゆる種類の照明源が包含されうる。ある実施形態では光学照明源８１６がレーザ光源とされる。例えば、その光学照明源８１６を、これに限られるものではないが１個又は複数個の狭帯域レーザ光源、広帯域レーザ光源、超連続体（超広帯域）レーザ光源、白色レーザ光源等を有するものとすることができる。こうすれば、その光学照明源８１６により、高いコヒーレンス（例．高い空間コヒーレンス及び／又は時間コヒーレンス）を有する光学照明ビーム８１８を供給することができる。また、ある実施形態では光学照明源８１６がレーザ維持プラズマ（ＬＳＰ）光源を有するものとされる。例えば、その光学照明源８１６を、これに限られるものではないが、一種類又は複数種類の元素を収容するのに適していてレーザ光源によりその元素をプラズマ状態に励起することで広帯域照明を放射できるＬＳＰランプ、ＬＳＰバルブ又はＬＳＰチャンバを有するものとすることができる。また、ある実施形態では光学照明源８１６がランプ光源を有するものとされる。例えば、その光学照明源８１６を、これに限られるものではないがアークランプ、放電ランプ又は無電極ランプを有するものとすることができる。こうすれば、その光学照明源８１６により、低いコヒーレンス（例．低い空間コヒーレンス及び／又は時間コヒーレンス）を有する光学照明ビーム８１８を供給することができる。
また、ある実施形態では、光学照明源８１６から照明路８２０を介しサンプル８１０へと光学照明ビーム８１８が差し向けられる。その照明路８２０に、光学照明ビーム８１８を修正及び／又は調光するのに適した１個又は複数個の照明路レンズ８２２又は付加的光学部材８２４を設けることができる。例えば、その１個又は複数個の光学部材８２４のなかに、これに限られるものではないが１個又は複数個のポラライザ、１個又は複数個のフィルタ、１個又は複数個のビームスプリッタ、１個又は複数個のディフューザ、１個又は複数個のホモジナイザ、１個又は複数個のアポダイザ、或いは１個又は複数個のビーム整形器を含めることができる。照明路８２０には、更に、光学照明ビーム８１８をサンプル８１０に差し向けるよう構成された対物レンズ８２６を設けることができる。
また、ある実施形態ではサンプル８１０がサンプルステージ８１２上に配置される。サンプルステージ８１２には、第２計測サブシステム７０４内でサンプル８１０を位置決め及び／又は走査するのに適したあらゆる装置が包含されうる。例えば、サンプルステージ８１２を、リニア並進ステージ、回動ステージ、ティップ／ティルトステージ等の何らかの組合せを有するものとすることができる。
また、ある実施形態では、第２計測サブシステム７０４に、サンプル８１０に発する光を集光路８２８経由で捉えるよう構成された検出器８３４が設けられる。その集光路８２８には、これに限られるものではないが、サンプル８１０から集光するための１個又は複数個の集光路レンズ８３６，８３０を設けることができる。例えば、検出器８３４にて、サンプル８１０からの（例．鏡面反射、拡散反射等による）反射又は散乱光を、１個又は複数個の集光路レンズ８３６，８３０を介し、受光することができる。別例によれば、検出器８３４にて、サンプル８１０により生成された光（例．光学照明ビーム８１８の吸収に係るルミネッセンス等）を受光することができる。別例によれば、検出器８３４にて、サンプル８１０から一つ又は複数の次数の回折光（例．０次回折光、±１次回折光、±２次回折光等）を受光することができる。
検出器８３４には、サンプル８１０から受光した照明を計測するのに適し本件技術分野で既知なあらゆる種類の光学検出器が包含されうる。例えば、検出器８３４を、これに限られるものではないがＣＣＤ型検出器、ＴＤＩ型検出器、光電子増倍管（ＰＭＴ）、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）、相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）センサ等を有するものとすることができる。別の実施形態によれば、検出器８３４を、サンプル８１０に発する光の波長を識別するのに適した分光型検出器を有するものとすることができる。
ある実施形態では、検出器８３４がサンプル８１０の表面のほぼ垂線上に配置される。また、ある実施形態では、第２計測サブシステム７０４にビームスプリッタが設けられ、サンプル８１０への光学照明ビーム８１８の差し向けとサンプル８１０に発する光の集光とを対物レンズ８２６により同時に行えるようそのビームスプリッタが向き決めされる。更に、照明路８２０及び集光路８２８により１個又は複数個の付加的素子（例．対物レンズ８２６、アパーチャ、フィルタ等）を共有することができる。
図９は、本件開示の１個又は複数個の実施形態に従いオーバレイを計測する方法９００の諸ステップを記すプロセスフロー図を描いたものである。
ステップ９０２では、１個又は複数個の計測ターゲット１００を有するサンプルが照明される。例えば、１個又は複数個の計測サブシステム７１２によりサンプル８１０上へと照明ビームを差し向けることができる。本願にて用いられる語「照明ビーム」は、これに限られるものではないが粒子ビーム８０４及び光学照明ビーム８１８を含めあらゆる輻射ビームを指し示しうる語である。
ステップ９０４では、計測ターゲット１００の第１組のパターン要素１０２に発する照明が第１計測モードにて検出される。例えば、光学照明ビーム８１８を、光学計測ツールとして構成されている第２計測サブシステム７０４の検出器８３４により、検出することができる。
ステップ９０６では、計測ターゲット１００の第２組のパターン要素１０４に発する照明が第２計測モードにて検出される。例えば、粒子ビーム８０４を、粒子式計測ツールとして構成されている第１計測サブシステム７０２の粒子検出器８１４により、検出することができる。
実施形態によっては、本方法９００に、計測ターゲット１００の第３組のパターン要素５０２に発する照明が第３計測モードにて検出されるステップ９０８が設けられる。例えば、その１個又は複数個の計測サブシステム７１２のうち１個により、サンプルで回折された輻射を検出することができる。
ステップ９１０では、計測ターゲット１００の第１組のパターン要素１０２の１個又は複数個のオーバレイパラメータが決定される。例えば、１個又は複数個のコントローラ７０６に備わる１個又は複数個のプロセッサ７０８にて、第１組のパターン要素１０２に発する照明を示す１個又は複数個の信号を、第１計測モードに対応付けられているアルゴリズムを用い分析することができる。別例によれば、１個又は複数個のプロセッサ７０８にて、一つ又は複数のアルゴリズム（例．ＡＩＭ、ＡＩＭｉｄアルゴリズム）を適用し、第１組のパターン要素１０２の１個又は複数個のオーバレイパラメータを決定することができる。
ステップ９１２では、計測ターゲット１００の第２組のパターン要素１０４の１個又は複数個のオーバレイパラメータが決定される。例えば、１個又は複数個のコントローラ７０６に備わる１個又は複数個のプロセッサ７０８にて、第２組のパターン要素１０４に発する照明を示す１個又は複数個の信号を、第２計測モードに対応付けられているアルゴリズムを用い分析することができる。別例によれば、１個又は複数個のプロセッサ７０８にて、一つ又は複数のアルゴリズム（例．ＳＥＭ解明アルゴリズム）を適用し、第２組のパターン要素１０４の１個又は複数個のオーバレイパラメータを決定することができる。
実施形態によっては、本方法９００にステップ９１４が設けられ、そこで、計測ターゲット１００の第３組のパターン要素５０２の１個又は複数個のオーバレイパラメータが決定されることがある。例えば、１個又は複数個のプロセッサ７０８にて、第３組のパターン要素５０２に発する照明を示す１個又は複数個の信号を、第３計測モードに対応付けられているアルゴリズムを用い分析することができる。別例によれば、１個又は複数個のプロセッサ７０８にて、一つ又は複数のアルゴリズム（例．ＳＣＯＬ式アルゴリズム）を適用し、第３組のパターン要素５０２の１個又は複数個のオーバレイパラメータを決定することができる。
実施形態によっては、本方法９００にステップ９１６が設けられ、そこで、ステップ９１０、９１２及び９１４のうち少なくとも一つにて決定された１個又は複数個のオーバレイパラメータに基づき１個又は複数個のオーバレイコレクタブルが提供されることがある。例えば、ステップ９１６にて、コントローラ７０６により、１個又は複数個のプロセスツール（例．リソグラフィツール）の１個又は複数個のパラメータ（例．製造セッティング、コンフィギュレーション等）を調整すべく、一つ又は複数の制御信号（又はその制御信号に対する補正分）を生成することができる。その制御信号（又はその制御信号に対する補正分）を、コントローラ７０６によりフィードバック及び／又はフィードフォワード制御ループの一部として提供することができる。コントローラ７０６により、その１個又は複数個のプロセスツールに、その一つ又は複数の制御信号（又はその制御信号に対する補正分）に基づき、その１個又は複数個のプロセスツールの１個又は複数個のパラメータに対する一つ又は複数の調整を実行させることができる。実施形態によっては、コントローラ７０６がユーザに警報して、その一つ又は複数の調整を行わせる。この意味で、その一つ又は複数の制御信号により、その１個又は複数個のプロセスツールでの１個又は複数個の製造プロセスの誤差を補償することができ、ひいてはその１個又は複数個のプロセスツールにて、同ロット又は別ロット内の後続サンプルを対象とした複数回の露出に亘り、オーバレイを指定公差内に保つことが可能となる。
図１０は、本件開示の１個又は複数個の実施形態に従い計測ターゲット１００を形成する方法１０００の諸ステップを記すプロセスフロー図を描いたものである。
ステップ１００２では、第１計測モードに対しコンパチブルな第１組のパターン要素１０２が形成される。例えば、第１組のパターン要素１０２のうちパターン要素１０６ａ～１０６ｈを、これに限られるものではないが１個又は複数個の堆積、リソグラフィ又はエッチング工程等、１個又は複数個のプロセス工程を通じ作成することができ、またその際に、第１組のパターン要素１０２のうちパターン要素１０６ａ～１０６ｈを計測ターゲット１００の異なる層上に形成することができる。パターン要素１０６ａ～１０６ｈの形成には、１個又は複数個のプロセスツール（例．リソグラフィツール）を用いることができる。
ステップ１００４では、第２計測モードに対しコンパチブルな第２組のパターン要素１０４が形成される。例えば、第２組のパターン要素１０４を、これに限られるものではないが１個又は複数個の堆積、リソグラフィ又はエッチング工程等、１個又は複数個のプロセス工程を通じ作成することができ、またその際に、第２組のパターン要素１０４のうちパターン要素１０６ａ～１０６ｈを計測ターゲット１００の異なる層上に形成することができる。注記されることに、ステップ１００４は、第２組のパターン要素１０４の形成が第１組のパターン要素１０２の形成の後に順次行われるものに限定されず、第２組のパターン要素１０４と第１組のパターン要素１０２が同時に形成されるのでもよい。
実施形態によっては、本方法１０００に、第３計測モードに対しコンパチブルな第３組のパターン要素５０２が形成されるステップ１００６が設けられることがある。例えば、第３組のパターン要素５０２を、これに限られるものではないが１個又は複数個の堆積、リソグラフィ又はエッチング工程等、１個又は複数個のプロセス工程を通じ作成することができ、またその際に、第３組のパターン要素５０２を計測ターゲット１００の異なる層上に形成することができる。注記されることに、ステップ１００６は、第３組のパターン要素５０２の形成が第２組のパターン要素１０４の形成の後に順次行われるものに限定されず、第１組のパターン要素１０２、第２組のパターン要素１０４並びに第３組のパターン要素５０２が同時に形成されるのでもよい。
本願記載の主題を表す諸部材は、他部材内に組み込まれ又は他部材に接続・連結される。理解し得るように、その種の図示構成は単なる例示であり、他の多くの構成を実施し同じ機能を実現することが可能である。概念的には、どのような部材配置であれ同じ機能を実現しうる部材配置では、それら部材がその所望機能が実現されるよう有効に「連携」しているのである。従って、本願中の何れの二部材であれ特定機能を実現すべく組み合わされているものは、その所望機能が実現されるよう互いに「連携」していると見なせるのであり、構成や介在部材の如何は問われない。同様に、何れの二部材であれそのように連携しているものはその所望機能を実現すべく互いに「接続・連結され」又は「結合され」ているとも見ることができ、また何れの二部材であれそのように連携させうるものはその所望機能を実現すべく互いに「結合可能」であるとも見ることができる。結合可能、の具体例としては、これに限られないが、部材同士が物理的に相互作用可能であり及び／又は物理的に相互作用すること、及び／又は部材同士が無線的に相互作用可能であり及び／又は無線的に相互作用すること、及び／又は部材同士が論理的に相互作用可能であり及び／又は論理的に相互作用することがある。
本件開示及びそれに付随する長所の多くについては前掲の記述により理解できるであろうし、開示されている主題から離隔することなく或いはその主要な長所全てを損なうことなく諸部材の形態、構成及び配置に様々な改変を施せることも明らかであろう。述べられている形態は単なる説明用のものであり、後掲の特許請求の範囲の意図はそうした改変を包括、包含することにある。更に、本発明を定義しているのは別項の特許請求の範囲である。

Claims (49)

  1. 計測ターゲットであって、
    第１組のパターン要素を備え、前記第１組のパターン要素が一方向又は複数方向沿いで第１計測サブシステムの第１計測モードに対しコンパチブルであり、
    第２組のパターン要素を備え、前記第２組のパターン要素が一方向又は複数方向沿いで第２計測サブシステムの第２計測モードに対しコンパチブルであり、前記第２組のパターン要素が前記第１組のパターン要素のうちの第１部分を含み、前記第２組のパターン要素が、前記第１組のパターン要素のうちの第２部分であり前記第２組のパターン要素に含まれていない第２部分により囲まれている計測ターゲット。
  2. 請求項１に記載の計測ターゲットであって、前記第１組のパターン要素のうち少なくとも何個かがセグメント化されている計測ターゲット。
  3. 請求項１に記載の計測ターゲットであって、前記第２組のパターン要素のうち少なくとも何個かがセグメント化されている計測ターゲット。
  4. 請求項１に記載の計測ターゲットであって、前記第２組のパターン要素のうち少なくとも何個かが複数組のセグメント化部分へと区分されている計測ターゲット。
  5. 請求項１に記載の計測ターゲットであって、前記第１計測モードが光学計測モードを含む計測ターゲット。
  6. 請求項１に記載の計測ターゲットであって、前記第１計測モードが、先進イメージング計測（ＡＩＭ）及び三重先進イメージング計測（トリプルＡＩＭ）のうち少なくとも一方を含む計測ターゲット。
  7. 請求項１に記載の計測ターゲットであって、前記第２計測モードが、光学計測モード及び粒子ビーム式計測モードのうち少なくとも一方を含む計測ターゲット。
  8. 請求項７に記載の計測ターゲットであって、前記第２計測モードが先進イメージング計測インダイ（ＡＩＭｉｄ）計測を含む計測ターゲット。
  9. 請求項７に記載の計測ターゲットであって、前記第２計測モードが電子ビーム計測を含む計測ターゲット。
  10. 請求項１に記載の計測ターゲットであって、更に、一方向又は複数方向沿いで第３計測サブシステムの第３計測モードに対しコンパチブルな第３組のパターン要素を備え、前記第３組のパターン要素が前記第１組のパターン要素のうち少なくとも一部分を囲んでいる計測ターゲット。
  11. 請求項１０に記載の計測ターゲットであって、前記第３計測モードがスキャタロメトリ式オーバレイ（ＳＣＯＬ）計測を含む計測ターゲット。
  12. ２個又は複数個の計測サブシステムを備えるシステムであり、サンプルに備わる１個又は複数個の計測ターゲットから計測信号を獲得するよう前記２個又は複数個の計測サブシステムが構成されており、前記２個又は複数個の計測サブシステムのそれぞれが、
    照明源と、
    前記照明源から前記サンプル上へと照明ビームを差し向けるよう構成された１個又は複数個の照明素子と、
    １個又は複数個の検出器と、
    前記サンプルに発する照明を集め前記照明を前記１個又は複数個の検出器に差し向けるよう構成された１個又は複数個の投射素子と、
    を備えており、
    前記１個又は複数個の検出器に可通信結合された１個又は複数個のプロセッサを有する１個又は複数個のコントローラを備えるシステムであり、メモリ内に保持されている一組のプログラム命令を実行するよう前記１個又は複数個のプロセッサが構成されており、前記一組のプログラム命令が、前記１個又は複数個のプロセッサに、
    第１計測モードにて動作している第１計測サブシステムから、前記サンプルに備わる１個又は複数個の計測ターゲットのうち第１組のパターン要素に発する前記照明を示す１個又は複数個の信号を受け取らせ、
    第２計測モードにて動作している第２計測サブシステムから、前記１個又は複数個の計測ターゲットのうち第２組のパターン要素に発する照明を示す１個又は複数個の信号を受け取らせ、但し前記サンプルに備わる前記１個又は複数個の計測ターゲットを、前記第１組のパターン要素であり一方向又は複数方向沿いで前記第１計測サブシステムの前記第１計測モードに対しコンパチブルな前記第１組のパターン要素と、前記第２組のパターン要素であり一方向又は複数方向沿いで前記第２計測サブシステムの前記第２計測モードに対しコンパチブルな前記第２組のパターン要素とを備えるものとし、前記第２組のパターン要素を、前記第１組のパターン要素のうちの第１部分を含むものとし、前記第２組のパターン要素を、前記第１組のパターン要素のうちの第２部分であり前記第２組のパターン要素に含まれていない第２部分により囲まれているものとし、
    前記第１計測モードにて前記第１組のパターン要素から獲得された１個又は複数個の信号に基づき前記第１組のパターン要素の１個又は複数個のオーバレイパラメータを決定させ、
    前記第２計測モードにて前記第２組のパターン要素から獲得された１個又は複数個の信号に基づき前記第２組のパターン要素の１個又は複数個のオーバレイパラメータを決定させるよう、
    構成されているシステム。
  13. 請求項１２に記載のシステムであって、前記第１組のパターン要素のうち少なくとも何個かがセグメント化されているシステム。
  14. 請求項１２に記載のシステムであって、前記第２組のパターン要素のうち少なくとも何個かがセグメント化されているシステム。
  15. 請求項１２に記載のシステムであって、前記第２組のパターン要素のうち少なくとも何個かが複数組のセグメント化部分へと区分されているシステム。
  16. 請求項１２に記載のシステムであって、前記２個又は複数個の計測サブシステムの少なくとも１つが、
    光学計測ツールを備えるシステム。
  17. 請求項１２に記載のシステムであって、前記２個又は複数個の計測サブシステムが、
    光学計測ツールと、
    粒子式計測ツールと、
    を備えるシステム。
  18. 請求項１２に記載のシステムであって、前記２個又は複数個の計測サブシステムが、
    光学計測ツールと、
    粒子式計測ツールと、
    スキャタロメトリ式オーバレイ（ＳＣＯＬ）計測ツールと、
    を備えるシステム。
  19. 請求項１６に記載のシステムであって、前記第１計測モードが光学計測モードを含むシステム。
  20. 請求項１６に記載のシステムであって、前記第１計測モードが、先進イメージング計測（ＡＩＭ）及び三重先進イメージング計測（トリプルＡＩＭ）のうち少なくとも一方を含むシステム。
  21. 請求項１７に記載のシステムであって、前記第２計測モードが、光学計測モード及び粒子ビーム式計測モードのうち少なくとも一方を含むシステム。
  22. 請求項１７に記載のシステムであって、前記第２計測モードが先進イメージング計測インダイ（ＡＩＭｉｄ）計測を含むシステム。
  23. 請求項１７に記載のシステムであって、前記第２計測モードが電子ビーム計測を含むシステム。
  24. 請求項１２に記載のシステムであって、前記１個又は複数個の計測ターゲットが、更に、一方向又は複数方向沿いで第３計測サブシステムの第３計測モードに対しコンパチブルな第３組のパターン要素を備え、前記第３組のパターン要素が前記第１組のパターン要素のうち少なくとも一部分を囲んでいるシステム。
  25. 請求項２４に記載のシステムであって、前記第３計測モードがスキャタロメトリ式オーバレイ（ＳＣＯＬ）計測を含むシステム。
  26. 請求項２５に記載のシステムであって、前記１個又は複数個のコントローラが、前記２個又は複数個の計測サブシステムからの１個又は複数個の信号に基づき、前記第３計測モードを用い前記第３組のパターン要素の１個又は複数個のオーバレイパラメータを決定するよう、構成されているシステム。
  27. 請求項１２に記載のシステムであって、前記１個又は複数個のプロセッサが、前記１組のプログラム命令を実行することで、前記１個又は複数個のプロセッサに、前記１個又は複数個のオーバレイパラメータに基づき１個又は複数個のオーバレイコレクタブルを提供させるよう、構成されているシステム。
  28. オーバレイ計測方法であって、
    １個又は複数個の計測ターゲットを有するサンプルを照明し、
    前記サンプルに備わる前記１個又は複数個の計測ターゲットのうち第１組のパターン要素に発する照明を第１計測サブシステムの第１計測モードにて検出し、
    前記サンプルに備わる前記１個又は複数個の計測ターゲットのうち第２組のパターン要素に発する照明を第２計測サブシステムの第２計測モードにて検出し、
    前記第１組のパターン要素に発する前記照明に基づき前記第１組のパターン要素の１個又は複数個のオーバレイパラメータを決定し、
    前記第２組のパターン要素に発する前記照明に基づき前記第２組のパターン要素の１個又は複数個のオーバレイパラメータを決定するオーバレイ計測方法。
  29. 請求項２８に記載のオーバレイ計測方法であって、前記第１組のパターン要素のうち少なくとも何個かがセグメント化されているオーバレイ計測方法。
  30. 請求項２８に記載のオーバレイ計測方法であって、前記第２組のパターン要素のうち少なくとも何個かがセグメント化されているオーバレイ計測方法。
  31. 請求項２８に記載のオーバレイ計測方法であって、前記第２組のパターン要素のうち少なくとも何個かが複数組のセグメント化部分へと区分されているオーバレイ計測方法。
  32. 請求項２８に記載のオーバレイ計測方法であって、前記第１計測モードが光学計測モードを含むオーバレイ計測方法。
  33. 請求項２８に記載のオーバレイ計測方法であって、前記第１計測モードが、先進イメージング計測（ＡＩＭ）及び三重先進イメージング計測（トリプルＡＩＭ）のうち少なくとも一方を含むオーバレイ計測方法。
  34. 請求項２８に記載のオーバレイ計測方法であって、前記第２計測モードが、光学計測モード及び粒子ビーム式計測モードのうち少なくとも一方を含むオーバレイ計測方法。
  35. 請求項２８に記載のオーバレイ計測方法であって、前記第２計測モードが先進イメージング計測インダイ（ＡＩＭｉｄ）計測を含むオーバレイ計測方法。
  36. 請求項２８に記載のオーバレイ計測方法であって、前記第２計測モードが電子ビーム計測を含むオーバレイ計測方法。
  37. 請求項２８に記載のオーバレイ計測方法であって、更に、前記サンプルに備わる前記１個又は複数個の計測ターゲットのうち第３組のパターン要素に発する照明を第３計測サブシステムの第３計測モードにて検出し、前記第３組のパターン要素に発する前記照明に基づき前記サンプルに備わる前記１個又は複数個の計測ターゲットのうち前記第３組のパターン要素の１個又は複数個のオーバレイパラメータを決定するオーバレイ計測方法。
  38. 請求項３７に記載のオーバレイ計測方法であって、前記第３計測モードがスキャタロメトリ式オーバレイ（ＳＣＯＬ）計測を含むオーバレイ計測方法。
  39. 計測ターゲット形成方法であって、
    第１組のパターン要素であり一方向又は複数方向沿いで第１計測サブシステムの第１計測モードに対しコンパチブルな前記第１組のパターン要素を形成し、
    第２組のパターン要素であり一方向又は複数方向沿いで第２計測サブシステムの第２計測モードに対しコンパチブルな前記第２組のパターン要素を形成する計測ターゲット形成方法であり、前記第２組のパターン要素が前記第１組のパターン要素のうちの第１部分を含み、前記第２組のパターン要素が、前記第１組のパターン要素のうちの第２部分であり前記第２組のパターン要素に含まれていない第２部分により囲まれている計測ターゲット形成方法。
  40. 請求項３９に記載の計測ターゲット形成方法であって、前記第１組のパターン要素のうち少なくとも何個かがセグメント化される計測ターゲット形成方法。
  41. 請求項３９に記載の計測ターゲット形成方法であって、前記第２組のパターン要素のうち少なくとも何個かがセグメント化される計測ターゲット形成方法。
  42. 請求項３９に記載の計測ターゲット形成方法であって、前記第２組のパターン要素のうち少なくとも何個かが複数組のセグメント化部分へと区分される計測ターゲット形成方法。
  43. 請求項３９に記載の計測ターゲット形成方法であって、前記第１計測モードが光学計測モードを含む計測ターゲット形成方法。
  44. 請求項３９に記載の計測ターゲット形成方法であって、前記第１計測モードが、先進イメージング計測（ＡＩＭ）及び三重先進イメージング計測（トリプルＡＩＭ）のうち少なくとも一方を含む計測ターゲット形成方法。
  45. 請求項３９に記載の計測ターゲット形成方法であって、前記第２計測モードが、光学計測モード及び粒子ビーム式計測モードのうち少なくとも一方を含む計測ターゲット形成方法。
  46. 請求項４５に記載の計測ターゲット形成方法であって、前記第２計測モードが先進イメージング計測インダイ（ＡＩＭｉｄ）計測を含む計測ターゲット形成方法。
  47. 請求項４５に記載の計測ターゲット形成方法であって、前記第２計測モードが電子ビーム計測を含む計測ターゲット形成方法。
  48. 請求項３９に記載の計測ターゲット形成方法であって、更に、一方向又は複数方向沿いで第３計測サブシステムの第３計測モードに対しコンパチブルな第３組のパターン要素を形成し、前記第３組のパターン要素により前記第１組のパターン要素のうち少なくとも一部分を囲ませる計測ターゲット形成方法。
  49. 請求項４８に記載の計測ターゲット形成方法であって、前記第３計測モードがスキャタロメトリ式オーバレイ（ＳＣＯＬ）計測を含む計測ターゲット形成方法。
JP2022546445A 2020-01-30 2021-01-26 複合的オーバレイ計測ターゲット Active JP7446447B2 (ja)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202062967951P 2020-01-30 2020-01-30
US62/967,951 2020-01-30
US202063032217P 2020-05-29 2020-05-29
US63/032,217 2020-05-29
US16/996,254 US11809090B2 (en) 2020-01-30 2020-08-18 Composite overlay metrology target
US16/996,254 2020-08-18
PCT/US2021/015144 WO2021154762A1 (en) 2020-01-30 2021-01-26 Composite overlay metrology target

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2023513040A JP2023513040A (ja) 2023-03-30
JPWO2021154762A5 JPWO2021154762A5 (ja) 2023-12-12
JP7446447B2 true JP7446447B2 (ja) 2024-03-08

Family

ID=77061885

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022546445A Active JP7446447B2 (ja) 2020-01-30 2021-01-26 複合的オーバレイ計測ターゲット

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11809090B2 (ja)
EP (1) EP4078159A4 (ja)
JP (1) JP7446447B2 (ja)
KR (1) KR20220129635A (ja)
CN (1) CN114930161A (ja)
TW (1) TW202133292A (ja)
WO (1) WO2021154762A1 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11353799B1 (en) * 2019-07-23 2022-06-07 Kla Corporation System and method for error reduction for metrology measurements
US11899375B2 (en) * 2020-11-20 2024-02-13 Kla Corporation Massive overlay metrology sampling with multiple measurement columns
US11460783B2 (en) * 2021-01-07 2022-10-04 Kla Corporation System and method for focus control in extreme ultraviolet lithography systems using a focus-sensitive metrology target
US11720031B2 (en) 2021-06-28 2023-08-08 Kla Corporation Overlay design for electron beam and scatterometry overlay measurements
US11862524B2 (en) 2021-06-28 2024-01-02 Kla Corporation Overlay mark design for electron beam overlay
US11703767B2 (en) 2021-06-28 2023-07-18 Kla Corporation Overlay mark design for electron beam overlay

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004508711A (ja) 2000-08-30 2004-03-18 ケーエルエー−テンカー・コーポレーション 重ね合わせマーク、重ね合わせマークの設計方法および重ね合わせ測定の方法
JP2005518107A (ja) 2002-02-15 2005-06-16 ケーエルエー−テンカー テクノロジィース コーポレイション オーバレイ計測および制御方法
JP2006245030A (ja) 2005-02-28 2006-09-14 Nikon Corp 計測方法及び計測用パターンを備えた物体
JP2007150297A (ja) 2005-11-23 2007-06-14 Asml Netherlands Bv 投影システムの倍率を計測する方法、デバイス製造方法およびコンピュータプログラム製品
JP2007281449A (ja) 2006-03-23 2007-10-25 Asml Netherlands Bv キャリブレーション方法、リソグラフィ装置、およびそのようなリソグラフィ装置のためのパターニングデバイス
JP2015532733A (ja) 2012-09-06 2015-11-12 ケーエルエー−テンカー コーポレイション 埋設ｓｅｍ構造オーバーレイ標的を用いたｏｖｌのためのデバイス相関計測法（ｄｃｍ）
JP2020524276A (ja) 2017-06-19 2020-08-13 ケーエルエー コーポレイション 撮像ベースオーバーレイ及び散乱計測ベースオーバーレイのためのハイブリッドオーバーレイ標的設計

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100282340B1 (ko) 1994-02-17 2001-04-02 김영환 정렬도 검사 타겟포착용 패턴삽입방법
US7541201B2 (en) 2000-08-30 2009-06-02 Kla-Tencor Technologies Corporation Apparatus and methods for determining overlay of structures having rotational or mirror symmetry
US7068833B1 (en) * 2000-08-30 2006-06-27 Kla-Tencor Corporation Overlay marks, methods of overlay mark design and methods of overlay measurements
US20030002043A1 (en) 2001-04-10 2003-01-02 Kla-Tencor Corporation Periodic patterns and technique to control misalignment
KR100472411B1 (ko) * 2002-08-09 2005-03-10 삼성전자주식회사 반도체 장치의 제조방법 및 오버레이 검사마크를 가진반도체 장치
US8181327B2 (en) 2008-02-08 2012-05-22 Zephyros, Inc Mechanical method for improving bond joint strength
KR101076776B1 (ko) 2009-06-30 2011-10-26 주식회사 하이닉스반도체 오버레이 버니어 및 이를 이용한 오버레이 측정 방법
CN103582819B (zh) 2011-04-06 2016-09-14 科磊股份有限公司 用于提供经改进过程控制的质量度量的方法及系统
US9007585B2 (en) * 2012-03-07 2015-04-14 Kla-Tencor Corporation Imaging overlay metrology target and complimentary overlay metrology measurement system
US9214317B2 (en) 2013-06-04 2015-12-15 Kla-Tencor Corporation System and method of SEM overlay metrology
TWI648515B (zh) 2013-11-15 2019-01-21 美商克萊譚克公司 計量目標及其計量量測、目標設計檔案、計量方法及以電腦為基礎之設備
KR102199324B1 (ko) 2014-06-21 2021-01-07 케이엘에이 코포레이션 복합 이미징 계측 타겟들
WO2017089105A1 (en) 2015-11-27 2017-06-01 Asml Netherlands B.V. Metrology target, method and apparatus, computer program and lithographic system
KR102357632B1 (ko) 2016-06-27 2022-01-28 케이엘에이 코포레이션 패턴 배치 및 패턴의 크기의 측정을 위한 장치 및 방법 그리고 이들의 컴퓨터 프로그램
KR20180024961A (ko) * 2016-08-31 2018-03-08 에스케이하이닉스 주식회사 노광 마스크의 디스토션 제어방법
EP3451060A1 (en) * 2017-08-28 2019-03-06 ASML Netherlands B.V. Substrate, metrology apparatus and associated methods for a lithographic process
WO2019078901A1 (en) * 2017-10-22 2019-04-25 Kla-Tencor Corporation USE OF OVERLAY DISTORTION ERROR ESTIMATES IN IMAGING OVERLAY METROLOGY

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004508711A (ja) 2000-08-30 2004-03-18 ケーエルエー−テンカー・コーポレーション 重ね合わせマーク、重ね合わせマークの設計方法および重ね合わせ測定の方法
JP2005518107A (ja) 2002-02-15 2005-06-16 ケーエルエー−テンカー テクノロジィース コーポレイション オーバレイ計測および制御方法
JP2006245030A (ja) 2005-02-28 2006-09-14 Nikon Corp 計測方法及び計測用パターンを備えた物体
JP2007150297A (ja) 2005-11-23 2007-06-14 Asml Netherlands Bv 投影システムの倍率を計測する方法、デバイス製造方法およびコンピュータプログラム製品
JP2007281449A (ja) 2006-03-23 2007-10-25 Asml Netherlands Bv キャリブレーション方法、リソグラフィ装置、およびそのようなリソグラフィ装置のためのパターニングデバイス
JP2015532733A (ja) 2012-09-06 2015-11-12 ケーエルエー−テンカー コーポレイション 埋設ｓｅｍ構造オーバーレイ標的を用いたｏｖｌのためのデバイス相関計測法（ｄｃｍ）
JP2020524276A (ja) 2017-06-19 2020-08-13 ケーエルエー コーポレイション 撮像ベースオーバーレイ及び散乱計測ベースオーバーレイのためのハイブリッドオーバーレイ標的設計

Also Published As

Publication number Publication date
US20210240089A1 (en) 2021-08-05
KR20220129635A (ko) 2022-09-23
WO2021154762A1 (en) 2021-08-05
EP4078159A1 (en) 2022-10-26
JP2023513040A (ja) 2023-03-30
TW202133292A (zh) 2021-09-01
CN114930161A (zh) 2022-08-19
US11809090B2 (en) 2023-11-07
EP4078159A4 (en) 2024-01-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7446447B2 (ja) 複合的オーバレイ計測ターゲット
CN111801625B (zh) 叠加及边缘放置错误的计量及控制
CN111433676B (zh) 用于装置相关叠加计量的系统及方法
KR20190103448A (ko) 비-제로 오프셋 예측에 의한 오버레이 제어
KR20190113932A (ko) 측정 방법의 성능을 예측하기 위한 방법 및 장치, 측정 방법 및 장치
US20240035812A1 (en) Metrology target for one-dimensional measurement of periodic misregistration
US11209737B1 (en) Performance optimized scanning sequence for eBeam metrology and inspection
US20240094639A1 (en) High-resolution evaluation of optical metrology targets for process control
JP2023553053A (ja) オンザフライ散乱計測オーバーレイ計測ターゲット

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20231204

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20231204

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20231204

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240206

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240227

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7446447

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150