JP7471506B2 - 光学装置及び光学装置計測の方法 - Google Patents
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Description
本開示の実施形態は、概して、光学装置及び光学装置計測の方法に関する。より具体的には、本開示の実施形態は、１つ又は複数の計測フィーチャを有する光学装置と、光学装置の光学性能に無視できる程度の影響しか及ぼさない計測ツール位置認識を提供する光学装置計測の方法とに関する。
光学装置は、光の伝搬を操作するために使用されうる。光学装置の１つの例は、メタサーフェスなどの平らな光学装置である。光学装置の別の例は、拡張現実導波管結合器などの導波管結合器である。可視スペクトル及び近赤外スペクトルの光学装置は、マクロスケールの寸法を有する基板表面に配置される、ナノ構造などの構造を必要としうる。光学装置の光学性能は、ナノ構造の特性に依存している。この特性は、ナノ構造の寸法、並びに他のナノ構造に対するナノ構造の位置を含む。
光学装置を形成するために基板を処理することは、新しい技術として複雑かつ困難である。ナノ構造の寸法が許容範囲内であることを確認するためには、寸法を検証するための計測が必要である。したがって、当技術分野で必要とされているのは、１つ又は複数の計測フィーチャを有する光学装置と、光学装置の光学性能への影響を無視できる計測ツールの位置認識を提供する光学装置計測の方法である。
本開示の実施形態は、概して、光学装置及び光学装置計測の方法に関する。１つの実施形態では、光学装置は、基板と、光学装置の基板の表面上に配置される複数の構造とを含む。複数の構造は、１ミクロン未満の限界寸法を含む。複数の構造は、統合される（ｍｅｒｇｅｄ ｔｏｇｅｔｈｅｒ）１つ又は複数の構造に対応する１つ又は複数のターゲットフィーチャを含む。１つ又は複数のターゲットフィーチャ対複数の構造の比は、約１：１００，０００と約１：１，０００，０００，０００との間である。
別の実施形態では、光学装置は、基板と、光学装置の基板の表面上に配置された複数の構造とを含む。複数の構造は、１ミクロン未満の限界寸法を含む。複数の構造は、１つ又は複数のターゲットフィーチャを含む。１つ又は複数のターゲットフィーチャ対複数の構造の比は、約１：１００，０００と約１：１，０００，０００，０００との間である。１つ又は複数のターゲットフィーチャは、計測ツールによって読み取り可能であり、少なくとも、統合される１つ又は複数の構造、除去された１つ又は複数の構造によって囲まれた、統合される１つ又は複数の構造、又はターゲットフィーチャに隣接する構造によって画定される１つ又は複数のプロファイルを有している、除去された１つ又は複数の構造を含む。
更に別の実施形態では、方法は、光学装置の基板の表面のおおよそ第１の位置の上方に計測ツールの測定エリアを方向付けることを含む。本方法は、光学装置の第１のターゲットフィーチャの正確な位置を特定することを更に含み、光学装置は、表面上に配置された複数の構造を含む。複数の構造は、１つ又は複数のターゲットフィーチャを含み、１つ又は複数のターゲットフィーチャは、計測ツールによって読み取り可能であり、１つ又は複数のターゲットフィーチャは、統合される１つ又は複数の構造、除去された１つ又は複数の構造によって囲まれた、統合される１つ又は複数の構造、又はターゲットフィーチャに隣接する構造によって画定される１つ又は複数のプロファイルを有している、除去された１つ又は複数の構造のうちの少なくとも１つを含む。本方法は、測定エリア内の正確な位置に基づいて、複数の構造のうちの少なくとも１つの構造の限界寸法、間隙、ピッチ、及び外周距離（ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ ｄｉｓｔａｎｃｅ）の１つ又は複数を決定することを更に含む。本方法は、計測ツールの測定エリアを方向付けるステップ、ターゲットフィーチャを特定するステップ、並びに測定エリア内の複数の構造のうちの少なくとも１つの構造の限界寸法、間隙、ピッチ、及び外周距離の１つ又は複数を決定するステップを、１つ又は複数の後続位置で、繰り返すことを更に含む。
本開示の上述の特徴を詳細に理解できるように、上記で簡単に要約されている本開示のより詳細な説明が、実施形態を参照することによって得られ、それらの実施形態の一部が添付図面に示される。しかしながら、本開示は他の等しく有効な実施形態も許容しうることから、添付の図面は本開示の典型的な実施形態のみを示しており、従って、本開示の範囲を限定すると見なすべきではないことに留意されたい。
理解を容易にするために、可能な場合には、複数の図に共通する同一の要素を指し示すのに同一の参照番号を使用した。１つの実施形態で開示されている要素は、具体的な記述がなくとも、他の実施形態で有益に利用されうると想定される。
本開示の実施形態は、概して、光学装置及び光学装置計測の方法に関する。本明細書に記載される光学装置の計測フィーチャは、光学装置の光学性能への影響を無視できる計測ツールの位置認識を提供する。計測フィーチャにより、計測ツールは、マクロスケールの表面積を有する光学装置の部分の１つ又は複数の位置を決定することができる。
図１Ａは、本明細書に記載される実施形態による、１つ又は複数のターゲットフィーチャ１１４を有する光学装置１００ａの概略上面図であり、図１Ｂは、その概略断面図である。図１Ｃは、本明細書に記載される実施形態による、１つ又は複数のターゲットフィーチャ１１４を有する光学装置１００ｂの概略上面図であり、図１Ｄは、その概略断面図である。図１Ｅは、本明細書に記載される実施形態による、１つ又は複数のターゲットフィーチャ１１４を有する光学装置１００ｃの概略上面図であり、図１Ｆは、その概略断面図である。
本明細書に記載の実施形態は、基板１０１の表面１０３上に配置された構造１０２を含む光学装置１００ａ、１００ｂ、及び１００ｃを提供する。本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態では、光学装置１００ａ、１００ｂ、及び１００ｃは、メタサーフェスなどの平らな光学装置である。本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができる他の実施形態では、光学装置１００ａ、１００ｂ、及び１００ｃは、拡張現実導波管結合器などの導波管結合器である。本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態では、基板１０１の表面積１０９は、約７０ｃｍ２～約８００ｃｍ２である。基板１０１の表面１０３は、その上に配置される、１ミクロン未満の寸法（例えば、ナノサイズの寸法）を有する構造１０２（例えば、ナノ構造）を含む。構造１０２は、限界寸法１０６（例えば、構造１０２の幅又は直径、構造１０２のピッチ、又は構造１０２の間の間隙のうちの１つ）を有する。本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態では、限界寸法１０６は、１マイクロメートル（μｍ）未満であり、構造１０２の断面に応じて、構造１０２の幅又は直径に対応する。本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態では、限界寸法１０６は、約１００ナノメートル（ｎｍ）～約１０００ｎｍである。図１Ａ～１Ｆは、構造１０２が正方形又は長方形の形状の断面を有するものとして描かれているが、構造１０２の断面は、円形、三角形、楕円形、正多角形、不規則な多角形、及び／又は不規則な形状の断面を含むがこれらに限定されない他の形状を有しうる。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態では、単一の光学装置１００ａ、１００ｂ、１００ｃ上の構造１０２の断面は、異なる形状を有する。
光学装置１００ａ、１００ｂ、１００ｃの各々の構造１０２は、限界寸法１０６を含む。本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態では、構造１０２の限界寸法１０６の少なくとも１つは、１つ又は複数の他の構造１０２の限界寸法１０６の少なくとも１つと異なりうる。本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態では、間隙１０８は、構造１０２の各々の間に配置される。本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態では、構造１０２を囲む隙間１０８のうちの１つ又は複数は、別の構造１０２を囲む１つ又は複数の他の隙間１０８とは異なる。本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態では、構造１０２は、１つ又は複数のアレイ１０４に配置されうる。１つ又は複数のアレイ１０４は、非周期的に配置されうる。本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態では、構造１０２は、２つ以上のアレイ１０４に配置される。本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができる実施形態では、構造１０２の各々は、ピッチ１１０、即ち、隣接する構造１０２のリーディングエッジ間の距離を有しうる。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態では、Ｘ方向のピッチ１１０は、Ｙ方向のピッチ１１０と異なる。本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができる別の実施形態では、Ｘ方向の１つ又は複数のピッチ１１０は、Ｘ方向の１つ又は複数の他のピッチ１１０と異なり、及び／又はＹ方向の１つ又は複数のピッチ１１０は、Ｙ方向の１つ又は複数の他のピッチ１１０と異なる。本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態では、表面１０３のエッジ１１１の１つに隣接する構造１０２は、外周距離１１２（即ち、構造１０２からそのすぐ隣のエッジ１１１の１つまでの距離）を有しうる。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態では、外周距離１１２の少なくとも１つは、他の外周距離１１２と異なりうる。
複数の構造１０２は、１つ又は複数のターゲットフィーチャ１１４ａ、１１４ｂ、．．．１１４ｎ（本明細書では、まとめて「ターゲットフィーチャ１１４」と称する）を含む。本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態では、ターゲットフィーチャ１１４は、統合される１つ又は複数の構造１０２に対応する。本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができる別の実施形態では、ターゲットフィーチャ１１４は、除去された１つ又は複数の構造１０２によって囲まれた、統合される１つ又は複数の構造１０２に対応する。本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができる更に別の実施形態では、ターゲットフィーチャ１１４は、ターゲットフィーチャ１１４に隣接する構造１０２によって画定される１つ又は複数のプロファイルを有する、除去された１つ又は複数の構造１０２に対応する。本明細書に記載されるターゲットフィーチャ１１４は、計測ツールの位置認識を提供し、光学装置１００ａ、１００ｂ、及び１００ｃの光学性能への影響を無視できる結果となる。例えば、光学装置１００ａ、１００ｂ、１００ｃは、統合される構造１０２、除去された構造１０２、又は両方の組み合わせ対構造１０２の合計の比が、約１：１００，０００～約１：１，０００，０００，０００である。
本明細書に記載される方法２００などの計測プロセスにおいて、ターゲットフィーチャ１１４により、計測ツールは、表面１０３（例えば、マクロスケールの表面積１０９を有する表面１０３）の１つ又は複数の位置１１６を決定することができる。１つ又は複数の位置１１６から、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）、限界寸法走査電子顕微鏡（ＣＤＳＥＭ）、又は透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）を含むがこれらに限定されない任意の電子ビームベースの計測ツールなどの計測ツールは、計測ツールの測定エリア１１８内の限界寸法１０６、間隙１０８、ピッチ１１０、外周距離１１２、及びその他の寸法の１つ又は複数を測定することができる。本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態では、測定エリア１１８は、約４０マイクロメートル（μｍ）未満である。１つ又は複数のターゲットフィーチャ１１４は、計測ツールによって読み取り可能である。１つ又は複数のターゲットフィーチャ１１４により、マクロスケール寸法を有する表面１０３上に配置された１つ又は複数の構造１０２の各々の限界寸法１０６、間隙１０８、ピッチ１１０、外周距離１１２、及び他の寸法のうちの１つ又は複数が、計測ツールによって測定可能になる。
図１Ａ及び図１Ｂに示すように、ターゲットフィーチャ１１４は、統合された１つ又は複数の構造１０２に対応しうる。本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができる図１Ａ及び図１Ｂの実施形態において、ターゲットフィーチャ１１４は、ＳＥＭ、ＣＤＳＥＭ、又はＴＥＭを含むがこれらに限定されない任意の電子ビームベースの計測ツールなどの計測ツールによって読み取り可能な十字（図１Ａ及び図１Ｂに示す）、長方形、正方形、円形、半円形、三角形、及び／又は他のパターンを含むが、これらに限定されない。図１Ｃ及び図１Ｄに示すように、ターゲットフィーチャ１１４は、除去された１つ又は複数の構造１０２に対応しうる。本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができる図１Ｃ及び図１Ｄの実施形態では、ターゲットフィーチャ１１４は、除去された構造１０２に隣接する光学装置１００ｂの構造１０２によって画定される１つ又は複数のプロファイル１１７ａ、１１７ｂ、・・・１１７ｎ（本明細書ではまとめて「プロファイル１１７」と称される）を有している。プロファイル１１７は、ＳＥＭ、ＣＤＳＥＭ、又はＴＥＭを含むがこれらに限定されない、任意の電子ビームベースの計測ツールなどの計測ツールによって読み取り可能な十字（図１Ｃ及び図１Ｄに示す）、長方形、正方形、円形、半円形、三角形、及び／又は他のパターンを含むが、これらに限定されない。図１Ｅ及び図１Ｆに示すように、ターゲットフィーチャ１１４は、除去された１つ又は複数の構造１０２によって囲まれている、統合された１つ又は複数の構造１０２に対応しうる。本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができる図１Ｅ及び図１Ｆの実施形態において、ターゲットフィーチャ１１４は、ＳＥＭ、ＣＤＳＥＭ、又はＴＥＭを含むがこれらに限定されない任意の電子ビームベースの計測ツールなどの計測ツールによって読み取り可能な十字（図１Ｅ及び１Ｆに示す）、長方形、正方形、円形、半円形、三角形、及び／又は他のパターンが含まれるが、これらに限定されない。
本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態では、構造１０２は、基板材料で形成されている。本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができる別の実施形態では、構造１０２は、１つ又は複数の構造材料を含む。本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態では、１つ又は複数のターゲットフィーチャ１１４は、基板材料で形成される。本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができる別の実施形態では、ターゲットフィーチャ１１４は、１つ又は複数の構造材料を含む。本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができる別の実施形態では、構造１０２及びターゲットフィーチャ１１４は、同じ材料を含む。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる更に別の実施形態では、構造１０２及びターゲットフィーチャ１１４は、異なる材料を含む。
基板１０１はまた、約１００～約３０００ナノメートルの１つ又は複数の波長など、所望の波長又は波長範囲の適切な量の光を透過するために選択されうる。限定されないが、いくつかの実施形態では、基板１０１は、光スペクトルの赤外線から紫外線領域の、約５０％以上～約１００％を透過するように構成される。基板１０１が所望の波長又は波長範囲の光を十分に透過し、本明細書に記載の光学装置１００ａ、１００ｂ、１００ｃの適切な支持体として機能することができるのであれば、基板１０１は、任意の適切な材料から形成されうる。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態では、基板１０１の材料は、複数の構造１０２の構造材料の屈折率と比較して、相対的に低い屈折率を有する。基板選択では、アモルファス誘電体、非アモルファス誘電体、結晶性誘電体、酸化ケイ素、ポリマー、及びこれらの組み合わせを含むがこれらに限定されない任意の適切な材料の基板が含まれうる。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態では、基板１０１は、透明材料を含む。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態では、基板１０１は、透明であり、０．００１より小さい吸収係数を有している。適切な例は、酸化物、硫化物、リン化物、テルル化物、又はこれらの組み合わせを含みうる。１つの例では、基板１０１は、ケイ素（Ｓｉ）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、溶融シリカ、石英、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）、リン化インジウム（ＩｎＰ）、ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、サファイヤ、高屈折率ガラスなどの高屈折率の透明材料、又はこれらの組合せを含む。
本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態では、構造１０２の構造材料及び／又はターゲットフィーチャ１１４は、誘電体材料などの非導電性材料を含む。誘電体材料は、アモルファス誘電体、非アモルファス誘電体、及び結晶性誘電体を含みうる。誘電体材料の例は、Ｓｉ、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、酸窒化ケイ素、及び二酸化ケイ素などのケイ素含有材料を含むがこれらに限定されない。ケイ素は、結晶シリコン、多結晶シリコン、及び／又はアモルファスシリコン（ａ－Ｓｉ）でありうる。本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができる別の実施形態では、構造１０２の構造材料及び／又はターゲットフィーチャ１１４は、金属含有誘電体材料を含む。金属含有誘電体材料の例は、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、二酸化スズ（ＳｎＯ２）、アルミニウムでドープされた酸化亜鉛（ＡＺＯ）、フッ素でドープされた酸化スズ（ＦＴＯ）、スズ酸カドミウム（Ｃｄ２ＳｎＯ４）、スズ酸カドミウム（酸化スズ）（ＣＴＯ）、スズ酸亜鉛（ＳｎＺｎＯ３）、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）含有材料を含むがこれらに限定されない。本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができる更に別の実施形態では、構造の構造材料及び／又はターゲットフィーチャ１１４は、ナノインプリントレジスト材料を含む。ナノインプリントレジスト材料の例は、ケイ素オキシカーバイド（ＳｉＯＣ）、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化バナジウム（ＩＶ）（ＶＯｘ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、五酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、窒化チタン（ＴｉＮ）、及び二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）含有材料、又はこれらの組み合わせの少なくとも１つを含みうる、スピンオンガラス（ＳＯＧ）、流動性ＳＯＧ、有機、無機、及びハイブリッド（有機及び無機）ナノインプリント可能材料の少なくとも１つを含むがこれらに限定されない。
本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態では、構造１０２及びターゲットフィーチャ１１４は、イオンビームエッチング、反応性イオンエッチング、電子ビーム（ｅ－ｂｅａｍ）エッチング、湿式エッチング、ナノインプリントリソグラフィ（ＮＩＬ）、及びこれらの組み合わせのうちの１つによって形成されうる。本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができる別の実施形態では、レジストが、構造材料層及び基板１０１の表面１０３のうちの１つの上方に配置される。本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができる別の実施形態では、構造材料層を直接パターニングするために、ＮＩＬプロセスが使用される。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態では、レジストは、リソグラフィプロセスで露光され、構造材料層及び表面１０３のうちの１つとレジストとの間に配置されたハードマスクのマスクされていない部分を露出させるように現像される。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる別の実施形態では、構造材料層及び表面１０３のうちの１つとフォトレジストとの間に配置されたハードマスクのマスクされていない部分を露出させるように、レジストがＮＩＬプロセスでインプリントされる。ハードマスクのマスクされていない部分は、構造材層と表面１０３のうちの１つを露出させるようにエッチングされる。露出した構造材層又は表面１０３は、構造１０２とターゲットフィーチャ１１４を形成するように、エッチングされる。本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができる本明細書に記載された実施形態では、露出した構造材料層又は表面１０３は、イオンビームエッチング又は電子ビームエッチングによってエッチングされる。本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態では、露出した構造材料層又は表面１０３がエッチングされた後に、ハードマスクが除去される。
図２は、光学装置計測のための方法２００のフロー図である。方法２００は、光学装置１００ａ、１００ｂ、１００ｃの１つ又は複数の構造１０２の各々の限界寸法１０６、間隙１０８、ピッチ１１０、外周距離１１２、及び他の寸法のうちの１つ又は複数を決定することを提供する。方法２００は、ＣＤＳＥＭなどの計測ツールを利用し、このツールは、測定エリア１１８（例えば、撮像領域）を１つ又は複数の位置１１６に方向付け、１つ又は複数のターゲットフィーチャ１１４を読み取り、本明細書に記載のそれぞれのフィーチャ１１４に関連する命令に基づいて、１つ又は複数の構造１０２の各々の限界寸法１０６、間隙１０８、ピッチ１１０、外周距離１１２、及び他の寸法のうちの１つ又は複数を測定するように動作可能である。
工程２０１において、計測ツールは、計測領域１１８を、おおよその領域（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅ ｒｅｇｉｏｎ）内の１つ又は複数の位置１１６の第１の位置１１６ａに方向付ける。工程２０２において、計測ツールが計測領域１１８を第１の位置１１６ａのおおよその領域に方向付けると、計測ツールは、光学装置１００ａ、１００ｂ、１００ｃの第１のターゲットフィーチャ１１４ａの正確な位置を特定する。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態では、第１のターゲットフィーチャ１１４ａの正確な位置は、第１の位置１１６ａの約４０μｍ以内である。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態では、計測ツールは、光学装置１００ａ、１００ｂ、１００ｃの第１のターゲットフィーチャ１１４ａの正確な位置を特定するために、画像認識（ＩＲ）ソフトウェアを使用する。工程２０３において、計測ツールは、第１の位置１１６ａに関連する命令に基づいて、第１のターゲットフィーチャ１１４ａに対する特定の位置において、かつ第１の位置１１６ａの測定エリア１１８内で、１つ又は複数の構造１０２の限界寸法１０６、間隙１０８、ピッチ１１０、外周距離１１２、及び他の寸法の１つ又は複数を測定する。本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態では、計測ツールは、計測ツールが第１のターゲットフィーチャ１１４ａの正確な位置に対して測定エリア１１８に移動するときに、１つ又は複数の構造１０２の限界寸法１０６、間隙１０８、ピッチ１１０、外周距離１１２、及び他の寸法のうちの１つ又は複数を決定する命令を格納するよう動作可能である。
オプションの工程２０４では、後続のターゲットフィーチャ１１４ｂ、１１４ｎについて、工程２０１及び２０２が繰り返される。後続のターゲットフィーチャ１１４ｂ、１１４ｎを配置した後に、１つ又は複数の構造１０２の限界寸法１０６、間隙１０８、ピッチ１１０、外周距離１１２、及び他の寸法のうちの１つ又は複数の所望の測定値が計測ツールによって得られるまで、工程２０１、２０２、及び２０３が繰り返されうる。本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができる１つの実施形態では、計測ツールが後続のターゲットフィーチャ１１４ｂの正確な位置に対して測定エリア１１８に移動するときに、計測ツールは、１つ又は複数の構造１０２の限界寸法１０６、間隙１０８、ピッチ１１０、外周距離１１２、及び他の寸法のうちの１つ又は複数を決定する命令を格納するよう動作可能である。本明細書に記載される他の実施形態と組み合わせることができる別の実施形態では、後続のターゲットフィーチャ１１４ｎが計測ツールによって読み取られるか特定されるときに、計測ツールは、１つ又は複数の構造１０２の限界寸法１０６、間隙１０８、ピッチ１１０、外周距離１１２、及び他の寸法のうちの１つ又は複数を決定する命令を格納するよう動作可能である。
要するに、１つ又は複数のターゲットフィーチャ１１４を有する光学装置１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、及び光学装置計測の方法が提供される。本明細書に記載されるターゲットフィーチャ１１４は、光学装置１００ａ、１００ｂ、１００ｃの光学性能への影響を無視できる計測ツールの位置認識を提供する。本明細書に記載される方法２００などの計測プロセスにおいて、ターゲットフィーチャ１１４により、計測ツールは、マクロスケールの表面積１０９を有する表面１０３の１つ又は複数の位置１１６を決定することができる。１つ又は複数の位置１１６において、ＣＤＳＥＭなどの計測ツールは、表面１０３上に配置された１つ又は複数の構造１０２の限界寸法１０６、間隙１０８、ピッチ１１０、外周距離１１２、及び他の寸法のうちの１つ又は複数を確実かつ正確に測定することができる。
上記の説明は本開示の実施形態を対象としているが、本開示の他の実施形態及び更なる実施形態が、本開示の基本的範囲から逸脱することなく考案されてもよく、本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。
Claims (19)
- 光学装置であって、
基板と、
前記光学装置の前記基板の表面上に配置される複数の構造と、
前記複数の構造のうちのいくつかが統合された、統合された複数の構造に対応する１つ又は複数のターゲットフィーチャと、を備え、
前記複数の構造の各々は、正方形又は長方形の断面を有し、一辺が１ミクロン未満の限界寸法を有し、
１つ又は複数のターゲットフィーチャの個数対前記統合された複数の構造の個数の比は、約１：１００，０００と約１：１，０００，０００，０００との間である、光学装置。 - 前記１つ又は複数のターゲットフィーチャは、計測ツールによって読み取り可能である、請求項１に記載の光学装置。
- 前記計測ツールは、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）、限界寸法走査電子顕微鏡（ＣＤＳＥＭ）、又は透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）を含む、請求項２に記載の光学装置。
- 前記統合された構造は、前記計測ツールによって読み取り可能な十字、長方形、正方形、及び／又は他のパターンを含む、請求項３に記載の光学装置。
- 前記１つ又は複数のターゲットフィーチャは、除去された前記複数の構造のうちの１つ又は複数の構造によって囲まれている、前記統合された複数の構造のうちの１つ又は複数の構造に対応する、請求項３に記載の光学装置。
- 前記１つ又は複数のターゲットフィーチャは、前記ターゲットフィーチャに隣接する構造によって画定される１つ又は複数のプロファイルを有する、除去された前記複数の構造のうちの１つ又は複数の構造に対応する、請求項３に記載の光学装置。
- 前記１つ又は複数のプロファイルは、前記計測ツールによって読み取り可能な十字、長方形、正方形、及び／又は他のパターンを含む、請求項６に記載の光学装置。
- 前記複数の構造は、
前記構造の各々の間の隙間と、
前記複数の構造のうち隣接する構造のリーディングエッジ間の距離に対応するピッチと
を有する構造を含む、請求項１に記載の光学装置。 - 前記複数の構造は、２つ以上のアレイに配置されている、請求項８に記載の光学装置。
- 第１のアレイの前記複数の構造の前記限界寸法又は前記ピッチの少なくとも１つは、第２のアレイの前記複数の構造の前記限界寸法又はピッチと異なる、請求項９に記載の光学装置。
- 前記複数の構造は、１つ又は複数のアレイに配置され、前記１つ又は複数のアレイは、非周期的に配置される、請求項８に記載の光学装置。
- 光学装置であって、
基板と、
前記光学装置の前記基板の表面上に配置される複数の構造と、
前記複数の構造のうちのいくつかが統合された、統合された複数の構造に対応する１つ又は複数のターゲットフィーチャと、を備え、
前記複数の構造の各々は、正方形又は長方形の断面を有し、一辺が１ミクロン未満の限界寸法を有し、
１つ又は複数のターゲットフィーチャの個数対前記統合された複数の構造の個数の比は、約１：１００，０００と約１：１，０００，０００，０００との間であり、前記１つ又は複数のターゲットフィーチャは、計測ツールによって読み取り可能であり、前記１つ又は複数のターゲットフィーチャは、
１つ又は複数の前記統合された構造、
除去された１つ又は複数の構造によって囲まれた、１つ又は複数の前記統合された構造、又は
前記ターゲットフィーチャに隣接する構造によって画定される１つ又は複数のプロファイルを有している、除去された１つ又は複数の構造
のうちの少なくとも１つを含む、光学装置。 - 光学装置の基板の表面のおおよそ第１の位置の上方に計測ツールの測定エリアを方向付けることと、
前記光学装置の第１のターゲットフィーチャの正確な位置を特定することであって、前記光学装置は、前記表面上に配置された複数の構造と、１つ又は複数のターゲットフィーチャを含み、前記１つ又は複数のターゲットフィーチャは、計測ツールによって読み取り可能であり、
前記複数の構造の各々は、正方形又は長方形の断面を有し、一辺が１ミクロン未満である限界寸法を有し、
前記１つ又は複数のターゲットフィーチャは、
１つ又は複数の統合された構造、
除去された１つ又は複数の構造によって囲まれた、１つ又は複数の統合された構造、又は
前記ターゲットフィーチャに隣接する構造によって画定される１つ又は複数のプロファイルを有している、除去された１つ又は複数の構造
のうちの少なくとも１つを含む、前記光学装置の第１のターゲットフィーチャの正確な位置を特定することと、
前記測定エリア内の前記正確な位置に基づいて、前記複数の構造のうちの少なくとも１つの構造の限界寸法、間隙、ピッチ、及び外周距離の１つ又は複数を決定することと、
前記計測ツールの前記測定エリアを方向付けるステップ、ターゲットフィーチャを特定するステップ、並びに前記測定エリア内の前記複数の構造のうちの少なくとも１つの構造の前記限界寸法、前記間隙、前記ピッチ、及び前記外周距離の前記１つ又は複数を決定するステップを、１つ又は複数の後続位置で、繰り返すことと
を含む、方法。 - 前記測定エリアは、約４０マイクロメートル（μｍ）未満である、請求項１３に記載の方法。
- 前記１つ又は複数のターゲットフィーチャの個数対前記統合された複数の構造の個数の比は、約１：１００，０００と約１：１，０００，０００，０００との間である、請求項１３に記載の方法。
- 前記１つ又は複数のターゲットフィーチャは、前記計測ツールによって読み取り可能な十字、長方形、正方形、及び／又は他のパターンを含む、請求項１３に記載の方法。
- 前記光学装置の前記第１のターゲットフィーチャの前記正確な位置を特定することは、前記第１のターゲットフィーチャの前記正確な位置を特定するために、前記計測ツールと共に画像認識（ＩＲ）ソフトウェアを使用することを含む、請求項１３に記載の方法。
- 前記計測ツールは、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）、限界寸法走査電子顕微鏡（ＣＤＳＥＭ）、又は透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）を含む、請求項１３に記載の方法。
- 前記複数の構造のうちの少なくとも１つの構造の前記限界寸法、前記間隙、前記ピッチ、及び前記外周距離の前記１つ又は複数を決定することが、前記計測ツールが前記第１のターゲットフィーチャの前記正確な位置に対して前記測定エリアまで移動するときに、前記複数の構造のうちの少なくとも１つの構造の前記限界寸法、前記間隙、前記ピッチ、及び前記外周距離の前記１つ又は複数を決定するために、前記計測ツールを用いて命令を記憶することを含む、請求項１３に記載の方法。
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