KR20170048489A - 메트롤로지 방법, 타겟 및 기판 - Google Patents

Abstract

적어도 제 1 서브-타겟 및 적어도 제 2 서브-타겟을 갖는 회절 측정 타겟이 제공되고, (1) 제 1 및 제 2 서브-타겟들은 각각 주기적 구조체들의 쌍을 포함하며, 제 1 서브-타겟은 제 2 서브-타겟과 상이한 디자인을 갖고, 상이한 디자인은 제 2 서브-타겟 주기적 구조체들과 상이한 피치, 피처 폭, 공간 폭, 및/또는 세그멘테이션을 갖는 제 1 서브-타겟 주기적 구조체들을 포함하거나, (2) 제 1 및 제 2 서브-타겟들은 각각 제 1 층에 제 1 및 제 2 주기적 구조체들을 포함하고, 제 3 주기적 구조체가 제 1 층 아래의 제 2 층에서 제 1 주기적 구조체 밑에 적어도 부분적으로 위치되며, 제 2 층에서 제 2 주기적 구조체 밑에 주기적 구조체가 존재하지 않고, 제 4 주기적 구조체가 제 2 층 아래의 제 3 층에서 제 2 주기적 구조체 밑에 적어도 부분적으로 위치된다. 서브-타겟들 주변에 어시스트 피처를 위치시키는 것을 수반하는 이러한 측정 타겟을 계획하는 방법이 제공되고, 어시스트 피처는 서브-타겟들의 주변에서의 측정된 세기 피크들을 감소시키도록 구성된다.

Description

메트롤로지 방법, 타겟 및 기판{METROLOGY METHOD, TARGET AND SUBSTRATE}

본 출원은 2014년 8월 29일에 출원된 EP 출원 14182962.2, 2014년 12월 11일에 출원된 US 출원 62/090,801, 및 2015년 6월 2일에 출원된 US 출원 62/170,008의 우선권을 주장하며, 이들은 본 명세서에서 전문이 인용 참조된다.

본 발명은, 예를 들어 리소그래피 기술들에 의한 디바이스들의 제조에 사용가능한 메트롤로지를 위한 방법, 장치 및 기판, 그리고 리소그래피 기술을 이용하여 디바이스들을 제조하는 방법에 관한 것이다.

리소그래피 장치는 기판 상으로, 통상적으로는 기판의 타겟부 상으로 원하는 패턴을 적용시키는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조에 사용될 수 있다. 그 경우, 대안적으로 마스크 또는 레티클이라 칭하는 패터닝 디바이스가 IC의 개별 층에 형성될 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼)의 (예를 들어, 다이의 일부분, 한 개 또는 수 개의 다이들을 포함하는) 타겟부 상으로 전사(transfer)될 수 있다. 패턴의 전사는 통상적으로 기판에 제공된 방사선-감응재(레지스트)층 상으로의 이미징(imaging)을 통해 수행된다. 일반적으로, 단일 기판은 연속하여 패터닝되는 인접한 타겟부들의 네트워크를 포함할 것이다. 공지된 리소그래피 장치는, 한번에 타겟부 상으로 전체 패턴을 노광함으로써 각각의 타겟부가 조사(irradiate)되는, 소위 스테퍼들, 및 방사선 빔을 통해 주어진 방향("스캐닝"- 방향)으로 패턴을 스캐닝하는 한편, 이 방향과 평행한 방향(같은 방향으로 평행한 방향) 또는 역-평행 방향(반대 방향으로 평행한 방향)으로 기판을 동기적으로 스캐닝함으로써 각각의 타겟부가 조사되는, 소위 스캐너들을 포함한다. 또한, 기판 상으로 패턴을 임프린트(imprint)함으로써, 패터닝 디바이스로부터 기판으로 패턴을 전사할 수도 있다.

리소그래피 공정을 모니터링하기 위해, 패터닝된 기판의 하나 이상의 파라미터가 측정된다. 파라미터들은, 예를 들어 패터닝된 기판 내에 또는 기판 상에 형성된 연속한 층들 간의 오버레이 오차, 및 현상된 감광성 레지스트의 임계 선폭을 포함할 수 있다. 이 측정은 제품 기판(product substrate)의 타겟 표면 상에서 및/또는 지정된 메트롤로지 타겟(dedicated metrology target)의 형태로 수행될 수 있다. 메트롤로지 타겟들(또는 마크들)은, 예를 들어 수평 및 수직 바아(bar)들의 조합을 포함할 수 있으며, 이는 예를 들어 격자와 같은 주기적 구조체(periodic structure)들을 형성한다.

리소그래피 공정(즉, 통상적으로 레지스트 현상, 에칭 등과 같은 하나 이상의 연계된 공정 단계들을 포함할 수 있는 리소그래피 노광을 수반하는 디바이스 또는 다른 구조체를 현상하는 공정)에서는, 예를 들어 공정 제어 및 검증을 위해, 생성된 구조체들의 측정을 자주 수행하는 것이 바람직하다. 주사 전자 현미경(scanning electron microscope) - 흔히 임계 치수(CD)를 측정하는 데 사용됨 - 을 포함하여, 이러한 측정들을 수행하기 위한 다양한 툴들이 알려져 있으며, 오버레이, 즉 디바이스에서 2 개의 층들의 정렬 정확성을 측정하기 위한 전문 툴들이 알려져 있다. 최근, 리소그래피 분야에서 사용하기 위해 다양한 형태의 스캐터로미터(scatterometer)들이 개발되었다. 이러한 디바이스들은 타겟 상으로 방사선 빔을 지향시키고, 산란된 방사선의 하나 이상의 특성 - 예를 들어, 파장의 함수로서 단일 반사 각도에서의 세기; 반사된 각도의 함수로서 하나 이상의 파장들에서의 세기; 또는 반사된 각도의 함수로서 편광 - 을 측정하여 "스펙트럼"을 얻으며, 이 스펙트럼으로부터 타겟의 관심 특성(property of interest)이 결정될 수 있다. 관심 특성의 결정은, 다양한 기술들: 예를 들어, 주성분분석(principal component analysis); 라이브러리 검색; 유한 요소법(finite element method) 또는 RCWA(rigorous coupled wave analysis)와 같은 반복적 접근들에 의한 타겟 구조체의 재구성에 의해 수행될 수 있다.

스루풋(throughput), 유연성(flexibility) 및/또는 정확성이 개선될 수 있는, 타겟을 이용하는 메트롤로지 방법 및 장치를 제공하는 것이 바람직하다. 또한, 이로 제한되는 것은 아니지만, 이것이 다크-필드 이미지-기반 기술(dark-field image-based technique)로 판독(read out)될 수 있는 작은 타겟 구조체들에 적용될 수 있는 경우, 이는 큰 장점을 가질 것이다.

일 실시예에서, 리소그래피 공정의 파라미터를 측정하는 방법이 제공되고, 본 방법은: 방사선으로 기판 상의 회절 측정 타겟을 조명하는 단계 - 측정 타겟은 적어도 제 1 서브-타겟(sub-target) 및 적어도 제 2 서브-타겟을 포함하고, 제 1 및 제 2 서브-타겟들은 각각 주기적 구조체들의 쌍을 포함하며, 제 1 서브-타겟은 제 2 서브-타겟과 상이한 디자인을 갖고, 상이한 디자인은 제 2 서브-타겟 주기적 구조체들과 상이한 피치(pitch), 피처 폭(feature width), 공간 폭, 및/또는 세그멘테이션(segmentation)을 갖는 제 1 서브-타겟 주기적 구조체들을 포함함 -; 및 적어도 제 1 및 제 2 서브-타겟들에 의해 산란된 방사선을 검출하여, 그 타겟에 대해 리소그래피 공정의 파라미터를 나타내는 측정을 얻는 단계를 포함한다.

일 실시예에서, 회절 측정 타겟을 갖는 기판이 제공되고, 측정 타겟은 적어도 제 1 서브-타겟 및 적어도 제 2 서브-타겟을 포함하고, 제 1 및 제 2 서브-타겟들은 각각 주기적 구조체들의 쌍을 포함하며, 제 1 서브-타겟은 제 2 서브-타겟과 상이한 디자인을 갖고, 상이한 디자인은 제 2 서브-타겟 주기적 구조체들과 상이한 피치, 피처 폭, 공간 폭, 및/또는 세그멘테이션을 갖는 제 1 서브-타겟 주기적 구조체들을 포함한다.

일 실시예에서, 리소그래피 공정의 파라미터를 측정하는 방법이 제공되고, 본 방법은: 방사선으로 기판 상의 회절 측정 타겟을 조명하는 단계 - 측정 타겟은 제 1 층에 적어도 제 1 서브-타겟 및 적어도 제 2 서브-타겟을 포함하고, 제 1 서브-타겟은 제 1 주기적 구조체를 포함하며, 제 2 서브-타겟은 제 2 주기적 구조체를 포함하고, 제 3 주기적 구조체가 제 1 층 아래의 상이한 제 2 층에서 제 1 주기적 구조체 밑에 적어도 부분적으로 위치되며, 제 2 층에서 제 2 주기적 구조체 밑에 주기적 구조체가 존재하지 않으며, 제 4 주기적 구조체가 제 2 층 아래의 상이한 제 3 층에서 제 2 주기적 구조체 밑에 적어도 부분적으로 위치됨 -; 및 적어도 제 1 내지 제 4 주기적 구조체들에 의해 산란된 방사선을 검출하여, 그 타겟에 대해 리소그래피 공정의 파라미터를 나타내는 측정을 얻는 단계를 포함한다.

일 실시예에서, 회절 측정 타겟을 갖는 기판이 제공되고, 측정 타겟은 적어도 제 1 서브-타겟 및 적어도 제 2 서브-타겟을 포함하고, 제 1 서브-타겟은 제 1 주기적 구조체를 포함하며, 제 2 서브-타겟은 제 2 주기적 구조체를 포함하고, 제 3 주기적 구조체가 제 1 층 아래의 상이한 제 2 층에서 제 1 주기적 구조체 밑에 적어도 부분적으로 위치되며, 제 2 층에서 제 2 주기적 구조체 밑에 주기적 구조체가 존재하지 않으며, 제 4 주기적 구조체가 제 2 층 아래의 상이한 제 3 층에서 제 2 주기적 구조체 밑에 적어도 부분적으로 위치된다.

일 실시예에서, 리소그래피 공정의 파라미터를 측정하는 방법이 제공되고, 본 방법은: 방사선으로 기판 상의 회절 측정 타겟을 조명하는 단계 - 측정 타겟은 적어도 제 1 서브-타겟 및 적어도 제 2 서브-타겟을 포함하고, 제 1 및 제 2 서브-타겟들은 각각 제 1 방향으로 연장되는 피처들을 갖는 제 1 쌍의 주기적 구조체들, 및 상이한 제 2 방향으로 연장되는 피처들을 갖는 제 2 쌍의 주기적 구조체들을 포함하며, 제 1 서브-타겟은 제 2 서브-타겟과 상이한 디자인을 가짐 -; 및 적어도 제 1 및 제 2 서브-타겟들에 의해 산란된 방사선을 검출하여, 그 타겟에 대해 리소그래피 공정의 파라미터를 나타내는 측정을 얻는 단계를 포함한다.

일 실시예에서, 회절 측정 타겟을 갖는 기판이 제공되고, 측정 타겟은 적어도 제 1 서브-타겟 및 적어도 제 2 서브-타겟을 포함하고, 제 1 및 제 2 서브-타겟들은 각각 제 1 방향으로 연장되는 피처들을 갖는 제 1 쌍의 주기적 구조체들, 및 상이한 제 2 방향으로 연장되는 피처들을 갖는 제 2 쌍의 주기적 구조체들을 포함하며, 제 1 서브-타겟은 제 2 서브-타겟과 상이한 디자인을 갖는다.

일 실시예에서, 리소그래피 공정의 파라미터를 측정하는 방법이 제공되고, 본 방법은: 방사선으로 기판 상의 회절 측정 타겟을 조명하는 단계 - 측정 타겟은 적어도 제 1 서브-타겟 및 적어도 제 2 서브-타겟을 포함하고, 제 1 및 제 2 서브-타겟들은 각각 제 1 방향으로 연장되는 피처들을 갖는 제 1 쌍의 주기적 구조체들, 및 상이한 제 2 방향으로 연장되는 피처들을 갖는 제 2 쌍의 주기적 구조체들을 포함하며, 제 1 및 제 2 서브-타겟들의 주기적 구조체들의 각각의 적어도 일부분은 기판 상에서 1000 ㎛² 이하의 접경 영역(contiguous area) 내에 있음 -; 및 적어도 제 1 및 제 2 서브-타겟들에 의해 산란된 방사선을 검출하여, 그 타겟에 대해 리소그래피 공정의 파라미터를 나타내는 측정을 얻는 단계를 포함한다.

일 실시예에서, 회절 측정 타겟을 갖는 기판이 제공되고, 측정 타겟은 적어도 제 1 서브-타겟 및 적어도 제 2 서브-타겟을 포함하고, 제 1 및 제 2 서브-타겟들은 각각 제 1 방향으로 연장되는 피처들을 갖는 제 1 쌍의 주기적 구조체들, 및 상이한 제 2 방향으로 연장되는 피처들을 갖는 제 2 쌍의 주기적 구조체들을 포함하며, 제 1 및 제 2 서브-타겟들의 주기적 구조체들의 각각의 적어도 일부분은 기판 상에서 1000 ㎛² 이하의 접경 영역 내에 있다.

일 실시예에서, 메트롤로지 타겟 디자인 방법이 제공되고, 본 방법은: 복수의 서브-타겟들을 갖는 회절 메트롤로지 타겟의 디자인을 위한 표시(indication)를 수용하는 단계 - 각각의 서브-타겟은 제 1 방향으로 연장되는 피처들을 갖는 제 1 쌍의 주기적 구조체들, 및 상이한 제 2 방향으로 연장되는 피처들을 갖는 제 2 쌍의 주기적 구조체들을 포함함 -; 회절 메트롤로지 타겟의 영역, 치수 또는 둘 모두에 대한 제약을 수용하는 단계; 및 프로세서에 의해, 적어도 제약에 기초하여 회절 메트롤로지 타겟의 디자인을 선택하는 단계를 포함한다.

일 실시예에서, 적어도 제 1 서브-타겟 및 적어도 제 2 서브-타겟을 포함하는 회절 측정 타겟이 제공되고, 제 1 및 제 2 서브-타겟들은 각각 주기적 구조체들의 쌍을 포함하며, 제 1 서브-타겟은 제 2 서브-타겟과 상이한 디자인을 갖고, 상이한 디자인은 제 2 서브-타겟 주기적 구조체들과 상이한 피치, 피처 폭, 공간 폭, 및/또는 세그멘테이션을 갖는 제 1 서브-타겟 주기적 구조체들을 포함한다.

일 실시예에서, 기판 상에 놓일 때 제 1 층에 있는 적어도 제 1 서브-타겟 및 적어도 제 2 서브-타겟을 포함하는 회절 측정 타겟이 제공되고, 제 1 서브-타겟은 제 1 주기적 구조체를 포함하고, 제 2 서브-타겟은 제 2 주기적 구조체를 포함하며, 기판 상에 놓일 때 제 1 층 아래의 상이한 제 2 층에서 제 1 주기적 구조체 밑에 적어도 부분적으로 위치되는 제 3 주기적 구조체를 포함하며 - 제 2 층에서 제 2 주기적 구조체 밑에 주기적 구조체가 존재하지 않음 -, 기판 상에 놓일 때 제 2 층 아래의 상이한 제 3 층에서 제 2 주기적 구조체 밑에 적어도 부분적으로 위치되는 제 4 주기적 구조체를 포함한다.

일 실시예에서, 적어도 제 1 서브-타겟 및 적어도 제 2 서브-타겟을 포함하는 회절 측정 타겟이 제공되고, 제 1 및 제 2 서브-타겟들은 각각 제 1 방향으로 연장되는 피처들을 갖는 제 1 쌍의 주기적 구조체들, 및 상이한 제 2 방향으로 연장되는 피처들을 갖는 제 2 쌍의 주기적 구조체들을 포함하며, 제 1 서브-타겟은 제 2 서브타겟과 상이한 디자인을 갖는다.

일 실시예에서, 적어도 제 1 서브-타겟 및 적어도 제 2 서브-타겟을 포함하는 회절 측정 타겟이 제공되고, 제 1 및 제 2 서브-타겟들은 각각 제 1 방향으로 연장되는 피처들을 갖는 제 1 쌍의 주기적 구조체들, 및 상이한 제 2 방향으로 연장되는 피처들을 갖는 제 2 쌍의 주기적 구조체들을 포함하며, 제 1 및 제 2 서브-타겟들의 주기적 구조체들의 각각의 적어도 일부분은 기판 상에서 1000 ㎛² 이하의 접경 영역 내에 있다.

일 실시예에서, 방사선으로 기판 상의 회절 측정 타겟을 조명하는 단계를 포함하는 방법이 제공되고, 측정 타겟은 적어도 제 1 서브-타겟, 제 2 서브-타겟 및 제 3 서브-타겟을 포함하고, 제 1, 제 2 및 제 3 서브-타겟들은 디자인이 상이하다.

일 실시예에서, 적어도 제 1 서브-타겟, 제 2 서브-타겟 및 제 3 서브-타겟을 포함하는 회절 메트롤로지 타겟이 제공되고, 제 1, 제 2 및 제 3 서브-타겟들은 디자인이 상이하다.

일 실시예에서, 2 개의 층들 간의 오버레이를 측정하는 단계를 포함하는 방법이 제공되고, 본 방법은: 방사선으로 2 개의 층들의 각각에 타겟의 일부분을 갖는 기판 상의 회절 측정 타겟을 조명하는 단계를 포함하고, 2 개의 층들은 적어도 하나의 다른 층에 의해 분리된다.

일 실시예에서, 회절 측정 타겟의 배열(arrangement)을 계획(devise)하는 방법이 제공되고, 타겟은 복수의 서브-타겟들을 포함하고, 각각의 서브-타겟은 복수의 주기적 구조체들을 포함하며, 각각의 서브-타겟은 상이한 층-쌍(layer-pair)을 측정하거나 상이한 공정 스택(process stack)에 대해 측정하도록 디자인되고, 본 방법은: 타겟 영역 내에 서브-타겟들의 주기적 구조체들을 위치시키는 단계; 및 서브-타겟들의 주변(periphery)에 어시스트 피처(assist feature)를 위치시키는 단계를 포함하고, 어시스트 피처는 서브-타겟들의 주변에서의 측정된 세기 피크를 감소시키도록 구성된다.

일 실시예에서, 회절 측정 타겟이 제공되고, 이는 타겟의 타겟 영역 내의 복수의 서브-타겟들 - 각각의 서브-타겟은 복수의 주기적 구조체들을 포함하고, 각각의 서브-타겟은 상이한 층-쌍을 측정하거나 상이한 공정 스택에 대해 측정하도록 디자인됨 -; 및 서브-타겟들 주변의 어시스트 피처를 포함하고, 어시스트 피처는 서브-타겟들 주변에서의 측정된 세기 피크를 감소시키도록 구성된다.

일 실시예에서, 리소그래피 공정을 이용하여 디바이스 패턴이 일련의 기판들에 적용되는 디바이스 제조 방법이 제공되고, 본 방법은: 적어도 본 명세서에 설명된 방법을 이용하여 기판들 중 적어도 하나의 디바이스 패턴 옆의(beside) 또는 이의 일부분으로서 형성된 회절 측정 타겟을 검사하는 단계, 및 본 방법의 결과에 따라 이후의 기판들에 대해 리소그래피 공정을 제어하는 단계를 포함한다.

일 실시예에서, 본 명세서에 설명된 바와 같은 회절 측정 타겟을 적어도 부분적으로 형성하도록 구성되는 패터닝 디바이스가 제공된다.

일 실시예에서, 프로세서가 본 명세서에 설명된 바와 같은 방법을 수행하게 하도록 기계-판독가능한 명령어들을 포함하는 비-일시적 컴퓨터 프로그램 제품(non-transitory computer program product)이 제공된다.

일 실시예에서, 프로세서가 본 명세서에 설명된 바와 같은 방법을 수행하게 하도록 기계-판독가능한 명령어들을 포함하는 비-일시적 컴퓨터 프로그램 제품이 제공된다.

일 실시예에서, 본 명세서에서 설명된 바와 같은 타겟을 정의하는 데이터 또는 기계-판독가능한 명령어들을 포함하는 비-일시적 컴퓨터 프로그램 제품이 제공된다.

일 실시예에서, 본 명세서에서 설명된 바와 같은 타겟을 포함하는 기판이 제공된다.

일 실시예에서, 기판 상의 회절 측정 타겟에 빔을 제공하고, 타겟에 의해 회절된 방사선을 검출하여 리소그래피 공정의 파라미터를 결정하도록 구성되는 검사 장치; 및 본 명세서에서 설명된 바와 같은 비-일시적 컴퓨터 프로그램 제품을 포함하는 시스템이 제공된다.

첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 다양한 실시예들의 구조 및 작동뿐만 아니라, 본 발명의 특징들 및/또는 장점들이 아래에 자세히 설명된다. 본 발명은 여기에 설명된 특정 실시예들로 제한되지 않음을 유의한다. 이러한 실시예들은 본 명세서에서 단지 예시의 목적으로만 제시된다. 관련 기술분야(들)의 당업자라면, 본 명세서에 담긴 교시에 기초하여 추가 실시예들을 명백히 알 것이다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여, 단지 예시의 방식으로만 본 발명의 실시예들을 설명할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 도시한 도면;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 셀 또는 클러스터(lithographic cell or cluster)를 도시한 도면;
도 3a는 특정 조명 모드들을 제공하는 제 1 쌍의 조명 어퍼처들을 이용하는 본 발명의 실시예들에 따른 타겟들을 측정하는 데 사용하기 위한 다크 필드 스캐터로미터의 개략도;
도 3b는 주어진 조명 방향에 대한 타겟 주기적 구조체의 회절 스펙트럼의 개략적 상세도;
도 3c는 회절 기반 오버레이 측정들에 대해 스캐터로미터를 이용하는 데 있어 추가 조명 모드들을 제공하는 제 2 쌍의 조명 어퍼처들;
도 3d는 회절 기반 오버레이 측정들에 대해 스캐터로미터를 이용하는 데 있어 추가 조명 모드들을 제공하는 제 1 및 제 2 쌍의 어퍼처들을 조합한 제 3 쌍의 조명 어퍼처들의 개략도;
도 4는 기판 상의 측정 스폿의 윤곽(outline) 및 다중 주기적 구조체(예를 들어, 격자)의 형태를 도시한 도면;
도 5는 도 3의 장치에서 얻어진 도 4의 타겟의 이미지를 도시한 도면;
도 6은 본 발명의 실시예들에 적응가능하고(adaptable), 도 3의 장치를 이용하는 오버레이 측정 방법의 단계들을 나타낸 흐름도;
도 7a 내지 도 7c는 약 0의 상이한 오버레이 값들을 갖는 오버레이 주기적 구조체들의 개략적 단면도;
도 8은 이상적인 타겟 구조체의 오버레이 측정의 원리들을 예시한 도면;
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(extended operating range metrology target)을 예시한 도면;
도 10은 공정 스택 변동(process stack variation)을 고려한 본 발명의 일 실시예에 따른 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟의 이용을 예시한 도면;
도 11은 다층 오버레이 측정을 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟의 이용을 예시한 도면;
도 12a 내지 도 12e는 본 발명의 일 실시예에 따른 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟의 변동을 예시한 도면;
도 13a는 비-최적화된 타겟 레이아웃의 일 예시를 도시한 도면;
도 13b는 도 13a의 타겟 레이아웃의 결과적인 다크 필드 이미지를 도시한 도면;
도 14a 내지 도 14f는 비-최적화된 타겟 레이아웃 및 본 발명의 일 실시예에 따른 타겟 레이아웃, 및 상이한 측정 방사선 파장들을 이용하는 이러한 타겟들의 예상되는 결과적인 다크 필드 이미지들의 예시를 나타낸 도면;
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 타겟의 부분 단면도;
도 16a는 비-최적화된 타겟 레이아웃의 일 예시를 나타낸 도면;
도 16b는 본 발명의 일 실시예에 따른 타겟 레이아웃의 일 예시를 나타낸 도면;
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 타겟 배열을 계획하는 방법의 흐름도;
도 18a 내지 도 18f는 타겟 배열을 계획하기 위해 수행되는 도 17에 도시된 방법의 일 실시예를 예시한 도면;
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟을 디자인하는 시스템을 개략적으로 도시한 도면;
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟을 디자인하는 공정을 예시한 흐름도;
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 메트롤로지, 디자인 및/또는 생산 공정들을 제어하기 위한 기초로서, 또한 성능을 모니터링하기 위해 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟이 사용되는 공정을 예시한 흐름도;
도 22a 내지 도 22c는 본 발명의 일 실시예에 따른 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟을 예시한 도면;
도 23a 내지 도 23c는 본 발명의 일 실시예에 따른 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟을 예시한 도면;
도 24a 내지 도 24c는 본 발명의 일 실시예에 따른 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟을 예시한 도면;
도 25a 내지 도 25c는 본 발명의 일 실시예에 따른 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟을 예시한 도면; 및
도 26a 내지 도 26e는 본 발명의 일 실시예에 따른 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟을 예시한 도면이다.

실시예들을 더 상세히 설명하기 전에, 실시예들이 구현될 수 있는 예시적인 환경을 제시하는 것이 유익하다.

도 1은 리소그래피 장치(LA)를 개략적으로 도시한다. 장치는 방사선 빔(B)(예를 들어, UV 방사선 또는 DUV 방사선)을 컨디셔닝하도록 구성된 조명 시스템(일루미네이터)(IL); 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 지지하도록 구성되고, 소정 파라미터들에 따라 패터닝 디바이스를 정확히 위치시키도록 구성된 제 1 위치설정기(PM)에 연결된 패터닝 디바이스 지지체 또는 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT); 기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 유지하도록 구성되고, 소정 파라미터들에 따라 기판을 정확히 위치시키도록 구성된 제 2 위치설정기(PW)에 연결된 기판 테이블(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT); 및 기판(W)의 타겟부(C)(예를 들어, 하나 이상의 다이를 포함함) 상으로 패터닝 디바이스(MA)에 의하여 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 투영하도록 구성된 투영 시스템(예를 들어, 굴절 투영 렌즈 시스템)(PS)을 포함한다.

조명 시스템은 방사선을 지향, 성형 또는 제어하기 위하여, 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기 또는 다른 타입의 광학 구성요소들, 또는 이의 여하한의 조합과 같은 다양한 타입의 광학 구성요소를 포함할 수 있다.

패터닝 디바이스 지지체는 패터닝 디바이스의 방위, 리소그래피 장치의 디자인, 및 예를 들어 패터닝 디바이스가 진공 환경에서 유지되는지의 여부와 같은 다른 조건들에 의존하는 방식으로 패터닝 디바이스를 유지한다. 패터닝 디바이스 지지체는 패터닝 디바이스를 유지하기 위해 기계적, 진공, 정전기, 또는 다른 클램핑 기술들을 이용할 수 있다. 패터닝 디바이스 지지체는, 예를 들어 필요에 따라 고정되거나 이동가능할 수 있는 프레임 또는 테이블일 수 있다. 패터닝 디바이스 지지체는, 패터닝 디바이스가 예를 들어 투영 시스템에 대해 원하는 위치에 있을 것을 보장할 수 있다. 본 명세서의 "레티클" 또는 "마스크"라는 용어의 어떠한 사용도 "패터닝 디바이스"라는 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 "패터닝 디바이스"라는 용어는, 기판의 타겟부에 패턴을 생성하기 위해서, 방사선 빔의 단면에 패턴을 부여하는 데 사용될 수 있는 여하한의 디바이스를 언급하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 방사선 빔에 부여된 패턴은, 예를 들어 패턴이 위상-시프팅 피처(phase-shifting feature) 또는 소위 어시스트 피처(assist feature)들을 포함하는 경우, 기판의 타겟부의 원하는 패턴에 정확히 대응하지 않을 수도 있다는 것을 유의하여야 한다. 일반적으로, 방사선 빔에 부여된 패턴은 집적 회로와 같이 타겟부에 생성될 디바이스 내의 특정 기능 층에 대응할 것이다.

패터닝 디바이스는 투과형 또는 반사형일 수 있다. 패터닝 디바이스의 예로는 마스크, 프로그램가능한 거울 어레이, 및 프로그램가능한 LCD 패널들을 포함한다. 마스크는 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 바이너리(binary)형, 교번 위상-시프트형 및 감쇠 위상-시프트형과 같은 마스크 타입뿐만 아니라, 다양한 하이브리드(hybrid) 마스크 타입들을 포함한다. 프로그램가능한 거울 어레이의 일 예시는 작은 거울들의 매트릭스 구성을 채택하며, 그 각각은 입사하는 방사선 빔을 상이한 방향으로 반사시키도록 개별적으로 기울어질 수 있다. 기울어진 거울들은 거울 매트릭스에 의해 반사되는 방사선 빔에 패턴을 부여한다.

본 명세서에 도시된 바와 같이, 장치는 (예를 들어, 투과 마스크를 채택하는) 투과형으로 구성된다. 대안적으로, 장치는 (예를 들어, 앞서 언급된 것과 같은 타입의 프로그램가능한 거울 어레이를 채택하거나, 반사 마스크를 채택하는) 반사형으로 구성될 수 있다.

또한, 리소그래피 장치는 투영 시스템과 기판 사이의 공간을 채우기 위해서, 기판의 적어도 일부분이 비교적 높은 굴절률을 갖는 액체, 예컨대 물로 덮일 수 있는 형태로도 구성될 수 있다. 또한, 침지 액체는 리소그래피 장치 내의 다른 공간들, 예를 들어 마스크와 투영 시스템 사이에도 적용될 수 있다. 침지 기술은 투영 시스템의 개구수(numerical aperture)를 증가시키기 위한 기술로 잘 알려져 있다. 본 명세서에서 사용되는 "침지"라는 용어는 기판과 같은 구조체가 액체에 잠겨야 함을 의미하는 것이라기보다는, 노광시 액체가 예를 들어 투영 시스템과 기판 사이에 놓이기만 하면 된다는 것을 의미한다.

도 1을 참조하면, 일루미네이터(IL)는 방사선 소스(SO)로부터 방사선 빔을 수용한다. 예를 들어, 소스가 엑시머 레이저인 경우, 소스 및 리소그래피 장치는 별도의 개체일 수 있다. 이러한 경우, 소스는 리소그래피 장치의 일부분을 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 방사선 빔은 예를 들어 적절한 지향 거울 및/또는 빔 익스팬더(beam expander)를 포함하는 빔 전달 시스템(BD)의 도움으로, 소스(SO)로부터 일루미네이터(IL)로 통과된다. 다른 경우, 예를 들어 소스가 수은 램프인 경우, 소스는 리소그래피 장치의 통합부일 수 있다. 소스(SO) 및 일루미네이터(IL)는, 필요에 따라 빔 전달 시스템(BD)과 함께 방사선 시스템이라고 칭해질 수 있다.

일루미네이터(IL)는 방사선 빔의 각도 세기 분포를 조정하기 위한 조정기(AD)를 포함할 수 있다. 일반적으로, 일루미네이터의 퓨필 평면의 세기 분포의 적어도 외반경 및/또는 내반경 크기(통상적으로, 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)가 조정될 수 있다. 또한, 일루미네이터(IL)는 인티그레이터(integrator: IN) 및 콘덴서(condenser: CO)와 같이, 다양한 다른 구성요소들을 포함할 수도 있다. 일루미네이터는 방사선 빔의 단면에 원하는 균일성(uniformity) 및 세기 분포를 갖기 위해, 방사선 빔을 컨디셔닝하는 데 사용될 수 있다.

방사선 빔(B)은 패터닝 디바이스 지지체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT)에 유지되어 있는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)에 입사되며, 패터닝 디바이스에 의해 패터닝된다. 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 가로질렀으면, 방사선 빔(B)은 투영 시스템(PS)을 통과하여 기판(W)의 타겟부(C) 상으로 빔을 포커스한다. 제 2 위치설정기(PW) 및 위치 센서(IF)[예를 들어, 간섭계 디바이스(interferometric device), 리니어 인코더(linear encoder), 2-D 인코더 또는 용량성 센서(capacitive sensor)]의 도움으로, 기판 테이블(WT)은 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로에 상이한 타겟부(C)들을 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 위치설정기(PM) 및 또 다른 위치 센서(도 1에 명확히 도시되지 않음)는, 예를 들어 마스크 라이브러리(mask library)로부터의 기계적인 회수 후에, 또는 스캔하는 동안, 방사선 빔(B)의 경로에 대해 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 정확히 위치시키는 데 사용될 수 있다.

패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마크들(M₁, M₂) 및 기판 정렬 마크들(P₁, P₂)을 이용하여 정렬될 수 있다. 비록, 예시된 기판 정렬 마크들은 지정된(dedicated) 타겟부들을 차지하고 있지만, 그것들은 타겟부들 사이의 공간들에 위치될 수도 있다[이들은 스크라이브-레인 정렬 마크들로 알려져 있다]. 이와 유사하게, 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)에 하나 이상의 다이가 제공되는 상황들에서, 마스크 정렬 마크들은 다이들 사이에 위치될 수 있다. 또한, 디바이스 피처들 사이에서 다이들 내에 작은 정렬 마커들이 포함될 수 있으며, 이 경우 마커들이 가능한 한 작아, 인접한 피처들과 상이한 어떠한 이미징 또는 공정 조건들도 요구하지 않는 것이 바람직하다. 정렬 마커들을 검출할 수 있는 정렬 시스템의 일 실시예가 아래에 더 자세히 설명된다.

도시된 장치는 다음 모드들 중 적어도 하나에서 사용될 수 있다:

1. 스텝 모드에서, 패터닝 디바이스 지지체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 및 기판 테이블(WTa)은 본질적으로 정지 상태로 유지되는 한편, 방사선 빔에 부여되는 전체 패턴은 한번에 타겟부(C) 상에 투영된다[즉, 단일 정적 노광(single static exposure)]. 그 후, 기판 테이블(WTa)은 상이한 타겟부(C)가 노광될 수 있도록 X 및/또는 Y 방향으로 시프트된다. 스텝 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 정적 노광시에 이미징되는 타겟부(C)의 크기를 제한한다.

2. 스캔 모드에서, 패터닝 디바이스 지지체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT) 및 기판 테이블(WTa)은 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안에 동기적으로 스캐닝된다[즉, 단일 동적 노광(single dynamic exposure)]. 패터닝 디바이스 지지체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT)에 대한 기판 테이블(WTa)의 속도 및 방향은 투영 시스템(PS)의 확대(축소) 및 이미지 반전 특성에 의하여 결정될 수 있다. 스캔 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 동적 노광시 타겟부의 (스캐닝 되지 않는 방향으로의) 폭을 제한하는 반면, 스캐닝 동작의 길이는 타겟부의 (스캐닝 방향으로의) 높이를 결정한다.

3. 또 다른 모드에서, 패터닝 디바이스 지지체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT)는 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 유지하여 본질적으로 정지된 상태로 유지되며, 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C) 상에 투영되는 동안, 기판 테이블(WTa)이 이동되거나 스캐닝된다. 이 모드에서는, 일반적으로 펄스화된 방사선 소스(pulsed radiation source)가 채택되며, 프로그램가능한 패터닝 디바이스는 기판 테이블(WTa)의 매 이동 후, 또는 스캔 중에 계속되는 방사선 펄스 사이사이에 필요에 따라 업데이트된다. 이 작동 모드는 앞서 언급된 바와 같은 타입의 프로그램가능한 거울 어레이와 같은 프로그램가능한 패터닝 디바이스를 이용하는 마스크없는 리소그래피(maskless lithography)에 용이하게 적용될 수 있다.

또한, 상술된 사용 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 완전히 다른 사용 모드들이 채택될 수도 있다.

리소그래피 장치(LA)는 적어도 2 개의 테이블들(WTa, WTb)(예를 들어, 2 개의 기판 테이블들), 그리고 테이블들 중 적어도 하나가 교체될 수 있는 적어도 2 개의 스테이션들 - 노광 스테이션 및 측정 스테이션 - 을 갖는, 소위 듀얼 스테이지 타입(dual stage type)으로 구성된다. 예를 들어, 하나의 테이블 상의 기판이 노광 스테이션에서 노광되는 동안, 다른 기판이 측정 스테이션에서 다른 기판 테이블 상으로 로딩될 수 있고, 다양한 준비 단계들이 수행될 수 있다. 준비 단계들은 레벨 센서(LS)를 이용하여 기판의 표면 제어를 매핑(mapping)하는 단계, 및 정렬 센서(AS)를 이용하여 기판의 정렬 마커들의 위치를 측정하는 단계를 포함할 수 있고, 두 센서들은 기준 프레임(RF)에 의해 지지된다. 테이블이 측정 스테이션 및 노광 스테이션에 있는 동안 위치 센서(IF)가 테이블의 위치를 측정할 수 없는 경우, 테이블의 위치들이 두 스테이션들에서 추적(track)될 수 있도록 제 2 위치 센서가 제공될 수 있다. 또 다른 예시에서, 하나의 테이블 상의 기판이 노광 스테이션에서 노광되는 동안, 기판을 갖지 않은 또 다른 테이블이 측정 스테이션에서 대기한다(이때, 선택적으로 측정 활동이 이루어질 수 있음). 이 다른 테이블은 하나 이상의 측정 디바이스를 가지며, 선택적으로 다른 툴들(예를 들어, 세정 장치)를 가질 수 있다. 기판이 노광을 완료했으면, 기판을 갖지 않은 테이블이 노광 스테이션으로 이동하여, 예를 들어 측정들을 수행하고, 기판을 갖은 테이블은 일 위치(예를 들어, 측정 스테이션)으로 이동하며, 이때 기판이 언로딩되고 다른 기판이 로딩된다. 이러한 다수-테이블 구성들은 장치의 스루풋(throughput)의 실질적인 증가를 가능하게 한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 리소그래피 장치(LA)는 때때로 리소셀 또는 클러스터라고도 칭하는 리소그래피 셀(LC)의 일부분을 형성하며, 이는 기판에 전- 및 후-노광 공정들(pre- and post-exposure processes)을 수행하기 위한 장치를 포함한다. 통상적으로, 이들은 레지스트 층을 증착시키는 하나 이상의 스핀 코터(spin coater: SC), 노광된 레지스트를 현상하는 하나 이상의 디벨로퍼(developer: DE), 하나 이상의 칠 플레이트(chill plate: CH) 및 하나 이상의 베이크 플레이트(bake plate: BK)를 포함한다. 기판 핸들러 또는 로봇(RO)은 입력/출력 포트들(I/O1, I/O2)로부터 기판을 집어올리고, 기판을 상이한 공정 디바이스들 사이로 이동시키며, 리소그래피 장치의 로딩 베이(loading bay: LB)로 기판을 전달한다. 흔히, 집합적으로 트랙이라고도 하는 이러한 디바이스들은 리소그래피 제어 유닛(LACU)을 통해 리소그래피 장치를 제어하는 감독 제어 시스템(SCS)에 의해 자체적으로 제어되는 트랙 제어 유닛(TCU)의 제어를 받는다. 따라서, 스루풋과 처리 효율을 최대화하기 위해 상이한 장치가 작동될 수 있다.

리소그래피 장치에 의해 노광되는 기판이 올바르고 일관성있게(consistently) 노광되기 위해서는, 후속 층들 간의 오버레이 오차, 라인 두께, 임계 치수(CD) 등과 같은 하나 이상의 특성을 측정하도록 노광된 기판을 검사하는 것이 바람직하다. 오차가 검출된 경우, 특히 검사가 동일한 로트(lot)/뱃치(batch)의 다른 기판이 여전히 노광되도록 충분히 빠르게 행해질 수 있다면, 하나 이상의 후속 기판들의 노광에 대해 조정이 수행될 수 있다. 또한, (수율을 개선하기 위해) 이미 노광된 기판이 벗겨지고 재가공되거나 폐기될 수 있음에 따라, 결함이 있다고 알려진 기판에 노광을 수행하지 않는다. 기판의 몇몇 타겟부들에만 결함이 있는 경우, 양호한 타겟부들에만 추가 노광이 수행될 수 있다. 또 다른 가능성은 오차를 보상하기 위해 후속 공정 단계의 설정을 알맞게 맞추는(adapt) 것이며, 예를 들어, 리소그래피 공정 단계로 인해 발생하는 기판-대-기판 CD 변동을 보상하기 위해 트림 에칭 단계(trim etch step)의 시간이 조정될 수 있다.

기판의 하나 이상의 특성을 결정하고, 특히 상이한 기판들 또는 동일한 기판의 상이한 층들의 하나 이상의 특성이 기판에 걸쳐 및/또는 층에서 층으로 어떻게 변하는지를 결정하기 위해, 검사 장치가 사용된다. 검사 장치는 리소그래피 장치(LA) 또는 리소셀(LC) 안으로 통합될 수 있거나, 독립형 디바이스(stand-alone device)일 수 있다. 가장 신속한 측정을 가능하게 하기 위하여, 검사 장치는 노광 직후에 노광된 레지스트 층의 하나 이상의 특성을 측정하는 것이 바람직하다. 하지만, 레지스트의 잠상(latent image)은 매우 낮은 콘트라스트(contrast)를 갖고 - 방사선에 노출된 레지스트 부분과 방사선에 노출되지 않은 레지스트 부분 사이에는 매우 작은 굴절률 차이만이 존재함 -, 모든 검사 장치가 잠상의 유용한 측정을 행할 만큼 충분한 민감도를 갖는 것은 아니다. 그러므로, 통상적으로 노광된 기판에 수행되는 제 1 단계인 후-노광 베이크(PEB) 단계 이후에 측정들이 행해질 수 있으며, 이는 레지스트의 노광된 부분과 노광되지 않은 부분 사이의 콘트라스트를 증가시킨다. 이 단계에서, 레지스트의 이미지는 반-잠상(semi-latent)이라고 칭해질 수 있다. 또한, - 레지스트의 노광된 또는 노광되지 않은 부분들이 제거된 시점에 - 또는 에칭과 같은 패턴 전사 단계 후에, 현상된 레지스트 이미지의 측정을 수행할 수도 있다. 후자의 가능성은 결함이 있는 기판의 재작업 가능성을 제한하지만, 예를 들어 공정 제어를 위해, 여전히 유용한 정보를 제공할 수 있다.

종래의 스캐터로미터(scatterometer)에 의해 사용되는 타겟은 비교적 큰, 예를 들어 40 ㎛ x 40 ㎛의 주기적 구조체(예를 들어, 격자) 레이아웃을 포함한다. 그 경우, 측정 빔은 흔히 주기적 구조체 레이아웃보다 작은 스폿 크기(spot size)를 갖는다[즉, 주기적 구조체 레이아웃이 언더필된다(underfilled)]. 이것이 무한한 것으로서 간주될 수 있는 타겟의 수학적 재구성을 단순화한다. 하지만, 예를 들어 타겟이 스크라이브 레인보다는 제품 피처들 사이에 위치될 수 있도록, 타겟의 크기가, 예를 들어 20 ㎛ x 20 ㎛ 이하, 또는 10 ㎛ x 10 ㎛ 이하로 감소되었다. 이러한 상황에서, 주기적 구조체 레이아웃이 측정 스폿보다 작게 만들어질 수 있다[즉, 주기적 구조체 레이아웃이 오버필된다(overfilled)]. 통상적으로, 이러한 타겟은 다크 필드 스캐터로메트리(dark field scatterometry)를 이용하여 측정되고, 이때 (정반사에 대응하는) 0차 회절(zeroth order of diffraction)이 차단되며, 고차(higher orders)만이 처리된다. 다크 필드 메트롤로지의 예시들은 본 명세서에서 전문이 인용 참조되는 국제 특허 출원 공개공보 WO 2009/078708 및 WO 2009/106279에서 찾을 수 있다. 기술의 추가 개발은 본 명세서에서 전문이 인용 참조되는 미국 특허 출원 공개공보 US2011-0027704, US2011-0043791 및 US2012-0242970에 개시되었다. 회절 차수들의 다크-필드 검출을 이용하는 회절-기반 오버레이는 더 작은 타겟들 상에서 오버레이 측정을 가능하게 한다. 이러한 타겟들은 조명 스폿보다 더 작을 수 있으며, 기판 상의 제품 구조체들에 의해 둘러싸일 수 있다. 일 실시예에서, 다수의 타겟들이 하나의 이미지로 측정될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 사용하기에 적합한 다크 필드 메트롤로지 장치가 도 3a에 도시되어 있다. (주기적 구조체를 포함하는) 타겟 격자(T) 및 회절 광선은 도 3b에 더 자세히 예시되어 있다. 다크 필드 메트롤로지 장치는 독립형 디바이스일 수 있거나, 예를 들어 측정 스테이션에서 리소그래피 장치(LA) 또는 리소그래피 셀(LC) 중 어느 하나에 통합될 수 있다. 장치 전반에 걸쳐 수 개의 브랜치들을 갖는 광축은 점선(O)으로 나타나 있다. 이 장치에서, 출력(11)(예를 들어, 레이저 또는 크세논 램프와 같은 소스, 또는 소스에 연결된 개구부)에 의해 방출된 광은 렌즈들(12, 14) 및 대물 렌즈(16)를 포함하는 광학 시스템에 의하여 프리즘(15)을 통해 기판(W) 상으로 지향된다. 이 렌즈들은 4F 배치의 더블 시퀀스(double sequence of a 4F arrangement)로 배치된다. 검출기 상으로 기판 이미지를 여전히 제공한다면, 상이한 렌즈 배치가 사용될 수 있다.

일 실시예에서, 렌즈 구성은 공간-주파수 필터링을 위한 중간 퓨필-평면의 접근을 허용한다. 그러므로, 기판 평면[여기서는, (켤레(conjugate)) 퓨필 평면이라고도 함]의 공간 스펙트럼을 나타내는 평면의 공간 세기 분포를 정의함으로써, 방사선이 기판에 입사하는 각도 범위가 선택될 수 있다. 특히, 이는 대물 렌즈 퓨필 평면의 후방-투영된 이미지(back-projected image)가 있는 평면에, 렌즈들(12 및 14) 사이에 적합한 형태의 어퍼처 플레이트(13)를 삽입함으로써 수행될 수 있다. 나타낸 예시에서, 어퍼처 플레이트(13)는 13N 및 13S로 표시된 상이한 형태들을 가지며, 상이한 조명 모드들이 선택되게 한다. 본 예시들의 조명 시스템은 오프-액시스 조명 모드(off-axis illumination mode)를 형성한다. 제 1 조명 모드에서, 어퍼처 플레이트(13N)는 단지 설명을 위해 '북쪽'으로 지정된 방향으로부터 오프-액시스 조명을 제공한다. 제 2 조명 모드에서, 어퍼처 플레이트(13S)는 '남쪽'으로 표시된 상이한(예를 들어, 반대) 방향으로부터 유사한 조명을 제공하는 데 사용된다. 상이한 어퍼처들을 이용함에 의하여 다른 조명 모드들이 가능하다. 원하는 조명 모드 외부의 여하한의 불필요한 방사선이 원하는 측정 신호들을 간섭할 것임에 따라, 퓨필 평면의 나머지는 어두운 것이 바람직하다.

도 3b에 도시된 바와 같이, 타겟(T)은 대물 렌즈(16)의 광축(O)에 수직인(normal) 기판(W)에 대해 배치된다. 광축(O)을 벗어난(off the axis) 각도로부터 타겟(T)에 입사하는 조명 광선(I)은 0차 광선(실선 0) 및 2 개의 1차 광선들[1점 쇄선(dot-chain line) +1 및 2점 쇄선(double dot-chain line) -1]을 발생시킨다. 오버필된 작은 타겟(T)을 이용하면, 이 광선들은 메트롤로지 타겟(T) 및 다른 피처들을 포함한 기판의 영역을 덮는 다수의 평행한 광선들 중 하나일 뿐이다. 복합 주기적 구조체 타겟이 제공된다면, 타겟 내의 각각의 개별 주기적 구조체가 그 자신의 회절 스펙트럼을 발생시킬 것이다. 플레이트(13)의 어퍼처가 (유용한 양의 방사선을 수용하는 데 필요한) 유한 폭을 갖기 때문에, 입사 광선(I)들은 사실상 일정 각도 범위를 점유할 것이며, 회절된 광선들 0 및 +1/-1은 다소 확산될 것이다. 작은 타겟의 점상 강도 분포 함수(point spread function)에 따라, 각각의 차수 +1 및 -1은 도시된 바와 같은 이상적인 단일 광선이 아니라, 일정 각도 범위에 걸쳐 더욱 확산될 것이다. 대물 렌즈에 들어가는 1차 광선들이 중심 광축과 근접하게 정렬되도록 주기적 구조체 피치 및 조명 각도가 설계 또는 조정될 수 있음을 유의한다. 도 3a 및 도 3b에 예시된 광선들은 순전히 도면에서 더 쉽게 구별될 수 있도록 하기 위하여 다소 축을 벗어난 것으로 도시되어 있다.

기판(W)의 타겟에 의해 회절된 적어도 0차 및 +1차 차수들이 대물 렌즈(16)에 의해 수집되며, 프리즘(15)을 통해 다시 지향된다. 도 3a를 참조하면, (이 경우) 북(N) 및 남(S)으로서 표시된 정반대의 어퍼처들을 나타냄으로써, 제 1 및 제 2 조명 모드 둘 모두가 예시되어 있다. 입사 광선(I)이 광축의 북측으로부터 입사할 때, 즉 제 1 조명 모드가 어퍼처 플레이트(13N)를 이용하여 적용될 때, +1(N)으로 표시된 +1 회절 광선들이 대물 렌즈(16)에 들어간다. 반대로, 제 2 조명 모드가 어퍼처 플레이트(13S)를 이용하여 적용될 때, [-1(S)로 표시된] -1 회절 광선들이 렌즈(16)에 들어간 광선들이다. 따라서, 일 실시예에서, -1차 및 +1차 회절 차수 세기를 개별적으로 얻기 위해, 특정 조건들 하에서, 예를 들어 타겟을 회전시키거나 조명 모드를 변경하거나 이미징 모드를 변경한 후, 타겟을 두 번 측정함으로써 측정 결과들이 얻어진다. 주어진 타겟에 대한 이러한 세기들을 비교하는 것은 타겟의 비대칭의 측정을 제공하며, 타겟의 비대칭은 리소그래피 공정의 파라미터, 예를 들어 오버레이 오차의 표시자(indicator)로서 사용될 수 있다. 앞서 설명된 상황에서, 조명 모드가 변경된다.

빔 스플리터(17)는 회절된 빔들을 2 개의 측정 브랜치들로 분할한다. 제 1 측정 브랜치에서, 광학 시스템(18)은 0차 및 1차 회절 빔들을 이용하여 제 1 센서(19)(예를 들어, CCD 또는 CMOS 센서)에 타겟의 회절 스펙트럼(퓨필 평면 이미지)를 형성한다. 각각의 회절 차수가 센서의 상이한 지점에 도달하므로, 이미지 처리는 차수들을 비교하고 대조할 수 있다. 센서(19)에 의해 포착된(captured) 퓨필 평면 이미지는 메트롤로지 장치를 포커싱하고 및/또는 1차 빔의 세기 측정을 정규화하는 데 사용될 수 있다. 또한, 퓨필 평면 이미지는 재구성과 같은 다수의 측정 목적을 위해 그리고 비대칭 측정을 위해 사용될 수 있으며, 이는 본 발명에서 자세히 다루어지지 않는다. 설명될 제 1 예시들은 비대칭을 측정하기 위해 제 2 측정 브랜치를 이용할 것이다.

제 2 측정 브랜치에서, 광학 시스템(20, 22)은 센서(23)(예를 들어, CCD 또는 CMOS 센서)에 기판(W)의 타겟 이미지를 형성한다. 제 2 측정 브랜치에서는, 어퍼처 스톱(aperture stop: 21)이 퓨필-평면과 켤레인 평면에 제공된다. 어퍼처 스톱(21)은 0차 회절 빔을 차단하는 기능을 하여, 센서(23)에 형성된 타겟의 이미지(DF)가 -1차 또는 +1차 빔으로부터 형성되게 한다. 센서들(19 및 23)에 의해 포착된 이미지들은 이미지 프로세서 및 제어기(PU)로 출력되며, 이의 기능은 수행되고 있는 특정 타입의 측정들에 따라 달라질 것이다. '이미지'라는 용어는 여기서 광범위한 의미로 사용됨을 유의한다. -1차 및 +1차 중 하나만이 존재하는 경우에는, 이와 같은 타겟의 주기적 구조체의 피처들의 이미지가 형성되지 않을 것이다.

도 3에 도시된 어퍼처 플레이트(13) 및 스톱(21)의 특정 형태들은 순전히 예시에 지나지 않는다. 또 다른 실시예에서, 타겟들의 온-액시스 조명(on-axis illumination)이 사용되고, 오프-액시스 어퍼처를 갖는 어퍼처 스톱이 사용되어, 실질적으로 단지 하나의 1차 회절 방사선을 센서로 통과시킨다[그 경우, 13 및 21로 나타낸 어퍼처들이 효과적으로 스왑(swap)된다.] 다른 실시예들에서는, 1차 빔들 대신에 또는 이에 추가하여, 2차, 3차 및 고차 빔들(도 3에는 도시되지 않음)이 측정들에 사용될 수 있다.

조명을 이러한 상이한 타입의 측정에 대해 적응가능하게 하기 위하여, 어퍼처 플레이트(13)는 디스크 주위에 형성된 다수의 어퍼처 패턴들을 포함할 수 있으며, 이는 의도한 패턴을 자리로 가져오기 위해 회전한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 동일한 효과를 달성하기 위해 한 세트의 플레이트들(13)이 제공되고 스왑될 수 있다. 또한, 변형가능한 거울 어레이 또는 투과성 공간 광 변조기와 같은 프로그램가능한 조명 디바이스가 사용될 수도 있다. 조명 모드를 조정하기 위한 또 다른 방식으로서 이동식 거울들 및 프리즘들이 사용될 수 있다.

어퍼처 플레이트(13)와 관련하여 방금 설명된 바와 같이, 이미징을 위한 회절 차수들의 선택은, 대안적으로 퓨필-스톱(21)을 변경하거나, 상이한 패턴을 갖는 퓨필-스톱으로 대체하거나, 또는 고정된 필드 스톱을 프로그램가능한 공간 광 변조기로 교체함에 의하여 달성될 수 있다. 그 경우, 측정 광학 시스템의 조명 측은 일정하게 유지될 수 있는 한편, 제 1 및 제 2 모드들을 갖는 것은 이미징 측이다. 실제로, 다수의 가능한 타입의 측정 방법이 존재하며, 각각은 그 자신의 장점들 및 단점들을 갖는다. 일 방법에서는, 상이한 차수들을 측정하기 위해 조명 모드가 변화된다. 또 다른 방법에서는, 이미징 모드가 변화된다. 세 번째 방법에서는, 조명 및 이미징 모드들이 변화되지 않은 채로 유지되지만, 타겟이 180°회전된다. 각각의 경우, 원하는 효과는 동일하며, 즉 타겟의 회절 스펙트럼에서 서로 대칭적으로 반대인 0이 아닌 차수의 회절 방사선의 제 1 및 제 2 부분들을 선택하는 것이다.

본 예시들에서 이미징을 위해 사용되는 광학 시스템은 어퍼처 스톱(21)에 의해 제한되는 넓은 입사동(entrance pupil)을 갖지만, 다른 실시예들 또는 적용들에서는 이미징 시스템 자체의 입사동 크기가 원하는 차수로 제한할 만큼 충분히 작을 수 있으며, 따라서 필드 스톱으로도 역할할 수 있다. 아래에 자세히 설명되는 바와 같이 사용될 수 있는 상이한 어퍼처 플레이트들이 도 3c 및 도 3d에 도시되어 있다.

통상적으로, 타겟은 북-남 또는 동-서 중 어느 하나로 이어지는(running) 그 주기적 구조체 피처들로 정렬될 것이다. 부연하면, 기판(W)의 X 방향 또는 Y 방향으로 주기적 구조체(예를 들어, 격자)가 정렬될 것이다. 하지만, 이는 상이한 각도, 즉 45°로 각도설정될 수 있다. 일 방향(예를 들어, 설정에 따라 X, Y 또는 다른 방향)으로 방위가 잡힌 타겟의 주기적 구조체를 측정하기 위해 어퍼처 플레이트(13N 또는 13S)가 사용될 수 있다. 또 다른 각도(예를 들어, 실질적으로 직교)로 주기적 구조체의 측정에 대하여, 타겟 회전(예를 들어, 실질적으로 직교하는 주기적 구조체들에 대해 90° 및 270°회전)이 구현될 수 있다. 또는, 도 3c에 도시된 어퍼처 플레이트(13E 또는 13W)를 이용하여 또 다른 각도(예를 들어, 동측 또는 서측)로부터의 조명이 조명 광학기에 제공될 수 있다. 어퍼처 플레이트들(13N 내지 13W)은 별도로 형성될 수 있고 상호교환될 수 있거나, 적절한 각도(예를 들어, 90, 180 또는 270°)로 회전될 수 있는 단일 어퍼처 플레이트일 수 있다.

상이한 어퍼처 플레이트들이 도 3c 및 도 3d에 도시된다. 도 3c는 2 개의 추가 타입의 오프-액시스 조명 모드를 예시한다. 도 3c의 제 1 조명 모드에서, 어퍼처 플레이트(13E)는 단지 설명을 위해 이전에 설명된 '북쪽'에 대해 '동쪽'으로 지정된 방향으로부터 오프-액시스 조명을 제공한다. 앞서 언급된 바와 같이, '동쪽'은 도시된 것과 상이한 각도에 있을 수 있다. 도 3c의 제 2 조명 모드에서, 어퍼처 플레이트(13W)는 '서쪽'으로 표시된 상이한(예를 들어, 반대) 방향으로부터 유사한 조명을 제공하는 데 사용된다. 도 3d는 2 개의 추가 타입의 오프-액시스 조명 모드를 예시한다. 도 3d의 제 1 조명 모드에서, 어퍼처 플레이트(13NW)는 이전에 설명된 바와 같이 지정된 '북쪽' 및 '서쪽' 방향으로부터 오프-액시스 조명을 제공한다. 제 2 조명 모드에서, 어퍼처 플레이트(13SE)는 이전에 설명된 바와 같이 '남쪽'에 대해 '동쪽'으로 표시된 상이한(예를 들어, 반대) 방향으로부터 유사한 조명을 제공하는 데 사용된다. 이러한 상이한 회절 신호들 간의 크로스토크(cross-talk)가 너무 크지 않다면, 조명 모드를 바꾸지 않고 상이한 방향들(예를 들어, X 및 Y)로 연장되는 주기적 구조체들의 측정이 수행될 수 있다. 이들의 사용, 그리고 장치의 다수의 다른 변형예들 및 적용예들은, 예를 들어 앞서 언급된 이전에 공개된 특허 출원 공개공보들에 개시되어 있다. 이미 언급된 바와 같이, 어퍼처 플레이트(13) 대신 어퍼처 스톱(21)에 도 3c 및 도 3d에 예시된 오프-액시스 어퍼처들이 제공될 수 있다. 그 경우, 조명은 온 액시스일 것이다.

도 4는 기판에 형성된 예시적인 복합 메트롤로지 타겟을 나타낸다. 복합 타겟은 서로 밀접하게 위치된 4 개의 주기적 구조체들(예를 들어, 격자들)(32, 33, 34, 35)을 포함한다. 일 실시예에서, 주기적 구조체들은 메트롤로지 장치의 조명 빔에 의해 형성되는 측정 스폿(31) 내에 모두 있도록 충분히 서로 밀접하게 위치된다. 따라서, 그 경우, 4 개의 주기적 구조체들은 모두 센서들(19 및 23)에 동시에 조명되고 동시에 이미징된다. 오버레이 측정에 관련된 예시들에서, 주기적인 구조체들(32, 33, 34, 35)은 그 자체가 기판(W)에 형성된 디바이스의 상이한 층들에 패터닝되는 또 다른 타겟의 오버라잉(overlying) 주기적 구조체들에 의해 형성된 복합 주기적 구조체들이다. 이러한 타겟은 20 ㎛ x 20 ㎛ 이내 또는 16 ㎛ x 16 ㎛ 이내의 외측 치수를 가질 수 있다. 또한, 모든 주기적 구조체들은 특정 쌍의 층들 사이의 오버레이를 측정하는 데 사용된다. 타겟이 단일 쌍보다 많은 쌍의 층들을 측정할 수 있도록 하기 위해, 주기적 구조체들(32, 33, 34, 35)은 상이하게 바이어스된 오버레이 오프셋들을 가질 수 있어, 복합 주기적 구조체들의 상이한 부분들이 형성되는 상이한 층들 간의 오버레이의 측정을 용이하게 할 수 있다. 따라서, 기판 상의 타겟에 대한 모든 주기적인 구조체들은 한 쌍의 층들을 측정하는 데 사용될 것이고, 기판 상의 다른 동일한 타겟에 대한 모든 주기적 구조체들은 또 다른 쌍의 층들을 측정하는 데 사용될 것이며, 오버레이 바이어스는 층-쌍들 간의 구별을 용이하게 한다. 오버레이 바이어스의 의미는 아래에, 특히 도 7을 참조하여 설명될 것이다.

도 7a 내지 도 7c는 상이한 바이어스들을 갖는 각각의 타겟들(T)의 오버레이 주기적 구조체들의 개략적 단면도를 나타낸다. 이들은 도 3 및 도 4에 나타내어진 바와 같이 기판(W)에 사용될 수 있다. 단지 예시를 위해 X 방향으로 주기성을 갖는 주기적인 구조체들만이 도시되어 있다. 상이한 바이어스들 및 상이한 방위들을 갖는 이러한 주기적 구조체들의 상이한 조합이 제공될 수 있다.

도 7a를 시작으로, L1 및 L2로 표시된 2 개의 층들에 형성된 복합 오버레이 타겟(600)이 도시된다. 하부 층(L1)에서, 제 1 주기적 구조체가 기판(606) 상에 피처들(예를 들어, 라인들)(602) 및 공간들(604)에 의해 형성된다. 층(L2)에서, 제 2 주기적 구조체가 피처들(예를 들어, 라인들)(608) 및 공간들(610)에 의해 형성된다. [단면은 피처들(602, 608)이 페이지 내로 연장되도록 도시되어 있다]. 주기적 구조체 패턴은 두 층들에서 피치(P)로 반복된다. 라인들(602 및 608)은 단지 예시를 위해 언급되며, 도트, 블록 및 비아 홀(via hole)과 같은 다른 타입의 피처들이 사용될 수 있다. 도 7a에 도시된 상황에서는, 오버레이 오차 및 바이어스가 존재하지 않아, 각각의 주기적 구조체 피처(608)가 하부의 주기적 구조체의 주기적 구조체 피처(602) 위에 정확히 놓이게 된다.

도 7b에, 상부의 주기적 구조체의 피처들(608)이 하부의 주기적 구조체의 피처들(602)에 대해 오른쪽으로 거리 d만큼 시프트되도록 +d 바이어스를 갖는 동일한 타겟이 도시된다. 즉, 피처들(608) 및 피처들(602)은, 피처들이 모두 그들의 공칭 위치(nominal location)에 정확히 프린트되었다면 피처들(608)이 피처들(602)에 대해 거리 d만큼 오프셋되도록 배치된다. 바이어스 거리 d는 실제로 수 나노미터, 예를 들어 5 내지 60 nm일 수 있는 한편, 피치(P)는 300 내지 1000 nm, 예를 들어 500 nm 또는 600 nm 범위일 수 있다. 도 7c에, 피처들(608)이 피처들(602)에 대해 왼쪽으로 시프트되도록 -d 바이어스를 갖는 동일한 타겟이 도시된다. 도 7a 내지 도 7c에 도시된 이러한 타입의 바이어스된 타겟들은, 예를 들어 앞서 언급된 특허 출원 공개공보에 개시되어 있다.

또한, 도 7a 내지 도 7c가 (적용되는 작은 바이어스 +d 또는 -d를 갖거나 갖지 않는) 피처들(602) 위에 놓이는 피처들(608)을 도시하지만 - 이는 약 0의 바이어스를 갖는 "라인 온 라인(line on line)" 타겟으로 지칭됨 -, 타겟은 P/2, 즉 피치의 절반인 프로그램된 바이어스를 가질 수 있어, 상부 주기적 구조체의 각각의 피처(608)가 하부 주기적 구조체의 공간(604) 위에 놓이게 된다. 이는 "라인 온 트렌치(line on trench)"라고 지칭된다. 이 경우에도, 작은 바이어스 +d 또는 -d가 적용될 수 있다. "라인 온 라인" 타겟 또는 "라인 온 트렌치" 타겟 간의 선택은 적용에 따라 달라진다.

또한, 도 4를 참조하면, 주기적 구조체들(32, 33, 34, 35)은 나타낸 바와 같이 입사 방사선을 X 및 Y 방향들로 회절시키도록 그 방위가 상이할 수 있다. 일 예시에서, 주기적 구조체들(32 및 34)은 X-방향 주기적 구조체들이며, 각각 +d, -d의 바이어스들을 갖는다. 주기적 구조체들(33 및 35)은 Y-방향 주기적 구조체들이며, 각각 오프셋들 +d 및 -d를 갖는다. 4 개의 주기적 구조체들이 예시되지만, 또 다른 실시예는 원하는 정확성을 얻기 위해 더 많은 매트릭스를 포함할 수 있다. 예를 들어, 3 x 3 어레이의 9 개의 복합 주기적 구조체들이 -4d, -3d, -2d, -d, 0, +d, +2d, +3d, +4d 바이어스들을 가질 수 있다. 이 주기적 구조체들의 개별 이미지들이 센서(23)에 의해 포착되는 이미지에서 식별될 수 있다.

도 5는 도 3d로부터의 어퍼처 플레이트들(13NW 또는 13SE)을 이용하는 도 3의 장치에서 도 4의 타겟을 이용하여 센서(23) 상에 형성되고 센서(23)에 의해 검출될 수 있는 이미지의 일 예시를 나타낸다. 센서(19)는 상이한 개별 주기적 구조체들(32 내지 35)을 분해할 수 없지만, 센서(23)는 이를 분해할 수 있다. 어둡게 칠해진(cross-hatched) 직사각형은 센서 상의 이미지의 필드를 나타내며, 이 안에서 기판 상의 조명된 스폿(31)이 대응하는 원형 영역(41)으로 이미징된다. 일 실시예에서, 필드는 어둡다(dark). 이 이미지 내에서, 직사각형 영역들(42 내지 45)은 주기적 구조체들(32 내지 35)의 이미지들을 나타낸다. 주기적 구조체들이 제품 영역들에 위치되는 경우, 제품 피처들 또한 이 이미지 필드의 주변에서 보일 수 있다. 도 5의 다크 필드 이미지에는 단일 복합 격자 타겟만이 나타나 있지만, 실제로 리소그래피에 의해 만들어지는 제품은 다수의 층을 가질 수 있으며, 상이한 쌍의 층들 간에 오버레이 측정들이 행해지도록 요구된다. 쌍의 층들 사이의 각각의 오버레이 측정에 대하여, 하나 이상의 복합 격자 타겟들이 사용되며, 따라서 이미지 필드 내에 다른 복합 격자 타겟들이 존재할 수 있다. 이미지 프로세서 및 제어기(PU)가 주기적 구조체들(32 내지 35)의 개별 이미지들(42 내지 45)을 식별하기 위해 패턴 인식을 이용하여 이러한 이미지들을 처리한다. 이러한 방식으로, 이미지들은 센서 프레임 내의 특정 위치에서 매우 정밀하게 정렬될 필요가 없으며, 이는 전체적으로 측정 장치의 스루풋을 크게 개선시킨다.

일단 주기적 구조체들의 개별 이미지들이 식별되었으면, 예를 들어 식별된 영역들 내의 선택된 픽셀 세기 값들을 평균내거나 합산함으로써 그 개별 이미지들의 세기가 측정될 수 있다. 이미지들의 세기 및/또는 다른 특성들이 서로 비교될 수 있다. 이 결과들은 리소그래피 공정의 상이한 파라미터들을 측정하도록 조합될 수 있다. 오버레이 성능은 이러한 파라미터의 일 예시이다. 예를 들어, 세기들의 비교는 오버레이의 척도(measure)로서 사용될 수 있는 비대칭들을 나타낸다. 비대칭 및 이에 따른 오버레이를 측정하기 위한 또 다른 기술에서, 센서(19)가 사용된다.

도 6은, 예를 들어 PCT 특허 출원 공개공보 WO 2011/012624 및 미국 특허 출원 공개공보 2011/027704에 개시된 방법을 이용하여, 또한 예를 들어 도 3 및 도 4의 장치를 이용하여, +1차 및 -1차 다크 필드 이미지들의 세기들을 비교함으로써 드러나는 바와 같이, 성분 주기적 구조체(component periodic structure: 32 내지 35)들을 포함한 두 층들 간의 오버레이 오차가 주기적 구조체들의 비대칭을 통해 측정되는 방식을 예시한다.

단계 M1에서, 기판, 예를 들어 반도체 웨이퍼가 도 2의 리소그래피 셀을 통해 한 번 이상 처리되어, 메트롤로지 타겟을 형성하는 주기적 구조체들(32 내지 35)을 포함한 타겟을 포함하는 구조체를 생성한다. M2에서, 도 3의 메트롤로지 장치를 이용하여, 주기적 구조체들(32 내지 35)의 이미지가 1차 회절 빔들 중 하나(이를테면 -1)를 이용하여 얻어진다. 일 실시예에서, 제 1 조명 모드[예를 들어, 어퍼처 플레이트(13NW)를 이용하여 생성되는 조명 모드]가 사용된다. 이후, 메트롤로지 장치의 시야에서 기판(W)을 180°만큼 회전시킴으로써, 또는 조명 모드를 변경하거나, 이미징 모드를 변경함으로써, 다른 1차 회절 빔(+1)을 이용하는 주기적 구조체들의 제 2 이미지가 얻어질 수 있다(단계 M3). 결과적으로, +1 회절 방사선이 제 2 이미지에서 포착된다. 일 실시예에서, 조명된 모드가 변경되며, 제 2 조명 모드[예를 들어, 어퍼처 플레이트(13SE)를 이용하여 생성되는 조명 모드]가 사용된다. 모든 주기적 구조체들이 각각의 이미지에 포착될 수 있는지, 또는 개별 이미지들에 주기적 구조체들을 포착하기 위해 측정 장치와 기판 사이의 상대 이동이 존재할 필요가 있는지는 디자인 선택의 문제이다. 어느 경우에서도, 모든 성분 주기적 구조체들의 제 1 및 제 2 이미지들이 센서(23)를 통해 포착된다고 가정한다.

각각의 이미지에서 1차 회절 방사선 중 절반만을 포함함으로써, 본 명세서에서 언급되는 '이미지들'은 종래의 다크 필드 현미경 이미지들이 아니라는 것을 유의한다. +1차 및 -1차 회절 방사선 중 하나만이 존재하기 때문에, 개별 주기적 구조체 피처들이 분해되지 않을 것이다. 각각의 주기적 구조체는 특정 세기 레벨의 영역에 의해 간단히 나타내어질 것이다. 단계 M4에서, 관심 영역(region of interest: ROI)이 각각의 성분 주기적 구조체의 이미지 내에서 식별되고, 이로부터 세기 레벨들이 측정될 것이다. 이는, 특히 개별 격자 이미지들의 에지들 주위에서, 세기 값들이 레지스트 두께, 조성, 라인 형상과 같은 공정 변수들, 그리고 일반적으로 에지 효과들에 크게 의존할 수 있기 때문에 행해진다.

각각의 개별 주기적 구조체(32 내지 35) 각각에 대한 관심 영역(P1, P2, P3, P4)을 식별하고 그 세기를 측정했으면, 이후 주기적 구조체의 비대칭 및 이에 따른 예를 들어 오버레이 오차가 결정될 수 있다. 이는 단계 M5에서 이미지 프로세서 및 제어기(PU)에 의해, 각각의 주기적 구조체(32 내지 35)에 대한 +1차 및 -1차에 대해 얻어지는 세기 값들을 비교하여, 이들 세기의 여하한의 차이, 즉 비대칭을 식별하도록 수행된다. "차이"라는 용어는 단지 빼기(subtraction)를 지칭하는 것으로 의도되지 않는다. 차이는 비율 형태(ratio form)로 계산될 수 있다. 따라서, 세기 차이는 각각의 주기적 구조체에 대한 비대칭의 측정을 얻기 위해 단계 M5에서 계산된다. 단계 M6에서, 타겟(T) 부근의 리소그래피 공정의 하나 이상의 성능 파라미터들을 계산하기 위해, 적용가능하다면, 주기적 구조체들의 오버레이 바이어스들의 지식과 함께 다수의 주기적 구조체들에 대한 측정된 비대칭들이 사용된다. 관심 성능 파라미터는 오버레이일 수 있다. 포커스 및/또는 도즈와 같은 리소그래피 공정의 다른 성능 파라미터들이 계산될 수 있다. 하나 이상의 성능 파라미터들이 리소그래피 공정의 개선을 위해 피드 백될 수 있고, 및/또는 도 6의 측정 및 계산 공정을 자체적으로 개선하기 위해 사용될 수 있다.

오버레이를 결정하기 위한 일 실시예에서, 도 8은 0의 오프셋을 갖고 오버레이 주기적 구조체를 형성하는 개별 주기적 구조체들 내에 피처 비대칭을 갖지 않는 '이상적인' 타겟에 대해 측정된 비대칭(A)과 오버레이 오차(OV) 간의 관계를 예시하는 곡선(702)을 나타낸다. 이 그래프는 단지 오버레이를 결정하는 원리들을 예시하기 위한 것이며, 이 그래프에서, 측정된 비대칭(A)과 오버레이 오차(OV)의 단위는 임의적이다.

도 7a 내지 도 7c의 '이상적인' 상황에서, 곡선(702)은 측정된 비대칭(A)이 오버레이와 사인 관계(sinusoidal relationship)를 가짐을 나타낸다. 사인 변동의 주기(P)는 주기적 구조체들의 주기(피치)에 대응하며, 물론 적절한 스케일(scal)로 변환된다. 사인 형태는 이 예시에서 순수(pure)하지만, 실제 환경들에서는 고조파(harmonic)를 포함할 수 있다. 간명함을 위해, 이 예시에서는 (a) 타겟들로부터 1차 회절 방사선만이 이미지 센서(23)(또는 주어진 실시예에서 이의 등가물)에 도달하고, (b) 이 1차 내에 최상부와 하부 주기적 구조체들 간의 오버레이와 세기 간에 순수 사인 관계가 존재하도록 실험적인 타겟 디자인이 되어 있다고 가정한다. 이것이 실제로 참인지 여부는, 광학 시스템 디자인, 조명 방사선의 파장, 주기적 구조체의 피치(P), 및 타겟의 디자인 및 스택의 함수이다.

앞서 언급된 바와 같이, 단일 측정에 의존하기보다 오버레이를 측정하기 위해 바이어스된 주기적 구조체들이 사용될 수 있다. 이 바이어스는 측정된 신호에 대응하는 오버레이의 온-기판 캘리브레이션(on-substrate calibration)으로서 역할하는 패터닝 디바이스(예를 들어, 레티클)에 정의된 알려진 값을 가지며, 패터닝 디바이스로부터 이 값이 만들어졌다. 도면에, 계산이 그래프로 예시된다. 도 6의 단계들(M1 내지 M5)에서, 비대칭 측정들 A(+d) 및 A(-d)는 (예를 들어, 도 7b 및 도 7c에 나타낸 바와 같이) 각각 +d 및 -d 바이어스를 갖는 성분 주기적 구조체들에 대해 얻어진다. 사인 곡선에 이 측정들을 피팅(fitting)하면, 도시된 바와 같은 지점들(704 및 706)을 제공한다. 바이어스들을 알면, 실제 오버레이 오차(OV)가 계산될 수 있다. 사인 곡선의 피치(P)는 타겟의 디자인으로부터 알려져 있다. 곡선(702)의 수직 스케일은 시작이 알려져 있지 않지만, 1차 고조파 비례 상수(1^st harmonic proportionality constant, K_l)라고 부를 수 있는 미지 인자(unknown factor)이다.

수학식 항들로, 오버레이와 비대칭 간의 관계는 다음과 같이 가정될 수 있다:

A = K ₁·sin(OV)

여기서, OV는 주기적 구조체 피치(P)가 각도 2π 라디안에 대응하도록 하는 스케일로 표현된다. 알려진 상이한 바이어스들을 갖는 주기적 구조체들의 2 개의 측정을 이용하면, 2 개의 수학식을 풀 수 있어 미지수(K₁) 및 오버레이(OV)를 계산할 수 있다.

앞서 설명된 메트롤로지 타겟은, 메트롤로지 타겟이 공정 스택의 공칭적 변화들에 대해 측정 견실성(measurement robustness)을 제공할 유연성으로, 특정 공정 스택과 연계된 하나 이상의 특정 층에 대해 디자인된다[즉, 공정 스택은 층에 대해 특정 디바이스 또는 이의 일부분을 구성하는 데 사용되는 공정들 및 재료이며, 예를 들어 리소그래피 노광 공정, 레지스트 현상 공정, 베이크 공정, 에칭 공정 등이 수반된 하나 이상의 재료 층들(예를 들어, 두께 및/또는 이의 재료 타입 등)임]. 즉, 메트롤로지 타겟은 공정 층들(예를 들어, 이들의 재료, 두께 등), 층들에 적용되는 공정 단계들 등의 지식을 이용하여 디자인되어, 측정되는 리소그래피 공정의 파라미터에 대해 (최적이 아닌 경우) 양호한 측정 결과들을 제공할 타겟 메트롤로지에 도달한다.

하지만, 리소그래피 공정 개발 시, 특정 층에 대한 공정 스택은 공칭값을 넘어(beyond the nominal) 크게 바뀔 수 있다. 기존의 타겟은 공정 스택의 큰 변화(즉, 공정 변화)를 다룰 수 없다. 따라서, 이러한 변화의 극치(extreme)를 얻기 위해 다수의 타겟들이 디자인될 수 있다. 이는 새로운 타겟 디자인을 필요로 하고, 이는 이러한 새로운 타겟이 예를 들어 마스크에 테이프-아웃(tape-out)되기 전에 공정 개발이 상당 기간을 보류되어야 함을 의미하며; 따라서, R&D 사이클 시간이 상당히 증가된다. 또한, 다수의 타겟들은 각각의 상이한 타겟에 대해 상이한 패터닝 디바이스들(예를 들어, 마스크들)을 생성함에 있어 상당한 비용을 의미할 수 있다. 또는, 이러한 타겟들을 수용하는 공간(즉, 패터닝 디바이스 패턴 상의 적용가능한 공간)이 적용가능하지 않을 수 있으며, 및/또는 이러한 다수의 타겟들을 측정하는 스루풋이 크게 영향을 받을 수 있다.

또한, 통상적인 회절-기반 오버레이 타겟은 한 쌍의 층들 간의 오버레이를 측정하는 데 사용된다. 하지만, 새로운 공정들[예를 들어, 다-패터닝 공정, 비아-래스트 공정(via-last process) 등]은 단일 층-쌍뿐만 아니라 다수의 층-쌍들 간에 오버레이 측정을 수행하도록 몰아간다. 앞서 설명된 공정 개발 예시와 유사하게, 다층 오버레이에 대한 해결책은 오버레이 타겟들(즉, 상이한 층-쌍들에 요구되는 상이한 타겟들)의 수를 증가시킬 것이며, 또한 이에 따라 측정(즉, 다층 조합의 각각의 쌍에 대한 측정)들의 수를 증가시킬 것이다. 이는 타겟 "실제 구역(real estate)"(즉, 이러한 개별 층-쌍 타겟들을 수용하는 패터닝 디바이스 패턴 상의 적용가능한 공간), 및 증가된 측정 시간으로 인한 스루풋을 희생시킨다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 다-주기적 구조체 타겟-클러스터(multi-periodic structure target-cluster)(주기적 구조체들의 단일 클러스터)를 포함하는 회절 메트롤로지 타겟이 제공되고, 이는 전체 크기가 작지만, 다수-디자인 주기적 구조체들의 세트를 포함하며; 예를 들어, 참조의 편의를 위해, 이 타겟은 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟이라고 지칭된다. 이에 따라, 예를 들어 공정 개발을 위해, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟으로부터의 주기적 구조체들의 서브-세트가 특정 공정 스택에 대해 사용될 수 있는 한편, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟으로부터의 주기적 구조체들의 또 다른 서브-세트(들)가 또 다른 공정 스택 조건에 대해 사용될 수 있음에 따라, 공정 스택의 상당한 변동을 설명할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 예를 들어 다층 오버레이에 대해, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟으로부터의 주기적 구조체들의 서브-세트가 특정 층-쌍에 대해 사용될 수 있는 한편, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟의 주기적 구조체들의 또 다른 서브-세트(들)가 또 다른 층-쌍에 대해 사용될 수 있음에 따라, 다층 오버레이를 가능하게 한다.

따라서, 상당한 공정 스택 변동(예를 들어, 메트롤로지 타겟의 특정 주기적 구조체 디자인에 의해 적절히 다루어질 수 없는 공정 스택의 변동)의 상황에서, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟은 (모두 합당한 크기의 타겟 내에 있는) 상당히 상이한 디자인들의 배치를 허용하며, 이는 공정 스택에 대해 변화가 발생된 경우 성공적인 측정 결과들의 가능성을 증가시킬 것이다. 이는, 공정 스택 변동들을 앞서 예상하는(pro-actively anticipating) 상이한 디자인들의 존재로 인해 제 1 시간 측정 성공의 가능성을 증가시킬 수 있다. 그리고, 다수-오버레이이 측정의 상황에서, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟은 하나의 측정 시퀀스에서 다수 층들 간의 오버레이의 측정을 허용한다. 즉, 일 실시예에서, 다수의 층-쌍들은 하나의 측정 시퀀스에서 측정될 수 있으며, 일 실시예에서 다수의 층-쌍들의 회절 데이터가 동시에 검출될 수 있다.

확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟 내에 상이하게 디자인된 주기적 구조체들을 가짐으로써, 공정 스택 및/또는 다층의 상당한 변동들이 주기적 구조체들의 상이하게 디자인된 세트들을 갖는 단일 메트롤로지 타겟에 의해 다루어질 수 있다. 이에 의해, 각각의 상이한 개별 타겟에 대해 상이한 패터닝 디바이스들(예를 들어, 마스크들)을 생성하는 비용, 및/또는 시간을 측정하는 비용이 크게 감소될 수 있다. 또한, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟의 비교적 작은 크기에 의해, 다수의 상이한 개별 타겟들에 대한 타겟 "실제 구역"(즉, 이러한 개별 층-쌍 타겟들을 수용하는 패터닝 디바이스 패턴 상의 적용가능한 공간), 및 증가된 측정 시간으로 인한 스루풋의 비용이 크게 감소될 수 있다. 따라서, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟은 다수의 개별 타겟들에 비해 측정 시간에 대하여 더 우호적이고, 또한 실제-구역 시점(real-estate point of view)으로부터 충분히 작은 단일 타겟-클러스터 내에 이러한 모든 다수의 타겟을 가져올 수 있다.

도 9를 참조하면, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(800)의 일 실시예가 도시된다. 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(800)은 복수의 서브-타겟들, 이 예시에서는 4 개의 회절 서브-타겟들(802, 804, 806, 808)을 포함한다. 알 수 있는 바와 같이, 상이한 수의 서브-타겟들이 제공될 수 있다. 예를 들어, 단지 2 개의 서브-타겟이 제공될 수 있다. 대안적으로, 3 개, 5 개, 6 개, 7 개, 8 개 등의 서브-타겟이 제공될 수 있다. 일 실시예에서, 각각의 서브-타겟(802 내지 808)은 이웃하는 서브-타겟으로부터 갭(820)만큼 이격된다. 일 실시예에서, 갭은 200 nm 이상, 250 nm 이상, 350 nm 이상, 500 nm 이상, 750 nm 이상, 또는 1 ㎛ 이상이다. 갭은 서브-타겟들이 개별적으로 식별될 수 있도록 서브-타겟들의 재구성을 용이하게 한다. 또한, 갭은 하나의 서브-타겟으로부터의 회절의 크로스-토크가 또 다른 서브-타겟에 걸쳐 연장되는 것을 방지하는 데 도움을 줄 수 있다.

각각의 서브-타겟은 주기적 구조체를 포함한다. 일 실시예에서, 각각의 서브-타겟은 적어도 한 쌍의 주기적 구조체들을 포함한다. 일 실시예에서, 각각의 서브-타겟은 적어도 두 쌍의 주기적 구조체들을 포함한다. 일 실시예에서, 서브-타겟 내의 주기적 구조체들의 피처들(예를 들어, 라인들)은 동일한 방향으로 연장된다. 일 실시예에서, 서브-타겟의 적어도 하나의 주기적 구조체는 서브-타겟의 추가 주기적 구조체의 피처들이 연장되는 방향에 대해 상이한 방향(예를 들어, 실질적으로 수직 방향)으로 연장되는 피처들을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 하나의 서브-타겟의 주기적 구조체들의 피처들은 또 다른 서브-타겟의 주기적 구조체들의 피처들과 상이할 수 있다.

일 실시예에서, 도 9에 나타낸 바와 같이, 각각의 서브-타겟은 제 1 방향(예를 들어, X-방향)으로 연장되는 피처들을 갖는 제 1 쌍의 주기적 구조체들(810), 및 상이한 제 2 방향(예를 들어, Y-방향과 같이, 제 1 방향에 실질적으로 수직인 제 2 방향)으로 연장되는 피처들을 갖는 제 2 쌍의 주기적 구조체들(812)을 갖는다. 앞서 설명된 바와 같이, 서브-타겟들 중 하나 이상이 상이한 방향으로 연장되는 제 2 쌍의 주기적 구조체들을 반드시 가져야 할 필요는 없거나, 상이한 제 2 방향은 서브-타겟들 중 하나 이상에 대한 제 1 방향에 비-수직 및 비-평행할 수 있다. 이 예시에서, 각각의 서브-타겟(802 내지 808)은 도 4의 타겟과 유사한 전체 레이아웃을 갖는다. 즉, 각각의 서브-타겟은 대향 코너(opposite corner)에서 X-방향으로 연장되는 피처들을 갖는 제 1 쌍의 주기적 구조체들, 및 대향 코너에서 제 1 쌍의 주기적 구조체들에 대해 Y-방향으로 연장되는 피처들을 갖는 제 2 쌍의 주기적 구조체들을 갖는다. 하지만, 서브-타겟들의 레이아웃은 도 9에 도시된 것과 상이할 수 있다. 예를 들어, 주기적 구조체들의 위치들이 상이할 수 있다. 또 다른 예시로서, 한 쌍의 주기적 구조체들의 길이 및/또는 폭이 또 다른 쌍의 주기적 구조체들의 길이 및/또는 폭과 상이할 수 있다. 한 쌍의 주기적 구조체들이 또 다른 쌍의 주기적 구조체들로 연장되는 상대 각도가 상이할 수 있다. 서브-타겟들에 대한 상이한 레이아웃들의 예시들이 도 12a 내지 도 12e에 대해 설명된다.

서브-타겟들(802 내지 808)은 이들이 도 4의 타겟과 동일한 접경 영역 내에 전체적으로 또는 적어도 부분적으로 피팅될 수 있도록 하는 크기를 갖는다. 예를 들어, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(800)은 25 ㎛ x 25 ㎛ 이내, 20 ㎛ x 20 ㎛ 이내, 16 ㎛ x 16 ㎛ 이내, 12 ㎛ x 12 ㎛ 이내, 10 ㎛ x 10 ㎛ 이내, 또는 8 ㎛ x 8 ㎛ 이내의 외측 치수를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 서브-타겟의 각각의 적어도 일부분은 기판 상에서 특정 크기의 접경 영역 내에 있다. 일 실시예에서, 복수의 서브-타겟들의 각각의 주기적 구조체의 적어도 일부분은 기판 상에서 특정 크기의 접경 영역 내에 있다. 일 실시예에서, 복수의 서브-타겟들의 각각의 주기적 구조체는 기판 상에서 특정 크기의 접경 영역 내에 있다. 일 실시예에서, 특정 크기는 1000 ㎛² 이하, 900 ㎛² 이하, 800 ㎛² 이하, 700 ㎛² 이하, 600 ㎛² 이하, 500 ㎛² 이하, 450 ㎛² 이하, 400 ㎛² 이하, 350 ㎛² 이하, 300 ㎛² 이하, 250 ㎛² 이하, 200 ㎛² 이하, 150 ㎛² 이하, 또는 100 ㎛² 이하이다. 일 실시예에서, 서브-타겟들(802 내지 808)의 주기적 구조체들의 각각은 약 3 ㎛ x 3 ㎛보다 작지 않거나, 약 4 ㎛ x 4 ㎛보다 작지 않다. 일 실시예에서, 서브-타겟들(802 내지 808)의 주기적 구조체들의 각각은 약 9 ㎛²보다 작지 않거나, 약 16 ㎛²보다 작지 않다.

일 실시예에서, 서브-타겟의 각각의 적어도 일부분은 기판 상에서 측정 스폿의 영역 내에(예를 들어, 측정 스폿의 폭 내에) 있다. 일 실시예에서, 복수의 서브-타겟들의 각각의 주기적 구조체의 적어도 일부분은 기판 상에서 측정 스폿의 영역 내에(예를 들어, 측정 스폿의 폭 내에) 있다. 일 실시예에서, 복수의 서브-타겟들의 각각의 주기적 구조체는 기판 상에서 측정 스폿의 영역 내에(예를 들어, 측정 스폿의 폭 내에) 있다. 일 실시예에서, 측정 스폿은 약 35 ㎛ 이하, 약 30 ㎛ 이하, 약 25 ㎛ 이하, 약 20 ㎛ 이하, 약 15 ㎛ 이하, 또는 약 10 ㎛ 이하의 폭(예를 들어, 직경)을 갖는다. 따라서, 일 실시예에서, 다수의 서브-타겟들이 하나의 측정 시퀀스에서 측정될 수 있고, 일 실시예에서 다수의 서브-타겟들의 회절 데이터가 동시에 검출될 수 있다.

도 4의 타겟과 마찬가지로, 일 실시예에서 복수의 서브-타겟들은 추가 주기적 구조체를 적어도 부분적으로 오버레이한다(다른 주기적 구조체는 단지 간명함을 위해 도 9에 도시되지 않음). 일 실시예에서, 서브-타겟들(802 내지 806)의 각각은 각각의 주기적 구조체를 적어도 부분적으로 오버레이한다. 일 실시예에서, 제 1 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(800)은 제 2 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(800)을 오버레이한다. 그 경우, 제 1 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(800)의 복수의 서브-타겟들(802 내지 806)의 각각은 제 2 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(800)의 각각의 서브-타겟들(802 내지 806)을 오버레이할 것이다. 일 실시예에서, 제 1 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(800)은 하나의 층에 존재할 수 있고, 제 2 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(800)은 다른 하나의 층에 존재할 수 있다. 일 실시예에서, 제 1 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(800)은 하나의 층에 존재할 수 있고, 제 2 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(800)은 상이한 층들에 복수의 서브-타겟들의 각각을 가질 수 있다.

또한, 단일 레이아웃 내에 생성되는 다수의 서브-타겟들 외에도, 복수의 서브-타겟들의 각각은 (a) 상이한 공정 조건, 및/또는 (b) 다층 오버레이에 대한 상이한 층-쌍에 대해 디자인된다. 다시 말해, 일 실시예에서 복수의 서브-타겟들의 제 1 서브-타겟(802)은 복수의 서브-타겟들의 제 2 서브-타겟(804)과 상이한 디자인을 갖는다. 일 실시예에서, 서브-타겟들(802 내지 808)의 각각은 상이한 디자인을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 복수의 서브-타겟들의 2 이상의 서브-타겟들(802, 808)은 복수의 서브-타겟들의 2 이상의 다른 서브-타겟들(804, 806)과 상이한 디자인을 가질 수 있다.

도 10을 참조하면, 상이한 공정 조건들에 대해 디자인된 복수의 서브-타겟들을 갖는 (도 9의 디자인의) 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(900, 902)의 일 예시의 사용이 도시된다. 참조의 용이성을 위해, 서브-타겟들(802, 804, 806, 808)은 도 10에서 일렬로 도시된다. 도 9의 레이아웃으로부터 알 수 있는 바와 같이, 도 10의 서브-타겟들(806, 808)은 실제로 도 10의 서브-타겟들(802, 804) "앞" 또는 "뒤에", 즉 각각 페이지 안 또는 밖에 위치될 것이다. 또한, 이 실시예에서, 제 1 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(900)은 하나의 층에 존재하고, 제 2 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(902)은 다른 하나의 층에 존재한다. 즉, 도 10에서, 제 1 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(900)의 서브-타겟들(802, 804, 806, 808)의 각각은 최상부 층에 존재하고, 제 2 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(902)의 서브-타겟들(802, 804, 806, 808)의 각각은 제 1 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(900) 밑의 단일 층에 존재하여, 제 1 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(900)의 서브-타겟들(802, 804, 806, 808)의 각각이 제 2 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(902)의 각각의 서브-타겟(802, 804, 806, 808)을 적어도 부분적으로 오버레이한다.

도 10의 예시에서, 서브-타겟들(802, 804, 806, 808)의 각각은 상이한 공정 스택에 대해 디자인된다. 이 예시에서, 서브-타겟(802)은 100 nm의 제 1 층(904) 및 100 nm의 제 2 층(906)을 갖는 공정 스택에 대해 디자인되고, 서브-타겟(804)은 100 nm의 제 1 층(904) 및 110 nm의 제 2 층(906)을 갖는 상이한 공정 스택에 대해 디자인되며, 서브-타겟(806)은 110 nm의 제 1 층(904) 및 110 nm의 제 2 층(906)을 갖는 상이한 공정 스택에 대해 디자인되고, 서브-타겟(808)은 120 nm의 제 1 층(904) 및 110 nm의 제 2 층(906)을 갖는 공정 스택에 대해 디자인된다. 알 수 있는 바와 같이, 상이한 공정 스택들의 조건들은 이 예시에 사용되는 것들과 상이할 수 있다. 예를 들어, 공정 조건들은 층 두께 이외의 것일 수 있다. 다른 공정 조건들은 굴절률, 층 재료, 에칭률(etch rate), 베이크 온도, 노광 포커스, 노광 도즈 등을 포함할 수 있다. 또한, 이 실시예에서 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(900)은 이것이 오버레이하는 연계된 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(902)과 상이하게 디자인되지만[예를 들어, 도 10에서는 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(902)의 주기적 구조체 피처들이 세그멘트(segment)되지만, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(900)의 주기적 피처들은 세그멘트되지 않음], 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(900) 및 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(902)은 동일할 수 있다. 또한, 도 10에서는 4 개의 상이한 공정 스택이 성공적으로 측정될 수 있지만, 성공적으로 측정될 수 있는 상이한 수의 공정 스택이 존재할 수 있다.

디자인의 차이와 관련하여, 차이는, 일 실시예에서, 서브-타겟들(802, 804, 806, 808) 중 적어도 하나와 또 다른 서브-타겟(802, 804, 806, 808) 간의 주기적 구조체들의 피치의 차이이다. 일 실시예에서, 피치는 100 nm 내지 1000 nm 범위로부터 선택된다. 일 실시예에서, 디자인의 차이는 서브-타겟들(802, 804, 806, 808) 중 적어도 하나와 또 다른 서브-타겟(802, 804, 806, 808) 간의 주기적 구조체들의 피처(또는 라인) 또는 공간 폭의 차이이다. 일 실시예에서, 디자인의 차이는 서브-타겟들(802, 804, 806, 808) 중 적어도 하나와 또 다른 서브-타겟(802, 804, 806, 808) 간의 주기적 구조체들의 피처들의 세그멘테이션(예를 들어, 이어진 라인(solid line)보다는 끊어진 라인(broken line)]의 차이이다. 일 실시예에서, 디자인의 차이는 서브-타겟들(802, 804, 806, 808) 중 적어도 하나와 또 다른 서브-타겟(802, 804, 806, 808) 간의 주기적 구조체들의 바이어스(예를 들어, 양 및/또는 방향)의 차이이다. 일 실시예에서, 바이어스는 1 nm 내지 60 nm 범위에서 선택된다. 화살표들은 바이어스 방향의 일 실시예를 나타낸다. 반드시 바이어스가 요구되는 것은 아니다. 일 실시예에서, 디자인의 차이는 오버라잉 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟들 간의 피처 또는 공간 폭의 차이(예를 들어, "최상부 및 최하부 CD"의 차이)이며, 예를 들어 제 1 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟의 서브-타겟들(802, 804, 806, 808) 중 적어도 하나의 피처 또는 공간 폭은 오버라잉 제 2 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟의 서브-타겟들(802, 804, 806, 808) 중 연계된 적어도 하나의 피처 또는 공간 폭과 상이하다. 일 실시예에서, 디자인의 차이는 서브-타겟들(802, 804, 806, 808) 및 그들의 연계된 주기적 구조체들의 레이아웃의 차이이다. 예를 들어 이후에 설명되는 도 12a 내지 도 12e를 참조한다. 일 실시예에서, 디자인의 차이는 서브-타겟들(802, 804, 806, 808) 중 적어도 하나와 또 다른 서브-타겟(802, 804, 806, 808) 간의 측정 빔에 대한 최적 파장의 차이이다. 서브-타겟들(802, 804, 806, 808)의 각각에 대해 동일한 파장 측정 레시피(wavelength measurement recipe)가 사용되는 경우, 서브-타겟들(802, 804, 806, 808)은 각각의 서브-타겟의 최소한의 성능 손실을 허용하도록 최적화될 수 있다. 또는, 일 실시예에서, 다수의 파장이 복수의 서브-타겟들에 대해 사용될 수 있거나, 서브-타겟들에 적용되는 광대역 방사선으로부터 파장들이 분리될 수 있다. 알 수 있는 바와 같이, 디자인 파라미터들의 조합이 사용될 수 있다.

따라서, 일 실시예에서, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟들(900, 902)은 제 1 예시에서 서브-타겟(802)의 특성을 갖는 공정 스택, 즉 100 nm의 제 1 층(904) 및 100 nm의 제 2 층(906)을 갖는 공정 스택에 제공된다. 이에 따라, 이러한 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟들(900, 902)의 측정이 수행되는 경우, 서브-타겟(802)으로부터의 측정 결과들은 그 공정 스택에 대해 양호할 것이지만, 서브-타겟들(804, 806 및 808)로부터의 측정 결과들은 이에 대해 덜 양호할 것이다. 하지만, 편리하게, 제 2 예시에서 동일한 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟들(900, 902)이 서브-타겟(804)의 특성을 갖는 공정 스택, 즉 100 nm의 제 1 층(904) 및 110 nm의 제 2 층(906)을 갖는 공정 스택에 제공된다. 이에 따라, 이러한 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟들(900, 902)의 측정이 이 상이한 공정 스택에서 수행되는 경우, 이 경우 서브-타겟(804)으로부터의 측정 결과들은 그 공정 스택에 대해 양호할 것이지만, 서브-타겟들(802, 806 및 808)로부터의 측정 결과들은 이에 대해 덜 양호할 것이다.

측정 결과들이 양호한지 결정하기 위해, 하나 이상의 상이한 기술들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 앞서 언급된 제 1 예시에서는, 서브-타겟들(804, 806 및 808)로부터 어떠한 측정 결과들도 단순히 존재하지 않을 수 있거나 훨씬 더 약한 측정 결과가 존재할 수 있는데, 이들이 유효하게(effectively) 측정가능하지 않기 때문이다. 또 다른 예시에서, 잔차(residual)(예를 들어, 오버레이 잔차)가 서브-타겟들의 각각에 대해 측정될 수 있으며, 서브-타겟들 중 하나에 대한 더 낮은 또는 가장 낮은 잔차는 서브-타겟으로부터의 측정 결과들이 양호함을 나타낼 수 있다. 또 다른 예시에서, 동일한 파라미터(예를 들어, 오버레이)가 또 다른 공정에 의해 측정될 수 있다. 일 예시로서, 파라미터에 대한 값을 결정하기 위해 전기 테스트가 수행될 수 있으며, 전기 테스트에 의해 측정된 값과 가장 가까운 값을 갖는 서브-타겟은 서브-타겟으로부터의 측정 결과가 양호함을 나타낼 수 있다.

도 11을 참조하면, 다층 오버레이에 대한 복수의 서브-타겟들을 갖는 (도 9의 디자인의) 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(1000, 1002)의 일 예시의 사용이 도시된다. 참조의 용이성을 위해, 서브-타겟들(802, 804, 806, 808)은 도 11에서 한 줄로 도시된다. 도 9의 레이아웃으로부터 알 수 있는 바와 같이, 도 11의 서브-타겟들(806, 808)은 실제로 도 11의 서브-타겟들(802, 804) "앞" 또는 "뒤에", 즉 각각 페이지 안 또는 밖에 위치될 것이다. 또한, 이 실시예에서, 제 1 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(1000)은 하나의 층에 존재하고, 제 2 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(1002)은 상이한 층들에 복수의 서브-타겟들의 각각을 갖는다. 즉, 도 11에서, 제 1 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(1000)의 서브-타겟들(802, 804, 806, 808)의 각각은 최상부 층에 존재하고, 제 2 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(1002)의 서브-타겟들(802, 804, 806, 808)의 각각은 제 1 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(1000) 밑의 상이한 층에 존재하여, 제 1 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(1000)의 서브-타겟들(802, 804, 806, 808)의 각각이 제 2 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(1002)의 각각의 서브-타겟(802, 804, 806, 808)을 적어도 부분적으로 오버레이한다.

도 11의 예시에서, 서브-타겟들(802, 804, 806, 808)의 각각은 상이한 층에 대해 디자인된다. 이 예시에서, 서브-타겟(802)은 제 1 층-쌍의 최상부 층 및 층(1010)에 대한 오버레이를 측정하도록 디자인되고, 서브-타겟(804)은 제 2 층-쌍의 최상부 층 및 층(1008)에 대한 오버레이를 측정하도록 디자인되며, 서브-타겟(806)은 제 3 층-쌍의 최상부 층 및 층(1006)에 대한 오버레이를 측정하도록 디자인되고, 서브-타겟(808)은 제 4 층-쌍의 최상부 층 및 층(1004)에 대한 오버레이를 측정하도록 디자인된다. 이 예시에서는 각각의 서브-타겟이 상이한 층-쌍을 측정하지만, 일 실시예에서는 서브-타겟들 중 2 이상이 제 1 층-쌍을 측정할 수 있고, 하나 이상의 다른 서브-타겟이 제 2 층-쌍을 측정할 수 있다. 또한, 도 11에서는 4 개의 상이한 층-쌍이 측정될 수 있지만, 측정될 수 있는 상이한 수의 층-쌍이 존재할 수 있다.

이 실시예에서, 제 1 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(900)의 서브-타겟들(802, 804, 806, 808)의 각각은 동일한 디자인을 갖고, 제 1 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(900)의 서브-타겟들(802, 804, 806, 808)은 디자인과 관련하여 제 2 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(902)의 서브-타겟들(802, 804, 806, 808)과 동일하다. 하지만, 앞서 언급된 바와 같이, 제 2 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(902)의 서브-타겟들(802, 804, 806, 808) 중 2 이상이, 여전히 제 1 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(900) 아래에 놓이면서(underlying), 상이한 층들에(또한, 이에 따라 상이한 디자인으로) 존재한다. 일 실시예에서, 제 1 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(900)의 서브-타겟들(802, 804, 806, 808) 중 하나 이상은 제 1 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(900)의 서브-타겟들(802, 804, 806, 808) 중 다른 하나 또는 이상과 상이한 디자인을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 제 1 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(900)의 서브-타겟들(802, 804, 806, 808)의 하나 이상은 제 2 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(902)의 서브-타겟들(802, 804, 806, 808) 중 하나 또는 이상과 상이한 디자인을 가질 수 있다.

일 실시예에서, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟의 서브-타겟들(802, 804, 806, 808)의 각각의 위치로 인해, 각각의 상이한 특정 층-쌍에 대한 오버레이가 쉽게 만들어질 수 있다. 또한, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟이 각각의 상이한 층-쌍에 대해 서브-타겟들(802, 804, 806, 808)을 갖기 때문에, 복수의 상이한 층-쌍들의 측정이 하나의 측정 시퀀스에서, 예를 들어 회절 정보로 취해질 수 있으며, 예를 들어 상이한 층-쌍들의 각각이 한 번에 포착될 수 있다. 각각의 상이한 층-쌍의 측정된 오버레이 값을 개별적으로 이용하는 대신 또는 이에 추가하여, 서브-타겟들(802, 804, 806, 808)을 이용하는 측정들의 평균, 중간 또는 다른 통계 값이 공정 제어를 위해 사용될 수 있다. 이는, 서브-타겟들의 미소성(smallness)으로 인해 서브-타겟들(802, 804, 806, 808) 중 하나 이상의 특정 신뢰성에 대한 우려가 존재하는 경우에 유용할 수 있다. 통계 값은 변칙(anomaly)을 없애는 데 도움을 줄 수 있다.

도 12a 내지 도 12e는 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟의 추가 실시예들을 도시한다. 일 실시예에서, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟의 이러한 실시에들은 다층 오버레이 측정에 대해 디자인된다. 하지만, 추가적으로 또는 대안적으로, 이러한 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟들이, 적절한 변형으로, 공정 스택 변동에 사용될 수 있다(즉, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟의 상이한 서브-타겟들이 상이한 공정 스택 조건들에 대해 디자인된다). 물론, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟에 대한 디자인 가능성들은 도 9 및 도 12a 내지 도 12e에 도시된 것들로 제한되지 않는다. 예를 들어, 상이한 또는 더 많은 공정 스택 변동, 상이한 양의 층들, 상이한 레이아웃 제약들 등을 수용하기 위해, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟의 상이한 디자인 변동이 가능하다. 또한, 도 12a 내지 도 12e에는 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟 디자인들의 각각이 2 개의 서브-타겟을 도시한다. 알 수 있는 바와 같이, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟 2 이상의 서브-타겟을 가질 수 있다.

일 실시예에서, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟은 방사선에 노출되는 피처들의 수를 최대화하도록 디자인된다. 일 실시예에서, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟은 동일한 타입의 주기적 구조체들(예를 들어, 동일한 치수, 영역 등)을 최대화하도록 디자인된다. 일 실시예에서, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟은 대칭을 최대화하도록 디자인된다. 일 실시예에서, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟은 하나의 서브-타겟의 주기적 구조체들의 크기를 또 다른 서브-타겟의 주기적 구조체들의 크기에 대해 최대화하도록 디자인되면서도, 이러한 서브-타겟들 각각에 대해 실질적으로 동일하거나 유사한 회절 효율을 유지한다.

도 12a를 참조하면, 제 1 서브-타겟(1202) 및 제 2 서브-타겟(1204)을 갖는 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(1200)의 일 실시예가 도시된다. 도 9의 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟과 비교하면, 서브-타겟들이 서로 "인터리브(interleave)"되고, 이 경우 제 2 서브-타겟(1204)의 주기적 구조체들이 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(1200)의 중심에서 만나며, 제 1 서브-타겟(1202)의 주기적 구조체들이 주변을 따라 배치된다. 이 실시예에서, 제 1 서브-타겟(1202)의 각각의 주기적 구조체의 길이(L1) 및 폭(W1)은 제 2 서브-타겟(1204)의 각각의 주기적 구조체의 길이(L2)(도 12b 참조) 및 폭(W2)과 실질적으로 동일하다. 일 실시예에서, 길이(L1, L2)는 8 ㎛이고, 폭(W1, W2)은 4 ㎛이다. 일 실시예에서, 피처 길이는 3500 내지 4000 nm 범위, 예를 들어 3875 nm이다. 일 실시예에서, 제 1 및 제 2 서브-타겟들의 주기적 구조체들의 인접한 측면들 간의 간격은 150 내지 400 nm 범위, 예를 들어 250 nm이다. 일 실시예에서, 간격은 제 1 및 제 2 서브-타겟들의 주기적 구조체들의 인접한 모든 측면들 간에 균일하지 않다. 일 실시예에서, 제 1 및 제 2 서브-타겟들(1202, 1204) 사이에 바이어스 차이가 존재할 수 있다. 화살표들은 바이어스 방향의 일 실시예를 나타낸다. 바이어스가 반드시 요구되는 것은 아니다. 일 실시예에서, 바이어스는 60 nm 이하이다. 일 실시예에서, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(1200)은 30 nm 이하 범위의 오버레이를 측정할 수 있다.

도 12b를 참조하면, 제 1 서브-타겟(1222) 및 제 2 서브-타겟(1224)을 갖는 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(1220)의 일 실시예가 도시된다. 서브-타겟들의 각각은 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(1220)의 별개의 접경 부분이다. 이 경우, 제 1 서브-타겟(1222)은 "상부" 부분에 있고, 제 2 서브-타겟(1224)은 "하부" 부분에 있다. 이 실시예에서, 제 1 서브-타겟(1222)의 각각의 주기적 구조체의 길이(L1) 및 폭(W1)은 제 2 서브-타겟(1224)의 각각의 주기적 구조체의 길이(L2) 및 폭(W2)과 실질적으로 동일하다. 일 실시예에서, 길이(L1, L2)는 8 ㎛이고, 폭(W1, W2)은 4 ㎛이다. 일 실시예에서, 피처 길이는 3500 내지 4000 nm 범위, 예를 들어 3875 nm이다. 일 실시예에서, 제 1 및 제 2 서브-타겟들의 주기적 구조체들의 인접한 측면들 간의 간격은 150 내지 400 nm 범위, 예를 들어 250 nm이다. 일 실시예에서, 간격은 제 1 및 제 2 서브-타겟들의 주기적 구조체들의 인접한 모든 측면들 간에 균일하지 않다. 일 실시예에서, 제 1 및 제 2 서브-타겟들(1222, 1224) 사이에 바이어스 차이가 존재할 수 있다. 화살표들은 바이어스 방향의 일 실시예를 나타낸다. 바이어스가 반드시 요구되는 것은 아니다. 일 실시예에서, 바이어스는 60 nm 이하이다. 일 실시예에서, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(1220)은 30 nm 이하 범위의 오버레이를 측정할 수 있다.

도 12c를 참조하면, 제 1 서브-타겟(1242) 및 제 2 서브-타겟(1244)을 갖는 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(1240)의 일 실시예가 도시된다. 도 12c의 디자인은, 서브-타겟들이 서로 "인터리브"되고, 이 경우 제 2 서브-타겟(1244)의 주기적 구조체들이 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(1240)의 중심에서 만나며, 제 1 서브-타겟(1242)의 주기적 구조체들이 주변을 따라 배치되는 점에서, 도 12a의 디자인과 유사하다. 이 실시예에서, 제 1 서브-타겟(1242)의 각각의 주기적 구조체의 길이(L1)는 제 2 서브-타겟(1244)의 각각의 주기적 구조체의 길이(L2)와 상이하고, 제 1 서브-타겟(1242)의 각각의 주기적 구조체의 폭(W1)은 제 2 서브-타겟(1244)의 각각의 주기적 구조체의 폭(W2)과 실질적으로 동일하다. 일 실시예에서, 길이(L1)는 6 ㎛이고, 폭(W1)은 4.9 ㎛이다. 일 실시예에서, 길이(L2)는 10.4 ㎛이고, 폭(W2)은 4.9 ㎛이다. 일 실시예에서, 피처 길이는 3500 내지 4000 nm 범위, 예를 들어 3875 nm이다. 일 실시예에서, 제 1 및 제 2 서브-타겟들의 주기적 구조체들의 인접한 측면들 간의 간격은 150 내지 400 nm 범위, 예를 들어 250 nm이다. 일 실시예에서, 간격은 제 1 및 제 2 서브-타겟들의 주기적 구조체들의 인접한 모든 측면들 간에 균일하지 않다. 일 실시예에서, 제 1 및 제 2 서브-타겟들(1242, 1244) 사이에 바이어스 차이가 존재할 수 있다. 화살표들은 바이어스 방향의 일 실시예를 나타낸다. 바이어스가 반드시 요구되는 것은 아니다. 일 실시예에서, 바이어스는 60 nm 이하이다. 일 실시예에서, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(1240)은 30 nm 이하 범위의 오버레이를 측정할 수 있다. 이 실시예는, 층 재료의 성질, 두께 등이 하부 층으로부터 회절된 방사선을 크게 감쇠시키거나 방해하기 때문에, 제 2 서브-타겟(1244)이 제 1 서브-타겟(1242)보다 하부 층에 사용되는 경우의 다층 오버레이에 유익할 수 있다. 제 1 및 제 2 서브-타겟들(1242, 1244)의 각각의 회절 효율이 실질적으로 동일하거나 유사하도록, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟을 디자인하는 소프트웨어(이후에 더 자세히 설명됨)가 층 재료의 성질, 두께 등에 기초하여 제 1 및 제 2 서브-타겟들(1242, 1244)의 주기적 구조체들의 디자인 파라미터들(예를 들어, 피처 및 공간 폭, 피치, 레이아웃 등)을 선택할 수 있다. 이는 제 1 서브-타겟(1242) 또는 제 2 서브-타겟(1244)으로부터의 과도한 회절 방사선으로부터 측정 센서의 클리핑(clipping)을 방지하는 데 도움을 줄 수 있다.

도 12d를 참조하면, 제 1 서브-타겟(1262) 및 제 2 서브-타겟(1264)을 갖는 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(1260)의 일 실시예가 도시된다. 도 12d의 디자인은 도 12c의 디자인과 유사하며, 이 디자인이 더 대칭적인 것이 차이이다. 이 경우, 제 2 서브-타겟(1264)은 십자 형태로 되어 있고, 제 1 서브-타겟(1262)이 주변을 따라 배치된다. 이 실시예에서, 제 1 서브-타겟(1262)의 각각의 주기적 구조체의 길이(L1)는 제 2 서브-타겟(1264)의 각각의 주기적 구조체의 길이(L2)와 상이하고, 제 1 서브-타겟(1262)의 각각의 주기적 구조체의 폭(W1)은 제 2 서브-타겟(1264)의 각각의 주기적 구조체의 폭(W2)과 실질적으로 동일하다. 일 실시예에서, 길이(L1)는 5.4 ㎛이고, 폭(W1)은 5.4 ㎛이다. 일 실시예에서, 길이(L2)는 7.5 ㎛이고, 폭(W2)은 5.4 ㎛이다. 일 실시예에서, 피처 길이는 3500 내지 4000 nm 범위, 예를 들어 3875 nm이다. 일 실시예에서, 제 1 및 제 2 서브-타겟들의 주기적 구조체들의 인접한 측면들 간의 간격은 150 내지 400 nm 범위, 예를 들어 250 nm이다. 일 실시예에서, 간격은 제 1 및 제 2 서브-타겟들의 주기적 구조체들의 인접한 모든 측면들 간에 균일하지 않다. 일 실시예에서, 제 1 및 제 2 서브-타겟들(1262, 1264) 사이에 바이어스 차이가 존재할 수 있다. 화살표들은 바이어스 방향의 일 실시예를 나타낸다. 바이어스가 반드시 요구되는 것은 아니다. 일 실시예에서, 바이어스는 60 nm 이하이다. 일 실시예에서, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(1260)은 30 nm 이하 범위의 오버레이를 측정할 수 있다. 이 실시예는, 층 재료의 성질, 두께 등이 하부 층으로부터 회절된 방사선을 크게 감쇠시키거나 방해하기 때문에, 제 2 서브-타겟(1264)이 제 1 서브-타겟(1262)보다 하부 층에 사용되는 경우의 다층 오버레이에 유익할 수 있다. 제 1 및 제 2 서브-타겟들(1262, 1264)의 각각의 회절 효율이 실질적으로 동일하거나 유사하도록, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟을 디자인하는 소프트웨어(이후에 더 자세히 설명됨)가 층 재료의 성질, 두께 등에 기초하여 제 1 및 제 2 서브-타겟들(1262, 1264)의 주기적 구조체들의 디자인 파라미터들(예를 들어, 피처 및 공간 폭, 피치, 레이아웃 등)을 선택할 수 있다. 이는 제 1 서브-타겟(1262) 또는 제 2 서브-타겟(1264)으로부터의 과도한 회절 방사선으로부터 측정 센서의 클리핑을 방지하는 데 도움을 줄 수 있다. 이 디자인은 도 12c의 디자인보다 다소 더 균형잡혀 있다.

도 12e를 참조하면, 제 1 서브-타겟(1282) 및 제 2 서브-타겟(1284)을 갖는 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(1280)의 일 실시예가 도시된다. 도 12e의 디자인은, 제 1 및 제 2 서브-타겟들(1282 및 1284)의 주기적 구조체가 상이하다는 점에서, 도 12c 및 도 12d의 디자인과 유사하다. 도 12e의 디자인에서는, 제 1 서브-타겟(1282)의 주기적 구조체들이 내부에 집중되며, 제 2 서브-타겟(1284)의 주기적 구조체들이 주변을 따라 배치된다. 이 실시예에서, 제 1 서브-타겟(1282)의 각각의 주기적 구조체의 길이(L1) 및 폭(W1)은 제 2 서브-타겟(1284)의 각각의 주기적 구조체의 길이(L2) 및 폭(W2)과 상이하다. 일 실시예에서, 길이(L1)는 6.25 ㎛이고, 폭(W1)은 6.25 ㎛이다. 일 실시예에서, 길이(L2)는 12.5 ㎛이고, 폭(W2)은 7.5 ㎛이다. 일 실시예에서, 피처 길이는 3500 내지 4000 nm 범위, 예를 들어 3875 nm이다. 일 실시예에서, 제 1 및 제 2 서브-타겟들의 주기적 구조체들의 인접한 측면들 간의 간격은 150 내지 400 nm 범위, 예를 들어 250 nm이다. 일 실시예에서, 간격은 제 1 및 제 2 서브-타겟들의 주기적 구조체들의 인접한 모든 측면들 간에 균일하지 않다. 일 실시예에서, 제 1 및 제 2 서브-타겟들(1282, 1284) 사이에 바이어스 차이가 존재할 수 있다. 화살표들은 바이어스 방향의 일 실시예를 나타낸다. 바이어스가 반드시 요구되는 것은 아니다. 일 실시예에서, 바이어스는 60 nm 이하이다. 일 실시예에서, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(1280)은 30 nm 이하 범위의 오버레이를 측정할 수 있다. 이 실시예는, 층 재료의 성질, 두께 등이 하부 층으로부터 회절된 방사선을 크게 감쇠시키거나 방해하기 때문에, 제 2 서브-타겟(1284)이 제 1 서브-타겟(1282)보다 하부 층에 사용되는 경우의 다층 오버레이에 유익할 수 있다. 제 1 및 제 2 서브-타겟들(1282, 1284)의 각각의 회절 효율이 실질적으로 동일하거나 유사하도록, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟을 디자인하는 소프트웨어(이후에 더 자세히 설명됨)가 층 재료의 성질, 두께 등에 기초하여 제 1 및 제 2 서브-타겟들(1282, 1284)의 주기적 구조체들의 디자인 파라미터들(예를 들어, 피처 및 공간 폭, 피치, 레이아웃 등)을 선택할 수 있다. 이는 제 1 서브-타겟(1282) 또는 제 2 서브-타겟(1284)으로부터의 과도한 회절 방사선으로부터 측정 센서의 클리핑을 방지하는 데 도움을 줄 수 있다. 이 디자인은 도 12c의 디자인보다 다소 더 균형잡혀 있다. 또한, 이 실시예에서, 제 1 서브-타겟(1282)은 측정 스폿보다 작을 수 있는 한편[즉, 제 1 서브-타겟(1282)이 오버필됨], 제 2 서브-타겟(1284)은 측정 스폿보다 클 것이다[즉, 제 2 서브-타겟(1284)이 언더필됨]. 언더필되더라도, 측정을 취하기 위해 제 2 서브-타겟(1284)이 충분히 포착될 수 있다.

도 22a 내지 도 22c를 참조하면, 다층 오버레이를 위한 복수의 서브-타겟들을 갖는 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(1500, 1502)의 일 예시의 사용이 도시된다. 이 실시예에서, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(1500, 1502)은 서브-타겟들(1504 및 1506)을 포함한다. 서브-타겟(1504)은 주기적 구조체들(1510)을 포함하는 한편, 서브-타겟(1506)은 주기적 구조체들(1512)을 포함한다.

이 예시에서, 도 22a는 층 1로 표시된 하부 층의 서브-타겟(1504)의 주기적 구조체들(1510)의 위치를 도시한다. 도 22b는 층 1 위에 위치되는 층 2로 표시된 상부 층의 서브-타겟(1506)의 주기적 구조체들(1512)의 위치를 도시한다. 도 22c는 층 1 및 2 위에 위치되는 층 3으로 표시된 더 상부 층의 서브-타겟(1504 및 1506)의 주기적 구조체들의 위치를 도시한다. 층들이 반드시 서로 바로 인접해 있을 필요는 없다. 예를 들어, 하나 이상의 다른 층들이 층 1과 층 2 사이에 또는 층 2와 층 3 사이에 제공될 수 있으며, 다른 층들은 그 안에 도 22a 내지 도 22c의 주기적 구조체들 중 어느 것과도 오버랩되는 주기적 구조체를 갖지 않을 것이다. 일 실시예에서, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(1500, 1502)은 하나 이상의 추가 서브-타겟들을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 하나 이상의 추가 서브-타겟들의 각각이 하나 이상의 각각의 추가 층들에 위치될 수 있다(또한, 이에 따라 추가 층-쌍들이 측정될 수 있음).

또한, 실제로, 도 22c의 주기적 구조체들은 도 22a의 주기적 구조체들에 적어도 부분적으로 오버라잉될 것이고, 도 22c의 주기적 구조체들은 도 22b의 주기적 구조체들에 적어도 부분적으로 오버라잉될 것이다. 특히, 도 22c의 주기적 구조체들(1510)은 도 22a의 주기적 구조체들(1510)에 적어도 부분적으로 오버라잉될 것이다. 또한, 도 22c의 주기적 구조체들(1512)은 도 22b의 주기적 구조체들(1512)에 적어도 부분적으로 오버라잉될 것이다. 일 실시예에서는, 층들의 주기적 구조체들의 순서가 바뀔 수 있다. 예를 들어, 도 22c가 층 2에 위치될 수 있는 한편, 도 22b가 층 3에 위치될 수 있거나(이 경우, 도 22a가 층 1에 위치됨), 층 1에 위치될 수 있다(이 경우, 도 22a가 층 3에 위치됨). 이 경우, 상이한 층-쌍 조합, 즉 층 1과 2 및/또는 층 2와 3 사이의 오버레이가 측정될 수 있다. 또는, 예를 들어 도 22c가 층 1에 위치될 수 있는 한편, 도 22b가 여전히 층 2에 위치될 수 있거나(또한, 이에 따라 도 22a가 층 3에 위치됨), 도 22b가 층 3에 위치될 수 있다(이 경우, 도 22a가 층 2에 위치됨).

이 실시예에서, 서브-타겟(1504)의 주기적 구조체들(1510)의 피처들은 Y 방향으로 표기될 수 있는 제 1 방향으로 연장된다. 이에 따라, 주기적 구조체들(1510)은 제 1 방향과 실질적으로 직교하는 X-방향으로 표기될 수 있 제 2 방향으로의 오버레이를 결정할 수 있다. 또한, 서브-타겟(1506)의 주기적 구조체들(1512)의 피처들이 동일한 제 1 방향으로 연장된다. 따라서, 주기적 구조체들(1512)은 마찬가지로 X-방향으로의 오버레이를 결정할 수 있다.

일 실시예에서, 서브-타겟(1504)의 주기적 구조체들(1510)의 피처들이 제 2 방향으로 연장된다. 그 경우, 주기적 구조체들(1510)은 Y-방향으로의 오버레이를 결정할 수 있다. 또한, 서브-타겟(1506)의 주기적 구조체들(1512)의 피처들이 동일한 제 2 방향으로 연장될 것이다. 따라서, 주기적 구조체들(1512)은 마찬가지로 Y-방향으로의 오버레이를 결정할 수 있다.

이에 따라, 도 22의 실시예에서, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(1500, 1502)은 층 1(도 22a)과 층 3(도 22c) 사이의 X-방향(또는 Y-방향)으로의 오버레이를 결정할 수 있는 한편, 또한 층 2(도 22b)와 층 3(도 22c) 사이의 X-방향으로의 오버레이를 결정할 수 있다. 따라서, 단일 측정 시퀀스에서, 상이한 층-쌍들 간에 동일한 방향으로 오버레이가 달성될 수 있다.

주기적 구조체들의 정렬의 점검을 용이하게 하여 하나 이상의 적절한 주기적 구조체들이 하나 이상의 연계된 주기적 구조체들을 적어도 부분적으로 오버레이하는 데 도움을 주기 위해, 복수의 층들의 각각에 선택 마커(1508)가 제공될 수 있다. 예를 들어, 주기적 구조체들이 일반적으로 다른 주기적 구조체들에 오버라잉되는 데 도움을 주기 위해, 예를 들어 마커(1508)를 이용하여 개략적 정렬이 수행될 수 있다[예를 들어, 하나의 마커(1508)가 서로 두드러지게 오정렬되는 경우, 타겟을 이용하여 측정이 행해질 수 없다]. 추가적으로 또는 대안적으로, 마커(1508)는 타겟의 중간에 측정 빔 스폿의 정렬을 용이하게 하는 데 사용될 수 있다.

도 23a 내지 도 23c를 참조하면, 다층 오버레이를 위한 복수의 서브-타겟들을 갖는 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(1600, 1602)의 일 예시의 사용이 도시된다. 이 실시예에서, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(1600, 1602)은 서브-타겟들(1604, 1606, 1608, 1610)을 포함한다. 서브-타겟(1604)은 주기적 구조체들(1612)을 포함하고, 서브-타겟(1606)은 주기적 구조체들(1614)을 포함하며, 서브-타겟(1608)은 주기적 구조체들(1616)을 포함하고, 서브-타겟(1610)은 주기적 구조체들(1618)을 포함한다.

이 예시에서, 도 23a는 층 1로 표시된 하부 층의 서브-타겟(1606)의 주기적 구조체들(1614) 및 서브-타겟(1608)의 주기적 구조체들(1616)의 위치를 도시한다. 도 23b는 층 1 위에 위치되는 층 2로 표시된 상부 층의 서브-타겟(1604)의 주기적 구조체들(1612) 및 서브-타겟(1610)의 주기적 구조체들(1618)의 위치를 도시한다. 도 23c는 층 1 및 2 위에 위치되는 층 3으로 표시된 더 상부 층의 서브-타겟(1604, 1606, 1608, 1610)의 주기적 구조체들의 위치를 도시한다. 층들이 반드시 서로 바로 인접해 있을 필요는 없다. 예를 들어, 하나 이상의 다른 층들이 층 1과 층 2 사이에 또는 층 2와 층 3 사이에 제공될 수 있으며, 다른 층들은 그 안에 도 23a 내지 도 23c의 주기적 구조체들 중 어느 것과도 오버랩되는 주기적 구조체를 갖지 않을 것이다.

또한, 실제로, 도 23c의 주기적 구조체들은 도 23a의 주기적 구조체들에 적어도 부분적으로 오버라잉될 것이고, 도 23c의 주기적 구조체들은 도 23b의 주기적 구조체들에 적어도 부분적으로 오버라잉될 것이다. 특히, 도 23c의 주기적 구조체들(1614 및 1616)은 도 23a의 각각의 주기적 구조체들(1614 및 1616)에 적어도 부분적으로 오버라잉될 것이다. 또한, 도 23c의 주기적 구조체들(1612 및 1618)은 도 23b의 각각의 주기적 구조체들(1612 및 1618)에 적어도 부분적으로 오버라잉될 것이다. 일 실시예에서는, 층들의 주기적 구조체들의 순서가 바뀔 수 있다. 예를 들어, 도 23c가 층 2에 위치될 수 있는 한편, 도 23b가 층 3에 위치될 수 있거나(이 경우, 도 23a가 층 1에 위치됨), 층 1에 위치될 수 있다(이 경우, 도 23a가 층 3에 위치됨). 이 경우, 상이한 층-쌍 조합, 즉 층 1과 2 및/또는 층 2와 3 사이의 오버레이가 측정될 수 있다. 또는, 예를 들어 도 23c가 층 1에 위치될 수 있는 한편, 도 23b가 여전히 층 2에 위치될 수 있거나(또한, 이에 따라 도 23a가 층 3에 위치됨), 도 23b가 층 3에 위치될 수 있다(이 경우, 도 23a가 층 2에 위치됨).

이 실시예에서, 서브-타겟(1604)의 주기적 구조체들(1612)의 피처들은 Y 방향으로 표기될 수 있는 제 1 방향으로 연장된다. 이에 따라, 주기적 구조체들(1612)은 제 1 방향과 실질적으로 직교하는 X-방향으로 표기될 수 있는 제 2 방향으로의 오버레이를 결정할 수 있다. 또한, 서브-타겟(1606)의 주기적 구조체들(1614), 서브-타겟(1608)의 주기적 구조체들(1616) 및 서브-타겟(1610)의 주기적 구조체들(1618)의 피처들이 동일한 제 1 방향으로 연장된다. 따라서, 주기적 구조체들(1614, 1616 및 1618)은 마찬가지로 X-방향으로의 오버레이를 각각 결정할 수 있다.

일 실시예에서, 서브-타겟(1604)의 주기적 구조체들(1612)의 피처들이 제 2 방향으로 연장된다. 그 경우, 주기적 구조체들(1612)은 Y-방향으로의 오버레이를 결정할 수 있다. 또한, 주기적 구조체들(1614, 1616 및 1618)의 피처들이 동일한 제 2 방향으로 연장될 것이다. 따라서, 주기적 구조체들(1614, 1616 및 1618)은 마찬가지로 Y-방향으로의 오버레이를 결정할 수 있다.

이에 따라, 도 23의 실시예에서, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(1600, 1602)은 층 1(도 23a)과 층 3(도 23c) 사이의 X-방향(또는 Y-방향)으로의 오버레이를 결정할 수 있는 한편, 또한 층 2(도 23b)와 층 3(도 23c) 사이의 X-방향으로의 오버레이를 결정할 수 있다. 또한, 이 경우, X-방향(또는 Y-방향)으로의 오버레이는 각각의 층에 존재하는 적어도 2 개의 서브-타겟의 하나 이상의 주기적 구조체로 인해 각각의 층-쌍에 대해 적어도 두 번 측정될 것이다. 예를 들어, 일 실시예에서, 층 1과 3 사이의 X-방향(또는 Y-방향)으로의 오버레이는 적어도 서브-타겟들(1604 및 1610)의 각각에 의해 측정된다. 이와 유사하게, 예를 들어 일 실시예에서, 층 2과 3 사이의 X-방향(또는 Y-방향)으로의 오버레이는 적어도 서브-타겟들(1606 및 1608)의 각각에 의해 측정된다. 따라서, 단일 측정 시퀀스에서, 상이한 층-쌍들 간의 동일한 방향으로의 오버레이가 각각의 층-쌍에 대해 여러 번 달성될 수 있다. 오버레이 결과들은 통계적으로 조합(예를 들어, 평균화)될 수 있거나, 가중(weighting)에 의해 조합될 수 있다(예를 들어, 하나의 서브-타겟을 이용하여 층-쌍에 대해 측정된 오버레이 값은 또 다른 서브-타겟을 이용하여 측정된 층-쌍에 대한 오버레이 값보다 더 많이 가중된다).

도 24a 내지 도 24c를 참조하면, 다층 오버레이를 위한 복수의 서브-타겟들을 갖는 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(1700, 1702)의 일 예시의 사용이 도시된다. 이 실시예에서, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(1700, 1702)은 서브-타겟들(1704 및 1706)을 포함한다. 서브-타겟(1704)은 주기적 구조체들(1708)을 포함하는 한편, 서브-타겟(1706)은 주기적 구조체들(1710)을 포함한다.

이 예시에서, 도 24a는 층 1로 표시된 하부 층의 서브-타겟(1704)의 주기적 구조체들(1708)의 위치를 도시한다. 도 24b는 층 1 위에 위치되는 층 2로 표시된 상부 층의 서브-타겟(1706)의 주기적 구조체들(1710)의 위치를 도시한다. 도 24c는 층 1 및 2 위에 위치되는 층 3으로 표시된 더 상부 층의 서브-타겟(1704 및 1706)의 주기적 구조체들의 위치를 도시한다. 층들이 반드시 서로 바로 인접해 있을 필요는 없다. 예를 들어, 하나 이상의 다른 층들이 층 1과 층 2 사이에 또는 층 2와 층 3 사이에 제공될 수 있으며, 다른 층들은 그 안에 도 24a 내지 도 24c의 주기적 구조체들 중 어느 것과도 오버랩되는 주기적 구조체를 갖지 않을 것이다.

또한, 실제로, 도 24c의 주기적 구조체들은 도 24a의 주기적 구조체들에 적어도 부분적으로 오버라잉될 것이고, 도 24c의 주기적 구조체들은 도 24b의 주기적 구조체들에 적어도 부분적으로 오버라잉될 것이다. 특히, 도 24c의 주기적 구조체들(1708)은 도 24a의 주기적 구조체들(1708)에 적어도 부분적으로 오버라잉될 것이다. 또한, 도 24c의 주기적 구조체들(1710)은 도 24b의 주기적 구조체들(1710)에 적어도 부분적으로 오버라잉될 것이다. 일 실시예에서는, 층들의 주기적 구조체들의 순서가 바뀔 수 있다. 예를 들어, 도 24c가 층 2에 위치될 수 있는 한편, 도 24b가 층 3에 위치될 수 있거나(이 경우, 도 24a가 층 1에 위치됨), 층 1에 위치될 수 있다(이 경우, 도 24a가 층 3에 위치됨). 이 경우, 상이한 층-쌍 조합, 즉 층 1과 2 및/또는 층 2와 3 사이의 오버레이가 측정될 수 있다. 또는, 예를 들어 도 24c가 층 1에 위치될 수 있는 한편, 도 24b가 여전히 층 2에 위치될 수 있거나(또한, 이에 따라 도 24a가 층 3에 위치됨), 도 24b가 층 3에 위치될 수 있다(이 경우, 도 24a가 층 2에 위치됨).

이 실시예에서, 서브-타겟(1704)의 주기적 구조체들(1708)의 피처들은 Y 방향으로 표기될 수 있는 제 1 방향으로 연장된다. 이에 따라, 주기적 구조체들(1708)은 제 1 방향과 실질적으로 직교하는 X-방향으로 표기될 수 있는 제 2 방향으로의 오버레이를 결정할 수 있다. 또한, 서브-타겟(1706)의 주기적 구조체들(1710)의 피처들이 제 2 방향으로 연장된다. 따라서, 주기적 구조체들(1710)은 Y-방향으로의 오버레이를 결정할 수 있다.

일 실시예에서, 서브-타겟(1704)의 주기적 구조체들(1708)의 피처들이 제 2 방향으로 연장된다. 그 경우, 주기적 구조체들(1708)은 Y-방향으로의 오버레이를 결정할 수 있다. 또한, 그 경우 서브-타겟(1706)의 주기적 구조체들(1710)의 피처들이 동일한 제 2 방향으로 연장될 것이다. 따라서, 주기적 구조체들(1710)은 마찬가지로 Y-방향으로의 오버레이를 결정할 수 있다.

이에 따라, 도 24의 실시예에서, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(1700, 1702)은 층 1(도 24a)과 층 3(도 24c) 사이의 X-방향으로의 오버레이를 결정할 수 있는 한편, 또한 층 2(도 24b)와 층 3(도 24c) 사이의 Y-방향으로의 오버레이를 결정할 수 있다. 또는, 예를 들어 도 24b를 층 1로 시프트하고 도 24a를 층 2로 시프트함으로써, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(1700, 1702)은 그 경우 층 1과 층 3 사이의 Y-방향으로의 오버레이를 결정할 수 있는 한편, 또한 층 2와 층 3 사이의 X-방향으로의 오버레이를 결정할 수 있다. 따라서, 단일 측정 시퀀스에서, 상이한 층-쌍들 간에 동일한 방향으로 오버레이가 달성될 수 있다.

도 25a 내지 도 25c를 참조하면, 다층 오버레이를 위한 복수의 서브-타겟들을 갖는 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(1800, 1802)의 일 예시의 사용이 도시된다. 이 실시예에서, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(1800, 1802)은 서브-타겟들(1804, 1806, 1808 및 1810)을 포함한다. 서브-타겟(1804)은 주기적 구조체들(1812)을 포함하고, 서브-타겟(1806)은 주기적 구조체들(1814)을 포함하며, 서브-타겟(1808)은 주기적 구조체들(1816)을 포함하고, 서브-타겟(1810)은 주기적 구조체들(1818)을 포함한다.

이 예시에서, 도 25a는 층 1로 표시된 하부 층의 서브-타겟(1808)의 주기적 구조체들(1816) 및 서브-타겟(1810)의 주기적 구조체들(1818)의 위치를 도시한다. 도 25b는 층 1 위에 위치되는 층 2로 표시된 상부 층의 서브-타겟(1804)의 주기적 구조체들(1812) 및 서브-타겟(1806)의 주기적 구조체들(1814)의 위치를 도시한다. 도 25c는 층 1 및 2 위에 위치되는 층 3으로 표시된 더 상부 층의 서브-타겟(1804, 1806, 1808, 1810)의 주기적 구조체들의 위치를 도시한다. 층들이 반드시 서로 바로 인접해 있을 필요는 없다. 예를 들어, 하나 이상의 다른 층들이 층 1과 층 2 사이에 또는 층 2와 층 3 사이에 제공될 수 있으며, 다른 층들은 그 안에 도 25a 내지 도 25c의 주기적 구조체들 중 어느 것과도 오버랩되는 주기적 구조체를 갖지 않을 것이다.

또한, 실제로, 도 25c의 주기적 구조체들은 도 25a의 주기적 구조체들에 적어도 부분적으로 오버라잉될 것이고, 도 25c의 주기적 구조체들은 도 25b의 주기적 구조체들에 적어도 부분적으로 오버라잉될 것이다. 특히, 도 25c의 주기적 구조체들(1816 및 1818)은 도 25a의 연계된 주기적 구조체들(1816 및 1818)에 적어도 부분적으로 오버라잉될 것이다. 또한, 도 25c의 주기적 구조체들(1812 및 1814)은 도 25b의 연계된 주기적 구조체들(1812 및 1814)에 적어도 부분적으로 오버라잉될 것이다. 일 실시예에서는, 층들의 주기적 구조체들의 순서가 바뀔 수 있다. 예를 들어, 도 25c가 층 2에 위치될 수 있는 한편, 도 25b가 층 3에 위치될 수 있거나(이 경우, 도 25a가 층 1에 위치됨), 층 1에 위치될 수 있다(이 경우, 도 25a가 층 3에 위치됨). 이 경우, 상이한 층-쌍 조합, 즉 층 1과 2 및/또는 층 2와 3 사이의 오버레이가 측정될 수 있다. 또는, 예를 들어 도 25c가 층 1에 위치될 수 있는 한편, 도 25b가 여전히 층 2에 위치될 수 있거나(또한, 이에 따라 도 25a가 층 3에 위치됨), 도 25b가 층 3에 위치될 수 있다(이 경우, 도 25a가 층 2에 위치됨).

이 실시예에서, 서브-타겟(1804)의 주기적 구조체들(1812) 및 서브-타겟(1806)의 주기적 구조체들(1814)의 피처들은 Y 방향으로 표기될 수 있는 제 1 방향으로 연장된다. 이에 따라, 주기적 구조체들(1812 및 1814)은 제 1 방향과 실질적으로 직교하는 X-방향으로 표기될 수 있는 제 2 방향으로의 오버레이를 결정할 수 있다. 또한, 서브-타겟(1808)의 주기적 구조체들(1816) 및 서브-타겟(1810)의 주기적 구조체들(1818)의 피처들이 제 2 방향으로 연장된다. 따라서, 주기적 구조체들(1816 및 1818)은 각각 Y-방향으로의 오버레이를 결정할 수 있다.

일 실시예에서, 서브-타겟(1804)의 주기적 구조체들(1812) 및 서브-타겟(1806)의 주기적 구조체들(1814)의 피처들이 제 2 방향으로 연장된다. 그 경우, 주기적 구조체들(1812 및 1814)은 Y-방향으로의 오버레이를 결정할 수 있다. 또한, 서브-타겟(1808)의 주기적 구조체들(1816) 및 서브-타겟(1810)의 주기적 구조체들(1818)의 피처들이 제 1 방향으로 연장될 것이다. 따라서, 그 경우 주기적 구조체들(1816 및 1818)은 X-방향으로의 오버레이를 결정할 수 있다.

이에 따라, 도 25의 실시예에서, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(1800, 1802)은 층 2(도 25b)과 층 3(도 25c) 사이의 X-방향으로의 오버레이를 결정할 수 있는 한편, 또한 층 1(도 25a)와 층 3(도 25c) 사이의 Y-방향으로의 오버레이를 결정할 수 있다. 또는, 예를 들어 도 25b를 층 1로 시프트하고 도 25a를 층 2로 시프트함으로써, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(1800, 1802)은 그 경우 층 1과 층 3 사이의 X-방향으로의 오버레이를 결정할 수 있는 한편, 또한 층 2와 층 3 사이의 Y-방향으로의 오버레이를 결정할 수 있다. 또한, 이 경우, X-방향 및 Y-방향으로의 오버레이는 각각의 층에 존재하는 적어도 2 개의 서브-타겟의 하나 이상의 주기적 구조체로 인해 각각의 층-쌍에 대해 적어도 두 번 측정될 것이다. 예를 들어, 일 실시예에서, 층 2과 3 사이의 X-방향으로의 오버레이는 적어도 서브-타겟들(1804 및 1806)의 각각에 의해 측정된다. 이와 유사하게, 예를 들어 일 실시예에서, 층 1과 3 사이의 Y-방향으로의 오버레이는 적어도 서브-타겟들(1808 및 1810)의 각각에 의해 측정된다. 따라서, 단일 측정 시퀀스에서, 상이한 층-쌍들 간의 상이한 방향으로의 오버레이가 각각의 층-쌍에 대해 여러 번 달성될 수 있다. 오버레이 결과들은 통계적으로 조합(예를 들어, 평균화)될 수 있거나, 가중에 의해 조합될 수 있다(예를 들어, 하나의 서브-타겟을 이용하여 층-쌍에 대해 측정된 오버레이 값은 또 다른 서브-타겟을 이용하여 측정된 층-쌍에 대한 오버레이 값보다 더 많이 가중된다).

도 26a 내지 도 26e를 참조하면, 다층 오버레이를 위한 복수의 서브-타겟들을 갖는 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(1800, 1802)의 일 예시의 사용이 도시된다. 이 실시예에서, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(1800, 1802)은 서브-타겟들(1804, 1806, 1808 및 1810)을 포함한다. 서브-타겟(1804)은 주기적 구조체들(1812)을 포함하고, 서브-타겟(1806)은 주기적 구조체들(1814)을 포함하며, 서브-타겟(1808)은 주기적 구조체들(1816)을 포함하고, 서브-타겟(1810)은 주기적 구조체들(1818)을 포함한다.

이 예시에서, 도 26a는 층 1로 표시된 하부 층의 서브-타겟(1806)의 주기적 구조체들(1814)의 위치를 도시한다. 도 26b는 층 1 위에 위치되는 층 2로 표시된 상부 층의 서브-타겟(1810)의 주기적 구조체들(1818)의 위치를 도시한다. 도 26c는 층 1 및 2 위에 위치되는 층 3으로 표시된 더 상부 층의 서브-타겟(1808)의 주기적 구조체들(1816)의 위치를 도시한다. 도 26d는 층 1 내지 3 위에 위치되는 층 4으로 표시된 더 상부 층의 서브-타겟(1804)의 주기적 구조체들(1812)의 위치를 도시한다. 도 26e는 층 1 내지 4 위에 위치되는 층 5로 표시된 더 상부 층의 서브-타겟들(1804, 1806, 1808 및 1810)의 주기적 구조체들의 위치를 도시한다. 층들이 반드시 서로 바로 인접해 있을 필요는 없다. 예를 들어, 하나 이상의 다른 층들이 층 1과 층 2 사이에, 층 2와 층 3 사이에, 층 3과 층 4 사이에, 및/또는 층 4와 층 5 사이에 제공될 수 있으며, 다른 층들은 그 안에 도 26a 내지 도 26e의 주기적 구조체들 중 어느 것과도 오버랩되는 주기적 구조체를 갖지 않을 것이다.

또한, 실제로, 도 26e의 주기적 구조체들은 도 26a의 주기적 구조체들에 적어도 부분적으로 오버라잉될 것이고, 도 26e의 주기적 구조체들은 도 26b의 주기적 구조체들에 적어도 부분적으로 오버라잉될 것이며, 도 26e의 주기적 구조체들은 도 26c의 주기적 구조체들에 적어도 부분적으로 오버라잉될 것이고, 도 26e의 주기적 구조체들은 도 26d의 주기적 구조체들에 적어도 부분적으로 오버라잉될 것이다. 특히, 도 26e의 주기적 구조체들(1814)은 도 26a의 주기적 구조체들(1814)에 적어도 부분적으로 오버라잉될 것이다. 또한, 도 26e의 주기적 구조체들(1818)은 도 26b의 주기적 구조체들(1818)에 적어도 부분적으로 오버라잉될 것이고, 도 26e의 주기적 구조체들(1816)은 도 26c의 주기적 구조체들(1816)에 적어도 부분적으로 오버라잉될 것이며, 도 26e의 주기적 구조체들(1812)은 도 26d의 주기적 구조체들(1812)에 적어도 부분적으로 오버라잉될 것이다. 일 실시예에서는, 층들의 주기적 구조체들의 순서가 바뀔 수 있다. 예를 들어, 도 26e가 층 3에 위치될 수 있는 한편, 도 26c가 층 5에, 또는 층에 존재할 구조체가 또 다른 층으로 이동된다면 다른 층에 위치될 수 있다. 이 경우, 상이한 층-쌍 조합, 즉 층 1과 3 사이, 층 2와 3 사이, 층 3과 4 사이 및/또는 층 3과 5 사이의 오버레이가 측정될 수 있다. 또는, 예를 들어 도 26e가 층 2에 위치될 수 있는 한편, 도 26b가 층 5에, 또는 층에 존재할 구조체가 또 다른 층으로 이동된다면 다른 층에 위치될 수 있다.

이 실시예에서, 서브-타겟(1804)의 주기적 구조체들(1812) 및 서브-타겟(1806)의 주기적 구조체들(1814)의 피처들은 Y 방향으로 표기될 수 있는 제 1 방향으로 연장된다. 이에 따라, 주기적 구조체들(1812 및 1814)은 각각 제 2 방향으로의 오버레이를 결정할 수 있으며, 제 2 방향은 제 1 방향과 실질적으로 직교하는 X-방향으로 표기될 수 있다. 또한, 서브-타겟(1808)의 주기적 구조체들(1816) 및 서브-타겟(1810)의 주기적 구조체들(1818)의 피처들이 제 2 방향으로 연장된다. 이에 따라, 주기적 구조체들(1816 및 1818)은 각각 Y-방향으로의 오버레이를 결정할 수 있다.

일 실시예에서, 서브-타겟(1804)의 주기적 구조체들(1812) 및 서브-타겟(1806)의 주기적 구조체들(1814)의 피처들이 제 2 방향으로 연장된다. 그 경우, 주기적 구조체들(1812 및 1814)은 Y-방향으로의 오버레이를 결정할 수 있다. 또한, 그 경우 서브-타겟(1808)의 주기적 구조체들(1816) 및 서브-타겟(1810)의 주기적 구조체들(1818)의 피처들이 제 1 방향으로 연장될 것이다. 따라서, 그 경우 주기적 구조체들(1816 및 1818)은 X-방향으로의 오버레이를 결정할 수 있다.

이에 따라, 도 26의 실시예에서, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(1800, 1802)은 층 1(도 26a)과 층 5(도 26e) 사이 및 층 4(도 26d)와 층 5(도 26e) 사이의 X-방향으로의 오버레이를 결정할 수 있는 한편, 또한 층 2(도 26b)와 층 5(도 26e) 사이 및 층 3(도 26c)와 층 5(도 26e) 사이의 Y-방향으로의 오버레이를 결정할 수 있다. 또는, 예를 들어 도 26b를 층 1로 시프트하고 도 26a를 층 2로 시프트함으로써, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(1800, 1802)은 그 경우 층 2와 층 5 사이의 X-방향으로의 오버레이를 결정할 수 있는 한편, 또한 층 1과 층 5 사이의 Y-방향으로의 오버레이를 결정할 수 있다. 또는, 예를 들어 도 26c를 층 4로 시프트하고 도 26d를 층 3으로 시프트함으로써, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(1800, 1802)은 그 경우 층 3과 층 5 사이의 X-방향으로의 오버레이를 결정할 수 있는 한편, 또한 층 4와 층 5 사이의 Y-방향으로의 오버레이를 결정할 수 있다. 따라서, 단일 측정 시퀀스에서, 상이한 층-쌍들 간에 상이한 방향으로 오버레이가 달성될 수 있다.

또한, 도 24 내지 도 26의 실시예들에서, 서브-타겟들은 특정한 한 방향으로 피처들을 갖는 주기적 구조체들을 포함하는 것으로 도시되고 설명되었다. 하지만, 반드시 이와 같을 필요는 없다. 오히려, 도 24 내지 도 26에서, 서브-타겟들은 제 1 방향으로 피처들을 갖는 하나 이상의 주기적 구조체를 포함할 수 있고, 상이한 제 2 방향으로 피처들을 갖는 하나 이상의 주기적 구조체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 24에서, 서브-타겟(1704)이 주기적 구조체(1708) 및 주기적 구조체(1710)를 포함할 수 있다. 유사하게, 서브-타겟(1706)이 주기적 구조체(1708) 및 주기적 구조체(1710)를 포함할 수 있다. 유사한 묶음(grouping)이 도 25 및 도 26에 적용될 수 있다.

따라서, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟은, 예를 들어 공정 개발 단계 및 다층 오버레이 측정에서 메트롤로지 타겟들과 함께 구현하는 새로운 길을 열 수 있다. [예를 들어, 다중-패터닝(예를 들어, 이중 패터닝)을 위한 다수의 층들 및/또는 상이한 및 가변적 공정들을 갖는] 진보된 노드(advanced node)에서, 디바이스 설계자들 및 제조업자들은 공정 스택들을 동적으로(dynamically) 변경하고, 및/또는 다수의 층들을 이용하며, 메트롤로지가 구현될 것임을 예상한다. 따라서, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟은 메트롤로지 측정들에 더 큰 공정 견실성(process robustness)을 가져올 수 있고, 비교적 알려지지 않은 공정 스택 상에서 메트롤로지를 단번에 성공시킬 가능성(chance of first-time-success of metrology)을 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟의 서브-타겟의 각각의 적어도 일부분이 측정 스폿의 영역 내에 존재하는 경우, 측정 속력으로부터의 이점이 실현될 수 있다. 그러하다면, 공정 조건들이 알려지지 않을 수 있는 경우, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟은, 예를 들어 공정 스택 상에서 메트롤로지를 단번에 성공시킬 가능성을 증가시킬 수 있다. 또한, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟은 다수 층의 신속한 측정을 가능하게 할 수 있고, 및/또는 타겟 "실제 구역", 패터닝 디바이스 제조 및/또는 스루풋과 관련하여 감소된 비용으로, 공정 스택의 상당한 변동을 다룰 수 있다. 그리고, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟은 기존의 메트롤로지 장치를 이용하여 개발 및/또는 제조 장소(development and/or manufacturing site)들에 사용될 수 있으며, 센서 하드웨어 변경이 요구되지 않을 수 있다.

앞서 설명된 바와 같이, 일 실시예에서, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟을 디자인하는 시스템 및 방법이 제공된다. 일 실시예에서, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟은 예상되는 상이한 공정 스택들 및/또는 요구되는 다층 오버레이 측정에 맞춰져야 한다. 또한, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟은 (상이한 공정 스택들로부터의 상당한 차이보다 상이한) 통상적인 공정 변동들을 커버(cover)할 수 있어야 한다. 이에 따라, 일 실시예에서는 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟의 견실성을 보장하는 데 도움을 주기 위해 디자인 방법론(design methodology)이 이용된다. 즉, 서브-타겟들 및 연계된 주기적 구조체들을 포함하는 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟은 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟의 견실성을 보장하는 데 도움을 주기 위해 공정 스택 정보를 이용하는 계산 및/또는 시뮬레이션에 의해 디자인될 수 있다. 특히, 예를 들어 상이한 공정 스택들을 위한 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟에 대하여, 각각의 서브-타겟의 견실성은 서브-타겟과 연계된 특정 상이한 공정 스택과 연계된 예상되는 통상적인 공정 변동에 대해 결정될 수 있다.

언급된 바와 같이, 제안된 메트롤로지 타겟 디자인들은, 프린트적성(printability) 및 검출능(detectability)의 견지 둘 모두로부터 적합성(suitability) 및/또는 실행가능성(viability)을 확인하기 위해 테스팅 및/또는 시뮬레이션을 겪게 될 수 있다. 상업적 환경에서, 양호한 오버레이 마크 검출능은 낮은 총 측정 불확실성(measurement uncertainty) 그리고 짧은 이동-획득-이동 시간(move-acquire-move time)의 조합인 것으로 고려될 수 있는데, 이는 느린 획득이 생산 라인에 대한 총 스루풋에 유해하기 때문이다. 현대의 마이크로-회절-기반-오버레이(micro-diffraction-based-overlay: μDBO) 타겟들은 일 측이 약 10 내지 10 ㎛일 수 있으며, 이는 모니터 기판(monitor substrate)들과 관련하여 사용되는 타겟들과 같은 40 x 160 ㎛² 타겟들에 비해 본질적으로 낮은 검출 신호를 제공한다.

추가적으로, 일단 상기의 기준을 충족하는 메트롤로지 타겟들이 선택되었으면, 에칭 및/또는 폴리싱 공정들에 의해 유도되는 필름 두께 변동, 다양한 에칭 바이어스, 및/또는 지오메트리 비대칭들과 같은 통상적인 공정 변동들에 대해 검출능이 변할 가능성이 존재한다. 그러므로, 다양한 공정 변동들에 대해 낮은 검출능 변동 및 측정된 관심 파라미터(예를 들어, 오버레이, 정렬 등)의 낮은 변동을 갖는 타겟을 선택하는 것이 유용할 수 있다. 마찬가지로, 이미징될 마이크로전자 디바이스를 생성하는 데 사용되어야 하는 특정 기계의 핑거프린트(fingerprint)(예를 들어, 렌즈 수차를 포함한 프린팅 특성)가 일반적으로 메트롤로지 타겟들의 이미징 및 생성에 영향을 줄 것이다. 그러므로, 일부 패턴들이 특정 리소그래피 핑거프린트에 의해 다소 영향을 받을 것이기 때문에, 메트롤로지 타겟들이 핑거프린트 효과들에 저항적일 것을 보장하는 것이 유용할 수 있다.

이에 따라, 일 실시예에서, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟을 디자인하는 방법이 제공된다. 일 실시예에서, 제안된 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟 디자인들 중 하나 이상의 적합성 및/또는 실행가능성을 확인하기 위해 다양한 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟 디자인들을 시뮬레이션하는 것이 바람직하다.

리소그래피 및 메트롤로지 타겟들을 수반하는 제조 공정을 시뮬레이션하는 시스템에서, 주요 제조 시스템 구성요소들 및/또는 공정들은, 예를 들어 도 19에 예시된 바와 같은 다양한 기능적 모듈들에 의해 설명될 수 있다. 도 19를 참조하면, 기능적 모듈들은 메트롤로지 타겟(및/또는 마이크로전자 디바이스) 디자인 패턴을 정의하는 디자인 레이아웃 모듈(1300); 패터닝 디바이스 패턴이 타겟 디자인에 기초하여 어떻게 다각형들로 레이아웃되는지를 정의하는 패터닝 디바이스 레이아웃 모듈(1302); 시뮬레이션 공정 동안 이용될 픽실레이팅된(pixilated) 및 연속-톤(continuous-tone) 패터닝 디바이스의 물리적 특성들을 모델링하는 패터닝 디바이스 모델 모듈(1304); 리소그래피 시스템의 광학 구성요소들의 성능을 정의하는 광학 모델 모듈(1306); 주어진 공정에서 이용되는 레지스트의 성능을 정의하는 레지스트 모델 모듈(1308); 후-레지스트 현상 공정들(예를 들어, 에칭)의 성능을 정의하는 공정 모델 모듈(1310); 및 메트롤로지 타겟과 함께 사용되는 메트롤로지 시스템의 성능, 및 이에 따른 메트롤로지 시스템과 함께 사용되는 경우 메트롤로지 타겟의 성능을 정의하는 메트롤로지 모듈(1312)을 포함할 수 있다. 시뮬레이션 모듈들 중 하나 이상의 결과, 예를 들어 예측된 윤곽(contour) 및 CD는 결과 모듈(1314)에서 제공된다.

조명 및 투영 광학기들의 특성들은 광학 모델 모듈(1306)에서 포착되고, 이는 NA-시그마(σ) 세팅들 및 여하한의 특정 조명 소스 형상을 포함하지만 이로 제한되지는 않으며, 이때 σ(또는 시그마)는 일루미네이터의 외반경 크기이다. 또한, 기판 상에 코팅된 포토-레지스트 층의 광학 특성들 -- 즉, 굴절률, 필름 두께, 전파 및 편광 효과들 -- 도 광학 모델 모듈(1306)의 일부로서 포착될 수 있는 반면, 레지스트 모델 모듈(1308)은 예를 들어 기판 상에 형성되는 레지스트 피처들의 윤곽들을 예측하기 위해 레지스트 노광, 노광후 베이크(PEB) 및 현상 동안 일어나는 화학적 공정들의 효과들을 나타낸다. 패터닝 디바이스 모델 모듈(1304)은 타겟 디자인 피처들이 어떻게 패터닝 디바이스의 패턴으로 레이아웃되는지를 포착하며, 예를 들어 미국 특허 7,587,704에 설명된 바와 같은 패터닝 디바이스의 상세한 물리적 특성들의 표현을 포함할 수 있다. 시뮬레이션의 목적은, 예를 들어 이후 타겟 디자인에 대해 비교될 수 있는 에지 배치(edge placement) 및 CD를 정확히 예측하는 것이다. 타겟 디자인은 일반적으로 전(pre)-OPC 패터닝 디바이스 레이아웃으로서 정의되며, GDSII 또는 OASIS와 같은 표준화된 디지털 파일 포맷으로 제공될 것이다.

일반적으로, 광학 및 레지스트 모델 간의 연결은 레지스트 층 내의 시뮬레이션된 에어리얼 이미지 세기이며, 이는 기판 상으로의 방사선의 투영, 레지스트 계면에서의 굴절, 및 레지스트 필름 스택에서의 다중 반사들로부터 발생한다. 방사선 세기 분포(에어리얼 이미지 세기)는 광자들의 흡수에 의해 잠재적인 "레지스트 이미지"가 되며, 이는 확산 공정들 및 다양한 로딩 효과들에 의해 더 변형된다. 풀-칩 어플리케이션(full-chip application)들을 위해 충분히 빠른 효율적인 시뮬레이션 방법들은 2-차원 에어리얼(및 레지스트) 이미지에 의해 레지스트 스택 내의 실제적인 3-차원 세기 분포를 근사화한다(approximate).

따라서, 모델 공식화(model formulation)는 전체 공정의 알려진 물리적 및 화학적 성질의 - 전부는 아니더라도 - 대부분을 설명하고, 모델 파라미터들의 각각은 바람직하게는 별개의 물리적 또는 화학적 효과에 대응한다. 따라서, 모델 공식화는 전체 제조 공정을 시뮬레이션하기 위해 모델이 얼마나 잘 사용될 수 있는지에 대한 상한(upper bound)을 설정한다. 하지만, 때때로 모델 파라미터들은 측정 및 판독 오차들로부터 부정확할 수 있으며, 시스템 내에 다른 미비점(imperfection)들이 존재할 수 있다. 모델 파라미터들의 정밀한 캘리브레이션으로, 매우 정확한 시뮬레이션들이 수행될 수 있다.

제조 공정 시, 다양한 공정 파라미터들의 변동들은 제품 디자인을 충실하게 반영할 수 있는 적합한 타겟의 디자인에 상당한 영향을 준다. 이러한 공정 파라미터들은 (에칭 또는 현상 공정에 의해 결정되는) 측벽 각도, (디바이스 층 또는 레지스트 층의) 굴절률, (디바이스 층 또는 레지스트 층의) 두께, 입사 방사선의 주파수, 에칭 깊이, 바닥 경사, 방사선 소스에 대한 흡광 계수, (레지스트 층 또는 디바이스 층에 대한) 코팅 비대칭, 화학-기계 폴리싱 공정 동안의 침식의 변동 등을 포함한다(단, 이로 제한되지 않음).

메트롤로지 타겟 디자인은, 예를 들어 타겟 계수(target coefficient: TC), 스택 민감도(stack sensitivity: SS), 오버레이 영향(overlay impact: OV) 등과 같은 다양한 파라미터들에 의해 특성화될 수 있다. 스택 민감도는 타겟(예를 들어, 격자) 층들 사이의 회절로 인한 오버레이의 변화에 따라 신호의 세기가 얼마나 변하는지에 관한 측정으로서 이해될 수 있다. 타겟 계수는 측정 시스템에 의한 광자 수집의 변동들의 결과로서 특정 측정 시간에 대한 신호-대-잡음 비의 측정으로서 이해될 수 있다. 또한, 일 실시예에서, 타겟 계수는 광자 잡음에 대한 스택 민감도의 비로서 여겨질 수도 있다; 즉 신호(즉, 스택 민감도)는 타겟 계수를 결정하기 위해 광자 잡음의 측정으로 나누어질 수 있다. 오버레이 영향은 타겟 디자인의 함수로서 오버레이 오차의 변화를 측정한다.

예를 들어, 메트롤로지 시스템 시뮬레이션에 또는 타겟 제조 공정 시뮬레이션(예를 들어, 리소그래피 공정을 이용하여 메트롤로지 타겟을 노광하는 단계, 메트롤로지 타겟을 현상하는 단계, 타겟을 에칭하는 단계 등을 포함함)에 사용하기 위한 메트롤로지 타겟 디자인을 정의하는 컴퓨터-구현 방법이 본 명세서에 설명된다. 일 실시예에서, 타겟에 대한 하나 이상의 디자인 파라미터들(예를 들어, 지오메트리 치수들)이 특정화될 수 있고, 추가 이산 값(discrete value)들 또는 값들의 범위가 하나 이상의 디자인 파라미터들에 대해 특정화될 수 있다. 또한, 사용자 및/또는 시스템은, 예를 들어 타겟이 요구되는 리소그래피 공정에 기초하여, 동일한 층에서 또는 층들 사이에서 하나 이상의 디자인 파라미터들에 하나 이상의 제약[예컨대, 피치와 공간 폭 간의 관계, 피치 또는 공간 폭의 제한, 피처(예를 들어, 라인) 폭(CD)과 피치 간의 관계(이를테면, 피처 폭은 피치보다 작음) 등]을 부과할 수 있다. 일 실시예에서, 하나 이상의 제약은 이산 값들 또는 범위가 특정화된 하나 이상의 디자인 파라미터, 또는 하나 이상의 다른 디자인 파라미터에 관한 것일 수 있다.

도 20은 일 실시예에 따른 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟 디자인을 정의하는 컴퓨터-구현 방법을 개략적으로 도시한다. 본 방법은, 블록 B1에서, 메트롤로지 타겟의 복수의 디자인 파라미터들(예를 들어, 지오메트리 치수들)의 각각에 대한 복수의 값들 또는 범위를 제공하는 단계를 포함한다.

일 실시예에서, 메트롤로지 타겟 디자인 시스템의 사용자는 메트롤로지 타겟에 대한 디자인 파라미터들(예를 들어, 지오메트리 치수들) 중 하나 이상을 특정화할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟이 요구되는 것을 특정화할 수 있다. 또한, 사용자는 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟의 서브-타겟들의 수를 특정화할 수 있다. 또한, 일 실시예에서, 사용자는 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟, 이의 하나 이상의 서브-타겟들 및 서브-타겟들의 하나 이상의 주기적 구조체들의 디자인 파라미터들 중 하나 이상의 각각에 대한 이산 값들 또는 값들의 범위를 특정화(예를 들어, 선택)할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟에 대한 피처(예를 들어, 라인) 폭, 공간 폭, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟의 크기, 피치 등에 대한 값들의 세트 또는 범위를 선택할 수 있다. 일 실시예에서, 메트롤로지 타겟이 다수의 주기적 구조체들(격자들), 또는 세그먼트된 주기적 구조체들(격자들)들을 포함한다면, 사용자는 다른 디자인 파라미터들, 예를 들어 공유된 피치에 대한 값들의 세트 또는 범위를 선택하거나 제공할 수 있다.

일 실시예에서, 디자인 파라미터들은: 타겟의 주기적 구조체의 피치, 타겟의 주기적 구조체 피처(예를 들어, 라인) 폭, 타겟의 주기적 구조체 공간 폭, 주기적 구조체의 피처들의 하나 이상의 세그멘테이션 파라미터(세그멘테이션 타입에 따라 X 및/또는 Y 방향으로의 세그멘테이션 피치/피치 폭/공간 폭)로부터 선택된 어느 하나 또는 이상의 지오메트리 치수들을 포함할 수 있다. 또한, 파라미터들은 단일 층 또는 복수의 층들(예를 들어, 2 개의 층, 또는 2 개의 층 + 중간 차폐 층)에 대해 특정화될 수 있다. 복수의 층들에 대해, 층들은 피치를 공유할 수 있다. 특정 메트롤로지 타겟들, 예를 들어 포커스 또는 정렬 타겟들에 대해, 다른 파라미터들이 사용될 수 있다. 다른 디자인 파라미터들은: 타겟에 대해 메트롤로지 시스템에 사용되는 방사선의 파장, 메트롤로지 시스템에 사용되는 방사선의 편광, 메트롤로지 시스템의 개구수, 타겟 타입, 및/또는 공정 파라미터로부터 선택된 하나 이상과 같은 물리적 한계들일 수 있다. 일 실시예에서는, 비-균일 및 비-대칭 패턴들, 예를 들어 변조된 오버레이 타겟들 및 포커스 타겟들이 제공될 수 있다. 따라서, 디자인 파라미터들이 변동될 수 있으며, 특정 방향으로 반드시 균일해야 할 필요는 없다.

블록 B2에서, 메트롤로지 타겟의 하나 이상의 디자인 파라미터에 대한 하나 이상의 제약이 제공된다. 선택적으로, 사용자는 하나 이상의 제약을 정의할 수 있다. 제약은 선형 대수 표현(linear algebraic expression)일 수 있다. 일 실시예에서, 제약은 비-선형일 수 있다. 이러한 제약들은 다른 제약들과 관련될 수 있다. 예를 들어, 피처 폭, 피치 및 공간 폭이 관련되어 있어, 셋 중 어느 두 개가 알려지는 경우 세번 째가 완전히 결정될 수 있다.

일 실시예에서, 사용자는 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟의 영역, 치수 또는 둘 모두에 관한 제약을 특정화할 수 있다. 사용자는 서브-타겟들의 수에 관한 제약을 특정화할 수 있다.

일 실시예에서, 제약은 메트롤로지 파라미터 제약일 수 있다. 예를 들어, 몇몇 메트롤로지 시스템들에서는 시스템의 물리학(physics)이 제약이 될 수 있다. 예를 들어, 시스템에 사용되는 방사선의 파장이 타겟 디자인의 피치를, 예를 들어 하한으로 제약할 수 있다. 일 실시예에서, 메트롤로지 시스템의 어퍼처, 타겟의 타입, 및/또는 파장의 함수로서 피치에 대해 (상한/하한) 한계가 존재한다. 제약들로서 사용될 수 있는 물리적 한계들은: 메트롤로지 시스템에서 사용되는 방사선의 파장, 메트롤로지 시스템에서 사용되는 방사선의 편광, 메트롤로지 시스템의 개구수, 및/또는 타겟 타입으로부터 선택된 하나 이상을 포함한다. 일 실시예에서, 제약은 공정 파라미터 제약(예를 들어, 에칭 타입, 현상 타입, 레지스트 타입 등에 의존적인 제약)일 수 있다.

사용되는 특정 공정에 따라, 일 실시예에서, 하나 이상의 제약은 한 층의 디자인 파라미터(예를 들어, 지오메트리 치수)와 다른 층의 디자인 파라미터(예를 들어, 지오메트리 치수) 간의 제약과 관련될 수 있다.

블록 B3에서, 프로세서에 의해, 본 방법은 하나 이상의 제약을 충족시키는 하나 이상의 디자인 파라미터를 갖는 복수의 메트롤로지 타겟 디자인들을, 디자인 파라미터들에 대한 복수의 값들 또는 범위 내에서 샘플링함으로써 선택 및/또는 해결한다. 예를 들어, 해결을 수반하는 일 실시예에서, 하나 이상의 잠재적 메트롤로지 타겟 디자인이 해결될 수 있다. 즉, 하나 이상의 잠재적 메트롤로지 디자인들은, 예를 들어 특정 값들을 해결하기 위해 하나 이상의 등식 제약(equality constraint)을 이용하여 허용된 값들을 해결함으로써 도출될 수 있다. 예를 들어, 샘플링을 수반하는 일 실시예에서, 볼록 다면체(convex polytope)가 다수의 디자인 파라미터들 및 제약들에 의해 정의될 수 있다. 볼록 다면체의 부피는 모든 제약을 충족시키는 샘플 메트롤로지 타겟 디자인들을 제공하기 위해 하나 이상의 규칙에 따라 샘플링될 수 있다. 하나 이상의 샘플링 규칙은 샘플 메트롤로지 타겟 디자인들에 적용될 수 있다.

하지만, 이에 따라 발견된 모든 메트롤로지 타겟 디자인들이 공정 변동들을 동일하게 나타내지 않음을 유의해야 한다. 이와 같이, 일 실시예에서, 본 명세서에서 설명된 방법을 이용하여 발견된 메트롤로지 타겟 디자인들이, 블록 B4에서, 예를 들어 메트롤로지 타겟 디자인들 중 하나 이상의 실행가능성 및/또는 적합성을 결정하기 위해 더 시뮬레이션될 수 있다. 이후, 시뮬레이션된 메트롤로지 타겟 디자인들은, 예를 들어 주요 성능 지수(performance index) 또는 견실성 기준에 기초하여 이들을 등급화(rank)함으로써 어느 하나 이상의 메트롤로지 타겟 디자인들이 공정 변동을 최적으로 또는 더 많이 나타내는지를 식별하기 위해 블록 B5에서 평가될 수 있다. 블록 B6에서는, 예를 들어 측정을 위해 특정 메트롤로지 디자인이 선택되고 사용될 수 있다.

앞서 언급된 바와 같이, 메트롤로지 타겟들(예를 들어, 오버레이 타겟들, 정렬 타겟들, 포커스 타겟들 등)을 더 작게 만드는 것이 바람직하다. 이는, 예를 들어 각각의 생산 기판 상에서 메트롤로지 목적을 위하여 "실제-구역" 소비를 제한하기 위함이다. 하지만, 작은 크기를 가지면, 검출(예를 들어, 이미지 분해능)에 따른 문제가 발생한다.

다크-필드 메트롤로지에서는, 단일 차수의 방사선이 검출기로 전달될 수 있으며, 타겟의 그레이-레벨 이미지를 생성한다. 개별 주기적 구조체들은 메트롤로지 타겟들의 판독(read-out) 시 조명된 영역보다 작으며, 이에 따라 주기적 구조체 에지들이 이미지에 보일 수 있다. 하지만, 주기적 구조체 에지들은 평균 주기적 구조체 세기로부터 크게 벗어난 세기 레벨을 나타낼 수 있다. 이를 '에지 효과'라고 한다.

다크-필드 이미지에서의 타겟의 패턴-인식 단계 후, 관심 영역(ROI)이 개별 주기적 구조체들 내에서 선택되며, 이는 신호 추산에 사용된다. 이러한 방식으로, 에지 효과들의 영향을 배제하면서, 평균 주기적 구조체 세기가 추출될 수 있다. 이와 같이, 측정된 신호는 이미지에서 주기적 구조체의 중심에 대응하는 수 개의 검출기 픽셀들에만 기초할 수 있다.

타겟이 디자인될 때, 타겟 디자인은 피처-공간 치수, 피치, 서브-세그멘테이션(sub-segmentation) 등이 최적화되는 "무한히" 큰 주기적 구조체들에 기초할 수 있다. 주기적 구조체들은 타겟 내의 사전정의된 주기적 구조체 중심들 주위에 위치될 수 있다. 그 결과, 주기적 구조체들의 피치 및 피처-공간 치수에 따라 타겟 영역이 다소 효율적으로 채워진다.

일 실시예에서, 예를 들어 최적화된 주기적 구조체 대 주기적 구조체 거리, 에지 효과의 감소, 및 적용가능한 격자 영역의 최대화를 포함한, 메트롤로지 장치에 의한 최적의 또는 개선된 검출능에 대해 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟의 전체 타겟 레이아웃의 구성(예를 들어, 최적화)을 고려하는 것이 바람직하다. 메트롤로지 장치에 의한 최적의 또는 개선된 검출능에 대한 구성의 실패는 다음과 같은 문제들 중 하나 이상을 야기할 수 있다:

1. 각각의 주기적 구조체들의 주변에서의 큰 에지 효과들이 다크 필드 이미지에서 관찰될 수 있다. 이는 다음과 같은 효과들 중 하나 이상을 가질 수 있다:

[주기적 구조체 에지들을 배제하기 위한 이미지의 크로핑(cropping)으로 인해] 적용가능한 관심 영역(ROI)의 크기가 감소될 수 있어, 계산된 신호의 좋지 않은 재현성(poor reproducibility)을 야기한다.

에지 효과들로 인한 방출로부터의 광학 크로스토크에 의한 신호의 오염으로 인해 계산된 주기적 구조체 신호(평균 세기)의 정확성이 감소될 수 있다.

기판에 걸쳐 두드러진 에지-효과들에 따른 변동적 이미지 및 시간에 따른 공정 변동들로 인해 패턴 인식 실패의 인스턴스(instance)가 증가될 수 있다.

ROI-위치설정 오차들에 대한 계산된 신호의 민감도가 증가될 수 있으며; 예를 들어, 큰 에지 세기들이 신호 추산 내로 갑작스럽게 포함될 수 있다.

검출기의 (전체 동적 그레이-레벨 범위의) 전체-스케일의 사용이 감소될 수 있어, 낮은 그레이 레벨에서 계통적(systematic) 비-선형 센서 문제들에 대해 감소된 재현성 및 민감도를 야기한다.

2. 주기적 구조체들을 포함하는 전체 영역이 타겟 영역 내에서 최대화되지 않는다. 그러므로, 최대 광자 수에 도달하지 않는다(예를 들어, 재현성에 대해 최적화되지 않음).

도 13a는 4 개의 주기적 구조체들(720)을 포함하는 타겟(700) 레이아웃의 일 예시이다. 점선 형상(710)은 적용가능한 타겟 영역을 나타낸다. 도 13a에서, 타겟(700) 레이아웃은 적용가능한 타겟 영역(710)에 대해 최적화되지 않는다. 주기적 구조체 피처들의 수는 적용가능한 타겟 영역(710)과 피치들의 함수로서 계산된다. 후속하여, 사전정의된 주기적 구조체 피처들이 사전설정된 주기적 구조체 중간점에 중심잡힌다. 이는 비-최적화된 주기적 구조체 대 주기적 구조체 거리를 유도한다(즉, 주기적 구조체들 간의 공간이 타겟 영역 내에서 최적화되지 않음). 도 13b는 타겟(700)의 검사에 후속된 결과적인 다크 필드 이미지(730)를 예시한다. 중간/높은 세기 레벨들(750)의 영역들이 주기적 구조체 위치들에 나타내어질 수 있다. 하지만, 주기적 구조체 주변에, 에지 효과들로부터 발생한 훨씬 더 높은 세기 레벨들(740)의 영역들이 존재한다. 이는 타겟이 패턴 인식 공정을 이용하여 분석하기 어렵게 할 수 있으며, 실패하기 쉬운(failure-prone) 패턴 인식을 야기한다.

타겟(700)을 측정하는 데 사용되는 측정 장치는 주파수 대역 필터로서 효율적으로 작용한다. 측정 장치가 단일 주기적 구조체(720)를 측정하는 경우, 이는 실제적으로 2 개의 구조체 타입을 검출한다. 제 1 구조체는, 반복 주기적 구조체 피처들을 포함하고 특정 피치를 갖는 것이다. 제 2 구조체는, 특정 크기(절반 피치)를 갖는 단일 개체로 보이는 피처들의 세트이며; 이러한 주기적 구조체들이 너무 작기 때문에, 이들은 단일 구조체들 및 주기적 구조체들로 보일 수 있다. 이러한 두 "구조체들"은 그 자신만의 푸리에 주파수 세트(their own sets of Fourier frequency)를 제공한다. 이 2 개의 세트가 서로 피팅되지 않는 경우, 이들은 스텝(step) 푸리에 주파수 세트를 생성할 것이다. 마지막 주파수 세트는 측정 장치의 대역 필터를 통과하는 하나 이상의 주파수들을 갖는다. 불행하게도, 이러한 주파수들의 세기가 높음에 따라, 에지 효과들을 야기한다. 다수의 경우에, 에지 효과들은 최대 세기 그리드의 세기보다 2 내지 4 배 큰 세기를 유도한다.

개선된 측정 장치 검출을 위한 타겟 레이아웃/디자인들을 구성(예를 들어, 최적화)하기 위해, 본 명세서에 설명된 실시예들은 다음을 사용할 것을 제안한다:

1. 전체 적용가능한 타겟 영역을 고려한 타겟 레이아웃의 구성(예를 들어, 최적화).

2. 개선된 메트롤로지 공정 반응을 위한 타겟 레이아웃을 구성(예를 들어, 최적화)(즉, 이러한 구성은 추가적으로 또는 대안적으로 리소그래피 공정을 이용하여 타겟을 프린트하는 개선된 또는 최적화된 능력을 위한 구성임)하기 위해 광 근접성 보정(OPC)과 유사한 방법들을 이용하는 연산 리소그래피 모델링. 결과적인 타겟들은 하나 이상의 측정 툴-구동 광 근접성 보정(measurement tool-driven optical proximity correction: MT-OPC) 어시스트 피처들을 이용하여 메트롤로지 공정 반응의 개선 또는 최적화를 도모할 수 있다. 일 실시예에서, MT-OPC 어시스트 피처들의 피치 및/또는 치수는 메트롤로지 장치에 대한 서브-분해능히다.

예를 들어, 타겟 레이아웃의 구성은 환경으로부터 타겟을 '격리(isolate)'시키고, 다크 필드 이미지에 주기적 구조체들의 에지 효과들을 감소시키기 위해, 적용가능한 타겟 영역의 주변에 하나 이상의 MT-OPC 어시스트 피처들을 배치함으로써 시작될 수 있다. 통상적으로는 더 높은 회절 차수들이 센서로 전달되지 않음에 따라(0차 또한 차단됨을 유의), 하나 이상의 어시스트 피처들은 측정 장치에 의해 포착된 다크 필드 이미지에서 관찰되지 않는다.

또한, 하나 이상의 MT-OPC 어시스트 피처들 내부의 적용가능한 타겟 영역이 주기적 구조체 피처들로 채워진다. 각각의 주기적 구조체에 대해, 이는 주변으로부터 시작해 중심을 향하는 방향으로 수행될 수 있다. 주기적 구조체 피처들은 이러한 방식으로 위치될 수 있는 한편, 필요하다면, 이웃하는 주기적 구조체의 원하는 피치들 및 피처-공간 값들에 맞게(commensurately) 피팅되도록 그들의 길이를 조절한다. 주기적 구조체 에지 효과들을 감소시키고, 다크 필드 이미지 내의 주기적 구조체들을 분리하기 위해, 하나 이상의 추가 MT-OPC 어시스트 피처들이 주기적 구조체들 사이에 위치될 수 있다. 결과적으로, 일 실시예에서, 각각의 주기적 구조체는 그 전체 주변을 따라 하나 이상의 MT-OPC 어시스트 피처들을 가질 수 있다. 이러한 타겟 레이아웃은 패턴 인식을 개선하고 크로스토크를 제한하는 데 도움을 준다. 일 실시예에서, 예를 들어 하나의 서브-타겟의 주기적 구조체들이 또 다른 서브-타겟의 주기적 구조체 전에 앞서 설명된 바와 같이 처리되도록, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟의 각각의 서브-타겟의 주기적 구조체들이 개별적으로 다루어질 수 있다.

따라서, 전체 타겟 디자인의 구성은 다음을 포함할 수 있다:

1. 디자인 제약들에 대한 주기적 구조체들의 구성(예를 들어, 최적화). 이러한 디자인 제약들은 특정 제품 디자인, 예를 들어: 피처 폭, 서브-세그멘테이션, "라인 온 라인" 또는 "라인 온 트렌치" 등이 주어지는 적용에 의존한다.

2. 개선된 또는 최적의 메트롤로지 공정 검출을 위한 전체 타겟 레이아웃의 구성, 몇몇 경우 하나 이상의 MT-OPC 어시스트 피처들을 이용한다. 적절하다면, 서브-세그멘테이션 및/또는 다른 디자인 제약들이 MT-OPC 어시스트 피처들에 적용될 수 있다.

3. 단계 1 및 2에서 계획된 원하는 타겟 레이아웃이 적절히 프린트될 수 있도록 보장하기 위해, 전체 타겟 레이아웃에 하나 이상의 리소그래피 OPC 사이클들을 수행한다.

타겟의 구성은 타겟의 여하한의 파라미터 또는 종횡비(aspect)의 구성을 포함할 수 있다. 이는, 예를 들어 주기적 구조체 피치, MT-OPC 어시스트 피처 피치, 여하한의 피처의 길이 및 폭, 주기적 구조체 듀티 사이클(duty cycle) 등을 포함할 수 있다. 구성 공정은 전체 적용가능한 타겟 영역을 고려한다. 하나 이상의 MT-OPC 어시스트 피처들을 이용하는 것에 더하여 또는 이에 대안적으로, 인접한 주기적 구조체들 간의 갭에 인접한 하나 이상의 주기적 구조체 피처들의 길이 및 치수(예를 들어, CD)가 변형될 수 있다. 예를 들어, 갭을 향해 연장되는 주기적 구조체 피처들의 길이는 짧아지거나 길어질 수 있다. 또 다른 예시로서, 갭을 따라 연장되는 주기적 구조체 피처는 그 주기적 구조체의 다른 피처들에 대해 그 치수가 좁아지거나 넓어질 수 있다.

잠재적 타겟 레이아웃이 적합한 측정 장치 시뮬레이션 툴에서 평가될 수 있다. 이는 측정 장치 구성에 특정적인 원하는(예를 들어, 최적의) 타겟 레이아웃에 도달하기 위해 수 회 반복을 요구할 수 있다. 예를 들어, 각각의 반복에서, 타겟 레이아웃의 구성은, 예를 들어 하나 이상의 MT-OPC 어시스트 피처들의 크기, 배치, 피처들의 수, 피치 등을 변화시킴으로써 개선된 또는 최적의 메트롤로지 공정 검출을 달성하는 데 도움을 주도록 변경될 수 있다. 알 수 있는 바와 같이, 이러한 구성의 변화는 소프트웨어에 의해 자동으로 수행될 수 있고, 및/또는 사용자에 의해 안내될 수 있다. 일 실시예에서, 시뮬레이션은 (예를 들어, 상이한 굴절률, 두께 등과 관련하여) 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟의 상이한 층들을 고려한다. 일 실시예에서, 시뮬레이션은 서브-타겟들 사이에 피치, 피처 치수(CD) 등의 차이를 고려한다.

따라서, 바람직하게, 이 구성은 자동화 방식으로 수행될 수 있다. '자동화' 방법은, (배타적인 것은 아니지만) (i) 허용가능한 시간프레임 내에 측정 장치 반응을 정확히 예측할 수 있는 하나 이상의 정확한 광학 모델들, 및 (ii) 구성을 위한 잘 정의된 기준을 포함한다. 예를 들어, 기준은 다음으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다:

- 주기적 구조체 중심 세기와 동일한 자릿수(order of magnitude)를 갖는 주기적 구조체 에지 세기.

- 측정 장치의 오버레이, 디포커스(defocus) 및/또는 수차의 존재 시 에지 효과들의 최소 변동. 일 실시예에서, 측정 레시피(예를 들어, 파장, 포커스 등)에 대한 견실성.

- 관련 파장 범위에 대하여 개선된 또는 최적의 타겟 패턴 인식을 위한 주기적 구조체들 간의 충분한 간격(예를 들어, 간격 ≥ λ/2, λ는 측정 방사선 파장을 나타냄). 예를 들어, 세기 임계치를 초과하는 인접한 주기적 구조체 영역들 사이의 센서 픽셀들 중 적어도 1 라인.

- 최대 주기적 구조체 영역.

이상적으로, 이러한 기준은 최종 타겟 배열의 계획 시에 균형을 이룬다.

도 14는 도 12a의 디자인과 유사한 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟의 예시들을 나타낸다. 물론, 일 실시예에서, 도 9의 디자인 또는 도 12b 내지 도 12e의 어느 도면의 디자인과 같이, 확장된 작동 범위 메트롤로지의 상이한 디자인이 사용될 수 있다.

도 14a는 2 개의 서브-타겟(1202 및 1204)을 포함하는 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟의 예시적인 비-최적화된 타겟 레이아웃(1200)을 나타낸다. 또한, 비-최적화된 타겟 레이아웃(1200)은 4 개의 주기적 구조체들(1400)을 포함하고, 그 각각은 이 경우 서브-타겟들(1202 및 1204)의 일부분을 포함한다. 각각의 주기적 구조체들(1400)은 복수의 주기적 구조체 피처들(예를 들어, 격자 라인들)을 포함한다. 주기적 구조체 피처들의 수는 사전설정된 총 격자 영역과 피치들의 함수로서 계산된다. 또한, 사전정의된 주기적 구조체 피처들이 사전설정된 주기적 구조체 중간점에 중심잡힌다. 이는 메트롤로지 장치 관찰을 위해 비-매칭 및 비-최적화된 주기적 구조체-대-주기적 구조체 거리를 유도한다. 도 14c는 도 14a의 타겟 레이아웃으로부터 발생할 수 있고, 명백히 볼 수 있는 에지 효과들을 나타내는 다크 필드 이미지의 예시적인 시뮬레이션을 나타낸다. 이러한 에지 효과들은 주기적 구조체 영역들(1440)의 주변에서 매우 높은 세기 측정들(1430)의 영역들로서 보여질 수 있다. 도 14c 내지 도 14f에서, 더 어두운 음영을 갖는 영역들이 더 높은 세기를 나타낸다. 도 14e는 도 14c의 예시에 대한 것과 상이한 파장을 이용하여, 도 14a의 타겟 레이아웃으로부터 발생할 수 있는 다크 필드 이미지의 또 다른 예시적인 시뮬레이션을 나타낸다. 도 14e의 주기적 구조체들의 이미지가 명확히 그려져(delineate) 있지 않으며, 따라서 쉽게 인식되지 않을 것이다.

도 14b는, 도 14a 배열의 주기적 구조체들과 동일한 주기적 구조체들(1400)을 포함하고, 하나 이상의 MT-OPC 어시스트 피처들(1410, 1420)을 더 포함하는, 도 14a의 개선된 형태의 타겟 레이아웃(1200)을 나타낸다. 제 1 세트의 하나 이상의 MT-OPC 어시스트 피처들(1410)은 (예를 들어, 타겟을 둘러싸도록) 타겟의 주변에 위치되며, 제 2 세트의 하나 이상의 MT-OPC 어시스트 피처들(1420)은 복수의 주기적 구조체들(1400) 사이에 위치된다. 일 실시예에서, 각각의 주기적 구조체(1400)는 하나 이상의 MT-OPC 어시스트 피처들(1410, 1420)의 조합에 의해 둘러싸인다. 도 14d는, 감소된 에지 효과들을 나타내는, 도 14b의 타겟 레이아웃으로부터 발생할 수 있는 다크 필드 이미지의 예시적인 시뮬레이션을 나타낸다. 도 14f는 14d의 예시에 대한 것과 상이한 파장을 이용하여, 도 14b의 타겟 레이아웃으로부터 발생할 수 있는 다크 필드 이미지의 또 다른 예시적인 시뮬레이션을 나타낸다. 도 14f의 주기적 구조체들의 이미지가 꽤 명확히 그려져 있으며, 따라서 쉽게 인식된다.

따라서, 도 14c 및 도 14d의 비교는 도 14d에서 더 적은 에지 효과들을 갖는 각각의 주기적 구조체의 영역에서 훨씬 더 균일한 세기 분포를 나타낸다. 도 14e 및 도 14f의 비교는 도 14e에 비해 도 14f에서 주기적 구조체들의 개선된 분리를 갖는 향상된 다크 필드 이미지 분해능(즉, 도 14e과 비교할 때 도 14f에서 주기적 구조체들 간의 더 낮은 세기)을 나타내며, 이에 따라 다크 필드 패턴 인식을 개선한다.

이 예시에서, 하나 이상의 MT-OPC 어시스트 피처들은, 예를 들어 에바네센트 파(evanescent wave)를 유도하는 약 160 nm의 더 작은 피치를 갖는다. 하나 이상의 MT-OPC 어시스트 피처들은 환경으로부터 주기적 구조체의 분리 및 에지 효과 감소를 제공한다.

도 15는 주기적 구조체(1400) 및 하나 이상의 MT-OPC 어시스트 피처들(1420)을 포함하는 타겟(1200)의 확대 부분 단면도이다. 일 실시예에서, 하나 이상의 MT-OPC 어시스트 피처들(1420)은 주기적 구조체 공간-피처-공간 리듬(space-feature-space rhythm)으로 위치되며, 가파른 스텝(abrupt step)[예를 들어, 급격한(sharp), 직사각형 윈도우]들을 회피한다. 이러한 방식으로, 하나 이상의 어시스트 피처들(1420)은 주기적 구조체(1400) 라인들에 근접하게 위치되는 한편, 유한 치수로부터 발생하는 주기적 구조체 내의 여기(excitation)를 깬다(break)[예를 들어, 에지들을 완화(soften)시킨다]. 도 15는 이웃하는 90°-회전된 주기적 구조체 옆에, 하나 이상의 MT-OPC 어시스트 피처들 및 주기적 구조체 피처들의 기본 주파수의 이러한 매칭된 위치설정의 표현을 나타낸다. 이 예시에서, MT-OPC 어시스트 피처들의 피치는, MT-OPC 어시스트 피처들과 연계된 회절 차수들이 검출기로 전달되지 않도록 되어 있다. 도 15는 2 개의 피처를 갖는 하나 이상의 MT-OPC 어시스트 피처들(1420)의 주기적 구조체를 나타내지만, 이는 단지 하나의 피처 또는 2 이상의 피처를 가질 수 있음을 이해할 것이다.

주기적 구조체(1400) 및 하나 이상의 MT-OPC 어시스트 피처들(1420)이 서로 동상(in phase)이도록 보장하는 것은, 높은-세기 에지 효과들을 야기하는 "스텝 주파수 세트(step frequency set)"를 회피하는 데 도움을 준다. 동상으로 존재하는 주기적 구조체(1400) 및 하나 이상의 MT-OPC 어시스트 피처들(1420)은 하나 이상의 MT-OPC 어시스트 피처들(1420)이 주기적 구조체(1400)의 연속한 표면을 확장시킴을 의미한다. 여전히 에지 효과들이 존재하기는 하지만, 높은 세기의 에지 효과들은 측정 장치의 투과 대역 밖에 존재하며, 이에 의해 검출되지 않는다. 이러한 방식으로, 측정 장치에 의해 실제적으로 측정되는 세기 피크들이 감소된다. 따라서, 일 실시예에서, 하나 이상의 MT-OPC 어시스트 피처들은 측정 검출기에 대한 투과 대역 밖의 스펙트럼을 갖는 주기적 구조체들에 강하게 커플링된다.

일 실시예에서, MT-OPC 어시스트 피처들은 이와 연계된 측정 주기적 구조체(들)와 동상이어야 하지만, 주기적 구조체를 이미징하고 주기적 구조체를 측정하는 디자인들은 이것이 가능하게 하지 않을 수 있다. 일 예시로서, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟의 서브-타겟들의 디자인은, 제약된 영역 내에 서브-구조체들을 피팅하고, 또한 서브-타겟들의 주변에 또는 인접한 서브-타겟들 사이에 하나 이상의 어시스트 피처를 피팅함에 있어 문제가 발생할 수 있다. MT-OPC 어시스트 피처들이 갖는 이러한 문제는 MT-OPC 어시스트 피처의 중간부의 분열(disruption)을 제공함으로써 해결될 수 있다. 예를 들어, MT-OPC 어시스트 피처가 3 개 이상의 피처의 주기적 구조체를 포함하는 경우, 중간 피처들 중 하나 이상이 확대될 수 있다. 유사하게, MT-OPC 어시스트 피처가 2 이상의 피처의 주기적 구조체를 포함하는 경우, 피처들 간의 중간 공간들 중 하나 이상이 확대될 수 있다. 결과적으로, MT-OPC 어시스트 피처에 의해 소비되는 영역이 확대될 수 있다. 피처 및/또는 공간의 확대는 중간부 이외의 곳일 수 있다. 피처 및/또는 공간의 확대 및 이의 위치는 상(phase)의 개선된(예를 들어, 가능한 한 최적의) 매칭을 가능하게 하도록 디자인된다.

일 실시예에서, 인접한 주기적 구조체들 사이에 위치된 하나 이상의 어시스트 피처에 대해, 주기적 구조체들 사이의 갭은 인접한 주기적 구조체들 중 하나 또는 둘 모두의 피처들의 가로 치수(cross-wise dimension)(CD)와 동일하거나 거의 동일하다. 일 실시예에서, 인접한 주기적 구조체들 사이에 위치된 하나 이상의 어시스트 피처에 대해, 하나 이상의 어시스트 피처와 인접한 주기적 구조체들 간의 공간들의 가로 치수는 같거나 거의 같으며, 일 실시예에서는 복수의 어시스트 피처들 간의 가로 치수와 같거나 거의 같다.

일 실시예에서, 이러한 하나 이상의 어시스트 피처들(1420)로부터 회절되는 광파는 공칭적으로 여하한의 에너지[에바네센트 또는 상쇄 간섭(destructively interfering)]를 지니지(carry) 않거나, 검출기로 전달되는 스펙트럼 부분 밖에 있다[차단된 전파 파(propagating wave)]. 이 예시에서, 입사 방사선(I), 회절된 0차 방사선(0) 및 1차 방사선(-1)이 나타내어진다. 하나 이상의 어시스트 피처(1420)에 의해 회절된 -1차 방사선이 차단되고, 주기적 구조체(1400)에 의해 회절된 -1차 방사선만이 센서로 전달된다. 하지만, 하나 이상의 어시스트 피처(1420)의 유한성(finiteness)으로 인해, 어시스트 피처 반사의 '꼬리(tail)"가 센서로 전달되는 스펙트럼에 누출될 것이며, 주기적 구조체 피처들로부터의 스펙트럼과 상호작용할 것이다.

다크 필드 이미지에서 잘 분리된 주기적 구조체들에 대해, 일 실시예에서 하나 이상의 MT-OPC 어시스트 피처들(1420)이 측정 장치의 파장의 적어도 절반인 폭을 갖는 주기적 구조체들 사이의 공간을 채운다. 이는 타겟의 환경으로부터 분리 및 크로스토크 감소에도 동일하게 유지된다.

도 16a는 2 개의 서브-타겟(1202 및 1204)을 포함하는 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟(1600)의 타겟 배열을 나타낸다. 또한, 타겟(1600)은 4 개의 주기적 구조체들(1650)을 포함하고, 그 각각은 이 경우 서브-타겟들(1202 및 1204)의 일부분을 포함한다. 타겟(1600)은 실제로 영역(1610)을 점유한다. 타겟 레이아웃은, 다크 필드 패턴 인식을 개선하고, 환경으로부터 크로스토크를 감소시키기 위해, 타겟 경계들에 '간극(clearance)' 영역(1620)을 포함한다. 도 16b에서, 도 16a의 타겟 레이아웃이 전체 타겟 영역(1610)에 대해 최적화된 타겟 레이아웃(1630)으로 대체된다. 타겟 레이아웃은 그 주변을 따른 위치들에서 하나 이상의 MT-OPC 어시스트 피처들(1635)을 포함하고, 또한 복수의 주기적 구조체들(1650) 사이에 하나 이상의 MT-OPC 어시스트 피처들(1640)을 포함한다. MT-OPC 어시스트 피처들(1635, 1640)은 다크 필드 패턴 인식 성능 및 환경으로부터의 광학 크로스토크 감소를 보장하는 데 도움을 주어, '간극' 영역(1620)이 요구되지 않을 것이다. 그러므로, 피처들의 크기, 수 및 각각의 주기적 구조체(1650)의 피치가 적용가능한 타겟 영역(1610)에 대해 구성될 수 있다. 대응하는 다크 필드 이미지 시뮬레이션 결과들(예시되지 않음)은 에지 효과들의 강한 감소를 나타내는 한편, 주기적 구조체 대 주기적 구조체 분리에 의해 패턴 인식이 개선된다.

도 17은 일 실시예에 따른 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟 배열을 계획하는 방법을 예시한 흐름도이다. 본 방법은 다음의 단계들을 포함한다:

단계 T1 - 예를 들어, 경계 부근에 및/또는 디자인 타겟 영역의 내부에 '서브-분해능' 피치 및/또는 치수를 갖는 하나 이상의 MT-OPC 어시스트 피처들을 제공한다. 이는 '적용가능한/빈(empty)' 디자인 타겟 영역을 정의한다. 예를 들어, 다크 필드 이미지 내의 환경으로부터 타겟을 효율적으로 격리시키기 위해, 하나 이상의 어시스트 피처의 특성(예를 들어, 피처 폭, 형상...)이 선택될 수 있다.

단계 T2 - 타겟 경계에 배치된 하나 이상의 MT-OPC 어시스트 피처들에 기초하여, 경계에서 시작해 타겟 영역 내부를 향하는 방향으로 (확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟의 서브-타겟들 중 하나 이상의 피처들을 포함하는) 제 1 주기적 구조체의 주기적 구조체 피처들을 순차적으로 배치한다. 예를 들어, 마지막에 배치되는 피처의 일부분이 주기적 구조체 방향으로 적용가능한 타겟 영역의 절반 지점을 넘게 위치될 때까지 피처들을 배치한다.

단계 T3 - (필요하다면) 인접한 주기적 구조체 피처들의 크기 및 피치에 기초한 형태를 갖고, 또한 '서브-분해능' 피치 및/또는 치수를 갖는 하나 이상의 MT-OPC 어시스트 피처들을 추가한다.

단계 T4 - 후자의 하나 이상의 MT-OPC 어시스트 피처들에 기초하여, 적용가능하다면, 적용가능한 나머지 타겟 영역에 대해 피처 길이를 조절한다.

단계 T5 - 나머지 주기적 구조체들에 대해 단계 T2 내지 T4를 반복한다.

단계 T6 - 선택적으로, 타겟 영역의 중심 부분을 하나 이상의 MT-OPC 어시스트 피처들로 채운다.

이 방법의 예시적인 적용이 도 18에 예시된다. 도 18a는 단계 T1에 해당한다. 환경으로부터 타겟을 격리시키고, 주기적 구조체 에지 효과들을 감소시키기 위해 선택된 피치로, 적용가능한 타겟 영역의 경계부에 근접하게 하나 이상의 MT-OPC 어시스트 피처들(1810)이 그려진다. 도 18b 및 도 18c는 단계 T2에 해당하며, 주기적 구조체 피처들(1820)이 이 주기적 구조체에 할당된 타겟 영역의 약 1/4을 채우도록 배치된다. 도 18d는 단계 T3에 해당하며, 하나 이상의 추가 MT-OPC 어시스트 피처들(1830)이 인접한 주기적 구조체 피처들에 추가되고 매칭된다. 또한, 도 18d는 단계 T4의 시작을 예시하며, 피처 1840의 길이가 적용가능한 나머지 영역에 대해 조절되었다. 도 18e는 단계 T5의 중간점에 해당하며, 2 개의 주기적 구조체들이 배치되고, 세 번째가 시작된다. 도 18f는 완성된 타겟 배열을 예시하며, 하나 이상의 추가 MT-OPC 어시스트 피처들(1850)이 단계 T6에 설명된 바와 같이 타겟 레이아웃의 중심 영역 내에 배치된다. 이 방법은 수 회 반복을 요구할 수 있으며, 단계 T6에서 얻어진 각각의 타겟 배열은 메트롤로지 시뮬레이션 툴을 이용하여 평가된다. 평가는 특정 배열이 하나 이상의 사전정의된 기준을 충족하는지를 결정하는 것과, 및/또는 (하나 이상의 사전정의된 기준에 기초하여) 최적의 하나를 결정하기 위해 이 방법에 따라 계획된 다수의 상이한 배열들을 비교하는 것을 포함할 수 있다.

타겟의 중심 영역을 하나 이상의 추가 MT-OPC 어시스트 피처들(1850)로 채우는 대신, 이 영역은 패터닝 디바이스 기록 품질 측정(writing quality measurement)을 수행하기 위해 특별한 타겟[십자형]으로 채워질 수 있다.

오버레이 메트롤로지는 2 개의 스택된(stacked) 주기적 구조체들(즉, 2 개의 층 타겟)을 수반한다. 이러한 타겟들에 대해, 하부 타겟 레이아웃은 도 18의 방법을 이용하여 계획될 수 있다. 상부 타겟 레이아웃은 통상적으로 5 내지 수십 나노미터 범위의 오버레이 바이어스들을 포함한다. 이러한 배열에서, 상부 타겟 레이아웃은 바이어스(들)를 제외하고 단순히 하부 타겟 레이아웃과 매칭될 수 있다. 일 예시에서, 바이어스는 상부 타겟 레이아웃 내의 주기적 구조체 피처들에만 적용될 수 있으며, 이 상부 타겟 레이아웃에는 하나 이상의 MT-OPC 어시스트 피처들에 바이어스가 적용되지 않는다. 일 예시에서, MT-OPC 어시스트 피처들이 상부 타겟 레이아웃에 생략될 수 있고, 이는 측정을 섭동하는(perturb) 비대칭 신호의 생성을 회피하는 데 도움을 줄 수 있으며, 상부 주기적 구조체들의 역-반사 회절(back-reflected diffraction)이 약하고, 주요 역-반사 회절이 하부 주기적 구조체들로부터 발생하는 경우에 특히 적용가능하다.

"라인-온-라인" 타겟 구성 대신 "라인-온-트렌치"에 대하여, "라인-온-트렌치" 구성을 얻기 위해 상부 타겟 레이아웃이 뒤바뀔 수(invert) 있다. 50 % 상이한 듀티-사이클(duty-cycle)에 대해, 역(reverse) 듀티 사이클(100 % ― 듀티-사이클)을 갖는 "라인-온-라인" 형태로서 상부 타겟 레이아웃을 디자인할 수 있으며, 이는 이후 "라인-온-트렌치" 구성을 얻기 위해 뒤바뀐다. 상부 및 하부 타겟 레이아웃들 간에 듀티-사이클 차이가 존재하는 경우 MT-OPC 어시스트 피처들의 디자인은 더 복잡한 레이아웃 최적화 절차를 야기할 수 있지만, 당업자는 이러한 배열들에 맞게 본 방법을 구현하고 맞춤화(customize)할 수 있을 것이다.

반도체 제조업체 디자인 규칙들과의 순응성(compliance) 및 프린트적성을 보장하는 데 도움을 주기 위해, 하나 이상의 MT-OPC 어시스트 피처들의 치수가 하나 이상의 MT-OPC 어시스트 피처들의 서브-세그멘테이션을 허용할 수 있다.

하나 이상의 MT-OPC 어시스트 피처들의 치수 및/또는 형상은 적용의 필요에 따라 맞춤화될 수 있다. 예를 들어, 도 15의 예시에서, MT-OPC 어시스트 피처들(1420)은 '연속 사각형(continuous square)' 형상으로 나타내어진다. 하지만, 연속 사각형 형상은 급격한 에지(sharp edge)들에서 레티클 또는 프린트된 회로에 하전 효과(electric charging effect)를 야기할 수 있다. 이 문제를 극복하기 위해, 이러한 형상의 에지들이 레이아웃으로부터 '삭제'될 수 있다.

앞서 언급된 예시들에서, 하나 이상의 MT-OPC 어시스트 피처들은 '서브-분해능'이다(즉, 제품 피처들의 분해능보다 작은 분해능을 갖는다). 하지만, 하나 이상의 MT-OPC 어시스트 피처들은 적용에 따라 센서의 분해능 이하, 이내 또는 이상의 치수를 가질 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 외측 MT-OPC 어시스트 피처들은 타겟(예를 들어, 디바이스 피처들) 주위의 영역에 위치된 구조체들에 적응될 수 있다. 타겟 주위의 피처들의 피치가 메트롤로지 장치의 검출 범위 밖 또는 이하이거나, 타겟 주위의 피처들이 MT-OPC 어시스트 피처와 거의 동일한 크기인 경우, 요구되는 MT-OPC 어시스트 피처에 변화가 존재하지 않을 수 있다. 타겟 주위의 영역 내의 피처들의 피치가 메트롤로지 장치의 검출 범위 내에 있거나, 타겟 주위의 피처들이 공칭적인 MT-OPC 어시스트 피처와 거의 동일한 크기가 아닌 경우, MT-OPC 어시스트 피처는 타겟 주위의 영역 내의 하나 이상의 피처의 효과를 억제하기 위해 크기가 변화될 수 있다(예를 들어, 더 커질 수 있다).

예를 들어, (정렬을 포함하는) 모든 메트롤로지 적용을 위한 메트롤로지 타겟들의 디자인/구성 공정 동안, 타겟 레이아웃/디자인을 구성하는 본 방법이 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 방법은 오버레이 보정 시스템들 및/또는 고급 정렬 시스템들에 사용되는 정렬 타겟들에 적용될 수 있다.

상기의 예시들에 나타내어진 바와 같이, 하나 이상의 MT-OPC 어시스트 피처들은 에지 효과들을 감소시키기 위해 타겟 경계에 배치될 수 있고, 및/또는 주기적 구조체 주위에 배치될 수 있다. 이에 추가하여, 하나 이상의 MT-OPC 어시스트 피처들은 피처-공간 전이를 급격하게 하거나(sharpen) 완만하게 하기 위해 (예를 들어, 정렬 주기적 구조체와 같은 큰 피치 주기적 구조체에 대한) 주기적 구조체 피처들 사이에 배치될 수 있다. 이는, 검출된 차수에 대한 고유 회절 효율을 개선 또는 최적화하거나, 관련 회절 차수 내로의 에너지의 오더링(ordering)을 개선 또는 최적화함으로써 바람직한 차수들로 회절 효율의 향상을 도울 수 있다. 이는 낮은 '기판 품질' 스택에 대한 검출능을 도모할 수 있다. 또한, 타겟에 걸친 판독 및 스캐닝 동안, 특히 낮은 기판 품질 스택에 대해 정렬 센서 전자기기의 이득 설정점(gain set point)이 개선될 수 있다.

또한, 하나 이상의 MT-OPC 어시스트 피처들이 반드시 주기적 구조체와 동일한 층들에 위치되어야 하는 것은 아니다. 예를 들어, 하나 이상의 MT-OPC 어시스트 피처들은 바람직하게는 적용가능한 주기적 구조체 위의 - 하지만, 아래도 가능함 - 상이한 층에 위치될 수 있다. 상이한 층에 MT-OPC 어시스트 피처를 가지면 제조성(manufacturability)을 촉진시킬 수 있다(예를 들어, MT-OPC 어시스트 피처들은 주기적 구조체를 프린트하는 데 이용되는 투영 세팅들 - 이는 디바이스 패턴을 프린트하기 위한 투영 세팅들일 수 있음 - 을 이용하여 프린트가능하지 않을 수 있다).

또한, MT-OPC 어시스트 피처들의 실시예는 타겟 주기적 구조체들에 인접하거나 그 사이에 있는 균일한 특정 주기적 구조체들로서 설명되었지만, MT-OPC 어시스트 피처들은 다른 형태를 취할 수도 있다. 예를 들어, 어시스트 피처들은 본 명세서에 전문이 인용 참조되는 미국 특허 출원 공개공보 2013-0271740에 개시된 바와 같은 형태를 취할 수 있다.

본 방법은, 예를 들어 다크 필드 메트롤로지에서 파라미터 추산을 개선하기 위해 현재의 방법들과 조합될 수 있다.

앞서 개시된 방법들은 더 큰 ROI를 유도하며, 결과적으로 세기 측정 시 더 많은 광자 수를 유도한다. 이는 일정한 타겟 영역에 대한 재현성을 개선한다. 또한, 개선된 재현성은 에지 효과들의 감소로부터 발생할 수 있으며, ROI 위치설정의 부정확성을 감소시킨다. 또한, 에지 효과들의 감소는 더 양호하게 정의되는 다크 필드 타겟 이미지의 결과로서 패턴 인식을 개선한다. 또한, 에지 효과들이 다크 필드 이미지를 포화(saturate)시키지 않을 것임에 따라, 측정 장치 센서의 전체 그레이 스케일 동적 범위가 사용될 수 있다. 결과적으로, 재현성이 더욱 개선되며, 낮은 세기에서 광자 잡음(photon noise)으로부터 발생하는 비-선형 센서 효과들이 회피된다. 광자 잡음은 측정된 광자들의 수의 제곱근이다. 측정된 광자들의 수는 사용된 픽셀들의 수, 그레이 레벨 및 민감도의 곱(product)이다. 더 안정한 측정을 얻기 위해, 픽셀들의 수 또는 그레이 레벨들의 수 중 어느 하나가 증가될 필요가 있으며; 센서 민감도가 고정된다. 하나 이상의 MT-OPC 어시스트 피처들을 사용함으로써, 더 많은 그레이 레벨들이 얻어질 수 있다.

개별 주기적 구조체들에 하나 이상의 MT-OPC 어시스트 피처들을 추가하는 것은, 디바이스 구조체들 사이에 개별적으로 각각의 주기적 구조체를 분포시키는 경우 다이-내 환경(in-die environment)으로부터의 격리를 개선한다. 그러므로, 주변부들로부터의 주기적 구조체들의 격리로 인해 타겟들/주기적 구조체들의 다이-내 배치에 대한 유연성이 개선된다.

또한, 하나 이상의 MT-OPC 어시스트 피처들의 이용으로, 동일한 재현성을 유지하면서, 타겟 영역이 감소될 수 있다(즉, 더 작은 타겟 치수들). 감소된 타겟 치수들은 더 조밀한 인트라-필드 측정(intra-field measurement)을 가능하게 한다. 이는 제품 기판(on-product wafer) 상의 다이에 걸쳐 고차 오버레이 보정 및 리소그래피 장치 성능 특성을 개선한다.

이러한 하나 이상의 MT-OPC 어시스트 피처 기술들의 일 실시예가 예를 들어 도 19의 모듈(1312)에서 구현될 수 있고, 및/또는 도 20의 블록 B2 내지 B5에서 구현될 수 있다.

도 21은 메트롤로지, 디자인 및/또는 생산 공정들을 제어하기 위한 토대로서, 또한 성능을 모니터링하기 위해, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟이 사용되는 공정을 예시하는 흐름도이다. 단계 D1에서, 본 명세서에 설명된 바와 같은 하나 이상의 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟 및 제품 피처들을 생성하기 위해 기판들이 처리된다. 단계 D2에서, 예를 들어 도 6의 방법을 이용하여 리소그래피 공정 파라미터(예를 들어, 오버레이) 값들이 측정되고 계산된다. 단계 D3에서, 측정된 리소그래피 공정 파라미터(예를 들어, 오버레이)가 (이용가능할 수 있는 다른 정보와 함께) 사용되어, 메트롤로지 레시피를 업데이트한다. 업데이트된 메트롤로지 레시피는 리소그래피 공정 파라미터의 재측정을 위해 및/또는 후속 처리되는 기판 상에서의 리소그래피 공정 파라미터의 측정을 위해 사용된다. 이러한 방식으로, 계산된 리소그래피 공정 파라미터가 정확성이 개선된다. 업데이트 공정은, 요구된다면, 자동화될 수 있다. 단계 D4에서, 리소그래피 공정 파라미터 값이 추가 기판들의 재작업 및/또는 처리를 위해 리소그래피 패터닝 단계 및/또는 디바이스 제조 공정의 다른 공정 단계를 제어하는 레시피를 업데이트하는 데 사용된다. 또한, 요구된다면 이 업데이트가 자동화될 수 있다.

본 명세서에 설명된 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟의 실시예들이 주로 오버레이 측정과 관련하여 설명되었지만, 본 명세서에 설명된 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟의 실시예들이 하나 이상의 추가적인 또는 대안적인 리소그래피 공정 파라미터들을 측정하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟은 노광 도즈 변동을 측정하고, 노광 포커스/디포커스 등을 측정하는 데 사용될 수 있다. 따라서, 일 실시예에서, 동일한 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟이 복수의 상이한 파라미터들을 측정하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟은 오버레이를 측정하고, 임계 치수, 포커스, 도즈 등과 같은 하나 이상의 다른 파라미터를 측정하도록 배치될 수 있다. 일 예시로서, 서브-타겟들 중 하나 이상은 오버레이를 측정하도록 디자인될 수 있고(예를 들어, 상이한 층들 내에 이와 연계된 주기적 구조체들을 가짐), 하나 이상의 다른 서브-타겟들이 임계 치수, 및/또는 포커스, 및/또는 도즈 등을 측정하도록 디자인될 수 있다. 일 실시예에서, 특정 서브-타겟이 2 이상의 파라미터, 예를 들어 오버레이 및 임계 치수, 포커스, 도즈 등과 같은 하나 이상의 다른 파라미터를 측정하도록 디자인될 수 있다.

일 실시예에서, 주기적 구조체들은, 예를 들어 도 14a에 도시된 바와 같이 넓은 것보다 긴 것이 바람직하다. 도 14a는 폭보다 긴 서브-타겟(1202 및 1204)의 주기적 구조체들의 각각을 도시한다. 이러한 배열은 X 및 Y 방향들 간의 크로스토크를 감소시키는 데 도움을 준다. 예를 들어, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟에 대해 요구되는 더 작은 주기적 구조체들에 대해, 격자 측들과 총 표면적 간의 비가 더 크기 때문에 크로스토크가 더 강한 경향이 있다. 크로스토크를 유발하는 영역은 파장의 0.5 배와 격자 측의 2 배의 곱이다(The area that causes crosstalk is 0.5 times the wavelength times the grating side times 2). 이에 따라, 폭보다 긴 주기적 구조체들이 크로스-토크를 감소시키는 경향이 있으며, 따라서 더 유익할 수 있다.

앞서 설명된 타겟 구조체들은 측정을 위해 특정적으로 디자인되고 형성된 메트롤로지 타겟들이지만, 다른 실시예들에서는 기판 상에 형성되는 디바이스들의 기능적 부분들인 타겟들 상에서 특성들이 측정될 수 있다. 다수의 디바이스들은 규칙적인, 격자-형 구조체들을 갖는다. 본 명세서에서 사용된 바와 같은 '타겟 격자' 및 '타겟 주기적 구조체'라는 용어들은 수행되는 측정을 위해 구조체가 특정적으로 제공되었음을 요구하지 않는다. 또한, 메트롤로지 타겟의 피치(P)가 스캐터로미터의 광학 시스템의 분해능 한계에 근접하지만, 타겟부들(C)에서 리소그래피 공정에 의해 만들어진 통상적인 제품 피처들의 치수보다 훨씬 더 클 수 있다. 실제로, 오버레이 주기적 구조체들의 피처들 및/또는 공간들은 치수 면에서 제품 피처들과 유사한 더 작은 구조체들을 포함하도록 만들어질 수 있다.

특정 실시예에서, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟의 서브-타겟들의 주기적 구조체들은 회전 대칭일 수 있다. 즉, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟의 2 이상(예를 들어, 3 이상, 4 이상 등)의 서브-타겟이 존재할 수 있고, 서브-타겟들은 공통 대칭 중심(common center of symmetry)을 공유하도록 구성되며, 각각의 서브-타겟은 공통 대칭 중심에 대하여 180°이상의 회전에 대해 불변(invariant)이다. 또한, 각각의 서브-타겟은 2 이상(예를 들어, 3 이상, 4 이상 등)의 주기적 구조체를 포함할 수 있고, 주기적 구조체들의 각각은 개별 대칭 중심을 가지며, 각각의 주기적 구조체는 개별 대칭 중심에 대하여 180°이상의 회전에 대해 불변이다.

하지만, 일 실시예에서, 확장된 작동 범위 메트롤로지 타겟의 서브-타겟들의 주기적 구조체들은 회전 비대칭일 수 있다. 이는 다수의 방식들 중 어느 것으로도 달성될 수 있다. 예를 들어, 3 이상의 서브-타겟 중 일 서브-타겟은 다른 서브-타겟들의 공통 대칭 중심으로부터 멀리 시프트(위치)될 수 있다. 또 다른 예시로서, 서브-타겟의 하나 이상의 주기적 구조체들의 하나 이상 피처들이 서브-타겟의 하나 이상의 다른 주기적 구조체들의 하나 이상의 피처에 대해, 또는 또 다른 서브-타겟의 하나 이상의 다른 주기적 구조체들의 하나 이상의 피처에 대해 다소 단축되거나 연장되거나 시프트될 수 있다. 또 다른 예시로서, 하나 이상의 더미 구조체들이 여하한의 대칭을 분열시키기 위해 서브-타겟의 주기적 구조체들 사이에 또는 서브 구조체들 사이에 삽입될 수 있다. 일 실시예에서, 하나 이상의 더미 구조체들은 회전 비대칭이다. 시프트, 단축 또는 연장은 측정 장치의 측정가능한 범위 아래일 수 있다. 일 실시예에서, 시프트, 단축 또는 연장은 1 nm 범위 이하이다. 이러한 변화는 측정 판독에 대해 작은 내지는 무시할만한 효과를 가질 수 있다. 유사하게, 더미 구조체들은 측정 장치의 유효 측정 범위 아래의 피처 크기 또는 피치를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 본 명세서에 설명된 어시스트 피처는 이러한 더미 구조체일 수 있다.

"구조체"라는 용어는 본 명세서에서 단순한 격자 라인과 같은 여하한의 특정 형태의 구조체로 제한하지 않고 사용된다. 실제로, 격자의 라인 및 공간과 같은 개략적 구조의 피처들이 더 미세한 서브-구조체들의 수집에 의해 형성될 수 있다.

기판들 및 패터닝 디바이스들에서 실현되는 바와 같은 타겟들의 물리적인 주기적 구조체들과 연계하여, 일 실시예는 리소그래피 공정에 관한 정보를 얻기 위해 기판을 위한 타겟을 디자인하는 방법, 기판 상에 타겟을 생성하는 방법, 기판 상의 타겟을 측정하는 방법 및/또는 측정을 분석하는 방법을 구현하는 기계-판독가능한 명령어들의 하나 이상의 시퀀스를 포함하는 컴퓨터 프로그램을 포함할 수 있다. 일 실시예는 타겟을 구현하는 데이터 또는 기계-판독가능한 명령어들의 하나 이상의 시퀀스를 포함하는 컴퓨터 코드를 포함할 수 있다. 이 컴퓨터 프로그램 또는 코드는, 예를 들어 도 2의 제어 유닛(LACU) 및/또는 도 3의 장치 내의 유닛(PU) 내에서 실행될 수 있다. 또한, 이러한 컴퓨터 프로그램 또는 코드가 저장되어 있는 데이터 저장 매체(예를 들어, 반도체 메모리, 자기 또는 광학 디스크 등)가 제공될 수 있다. 예를 들어, 도 3에 나타낸 타입의 기존 메트롤로지 장치가 이미 생산중 및/또는 사용중인 경우, 본 발명의 일 실시예는 업데이트된 컴퓨터 프로그램 제품의 제공에 의해 구현될 수 있으며, 이는 프로세서가 본 명세서에 설명된 방법 중 하나 이상을 수행하게 한다. 컴퓨터 프로그램 또는 코드는 선택적으로 적합한 복수의 타겟들에 대한 리소그래피 공정의 파라미터를 측정하는 방법을 수행하기 위해, 광학 시스템, 기판 지지체 등을 제어하도록 배치될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 또는 코드는 또 다른 기판들의 측정을 위해 리소그래피 및/또는 메트롤로지 레시피를 업데이트할 수 있다. 컴퓨터 프로그램 또는 코드는 또 다른 기판들의 패터닝 및 처리를 위해 리소그래피 장치를 (직접적으로 또는 간접적으로) 제어하도록 배치될 수 있다.

본 발명에 따른 추가 실시예들은 아래에 번호 매겨진 조항들에서 발견될 수 있다:

1. 리소그래피 공정의 파라미터를 측정하는 방법에서, 본 방법은:

방사선으로 기판 상의 회절 측정 타겟을 조명하는 단계 - 측정 타겟은 적어도 제 1 서브-타겟 및 적어도 제 2 서브-타겟을 포함하고, 제 1 및 제 2 서브-타겟들은 각각 주기적 구조체들의 쌍을 포함하며, 제 1 서브-타겟은 제 2 서브-타겟과 상이한 디자인을 갖고, 상이한 디자인은 제 2 서브-타겟 주기적 구조체들과 상이한 피치, 피처 폭, 공간 폭, 및/또는 세그멘테이션을 갖는 제 1 서브-타겟 주기적 구조체들을 포함함 -; 및

적어도 제 1 및 제 2 서브-타겟들에 의해 산란된 방사선을 검출하여, 그 타겟에 대해 리소그래피 공정의 파라미터를 나타내는 측정을 얻는 단계를 포함한다.

2. 조항 1의 방법에서, 제 1 서브-타겟은 제 5 주기적 구조체를 적어도 부분적으로 오버레이하고, 제 2 서브-타겟은 제 6 주기적 구조체를 적어도 부분적으로 오버레이하며, 제 5 주기적 구조체는 제 6 주기적 구조체와 상이한 기판 상의 층에 존재한다.

3. 조항 1 또는 2의 방법에서, 제 1 및 제 2 서브-타겟들의 각각의 주기적 구조체들의 쌍의 피처들은 동일한 방향으로 연장된다.

4. 조항 1 또는 2의 방법에서, 제 1 및 제 2 서브-타겟들은 각각 제 1 방향으로 연장되는 피처들을 갖는 제 1 쌍의 주기적 구조체들, 및 상이한 제 2 방향으로 연장되는 피처들을 갖는 제 2 쌍의 주기적 구조체들을 포함한다.

5. 조항 2의 방법에서, 제 1 및 제 2 서브-타겟들은 각각 제 1 방향으로 연장되는 피처들을 갖는 제 1 쌍의 주기적 구조체들, 및 상이한 제 2 방향으로 연장되는 피처들을 갖는 제 2 쌍의 주기적 구조체들을 포함하며, 제 5 주기적 구조체는 제 1 방향으로 연장되는 피처를 갖고, 제 6 주기적 구조체는 제 2 방향으로 연장되는 피처들을 갖는다.

6. 조항 1 내지 5 중 어느 한 조항의 방법에서, 적어도 제 3 서브-타겟 및 적어도 제 4 서브-타겟을 더 포함하고, 제 3 및 제 4 서브-타겟들은 각각 주기적 구조체들의 쌍을 포함한다.

7. 조항 6의 방법에서, 제 3 서브-타겟은 제 9 주기적 구조체를 적어도 부분적으로 오버레이하고, 제 4 서브-타겟은 제 10 주기적 구조체를 적어도 부분적으로 오버레이하며, 제 9 주기적 구조체는 제 10 주기적 구조체와 상이한 기판 상의 층에 존재한다.

8. 조항 6 또는 7의 방법에서, 제 3 및 제 4 서브-타겟들은 각각 제 1 방향으로 연장되는 피처들을 갖는 제 1 쌍의 주기적 구조체들, 및 상이한 제 2 방향으로 연장되는 피처들을 갖는 제 2 쌍의 주기적 구조체들을 포함한다.

9. 조항 7의 방법에서, 제 3 및 제 4 서브-타겟들은 각각 제 1 방향으로 연장되는 피처들을 갖는 제 1 쌍의 주기적 구조체들, 및 상이한 제 2 방향으로 연장되는 피처들을 갖는 제 2 쌍의 주기적 구조체들을 포함하며, 제 9 주기적 구조체는 제 1 방향으로 연장되는 피처를 갖고, 제 10 주기적 구조체는 제 2 방향으로 연장되는 피처들을 갖는다.

10. 조항 1 내지 9 중 어느 한 조항의 방법에서, 리소그래피 공정의 파라미터는 오버레이를 포함한다.

11. 조항 1 내지 10 중 어느 한 조항의 방법에서, 조명하는 단계는 제 1 및 제 2 서브-타겟들의 주기적 구조체들의 각각의 적어도 일부분을 한 번에 커버하는 회절 측정 타겟 상의 측정 스폿을 조명하는 단계를 포함한다.

12. 조항 1 내지 11 중 어느 한 조항의 방법에서, 제 1 및 제 2 서브-타겟들의 주기적 구조체들의 각각의 적어도 일부분은 기판 상에서 1000 ㎛² 이하의 접경 영역 내에 있다.

13. 조항 1 내지 11 중 어느 한 조항의 방법에서, 제 1 및 제 2 서브-타겟들의 주기적 구조체들의 각각의 적어도 일부분은 기판 상에서 400 ㎛² 이하의 접경 영역 내에 있다.

14. 조항 1 내지 13 중 어느 한 조항의 방법에서, 서브-타겟들의 각각은 기판에 대한 상이한 공정 스택에 대해 디자인된다.

15. 조항 1 내지 14 중 어느 한 조항의 방법에서, 서브-타겟들의 각각은 다층 오버레이 측정을 위한 상이한 층-쌍에 대해 디자인된다.

16. 적어도 제 1 서브-타겟 및 적어도 제 2 서브-타겟을 포함하는 회절 측정 타겟에서, 제 1 및 제 2 서브-타겟들은 각각 주기적 구조체들의 쌍을 포함하고, 제 1 서브-타겟은 제 2 서브-타겟과 상이한 디자인을 가지며, 상이한 디자인은 제 2 서브-타겟 주기적 구조체들과 상이한 피치, 피처 폭, 공간 폭, 및/또는 세그멘테이션을 갖는 제 1 서브-타겟 주기적 구조체들을 포함한다.

17. 조항 16의 타겟에서, 기판 상에 놓일 때, 제 1 서브-타겟은 제 5 주기적 구조체를 적어도 부분적으로 오버레이하고, 제 2 서브-타겟은 제 6 주기적 구조체를 적어도 부분적으로 오버레이하며, 제 5 주기적 구조체는 제 6 주기적 구조체와 상이한 층에 존재한다.

18. 조항 16 또는 17의 타겟에서, 제 1 및 제 2 서브-타겟들의 각각의 주기적 구조체들의 쌍의 피처들은 동일한 방향으로 연장된다.

19. 조항 16 또는 17의 타겟에서, 제 1 및 제 2 서브-타겟들은 각각 제 1 방향으로 연장되는 피처들을 갖는 제 1 쌍의 주기적 구조체들, 및 상이한 제 2 방향으로 연장되는 피처들을 갖는 제 2 쌍의 주기적 구조체들을 포함한다.

20. 조항 17의 타겟에서, 제 1 및 제 2 서브-타겟들은 각각 제 1 방향으로 연장되는 피처들을 갖는 제 1 쌍의 주기적 구조체들, 및 상이한 제 2 방향으로 연장되는 피처들을 갖는 제 2 쌍의 주기적 구조체들을 포함하며, 제 5 주기적 구조체는 제 1 방향으로 연장되는 피처를 갖고, 제 6 주기적 구조체는 제 2 방향으로 연장되는 피처들을 갖는다.

21. 조항 16 내지 20 중 어느 한 조항의 타겟에서, 적어도 제 3 서브-타겟 및 적어도 제 4 서브-타겟을 더 포함하고, 제 3 및 제 4 서브-타겟들은 각각 주기적 구조체들의 쌍을 포함한다.

22. 조항 21의 타겟에서, 기판 상에 놓일 때, 제 3 서브-타겟은 제 9 주기적 구조체를 적어도 부분적으로 오버레이하고, 제 4 서브-타겟은 제 10 주기적 구조체를 적어도 부분적으로 오버레이하며, 제 9 주기적 구조체는 제 10 주기적 구조체와 상이한 층에 존재한다.

23. 조항 21 또는 22의 타겟에서, 제 3 및 제 4 서브-타겟들은 각각 제 1 방향으로 연장되는 피처들을 갖는 제 1 쌍의 주기적 구조체들, 및 상이한 제 2 방향으로 연장되는 피처들을 갖는 제 2 쌍의 주기적 구조체들을 포함한다.

24. 조항 22의 타겟에서, 제 3 및 제 4 서브-타겟들은 각각 제 1 방향으로 연장되는 피처들을 갖는 제 1 쌍의 주기적 구조체들, 및 상이한 제 2 방향으로 연장되는 피처들을 갖는 제 2 쌍의 주기적 구조체들을 포함하며, 제 9 주기적 구조체는 제 1 방향으로 연장되는 피처를 갖고, 제 10 주기적 구조체는 제 2 방향으로 연장되는 피처들을 갖는다.

25. 조항 16 내지 24 중 어느 한 조항의 타겟에서, 기판 상에 놓일 때, 제 1 및 제 2 서브-타겟들의 주기적 구조체들의 각각의 적어도 일부분은 기판 상에서 1000 ㎛² 이하의 접경 영역 내에 있다.

26. 조항 16 내지 24 중 어느 한 조항의 타겟에서, 기판 상에 놓일 때, 제 1 및 제 2 서브-타겟들의 주기적 구조체들의 각각의 적어도 일부분은 기판 상에서 400 ㎛² 이하의 접경 영역 내에 있다.

27. 리소그래피 공정의 파라미터를 측정하는 방법에서, 본 방법은:

방사선으로 기판 상의 회절 측정 타겟을 조명하는 단계 - 측정 타겟은 제 1 층에 적어도 제 1 서브-타겟 및 적어도 제 2 서브-타겟을 포함하고, 제 1 서브-타겟은 제 1 주기적 구조체를 포함하며, 제 2 서브-타겟은 제 2 주기적 구조체를 포함하고, 제 3 주기적 구조체가 제 1 층 아래의 상이한 제 2 층에서 제 1 주기적 구조체 밑에 적어도 부분적으로 위치되며, 제 2 층에서 제 2 주기적 구조체 밑에 주기적 구조체가 존재하지 않으며, 제 4 주기적 구조체가 제 2 층 아래의 상이한 제 3 층에서 제 2 주기적 구조체 밑에 적어도 부분적으로 위치됨 -; 및

적어도 제 1 내지 제 4 주기적 구조체들에 의해 산란된 방사선을 검출하여, 그 타겟에 대해 리소그래피 공정의 파라미터를 나타내는 측정을 얻는 단계를 포함한다.

28. 조항 27의 방법에서, 제 1 서브-타겟은 제 2 서브-타겟과 상이한 디자인을 갖는다.

29. 조항 28의 방법에서, 상이한 디자인은 제 2 서브-타겟과 상이한 피치, 피처 폭, 공간 폭, 및/또는 세그멘테이션을 갖는 제 1 서브-타겟을 포함한다.

30. 조항 27 내지 29 중 어느 한 조항의 방법에서, 제 1 및 제 2 서브-타겟들은 각각, 제 1 및 제 2 주기적 구조체들의 피처들이 각각 연장되는 제 1 방향과 상이한 제 2 방향으로 연장되는 피처들을 갖는 추가 주기적 구조체를 포함한다.

31. 조항 27 내지 29 중 어느 한 조항의 방법에서, 제 2 주기적 구조체는 제 1 주기적 구조체의 피처들이 연장되는 제 1 방향과 상이한 제 2 방향으로 연장되는 피처들을 갖는다.

32. 조항 30 또는 31의 방법에서, 제 3 주기적 구조체는 제 1 방향으로 연장되는 피처들을 갖고, 제 4 주기적 구조체는 제 2 방향으로 연장되는 피처들을 갖는다.

33. 조항 27 내지 29 중 어느 한 조항의 방법에서, 제 1 및 제 2 서브-타겟들의 각각의 주기적 구조체들 및 제 3 및 제 4 주기적 구조체들의 피처들은 동일한 방향으로 연장된다.

34. 조항 27 내지 33 중 어느 한 조항의 방법에서, 적어도 제 3 서브-타겟 및 적어도 제 4 서브-타겟을 더 포함하고, 제 3 및 제 4 서브-타겟들은 각각 주기적 구조체를 포함한다.

35. 조항 34의 방법에서, 제 3 서브-타겟은 기판 상에서 제 5 주기적 구조체를 적어도 부분적으로 오버레이하고, 제 4 서브-타겟은 기판 상에서 제 6 주기적 구조체를 적어도 부분적으로 오버레이하며, 제 5 주기적 구조체는 제 6 주기적 구조체와 상이한 층에 존재한다.

36. 조항 34 또는 35의 방법에서, 제 3 서브-타겟은 제 1 방향으로 연장되는 피처들을 갖는 주기적 구조체를 포함하고, 제 4 서브-타겟은 상이한 제 2 방향으로 연장되는 피처들을 갖는 주기적 구조체를 포함한다.

37. 조항 35의 방법에서, 제 3 서브-타겟은 제 1 방향으로 연장되는 피처들을 갖는 주기적 구조체를 포함하고, 제 4 서브-타겟은 상이한 제 2 방향으로 연장되는 피처들을 갖는 주기적 구조체를 포함하며, 제 5 주기적 구조체는 제 1 방향으로 연장되는 피처를 갖고, 제 6 주기적 구조체는 제 2 방향으로 연장되는 피처들을 갖는다.

38. 조항 27 내지 37 중 어느 한 조항의 방법에서, 리소그래피 공정의 파라미터는 오버레이를 포함한다.

39. 조항 27 내지 38 중 어느 한 조항의 방법에서, 조명하는 단계는 제 1 및 제 2 서브-타겟들의 주기적 구조체들의 각각의 적어도 일부분을 한 번에 커버하는 회절 측정 타겟 상의 측정 스폿을 조명하는 단계를 포함한다.

40. 조항 27 내지 39 중 어느 한 조항의 방법에서, 제 1 및 제 2 서브-타겟들의 주기적 구조체들의 각각의 적어도 일부분은 기판 상에서 1000 ㎛² 이하의 접경 영역 내에 있다.

41. 조항 27 내지 39 중 어느 한 조항의 방법에서, 제 1 및 제 2 서브-타겟들의 주기적 구조체들의 각각의 적어도 일부분은 기판 상에서 400 ㎛² 이하의 접경 영역 내에 있다.

42. 조항 27 내지 41 중 어느 한 조항의 방법에서, 서브-타겟들의 각각은 기판에 대한 상이한 공정 스택에 대해 디자인된다.

43. 조항 27 내지 42 중 어느 한 조항의 방법에서, 서브-타겟들의 각각은 다층 오버레이 측정을 위한 상이한 층-쌍에 대해 디자인된다.

44. 기판 상에 놓일 때 제 1 층에 존재하는 적어도 제 1 서브-타겟 및 적어도 제 2 서브-타겟을 포함하는 회절 측정 타겟에서, 제 1 서브-타겟은 제 1 주기적 구조체를 포함하고, 제 2 서브-타겟은 제 2 주기적 구조체를 포함하며, 기판 상에 놓일 때 제 1 층 아래의 상이한 제 2 층에서 제 1 주기적 구조체 밑에 적어도 부분적으로 위치되는 제 3 주기적 구조체를 포함하고 - 제 2 층에서 제 2 주기적 구조체 밑에 주기적 구조체가 존재하지 않음 -, 기판 상에 놓일 때 제 2 층 아래의 상이한 제 3 층에서 제 2 주기적 구조체 밑에 적어도 부분적으로 위치되는 제 4 주기적 구조체를 포함한다.

45. 조항 44의 타겟에서, 제 1 서브-타겟은 제 2 서브-타겟과 상이한 디자인을 갖는다.

46. 조항 45의 타겟에서, 상이한 디자인은 제 2 서브-타겟과 상이한 피치, 피처 폭, 공간 폭, 및/또는 세그멘테이션을 갖는 제 1 서브-타겟을 포함한다.

47. 조항 44 내지 46 중 어느 한 조항의 타겟에서, 제 1 및 제 2 서브-타겟들은 각각, 제 1 및 제 2 주기적 구조체들의 피처들이 각각 연장되는 제 1 방향과 상이한 제 2 방향으로 연장되는 피처들을 갖는 추가 주기적 구조체를 포함한다.

48. 조항 44 내지 47 중 어느 한 조항의 타겟에서, 제 2 주기적 구조체는 제 1 주기적 구조체의 피처들이 연장되는 제 1 방향과 상이한 제 2 방향으로 연장되는 피처들을 갖는다.

49. 조항 47 또는 48의 타겟에서, 제 3 주기적 구조체는 제 1 방향으로 연장되는 피처들을 갖고, 제 4 주기적 구조체는 제 2 방향으로 연장되는 피처들을 갖는다.

50. 조항 44 내지 46 중 어느 한 조항의 타겟에서, 제 1 및 제 2 서브-타겟들의 각각의 주기적 구조체들 및 제 3 및 제 4 주기적 구조체들의 피처들은 동일한 방향으로 연장된다.

51. 조항 46 내지 50 중 어느 한 조항의 타겟에서, 적어도 제 3 서브-타겟 및 적어도 제 4 서브-타겟을 더 포함하고, 제 3 및 제 4 서브-타겟들은 각각 주기적 구조체를 포함한다.

52. 조항 51의 타겟에서, 기판 상에 놓일 때, 제 3 서브-타겟은 기판 상에서 제 5 주기적 구조체를 적어도 부분적으로 오버레이하고, 제 4 서브-타겟은 기판 상에서 제 6 주기적 구조체를 적어도 부분적으로 오버레이하며, 제 5 주기적 구조체는 제 6 주기적 구조체와 상이한 층에 존재한다.

53. 조항 51 또는 52의 타겟에서, 제 3 서브-타겟은 제 1 방향으로 연장되는 피처들을 갖는 주기적 구조체를 포함하고, 제 4 서브-타겟은 상이한 제 2 방향으로 연장되는 피처들을 갖는 주기적 구조체를 포함한다.

54. 조항 52의 타겟에서, 제 3 서브-타겟은 제 1 방향으로 연장되는 피처들을 갖는 주기적 구조체를 포함하고, 제 4 서브-타겟은 상이한 제 2 방향으로 연장되는 피처들을 갖는 주기적 구조체를 포함하며, 제 5 주기적 구조체는 제 1 방향으로 연장되는 피처를 갖고, 제 6 주기적 구조체는 제 2 방향으로 연장되는 피처들을 갖는다.

55. 조항 44 내지 54 중 어느 한 조항의 타겟에서, 기판 상에 놓일 때, 제 1 및 제 2 서브-타겟들의 주기적 구조체들의 각각의 적어도 일부분은 1000 ㎛² 이하의 접경 영역 내에 있다.

56. 조항 44 내지 55 중 어느 한 조항의 타겟에서, 기판 상에 놓일 때, 제 1 및 제 2 서브-타겟들의 주기적 구조체들의 각각의 적어도 일부분은 400 ㎛² 이하의 접경 영역 내에 있다.

57. 리소그래피 공정의 파라미터를 측정하는 방법에서, 본 방법은:

방사선으로 기판 상의 회절 측정 타겟을 조명하는 단계 - 측정 타겟은 적어도 제 1 서브-타겟 및 적어도 제 2 서브-타겟을 포함하고, 제 1 및 제 2 서브-타겟들은 각각 제 1 방향으로 연장되는 피처들을 갖는 제 1 쌍의 주기적 구조체들, 및 상이한 제 2 방향으로 연장되는 피처들을 갖는 제 2 쌍의 주기적 구조체들을 포함하며, 제 1 서브-타겟은 제 2 서브-타겟과 상이한 디자인을 가짐 -; 및

적어도 제 1 및 제 2 서브-타겟들에 의해 산란된 방사선을 검출하여, 그 타겟에 대해 리소그래피 공정의 파라미터를 나타내는 측정을 얻는 단계를 포함한다.

58. 조항 57의 방법에서, 제 1 서브-타겟의 주기적 구조체들 중 적어도 하나는 제 1 주기 및 제 1 피처 또는 공간 폭을 갖고, 제 2 서브-타겟의 주기적 구조체들 중 적어도 하나는 제 2 주기 및 제 2 피처 또는 공간 폭을 가지며, 상이한 디자인은 제 2 주기, 제 2 피처 또는 공간 폭, 또는 둘 모두와 각각 상이한 제 1 주기, 제 1 피처 또는 공간 폭, 또는 둘 모두를 포함한다.

59. 조항 57 또는 58의 방법에서, 제 1 서브-타겟은 제 9 주기적 구조체를 적어도 부분적으로 오버레이하고, 제 2 서브-타겟은 제 10 주기적 구조체를 적어도 부분적으로 오버레이하며, 제 9 주기적 구조체는 제 10 주기적 구조체와 상이한 기판 상의 층에 존재한다.

60. 조항 59의 방법에서, 제 9 주기적 구조체의 피처들은 제 1 방향으로 연장되고, 제 10 주기적 구조체의 피처들은 제 2 방향으로 연장된다.

61. 조항 60의 방법에서, 적어도 제 3 서브-타겟 및 적어도 제 4 서브-타겟을 더 포함하고, 제 3 및 제 4 서브-타겟들은 각각 주기적 구조체를 포함한다.

62. 조항 61의 방법에서, 제 3 서브-타겟은 제 13 주기적 구조체를 적어도 부분적으로 오버레이하고, 제 4 서브-타겟은 제 14 주기적 구조체를 적어도 부분적으로 오버레이하며, 제 13 주기적 구조체는 제 14 주기적 구조체와 상이한 기판 상의 층에 존재하고, 제 13 및 제 14 주기적 구조체들은 제 9 및 제 10 주기적 구조체들과 상이한 층들에 존재한다.

63. 조항 57 내지 62 중 어느 한 조항의 방법에서, 측정 타겟은 400 ㎛²의 영역 내에 맞춰진다.

64. 조항 57 내지 63 중 어느 한 조항의 방법에서, 리소그래피 공정의 파라미터는 오버레이를 포함한다.

65. 조항 57 내지 64 중 어느 한 조항의 방법에서, 서브-타겟들의 각각은 기판에 대한 상이한 공정 스택에 대해 디자인된다.

66. 조항 57 내지 65 중 어느 한 조항의 방법에서, 조명하는 단계는 제 1 및 제 2 서브-타겟들의 주기적 구조체들의 각각의 적어도 일부분을 한 번에 커버하는 회절 측정 타겟 상의 측정 스폿을 조명하는 단계를 포함한다.

67. 적어도 제 1 서브-타겟 및 적어도 제 2 서브-타겟을 포함하는 회절 측정 타겟에서, 제 1 및 제 2 서브-타겟들은 각각 제 1 방향으로 연장되는 피처들을 갖는 제 1 쌍의 주기적 구조체들, 및 상이한 제 2 방향으로 연장되는 피처들을 갖는 제 2 쌍의 주기적 구조체들을 포함하고, 제 1 서브-타겟은 제 2 서브-타겟과 상이한 디자인을 갖는다.

68. 조항 67의 타겟에서, 기판 상에 놓일 때, 제 1 서브-타겟은 제 9 주기적 구조체를 적어도 부분적으로 오버레이하고, 제 2 서브-타겟은 제 10 주기적 구조체를 적어도 부분적으로 오버레이하며, 제 9 주기적 구조체는 제 10 주기적 구조체와 상이한 기판 상의 층에 존재한다.

69. 조항 68의 타겟에서, 제 9 주기적 구조체의 피처들은 제 1 방향으로 연장되고, 제 10 주기적 구조체의 피처들은 제 2 방향으로 연장된다.

70. 조항 69의 타겟에서, 적어도 제 3 서브-타겟 및 적어도 제 4 서브-타겟을 더 포함하고, 제 3 및 제 4 서브-타겟들은 각각 주기적 구조체를 포함한다.

72. 조항 70의 타겟에서, 기판 상에 놓일 때, 제 3 서브-타겟은 제 13 주기적 구조체를 적어도 부분적으로 오버레이하고, 제 4 서브-타겟은 제 14 주기적 구조체를 적어도 부분적으로 오버레이하며, 제 13 주기적 구조체는 제 14 주기적 구조체와 상이한 기판 상의 층에 존재하고, 제 13 및 제 14 주기적 구조체들은 제 9 및 제 10 주기적 구조체들과 상이한 층들에 존재한다.

73. 조항 67 내지 72 중 어느 한 조항의 타겟에서, 기판 상에 놓일 때, 측정 타겟은 400 ㎛² 이하의 영역 내에 맞춰진다.

74. 조항 67 내지 73 중 어느 한 조항의 타겟에서, 제 1 서브-타겟의 주기적 구조체들 중 적어도 하나는 제 1 주기 및 제 1 피처 또는 공간 폭을 갖고, 제 2 서브-타겟의 주기적 구조체들 중 적어도 하나는 제 2 주기 및 제 2 피처 또는 공간 폭을 가지며, 상이한 디자인은 제 2 주기, 제 2 피처 또는 공간 폭, 또는 둘 모두와 각각 상이한 제 1 주기, 제 1 피처 또는 공간 폭, 또는 둘 모두를 포함한다.

75. 조항 67 내지 74 중 어느 한 조항의 타겟에서, 서브-타겟들의 각각은 리소그래피 기판에 대한 상이한 공정 스택에 대해 디자인된다.

76. 리소그래피 공정의 파라미터를 측정하는 방법에서, 본 방법은:

방사선으로 기판 상의 회절 측정 타겟을 조명하는 단계 - 측정 타겟은 적어도 제 1 서브-타겟 및 적어도 제 2 서브-타겟을 포함하고, 제 1 및 제 2 서브-타겟들은 각각 제 1 방향으로 연장되는 피처들을 갖는 제 1 쌍의 주기적 구조체들, 및 상이한 제 2 방향으로 연장되는 피처들을 갖는 제 2 쌍의 주기적 구조체들을 포함하며, 제 1 및 제 2 서브-타겟들의 주기적 구조체들의 각각의 적어도 일부분은 기판 상에서 1000 ㎛² 이하의 접경 영역 내에 있음 -; 및

적어도 제 1 및 제 2 서브-타겟들에 의해 산란된 방사선을 검출하여, 그 타겟에 대해 리소그래피 공정의 파라미터를 나타내는 측정을 얻는 단계를 포함한다.

77. 조항 76의 방법에서, 제 1 서브-타겟은 제 2 서브-타겟과 상이한 디자인을 갖는다.

78. 조항 77의 방법에서, 상이한 디자인은 제 2 서브-타겟과 상이한 피치, 피처 폭, 공간 폭, 및/또는 세그멘테이션을 갖는 제 1 서브-타겟을 포함한다.

79. 조항 76 내지 78 중 어느 한 조항의 방법에서, 제 1 서브-타겟은 제 9 주기적 구조체를 적어도 부분적으로 오버레이하고, 제 2 서브-타겟은 제 10 주기적 구조체를 적어도 부분적으로 오버레이하며, 제 9 주기적 구조체는 제 10 주기적 구조체와 상이한 기판 상의 층에 존재한다.

80. 조항 79의 방법에서, 제 9 주기적 구조체의 피처들은 제 1 방향으로 연장되고, 제 10 주기적 구조체의 피처들은 제 2 방향으로 연장된다.

81. 조항 80의 방법에서, 적어도 제 3 서브-타겟 및 적어도 제 4 서브-타겟을 더 포함하고, 제 3 및 제 4 서브-타겟들은 각각 주기적 구조체를 포함한다.

82. 조항 81의 방법에서, 제 3 서브-타겟은 제 13 주기적 구조체를 적어도 부분적으로 오버레이하고, 제 4 서브-타겟은 제 14 주기적 구조체를 적어도 부분적으로 오버레이하며, 제 13 주기적 구조체는 제 14 주기적 구조체와 상이한 기판 상의 층에 존재하고, 제 13 및 제 14 주기적 구조체들은 제 9 및 제 10 주기적 구조체들과 상이한 층들에 존재한다.

83. 조항 76 내지 82 중 어느 한 조항의 방법에서, 리소그래피 공정의 파라미터는 오버레이를 포함한다.

84. 조항 76 내지 83 중 어느 한 조항의 방법에서, 조명하는 단계는 제 1 및 제 2 서브-타겟들의 주기적 구조체들의 각각의 적어도 일부분을 한 번에 커버하는 회절 측정 타겟 상의 측정 스폿을 조명하는 단계를 포함한다.

85. 조항 76 내지 84 중 어느 한 조항의 방법에서, 제 1 및 제 2 서브-타겟들의 주기적 구조체들의 각각의 적어도 일부분은 기판 상에서 400 ㎛² 이하의 접경 영역 내에 있다.

86. 조항 76 내지 85 중 어느 한 조항의 방법에서, 서브-타겟들의 각각은 기판에 대한 상이한 공정 스택에 대해 디자인된다.

87. 조항 76 내지 86 중 어느 한 조항의 방법에서, 서브-타겟들의 각각은 다층 오버레이 측정을 위한 상이한 층-쌍에 대해 디자인된다.

88. 적어도 제 1 서브-타겟 및 적어도 제 2 서브-타겟을 포함하는 회절 측정 타겟에서, 제 1 및 제 2 서브-타겟들은 각각 제 1 방향으로 연장되는 피처들을 갖는 제 1 쌍의 주기적 구조체들, 및 상이한 제 2 방향으로 연장되는 피처들을 갖는 제 2 쌍의 주기적 구조체들을 포함하며, 제 1 및 제 2 서브-타겟들의 주기적 구조체들의 각각의 적어도 일부분은 기판 상에서 1000 ㎛² 이하의 접경 영역 내에 있다.

89. 조항 88의 타겟에서, 제 2 서브-타겟은 제 1 서브-타겟과 상이한 디자인을 갖는다.

90. 조항 88 또는 89의 타겟에서, 기판 상에 놓일 때, 제 1 서브-타겟은 제 9 주기적 구조체를 적어도 부분적으로 오버레이하고, 제 2 서브-타겟은 제 10 주기적 구조체를 적어도 부분적으로 오버레이하며, 제 9 주기적 구조체는 제 10 주기적 구조체와 상이한 기판 상의 층에 존재한다.

91. 조항 90의 타겟에서, 제 9 주기적 구조체의 피처들은 제 1 방향으로 연장되고, 제 10 주기적 구조체의 피처들은 제 2 방향으로 연장된다.

92. 조항 91의 타겟에서, 적어도 제 3 서브-타겟 및 적어도 제 4 서브-타겟을 더 포함하고, 제 3 및 제 4 서브-타겟들은 각각 주기적 구조체를 포함한다.

93. 조항 92의 타겟에서, 기판 상에 놓일 때, 제 3 서브-타겟은 제 13 주기적 구조체를 적어도 부분적으로 오버레이하고, 제 4 서브-타겟은 제 14 주기적 구조체를 적어도 부분적으로 오버레이하며, 제 13 주기적 구조체는 제 14 주기적 구조체와 상이한 기판 상의 층에 존재하고, 제 13 및 제 14 주기적 구조체들은 제 9 및 제 10 주기적 구조체들과 상이한 층들에 존재한다.

94. 조항 88 내지 93 중 어느 한 조항의 타겟에서, 기판 상에 놓일 때, 제 1 및 제 2 서브-타겟들의 주기적 구조체들의 각각의 적어도 일부분은 400 ㎛² 이하의 접경 영역 내에 있다.

95. 메트롤로지 타겟 디자인 방법에서, 본 방법은:

복수의 서브-타겟들을 갖는 회절 메트롤로지 타겟의 디자인을 위한 표시를 수용하는 단계 - 각각의 서브-타겟은 제 1 방향으로 연장되는 피처들을 갖는 제 1 쌍의 주기적 구조체들, 및 상이한 제 2 방향으로 연장되는 피처들을 갖는 제 2 쌍의 주기적 구조체들을 포함함 -;

회절 메트롤로지 타겟의 영역, 치수 또는 둘 모두에 대한 제약을 수용하는 단계; 및

프로세서에 의해, 적어도 제약에 기초하여 회절 메트롤로지 타겟의 디자인을 선택하는 단계를 포함한다.

96. 조항 95의 방법에서, 회절 메트롤로지 타겟의 영역, 치수 또는 둘 모두에 대한 제약은 기판 상에서 1000 ㎛² 이하의 접경 영역 내에 있는 제 1 및 제 2 서브-타겟들의 주기적 구조체들의 각각의 적어도 일부분을 포함한다.

97. 조항 95 또는 96의 방법에서, 적어도 2 개의 상이한 공정 스택에 관한 정보를 수용하는 단계를 더 포함하고, 회절 메트롤로지 타겟의 디자인은 상이한 공정 스택에 대해 디자인되는 서브-타겟들의 각각을 포함한다.

98. 조항 95 내지 97 중 어느 한 조항의 방법에서, 회절 메트롤로지 타겟에 의해 측정되는 다수의 층-쌍에 관한 정보를 수용하는 단계를 더 포함하고, 회절 메트롤로지 타겟의 디자인은 상이한 층-쌍에 대해 디자인되는 서브-타겟들의 각각을 포함한다.

99. 조항 95 내지 98 중 어느 한 조항의 방법에서, 회절 메트롤로지 타겟의 디자인은 제 2 서브-타겟과 상이한 피치, 피처 폭, 공간 폭, 및/또는 세그멘테이션을 갖는 제 1 서브-타겟을 포함한다.

100. 방사선으로 기판 상의 회절 측정 타겟을 조명하는 단계를 포함하는 방법에 있어서,

측정 타겟은 적어도 제 1 서브-타겟, 제 2 서브-타겟 및 제 3 서브-타겟을 포함하고, 제 1, 제 2 및 제 3 서브-타겟들은 디자인이 상이하다.

101. 조항 100의 방법에서, 상이한 디자인은 제 1 내지 제 3 서브-타겟들 중 하나와 상이한 피치, 피처 폭, 공간 폭, 및/또는 세그멘테이션을 갖는 제 1 내지 제 3 서브-타겟들 중 다른 하나를 포함한다.

102. 조항 100 또는 101의 방법에서, 제 1 서브-타겟은 제 1 주기적 구조체를 적어도 부분적으로 오버레이하고, 제 2 서브-타겟은 제 2 주기적 구조체를 적어도 부분적으로 오버레이하며, 제 3 서브-타겟은 제 3 주기적 구조체를 적어도 부분적으로 오버레이하고, 제 1 주기적 구조체는 제 2 및 제 3 주기적 구조체들과 상이한 기판 상의 층에 존재하며, 제 2 주기적 구조체는 제 1 및 제 3 주기적 구조체들과 상이한 기판 상의 층에 존재한다.

103. 조항 100 내지 102 중 어느 한 조항의 방법에서, 조명하는 단계는 제 1 내지 제 3 서브-타겟들의 주기적 구조체의 각각의 적어도 일부분을 한 번에 커버하는 회절 측정 타겟 상의 측정 스폿을 조명하는 단계를 포함한다.

104. 조항 100 내지 103 중 어느 한 조항의 방법에서, 제 1 내지 제 3 서브-타겟들의 주기적 구조체의 각각의 적어도 일부분은 기판 상에서 400 ㎛² 이하의 접경 영역 내에 있다.

105. 조항 100 내지 104 중 어느 한 조항의 방법에서, 제 1 내지 제 3 서브-타겟들의 각각은 기판에 대한 상이한 공정 스택에 대해 디자인된다.

106. 조항 100 내지 105 중 어느 한 조항의 방법에서, 제 1 내지 제 3 서브-타겟들의 각각은 다층 오버레이 측정을 위한 상이한 층-쌍에 대해 디자인된다.

107. 적어도 제 1 서브-타겟, 제 2 서브-타겟 및 제 3 서브-타겟을 포함하는 회절 메트롤로지 타겟에서, 제 1, 제 2 및 제 3 서브-타겟들은 디자인이 상이하다.

108. 조항 107의 타겟에서, 상이한 디자인은 제 1 내지 제 3 서브-타겟들 중 하나와 상이한 피치, 피처 폭, 공간 폭, 및/또는 세그멘테이션을 갖는 제 1 내지 제 3 서브-타겟들 중 다른 하나를 포함한다.

109. 조항 107 또는 108의 타겟에서, 제 1 내지 제 3 서브-타겟들의 각각의 주기적 구조체의 각각의 적어도 일부분은 400 ㎛² 이하의 접경 영역 내에 있다.

110. 조항 107 내지 109 중 어느 한 조항의 타겟에서, 제 1 내지 제 3 서브-타겟들의 각각은 기판에 대한 상이한 공정 스택에 대해 디자인된다.

111. 조항 107 내지 110 중 어느 한 조항의 타겟에서, 제 1 내지 제 3 서브-타겟들의 각각은 다층 오버레이 측정을 위한 상이한 층-쌍에 대해 디자인된다.

112. 2 개의 층들 간의 오버레이를 측정하는 단계를 포함하는 방법에서, 본 방법은:

방사선으로 2 개의 층들의 각각에 타겟의 일부분을 갖는 기판 상의 회절 측정 타겟을 조명하는 단계를 포함하고, 2 개의 층들은 적어도 하나의 다른 층에 의해 분리된다.

113. 조항 112의 방법에서, 2 개의 층들 중 제 1 층은 적어도 제 1 서브-타겟 및 제 2 서브-타겟을 포함하고, 제 1 주기적 구조체가 2 개의 층들 중 제 2 층에서 제 1 서브-타겟 밑에 적어도 부분적으로 위치되며, 제 2 층에서 제 2 서브-타겟 밑에 주기적 구조체가 존재하지 않는다.

114. 조항 113의 방법에서, 제 1 및 제 2 서브-타겟들은 디자인이 상이하다.

115. 조항 114의 방법에서, 상이한 디자인은 제 2 서브-타겟과 상이한 피치, 피처 폭, 공간 폭, 및/또는 세그멘테이션을 갖는 제 1 서브-타겟을 포함한다.

116. 조항 113 또는 115의 방법에서, 제 2 주기적 구조체가 적어도 하나의 다른 층에서 제 2 서브-타겟 밑에 적어도 부분적으로 위치된다.

117. 조항 113 또는 116의 방법에서, 조명하는 단계는 제 1 및 제 2 서브-타겟들의 주기적 구조체의 각각의 적어도 일부분을 한 번에 커버하는 회절 측정 타겟 상의 측정 스폿을 조명하는 단계를 포함한다.

118. 조항 113 내지 117 중 어느 한 조항의 방법에서, 제 1 및 제 2 서브-타겟들의 각각의 주기적 구조체의 적어도 일부분은 기판 상에서 400 ㎛² 이하의 접경 영역 내에 있다.

119. 조항 113 내지 118 중 어느 한 조항의 방법에서, 제 1 및 제 2 서브-타겟들의 각각은 기판에 대한 상이한 공정 스택에 대해 디자인된다.

120. 조항 113 내지 119 중 어느 한 조항의 방법에서, 제 1 및 제 2 서브-타겟들의 각각은 다층 오버레이 측정을 위한 상이한 층-쌍에 대해 디자인된다.

121. 회절 측정 타겟의 배열을 계획하는 방법에서, 타겟은 복수의 서브-타겟들을 포함하고, 각각의 서브-타겟은 복수의 주기적 구조체들을 포함하며, 각각의 서브-타겟은 상이한 층-쌍을 측정하거나 상이한 공정 스택에 대해 측정하도록 디자인되고, 본 방법은:

타겟 영역 내에 서브-타겟들의 주기적 구조체들을 위치시키는 단계; 및

서브-타겟들 중 적어도 하나 주변에 어시스트 피처를 위치시키는 단계를 포함하고, 어시스트 피처는 적어도 하나의 서브-타겟 주변에서의 측정된 세기 피크를 감소시키도록 구성된다.

122. 조항 121의 방법에서, 서브-타겟의 특정 주기적 구조체에 인접하고 이에 대해 방위잡힌 어시스트 피처가 그 주기적 구조체와 동상으로 위치된다.

123. 조항 121 또는 122의 방법에서, 어시스트 피처는 복수의 어시스트 피처들을 포함하고, 타겟 영역은 타겟 영역을 실질적으로 둘러싸는 복수의 어시스트 피처들에 의해 정의된다.

124. 조항 123의 방법에서, 어시스트 피처는 타겟 영역 내의 각각의 서브-타겟 사이에 제공되는 복수의 추가 어시스트 피처들을 포함한다.

125. 조항 124의 방법에서, 복수의 추가 어시스트 피처들은 관련 검사 파장의 적어도 파장 절반을 포함하는 서브-타겟들 사이의 공간을 채우도록 위치된다.

126. 조항 121 내지 125 중 어느 한 조항의 방법에서, 각각의 서브-타겟은 어시스트 피처에 의해 실질적으로 둘러싸여, 그 주변 환경으로부터 각각의 서브-타겟을 격리시킨다.

127. 조항 121 내지 126 중 어느 한 조항의 방법에서, 어시스트 피처는 복수의 서브-타겟들 중 일 서브-타겟의 주기적 구조체의 피치보다 실질적으로 작은 피치를 갖는 피처들을 포함한다.

128. 조항 121 내지 127 중 어느 한 조항의 방법에서, 어시스트 피처의 복수의 주기적 구조체들의 피치는 메트롤로지 공정을 이용하여 타겟의 검사 시 어시스트 피처가 검출되지 않도록 되어 있다.

129. 조항 121 내지 128 중 어느 한 조항의 방법에서, 어시스트 피처는 각각의 서브-타겟의 각각의 최외측 서브구조체에 바로 인접하여 위치된다.

130. 조항 121 내지 129 중 어느 한 조항의 방법에서,

회절-기반 메트롤로지 공정을 이용하여 타겟의 검사에 의해 얻어지는 결과적인 이미지를 모델링하는 단계; 및

타겟 배열이 회절-기반 메트롤로지 공정을 이용하여 검출에 최적화되는지를 평가하는 단계를 더 포함한다.

131. 조항 130의 방법에서, 본 방법은 타겟 배열을 최적화하기 위해 반복적으로 되풀이된다.

132. 조항 130 내지 131의 방법에서, 특정 타겟 배열이 최적으로 고려되는지를 고려하기 위한 기준은:

회절-기반 메트롤로지 공정을 이용하여 검사될 때, 서브-타겟 주변에서의 세기가 서브-타겟 중심에서의 세기와 동일한 자릿수인지를 결정;

회절-기반 메트롤로지 공정을 이용하여 검사될 때, 오버레이, 디포커스 및/또는 수차의 존재 시 서브-타겟 주변에 최소 세기 변동이 존재하는지를 결정;

관련 검사 파장 범위에 대한 최적 타겟-인식을 위해 서브-타겟들 간에 충분한 간격이 존재하는지를 결정; 및/또는

전체 격자 영역이 최대화되는지를 결정하는 것으로부터 하나 이상을 포함한다.

133. 조항 121 내지 132 중 어느 한 조항의 방법에서, 타겟은 2 이상의 오버레이된 타겟 층들을 포함하고, 상부 타겟 층은 오버레이 바이어스 및 어시스트 피처를 포함하며, 상부 층의 어시스트 피처들에 바이어스가 적용되지 않는다.

134. 조항 121 내지 132 중 어느 한 조항의 방법에서, 타겟은 2 이상의 오버레이된 타겟 층들을 포함하고, 상부 타겟 층은 오버레이 바이어스를 포함하며, 상부 층은 여하한의 어시스트 피처를 포함하지 않는다.

135. 조항 121 내지 132 중 어느 한 조항의 방법에서, 어시스트 피처는 적어도 하나의 서브-타겟과 상이한 층에 위치된다.

136. 회절 측정 타겟에서, 이는:

타겟의 타겟 영역 내의 복수의 서브-타겟들 - 각각의 서브-타겟은 복수의 주기적 구조체들을 포함하고, 각각의 서브-타겟은 상이한 층-쌍을 측정하거나 상이한 공정 스택에 대해 측정하도록 디자인됨 -; 및

서브-타겟들 중 적어도 하나 주변에 어시스트 피처를 포함하고, 어시스트 피처는 서브-타겟들의 주변에서의 측정된 세기 피크를 감소시키도록 구성된다.

137. 조항 136의 타겟에서, 어시스트 피처는 복수의 서브-타겟들 중 일 서브-타겟의 주기적 구조체의 피치보다 실질적으로 작은 피치를 갖는 피처들을 포함한다.

138. 조항 136 또는 136의 타겟에서, 각각의 서브-타겟은 어시스트 피처에 의해 실질적으로 둘러싸여, 그 주변 환경으로부터 각각의 서브-타겟을 격리시킨다.

139. 조항 136 내지 138 중 어느 한 조항의 타겟에서, 어시스트 피처는 복수의 어시스트 피처들을 포함하고, 복수의 어시스트 피처들은 타겟 영역을 실질적으로 둘러싼다.

140. 조항 139의 타겟에서, 어시스트 피처는 타겟 영역 내의 각각의 서브-타겟 사이에 제공되는 복수의 추가 어시스트 피처들을 포함한다.

141. 조항 136 내지 140 중 어느 한 조항의 타겟에서, 어시스트 피처의 피처들의 피치는 메트롤로지 공정을 이용하여 타겟의 검사 시 어시스트 피처가 검출되지 않도록 되어 있다.

142. 조항 136 내지 141 중 어느 한 조항의 타겟에서, 어시스트 피처는 각각의 서브-타겟 주변에서 회절 세기 피크를 감소시키도록 구성된다.

143. 조항 136 내지 142 중 어느 한 조항의 타겟에서, 어시스트 피처는 각각의 서브-타겟의 각각의 최외측 서브구조체에 바로 인접하여 위치된다.

144. 조항 136 내지 143 중 어느 한 조항의 타겟에서, 서브-타겟의 특정 주기적 구조체에 인접하고 이에 대해 방위잡힌 어시스트 피처가 그 주기적 구조체와 동상으로 위치된다.

145. 리소그래피 공정을 이용하여 디바이스 패턴이 일련의 기판들에 적용되는 디바이스 제조 방법에서, 본 방법은:

적어도 조항 1 내지 9, 15 내지 24, 31 내지 37, 43 내지 51, 61 내지 67, 또는 73 내지 81 중 어느 한 조항의 방법을 이용하여 기판들 중 적어도 하나의 디바이스 패턴 옆의 또는 이의 일부분으로서 형성된 회절 측정 타겟을 검사하는 단계, 및

본 방법의 결과에 따라 이후의 기판들에 대해 리소그래피 공정을 제어하는 단계를 포함한다.

146. 비-일시적 컴퓨터 프로그램 제품에서, 이는 프로세서가 조항 1 내지 9, 15 내지 24, 31 내지 37, 43 내지 51, 56 내지 67, 73 내지 81 또는 82 내지 96 중 어느 한 조항의 방법을 수행하게 하도록 기계-판독가능한 명령어들을 포함한다.

147. 비-일시적 컴퓨터 프로그램 제품에서, 이는 프로세서가 조항 10 내지 14, 25 내지 30, 38 내지 42, 52 내지 55, 68 내지 72 또는 97 내지 105 중 어느 한 조항의 타겟을 정의하는 데이터 또는 기계-판독가능한 명령어를 포함한다.

148. 기판에서, 이는 조항 10 내지 14, 25 내지 30, 38 내지 42, 52 내지 55, 68 내지 72 또는 97 내지 105 중 어느 한 조항의 타겟을 포함한다.

149. 패터닝 디바이스에서, 이는 조항 10 내지 14, 25 내지 30, 38 내지 42, 52 내지 55, 68 내지 72 또는 97 내지 105 중 어느 한 조항에 따른 회절 측정 타겟을 적어도 부분적으로 형성하도록 구성된다.

150. 시스템에서, 이는:

기판 상의 회절 측정 타겟에 빔을 제공하고, 타겟에 의해 회절된 방사선을 검출하여 리소그래피 공정의 파라미터를 결정하도록 구성되는 검사 장치; 및

조항 146 또는 147의 비-일시적 컴퓨터 프로그램 제품을 포함한다.

151. 조항 150의 시스템에서, 방사선 빔을 변조시키기 위해 패터닝 디바이스를 유지하도록 구성되는 지지 구조체, 및 변조된 방사선 빔을 방사선-감응 기판 상으로 투영하도록 배치되는 투영 광학 시스템을 포함하는 리소그래피 장치를 더 포함한다.

이상, 광학 리소그래피와 관련하여 본 발명의 실시예들의 특정 사용예를 언급하였지만, 본 발명은 다른 적용예들, 예를 들어 임프린트 리소그래피에 사용될 수 있으며, 본 명세서가 허용한다면 광학 리소그래피로 제한되지 않는다는 것을 이해할 것이다. 임프린트 리소그래피에서, 패터닝 디바이스 내의 토포그래피(topography)는 기판 상에 생성된 패턴을 정의한다. 패터닝 디바이스의 토포그래피는 전자기 방사선, 열, 압력 또는 그 조합을 인가함으로써 레지스트가 경화되는 기판에 공급된 레지스트 층으로 가압될 수 있다. 패터닝 디바이스는 레지스트로부터 이동되고, 레지스트가 경화된 후에 그 안에 패턴을 남긴다.

본 명세서에서 사용된 "방사선" 및 "빔"이라는 용어는 이온 빔 또는 전자 빔과 같은 입자 빔뿐만 아니라, (예를 들어, 365, 355, 248, 193, 157 또는 126 nm, 또는 그 정도의 파장을 갖는) 자외(UV) 방사선 및 (예를 들어, 5 내지 20 nm 범위의 파장을 갖는) 극자외(EUV) 방사선을 포함하는 모든 형태의 전자기 방사선을 포괄한다.

본 명세서가 허용하는 "렌즈"라는 용어는, 굴절, 반사, 자기, 전자기 및 정전기 광학 구성요소들을 포함하는 다양한 형태의 광학 구성요소들 중 어느 하나 또는 그 조합으로 언급될 수 있다.

특정 실시예들의 앞선 설명은, 당업계의 지식을 적용함으로써, 다양한 적용들에 대해 본 발명의 일반적인 개념을 벗어나지 않고 지나친 실험 없이 이러한 특정 실시예들을 쉽게 변형하고, 및/또는 응용할 수 있도록 본 발명의 일반적인 성질을 전부 드러낼 것이다. 그러므로, 이러한 응용예 및 변형예들은 본 명세서에 나타낸 교시 및 안내에 기초하여, 기재된 실시예들의 균등물의 의미 및 범위 내에 있도록 의도된다. 본 명세서에서, 어구 또는 전문 용어는 예시에 의한 설명을 위한 것이며 제한하려는 것이 아니므로, 당업자라면 본 명세서의 전문 용어 또는 어구가 교시 및 안내를 고려하여 해석되어야 한다는 것을 이해하여야 한다.

본 발명의 범위와 폭은 상술된 예시적인 실시예들 중 어느 것에 의해서도 제한되지 않아야 하며, 다음의 청구항 및 그 균등물에 따라서만 정의되어야 한다.

Claims (28)

1. 리소그래피 공정의 파라미터를 측정하는 방법에 있어서,
   방사선으로 기판 상의 회절 측정 타겟을 조명하는 단계 - 상기 측정 타겟은 적어도 제 1 서브-타겟(sub-target) 및 적어도 제 2 서브-타겟을 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 서브-타겟들은 각각 주기적 구조체(periodic structure)들의 쌍을 포함하며, 상기 제 1 서브-타겟은 제 2 서브-타겟과 상이한 디자인을 갖고, 상기 상이한 디자인은 제 2 서브-타겟 주기적 구조체들과 상이한 피치(pitch), 피처 폭(feature width), 공간 폭, 및/또는 세그멘테이션(segmentation)을 갖는 제 1 서브-타겟 주기적 구조체들을 포함함 -; 및
   적어도 상기 제 1 및 제 2 서브-타겟들에 의해 산란된 방사선을 검출하여, 그 타겟에 대해 상기 리소그래피 공정의 파라미터를 나타내는 측정을 얻는 단계를 포함하는 파라미터 측정 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 서브-타겟은 제 5 주기적 구조체를 적어도 부분적으로 오버레이하고, 상기 제 2 서브-타겟은 제 6 주기적 구조체를 적어도 부분적으로 오버레이하며, 상기 제 5 주기적 구조체는 상기 제 6 주기적 구조체와 상이한 기판 상의 층에 존재하는 파라미터 측정 방법.
3. 적어도 제 1 서브-타겟 및 적어도 제 2 서브-타겟을 포함하는 회절 측정 타겟에 있어서,
   상기 제 1 및 제 2 서브-타겟들은 각각 주기적 구조체들의 쌍을 포함하고, 상기 제 1 서브-타겟은 상기 제 2 서브-타겟과 상이한 디자인을 가지며, 상기 상이한 디자인은 제 2 서브-타겟 주기적 구조체들과 상이한 피치, 피처 폭, 공간 폭, 및/또는 세그멘테이션을 갖는 제 1 서브-타겟 주기적 구조체들을 포함하는 회절 측정 타겟.
4. 제 3 항에 있어서,
   기판 상에 놓일 때, 상기 제 1 서브-타겟은 제 5 주기적 구조체를 적어도 부분적으로 오버레이하고, 상기 제 2 서브-타겟은 제 6 주기적 구조체를 적어도 부분적으로 오버레이하며, 상기 제 5 주기적 구조체는 상기 제 6 주기적 구조체와 상이한 층에 존재하는 회절 측정 타겟.
5. 리소그래피 공정의 파라미터를 측정하는 방법에 있어서,
   방사선으로 기판 상의 회절 측정 타겟을 조명하는 단계 - 상기 측정 타겟은 제 1 층에 적어도 제 1 서브-타겟 및 적어도 제 2 서브-타겟을 포함하고, 상기 제 1 서브-타겟은 제 1 주기적 구조체를 포함하며, 상기 제 2 서브-타겟은 제 2 주기적 구조체를 포함하고, 제 3 주기적 구조체가 상기 제 1 층 아래의 상이한 제 2 층에서 제 1 주기적 구조체 밑에 적어도 부분적으로 위치되며, 상기 제 2 층에서 상기 제 2 주기적 구조체 밑에 주기적 구조체가 존재하지 않고, 제 4 주기적 구조체가 상기 제 2 층 아래의 상이한 제 3 층에서 상기 제 2 주기적 구조체 밑에 적어도 부분적으로 위치됨 -; 및
   적어도 상기 제 1 내지 제 4 주기적 구조체들에 의해 산란된 방사선을 검출하여, 그 타겟에 대해 상기 리소그래피 공정의 파라미터를 나타내는 측정을 얻는 단계를 포함하는 파라미터 측정 방법.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 제 1 서브-타겟은 상기 제 2 서브-타겟과 상이한 디자인을 갖는 파라미터 측정 방법.
7. 기판 상에 놓일 때 제 1 층에 존재하는 적어도 제 1 서브-타겟 및 적어도 제 2 서브-타겟을 포함하는 회절 측정 타겟에 있어서,
   상기 제 1 서브-타겟은 제 1 주기적 구조체를 포함하고, 상기 제 2 서브-타겟은 제 2 주기적 구조체를 포함하며, 상기 기판 상에 놓일 때 상기 제 1 층 아래의 상이한 제 2 층에서 상기 제 1 주기적 구조체 밑에 적어도 부분적으로 위치되는 제 3 주기적 구조체를 포함하고 - 상기 제 2 층에서 상기 제 2 주기적 구조체 밑에 주기적 구조체가 존재하지 않음 -, 상기 기판 상에 놓일 때 상기 제 2 층 아래의 상이한 제 3 층에서 상기 제 2 주기적 구조체 밑에 적어도 부분적으로 위치되는 제 4 주기적 구조체를 포함하는 회절 측정 타겟.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 제 1 서브-타겟은 상기 제 2 서브-타겟과 상이한 디자인을 갖는 회절 측정 타겟.
9. 리소그래피 공정의 파라미터를 측정하는 방법에 있어서,
   방사선으로 기판 상의 회절 측정 타겟을 조명하는 단계 - 상기 측정 타겟은 적어도 제 1 서브-타겟 및 적어도 제 2 서브-타겟을 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 서브-타겟들은 각각 제 1 방향으로 연장되는 피처들을 갖는 제 1 쌍의 주기적 구조체들, 및 상이한 제 2 방향으로 연장되는 피처들을 갖는 제 2 쌍의 주기적 구조체들을 포함하며, 상기 제 1 서브-타겟은 상기 제 2 서브-타겟과 상이한 디자인을 가짐 -; 및
   적어도 상기 제 1 및 제 2 서브-타겟들에 의해 산란된 방사선을 검출하여, 그 타겟에 대해 상기 리소그래피 공정의 파라미터를 나타내는 측정을 얻는 단계를 포함하는 파라미터 측정 방법.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 서브-타겟의 주기적 구조체들 중 적어도 하나는 제 1 주기 및 제 1 피처 또는 공간 폭을 갖고, 상기 제 2 서브-타겟의 주기적 구조체들 중 적어도 하나는 제 2 주기 및 제 2 피처 또는 공간 폭을 가지며, 상기 상이한 디자인은 상기 제 2 주기, 상기 제 2 피처 또는 공간 폭, 또는 둘 모두와 각각 상이한 상기 제 1 주기, 상기 제 1 피처 또는 공간 폭, 또는 둘 모두를 포함하는 파라미터 측정 방법.
11. 적어도 제 1 서브-타겟 및 적어도 제 2 서브-타겟을 포함하는 회절 측정 타겟에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 서브-타겟들은 각각 제 1 방향으로 연장되는 피처들을 갖는 제 1 쌍의 주기적 구조체들, 및 상이한 제 2 방향으로 연장되는 피처들을 갖는 제 2 쌍의 주기적 구조체들을 포함하고, 상기 제 1 서브-타겟은 상기 제 2 서브-타겟과 상이한 디자인을 갖는 회절 측정 타겟.
12. 제 11 항에 있어서,
    기판 상에 놓일 때, 상기 제 1 서브-타겟은 제 9 주기적 구조체를 적어도 부분적으로 오버레이하고, 상기 제 2 서브-타겟은 제 10 주기적 구조체를 적어도 부분적으로 오버레이하며, 상기 제 9 주기적 구조체는 상기 제 10 주기적 구조체와 상이한 기판 상의 층에 존재하는 회절 측정 타겟.
13. 리소그래피 공정의 파라미터를 측정하는 방법에 있어서,
    방사선으로 기판 상의 회절 측정 타겟을 조명하는 단계 - 상기 측정 타겟은 적어도 제 1 서브-타겟 및 적어도 제 2 서브-타겟을 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 서브-타겟들은 각각 제 1 방향으로 연장되는 피처들을 갖는 제 1 쌍의 주기적 구조체들, 및 상이한 제 2 방향으로 연장되는 피처들을 갖는 제 2 쌍의 주기적 구조체들을 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 서브-타겟들의 주기적 구조체들의 각각의 적어도 일부분은 상기 기판 상에서 1000 ㎛² 이하의 접경 영역(contiguous area) 내에 있음 -; 및
    적어도 상기 제 1 및 제 2 서브-타겟들에 의해 산란된 방사선을 검출하여, 그 타겟에 대해 상기 리소그래피 공정의 파라미터를 나타내는 측정을 얻는 단계를 포함하는 파라미터 측정 방법.
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 서브-타겟은 상기 제 2 서브-타겟과 상이한 디자인을 갖는 파라미터 측정 방법.
15. 적어도 제 1 서브-타겟 및 적어도 제 2 서브-타겟을 포함하는 회절 측정 타겟에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 서브-타겟들은 각각 제 1 방향으로 연장되는 피처들을 갖는 제 1 쌍의 주기적 구조체들, 및 상이한 제 2 방향으로 연장되는 피처들을 갖는 제 2 쌍의 주기적 구조체들을 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 서브-타겟들의 주기적 구조체들의 각각의 적어도 일부분은 기판 상에서 1000 ㎛² 이하의 접경 영역 내에 있는 회절 측정 타겟.
16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 2 서브-타겟은 상기 제 1 서브-타겟과 상이한 디자인을 갖는 회절 측정 타겟.
17. 메트롤로지 타겟 디자인 방법에 있어서,
    복수의 서브-타겟들을 갖는 회절 메트롤로지 타겟의 디자인을 위한 표시(indication)를 수용하는 단계 - 각각의 서브-타겟은 제 1 방향으로 연장되는 피처들을 갖는 제 1 쌍의 주기적 구조체들, 및 상이한 제 2 방향으로 연장되는 피처들을 갖는 제 2 쌍의 주기적 구조체들을 포함함 -;
    상기 회절 메트롤로지 타겟의 영역, 치수 또는 둘 모두에 대한 제약을 수용하는 단계; 및
    프로세서에 의해, 적어도 상기 제약에 기초하여 상기 회절 메트롤로지 타겟의 디자인을 선택하는 단계를 포함하는 메트롤로지 타겟 디자인 방법.
18. 제 17 항에 있어서,
    상기 회절 메트롤로지 타겟의 영역, 치수 또는 둘 모두에 대한 상기 제약은 기판 상에서 1000 ㎛² 이하의 접경 영역 내에 있는 제 1 및 제 2 서브-타겟들의 주기적 구조체들의 각각의 적어도 일부분을 포함하는 메트롤로지 타겟 디자인 방법.
19. 방사선으로 기판 상의 회절 측정 타겟을 조명하는 단계를 포함하는 방법에 있어서,
    상기 측정 타겟은 적어도 제 1 서브-타겟, 제 2 서브-타겟 및 제 3 서브-타겟을 포함하고, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 서브-타겟들은 디자인이 상이한 방법.
20. 제 19 항에 있어서,
    상기 상이한 디자인은 상기 제 1 내지 제 3 서브-타겟들 중 하나와 상이한 피치, 피처 폭, 공간 폭, 및/또는 세그멘테이션을 갖는 상기 제 1 내지 제 3 서브-타겟들 중 다른 하나를 포함하는 방법.
21. 적어도 제 1 서브-타겟, 제 2 서브-타겟 및 제 3 서브-타겟을 포함하는 회절 메트롤로지 타겟에 있어서,
    상기 제 1, 제 2 및 제 3 서브-타겟들은 디자인이 상이한 회절 메트롤로지 타겟.
22. 제 21 항에 있어서,
    상기 상이한 디자인은 상기 제 1 내지 제 3 서브-타겟들 중 하나와 상이한 피치, 피처 폭, 공간 폭, 및/또는 세그멘테이션을 갖는 상기 제 1 내지 제 3 서브-타겟들 중 다른 하나를 포함하는 회절 메트롤로지 타겟.
23. 2 개의 층들 간의 오버레이를 측정하는 단계를 포함하는 방법에 있어서,
    방사선으로 2 개의 층들의 각각에 타겟의 일부분을 갖는 기판 상의 회절 측정 타겟을 조명하는 단계를 포함하고,
    상기 2 개의 층들은 적어도 하나의 다른 층에 의해 분리되는 방법.
24. 제 23 항에 있어서,
    상기 2 개의 층들 중 제 1 층은 적어도 제 1 서브-타겟 및 제 2 서브-타겟을 포함하고, 제 1 주기적 구조체가 상기 2 개의 층들 중 제 2 층에서 상기 제 1 서브-타겟 밑에 적어도 부분적으로 위치되며, 상기 제 2 층에서 상기 제 2 서브-타겟 밑에 주기적 구조체가 존재하지 않는 방법.
25. 회절 측정 타겟의 배열을 계획하는 방법에 있어서,
    상기 타겟은 복수의 서브-타겟들을 포함하고, 각각의 서브-타겟은 복수의 주기적 구조체들을 포함하며, 각각의 서브-타겟은 상이한 층-쌍을 측정하거나 상이한 공정 스택에 대해 측정하도록 디자인되고,
    상기 타겟 영역 내에 상기 서브-타겟들의 주기적 구조체들을 위치시키는 단계; 및
    상기 서브-타겟들 중 적어도 하나 주변에 어시스트 피처를 위치시키는 단계를 포함하고, 상기 어시스트 피처는 상기 적어도 하나의 서브-타겟의 주변에서의 측정된 세기 피크를 감소시키도록 구성되는 배열 계획 방법.
26. 제 25 항에 있어서,
    서브-타겟의 특정 주기적 구조체에 인접하고 상기 특정 주기적 구조체에 대해 방위잡힌 상기 어시스트 피처는 그 주기적 구조체와 동상으로(in phase) 위치되는 배열 계획 방법.
27. 회절 측정 타겟에 있어서,
    상기 타겟의 타겟 영역 내의 복수의 서브-타겟들 - 각각의 서브-타겟은 복수의 주기적 구조체들을 포함하고, 각각의 서브-타겟은 상이한 층-쌍을 측정하거나 상이한 공정 스택에 대해 측정하도록 디자인됨 -; 및
    상기 서브-타겟들 중 적어도 하나 주변에 어시스트 피처를 포함하고, 상기 어시스트 피처는 상기 서브-타겟들의 주변에서의 측정된 세기 피크를 감소시키도록 구성되는 회절 측정 타겟.
28. 제 27 항에 있어서,
    상기 어시스트 피처는 상기 복수의 서브-타겟들 중 일 서브-타겟의 주기적 구조체의 피치보다 실질적으로 작은 피치를 갖는 피처들을 포함하는 회절 측정 타겟.

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