KR20140132405A

KR20140132405A - 이미징 오버레이 계측 타겟 및 상보적 오버레이 계측 측정 시스템

Info

Publication number: KR20140132405A
Application number: KR20147028225A
Authority: KR
Inventors: 가이 코헨
Original assignee: 케이엘에이-텐코 코포레이션
Priority date: 2012-03-07
Filing date: 2013-03-07
Publication date: 2014-11-17
Also published as: WO2013134487A1; KR102119288B1; US9007585B2; US20130242305A1; TW201344748A; TWI607488B

Abstract

배제 관심 영역 이미징 오버레이 타겟은 2개 이상의 패턴 요소들을 포함하는 자기 대칭 타겟 구조물(self-symmetric target structure), 및 2개 이상의 패턴 요소들을 포함하는 부가의 타겟 구조물을 포함하고, 부가 타겟 구조물의 패턴 요소들 각각은 자기 대칭 타겟 구조물의 패턴 요소들 중 하나에 의해 규정되는 경계 내에 포함되어 있으며, 자기 대칭 타겟 구조물은 복합 외부 관심 영역에 의해 특징지워지고, 복합 외부 관심 영역은 자기 대칭 타겟 구조물을 둘러싸고 있는 외부 관심 영역으로부터 부가 타겟 구조물의 패턴 요소들에 대응하는 2개 이상의 배제 구역들을 제거함으로써 형성되며, 부가 타겟 구조물의 패턴 요소들 각각은 내부 관심 영역에 의해 특징지워지고, 자기 대칭 타겟 구조물 및 부가 타겟 구조물은 정렬 시에 공통의 대칭 중심을 가지도록 구성된다.

Description

이미징 오버레이 계측 타겟 및 상보적 오버레이 계측 측정 시스템{IMAGING OVERLAY METROLOGY TARGET AND COMPLIMENTARY OVERLAY METROLOGY MEASUREMENT SYSTEM}

본 발명은 일반적으로 이미징 오버레이 계측(imaging overlay metrology)에 사용되는 오버레이 타겟(overlay target)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 중복하는 타겟 구조물을 가지는 오버레이 타겟 및 상보적 계측 측정 시스템들에 관한 것이다.

각종의 제조 및 생산 환경들에서, 주어진 샘플의 다양한 층들 간의 또는 특정의 층들 내에서의 정렬을 제어할 필요가 있다. 예를 들어, 반도체 가공과 관련하여, 기판 상에 일련의 층들 - 층들 중 일부 또는 전부가 다양한 구조물들을 포함함 - 을 제조함으로써 반도체 기반 디바이스가 생산될 수 있다. 단일의 층 내에서는 물론 다른 층들 내의 구조물들에 대해서도 이들 구조물의 상대적 위치는 디바이스들의 성능에 아주 중요하다. 다양한 구조물들 간의 오정렬은 오버레이 오차(overlay error)라고 한다.

웨이퍼 상의 연속적인 패터닝된 층들 사이의 오버레이 오차의 측정은 집적 회로 및 디바이스의 제조에서 사용되는 가장 중요한 공정 제어 기법들 중 하나이다. 오버레이 정확도는 일반적으로 제1 패터닝된 층이 그 위에 또는 그 아래에 배치된 제2 패터닝된 층에 대해 얼마나 정확하게 정렬되어 있는지의 결정 및 제1 패턴이 동일한 층 상에 배치된 제2 패턴에 대해 얼마나 정확하게 정렬되어 있는지의 결정에 관련되어 있다. 현재, 오버레이 측정들은 웨이퍼의 층들과 함께 인쇄되는 테스트 패턴들을 통해 수행된다. 이 테스트 패턴들의 이미지들은 이미징 도구를 통해 포착되고, 포착된 이미지들로부터 패턴들의 상대 변위를 계산하기 위해 분석 알고리즘이 사용된다. 이러한 오버레이 계측 타겟들(또는 '마크들')은 일반적으로 2개 이상의 층들에 형성된 특징부들을 포함하고, 이 특징부들은 층들의 특징부들 사이의 공간 변위(즉, 층들 사이의 오버레이 또는 변위)의 측정을 가능하게 하도록 구성되어 있다.

표준의 계측 타겟 설계에서, 각각의 타겟 층은 단일의 대칭 중심을 가지는 적어도 2개의 패턴 요소들(예컨대, 정사각형, 직사각형 등)을 할당받는다. 제1 층의 타겟 구조물 및 제2 층의 타겟 구조물의 대칭 중심들은 오버레이가 0일 때(즉, 각각의 층의 타겟 구조물들이 정렬되어 있을 때) 동일한 위치에 있도록 설계되어 있다. 영이 아닌 오버레이가 존재하는 환경에서, 하나의 층의 대칭 중심은 제2 층의 대칭 중심에 대해 천이되어 있다. 전형적으로, 각각의 층의 대칭점을 결정하기 위해, 각각의 층의 각각의 타겟 구조물의 각각의 패턴 요소를 둘러싸는 관심 영역(region of interest)(ROI)이 발생된다. 따라서, 전체 타겟은 타겟의 타겟 구조물들의 구성 패턴 요소들을 특징지우는 데 필요한 다양한 ROI들로 이루어져 있는 다수의 타겟 구조물들을 포함하고, 그로써 타겟의 전체 면적이 타겟의 다양한 구조물들의 크기에 의해 결정된다.

게다가, 어떤 경우들에서, 샘플(예컨대, 웨이퍼)에 대한 공정 설계 규칙들은 타겟의 타겟 구조물들의 세그먼트화된 패턴 요소들의 사용을 필요로 한다. 세그먼트화된 패턴 요소들을 포함하는 타겟의 경우에, 오버레이가 패턴 요소들의 세그먼트화 라인들(예컨대, '가는' 직사각형 평행 정렬된 라인들)에 수직인 하나의 방향에서만 믿을 수 있다. 따라서, X 방향 및 Y 방향 둘 다에서 오버레이를 적절히 측정하기 위해, 필요한 부가 타겟 구조물들을 고려하도록 타겟 면적이 2배만큼 증가되어야만 한다.

도 1a는 대칭 중심(110)에 대해, 각각, 90도 회전 대칭을 가지는 공지된 오버레이 타겟(100)을 나타낸 것이다. 도 1a의 타겟 구조물들 각각은 90도 회전에 대해 개별적으로 불변인 패턴 요소들(예컨대, 102a 내지 104b)을 포함하고 있다. 개별적인 패턴 요소들의 90도 불변성으로 인해, 도 1a의 타겟(100)의 패턴 요소들은 X-오버레이 측정 및 Y-오버레이 측정에 적합하다.

도 1b는 90도 회전에 대해 불변성을 나타내는 타겟(150)을 나타낸 것이다. 도 1a와 달리, 개별적인 패턴 요소들(예컨대, 202a 내지 204d)은 180도 회전 대칭만을 나타낸다. 그에 따라, X 방향 및 Y 방향 둘 다에서 오버레이를 측정하기 위해 적어도 2개의 별도의 직교 배향된 패턴 요소들이 사용되어야만 한다. 예를 들어, 패턴 요소들(202a, 204a, 202d, 및 204d)은 제1 방향에서 오버레이를 측정하는 데 사용될 수 있는 반면, 요소들(202b, 204b, 204c, 및 202c)은 제1 방향에 직교인 제2 방향에서 오버레이를 측정하는 데 사용될 수 있다. 다중 방향 오버레이 측정들을 수행하는 데 필요한 증가된 타겟 구조물들로 인해, 부가 타겟 구조물들을 수용하기 위해 주어진 샘플(예컨대, 웨이퍼) 상에 부가의 공간이 필요하다. 따라서, 종래 기술의 결함들을 치유하는 계측 타겟 그리고 이러한 계측 타겟을 구현하는 시스템 및 방법을 제공하는 것이 유리하다.

이미징 오버레이 계측 타겟이 개시되어 있다. 하나의 측면에서, 오버레이 계측 타겟은 2개 이상의 패턴 요소들을 포함하는 자기 대칭 타겟 구조물(self-symmetric target structure), 2개 이상의 패턴 요소들을 포함하는 적어도 하나의 부가 타겟 구조물(이들로 제한되지 않음)을 포함할 수 있고, 적어도 하나의 부가 타겟 구조물의 2개 이상의 패턴 요소들 각각은 자기 대칭 타겟 구조물의 2개 이상의 패턴 요소들 중 하나에 의해 규정되는 경계 내에 포함되어 있고; 자기 대칭 타겟 구조물은 복합 외부 관심 영역(composite exterior region of interest)에 의해 특징지워지며, 복합 외부 관심 영역은 자기 대칭 타겟 구조물을 둘러싸고 있는 외부 관심 영역으로부터 적어도 하나의 부가 타겟 구조물의 2개 이상의 패턴 요소들에 대응하는 2개 이상의 배제 구역들(exclusion zones)을 제거함으로써 형성되고, 적어도 하나의 부가 타겟 구조물의 2개 이상의 패턴 요소들은 2개 이상의 내부 관심 영역들(interior regions of interest)에 의해 특징지워지며, 적어도 하나의 부가 타겟 구조물의 패턴 요소들 각각은 내부 관심 영역에 의해 특징지워지고, 2개 이상의 내부 관심 영역들은 외부 관심 영역 내에 포함되어 있으며, 자기 대칭 타겟 구조물 및 적어도 하나의 부가 타겟 구조물은 자기 대칭 타겟 구조물 및 적어도 하나의 부가 타겟 구조물의 정렬 시에 공통의 대칭 중심을 가지도록 구성되어 있고, 자기 대칭 구조물은 공통의 대칭 중심을 중심으로 한 N도 회전에 대하여 불변이며, 적어도 하나의 부가 타겟 구조물은 개별적인 대칭 중심을 중심으로 한 M도 회전에 대하여 불변이다.

다른 측면에서, 이미징 오버레이 계측 타겟은 단일의 패턴 요소를 포함하는 자기 대칭 타겟 구조물, 하나 이상의 패턴 요소들을 포함하는 적어도 하나의 부가 타겟 구조물(이들로 제한되지 않음)을 포함할 수 있으며, 적어도 하나의 부가 타겟 구조물의 하나 이상의 패턴 요소들은 자기 대칭 타겟 구조물의 단일의 패턴 요소에 의해 규정되는 경계 내에 포함되어 있고, 자기 대칭 타겟 구조물은 복합 외부 관심 영역에 의해 특징지워지며, 복합 외부 관심 영역은 자기 대칭 타겟 구조물을 둘러싸고 있는 외부 관심 영역으로부터 적어도 하나의 부가 타겟 구조물의 하나 이상의 패턴 요소들에 대응하는 하나 이상의 배제 구역들을 제거함으로써 형성되고, 적어도 하나의 부가 타겟 구조물의 하나 이상의 패턴 요소들은 하나 이상의 내부 관심 영역들에 의해 특징지워지며, 하나 이상의 내부 관심 영역들은 외부 관심 영역 내에 포함되어 있으며, 자기 대칭 타겟 구조물 및 적어도 하나의 부가 타겟 구조물은 자기 대칭 타겟 구조물 및 적어도 하나의 부가 타겟 구조물의 정렬 시에 공통의 대칭 중심을 공유하도록 구성되어 있고, 자기 대칭 구조물은 공통의 대칭 중심을 중심으로 한 N도 회전에 대하여 불변이며, 적어도 하나의 부가 타겟 구조물은 개별적인 대칭 중심을 중심으로 한 M도 회전에 대하여 불변이다.

다른 측면에서, 이미징 오버레이 타겟은 하나 이상의 패턴 요소들을 포함하는 자기 대칭 타겟 구조물; 하나 이상의 패턴 요소들을 포함하는 제1 부가 타겟 구조물; 하나 이상의 패턴 요소들을 포함하는 적어도 제2 부가 타겟 구조물(이들로 제한되지 않음)을 포함할 수 있으며, 제1 부가 타겟 구조물의 하나 이상의 패턴 요소들은 자기 대칭 타겟 구조물에 의해 규정되는 경계 내에 포함되어 있고, 적어도 제2 부가 타겟 구조물의 하나 이상의 패턴 요소들은 제1 부가 타겟 구조물에 의해 규정되는 경계 내에 포함되어 있으며, 자기 대칭 타겟 구조물은 복합 외부 관심 영역에 의해 특징지워지고, 복합 외부 관심 영역은 자기 대칭 타겟 구조물을 둘러싸고 있는 외부 관심 영역으로부터 제1 부가 타겟 구조물의 하나 이상의 패턴 요소들에 대응하는 하나 이상의 배제 구역들을 제거함으로써 형성되며, 제1 부가 타겟 구조물은 부가 복합 관심 영역에 의해 특징지워지고, 부가 복합 관심 영역은 제1 부가 타겟 구조물을 둘러싸고 있는 부가 관심 영역으로부터 적어도 제2 부가 타겟 구조물의 하나 이상의 패턴 요소들에 대응하는 하나 이상의 배제 구역들을 제거함으로써 형성되며, 제1 부가 타겟 구조물의 하나 이상의 패턴 요소들은 하나 이상의 제1 내부 관심 영역들에 의해 특징지워지고, 적어도 제2 부가 타겟 구조물의 하나 이상의 패턴 요소들은 하나 이상의 적어도 제2 내부 관심 영역들에 의해 특징지워지며, 하나 이상의 제1 내부 관심 영역들 및 하나 이상의 적어도 제2 내부 관심 영역들은 외부 관심 영역 내에 포함되어 있고, 자기 대칭 타겟 구조물, 제1 부가 구조물 및 적어도 제2 부가 타겟 구조물은 자기 대칭 타겟 구조물, 제1 부가 구조물 및 적어도 제2 부가 타겟 구조물의 정렬 시에 공통의 대칭 중심을 공유하도록 구성되어 있으며, 자기 대칭 구조물은 공통의 대칭 중심을 중심으로 한 N도 회전에 대하여 불변이고, 제1 부가 타겟 구조물은 개별적인 대칭 중심을 중심으로 한 M도 회전에 대하여 불변이며, 적어도 제2 부가 타겟 구조물은 개별적인 대칭 중심을 중심으로 한 L도 회전에 대하여 불변이다.

배제 기반 오버레이 계측 타겟(exclusion based overlay metrology target)으로부터 이미징 오버레이를 측정하는 데 적합한 장치가 개시되어 있다. 하나의 측면에서, 이 장치는 광을 발생시키도록 구성되어 있는 조사 광원(illumination source); 조사 광원으로부터의 광의 제1 부분을 대상물 경로(object path)를 따라 하나 이상의 시료들 상에 배치된 하나 이상의 배제 기반 오버레이 계측 타겟들 쪽으로 지향시키고 조사 광원으로부터의 광의 제2 부분을 기준 경로(reference path)를 따라 지향시키도록 구성되어 있는 하나 이상의 광학 요소들; 하나 이상의 시료들의 배제 기반 계측 타겟(exclusion based metrology target)으로부터 반사되는 광의 일부분을 수광하도록 구성되어 있는 검출기; 및 검출기에 통신 연결되어 있는 컴퓨터 제어기(이들로 제한되지 않음)를 포함할 수 있고, 컴퓨터 제어기는 검출기로부터 배제 기반 오버레이 계측 타겟의 하나 이상의 이미지들을 수신하고; 배제 기반 오버레이 계측 타겟의 자기 대칭 타겟 구조물 주위에 외부 관심 영역을 정의하며; 배제 기반 오버레이 계측 타겟의 부가 타겟 구조물의 하나 이상의 패턴 요소들 주위에 하나 이상의 내부 관심 영역들을 정의하고; 배제 기반 오버레이 계측 타겟의 부가 타겟 구조물의 하나 이상의 패턴 요소들에 대응하는 하나 이상의 배제 구역들을 정의하며; 외부 관심 영역으로부터 하나 이상의 배제 구역들을 제거함으로써 복합 외부 관심 영역을 발생시키도록 구성되어 있다.

배제 기반 오버레이 계측 타겟으로부터 이미징 오버레이를 측정하는 방법이 개시되어 있다. 하나의 측면에서, 이 방법은 샘플 상에 배치된 배제 기반 오버레이 계측 타겟의 하나 이상의 이미지들을 수신하는 단계; 배제 기반 오버레이 계측 타겟의 자기 대칭 타겟 구조물 주위에 외부 관심 영역을 정의하는 단계; 배제 기반 오버레이 계측 타겟의 부가 타겟 구조물의 하나 이상의 패턴 요소들 주위에 하나 이상의 내부 관심 영역들을 정의하는 단계; 배제 기반 오버레이 계측 타겟의 부가 타겟 구조물의 하나 이상의 패턴 요소들에 대응하는 하나 이상의 배제 구역들을 정의하는 단계; 및 외부 관심 영역으로부터 하나 이상의 배제 구역들을 제거함으로써 복합 외부 관심 영역을 발생시키는 단계(이들로 제한되지 않음)를 포함할 수 있다. 추가의 측면에서, 이 방법은 발생된 복합 외부 영역을 사용하여 자기 대칭 타겟 구조물에 대한 하나 이상의 계측 파라미터들을 계산하는 단계(이들로 제한되지 않음)를 포함할 수 있다. 추가의 측면에서, 이 방법은 정의된 하나 이상의 내부 관심 영역들을 사용하여 부가 타겟 구조물에 대한 하나 이상의 계측 파라미터들을 계산하는 단계(이들로 제한되지 않음)를 포함할 수 있다.

이상의 개괄적인 설명 및 이하의 상세한 설명 둘 다가 예시적이고 설명적인 것에 불과하며 청구된 발명을 꼭 한정하는 것은 아니라는 것을 잘 알 것이다. 본 명세서에 포함되어 그의 일부를 구성하는 첨부 도면들 본 발명의 실시예들을 나타내고, 개괄적인 설명과 함께, 본 발명의 원리들을 설명하는 역할을 한다.

당업자가 첨부 도면들을 참조하면 본 개시 내용의 다수의 이점들을 더 잘 이해할 수 있다.
도 1a는 이미징 오버레이 타겟의 평면도.
도 1b는 이미징 오버레이 타겟의 평면도.
도 2a는 본 발명의 하나의 실시예에 따른, 배제 기반 이미징 오버레이 타겟의 평면도.
도 2b는 본 발명의 하나의 실시예에 따른, 배제 기반 이미징 오버레이 타겟의 평면도.
도 2c는 본 발명의 하나의 실시예에 따른, 배제 기반 이미징 오버레이 타겟의 평면도.
도 2d는 본 발명의 하나의 실시예에 따른, 배제 기반 이미징 오버레이 타겟의 평면도.
도 2e는 본 발명의 하나의 실시예에 따른, 배제 기반 이미징 오버레이 타겟의 평면도.
도 2f는 본 발명의 하나의 실시예에 따른, 배제 기반 이미징 오버레이 타겟의 평면도.
도 2g는 본 발명의 하나의 실시예에 따른, 배제 기반 이미징 오버레이 타겟의 평면도.
도 2h는 본 발명의 하나의 실시예에 따른, 배제 기반 이미징 오버레이 타겟의 평면도.
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른, 배제 기반 오버레이 계측 타겟으로부터 이미징 오버레이를 측정하는 데 적합한 시스템의 블록도.
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른, 배제 기반 오버레이 계측 타겟으로부터 이미징 오버레이를 측정하는 방법을 나타낸 프로세스 흐름도.

이제부터, 첨부 도면에 예시되어 있는, 개시된 발명 요지에 대해 상세히 언급할 것이다.

도 2a 내지 도 4를 전체적으로 참조하여, 본 개시 내용에 따른 이미징 기반 오버레이 타겟에 적합한 오버레이 타겟이 기술되어 있다. 본 발명은 중복하는 타겟 구조물들로 구성되어 있는 이미징 기반 오버레이 계측 타겟에 관한 것이다. 본 발명의 타겟들의 타겟 구조물들의 중복은 계측 타겟 구조물들에 전용되어 있는 디바이스 상의 공간의 양을 감소시키는 데 도움을 준다. 내부 타겟 구조물의 광학 정보가 둘러싸고 있는 외부 구조물의 광학 정보를 오염시킬 가능성을 관리하기 위해, 본 발명의 오버레이 타겟들은 또한 "구멍난(holed)" 복합 관심 영역을 사용하여 분석되도록 구성되어 있고, 그로써 내부 타겟 구조물의 구조물들(및 그의 광학적 기여들)이 외부 구조물과 연관되어 있는 관심 영역으로 인해 무효화된다. 그에 부가하여, 본 발명의 계측 타겟들은 또한 디바이스 가공과 호환되는 타겟 구성들에 관한 것이다.

일반적으로, 본 발명의 오버레이 타겟들은 반도체 웨이퍼의 2개의 연속적인 공정 층들 사이의 오버레이 오차를 결정하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 제2 반도체 층에 대한 제1 반도체 층의 정렬을 측정하기 위해 오버레이 타겟이 이용될 수 있고, 여기서 제2 층과 제1 층은 연속적으로 배치되어 있다. 그에 부가하여, 2개 이상의 상이한 공정들(예컨대, 리소그래피 노광)을 통해 공통의 반도체 층 상에 형성된 2개의 구조물들 사이의 정렬 오차를 결정하기 위해 오버레이 타겟이 사용될 수 있다. 예를 들어, 제2 패턴에 대한 제1 패턴의 정렬을 측정하기 위해 오버레이 타겟이 이용될 수 있고, 제1 패턴 및 제2 패턴은 동일한 반도체 층 상에 형성된 연속적인 패턴들이다.

예를 들어, 2개 이상의 오버레이 타겟들을 이용하는 측정에서, 제1 층 및 제2 층이 적절히 정렬될 때, 오버레이 타겟의 제1 구조물과 제2 구조물의 패턴 요소들이 또한 정렬되도록, 오버레이 타겟이 제1 웨이퍼 층 및 제2 웨이퍼 층 상의 특정의 위치에 인쇄될 수 있다. 그렇지만, 제1 층 및 제2 층이 '위치맞춤 불량(mis-register)'일 때, 각종의 기법들을 통해 측정될 수 있는 이동인, 주어진 오버레이 마크(overlay mark)의 제1 구조물과 제2 구조물의 패턴 요소들 사이의 상대 이동(relative shift)이 존재한다.

본 명세서에 기술되어 있는 구조물들 및 패턴 요소들이 포토리소그래피, 에칭 및 증착 기법들(이들로 제한되지 않음)과 같은 반도체 웨이퍼 가공에 적합한 기술 분야에 공지되어 있는 임의의 공정을 사용하여 제조될 수 있다. 오버레이 타겟들 및 그들의 포함된 구조물들, 패턴 요소들, 및 패턴 서브요소들을 인쇄하는 방법들이 2006년 2월 23일자로 출원된 미국 특허 출원 제11/179,819호(참조 문헌으로서 그 전체가 본 명세서에 포함됨)에 전반적으로 기술되어 있다.

도 2a는 본 발명의 하나의 실시예에 따른, 이미징 기반 계측에 적합한 배제 기반 오버레이 타겟(200)의 평면도를 나타낸 것이다. 하나의 측면에서, 오버레이 타겟(200)은 제1 공정 층 상에 형성된 자기 대칭 타겟 구조물(202) 및 제2 공정 층 상에 형성된 부가 타겟 구조물(204)을 포함할 수 있다. 타겟 구조물(200)의 다른 측면에서, 자기 대칭 구조물(202) 및 부가 타겟 구조물(204)이 중복한다. 본 명세서에서 주목할 점은, 타겟 구조물들(202, 204)의 중복은 타겟(200)을 위해 필요한 공간의 양을 감소시킨다는 것이다.

타겟(200)의 다른 측면에서, 오버레이 타겟(200)의 타겟 구조물들(202, 204) 각각은 2개 이상의 패턴 요소들을 포함한다. 타겟(200)의 추가의 측면에서, 적어도 하나의 부가 타겟 구조물(204)의 패턴 요소들 각각은 자기 대칭 타겟 구조물(202)의 패턴 요소들 중 하나에 의해 규정되는 경계 내에 포함되어 있다. 이와 관련하여, 도 2a에 예시되어 있는 바와 같이, 부가 타겟 구조물(204)의 패턴 요소들 각각은 대칭 구조물의 패턴 요소와 중복하도록 배열될 수 있다.

본 발명의 타겟(200)의 다른 측면에서, 자기 대칭 타겟 구조물(202) 및 부가 타겟 구조물(204)은 각각이 공통의 대칭 중심(210)을 중심으로 한 선택된 회전에 대하여 불변이도록 설계되어 있다. 하나의 실시예에서, 도 2a에 도시된 바와 같이, 자기 대칭 타겟 구조물(202) 및/또는 부가 타겟 구조물(204)을 공통의 대칭 중심(210)을 중심으로 90도만큼 회전시킬 때, 구조물들의 상면도 이미지가 회전 이전의 구조물들의 상면도 이미지와 동일한 채로 있다. 그 결과, 당업자라면 다수의 개별적인 구조물들로 이루어져 있는 전체 타겟이, 적절히 정렬될 때, 공통의 대칭 중심(210)을 중심으로 한 90도 회전에 대하여 불변이라는 것을 잘 알 것이다.

다른 실시예에서, 본 명세서에서 추가로 논의되고 도 2e에 도시되어 있는 바와 같이, 자기 대칭 타겟 구조물(202) 및/또는 부가 타겟 구조물(204)을 공통의 대칭 중심(210)을 중심으로 180도만큼 회전시킬 때, 구조물들의 상면도 이미지가 회전 이전의 구조물들의 상면도 이미지와 동일한 채로 있다. 그 결과, 당업자라면 다수의 개별적인 구조물들로 이루어져 있는 전체 타겟이, 적절히 정렬될 때, 공통의 대칭 중심(210)을 중심으로 한 180도 회전에 대하여 불변이라는 것을 잘 알 것이다.

자기 대칭 구조물(202) 및 부가 구조물(204)이 설계에 의해 공통의 대칭 중심을 공유하는 동안, 대응하는 층들이 적절히 정렬될 때, 층들 사이의 오정렬이 있으면, 자기 대칭 구조물(202) 및 부가 구조물(204)이 서로에 대해 이동될 수 있다는 것을 잘 알 것이다. 이 오정렬의 결과, 자기 대칭 구조물(202)의 대칭 중심과 부가 구조물(204)의 대칭 중심이 이동될 것이고, 자기 대칭 구조물(202) 및 부가 구조물(204)의 대칭 중심들이 더 이상 일치하지 않을 것이다. 이 개념이 본 발명의 주어진 타겟 내의 구조물들 모두로 확장될 수 있다는 것을 잘 알 것이다. 타겟(200)의 다양한 구조물들의 대칭 중심들 간의 이 이동의 측정은 오버레이 측정을 가능하게 한다.

본 발명의 다른 측면에서, 자기 대칭 타겟 구조물(202)은 복합 외부 관심 영역(ROI)(218)에 의해 특징지워진다. 하나의 실시예에서, 복합 외부 ROI(218)는 자기 대칭 타겟 구조물(202)을 둘러싸고 있는 외부 ROI(212)로부터 적어도 하나의 부가 타겟 구조물(204)의 2개 이상의 패턴 요소들에 대응하는 2개 이상의 배제 구역들(216)을 제거함으로써 형성된다. 예를 들어, 타겟(200)의 경우에, 외부 ROI(212)로부터 부가 타겟 구조물(204)의 패턴 요소들(208a 내지 208d)을 둘러싸고 있는 배제 구역들(216)(흑색 직사각형들)을 제거함으로써 복합 외부 ROI(218)가 형성된다. 본 명세서에서 주목할 점은, 부가 구조물(204)로부터의 광학 정보가 자기 대칭 구조물(202)과 연관되어 있는 광학 정보와 혼합되는 것을 피하도록 복합 외부 구조물(218)을 형성하기 위해, 부가 타겟 구조물(204)에 의해 점유된 타겟(200)의 영역들이 (대응하는 계측 도구 컴퓨터 제어기에 의해) 제거된다는 것이다. 이와 관련하여, 자기 대칭 타겟 구조물(202)에 대한 하나 이상의 ROI 계산들에서 복합 외부 ROI(218)가 사용될 수 있고, 이에 대해서는 본 명세서에서 추가적으로 더 상세히 기술될 것이다. 예를 들어, 발생된 복합 외부 ROI(218)가 이어서 자기 대칭 타겟 구조물(202)의 대칭점을 찾아내는 데 사용될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에서, 부가 타겟 구조물(204)의 패턴 요소들은 내부 ROI들(214)의 세트에 의해 특징지워진다. 이와 관련하여, 부가 타겟 구조물(204)의 각각의 패턴 요소는 단일의 ROI(214)에 의해 특징지워진다. 다른 실시예에서, 내부 ROI들(214)의 세트가 외부 관심 영역(212) 내에 포함되어 있다. 추가의 측면에서, 부가 타겟 구조물(204)에 대한 하나 이상의 ROI 계산들에서 내부 ROI들(214)이 사용될 수 있다. 예를 들어, 내부 ROI들(214)은 부가 타겟 구조물(204)의 대칭점을 찾아내는 데 사용될 수 있다. 기술 분야에 공지되어 있는 임의의 ROI 계산 방법이 부가 타겟 구조물(204)의 내부 ROI들(214)에 대한 ROI 계산으로 확장될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.

하나의 실시예에서, 정의된 내부 관심 영역들(214)은 정의된 배제 구역들(216)과 동일한 공간에 걸쳐 있을 수 있다. 이와 관련하여, 정의된 내부 관심 영역들(214)은 사실상 배제 구역들(216)로서 역할한다(도 2e 내지 도 2g 참조). 다른 실시예에서, 정의된 내부 관심 영역들(214)은 정의된 배제 구역들(216)과 동일한 공간에 걸쳐 있지 않도록 하는 크기로 되어 있고 그리고 그렇게 배열될 수 있다(도 2a 내지 도 2d 참조).

주목할 점은, 본 개시 내용의 목적상, 도 2a에서의 텍스처링된 패턴 및/또는 음영된 패턴이 타겟의 상이한 타겟 구조물들을 나타내는 데 사용되고, 동일한 타겟 구조물에 속하는 패턴 요소들이 동일한 텍스처 및/또는 음영을 가진다는 것이다. 선택된 텍스처 패턴이 연관된 패턴 요소의 구조적 측면을 나타내지 않고 단지 동일한 타겟 구조물의 패턴 요소들을 나타내기 위해 이용되기 때문에, 본 개시 내용의 다양한 도면들에 나타낸 텍스처 패턴들이 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.

하나의 실시예에서, 도 2a에 도시된 바와 같이, 자기 대칭 타겟 구조물(202)은 패턴 요소들의 세트를 포함한다. 예를 들어, 자기 대칭 타겟(202)은 패턴 요소들(206a, 206b, 206c 및 206d)(교차 해칭된 음영)의 세트를 포함할 수 있다. 하나의 실시예에서, 도 2a에 도시된 바와 같이, 패턴 요소들(206a 내지 206d) 각각은 패턴 서브요소들의 세트를 포함할 수 있다. 추가의 실시예에서, 패턴 서브요소들(209)의 세트는 주기적인 패턴을 형성할 수 있다. 이와 관련하여, 패턴 요소들(206a 내지 206d) 각각은 세그먼트화되어 있을 수 있다. 예를 들어, 자기 대칭 타겟 구조물(202)의 세그먼트화된 패턴 요소들은 일련의 평행 정렬된 '가는' 직사각형 서브요소들(209)을 포함할 수 있다. 본 명세서에서, 자기 대칭 타겟 구조물(202)의 패턴 요소의 세그먼트화가 주어진 패턴 요소의 세그먼트화의 방향을 따라 믿을 수 있는 오버레이 측정들을 가능하게 한다는 것을 잘 알 것이다. 그에 따라, 2개의 직교 방향들(예컨대, X 방향 및 Y 방향)을 따라 오버레이를 측정하기 위해, 이들 직교 방향 둘 다에 대해 세그먼트화된 패턴 요소들이 필요하다. 예를 들어, 도 2a에 도시된 바와 같이, 세그먼트화된 패턴 요소들(206a 및 206c)은 제1 방향에서 오버레이를 측정하는 데 사용될 수 있는 반면, 세그먼트화된 패턴 요소들(206c 및 206d)은 제1 방향에 직교인 제2 방향에서 오버레이를 측정하는 데 사용될 수 있다.

다른 실시예에서, 본 명세서에서 추가로 논의되는 바와 같이(도 2f 참조), 패턴 요소들(206a 내지 206d) 각각이 비세그먼트화되어 있을 수 있다.

다른 실시예에서, 도 2a에 도시된 바와 같이, 부가 타겟 구조물(204)은 패턴 요소들의 세트를 포함한다. 예를 들어, 부가 타겟 구조물(204)은 패턴 요소들(208a, 208b, 208c 및 208d)(중실 음영)의 세트를 포함할 수 있다. 하나의 측면에서, 패턴 요소들(208a 내지 208d) 각각은 자기 대칭 구조물(202)의 패턴 요소들(206a 내지 206d) 중 하나와 중복하도록 배열되어 있다. 예를 들어, 패턴 요소(208a)는 206a와 중복하고, 패턴 요소(208b)는 206b와 중복하며, 패턴 요소(208c)는 206c와 중복하고, 패턴 요소(208d)는 206d와 중복한다.

본 명세서에서 주목할 점은, 자기 대칭 구조물(202) 및 부가 구조물(204)에 도시되어 있는 패턴 요소들의 수가 제한하는 것이 아니라는 것이다. 오히려, 도 2a는 단지 예시를 위해 제공되어 있다. 보다 일반적으로, 타겟(200)의 자기 대칭 구조물(202) 및 부가 구조물(204) 각각은 2개의 패턴 요소들 내지 최대 N개의 패턴 요소들을 포함할 수 있다.

다른 실시예에서, 자기 대칭 타겟 구조물(202)의 제1 패턴 요소는 제1 방향에서의 오버레이 측정에 적합한 반면, 자기 대칭 타겟 구조물(202)의 적어도 제2 패턴 요소는 제2 방향에서의 오버레이 측정에 적합하다. 추가의 실시예에서, 제1 방향은 X 방향을 포함하는 반면, 제2 방향은 Y 방향을 포함한다. 다른 실시예에서, 부가 타겟 구조물(204)의 제1 패턴 요소는 제1 방향에서의 오버레이 측정에 적합한 반면, 부가 타겟 구조물(204)의 적어도 제2 패턴 요소는 제2 방향에서의 오버레이 측정에 적합하다. 추가의 실시예에서, 제1 방향은 X 방향을 포함하는 반면, 제2 방향은 Y 방향을 포함한다. 이것과 같은 설계가 한번의 "이미지 그래빙(image grab)"에서 X 오버레이 및 Y 오버레이 데이터의 동시적인 획득을 가능하게 한다는 것을 잘 알 것이다. 더욱이, 또한 도 2a에 도시된 설계가 현재 존재하는 계측 도구 절차들 및 아키텍처들과의 호환을 가능하게 할 수 있다는 것을 잘 알 것이다.

다른 실시예에서, 비록 도시되어 있지는 않지만, 부가 타겟 구조물(204)의 패턴 요소들(208a 내지 208d) 중 하나 이상이 자기 대칭 구조물(202)의 패턴 요소들(206a 내지 206d)의 세그먼트화와 유사한 방식으로세그먼트화될 수 있다(도시 생략). 예를 들어, 패턴 요소들(208a 내지 208d) 각각은 패턴 서브요소들의 세트를 포함할 수 있다(도시 생략). 추가의 실시예에서, 패턴 서브요소들(도시 생략)의 세트는 주기적인 패턴을 형성할 수 있다. 이와 관련하여, 패턴 요소들(208a 내지 208d) 각각은 세그먼트화되어 있다고 말해진다. 예를 들어, 부가 타겟 구조물(204)의 세그먼트화된 패턴 요소들은 일련의 평행 정렬된 '가는' 직사각형 서브요소들을 포함할 수 있다.

도 2b 내지 도 2d는 본 발명의 대안의 실시예들에 따른, 이미징 기반 계측에 적합한 배제 기반 오버레이 타겟(200)의 평면도들을 나타낸 것이다. 예를 들어, 도 2b 및 도 2c는 도 2a의 패턴 요소들(206a 내지 206d)의 배열과 상이한 자기 대칭 구조물(202)의 패턴 요소들(206a 내지 206d)의 공간 배열을 가지는 배제 기반 오버레이 타겟들을 도시한 것이다. 추가의 예로서, 도 2d는 도 2a 내지 도 2c의 패턴 요소들(206a 내지 206d)보다 더 큰 자기 대칭 구조물(202)의 패턴 요소들(206a 내지 206d)을 가지는 배제 기반 오버레이 타겟을 도시한 것이다. 본 명세서에서 도 2a 내지 도 2d에 제공되는 도시된 공간 배열들이 제한되지 않고 단지 예시를 위해 제공되어 있다는 것을 잘 알 것이다.

도 2e는 본 발명의 대안의 실시예에 따른, 이미징 기반 계측에 적합한 배제 기반 오버레이 타겟(240)의 평면도를 나타낸 것이다. 도 2a 내지 도 2d, 도 2f 내지 도 2h 그리고 도 3과 관련하여 본 개시 내용 전체에 걸쳐 기술된 실시예들, 구성들, 및 응용들이 도 2e의 실시예 및 유사한 실시예들로 확장되는 것으로 해석되어야만 한다. 하나의 실시예에서, 본 발명의 배제 기반 오버레이 타겟(240)은 다수의 서브요소들(209)[예컨대, 주기적인 서브요소들(209)]을 가지는 단일 패턴 자기 대칭 구조물(202)을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 본 발명의 배제 기반 오버레이 타겟(240)은 다수의 패턴 요소들(예컨대, 도 2e에서의 흑색 수평 막대들)을 가지는 부가 타겟 구조물(204)을 포함할 수 있다.

도 2f는 본 발명의 대안의 실시예에 따른, 이미징 기반 계측에 적합한 배제 기반 오버레이 타겟(240)의 평면도를 나타낸 것이다. 도 2a 내지 도 2e, 도 2g 및 도 2h 그리고 도 3과 관련하여 본 개시 내용 전체에 걸쳐 기술된 실시예들, 구성들, 및 응용들이 도 2f의 실시예 및 유사한 실시예들로 확장되는 것으로 해석되어야만 한다. 하나의 실시예에서, 본 발명의 배제 기반 오버레이 타겟(260)은 단일 패턴 요소 자기 대칭 구조물(202)(예컨대, 도 2f에서의 해칭된 정사각형)을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 본 발명의 배제 기반 오버레이 타겟(260)은 단일 패턴 요소 부가 타겟 구조물(204)(예컨대, 도 2f에서의 흑색 정사각형)을 포함할 수 있다.

도 2g는 본 발명의 대안의 실시예에 따른, 이미징 기반 계측에 적합한 배제 기반 오버레이 타겟(240)의 평면도를 나타낸 것이다. 도 2a 내지 도 2f, 도 2h 그리고 도 3과 관련하여 본 개시 내용 전체에 걸쳐 기술된 실시예들, 구성들, 및 응용들이 도 2g의 실시예 및 유사한 실시예들로 확장되는 것으로 해석되어야만 한다. 하나의 실시예에서, 본 발명의 배제 기반 오버레이 타겟(280)은 다수의 서브요소들(209)[예컨대, 주기적인 서브요소들(209)]을 가지는 단일 패턴 자기 대칭 구조물(202)을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 본 발명의 배제 기반 오버레이 타겟(280)은 단일 패턴 요소 부가 타겟 구조물(204)(예컨대, 도 2f에서의 흑색 정사각형)을 포함할 수 있다.

도 2h는 본 발명의 대안의 실시예에 따른, 이미징 기반 계측에 적합한 배제 기반 오버레이 타겟(290)의 평면도를 나타낸 것이다. 도 2a 내지 도 2g 그리고 도 3과 관련하여 본 개시 내용 전체에 걸쳐 기술된 실시예들, 구성들, 및 응용들이 도 2h의 실시예 및 유사한 실시예들로 확장되는 것으로 해석되어야만 한다. 하나의 측면에서, 오버레이 타겟(290)은 중복하는 다층 오버레이 타겟(290)이다. 다층 오버레이 타겟(290)은 본 명세서에서 이전에 기술된 실시예들의 3개 이상의 타겟 구조물 확장으로 이루어져 있다.

하나의 실시예에서, 오버레이 타겟(290)은 자기 대칭 타겟 구조물(202), 제1 부가 타겟 구조물(204) 및 제2 부가 타겟 구조물(292)을 포함한다. 본 명세서에서 주목할 점은, 중복하는 다층 오버레이 타겟(290)은 임의의 수의 타겟 구조물들을 포함할 수 있고, 도 2h에 도시된 3개의 타겟 구조물들의 수는 제한하는 것이 아니고 단지 예시적인 것으로서 해석되어야만 한다는 것이다. 최대 N 계층의(N tiered) 중복하는 타겟 구조물들이 중복하는 다층 오버레이 타겟 구조물(290)에 포함될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.

다른 실시예에서, 자기 대칭 타겟 구조물(202), 제1 부가 타겟 구조물(204) 및 적어도 제2 부가 타겟 구조물(292)과 같은 타겟 구조물들 각각이 주어진 반도체 디바이스/웨이퍼의 상이한 공정 층들 상에 형성될 수 있다. 이와 관련하여, 자기 대칭 타겟 구조물(202)은 주어진 디바이스의 제1 층 상에 형성될 수 있고, 제1 부가 타겟 구조물(204)은 제2 층 상에 형성될 수 있으며, 제2 부가 타겟 구조물(292)은 제3 층 상에 형성될 수 있다.

타겟(290)의 다른 측면에서, 오버레이 타겟(292)의 타겟 구조물들(202, 204 및 292) 각각은 하나 이상의 패턴 요소들을 포함한다(하나의 패턴 요소 실시예가 도 2h에 도시되어 있다). 타겟(290)의 추가의 측면에서, 제1 부가 타겟 구조물(204)의 패턴 요소들은 자기 대칭 타겟 구조물(202)의 패턴 요소들 중 하나에 의해 규정되는 경계 내에 포함되어 있다. 게다가, 제1 부가 타겟 구조물(204)의 패턴 요소들 각각은 자기 대칭 구조물(202)의 패턴 요소와 중복하도록 배열될 수 있다. 도 2h에 예시된 바와 같이, 단일 요소 제1 부가 타겟 구조물(204)은 단일 요소 자기 대칭 구조물(202)과 중복할 수 있다. 다른 실시예에서, 적어도 제2 타겟 구조물(292)의 패턴 요소들 각각은 제1 부가 타겟 구조물(204)의 패턴 요소와 중복하도록 배열될 수 있다. 도 2h에 예시된 바와 같이, 단일 요소 적어도 제2 타겟 구조물(292)은 단일 요소 제1 부가 타겟 구조물(204)과 중복한다[단일 요소 제1 부가 타겟 구조물(204)은 차례로 자기 대칭 타겟 구조물(202)과 중복한다]. 도 2h에 도시되어 있는 실시예가 구조물들(202, 204 및 292)의 경우에서의 단일 패턴 요소 타겟 구조물들을 도시하고 있지만, 본 명세서에서 주목할 점은, 본 발명이 타겟 구조물들(202, 204 및 292)(및 최대 N개의 타겟 구조물을 포함하는 타겟 구조물들) 중 하나 또는 그 전부가 다수의 패턴 요소들(도 2h에 도시되어 있지 않음)을 포함할 수 있는 경우로 확장가능하다는 것이다. 그에 따라, 도 2h의 단일 패턴 요소 실시예가 제한하는 것으로 해석되어서는 안되며, 단지 예시를 위해 제공되어 있다. 이와 관련하여, 제1 부가 타겟 구조물(204)의 구성 패턴 요소들은 (본 명세서에서 이전에 기술된 바와 같이) 자기 대칭 타겟 구조물(202)의 패턴 요소들과 중복할 수 있고, 적어도 제2 타겟 구조물(292)의 구성 패턴 요소들은 제1 부가 타겟 구조물(204)의 패턴 요소들과 중복할 수 있으며, 이하 마찬가지이다.

본 발명의 타겟(290)의 다른 측면에서, 자기 대칭 타겟 구조물(202), 제1 부가 타겟 구조물(204) 및 적어도 제2 부가 타겟 구조물(292)은 각각이 공통의 대칭 중심(210)을 중심으로 한 선택된 회전에 대하여 불변이도록 설계되어 있다. 하나의 실시예에서, 도 2h에 도시된 바와 같이, 자기 대칭 타겟 구조물(202), 제1 부가 타겟 구조물(204) 및/또는 적어도 제2 부가 타겟 구조물(292)을 공통의 대칭 중심을 중심으로 90도만큼 회전시킬 때, 구조물들의 상면도 이미지가 회전 이전의 구조물들의 상면도 이미지와 동일한 채로 있다. 그 결과, 당업자라면 다수의 개별적인 구조물들로 이루어져 있는 전체 타겟이, 적절히 정렬될 때, 공통의 대칭 중심을 중심으로 한 90도 회전에 대하여 불변이라는 것을 잘 알 것이다.

본 발명의 다른 측면에서, 자기 대칭 타겟 구조물(202)은 복합 외부 관심 영역(ROI)(218)에 의해 특징지워진다. 하나의 실시예에서, 복합 외부 ROI(218)는, 본 명세서에서 이전에 기술되어 있는 바와 같이, 자기 대칭 타겟 구조물(202)을 둘러싸고 있는 외부 ROI(212)로부터 제1 부가 타겟 구조물(204)의 하나 이상의 패턴 요소들에 대응하는 하나 이상의 배제 구역들(216)을 제거함으로써 형성된다. 이와 관련하여, 자기 대칭 타겟 구조물(202)에 대한 하나 이상의 ROI 계산들에서 복합 외부 ROI(218)가 사용될 수 있고, 이에 대해서는 본 명세서에서 추가적으로 더 상세히 기술될 것이다. 예를 들어, 발생된 복합 외부 ROI(218)가 이어서 자기 대칭 타겟 구조물(202)의 대칭점을 찾아내는 데 사용될 수 있다.

다른 실시예에서, 복합 외부 ROI(218)는, 본 명세서에서 이전에 기술되어 있는 바와 같이, 자기 대칭 타겟 구조물(202)을 둘러싸고 있는 외부 ROI(212)로부터 제1 부가 타겟 구조물(204)의 하나 이상의 패턴 요소들에 대응하는 하나 이상의 배제 구역들(216)을 제거함으로써 형성된다. 이와 관련하여, 자기 대칭 타겟 구조물(202)에 대한 하나 이상의 ROI 계산들에서 복합 외부 ROI(218)가 사용될 수 있다. 이에 대해서는 본 명세서에서 추가적으로 더 상세히 기술될 것이다. 예를 들어, 발생된 복합 외부 ROI(218)가 이어서 자기 대칭 타겟 구조물(202)의 대칭점을 찾아내는 데 사용될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에서, 제1 부가 타겟 구조물(204)의 패턴 요소들은 하나 이상의 제1 내부 ROI들(214)에 의해 특징지워진다. 이와 관련하여, 부가 타겟 구조물(204)의 각각의 패턴 요소(도 2h에서의 단일의 패턴 요소)는 단일의 ROI(214)에 의해 특징지워진다.

하나의 실시예에서, 정의된 제1 내부 관심 영역들(214)은 정의된 배제 구역들(216)과 동일한 공간에 걸쳐 있을 수 있다. 이와 관련하여, 정의된 제1 내부 관심 영역들(214)은 사실상 배제 구역들(216)로서 역할할 수 있다(도 2e 내지 도 2h 참조).

본 발명의 다른 측면에서, 제1 부가 타겟 구조물(204)은 부가 복합 관심 영역에 의해 특징지워진다. 하나의 실시예에서, 부가 복합 관심 영역은 제1 부가 타겟 구조물(204)을 둘러싸고 있는 부가 ROI로부터 적어도 제2 부가 타겟 구조물(292)의 [부가 내부 관심 영역들(294)과 동일한 공간에 걸쳐 있을 수 있는] 하나 이상의 패턴 요소들에 대응하는 하나 이상의 배제 구역들(296)을 제거함으로써 형성된다. 예를 들어, 도 2h의 단일의 패턴의 경우에, 제1 부가 타겟 구조물(292)을 둘러싸고 있는 부가 ROI는 제1 내부 관심 영역(214)으로 이루어져 있을 수 있다. 그렇지만, 주목할 점은 부가 ROI가 자기 대칭 타겟 구조물(202) 및 외부 관심 영역(212)에 대해 기술된 것과 유사한 방식으로 다수의 패턴 요소들을 둘러싸고 있을 수 있다는 것이다. 이와 관련하여, 자기 대칭 구조물(202)에 대한 계산과 유사한 방식으로 제1 부가 타겟 구조물(204)에 대한 하나 이상의 ROI 계산들에서 부가 복합 ROI[예컨대, 단일 패턴 요소 구조물(204)의 경우에서의 ROI(214)]가 사용될 수 있고, 이에 대해서는 본 명세서에서 추가적으로 더 상세히 기술될 것이다.

다른 실시예에서, 제1 부가 구조물(204)과 연관되어 있는 복합 부가 ROI는 제1 부가 구조물(204)을 둘러싸고 있는 부가 ROI[예컨대, 단일 패턴 요소 구조물의 경우에서의 ROI(214)]로부터 적어도 제2 부가 타겟 구조물(292)의 하나 이상의 패턴 요소들에 대응하는 하나 이상의 배제 구역들(296)을 제거함으로써 형성된다. 이와 관련하여, 제1 부가 타겟 구조물(204)에 대한 하나 이상의 ROI 계산들에서 부가 복합 관심 영역이 사용될 수 있다. 예를 들어, 발생된 부가 복합 관심 영역이 이어서 제1 부가 타겟 구조물(204)의 대칭점을 찾아내는 데 사용될 수 있다. 본 명세서에서, 이 절차가 자기 대칭 타겟 구조물(202)에 대한 대칭점을 찾아내기 위해 실행되는 것과 유사한 방식으로 수행될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.

본 발명의 다른 측면에서, 적어도 제2 부가 타겟 구조물(292)의 패턴 요소들은 하나 이상의 제2 내부 ROI들(294)에 의해 특징지워진다. 추가의 측면에서, 적어도 제2 부가 타겟 구조물(294)에 대한 하나 이상의 ROI 계산들에서 하나 이상의 적어도 제2 내부 ROI들(294)이 사용될 수 있다. 예를 들어, 제2 내부 ROI들(294)은 제2 부가 타겟 구조물(294)의 대칭점을 찾아내는 데 사용될 수 있다. 기술 분야에 공지되어 있는 임의의 ROI 계산 방법이 적어도 제2 부가 타겟 구조물(294)의 내부 ROI들(294)에 대한 ROI 계산으로 확장될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.

도 3을 전반적으로 참조하면, 본 발명에 따른 배제 ROI 기반 이미징 오버레이 계측에 적합한 시스템(300)이 기술되어 있다. 본 명세서에서, 본 발명의 시스템(300)이 본 명세서에서 이전에 기술되어 있는 다양한 배제 기반 오버레이 계측 타겟들의 구현을 가능하게 할 수 있는 것이 생각되고 있다. 이와 관련하여, 시스템(300)은 본 명세서에서 이전에 기술되어 있는 타겟들(200, 240, 260, 280 및 290)을 구현하는 데 적합하다. 본 명세서에서, 본 발명의 시스템(300)이 현재 존재하는 광학 계측 시스템들(예컨대, KLA-Tencor Archer 100 오버레이 제어 시스템)을 조정하거나 재구성하는 것으로 이루어져 있을 수 있다는 것이 생각되고 있다. 그에 부가하여, 본 발명이 아주 다양한 현미경 검사 및 오버레이 계측 시스템들로 확장될 수 있을 것으로 예상된다.

본 명세서에 기술되어 있는 타겟(200, 240, 260, 280 및 290)으로 확장가능한 측정 및 계산 기법들이 2007년 7월 30일자로 출원된 미국 출원 제11/830,782호 및 2005년 7월 11일자로 출원된 미국 출원 제11/179.819호(참조 문헌으로서 본 명세서에 포함됨)에 기술되어 있다.

본 발명의 한 측면에서, 배제 ROI 기반 이미징 오버레이 계측에 적합한 시스템(300)은 광을 발생시키도록 구성되어 있는 조사 광원(302), 하나 이상의 시료들(316)(예컨대, 웨이퍼 로트의 하나 이상의 웨이퍼들)의 배제 기반 계측 타겟(317)[예컨대, 본 명세서에서 이전에 기술되어 있는 타겟(200), 타겟(240), 타겟(260), 타겟(280) 및 타겟(290)]으로부터 반사되는 광을 수광하도록 구성되어 있는 검출기(310) 및 하나 이상의 광학 요소들[예컨대, 빔 분할기(306)]을 포함할 수 있다. 하나의 실시예에서, 하나 이상의 광학 요소들[예컨대, 빔 분할기(306) 등]은 조사 광원(302)으로부터의 광의 제1 부분을 대상물 경로(312)를 따라 시료(316)의 하나 이상의 공정 층들 상에 배치된 하나 이상의 배제 기반 오버레이 계측 타겟들(317) 쪽으로 지향시키고 조사 광원(302)으로부터의 광의 제2 부분을 기준 경로(314)를 따라 지향시키도록 구성되어 있다.

본 발명의 다른 측면에서, 시스템(300)은 검출기(310)에 통신 연결되어 있는 컴퓨터 제어기(324)를 포함할 수 있다. 하나의 실시예에서, 컴퓨터 제어기(324)는 하나 이상의 프로세서들(325)을 포함할 수 있다. 컴퓨터 제어기(324)는 제어기(324)의 하나 이상의 프로세서들로 하여금 본 개시 내용 전체에 걸쳐 기술된 다양한 단계들을 수행하게 하도록 구성되어 있는 프로그램 명령어들을 포함하는 비일시적 메모리 매체(326)(즉, 저장 매체)를 추가로 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 제어기(324)의 하나 이상의 프로세서들(325)은 사용자 인터페이스(도시 생략)에 결합되어 있을 수 있다.

일반적으로, "프로세서"라는 용어는 광의적으로 메모리 매체로부터의 명령어들을 실행하는 하나 이상의 프로세서들을 가지는 디바이스를 포함하는 것으로 정의될 수 있다. 이러한 의미에서, 하나 이상의 프로세서들(325)은 소프트웨어 알고리즘들 및/또는 명령어들을 실행하도록 구성되어 있는 임의의 마이크로프로세서 유형 디바이스를 포함할 수 있다. 하나의 실시예에서, 하나 이상의 프로세서들(325)은, 본 개시 내용 전체에 걸쳐 기술되어 있는 바와 같이, 시스템(300)의 배제 기반 알고리즘(328)을 수행하도록 구성되어 있는 프로그램을 실행하도록 구성되어 있는 데스크톱 컴퓨터 또는 다른 컴퓨터 시스템(예컨대, 네트워크로 연결된 컴퓨터)으로 이루어져 있을 수 있다. 본 개시 내용 전체에 걸쳐 기술된 단계들이 단일의 컴퓨터 시스템에 의해 또는 대안적으로 다수의 컴퓨터 시스템들에 의해 수행될 수 있다는 것을 잘 알 것이다. 더욱이, 사용자 인터페이스(도시 생략)와 같은 시스템(300)의 다른 서브시스템들은 앞서 기술한 단계들의 적어도 일부분을 수행하는 데 적합한 프로세서 또는 논리 요소들을 포함할 수 있다. 따라서, 이상의 설명이 본 발명에 대한 제한이 아니라 단지 예시로서 해석되어야 한다.

본 발명의 추가의 측면에서, 컴퓨터 제어기(324)의 하나 이상의 프로세서들(325)은 메모리 매체(326)에 유지되는 배제 기반 ROI 알고리즘(328)을 실행하도록 구성되어 있다. 하나의 실시예에서, 컴퓨터 제어기(324)의 하나 이상의 프로세서들(325)은 검출기(310)로부터 배제 기반 오버레이 계측 타겟의 하나 이상의 이미지들을 수신하도록 구성되어 있을 수 있다. 다른 실시예에서, 컴퓨터 제어기(324)의 하나 이상의 프로세서들(325)은 타겟들(200, 240, 260, 280 및 290)과 같은 배제 기반 오버레이 계측 타겟(317)의 자기 대칭 타겟 구조물(202) 주위에 외부 관심 영역(312)을 정의하도록 구성되어 있을 수 있다. 다른 실시예에서, 컴퓨터 제어기(324)의 하나 이상의 프로세서들(325)은 배제 기반 오버레이 계측 타겟(317)의 부가 타겟 구조물(204)의 패턴 요소들(208a 내지 208d)과 같은 하나 이상의 패턴 요소들 주위에 하나 이상의 내부 관심 영역들(214)을 정의하도록 구성되어 있을 수 있다. 다른 실시예에서, 컴퓨터 제어기(324)의 하나 이상의 프로세서들(325)은 배제 기반 오버레이 계측 타겟(317)의 부가 타겟 구조물(204)의 하나 이상의 패턴 요소들에 대응하는 하나 이상의 배제 구역들(216)을 정의하도록 구성되어 있을 수 있다. 어떤 실시예들에서, 정의된 내부 관심 영역들(214)은 정의된 배제 구역들(216)과 동일한 공간에 걸쳐 있을 수 있다. 이와 관련하여, 정의된 내부 관심 영역들(214)은 (도 2e 내지 도 2g에 도시된 바와 같이) 사실상 배제 구역들(216)로서 역할한다. 다른 실시예들에서, 정의된 내부 관심 영역들(214)은 (도 2a 내지 도 2d에 도시된 바와 같이) 정의된 배제 구역들(21)과 동일한 공간에 걸쳐 있지 않도록 하는 크기로 되어 있고 그리고 그렇게 배열될 수 있다.

다른 실시예에서, 컴퓨터 제어기(324)의 하나 이상의 프로세서들(325)은 외부 관심 영역(212)으로부터 하나 이상의 배제 구역들(216)을 제거함으로써 복합 외부 관심 영역(218)을 발생시키도록 구성되어 있을 수 있다. 이와 관련하여, 제어기(324)의 하나 이상의 프로세서들(325)은 "구멍난" 복합 외부 관심 영역(218)을 형성하기 위해 외부 관심 영역(212)으로부터 부가 타겟(204)(즉, 내부 타겟)과 연관되어 있는 관심 영역들을 "절단"하도록 구성되어 있을 수 있다.

본 발명의 추가의 측면에서, 컴퓨터 제어기(324)의 하나 이상의 프로세서들(325)은 발생된 복합 외부 영역(218)을 사용하여 자기 대칭 타겟 구조물(202)에 대한 하나 이상의 계측 파라미터들을 계산하도록 구성되어 있다. 예를 들어, 컴퓨터 제어기(324)의 하나 이상의 프로세서들(325)은 발생된 복합 외부 영역(218)을 사용하여 자기 대칭 타겟 구조물(202)에 대한 대칭점을 계산할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에서, 컴퓨터 제어기(324)의 하나 이상의 프로세서들(325)은 정의된 하나 이상의 내부 관심 영역들(214)을 사용하여 부가 타겟 구조물(204)에 대한 하나 이상의 계측 파라미터들을 계산하도록 구성되어 있다. 예를 들어, 컴퓨터 제어기(324)의 하나 이상의 프로세서들(325)은 정의된 하나 이상의 내부 관심 영역들(214)을 사용하여 부가 타겟 구조물(204)에 대한 대칭점을 계산할 수 있다.

본 명세서에서 주목할 점은, 앞서 기술한 시스템(300)은 본 명세서에서 이전에 기술되어 있는 오버레이 타겟(290)과 같은 3개 이상의 타겟 구조물들을 갖는 이미징 오버레이 타겟을 사용하여 오버레이를 측정하도록 확장될 수 있다. 이와 관련하여, 컴퓨터 제어기(324)의 하나 이상의 프로세서들(325)은 본 개시 내용 전체에 걸쳐 기술된 "구멍난" 개념을 사용하여 대칭 구조물(202), 제1 부가 구조물(204) 및/또는 적어도 제2 대칭 구조물(292)(도 2h 참조)에 대한 하나 이상의 계측 파라미터들을 계산하도록 구성되어 있다.

시스템(300)의 조사 광원(302)은 기술 분야에 공지된 임의의 조사 광원을 포함할 수 있다. 하나의 실시예에서, 조사 광원(302)은 광대역 광원(예컨대, 백색 광원)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 조사 광원(302)은 할로겐 광원(halogen light source)(HLS)을 포함할 수 있지만, 그것으로 제한되지 않는다. 예를 들어, 할로겐 광원은 텅스텐 기반 할로겐 램프를 포함할 수 있지만, 그것으로 제한되지 않는다. 다른 예에서, 조사 광원(302)은 제논 아크 램프를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 조사 광원(302)은 협대역 광원을 포함할 수 있다. 예를 들어, 조사 광원(302)은 레이저 광원을 포함할 수 있지만, 그것으로 제한되지 않는다.

하나의 실시예에서, 시스템(300)의 하나 이상의 광학 요소들은 하나 이상의 빔 분할기들(306)을 포함할 수 있지만, 이들로 제한되지 않는다. 예를 들어, 시스템(300)의 빔 분할기(306)는 조사 광원(302)으로부터 방출되는 광 빔(302)을 2개의 경로 - 대상물 경로(312) 및 기준 경로(314) - 로 분할할 수 있다. 이러한 의미에서, 시스템(300)의 대상물 경로(312) 및 기준 경로(314)는 2빔 간섭 광학 시스템의 일부분을 형성할 수 있다. 예를 들어, 빔 분할기(306)는 조사 경로(320)로부터의 광 빔의 제1 부분을 대상물 경로(312)를 따라 지향시킬 수 있는 반면, 조사 경로(320)로부터의 광 빔의 제2 부분을 기준 경로(314)를 따라 투과시킬 수 있다. 보다 구체적으로는, 빔 분할기(306)는 조사 광원(302)으로부터 방출되는 광의 일부분을 시료 스테이지(118) 상에 배치되어 있는 시료(316)의 하나 이상의 배제 기반 타겟들(317) 쪽으로 [예컨대, 대상물 경로(312)를 통해] 지향시킬 수 있다. 더욱이, 빔 분할기(306)는 조사 광원(302)으로부터 방출되는 광의 제2 부분을 기준 경로(314)의 구성요소들 쪽으로 투과시킬 수 있다. 예를 들어, 빔 분할기(306)는 조사 경로(320)로부터의 광의 일부분을 기준 경로(314)를 따라 기준 거울(도시 생략) 쪽으로 투과시킬 수 있다. 당업자라면 기술 분야에 공지되어 있는 임의의 빔 분할기가 본 발명의 빔 분할기(306)로서 구현하는 데 적합하다는 것을 잘 알 것이다.

기준 경로(314)가 기준 거울, 기준 대물 렌즈, 및 기준 경로(314)를 선택적으로 차단시키도록 구성되어 있는 셔터(이들로 제한되지 않음)를 포함할 수 있다는 것이 당업자에게는 명백할 것이다. 일반적으로, 2빔 간섭 광학 시스템은 Linnik 간섭계로서 구성되어 있을 수 있다. Linnik 간섭 측정에 대해서는 미국 특허 제4,818,110호(1989년 4월 4일자로 특허됨) 및 미국 특허 제6,172,349호(2001년 1월 9일자로 특허됨) - 참조 문헌으로서 그 전체가 본 명세서에 포함됨 - 에 전반적으로 기술되어 있다.

다른 실시예에서, 시스템(300)은 주 대물 렌즈(main objective lens)(308)를 포함할 수 있다. 주 대물 렌즈(308)는 광을 대상물 경로(312)를 따라 시료 스테이지(318) 상에 배치되어 있는 시료(316)의 표면 쪽으로 지향시키는 데 도움을 줄 수 있다. 예를 들어, 빔 분할기(306)는 조사 광원(302)으로부터 방출되는 광 빔(320)의 일부분을 지향시킬 수 있다. 빔 분할기(306)에 의한 분할 공정 후에, 주 대물 렌즈(308)는 주 광학축(304)과 동일 선상에 있는 대상물 경로(312)로부터의 광을 시료(316)의 배제 기반 타겟(들)(317) 상에 집속시킬 수 있다. 일반적으로, 기술 분야에 공지된 임의의 대물 렌즈가 본 발명의 주 대물 렌즈(308)로서 구현하는 데 적합할 수 있다.

게다가, 시료(316)의 표면 상에 충돌하는 광의 일부분이 시료(316)의 배제 기반 타겟(들)(317)에 의해 반사되어, 주 광학축(304)을 따라 대물 렌즈(308) 및 빔 분할기(306)를 거쳐 검출기(310) 쪽으로 지향될 수 있다. 또한, 중간 렌즈들, 부가 빔 분할기들(예컨대, 광의 일부분을 집속 시스템으로 분할하도록 구성되어 있는 빔 분할기), 필터들, 편광기들, 결상 렌즈들(305) 등의 중간 광학 디바이스들 대물 렌즈(308)와 검출기(310)의 결상면(imaging plane) 사이에 위치될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.

다른 실시예에서, 시스템(300)의 검출기(310)는 시스템(300)의 주 광학축(304)을 따라 배치될 수 있다. 이와 관련하여, 시료(114)의 표면으로부터 이미지 데이터를 수집하기 위해 검출기(300)가 배열될 수 있다. 예를 들어, 일반적으로, 시료(316)의 표면으로부터 반사한 후에, 광은 주 광학축(304)을 따라 주 대물 렌즈(308) 및 빔 분할기(306)를 거쳐 검출기(310)의 영상면(image plane) 쪽으로 진행할 수 있다. 기술 분야에 공지된 임의의 검출기 시스템이 본 발명에서의 구현에 적합하다는 것을 잘 알 것이다. 예를 들어, 검출기(310)는 CCD(charge coupled device, 전하 결합 소자) 기반 카메라 시스템을 포함할 수 있다. 다른 예로서, 검출기(310)는 TDI(time delay integration, 시간 지연 적분)-CCD 기반 카메라 시스템을 포함할 수 있다. 추가의 측면에서, 검출기(310)는 컴퓨터 제어기(324)와 통신 연결되어 있을 수 있다. 이와 관련하여, 디지털화된 이미지 데이터가 유선 신호(예컨대, 구리선, 광섬유 케이블 등) 또는 무선 신호(예컨대, 무선 RF 신호)와 같은 신호를 통해 검출기(310)로부터 컴퓨터 제어기(324)로 전송될 수 있다.

이상의 설명이 검출기(310)를 시스템(300)의 주 광학축(304)을 따라 위치되어 있는 것으로 기술하고 있지만, 이 특성이 요구사항으로서 해석되어서는 안된다. 검출기(310)가 시스템(300)의 부가의 광학축을 따라 존재할 수 있는 것이 본 명세서에서 생각되고 있다. 예를 들어, 일반적으로, 시료(316)의 표면으로부터 반사된 광의 일부분을 방향 전환시켜 대상물 경로(312)를 따라 대상물 경로(312)에 평행하지 않은 부가의 광학축 상으로 진행하게 하기 위해 하나 이상의 부가의 광학 요소들(예컨대, 거울들, 빔 분할기들 등)이 이용될 수 있다. 부가의 광학축을 따라 진행하는 광이 카메라(310)의 영상면에 충돌하도록 카메라(310)가 배열될 수 있다.

도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른, 배제 기반 관심 영역 이미징 오버레이 계측 방법(400)을 나타낸 것이다. 본 명세서에서 주목할 점은, 본 개시 내용의 방법(400)이 본 명세서에서 이전에 기술되어 있는 배제 ROI 기반 계측 도구(300)와 함께 배제 ROI 기반 계측 타겟들(200, 240, 260 및 280) 중 하나 이상을 이용하여 수행될 수 있다. 다른 타겟 및 계측 도구 구성들이 방법(400)을 수행하기 위해 사용될 수 있을 것으로 예상되기 때문에, 본 명세서에서 이전에 기술되어 있는 타겟들 및 계측 도구들이 방법(400)에 대한 제한으로서 해석되어서는 안된다.

단계(402)에서, 샘플 상에 배치된 배제 기반 오버레이 계측 타겟의 하나 이상의 이미지들이 수신된다. 예를 들어, 검출기(310)로부터의 이미지 데이터가 컴퓨터 제어기(324)의 하나 이상의 프로세서들(325)로 전송되고 그에 의해 수신될 수 있다.

단계(404)에서, 배제 기반 오버레이 계측 타겟의 자기 대칭 타겟 구조물 주위에 외부 관심 영역이 정의된다. 예를 들어, 메모리 매체(326)에 저장된 배제 ROI 알고리즘(328)을 이용하여, 컴퓨터 제어기(324)의 하나 이상의 프로세서들(325)은 배제 기반 타겟(예컨대, 200, 240, 260 및 280)의 자기 대칭 타겟 구조물(202) 주위에 외부 관심 영역(212)을 정의할 수 있다. 추가의 실시예에서, 컴퓨터 제어기(324)는 외부 관심 영역 및 타겟을 컴퓨터 제어기(324)에 통신 연결되어 있는 사용자 인터페이스 디바이스의 디스플레이 부분 상에 디스플레이할 수 있고, 그로써 타겟과 관련하여 외부 관심 영역의 검사를 가능하게 한다.

단계(406)에서, 배제 기반 오버레이 계측 타겟의 부가 타겟 구조물의 하나 이상의 패턴 요소들 주위에 하나 이상의 내부 관심 영역들이 정의된다. 예를 들어, 메모리 매체(326)에 저장된 배제 ROI 알고리즘(328)을 이용하여, 컴퓨터 제어기(324)의 하나 이상의 프로세서들(325)은 배제 기반 타겟(예컨대, 200, 240, 260 및 280)의 부가 타겟 구조물(204)의 하나 이상의 패턴 요소들(예컨대, 208a 내지 208d) 주위에 하나 이상의 내부 관심 영역들(214)을 정의할 수 있다. 추가의 실시예에서, 컴퓨터 제어기(324)는 내부 관심 영역들 및 타겟을 컴퓨터 제어기(324)에 통신 연결되어 있는 사용자 인터페이스 디바이스의 디스플레이 부분 상에 디스플레이할 수 있고, 그로써 타겟과 관련하여 내부 관심 영역들의 검사를 가능하게 한다.

단계(408)에서, 배제 기반 오버레이 계측 타겟의 부가 타겟 구조물의 하나 이상의 패턴 요소들에 대응하는 하나 이상의 배제 구역들이 정의된다. 예를 들어, 메모리 매체(326)에 저장된 배제 ROI 알고리즘(328)을 이용하여, 컴퓨터 제어기(324)의 하나 이상의 프로세서들(325)은 배제 기반 타겟(예컨대, 200, 240, 260 및 280)의 부가 타겟 구조물(204)의 하나 이상의 패턴 요소들(예컨대, 208a 내지 208d) 주위에 하나 이상의 배제 구역들(214)을 정의할 수 있다. 추가의 실시예에서, 컴퓨터 제어기(324)는 배제 구역들 및 타겟을 컴퓨터 제어기(324)에 통신 연결되어 있는 사용자 인터페이스 디바이스의 디스플레이 부분 상에 디스플레이할 수 있고, 그로써 타겟과 관련하여 배제 구역들의 검사를 가능하게 한다.

단계(410)에서, 외부 관심 영역으로부터 하나 이상의 배제 구역들을 제거함으로써 복합 외부 관심 영역이 발생된다. 예를 들어, 메모리 매체(326)에 저장된 배제 ROI 알고리즘(328)을 이용하여, 컴퓨터 제어기(325)의 하나 이상의 프로세서들(325)은 복합 외부 관심 영역(218)을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 복합 외부 관심 영역(218)은 외부 관심 영역(212)으로부터 배제 구역들(214)을 제거 또는 차감함으로써 발생될 수 있다. 이 제거 공정의 결과, "구멍난" 복합 외부 관심 영역(218)이 얻어진다.

단계(412)에서, 발생된 복합 외부 영역을 사용하여 자기 대칭 타겟 구조물에 대한 하나 이상의 계측 파라미터들이 계산된다. 예를 들어, 메모리 매체(326)에 저장된 배제 ROI 알고리즘(328)을 이용하여, 컴퓨터 제어기(325)의 하나 이상의 프로세서들(325)은 발생된 복합 외부 관심 영역(218)에 기초하여 자기 대칭 타겟 구조물에 대한 하나 이상의 계측 파라미터들을 계산할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 제어기(325)는 발생된 복합 외부 관심 영역(218)을 사용하여 자기 대칭 구조물(202)의 대칭 중심을 계산할 수 있다. 본 명세서에서, 대칭 중심과 같은 계측 파라미터들을 계산하는 데 사용되는 기술 분야에 공지되어 있는 임의의 알고리즘 또는 알고리즘들의 세트가 복합 외부 관심 영역(218)과 연관되어 있는 하나 이상의 계측 파라미터들의 계산으로 확장가능하다는 것을 잘 알 것이다.

단계(414)에서, 하나 이상의 내부 관심 영역들을 사용하여 부가 타겟 구조물에 대한 하나 이상의 계측 파라미터들이 계산된다. 예를 들어, 메모리 매체(326)에 저장된 배제 ROI 알고리즘(328)을 이용하여, 컴퓨터 제어기(325)의 하나 이상의 프로세서들(325)은 정의된 하나 이상의 내부 관심 영역들(214)에 기초하여 부가 타겟 구조물(204)에 대한 하나 이상의 계측 파라미터들을 계산할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 제어기(325)는 정의된 하나 이상의 내부 관심 영역들(214)을 사용하여 부가 타겟 구조물(204)의 대칭 중심을 계산할 수 있다. 본 명세서에서 주목할 점은, 내부 관심 영역들(214)이 배제 구역들(216)과 동일한 공간에 걸쳐 있는 경우들에, 알고리즘(328)이 부가 구조물(204)의 하나 이상의 계측 파라미터들을 계산하기 위해 정의된 배제 구역들(216)을 이용할 수 있다는 것이다. 본 명세서에서, 대칭 중심과 같은 계측 파라미터들을 계산하는 데 사용되는 기술 분야에 공지되어 있는 임의의 알고리즘 또는 알고리즘들의 세트가 하나 이상의 내부 영역들과 연관되어 있는 하나 이상의 계측 파라미터들의 계산으로 확장가능하다는 것을 잘 알 것이다.

게다가, 본 명세서에서 주목할 점은, 방법(400)이 도 2h에 도시된 타겟(290)과 같은 3개 이상의 중복하는 타겟 구조물들을 포함하는 타겟의 각각의 타겟 구조물에 대한 하나 이상의 계측 파라미터들을 계산하도록 확장될 수 있다는 것이다.

본 명세서에 기술된 시스템들 및 방법들 모두는 방법 실시예들의 하나 이상의 단계들의 결과들을 저장 매체에 저장하는 것을 포함할 수 있다. 결과들은 본 명세서에 기술된 결과들 중 임의의 것을 포함할 수 있고, 기술 분야에 공지된 임의의 방식으로 저장될 수 있다. 저장 매체는 본 명세서에 기술된 임의의 저장 매체 또는 기술 분야에 공지된 임의의 다른 적당한 저장 매체를 포함할 수 있다. 결과들이 저장된 후에, 결과들이 저장 매체에서 액세스되어 본 명세서에 기술된 방법 또는 시스템 실시예들 중 임의의 것에 의해 사용될 수 있으며, 사용자에게 디스플레이하기 위해 형식 설정될 수 있고, 다른 소프트웨어 모듈, 방법 또는 시스템 등에 의해 사용될 수 있다. 게다가, 결과들이 "영구적으로", "반영구적으로", 일시적으로 또는 어떤 기간 동안 저장될 수 있다. 예를 들어, 저장 매체는 랜덤 액세스 메모리(RAM)일 수 있고, 결과들이 저장 매체에 꼭 무기한으로 유지될 필요는 없다.

당업자라면 디바이스들 및/또는 공정들을 본 명세서에 기재된 방식으로 기술하고 그 후에 이러한 기재된 디바이스들 및/또는 공정들을 데이터 처리 시스템들에 통합시키기 위해 엔지니어링 실무들을 사용하는 것이 기술 분야에서 통상적이다는 것을 잘 알 것이다. 즉, 본 명세서에 기술된 디바이스들 및/또는 공정들의 적어도 일부분이 타당한 양의 실험을 통해 데이터 처리 시스템에 통합될 수 있다. 당업자라면 전형적인 데이터 처리 시스템이 일반적으로 시스템 유닛 하우징, 비디오 디스플레이 디바이스, 메모리(휘발성 및 비휘발성 메모리 등), 프로세서들(마이크로프로세서들 및 디지털 신호 처리기들 등), 계산 엔터티들(운영 체제들, 드라이버들, 그래픽 사용자 인터페이스들 및 응용 프로그램들 등), 하나 이상의 상호작용 디바이스들(터치 패드 또는 스크린 등), 및/또는 피드백 루프들 및 제어 모터들(예컨대, 위치 및/또는 속력을 감지하는 피드백; 구성요소들 및/또는 양들을 이동 및/또는 조정하는 제어 모터들 등)를 포함하는 제어 시스템들 중 하나 이상을 포함한다는 것을 잘 알 것이다. 전형적인 데이터 처리 시스템은 데이터 컴퓨팅/통신 및/또는 네트워크 컴퓨팅/통신 시스템들에서 전형적으로 발견되는 것들과 같은 임의의 적당한 상업적으로 이용가능한 구성요소들을 이용하여 구현될 수 있다.

본 개시 내용 및 그의 부수적인 이점들 중 다수가 이상의 설명에 의해 이해될 것으로 생각되며, 개시된 발명 요지를 벗어나지 않거나 그의 중요한 장점들 모두를 희생시키는 일 없이, 구성요소들의 형태, 구성 및 배열에서 다양한 변경들이 행해질 수 있다는 것이 명백할 것이다. 기술된 형태는 단지 설명을 하기 위한 것이며, 이하의 청구항들이 이러한 변경들을 포괄하고 포함하는 것으로 보아야 한다.

Claims

이미징 오버레이 계측 타겟(imaging overlay metrology target)으로서,
2개 이상의 패턴 요소들을 포함하는 자기 대칭 타겟 구조물(self-symmetric target structure)과,
2개 이상의 패턴 요소들을 포함하는 적어도 하나의 부가 타겟 구조물로서, 상기 적어도 하나의 부가 타겟 구조물의 상기 2개 이상의 패턴 요소들 각각은, 상기 자기 대칭 타겟 구조물의 상기 2개 이상의 패턴 요소들 중 하나에 의해 규정되는 경계 내에 포함되는 것인, 적어도 하나의 부가 타겟 구조물
을 포함하며,
상기 자기 대칭 타겟 구조물은, 복합 외부 관심 영역(composite exterior region of interest)에 의해 특징지워지며, 상기 복합 외부 관심 영역은, 상기 자기 대칭 타겟 구조물을 둘러싸고 있는 외부 관심 영역으로부터 상기 적어도 하나의 부가 타겟 구조물의 상기 2개 이상의 패턴 요소들에 대응하는 2개 이상의 배제 구역들(exclusion zones)을 제거함으로써 형성되고,
상기 적어도 하나의 부가 타겟 구조물의 상기 2개 이상의 패턴 요소들은, 2개 이상의 내부 관심 영역들(interior regions of interest)에 의해 특징지워지며, 상기 적어도 하나의 부가 타겟 구조물의 상기 패턴 요소들 각각은, 내부 관심 영역에 의해 특징지워지고, 상기 2개 이상의 내부 관심 영역들은 상기 외부 관심 영역 내에 포함되며,
상기 자기 대칭 타겟 구조물 및 상기 적어도 하나의 부가 타겟 구조물은, 상기 자기 대칭 타겟 구조물 및 상기 적어도 하나의 부가 타겟 구조물의 정렬 시에 공통의 대칭 중심을 가지도록 구성되며,
상기 자기 대칭 구조물은 상기 공통의 대칭 중심을 중심으로 한 N도 회전에 대하여 불변(invariant)이고,
상기 적어도 하나의 부가 타겟 구조물은 개별적인 대칭 중심을 중심으로 한 M도 회전에 대하여 불변인 것인 이미징 오버레이 계측 타겟.
제1항에 있어서, 상기 2개 이상의 내부 관심 영역들은 상기 2개 이상의 배제 구역들과 실질적으로 동일한 공간에 걸쳐 있는 것인 이미징 오버레이 계측 타겟.
제1항에 있어서, 상기 자기 대칭 타겟 구조물의 상기 2개 이상의 패턴 요소들의 제1 패턴 요소는, 제1 방향에서의 오버레이 계측 측정들에 적합하고, 상기 2개 이상의 패턴 요소들의 제2 패턴 요소는, 상기 제1 방향과 상이한 제2 방향에서의 오버레이 계측 측정들에 적합한 것인 이미징 오버레이 계측 타겟.
제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 부가의 타겟 구조물의 상기 2개 이상의 패턴 요소들의 제1 패턴 요소는, 제1 방향에서의 오버레이 계측 측정들에 적합하고, 상기 적어도 하나의 부가 타겟 구조물의 상기 2개 이상의 패턴 요소들의 제2 패턴 요소는, 상기 제1 방향과 상이한 제2 방향에서의 오버레이 계측 측정들에 적합한 것인 이미징 오버레이 계측 타겟.
제1항에 있어서, 상기 자기 대칭 타겟 구조물의 상기 2개 이상의 패턴 요소들 중 적어도 하나는, 2개 이상의 서브요소들을 가지는 패턴 요소를 포함하는 것인 이미징 오버레이 계측 타겟.
제5항에 있어서, 2개 이상의 서브요소들을 가지는 패턴 요소는, 주기적인 패턴으로 배열되어 있는 2개 이상의 서브요소들을 가지는 패턴 요소를 포함하는 것인 이미징 오버레이 계측 타겟.
제5항에 있어서, 2개 이상의 서브요소들을 가지는 패턴 요소는, 세그먼트화된 패턴 요소를 포함하는 것인 이미징 오버레이 계측 타겟.
제1항에 있어서, 상기 자기 대칭 타겟 구조물의 상기 2개 이상의 패턴 요소들 중 적어도 하나는, 비세그먼트화된 패턴 요소를 포함하는 것인 이미징 오버레이 계측 타겟.
제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 부가 타겟 구조물의 상기 2개 이상의 패턴 요소들 중 적어도 하나는, 2개 이상의 서브요소들을 가지는 패턴 요소를 포함하는 것인 이미징 오버레이 계측 타겟.
제9항에 있어서, 2개 이상의 서브요소들을 가지는 패턴 요소는, 주기적인 패턴으로 배열되어 있는 2개 이상의 서브요소들을 가지는 패턴 요소를 포함하는 것인 이미징 오버레이 계측 타겟.
제9항에 있어서, 2개 이상의 서브요소들을 가지는 패턴 요소는, 세그먼트화된 패턴 요소를 포함하는 것인 이미징 오버레이 계측 타겟.
제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 부가 타겟 구조물의 상기 2개 이상의 패턴 요소들 중 적어도 하나는, 비세그먼트화된 패턴 요소를 포함하는 것인 이미징 오버레이 계측 타겟.
제1항에 있어서, 상기 자기 대칭 타겟 구조물 및 상기 적어도 하나의 부가 타겟 구조물은, 상이한 공정 층들에 배치되는 것인 이미징 오버레이 계측 타겟.
제1항에 있어서, 상기 자기 대칭 타겟 구조물 및 상기 적어도 하나의 부가 타겟 구조물은 동일한 층 내에 배치되며, 상기 자기 대칭 타겟 구조물 및 상기 적어도 하나의 부가 타겟 구조물은 상이한 리소그래피 공정들에서 노광되는 것인 이미징 오버레이 계측 타겟.
제1항에 있어서, N 및 M 중 적어도 하나는 90도 이상인 것인 이미징 오버레이 계측 타겟.
제1항에 있어서, N 및 M 중 적어도 하나는 180도 이상인 것인 이미징 오버레이 계측 타겟.
제1항에 있어서, 상기 자기 대칭 타겟 구조물 및 상기 적어도 하나의 부가 타겟 구조물은, AlMid 계측 타겟의 적어도 일부분을 형성하도록 구성되는 것인 이미징 오버레이 계측 타겟.
이미징 오버레이 계측 타겟에 있어서,
단일의 패턴 요소를 포함하는 자기 대칭 타겟 구조물과,
하나 이상의 패턴 요소들을 포함하는 적어도 하나의 부가 타겟 구조물로서, 상기 적어도 하나의 부가 타겟 구조물의 상기 하나 이상의 패턴 요소들은, 상기 자기 대칭 타겟 구조물의 상기 단일의 패턴 요소에 의해 규정되는 경계 내에 포함되는 것인, 적어도 하나의 부가 타겟 구조물
을 포함하며,
상기 자기 대칭 타겟 구조물은, 복합 외부 관심 영역에 의해 특징지워지며, 상기 복합 외부 관심 영역은, 상기 자기 대칭 타겟 구조물을 둘러싸고 있는 외부 관심 영역으로부터 상기 적어도 하나의 부가 타겟 구조물의 상기 하나 이상의 패턴 요소들에 대응하는 하나 이상의 배제 구역들을 제거함으로써 형성되고,
상기 적어도 하나의 부가 타겟 구조물의 상기 하나 이상의 패턴 요소들은, 하나 이상의 내부 관심 영역들에 의해 특징지워지며, 상기 하나 이상의 내부 관심 영역들은, 상기 외부 관심 영역 내에 포함되며,
상기 자기 대칭 타겟 구조물 및 상기 적어도 하나의 부가 타겟 구조물은, 상기 자기 대칭 타겟 구조물 및 상기 적어도 하나의 부가 타겟 구조물의 정렬 시에 공통의 대칭 중심을 공유하도록 구성되며, 상기 자기 대칭 구조물은 상기 공통의 대칭 중심을 중심으로 한 N도 회전에 대하여 불변이고,
상기 적어도 하나의 부가 타겟 구조물은, 개별적인 대칭 중심을 중심으로 한 M도 회전에 대하여 불변인 것인 이미징 오버레이 계측 타겟.
제18항에 있어서, 하나 이상의 패턴 요소들을 포함하는 상기 적어도 하나의 부가 타겟 구조물은, 단일의 패턴 요소를 포함하는 적어도 하나의 부가 타겟 구조물을 포함하는 것인 이미징 오버레이 계측 타겟.
제18항에 있어서, 하나 이상의 패턴 요소들을 포함하는 상기 적어도 하나의 부가 타겟 구조물은, 2개 이상의 패턴 요소들을 포함하는 적어도 하나의 부가 타겟 구조물을 포함하는 것인 이미징 오버레이 계측 타겟.
제18항에 있어서, 상기 하나 이상의 내부 관심 영역들은, 상기 하나 이상의 배제 구역들과 실질적으로 동일한 공간에 걸쳐 있는 것인 이미징 오버레이 계측 타겟.
제18항에 있어서, 상기 자기 대칭 타겟 구조물의 상기 단일의 패턴 요소는, 2개 이상의 서브요소들을 가지는 패턴 요소를 포함하는 것인 이미징 오버레이 계측 타겟.
제18항에 있어서, 2개 이상의 서브요소들을 가지는 상기 패턴 요소는, 주기적인 패턴으로 배열되어 있는 2개 이상의 서브요소들을 가지는 패턴 요소를 포함하는 것인 이미징 오버레이 계측 타겟.
제18항에 있어서, 2개 이상의 서브요소들을 가지는 상기 패턴 요소는, 세그먼트화된 패턴 요소를 포함하는 것인 이미징 오버레이 계측 타겟.
제18항에 있어서, 상기 자기 대칭 타겟 구조물의 상기 단일의 패턴 요소는, 비세그먼트화된 패턴 요소를 포함하는 것인 이미징 오버레이 계측 타겟.
제18항에 있어서, 상기 적어도 하나의 부가 타겟 구조물의 상기 2개 이상의 패턴 요소들은, 2개 이상의 서브요소들을 가지는 패턴 요소를 포함하는 것인 이미징 오버레이 계측 타겟.
제26항에 있어서, 2개 이상의 서브요소들을 가지는 패턴 요소는, 주기적인 패턴으로 배열되어 있는 2개 이상의 서브요소들을 가지는 패턴 요소를 포함하는 것인 이미징 오버레이 계측 타겟.
제26항에 있어서, 2개 이상의 서브요소들을 가지는 패턴 요소는, 세그먼트화된 패턴 요소를 포함하는 것인 이미징 오버레이 계측 타겟.
제18항에 있어서, 상기 적어도 하나의 부가 타겟 구조물의 상기 하나 이상의 패턴 요소들은, 비세그먼트화된 패턴 요소를 포함하는 것인 이미징 오버레이 계측 타겟.
제18항에 있어서, 상기 자기 대칭 타겟 구조물 및 상기 적어도 하나의 부가 타겟 구조물은, 상이한 공정 층들에 배치되는 것인 이미징 오버레이 계측 타겟.
제18항에 있어서, 상기 자기 대칭 타겟 구조물 및 상기 적어도 하나의 부가 타겟 구조물은, 동일한 층 내에 배치되며, 상기 자기 대칭 타겟 구조물 및 상기 적어도 하나의 부가 타겟 구조물은, 상이한 리소그래피 공정들에서 노광되는 것인 이미징 오버레이 계측 타겟.
제18항에 있어서, N 및 M 중 적어도 하나는 90도 및 180도 중 적어도 하나 이상인 것인 이미징 오버레이 계측 타겟.
제18항에 있어서, 상기 자기 대칭 타겟 구조물 및 상기 적어도 하나의 부가 타겟 구조물은, AlMid 계측 타겟의 적어도 일부분을 형성하도록 구성되는 것인 이미징 오버레이 계측 타겟.
이미징 오버레이 계측 타겟으로서,
하나 이상의 패턴 요소들을 포함하는 자기 대칭 타겟 구조물과,
하나 이상의 패턴 요소들을 포함하는 제1 부가 타겟 구조물과,
하나 이상의 패턴 요소들을 포함하는 적어도 제2 부가 타겟 구조물을 포함하며,
상기 제1 부가 타겟 구조물의 상기 하나 이상의 패턴 요소들은, 상기 자기 대칭 타겟 구조물에 의해 규정되는 경계 내에 포함되고,
상기 적어도 제2 부가 타겟 구조물의 상기 하나 이상의 패턴 요소들은, 상기 제1 부가 타겟 구조물에 의해 규정되는 경계 내에 포함되며,
상기 자기 대칭 타겟 구조물은, 복합 외부 관심 영역에 의해 특징지워지며, 상기 복합 외부 관심 영역은 상기 자기 대칭 타겟 구조물을 둘러싸고 있는 외부 관심 영역으로부터 상기 제1 부가 타겟 구조물의 상기 하나 이상의 패턴 요소들에 대응하는 하나 이상의 배제 구역들을 제거함으로써 형성되며,
상기 제1 부가 타겟 구조물은, 부가 복합 관심 영역에 의해 특징지워지고, 상기 부가 복합 관심 영역은 상기 제1 부가 타겟 구조물을 둘러싸고 있는 부가 관심 영역으로부터 상기 적어도 제2 부가 타겟 구조물의 상기 하나 이상의 패턴 요소들에 대응하는 하나 이상의 배제 구역들을 제거함으로써 형성되며,
상기 제1 부가 타겟 구조물의 상기 하나 이상의 패턴 요소들은, 하나 이상의 제1 내부 관심 영역들에 의해 특징지워지고, 상기 적어도 제2 부가 타겟 구조물의 상기 하나 이상의 패턴 요소들은, 하나 이상의 적어도 제2 내부 관심 영역들에 의해 특징지워지며, 상기 하나 이상의 제1 내부 관심 영역들 및 상기 하나 이상의 적어도 제2 내부 관심 영역들은, 상기 외부 관심 영역 내에 포함되며,
상기 자기 대칭 타겟 구조물, 상기 제1 부가 구조물 및 상기 적어도 제2 부가 타겟 구조물은, 상기 자기 대칭 타겟 구조물, 상기 제1 부가 구조물 및 상기 적어도 제2 부가 타겟 구조물의 정렬 시에 공통의 대칭 중심을 공유하도록 구성되며,
상기 자기 대칭 구조물은, 상기 공통의 대칭 중심을 중심으로 한 N도 회전에 대하여 불변이고,
상기 제1 부가 타겟 구조물은, 상기 개별적인 대칭 중심을 중심으로 한 M도 회전에 대하여 불변이며,
상기 적어도 제2 부가 타겟 구조물은, 상기 개별적인 대칭 중심을 중심으로 한 L도 회전에 대하여 불변인 것인 이미징 오버레이 계측 타겟.
제34항에 있어서, 상기 자기 대칭 타겟 구조물, 상기 제1 부가 타겟 구조물 및 상기 적어도 제2 부가 타겟 구조물은, 상이한 공정 층들에 배치되는 것인 이미징 오버레이 계측 타겟.
제34항에 있어서, 상기 자기 대칭 타겟 구조물, 상기 제1 부가 타겟 구조물 및 상기 적어도 제2 부가 타겟 구조물 중 적어도 하나는, 단일의 패턴 요소를 포함하는 것인 이미징 오버레이 계측 타겟.
제34항에 있어서, 상기 자기 대칭 타겟 구조물, 상기 제1 부가 타겟 구조물 및 상기 적어도 제2 부가 타겟 구조물 중 적어도 하나는, 2개 이상의 패턴 요소들을 포함하는 것인 이미징 오버레이 계측 타겟.
제34항에 있어서, N 및 L 중 적어도 하나는 90도 및 180도 중 적어도 하나 이상인 것인 이미징 오버레이 계측 타겟.
제34항에 있어서, 상기 자기 대칭 타겟 구조물, 상기 제1 부가 타겟 구조물 및 상기 적어도 제2 부가 타겟 구조물은, AlMid 계측 타겟의 적어도 일부분을 형성하도록 구성되는 것인 이미징 오버레이 계측 타겟.
배제 기반 오버레이 계측 타겟으로부터 이미징 오버레이를 측정하는 데 적합한 장치로서,
광을 발생시키도록 구성되어 있는 조사 광원(illumination source)과,
상기 조사 광원으로부터의 광의 제1 부분을 대상물 경로(object path)를 따라 하나 이상의 시료들 상에 배치된 하나 이상의 배제 기반 오버레이 계측 타겟들 쪽으로 지향시키고 상기 조사 광원으로부터의 광의 제2 부분을 기준 경로(reference path)를 따라 지향시키도록 구성되는 하나 이상의 광학 요소들과,
상기 하나 이상의 시료들의 상기 배제 기반 계측 타겟으로부터 반사되는 광의 일부분을 수광하도록 구성되는 검출기와,
상기 검출기에 통신 연결되어 있는 컴퓨터 제어기를 포함하고,
상기 컴퓨터 제어기는,
상기 검출기로부터 상기 배제 기반 오버레이 계측 타겟의 하나 이상의 이미지들을 수신하고,
상기 배제 기반 오버레이 계측 타겟의 자기 대칭 타겟 구조물 주위에 외부 관심 영역을 정의하며,
상기 배제 기반 오버레이 계측 타겟의 부가 타겟 구조물의 하나 이상의 패턴 요소들 주위에 하나 이상의 내부 관심 영역들을 정의하고,
상기 배제 기반 오버레이 계측 타겟의 상기 부가 타겟 구조물의 상기 하나 이상의 패턴 요소들에 대응하는 하나 이상의 배제 구역들을 정의하며,
상기 외부 관심 영역으로부터 상기 하나 이상의 배제 구역들을 제거함으로써 복합 외부 관심 영역을 발생시키도록 구성되는 것인 장치.
제40항에 있어서, 상기 컴퓨터 제어기는, 또한 상기 발생된 복합 외부 영역을 사용하여 상기 자기 대칭 타겟 구조물에 대한 하나 이상의 계측 파라미터들을 계산하도록 구성되는 것인 장치.
제40항에 있어서, 상기 컴퓨터 제어기는, 또한 상기 정의된 하나 이상의 내부 관심 영역들을 사용하여 상기 부가 타겟 구조물에 대한 하나 이상의 계측 파라미터들을 계산하도록 구성되는 것인 장치.
제40항에 있어서, 상기 조사 광원은, 광대역 광원 및 협대역 광원 중 적어도 하나를 포함하는 것인 장치.
제40항에 있어서, 상기 배제 기반 계측 타겟은,
2개 이상의 패턴 요소들을 포함하는 자기 대칭 타겟 구조물과,
2개 이상의 패턴 요소들을 포함하는 적어도 하나의 부가 타겟 구조물로서, 상기 적어도 하나의 부가 타겟 구조물의 상기 2개 이상의 패턴 요소들 각각은, 상기 자기 대칭 타겟 구조물의 상기 2개 이상의 패턴 요소들 중 하나에 의해 규정되는 경계 내에 포함되는 것인, 적어도 하나의 부가 타겟 구조물
을 포함하며,
상기 자기 대칭 타겟 구조물 및 상기 적어도 하나의 부가 타겟 구조물은, 상기 자기 대칭 타겟 구조물 및 상기 적어도 하나의 부가 타겟 구조물의 정렬 시에 공통의 대칭 중심을 가지도록 구성되며,
상기 자기 대칭 구조물은, 상기 공통의 대칭 중심을 중심으로 한 N도 회전에 대하여 불변이고,
상기 적어도 하나의 부가 타겟 구조물은, 상기 개별적인 대칭 중심을 중심으로 한 M도 회전에 대하여 불변인 것인 장치.
제40항에 있어서, 상기 배제 기반 계측 타겟은,
단일의 패턴 요소를 포함하는 자기 대칭 타겟 구조물과,
하나 이상의 패턴 요소들을 포함하는 적어도 하나의 부가 타겟 구조물로서, 상기 적어도 하나의 부가 타겟 구조물의 상기 하나 이상의 패턴 요소들은, 상기 자기 대칭 타겟 구조물의 상기 단일의 패턴 요소에 의해 규정되는 경계 내에 포함되는 것인, 적어도 하나의 부가 타겟 구조물
을 포함하며,
상기 자기 대칭 타겟 구조물 및 상기 적어도 하나의 부가 타겟 구조물은, 상기 자기 대칭 타겟 구조물 및 상기 적어도 하나의 부가 타겟 구조물의 정렬 시에 공통의 대칭 중심을 공유하도록 구성되며,
상기 자기 대칭 구조물은, 상기 공통의 대칭 중심을 중심으로 한 N도 회전에 대하여 불변이고,
상기 적어도 하나의 부가 타겟 구조물은, 상기 개별적인 대칭 중심을 중심으로 한 M도 회전에 대하여 불변인 것인 장치.
배제 기반 오버레이 계측 타겟으로부터 이미징 오버레이를 측정하는 방법으로서,
샘플 상에 배치된 배제 기반 오버레이 계측 타겟의 하나 이상의 이미지들을 수신하는 단계와,
상기 배제 기반 오버레이 계측 타겟의 자기 대칭 타겟 구조물 주위에 외부 관심 영역을 정의하는 단계와,
상기 배제 기반 오버레이 계측 타겟의 부가 타겟 구조물의 하나 이상의 패턴 요소들 주위에 하나 이상의 내부 관심 영역들을 정의하는 단계와,
상기 배제 기반 오버레이 계측 타겟의 상기 부가 타겟 구조물의 상기 하나 이상의 패턴 요소들에 대응하는 하나 이상의 배제 구역들을 정의하는 단계와,
상기 외부 관심 영역으로부터 상기 하나 이상의 배제 구역들을 제거함으로써 복합 외부 관심 영역을 발생시키는 단계를 포함하는 방법.
제46항에 있어서, 상기 발생된 복합 외부 영역을 사용하여 상기 자기 대칭 타겟 구조물에 대한 하나 이상의 계측 파라미터들을 계산하는 단계를 더 포함하는 방법.
제46항에 있어서, 상기 정의된 하나 이상의 내부 관심 영역들을 사용하여 상기 부가 타겟 구조물에 대한 하나 이상의 계측 파라미터들을 계산하는 단계를 더 포함하는 방법.