JP7165195B2 - メトロロジプロセスを最適化する方法 - Google Patents

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関連出願の相互参照
[0001] 本出願は、２０１８年２月２日に出願され、本明細書にその全体が援用される欧州特許出願公開第１８１５４８８５．０号の優先権を主張するものである。

[0002] 本開示は、特にメトロロジプロセスによって使用される放射スポットのアライメント及び／又はフォーカスに関連したメトロロジプロセスの最適化に関する。

[0003] リソグラフィ装置は、所望のパターンを、基板上に（通常、基板のターゲット部分上に）施す機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造において使用され得る。この場合、代替的にマスク又はレチクルと呼ばれるパターニングデバイスを用いて、ＩＣの個々の層上に形成される回路パターンを生成し得る。このパターンは、基板（例えば、シリコンウェーハ）上のターゲット部分（例えば、１つ又は幾つかのダイの一部を含む）上に転写され得る。パターンの転写は、一般的に、基板上に設けられる放射感応性材料（レジスト）の層上への結像による。一般に、単一の基板は、連続してパターン形成される隣接するターゲット部分のネットワークを含む。

[0004] 半導体デバイスのような製造デバイスは、一般的に、様々なフィーチャ、及び多くの場合、デバイスの複数の層を形成するために、幾つかの製作プロセスを用いて、基板（例えば、半導体ウェーハ）を処理することを伴う。このような層及び／又はフィーチャは、一般的に、例えば、堆積、リソグラフィ、エッチング、化学機械研磨、及びイオン注入を用いて、製造及び処理される。複数のデバイスが、基板上の複数のダイ上に製作され、その後、個々のデバイスに分離され得る。このデバイス製造プロセスは、パターニングプロセスと見なされ得る。パターニングプロセスは、リソグラフィ装置を用いた光及び／又はナノインプリントリソグラフィなどの、基板上にパターンを設けるためのパターン転写ステップを伴い、一般的に（ただし、任意選択的に）、現像装置によるレジスト現像、ベークツールを用いた基板のベーク、エッチング装置によるパターンのエッチングなどの１つ又は複数の関連のパターン処理ステップを伴う。さらに、１つ又は複数のメトロロジプロセスが、パターニングプロセスに関与する。

[0005] メトロロジプロセスは、パターニングプロセス中の様々なステップにおいて、プロセスのモニタリング及び／又は制御を行うために使用される。例えば、メトロロジプロセスを用いて、例えば、パターニングプロセスの性能を１つ又は複数の特徴から決定することができるように、パターニングプロセス中に基板上に形成されたフィーチャの相対的な場所（例えば、レジストレーション、オーバーレイ、アライメントなど）又は寸法（例えば、ライン幅、クリティカルディメンジョン（ＣＤ）、厚さなど）などの基板の１つ又は複数の特徴を測定する。１つ又は複数の特徴が、許容できない（例えば、１つ又は複数の特徴の所定の範囲外である）場合、例えば、１つ又は複数の特徴の測定に基づいて、パターニングプロセスによって製造された基板が許容可能な１つ又は複数の特徴を有するように、パターニングプロセスの１つ又は複数の変数を設計又は変更することができる。

[0006] リソグラフィ及び他のパターニングプロセス技術の進歩に伴い、機能要素の寸法は、継続的に縮小している一方で、デバイス当たりの、トランジスタなどの機能要素の量は、何十年にわたり、着実に増加している。その一方で、オーバーレイ、クリティカルディメンジョン（ＣＤ）などに関する確度の要件は、ますます厳しくなっている。オーバーレイのエラー、ＣＤのエラーなどのエラーは、パターニングプロセスにおいて、不可避的に生じる。例えば、結像エラーは、光学収差、パターニングデバイスの加熱、パターニングデバイスのエラー、及び／又は基板の加熱から生じる場合があり、例えば、オーバーレイ、ＣＤなどに関して特徴付けられ得る。追加的又は代替的に、エラーは、パターニングプロセスの他の部分において（エッチング、現像、ベークなどにおいて）導入される場合があり、同様に、例えば、オーバーレイ、ＣＤなどに関して特徴付けられ得る。エラーは、デバイスの機能に関して問題（デバイスの機能故障、又は機能しているデバイスの１つ若しくは複数の電気的問題を含む）を生じさせる場合がある。それに応じて、これらのエラーの１つ又は複数を特徴付け、且つこれらのエラーの１つ又は複数を減少させる、又は最小限に抑えるために、パターニングプロセスの設計、修正、制御などを行う対策を講じることが可能であることが望ましい。

[0007] 様々な形態のスキャトロメータを含む様々なツールが、メトロロジプロセスを行うために利用可能である。これらのデバイスは、放射ビームをメトロロジターゲット上に誘導し、及び散乱される放射の１つ又は複数の特性（例えば、波長の関数としての単一の反射角における、若しくは反射角範囲にわたる強度、反射角の関数としての１つ若しくは複数の波長における強度、又は反射角の関数としての偏光）を測定することにより、それからターゲットの対象の特性を決定することができる「スペクトル」が取得される。対象の特性の決定は、様々な技術、例えば、厳密結合波分析又は有限要素法を用いて実施される反復手法によるメトロロジターゲットの再構築、ライブラリサーチ、及び主成分分析により、行われ得る。

[0008] メトロロジターゲットが、ほとんど利用可能な空間のない場所に、例えば、製造中のプロダクトの構造を含むプロダクトエリアに配置されることが望ましい場合がある。このようなエリアに配置されるメトロロジターゲットは、小さい必要がある。十分な確度で放射スポットをこのようなメトロロジターゲットにアライメントさせることは困難である。アライメントが完全でなければ、放射スポットは、メトロロジターゲットの外側の領域をサンプリングし、それによって、メトロロジプロセスの確度が低下し得る。

[0009] ターゲットを測定するための既存の方法を向上させることが望ましい。

[0010] 本発明のある局面によれば、メトロロジプロセスを最適化する方法が提供され、本方法は、基板上の第１のターゲットに対するメトロロジプロセスの複数の適用から測定データを取得することを含み、メトロロジプロセスの各適用は、第１のターゲットを放射スポットで照明することと、第１のターゲットによって再誘導された放射を検出することとを含み、メトロロジプロセスの適用は、ａ）第１のターゲットに対する放射スポットの複数の位置、及びｂ）放射スポットの複数のフォーカス高さの一方又は両方における適用を含み、測定データは、メトロロジプロセスの各適用に関して、瞳面内の再誘導放射の光学特徴の検出瞳表現を含み、並びに本方法は、測定データの検出瞳表現及び基準瞳表現間の比較に基づいて、最適アライメント及び最適フォーカス高さの一方又は両方を決定することを含む。

[0011] これより、対応する参照符号が対応する部分を示す添付の模式図を参照して、本発明の実施形態を単なる例として説明する。

[0012]リソグラフィ装置の一実施形態を模式的に描く。 [0013]リソグラフィックセル又はクラスタの一実施形態を模式的に描く。 [0014]特定の照明モードを提供する第１のペアの照明アパーチャを用いた一実施形態による、ターゲットの測定に使用される測定装置の模式図である。 [0015]所与の照明方向に関するターゲットの回折スペクトルの模式詳細図である。 [0016]回折ベースのオーバーレイの測定のために測定装置を使用する際に、さらなる照明モードを提供する第２のペアの照明アパーチャの模式図である。 [0017]回折ベースのオーバーレイの測定のために測定装置を使用する際に、さらなる照明モードを提供する、第１及び第２のペアのアパーチャを組み合わせた第３のペアの照明アパーチャの模式図である。 [0018]多重周期構造（例えば、多重格子）ターゲットの形態及び基板上の測定スポットのアウトラインを模式的に描く。 [0019]図３の装置において取得された図４のターゲットの像を模式的に描く。 [0020]メトロロジ装置及びメトロロジ技術の例を模式的に描く。 [0021]メトロロジ装置の例を模式的に描く。 [0022]メトロロジ装置の照明スポットと、メトロロジターゲットとの間の関係を示す。 [0023]測定データに基づいて対象の１つ又は複数の変数を導出するプロセスを模式的に描く。 [0024]例示的ユニットセル、関連の瞳表現、及び関連の導出瞳表現を模式的に描く。 [0025]例示的ユニットセル、関連の瞳表現、及び関連の導出瞳表現を模式的に描く。 [0026]ユニットセルの１つ又は複数の物理的インスタンスを含む例示的ターゲットを模式的に描く。 [0027]基板上のデバイス領域及びスクライブラインを模式的に描く。 [0028]測定データを生成する方法を描くフローチャートである。 [0029]一実施形態によるメトロロジプロセスを最適化する方法を描くフローチャートである。 [0030]例示的測定データを描く。 [0031]アライメントの関数として検出された瞳表現及び基準瞳表現間の相関の変動を示すグラフである。 [0032]本開示の実施形態を実施し得るコンピュータシステムを描く。

[0033] 実施形態を詳細に説明する前に、実施形態が実施され得る例示的環境を提示することが有益である。

[0034] 図１は、リソグラフィ装置ＬＡを模式的に描く。この装置は、
－ 放射ビームＢ（例えば、ＵＶ放射又はＤＵＶ放射）を調節するように構成された照明系（イルミネータ）ＩＬと、
－ パターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡを支持するように構築され、且つ特定のパラメータに従って、パターニングデバイスを正確に位置決めするように構成された第１のポジショナＰＭに接続されたサポート構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴと、
－ 基板（例えば、レジストコートウェーハ）Ｗを保持するように構築され、且つ特定のパラメータに従って、基板を正確に位置決めするように構成された第２のポジショナＰＷに接続された基板テーブル（例えば、ウェーハテーブル）ＷＴと、
－ パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢに付与されたパターンを基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば、１つ又は複数のダイを含む）上に投影するように構成された投影系（例えば、屈折投影レンズ系）ＰＳであって、基準フレーム（ＲＦ）上に支持される投影系と、
を含む。

[0035] 照明系は、放射の誘導、整形、又は制御を行うための、屈折、反射、磁気、電磁、静電、又は他のタイプの光学コンポーネント、又はそれらの任意の組み合わせなどの様々なタイプの光学コンポーネントを含み得る。

[0036] サポート構造は、パターニングデバイスの配向、リソグラフィ装置の設計、及び例えばパターニングデバイスが真空環境で保持されるか否かなどの他の条件に依存したやり方で、パターニングデバイスを支持する。サポート構造は、機械的、真空、静電、又は他のクランプ技術を用いて、パターニングデバイスを保持することができる。サポート構造は、例えば、必要に応じて固定されてもよく、又は移動可能であってもよいフレーム又はテーブルでもよい。サポート構造は、例えば投影系に対して、パターニングデバイスが所望の位置にあることを確実にし得る。本明細書における「レチクル」又は「マスク」という用語の使用は、より一般的な用語である「パターニングデバイス」と同義であると見なすことができる。

[0037] 本明細書で使用される「パターニングデバイス」という用語は、基板のターゲット部分にパターンを付与するために使用することができるあらゆるデバイスを指すと広く解釈されるものとする。一実施形態では、パターニングデバイスは、基板のターゲット部分にパターンを作成するために、断面において放射ビームにパターンを付与するために使用することができるあらゆるデバイスである。放射ビームに付与されるパターンは、例えば、パターンが、位相シフトフィーチャ、又はいわゆるアシストフィーチャを含む場合には、基板のターゲット部分の所望のパターンに正確に対応しない場合があることに留意されたい。一般に、放射ビームに付与されるパターンは、集積回路などのターゲット部分に作成される、デバイス内の特定の機能層に対応する。

[0038] パターニングデバイスは、透過型又は反射型でもよい。パターニングデバイスの例には、マスク、プログラマブルミラーアレイ、及びプログラマブル液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネルが含まれる。マスクは、リソグラフィにおいてよく知られており、バイナリ、レベンソン型（alternating）位相シフト、及びハーフトーン型（attenuated）位相シフトなどのマスクタイプ、並びに様々なハイブリッドマスクタイプを含む。プログラマブルミラーアレイの一例は、小型ミラーのマトリックス配置を採用し、各小型ミラーは、入射する放射ビームを異なる方向に反射するように個々に傾斜させることができる。これらの傾斜ミラーは、ミラーマトリックスによって反射される放射ビームにパターンを付与する。

[0039] 本明細書で使用される「投影系」という用語は、使用されている露光放射に関して、又は液浸液の使用若しくは真空の使用などの他のファクタに関して適切に、屈折、反射、反射屈折、磁気、電磁、及び静電光学系、又はそれらの任意の組み合わせを含むあらゆるタイプの投影系を対象に含めると広く解釈されるものとする。本明細書における「投影レンズ」という用語の使用は、より一般的な用語である「投影系」と同義であると見なすことができる。

[0040] 投影系ＰＳは、不均一となり得る（これは、基板Ｗ上に結像されるパターンに影響を与え得る）光学伝達関数を有する。非偏光放射の場合、このような影響は、投影系ＰＳを出射する放射の透過（アポディゼーション）及び相対位相（収差）を、それの瞳面内での位置の関数として記述する２つのスカラーマップによって、かなり良く表すことができる。透過マップ及び相対位相マップと呼ばれ得るこれらのスカラーマップは、基底関数の完全なセットの線形結合として表現することができる。特に便利なセットは、単位円上で定義される直交多項式の一セットを形成するゼルニケ多項式である。各スカラーマップの決定は、そのような展開において係数を決定することを伴い得る。ゼルニケ多項式は、単位円上で直交するので、ゼルニケ係数は、各ゼルニケ多項式との測定されたスカラーマップの内積を順に計算し、これを、当該ゼルニケ多項式のノルムの二乗で除算することによって決定され得る。

[0041] 透過マップ及び相対位相マップは、フィールド及びシステムに依存する。すなわち、一般に、各投影系ＰＳは、各フィールド点に関して（すなわち、それの像面における各空間的な場所に関して）異なるゼルニケ展開を有する。瞳面内の投影系ＰＳの相対位相は、例えば、投影系ＰＳの対物面（すなわち、パターニングデバイスＭＡの面）内の点状放射源から投影系ＰＳを通して放射を投影することによって、及びシヤリング干渉計を用いて波面（すなわち、同じ位相を持つ点の軌跡）を測定することによって決定され得る。シヤリング干渉計は、共通経路干渉計であり、従って、有利なことに、波面を測定するために、二次基準ビームが必要とされない。シヤリング干渉計は、投影系の像面（すなわち、基板テーブルＷＴ）内に回折格子（例えば、二次元グリッド）と、投影系ＰＳの瞳面と共役な面内で干渉パターンを検出するように配置された検出器と、を含み得る。干渉パターンは、シヤリング方向の瞳面内の座標に対する放射の位相の導関数に関連する。検出器は、例えば、電荷結合デバイス（ＣＣＤ）などのセンシング素子のアレイを含み得る。

[0042] リソグラフィ装置の投影系ＰＳは、可視フリンジを生じさせないことが可能であり、従って、波面の決定の確度は、例えば、回折格子を移動させるなどの位相ステッピング技術を用いて向上させることができる。ステッピングは、回折格子の面内で、及び測定のスキャン方向に垂直な方向に行われ得る。ステッピング範囲は、１格子周期でもよく、少なくとも３つの（均一に分布された）位相ステップが使用されてもよい。従って、例えば、３つのスキャン測定が、ｙ方向に行われてもよく、各スキャン測定は、ｘ方向の異なる位置に関して行われる。回折格子のこのステッピングは、位相変動を強度変動に効果的に変換し、位相情報が決定されることを可能にする。格子は、検出器を較正するために、回折格子（ｚ方向）に垂直な方向にステッピングされ得る。

[0043] 瞳面内の投影系ＰＳの透過（アポディゼーション）は、例えば、投影系ＰＳの対物面（すなわち、パターニングデバイスＭＡの面）内の点状放射源から投影系ＰＳを通して放射を投影することによって、及び検出器を用いて投影系ＰＳの瞳面と共役な面内の放射の強度を測定することによって決定され得る。収差を決定するための波面の測定に使用されるものと同じ検出器が使用されてもよい。

[0044] 投影系ＰＳは、複数の光学（例えば、レンズ）要素を含んでもよく、収差（フィールド全体の瞳面にわたる位相変動）を補正するために光学要素の１つ又は複数を調整するように構成された調整機構ＡＭをさらに含んでもよい。これを達成するために、調整機構は、投影系ＰＳ内の１つ又は複数の光学（例えば、レンズ）要素を１つ又は複数の異なるやり方で操作するように動作可能であってもよい。投影系は、光軸がｚ方向に延びる座標系を有し得る。調整機構は、以下の任意の組み合わせを行うように動作可能であってもよい：１つ若しくは複数の光学要素を変位させること、１つ若しくは複数の光学要素を傾斜させること、及び／又は１つ若しくは複数の光学要素を変形させること。光学要素の変位は、何れの方向（ｘ、ｙ、ｚ又はそれらの組み合わせ）のものであってもよい。光学要素の傾斜は、一般的に、ｘ及び／又はｙ方向の軸周りを回転することによって（ｚ軸周りの回転は、非回転対称非球面光学要素に使用され得る）、光軸に垂直な面から外れる。光学要素の変形は、低周波形状（例えば、非点収差）及び／又は高周波形状（例えば、自由形状の非球面）を含み得る。光学要素の変形は、例えば、１つ若しくは複数のアクチュエータを用いて光学要素の１つ若しくは複数の側面に力を及ぼすことによって、及び／又は１つ若しくは複数の加熱要素を用いて光学要素の１つ若しくは複数の選択された領域を加熱することによって行われ得る。一般に、アポディゼーション（瞳面にわたる透過変動）を補正するために投影系ＰＳを調整することが可能ではない場合がある。リソグラフィ装置ＬＡ用のパターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡを設計する際に、投影系ＰＳの透過マップが使用され得る。計算機リソグラフィ技術を用いて、パターニングデバイスＭＡは、少なくとも部分的にアポディゼーションを補正するように設計され得る。

[0045] ここに描くように、本装置は、透過型のものである（例えば、透過型マスクを用いる）。代替的に、本装置は、反射型のものであってもよい（例えば、上述のタイプのプログラマブルミラーアレイを用いる、又は反射マスクを用いる）。

[0046] リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）以上のテーブル（例えば、２つ以上の基板テーブルＷＴａ、ＷＴｂ、２つ以上のパターニングデバイステーブル、例えば、測定及び／又は洗浄などを容易にすることを専用とした基板を持たない投影系の下の基板テーブルＷＴａ及びテーブルＷＴｂ）を有するタイプのものであってもよい。このような「マルチステージ」機械では、追加のテーブルが同時に使用されてもよく、又は１つ若しくは複数の他のテーブルが露光に使用されている間に、１つ若しくは複数のテーブル上で準備ステップが行われてもよい。例えば、アライメントセンサＡＳを用いたアライメント測定、及び／又はレベルセンサＬＳを用いたレベル（高さ、傾斜など）測定が、行われてもよい。

[0047] リソグラフィ装置は、基板の少なくとも一部が、投影系と基板との間の空間を満たすために、比較的高い屈折率を有する液体（例えば、水）によって覆われ得るタイプのものであってもよい。液浸液は、リソグラフィ装置の他の空間、例えば、パターニングデバイスと投影系との間に加えられてもよい。投影系の開口数を増加させるための液浸技術が、当該技術分野においてよく知られている。本明細書で使用する「液浸」という用語は、基板などの構造が、液体中に沈められなければならないことを意味するのではなく、単に、液体が、露光中に、投影系と基板との間にあることを意味する。

[0048] 図１を参照して、イルミネータＩＬは、放射源ＳＯから放射ビームを受け取る。放射源及びリソグラフィ装置は、例えば、放射源がエキシマレーザである場合に、別個のエンティティでもよい。そのような場合には、放射源は、リソグラフィ装置の一部を形成するとは見なされず、放射ビームは、例えば、適切な誘導ミラー及び／又はビームエキスパンダを含むビームデリバリシステムＢＤを用いて、放射源ＳＯからイルミネータＩＬへと渡される。他のケースでは、放射源は、例えば、放射源が水銀ランプである場合に、リソグラフィ装置の一体化部分であってもよい。放射源ＳＯ及びイルミネータＩＬは、必要であればビームデリバリシステムＢＤと共に、放射システムと呼ばれ得る。

[0049] イルミネータＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調整するように構成されたアジャスタＡＤを含み得る。一般に、少なくともイルミネータの瞳面内の強度分布の外側及び／又は内側半径範囲（通常、それぞれσ-outer及びσ-innerと呼ばれる）を調整することができる。加えて、イルミネータＩＬは、インテグレータＩＮ及びコンデンサＣＯなどの様々な他のコンポーネントを含み得る。イルミネータを用いて、放射ビームが、その断面に所望の均一性及び強度分布を持つように調節することができる。

[0050] 放射ビームＢは、サポート構造（例えば、マスクテーブル）ＭＴ上に保持されるパターニングデバイス（例えば、マスク）ＭＡに入射し、パターニングデバイスによってパターン形成される。パターニングデバイスＭＡを横断した後、放射ビームＢは、ビームの焦点を基板Ｗのターゲット部分Ｃ上に合わせる投影系ＰＳを通過する。第２のポジショナＰＷ及び位置センサＩＦ（例えば、干渉デバイス、リニアエンコーダ、２Ｄエンコーダ、又は静電容量センサ）を用いて、例えば、異なるターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路内に位置決めするように、基板テーブルＷＴを正確に移動させることができる。同様に、例えば、マスクライブラリの機械検索後に、又はスキャン中に、第１のポジショナＰＭ及び別の位置センサ（図１では明確に描かれていない）を用いて、放射ビームＢの経路に対してパターニングデバイスＭＡを正確に位置決めすることができる。一般に、サポート構造ＭＴの移動は、第１のポジショナＰＭの一部を形成するロングストロークモジュール（粗動位置決め）及びショートストロークモジュール（微動位置決め）を用いて実現され得る。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第２のポジショナＰＷの一部を形成するロングストロークモジュール及びショートストロークモジュールを用いて実現され得る。ステッパの場合は（スキャナとは対照的に）、サポート構造ＭＴは、ショートストロークアクチュエータのみに接続されてもよく、又は固定されてもよい。パターニングデバイスＭＡ及び基板Ｗは、パターニングデバイスアライメントマークＭ１、Ｍ２及び基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を用いてアライメントされてもよい。図示されるような基板アライメントマークは、専用ターゲット部分を占有するが、これらは、ターゲット部分間の空間に位置してもよい（これらは、スクライブラインアライメントマークとして知られている）。同様に、２つ以上のダイがパターニングデバイスＭＡ上に設けられる状況では、パターニングデバイスアライメントマークは、ダイ間に位置してもよい。

[0051] 描かれた装置は、以下のモードの少なくとも１つで使用され得る。
[0052] １．ステップモードでは、放射ビームに付与されたパターン全体が、一度にターゲット部分Ｃ上に投影される間に、サポート構造ＭＴ及び基板テーブルＷＴが、基本的に静止状態を保つ（すなわち、単一静的露光）。次いで、異なるターゲット部分Ｃを露光させることができるように、基板テーブルＷＴが、Ｘ及び／又はＹ方向にシフトされる。ステップモードでは、露光フィールドの最大サイズが、単一静的露光で結像されるターゲット部分Ｃのサイズを限定する。
[0053] ２．スキャンモードでは、放射ビームに付与されたパターンが、ターゲット部分Ｃ上に投影される間に、サポート構造ＭＴ及び基板テーブルＷＴが、同期してスキャンされる（すなわち、単一動的露光）。サポート構造ＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度及び方向は、投影系ＰＳの拡大（縮小）及び像反転特性によって決定され得る。スキャンモードでは、露光フィールドの最大サイズが、単一動的露光のターゲット部分の幅（非スキャン方向）を限定し、スキャン動作の長さが、ターゲット部分の高さ（スキャン方向）を決定する。
[0054] ３．別のモードでは、放射ビームに付与されたパターンが、ターゲット部分Ｃ上に投影される間に、サポート構造ＭＴは、プログラマブルパターニングデバイスを保持して基本的に静止状態を保つと共に、基板テーブルＷＴが、移動又はスキャンされる。このモードでは、一般にパルス放射源が用いられ、プログラマブルパターニングデバイスは、基板テーブルＷＴの各移動後に、又はスキャン中の連続した放射パルス間で、必要に応じて更新される。この動作モードは、上述のタイプのプログラマブルミラーアレイなどのプログラマブルパターニングデバイスを利用するマスクレスリソグラフィに簡単に適用することができる。

[0055] 上記の使用モード又は完全に異なる使用モードの組み合わせ及び／又はバリエーションが用いられてもよい。

[0056] 図２に示されるように、リソグラフィ装置ＬＡは、基板に対して露光前及び露光後プロセスを行うための装置も備える、リソセル又はクラスタとも時には呼ばれるリソグラフィックセルＬＣの一部を形成し得る。従来、これらは、１つ若しくは複数のレジスト層を堆積させる１つ若しくは複数のスピンコーターＳＣ、露光されたレジストを現像するための１つ若しくは複数のデベロッパＤＥ、１つ若しくは複数の冷却プレートＣＨ、及び／又は１つ若しくは複数のベークプレートＢＫを含む。基板ハンドラ又はロボットＲＯは、入出力ポートＩ／Ｏ１、Ｉ／Ｏ２から１つ又は複数の基板を引き取り、それらを異なるプロセス装置間で移動させ、及びそれらをリソグラフィ装置のローディングベイＬＢに届ける。トラックと総称されることが多いこれらの装置は、それ自体が監視制御システムＳＣＳ（これは、リソグラフィ制御ユニットＬＡＣＵを用いて、リソグラフィ装置も制御する）によって制御されるトラック制御ユニットＴＣＵの制御下にある。従って、異なる装置を動作させることにより、スループット及び処理効率を最大限にすることができる。

[0057] リソグラフィ装置によって露光される基板が、正確に、且つ一貫して露光されるためには、オーバーレイ（これは、例えば、重なり合う層の構造間、又は同じ層内の、例えばダブルパターニングプロセスによってその層とは別に設けられた構造間に存在し得る）、ライン厚さ、クリティカルディメンジョン（ＣＤ）、フォーカスオフセット、材料特性などの１つ又は複数の特性を測定又は決定するために露光された基板を検査することが望ましい。それに応じて、リソセルＬＣが位置する製造施設は、一般的に、リソセルで処理された基板Ｗの一部又は全てを受け取るメトロロジシステムＭＥＴも含む。メトロロジシステムＭＥＴは、リソセルＬＣの一部であってもよく、例えば、それは、リソグラフィ装置ＬＡの一部であってもよい。

[0058] メトロロジ結果は、監視制御システムＳＣＳに直接又は間接的に提供され得る。エラーが検出されると、後続の基板の露光に対して（特に、バッチの１つ若しくは複数の他の基板がまだこれから露光されるほど直ちに且つ迅速にインスペクションを行うことができる場合に）、及び／又は露光された基板の後続の露光に対して調整が行われ得る。また、既に露光済みの基板は、歩留まりを向上させるために、はがされ、及び再加工が行われてもよく、又は破棄されることによって、欠陥があると分かっている基板に対してさらなる処理を行うことが回避され得る。基板の幾つかのターゲット部分にのみ欠陥がある場合には、良好なターゲット部分にのみ、さらなる露光が行われ得る。

[0059] メトロロジシステムＭＥＴ内で、メトロロジ装置を用いて、基板の１つ又は複数の特性、具体的には、異なる基板の１つ若しくは複数の特性がどのように変動するか、又は同じ基板の異なる層が、層毎にどのように変動するかが決定される。メトロロジ装置は、リソグラフィ装置ＬＡ又はリソセルＬＣに組み込まれてもよく、或いはスタンドアローンデバイスであってもよい。高速測定を可能にするために、メトロロジ装置が、露光直後に、露光されたレジスト層の１つ又は複数の特性を測定することが望ましい。しかし、レジストの潜像が、低コントラスト（放射に露光されたレジストの部分と、放射に露光されていないレジストの部分との間に、ごく小さな屈折率の差異が存在するのみである）を有し、全てのメトロロジ装置が、潜像の有用な測定を行うのに十分な感度を有しているわけではない。従って、測定は、習慣的に露光された基板に対して行われる最初のステップであり、及びレジストの露光部分と非露光部分との間のコントラストを増加させるポストベークステップ（ＰＥＢ）後に行われ得る。この段階では、レジストの像は、半潜像的と呼ばれ得る。現像されたレジスト像の測定を行うことも可能であり（この時点で、レジストの露光部分又は非露光部分は、除去済みである）、或いはエッチングなどのパターン転写ステップ後に行うことも可能である。後者の可能性は、欠陥のある基板の再加工の可能性を限定するが、それでも有用な情報を提供し得る。

[0060] メトロロジを可能にするために、１つ又は複数のターゲットを基板上に設けることができる。一実施形態では、ターゲットは、特別に設計され、及び周期構造を含み得る。一実施形態では、ターゲットは、デバイスパターンの一部（例えば、デバイスパターンの周期構造）である。一実施形態では、デバイスパターンは、メモリデバイスの周期構造（例えば、バイポーラトランジスタ（ＢＰＴ）、ビットラインコンタクト（ＢＬＣ）などの構造）である。

[0061] 一実施形態では、基板上のターゲットは、現像後に、周期構造フィーチャが、固体レジストラインから形成されるように印刷された１つ又は複数の１Ｄ周期構造（例えば、格子）を含み得る。一実施形態では、ターゲットは、現像後に、１つ又は複数の周期構造が、固体レジストピラー又はレジストのビアから形成されるように印刷された１つ又は複数の２Ｄ周期構造（例えば、格子）を含み得る。バー、ピラー、又はビアは、代替的に、基板内に（例えば、基板上の１つ又は複数の層内に）エッチングされ得る。

[0062] 一実施形態では、パターニングプロセスの対象のパラメータの１つは、オーバーレイである。オーバーレイは、０次回折（鏡面反射に対応する）がブロックされ、及びより高次のものだけが処理される暗視野スキャトロメトリを用いて、測定され得る。暗視野メトロロジの例は、その全体が本明細書により援用されるＰＣＴ特許出願公開国際公開第２００９／０７８７０８号及び国際公開第２００９／１０６２７９号に見つけることができる。この技術のさらなる発展が、その全体が本明細書により援用される米国特許出願公開第２０１１－００２７７０４号、米国特許出願公開第２０１１－００４３７９１号、及び米国特許出願公開第２０１２－０２４２９７０号に記載されている。回折次数の暗視野検出を用いた回折ベースのオーバーレイは、より小さなターゲットに対するオーバーレイ測定を可能にする。これらのターゲットは、照明スポットよりも小さくてもよく、及び基板上のデバイスプロダクト構造によって取り囲まれていてもよい。一実施形態では、一度の放射キャプチャで複数のターゲットを測定することができる。

[0063] 例えばオーバーレイを測定する実施形態での使用に適したメトロロジ装置を図３Ａに模式的に示す。より詳細に、ターゲットＴ（格子などの周期構造を含む）及び回折光線を図３Ｂに示す。メトロロジ装置は、スタンドアローンデバイスでもよく、或いは例えば測定ステーションでリソグラフィ装置ＬＡに、又はリソグラフィックセルＬＣに組み込まれてもよい。装置全体を通して幾つかの分岐を有する光軸は、点線Ｏによって表される。この装置では、出力１１（例えば、レーザ若しくはキセノンランプなどの放射源、又は放射源に接続された開口）によって放出された放射は、レンズ１２、１４、及び対物レンズ１６を含む光学系によって、プリズム１５を介して基板Ｗ上に誘導される。これらのレンズは、４Ｆ配置のダブルシーケンスで配置される。異なるレンズ配置は、それが依然として検出器上に基板の像を提供するという条件で使用され得る。

[0064] 一実施形態では、レンズ配置は、空間周波数フィルタリングの中間瞳面のアクセスを可能にする。従って、放射が基板に入射する角度範囲は、本明細書で（共役）瞳面と呼ばれる基板面の空間スペクトルを示す面内の空間強度分布を定義することによって選択され得る。具体的には、これは、例えば、対物レンズ瞳面の後方投影像である面内で、レンズ１２と１４との間に適切な形態のアパーチャプレート１３を挿入することによって行うことができる。図示例では、アパーチャプレート１３は、異なる形態（１３Ｎ及び１３Ｓと表示される）を有し、異なる照明モードが選択されることを可能にする。本例の照明系は、オフアクシス照明モードを形成する。第１の照明モードでは、アパーチャプレート１３Ｎは、単なる説明目的で「北」と指定された方向から、オフアクシス照明を提供する。第２の照明モードでは、アパーチャプレート１３Ｓを用いて、「南」と表示された反対方向から同様の照明が提供される。異なるアパーチャを用いて、他の照明モードが可能である。瞳面の残りの部分は、所望の照明モード外の不必要な放射が所望の測定信号を妨げ得るので、暗いことが望ましい。

[0065] 図３Ｂに示すように、ターゲットＴは、基板Ｗが対物レンズ１６の光軸Ｏに対して実質的に垂直な状態で設置される。軸Ｏから外れた角度からターゲットＴに衝突する照明光線Ｉは、０次光線（実線０）と、２つの１次光線（一点鎖線＋１及び二点鎖線－１）とを生じさせる。オーバーフィルされた小ターゲットＴの場合、これらの光線は、メトロロジターゲットＴ及び他のフィーチャを含む基板のエリアをカバーする多くの平行光線の１つにすぎない。プレート１３のアパーチャが、（放射の有用な量を受け入れるのに必要な）有限幅を有するので、入射光線Ｉは、実際には、ある角度範囲を占有し、回折光線０及び＋１／－１は、若干広がる。小ターゲットの点像分布関数に従って、各次数＋１及び－１は、ある角度範囲にわたり、さらに広がる（図示されるような単一の理想光線ではない）。なお、周期構造のピッチ及び照明角度は、対物レンズに入る１次光線が中心光軸と厳密にアライメントされるように、設計又は調整することができる。図３Ａ及び３Ｂに示される光線は、単に図中でそれらをより簡単に区別することができるように、若干オフアクシスに示されている。基板Ｗ上のターゲットによって回折された少なくとも０次及び＋１次が、対物レンズ１６によって収集され、及びプリズム１５を通して戻るように誘導される。

[0066] 図３Ａに戻り、第１及び第２の照明モードの両方が、北（Ｎ）及び南（Ｓ）と表示された正反対のアパーチャを指定することによって示される。入射光線Ｉが光軸の北側からのものである場合、すなわち、第１の照明モードが、アパーチャプレート１３Ｎを用いて適用される場合、＋１回折光線（＋１（Ｎ）と表示される）が、対物レンズ１６に入る。対照的に、第２の照明モードが、アパーチャプレート１３Ｓを用いて適用される場合、－１回折光線（－１（Ｓ）と表示される）が、レンズ１６に入る回折光線である。従って、一実施形態では、測定結果は、特定の条件下で、例えば、－１次及び＋１次の回折次数強度を別々に取得するために、ターゲットを回転させた後、又は照明モードを変更した後、又は結像モードを変更した後に、ターゲットを２回測定することによって取得される。所与のターゲットに関するこれらの強度を比較することにより、ターゲットの非対称性の測定が提供され、及びターゲットの非対称性は、リソグラフィプロセスのパラメータ（例えば、オーバーレイ）の指標として使用され得る。上記の状況では、照明モードが変更される。

[0067] ビームスプリッタ１７は、回折ビームを２つの測定分岐に分割する。第１の測定分岐では、光学系１８は、０次及び１次回折ビームを用いて、第１のセンサ１９（例えば、ＣＣＤ又はＣＭＯＳセンサ）上にターゲットの回折スペクトル（瞳面像）を形成する。像の処理が次数を比較及び対比させることができるように、各回折次数は、センサ上の異なる点に当たる。センサ１９によって捕捉された瞳面像は、メトロロジ装置の焦点を合わせる、及び／又は強度測定を規格化するために使用することができる。瞳面像は、以下にさらに説明するように、再構築などの他の測定目的に使用することもできる。

[0068] 第２の測定分岐では、光学系２０、２２は、センサ２３（例えば、ＣＣＤ又はＣＭＯＳセンサ）上に、基板Ｗ上のターゲットの像を形成する。第２の測定分岐では、開口絞り２１が、対物レンズ１６の瞳面と共役な面内に設けられる。開口絞り２１は、センサ２３上に形成されるターゲットの像が、－１次又は＋１次ビームから形成されるように、０次回折ビームをブロックするように機能する。センサ１９及び２３によって測定された像に関するデータは、プロセッサ及びコントローラＰＵ（これの機能は、行われる測定の特定のタイプに依存する）に出力される。なお、「像」という用語は、広い意味で使用される。そのため、－１次及び＋１次の一方のみが存在する場合、周期構造フィーチャ（例えば、格子ライン）の像は、形成されない。

[0069] 図３に示されるアパーチャプレート１３及び絞り２１の特定の形態は、単なる例である。別の実施形態では、ターゲットのオンアクシス照明が用いられ、オフアクシスアパーチャを有した開口絞りを用いて、実質的にたった１つの１次回折放射がセンサに送られる。さらに他の実施形態では、１次ビームの代わりに、又は１次ビームに加えて、２次、３次、及びそれより高次のビーム（図３では不図示）を測定において使用することができる。

[0070] 照明をこれらの異なるタイプの測定に適応できるようにするためには、アパーチャプレート１３は、ディスク（これは、所望のパターンを適所に持ってくるために回転する）の周囲に形成される幾つかのアパーチャパターンを含み得る。なお、アパーチャプレート１３Ｎ又は１３Ｓを用いて、ある方向（セットアップに応じてＸ又はＹ）に配向されたターゲットの周期構造が測定される。直交周期構造の測定の場合、９０°及び２７０°を通るターゲットの回転が実施され得る。異なるアパーチャプレートを図３Ｃ及び３Ｄに示す。図３Ｃは、２つのさらなるタイプのオフアクシス照明モードを示す。図３Ｃの第１の照明モードでは、アパーチャプレート１３Ｅが、単なる説明目的で、前述の「北」に対して「東」と指定された方向から、オフアクシス照明を提供する。図３Ｃの第２の照明モードでは、アパーチャプレート１３Ｗを用いて、「西」と表示された反対方向から同様の照明が提供される。図３Ｄは、２つのさらなるタイプのオフアクシス照明モードを示す。図３Ｄの第１の照明モードでは、アパーチャプレート１３ＮＷが、前述の通り「北」及び「西」と指定された方向から、オフアクシス照明を提供する。第２の照明モードでは、アパーチャプレート１３ＳＥを用いて、前述の通り「南」及び「東」と表示された反対方向から同様の照明が提供される。これらの使用、並びに装置の多数の他のバリエーション及び適用例が、例えば、上述の以前に公表された特許出願公開に記載されている。

[0071] 図４は、基板上に形成された例示的複合メトロロジターゲットＴを描く。複合ターゲットは、共に近接して位置決めされた４つの周期構造（この場合、格子）３２、３３、３４、３５を含む。一実施形態では、周期構造レイアウトは、測定スポットよりも小さくされてもよい（すなわち、周期構造レイアウトが、オーバーフィルされる）。従って、一実施形態では、周期構造は、それらが全て、メトロロジ装置の照明ビームによって形成される測定スポット３１内に位置するほどに共に近接して位置決めされる。従って、この場合、４つの周期構造は、全て同時に照明され、同時にセンサ１９及び２３上に結像される。オーバーレイ測定専用の例では、周期構造３２、３３、３４、３５は、それら自体が、上に重なる周期構造によって形成される複合周期構造（例えば、複合格子）であり、すなわち、周期構造が、基板Ｗ上に形成されるデバイスの異なる層において、及び１つの層の少なくとも１つの周期構造が、異なる層の少なくとも１つの周期構造にオーバーレイするようにパターン形成される。このようなターゲットは、２０μｍ×２０μｍの範囲内、又は１６μｍ×１６μｍの範囲内の外寸を有し得る。さらに、全ての周期構造を用いて、特定の１対の層間のオーバーレイが測定される。ターゲットが、２対以上の層を測定できることを容易にするためには、周期構造３２、３３、３４、３５は、複合周期構造の異なる部分が形成される異なる層間のオーバーレイの測定を容易にするために、異なるようにバイアスされたオーバーレイオフセットを有し得る。従って、基板上のターゲットに関する全ての周期構造を用いて、１対の層が測定され、基板上の別の同じターゲットに関する全ての周期構造を用いて、別の１対の層が測定され、異なるバイアスが、層ペア間の区別を容易にする。

[0072] 図４に戻り、周期構造３２、３３、３４、３５は、入ってくる放射をＸ及びＹ方向に回折するために、図示されるように、それらの配向が異なっていてもよい。一例では、周期構造３２及び３４は、それぞれ＋ｄ、－ｄのバイアスを有したＸ方向周期構造である。周期構造３３及び３５は、それぞれ＋ｄ及び－ｄのオフセットを有したＹ方向周期構造であってもよい。４つの周期構造を図示するが、別の実施形態は、所望の確度を得るために、より大きなマトリックスを含み得る。例えば、３×３アレイの９つの複合周期構造が、バイアス－４ｄ、－３ｄ、－２ｄ、－ｄ、０、＋ｄ、＋２ｄ、＋３ｄ、＋４ｄを有し得る。これらの周期構造の個別の像は、センサ２３によって捕捉される像において識別され得る。

[0073] 図５は、図３の装置において図４のターゲットを用いて、図３Ｄのアパーチャプレート１３ＮＷ又は１３ＳＥを用いて、センサ２３上に形成され、且つセンサ２３によって検出され得る像の一例を示す。センサ１９は、異なる個々の周期構造３２～３５を分解することはできないが、センサ２３は、それを行うことができる。暗い長方形は、センサ上の像のフィールドを表し、その中で、基板上の照明スポット３１が、対応する円形エリア４１に結像される。これの中で、長方形エリア４２～４５は、周期構造３２～３５の像を表す。ターゲットは、スクライブライン内ではなく、又はスクライブライン内に加えて、デバイスプロダクトフィーチャ間に位置決めされ得る。周期構造が、デバイスプロダクトエリア内に位置する場合、デバイスフィーチャは、このイメージフィールドの周辺においても目に見え得る。プロセッサ及びコントローラＰＵは、パターン認識を用いて、これらの像を処理することによって、周期構造３２～３５の個別の像４２～４５を識別する。このようにして、像は、センサフレーム内の特定の場所で非常に厳密にアライメントされる必要はなく、これは、測定装置のスループットを全体として大きく向上させる。

[0074] 周期構造の個別の像が識別されると、これらの個々の像の強度は、例えば、識別されたエリア内の選択されたピクセル強度値の平均値又は総計を求めることによって、測定することができる。像の強度及び／又は他の特性は、互いに比較することができる。これらの結果を組み合わせて、リソグラフィプロセスの異なるパラメータを測定することができる。オーバーレイ性能は、そのようなパラメータの一例である。

[0075] 一実施形態では、パターニングプロセスの対象のパラメータの１つは、フィーチャ幅（例えば、ＣＤ）である。図６は、フィーチャ幅の決定を可能にし得る、非常に概略の例示的メトロロジ装置（例えば、スキャトロメータ）を描く。それは、放射を基板Ｗ上に投影する広帯域（白色光）放射プロジェクタ２を含む。再誘導された放射は、例えば、左下のグラフに示されるような鏡面反射放射のスペクトル１０（波長の関数としての強度）を測定するスペクトロメータ検出器４に渡される。このデータから、検出されたスペクトルを生じさせる構造又はプロファイルが、プロセッサＰＵによって、例えば、厳密結合波分析及び非線形回帰によって、又は図６の右下に示されるようなシミュレーションスペクトルのライブラリとの比較によって、再構築され得る。一般に、再構築のためには、構造の一般形態が既知であり、且つ幾つかの変数が、構造が作られたプロセスの知識から推測され、測定データから決定される、構造の数個の変数のみが残されている。このようなメトロロジ装置は、法線入射メトロロジ装置又は斜め入射メトロロジ装置として構成され得る。さらに、再構築によるパラメータの測定に加えて、プロダクトのフィーチャ及び／又はレジストパターンの非対称性の測定において、角度分解スキャトロメトリが有用である。非対称性測定の特定の適用例は、オーバーレイの測定に関するものであり、ターゲットは、周期フィーチャの別の一セット上に重畳された周期フィーチャの一セットを含む。このような非対称性測定の概念は、例えば、その全体が本明細書に組み込まれる、米国特許出願公開第２００６－０６６８５５号に記載されている。

[0076] 図７は、本開示の実施形態での使用に適したメトロロジ装置１００の一例を示す。このタイプのメトロロジ装置の動作の原理は、その全体が本明細書に参照により援用される米国特許出願公開第２００６－０３３９２１号及び米国特許出願公開第２０１０－２０１９６３号において、さらに詳細に説明される。装置全体を通して幾つかの分岐を有する光軸が、点線Ｏによって表される。この装置では、放射源１１０（例えば、キセノンランプ）によって放出された放射は、レンズ系１２０、アパーチャプレート１３０、レンズ系１４０、部分反射面１５０、及び対物レンズ１６０を含む光学系によって、基板Ｗ上に誘導される。一実施形態では、これらのレンズ系１２０、１４０、１６０は、４Ｆ配置のダブルシーケンスで配置される。一実施形態では、放射源１１０によって放出された放射は、レンズ系１２０を用いてコリメートされる。必要であれば、異なるレンズ配置が使用され得る。放射が基板に入射する角度範囲は、基板面の空間スペクトルを示す面内の空間強度分布を定義することによって選択され得る。具体的には、これは、対物レンズ瞳面の後方投影像である面内で、レンズ１２０と１４０との間に適切な形態のアパーチャプレート１３０を挿入することによって行うことができる。異なるアパーチャを用いることによって、異なる強度分布（例えば、環状、ダイポールなど）が可能である。半径方向及び周辺方向の照明の角度分布、並びに、放射の波長、偏光及び／又はコヒーレンスなどの特性は全て、所望の結果を取得するために調整することができる。例えば、例えば４００～９００ｎｍ、又はさらに低い２００～３００ｎｍなどの範囲内の対象の波長を選択するために、放射源１１０と部分反射面１５０との間に、１つ又は複数の干渉フィルタ１３０（図９を参照）を設けることができる。干渉フィルタは、異なるフィルタの一セットを含むのではなく、調節可能であってもよい。干渉フィルタの代わりに、格子が使用されてもよい。一実施形態では、対象の偏光を選択するために、放射源１１０と部分反射面１５０との間に、１つ又は複数のポラライザ１７０（図９を参照）が設けられ得る。ポラライザは、異なるポラライザの一セットを含むのではなく、調節可能であってもよい。

[0077] 図７に示されるように、ターゲットＴは、基板Ｗが対物レンズ１６０の光軸Ｏに対して垂直な状態で設置される。従って、放射源１１０からの放射は、部分反射面１５０によって反射され、対物レンズ１６０を介して、基板Ｗ上のターゲットＴ上の照明スポットＳ（図８を参照）に焦点が合わせられる。一実施形態では、対物レンズ１６０は、望ましくは少なくとも０．９又は少なくとも０．９５の高開口数（ＮＡ）を有する。液浸メトロロジ装置（水などの比較的高い屈折率の流体を用いる）は、１を超える開口数さえ有し得る。

[0078] 軸Ｏから外れた角度から照明スポットに焦点が合わせられた照明光線１７０、１７２は、回折光線１７４、１７６を生じさせる。これらの光線は、ターゲットＴを含む基板のエリアをカバーする多くの平行光線の１つにすぎないことを忘れてはならない。照明スポット内の各要素は、メトロロジ装置の視野内にある。プレート１３０のアパーチャが、（放射の有用な量を受け入れるのに必要な）有限幅を有するので、入射光線１７０、１７２は、実際には、ある角度範囲を占有し、回折光線１７４、１７６は、若干広がる。小ターゲットの点像分布関数に従って、各回折次数は、ある角度範囲にわたり、さらに広がる（図示されるような単一の理想光線ではない）。

[0079] 基板Ｗ上のターゲットによって回折された少なくとも０次が、対物レンズ１６０によって収集され、及び部分反射面１５０を通して戻るように誘導される。光学要素１８０は、０次及び／又は１次回折ビームを用いて、センサ１９０（例えば、ＣＣＤ又はＣＭＯＳセンサ）上にターゲットＴの回折スペクトル（瞳面像）を形成する光学系１８２に、回折ビームの少なくとも一部を提供する。一実施形態では、アパーチャ１８６は、特定の回折次数がセンサ１９０に提供されるように、特定の回折次数を除去するために設けられる。一実施形態では、アパーチャ１８６は、実質的に、又は主に０次放射のみがセンサ１９０に到達することを可能にする。一実施形態では、センサ１９０は、基板ターゲットＴの二次元角散乱スペクトルを測定することができるように、二次元検出器であってもよい。センサ１９０は、例えば、ＣＣＤ又はＣＭＯＳセンサのアレイであってもよく、及び例えば１フレームにつき４０ミリ秒の積分時間を用いてもよい。センサ１９０を用いて、単一波長（又は狭い波長範囲）の再誘導放射の強度、複数の波長で別々の、又はある波長範囲にわたって積分された強度が測定され得る。さらに、センサを用いて、ＴＭ（transverse magnetic）及び／又はＴＥ（transverse electric）偏光を有する放射の強度、及び／又はＴＭ偏光放射とＴＥ偏光放射との間の位相差が別々に測定され得る。

[0080] 任意選択的に、光学要素１８０は、センサ２３０（例えば、ＣＣＤ又はＣＭＯＳセンサ）上に基板Ｗ上のターゲットの像を形成するために、回折ビームの少なくとも一部を測定分岐２００に提供する。測定分岐２００は、メトロロジ装置の焦点を合わせること（すなわち、基板Ｗが対物系１６０と焦点が合うことを可能にすること）などの様々な補助機能のため、及び／又は導入部で述べたタイプの暗視野結像のために使用され得る。

[0081] 格子の異なるサイズ及び形状に関するカスタマイズされた視野を提供するために、調整可能な視野絞り３００が、放射源１１０から対物レンズ１６０への経路上のレンズ系１４０内に設けられる。視野絞り３００は、アパーチャ３０２を含み、及び照明スポットがアパーチャ３０２の像となるように、ターゲットＴの面と共役な面内に位置する。像は、拡大係数に従って拡大されてもよく、又はアパーチャ及び照明スポットは、１：１のサイズ関係にあってもよい。照明を異なるタイプの測定に適応できるようにするためには、アパーチャプレート３００は、ディスク（これは、所望のパターンを適所に持ってくるために回転する）の周囲に形成される幾つかのアパーチャパターンを含み得る。代替的又は追加的に、同じ効果を達成するために、プレート３００の一セットが、提供され、及び交換されてもよい。追加的又は代替的に、変形可能なミラーアレイ又は透過型空間光変調器などのプログラマブルアパーチャデバイスも使用することができる。

[0082] 一般的に、ターゲットは、Ｙ軸と平行に、又はＸ軸と平行に伸びるそれの周期構造フィーチャとアライメントされる。それの回折挙動に関して、Ｙ軸と平行な方向に延在するフィーチャを備えた周期構造は、Ｘ方向に周期性を有するが、Ｘ軸と平行な方向に延在するフィーチャを備えた周期構造は、Ｙ方向に周期性を有する。両方向で性能を測定するために、両方のタイプのフィーチャが、一般に設けられる。分かりやすくするために、ライン及びスペースへの言及があるが、周期構造は、ライン及びスペースから形成される必要はない。さらに、各ライン及び／又はライン間のスペースは、より小さなサブ構造から形成された構造であってもよい。さらに、周期構造は、一度に二次元の周期性を有して形成され得る（例えば、周期構造は、ポスト及び／又はビアホールを含む）。

[0083] 図８は、一般的なターゲットＴの平面図と、図７の装置の照明スポットＳの範囲とを示す。周囲の構造の干渉を受けない回折スペクトルを得るためには、ターゲットＴは、一実施形態では、照明スポットＳの幅（例えば、直径）よりも大きい周期構造（例えば、格子）である。スポットＳの幅は、ターゲットの幅及び長さよりも小さくてもよい。つまり、ターゲットは、照明によって「アンダーフィル」され、回折信号は、基本的に、ターゲット自体の外側で、プロダクトフィーチャなどからの信号を含まない。これは、ターゲットの数学的再構築を、それを無限と見なすことができるので、単純化する。他の実施形態では、下記で説明するように、ターゲットは、完全にアンダーフィルされない場合があり、及び／又はターゲットに対する放射スポットのミスアライメントは、ターゲットの外側のフィーチャが信号に寄与することを生じさせる場合がある。

[0084] 図９は、メトロロジを用いて取得された測定データに基づいたターゲットパターン３０’の対象の１つ又は複数の変数の値の決定の例示的プロセスを模式的に描く。検出器１９０によって検出された放射は、ターゲット３０’の測定された放射分布１０８を提供する。

[0085] 所与のターゲット３０’に関して、放射分布２０８は、例えば、数値マクスウェル解法２１０を用いて、パラメータ化された数学モデル２０６から算出／シミュレーションすることができる。パラメータ化された数学モデル２０６は、ターゲットを構成する、及びターゲットに関連する様々な材料の例示的層を示す。パラメータ化された数学モデル２０６は、変動し得る、及び導出され得る検討中のターゲットの部分のフィーチャ及び層に関する変数の１つ又は複数を含み得る。図９に示すように、変数の１つ又は複数は、１つ若しくは複数の層の厚さｔ、１つ若しくは複数のフィーチャの幅ｗ（例えば、ＣＤ）、１つ若しくは複数のフィーチャの高さｈ、１つ若しくは複数のフィーチャの側壁角α、及び／又はフィーチャ間の相対位置（本明細書では、オーバーレイと見なされる）を含み得る。不図示であるが、変数の１つ又は複数は、限定されないが、層の内の１つ若しくは複数の屈折率（例えば、実若しくは複素屈折率、屈折率テンソルなど）、１つ若しくは複数の層の吸光係数、１つ若しくは複数の層の吸収、現像中のレジスト損失、１つ若しくは複数のフィーチャのフッティング、及び／又は１つ若しくは複数のフィーチャのラインエッジラフネスをさらに含み得る。幅、長さ、形状、又は３Ｄプロファイル特徴の値などの１Ｄ周期構造又は２Ｄ周期構造の１つ又は複数のパラメータの１つ又は複数の値は、パターニングプロセス及び／又は他の測定プロセスの知識から再構築プロセスに入力され得る。例えば、変数の初期値は、測定されるターゲットに関する１つ又は複数のパラメータの予想値（ＣＤ、ピッチなどの値など）でもよい。

[0086] 場合によっては、ターゲットは、ユニットセルの複数のインスタンスに分割することができる。その場合のターゲットの放射分布の算出を簡単にするために、モデル２０６が、ターゲットの構造のユニットセルを用いて算出／シミュレーションを行うように設計され得る（ユニットセルは、ターゲット全体にわたり、インスタンスとして繰り返される）。従って、モデル２０６は、ターゲットの放射分布を決定するために、１つのユニットセルを用いて算出を行い、及びその結果をコピーして、適切な境界条件を用いてターゲット全体のフィッティングを行うことができる。

[0087] 再構築の際に放射分布２０８を算出することに加えて、又はそれに替えて、再構築の際に使用するための放射分布のライブラリを作成するために、検討中のターゲット部分の変数の複数のバリエーションに関して、複数の放射分布２０８を事前算出することができる。

[0088] 次いで、２１２において、測定された放射分布１０８が、算出された放射分布２０８（例えば、その時点の近くで算出された、又はライブラリから取得された）と比較され、二者間の差が決定される。差があれば、パラメータ化された数学モデル２０６の変数の１つ又は複数の値の変動の可能性があり、測定された放射分布１０８と算出された放射分布２０８との間に十分な一致が存在するまで、新しい算出された放射分布２０８が取得され（例えば、計算され、又はライブラリから取得され）、及び測定された放射分布１０８と比較され得る。その時点で、パラメータ化された数学モデル２０６の変数の値は、実際のターゲット３０’のジオメトリの良好な又は最良の一致を提供する。一実施形態では、測定された放射分布１０８と算出された放射分布２０８との間の差が許容閾値の範囲内である場合に、十分な一致が存在する。

[0089] これらのメトロロジ装置では、測定動作中に基板Ｗを保持するために、基板サポートが設けられ得る。基板サポートは、図１の基板テーブルＷＴと形態が類似していてもよく、或いは同一であってもよい。メトロロジ装置がリソグラフィ装置と一体化された一例では、それは、同じ基板テーブルであってもよい。測定光学系に関連して基板を正確に位置決めするために、粗動及び微動ポジショナが設けられ得る。例えば、対象のターゲットの位置を取得し、且つそれを対物レンズの下の適所に至らせるために、様々なセンサ及びアクチュエータが設けられる。一般的に、基板Ｗ全体の異なる場所で、ターゲットに関して多くの測定が行われる。基板サポートは、異なるターゲットを取得するためにＸ及びＹ方向に、並びに光学系のフォーカスに対するターゲットの所望の場所を取得するためにＺ方向に移動させることができる。例えば、実際には光学系が実質的に静止したままでもよく（一般的にＸ及びＹ方向において、ただし、場合によってはＺ方向においても）、並びに基板のみが移動する場合に、対物レンズが基板に対して異なる場所に移動させられるかのように動作を考え、及び記述することが便利である。基板及び光学系の相対位置が正しいならば、原理上、現実世界においてこれらのどちらが移動しているか、又は両方が移動しているか、又は光学系の一部が、光学系の残りの部分が静止した状態で移動し（例えば、Ｚ及び／又は傾斜方向に）、並びに基板が移動する（例えば、Ｘ及びＹ方向に、ただし任意選択的にＺ及び／又は傾斜方向にも）という組み合わせかは重要ではない。

[0090] 一実施形態では、ターゲットの測定確度及び／又は感度は、例えば、放射ビームの波長、放射ビームの偏光、放射ビームの強度分布（すなわち、角度又は空間強度分布）などのターゲット上に提供された放射ビームの１つ又は複数の属性に関して変動し得る。従って、例えば、ターゲットの良好な測定確度及び／又は感度を望ましく取得する特定の測定方式が選択され得る。

[0091] 少なくとも１つのパターン転写ステップ（例えば、光リソグラフィステップ）を含むパターニングプロセス（例えば、デバイス製造プロセス）をモニタリングするために、パターン形成された基板が検査され、パターン形成された基板の１つ又は複数のパラメータが測定／決定される。１つ又は複数のパラメータは、例えば、パターン形成された基板の中又は上に形成された連続する層間のオーバーレイ、例えばパターン形成された基板の中又は上に形成されたフィーチャのクリティカルディメンジョン（ＣＤ）（例えば、臨界ライン幅）、光リソグラフィステップのフォーカス又はフォーカスエラー、光リソグラフィステップのドーズ又はドーズエラー、光リソグラフィステップの光学収差、配置誤差（例えば、エッジ配置誤差）などを含み得る。この測定は、プロダクト基板自体のターゲット上、及び／又は基板上に設けられた専用メトロロジターゲットに対して行われ得る。この測定は、レジストの現像後であるが、エッチングの前に行うことができ、又はエッチング後に行うことができる。

[0092] 走査電子顕微鏡、像ベースの測定ツール、及び／又は様々な専用ツールの使用を含む、パターニングプロセスで形成された構造の測定を行う様々な技術が存在する。上述の通り、専用メトロロジツールの高速及び非侵襲的形態は、放射ビームが基板の表面上のターゲット上に誘導され、及び散乱（回折／反射）ビームの特性が測定される形態である。基板によって散乱される放射の１つ又は複数の特性を評価することによって、基板の１つ又は複数の特性が決定され得る。これは、回折ベースメトロロジと呼ばれる場合がある。この回折ベースメトロロジの上記のような一適用例は、ターゲット内のフィーチャ非対称性の測定におけるものである。これは、例えばオーバーレイの尺度として用いられ得るが、他の適用例も知られている。例えば、非対称性は、回折スペクトルの正反対の部分を比較すること（例えば、周期格子の回折スペクトルの－１次及び＋１次を比較すること）によって測定され得る。これは、上記の通り、及び例えばその全体が本明細書に参照により援用される米国特許出願公開第２００６－０６６８５５号に記載されるように行われ得る。回折ベースメトロロジの別の適用例は、ターゲット内のフィーチャ幅（ＣＤ）の測定におけるものである。このような技術は、図６～９について上に記載した装置及び方法を使用することができる。

[0093] ここで、これらの技術は効果的ではあるが、ターゲット内のフィーチャ非対称性（オーバーレイ、ＣＤ非対称性、側壁角非対称性など）を導出する代替の測定技術を提供することが望ましい。この技術は、特別に設計されたメトロロジターゲットにとって、又はおそらくより顕著に、デバイスパターンに関してフィーチャ非対称性を直接決定することにとって効果的となり得る。

[0094] 図１０を参照して、オーバーレイ実施形態の文脈において、この測定技術の原理を説明する。図１０Ａでは、ターゲットＴの幾何学的に対称なユニットセルを示す。ターゲットＴは、ユニットセルのたった１つの物理的インスタンスを含んでもよく、又は図１０Ｃに示すようにユニットセルの複数の物理的インスタンスを含んでもよい。

[0095] ターゲットＴは、特別に設計されたターゲットでもよい。一実施形態では、ターゲットは、スクライブラインのためのものである。一実施形態では、ターゲットは、インダイ（in-die）ターゲットであってもよく、すなわち、ターゲットは、デバイスパターンの中（延いては、スクライブライン間）にある。一実施形態では、ターゲットは、デバイスパターンフィーチャと同等のフィーチャ幅又はピッチを有し得る。例えば、ターゲットフィーチャ幅又はピッチは、デバイスパターンの最小フィーチャサイズ若しくはピッチの３００％以下、デバイスパターンの最小フィーチャサイズ若しくはピッチの２００％以下、デバイスパターンの最小フィーチャサイズ若しくはピッチの１５０％以下、又はデバイスパターンの最小フィーチャサイズ若しくはピッチの１００％以下でもよい。

[0096] ターゲットＴは、デバイス構造でもよい。例えば、ターゲットＴは、メモリデバイスの一部（これは、多くの場合、以下にさらに論じる通り、幾何学的に対称である、又は幾何学的に対称となり得る１つ又は複数の構造を有する）でもよい。

[0097] 一実施形態では、ターゲットＴ又はユニットセルの物理的インスタンスは、２４００平方ミクロン以下の面積、２０００平方ミクロン以下の面積、１５００平方ミクロン以下の面積、１０００平方ミクロン以下の面積、４００平方ミクロン以下、２００平方ミクロン以下、１００平方ミクロン以下、５０平方ミクロン以下、２５平方ミクロン以下、１０平方ミクロン以下、５平方ミクロン以下、１平方ミクロン以下、０．５平方ミクロン以下、又は０．１平方ミクロン以下の面積を有していてもよい。一実施形態では、ターゲットＴ又はユニットセルの物理的インスタンスは、５０ミクロン以下、３０ミクロン以下、２０ミクロン以下、１５ミクロン以下、１０ミクロン以下、５ミクロン以下、３ミクロン以下、１ミクロン以下、０．５ミクロン以下、０．２ミクロン以下、又は０．１ミクロン以下の基板面と平行な断面寸法を有する。

[0098] 一実施形態では、ターゲットＴ又はユニットセルの物理的インスタンスは、５ミクロン以下、２ミクロン以下、１ミクロン以下、５００ｎｍ以下、４００ｎｍ以下、３００ｎｍ以下、２００ｎｍ以下、１５０ｎｍ以下、１００ｎｍ以下、７５ｎｍ以下、５０ｎｍ以下、３２ｎｍ以下、２２ｎｍ以下、１６ｎｍ以下、１０ｎｍ以下、７ｎｍ以下、又は５ｎｍ以下の構造のピッチを有する。

[0099] 一実施形態では、ターゲットＴは、ユニットセルの複数の物理的インスタンスを有する。従って、ターゲットＴは、一般的に、ここにリストされるより大きな寸法を有し得る一方で、ユニットセルの物理的インスタンスは、ここにリストされるより小さな寸法を有する。一実施形態では、ターゲットＴは、ユニットセルの５０，０００以上の物理的インスタンス、ユニットセルの２５，０００以上の物理的インスタンス、ユニットセルの１５，０００以上の物理的インスタンス、ユニットセルの１０，０００以上の物理的インスタンス、ユニットセルの５，０００以上の物理的インスタンス、ユニットセルの１０００以上の物理的インスタンス、ユニットセルの５００以上の物理的インスタンス、ユニットセルの２００以上の物理的インスタンス、ユニットセルの１００以上の物理的インスタンス、ユニットセルの５０以上の物理的インスタンス、又はユニットセルの１０以上の物理的インスタンスを含む。

[00100] 望ましくは、ユニットセルの物理的インスタンス、又はユニットセルの複数の物理的インスタンスは、集団で、メトロロジ装置のビームスポットを埋める。その場合、測定された結果は、基本的に、ユニットセルの物理的インスタンス（又はそれの複数のインスタンス）からの情報のみを含む。一実施形態では、ビームスポットは、５０ミクロン以下、４０ミクロン以下、３０ミクロン以下、２０ミクロン以下、１５ミクロン以下、１０ミクロン以下、５ミクロン以下、又は２ミクロン以下の断面幅を有する。

[00101] 図１０Ａのユニットセルは、基板上で物理的にインスタンスが作成された、又は作成される少なくとも２つの構造を含む。第１の構造１０００は、ラインを含み、第２の構造１００５は、楕円型形状を含む。当然、第１及び第２の構造１０００、１００５は、描かれたものとは異なる構造でもよい。

[00102] さらに、この例では、オーバーレイエラーを有するような基板上への別々の転写による第１の構造１０００と第２の構造１００５との間の、それらの予想位置からの相対的シフトが存在し得る。この例では、第１の構造１０００は、第２の構造１００５よりも基板上の高い層に位置する。従って、一実施形態では、第２の構造１００５は、パターニングプロセスの第１の実行において第１の下層で製造することができ、第１の構造１０００は、パターニングプロセスの第２の実行において、第１の下層よりも上の第２の層で製造することができる。ここで、第１及び第２の構造１０００、１００５は、異なる層に位置する必要はない。例えば、ダブルパターニングプロセス（例えば、それの一部としてエッチングプロセスを含む）において、第１及び第２の構造１０００、１００５は、基本的に単一パターンを形成するために同じ層で製造され得るが、依然として、同じ層内のそれらの相対的配置の観点から、「オーバーレイ」問題が存在し得る。この単一層の例では、第１及び第２の構造１０００、１００５の両方が、例えば、第１の構造１０００に関して図１０Ａに示されるようなラインの形態を有し得るが、第１のパターン転写プロセスによって既に基板上に設けられた第２の構造１００５のラインは、第２のパターン転写プロセスで設けられる構造１０００のラインでインタリーブされ得る。

[00103] 顕著に、ユニットセルは、軸又は点に対して幾何学的対称性を有する、又は有することが可能である。例えば、図１０Ａのユニットセルは、例えば軸１０１０に対して鏡映対称性を有し、及び例えば点１０１５に対して点／回転対称性を有する。同様に、図１０Ｃにおけるユニットセルの物理的インスタンス（延いては、ユニットセルの複数の物理的インスタンスの組み合わせ）が、幾何学的対称性を有することが分かる。

[00104] 一実施形態では、ユニットセルは、特定のフィーチャ（オーバーレイなど）に関して幾何学的対称性を有する。本明細書における実施形態は、幾何学的に対称であるときにオーバーレイがゼロであるユニットセルに注目する。しかし、代わりに、ユニットセルは、特定の幾何学的非対称性に関してオーバーレイがゼロであってもよい。その場合、特定の幾何学的非対称性を有するときにオーバーレイがゼロであるユニットセルを説明するために、適切なオフセット及び計算が用いられる。適切に、ユニットセルは、特定のフィーチャ値に応じて、対称性の変化（例えば、非対称になる、又はさらに非対称になる、又は非対称状態から対称になる）が可能であるべきである。

[00105] 図１０Ａの例では、ユニットセルは、オーバーレイがゼロの場合に幾何学的対称性を有する（ただし、オーバーレイがゼロである必要はない）。これは、第１の構造１０００のラインが、第２の構造１００５の楕円型形状に対して均等にアライメントされる（及びこの均等なアライメントは、少なくとも部分的に、ユニットセルが図１０Ａに示すような幾何学的対称性を有することを可能にする）ことを示す矢印１０２０及び１０２５によって表される。従って、この例では、ユニットセルが幾何学的対称性を有する場合に、オーバーレイがゼロである。しかし、オーバーレイにエラーがあると（例えば、非ゼロオーバーレイ）、ユニットセルは、もはや幾何学的に対称ではなく、当然ながら、ターゲットは、もはや幾何学的に対称ではない。

[00106] さらに、ターゲットがユニットセルの複数の物理的インスタンスを含む場合、ユニットセルのインスタンスは、周期的に配置される。一実施形態では、ユニットセルのインスタンスは、格子に配置される。一実施形態では、周期的配置は、ターゲット内に幾何学的対称性を有する。

[00107] 従って、この技術では、以下にさらに説明されるように、対象のフィーチャ非対称性（例えば、非ゼロオーバーレイ）に関連した幾何学的対称性の変化（例えば、幾何学的非対称性への変化、又はさらなる幾何学的非対称性への変化、又は幾何学的非対称性から幾何学的対称性への変化）を利用して、フィーチャ非対称性（例えば、非ゼロオーバーレイ）を決定することができる。

[00108] 図１０Ａのユニットセルの物理的インスタンスを含むターゲットは、例えば、図７のメトロロジ装置を用いて、放射で照明され得る。ターゲットによって再誘導された放射は、例えば、検出器１９０によって測定することができる。一実施形態では、再誘導放射の瞳、すなわち、フーリエ変換面が測定される。このような瞳の例示的測定は、瞳像１０３０として描かれる。瞳像１０３０は、ダイヤモンド型形状を有するが、それは、そのような形状を有する必要はない。本明細書における瞳及び瞳面という用語は、文脈上他の意味に解釈すべき場合（例えば、特定の光学系の瞳面が、識別されている場合）を除き、それらのあらゆる語形変化を含む。瞳像１０３０は、事実上、再誘導放射の瞳の光学的特徴（この場合、強度）に関して指定された像である。

[00109] 便宜上、本明細書の議論は、対象の光学的特徴として、強度に注目する。しかし、本明細書の技術は、位相及び／又は反射率などの１つ又は複数の代替又は追加の光学的特徴と共に使用され得る。

[00110] さらに、便宜上、本明細書の議論は、再誘導放射の像、特に瞳像の検出及び処理に注目する。しかし、再誘導放射の光学的特性は、像とは異なるやり方で測定及び表現することができる。例えば、再誘導放射は、１つ又は複数のスペクトル（例えば、波長の関数としての強度）に関して処理することができる。従って、再誘導放射の検出された像は、再誘導放射の光学的表現の一例と見なすことができる。従って、瞳面像の場合、瞳像は、瞳表現の一例である。

[00111] さらに、再誘導放射は、偏光又は非偏光であってもよい。一実施形態では、測定ビーム放射は、偏光放射である。一実施形態では、測定ビーム放射は、直線偏光される。

[00112] 一実施形態では、瞳表現は、主に又は実質的に、ターゲットからの１次回折の再誘導放射のものである。例えば、放射は、特定の次数の放射の８０％以上、８５％以上、９０％以上、９５％以上、９８％以上、又は９９％以上であってもよい。一実施形態では、瞳表現は、主に又は実質的に、０次再誘導放射のものである。これは、例えば、ターゲットのピッチ、測定放射の波長、及び任意選択的に、１つ又は複数の他の条件が、ターゲットに主に０次（ただし、１つ又は複数のより高次の放射が存在し得る）を再誘導させる場合に生じ得る。一実施形態では、瞳表現の大部分が、０次再誘導放射である。一実施形態では、瞳表現は、０次放射及び別に１次放射のものであり、その後、これらを線形結合（重ね合わせ）することができる。図７のアパーチャ１８６を用いて、放射の特定の次数、例えば０次を選択することができる。

[00113] 第１及び第２の構造１０００、１００５の幾何学的に対称なユニットセルに対応した瞳像１０３０に関して、強度分布が、瞳像内で基本的に対称である（例えば、幾何学的構造と同じ対称型を有する）ことが分かる。これは、瞳像１０３０から対称強度分布部分を除去することにより（これにより、導出瞳像１０３５が得られる）、さらに確認される。対称強度分布部分を除去するために、特定の瞳像ピクセル（例えば、ピクセル）は、その特定の瞳像ピクセルの強度から、対称的に位置する瞳像ピクセルの強度を減算することによって、及びその逆によって対称強度分布部分を除去することができる。一実施形態では、このピクセルは、検出器（例えば、検出器１９０）の複数のピクセルに対応し得るが、そうである必要はなく、例えば、瞳像ピクセルは、検出器の複数のピクセルであってもよい。一実施形態では、それを挟んでピクセル強度が減算される対称点又は対称軸は、ユニットセルの対称点又は対称軸に対応する。従って、例えば、瞳像１０３０の場合、対称強度分布部分は、例えば、上記示された特定のピクセルの強度Ｉ_ｉから、対称的に位置する（すなわち、軸１０３２に対して対称的に位置する）ピクセルの強度Ｉ_ｉ’を減算することによって除去することができる。従って、対称強度部分が除去された状態の特定のピクセルの強度Ｓ_ｉは、Ｓ_ｉ＝Ｉ_ｉ－Ｉ_ｉ’である。これは、瞳像の複数のピクセル、例えば、瞳像の全ピクセルに関して繰り返され得る。導出瞳像１０３５に見られるように、対称ユニットセルに対応した強度分布は、基本的に、完全対称である。従って、対称ユニットセルジオメトリ（及び該当する場合、ユニットセルのインスタンスの特定の周期性）を有した対称ターゲットが、メトロロジ装置によって測定される対称瞳応答をもたらす。

[00114] ここで図１０Ｂを参照すると、図１０Ａに描かれたユニットセルに対するオーバーレイのエラーの一例が、描かれている。この場合、第１の構造１０００は、第２の構造１００５に対してＸ方向にシフトされる。具体的には、第１の構造１０００のラインの中心にある軸１０１０が、図１０Ｂにおいて軸１０４５へと右にシフトしている。従って、Ｘ方向にオーバーレイのエラー１０４０（すなわち、Ｘ方向オーバーレイエラー）が存在する。当然、第２の構造１００５は、第１の構造１０００に対してシフトされる可能性があり、又は両方が、互いに対してシフトされる可能性がある。いずれにせよ、その結果は、Ｘ方向オーバーレイエラーである。しかし、このユニットセル配置から理解されるべきであるように、第１の構造１０００と第２の構造１００５との間のＹ方向の単なる相対的シフトは、このユニットセルの幾何学的対称性を変えない。しかし、適切な幾何学的配置を用いて、２方向の、又はユニットセルの部分の異なる組み合わせ間のオーバーレイは、対称性を変更する場合があり、以下にさらに論じる通り、決定されることも可能である。

[00115] 図１０Ａのユニットセルの公称物理的構成からのユニットセルの物理的構成の変化の結果として、及びオーバーレイのエラー１０４０によって表されるように、ユニットセルが、幾何学的に非対称となる結果となる。これは、第２の構造１００５の楕円型形状が第１の構造１０００のラインに対して不均等に位置することを示す、異なる長さの矢印１０５０及び１０５５から分かる。対称性は、瞳像１０３０の対称点又は対称軸、すなわち、この場合、ここでは軸１０３４と示される軸１０３２に対して調べられる。

[00116] 図１０Ｂのユニットセルの物理的インスタンスは、例えば、図７のメトロロジ装置を用いて、放射で照明され得る。再誘導放射の瞳像は、例えば、検出器１９０によって記録することができる。このような瞳像の一例は、瞳像１０６０として描かれる。瞳像１０６０は、事実上、強度の像である。瞳像１０６０は、ダイヤモンド型形状を有するが、それは、そのような形状を有する必要はなく、それは、円形状又はその他の形状であってもよい。また、瞳像１０６０は、瞳像１０３０と実質的に同じ軸又は座標位置のものである。すなわち、この実施形態では、図１０Ａのユニットセルの対称軸１０１０と、図１０Ｂのユニットセルの同じ軸は、瞳像１０３０、１０６０の対称軸１０３２と一致する。

[00117] 第１及び第２の構造１０００、１００５の幾何学的に非対称なユニットセルに対応した瞳像１０６０に関して、視覚的に、強度分布が、瞳像内で基本的に対称であるように見える。しかし、瞳像内に、非対称強度分布部分が存在する。この非対称強度分布部分は、ユニットセルの非対称性によるものである。また、非対称強度分布は、大きさにおいて、瞳像の対称強度分布部分よりも、大幅に低い。

[00118] 従って、一実施形態では、非対称強度分布部分をより効果的に分離するために、対称強度分布部分を瞳像１０６０から除去することができ、これにより、導出瞳像１０６５が得られる。導出瞳像１０３５の取得と同様に、特定の瞳像ピクセル（例えば、ピクセル）は、上述の通り、その特定の瞳像ピクセルの強度から、対称的に位置する瞳像ピクセルの強度を減算することによって、及びその逆によって、対称強度分布部分を除去することができる。従って、例えば、瞳像１０６０に関して、対称強度分布部分は、例えば、示された上記特定のピクセルの強度Ｉ_ｉから、対称的に位置する（すなわち、軸１０３２に対して対称的に位置する）ピクセルの強度Ｉ_ｉ’を減算して、Ｓ_ｉを得ることによって除去することができる。これは、瞳像の複数のピクセル、例えば、瞳像の全ピクセルに関して繰り返され得る。図１０Ａ及び１０Ｂでは、説明目的で、Ｓ_ｉの全導出瞳像が描かれている。理解されるように、図１０Ａ又は図１０Ｂの導出瞳像の半分は、それの残りの半分と同じである。従って、一実施形態では、瞳像の半分のみの値を、本明細書で論じるさらなる処理で使用することができ、従って、本明細書のさらなる処理で使用される導出瞳像は、瞳に関するＳ_ｉ値の半分だけでもよい。

[00119] 導出瞳像１０６５に見られるように、非対称ユニットセルの物理的インスタンスを用いて測定された強度分布は、対称ではない。領域１０７５及び１０８０に見られるように、対称強度分布部分が除去されると、目に見える非対称強度分布部分が存在する。上記の通り、全導出瞳像１０６５が示され、従って、（各半分において、大きさ及び分布に関して、それらは互いに等しいが）非対称強度分布部分が、両半分に示される。

[00120] 従って、幾何学的ドメインの非対称性は、瞳の非対称性に対応する。従って、一実施形態では、ユニットセルの物理的インスタンスの固有の幾何学的対称性を有する、又はそれが可能な周期ターゲットの光応答を用いて、ユニットセルの物理的インスタンスの幾何学的対称性の変化を生じさせる（例えば、非対称性を生じさせる、又はさらなる非対称性を生じさせる、又は非対称ユニットセルが対称となるようにする）物理的構成の変化に対応したパラメータを決定する方法が提供される。具体的には、一実施形態では、メトロロジ装置によって測定される瞳におけるオーバーレイ起因非対称性（又はそれの欠如）を利用して、オーバーレイを決定することができる。すなわち、瞳非対称性を用いて、ユニットセルの物理的インスタンス内の、延いてはターゲット内のオーバーレイが測定される。

[00121] ターゲットＴの幾何学的ドメインの対称性の変化は、第１の構造１０００及び第２の構造１００５間のそれらの予想配置からの相対的シフトにより生じ得る。相対的シフトは、第１の構造１０００を形成するために使用されるパターニングプロセス、及び第２の構造１００５を形成するために使用されるパターニングプロセス間のオーバーレイのエラーにより生じ得る。

[00122] 図１１は、デバイス領域７０を取り囲むスクライブライン７２に配置された例示的ターゲットＴ（円形フィーチャとして描かれる）を描く。デバイス領域７０は、製造されるプロダクトに対応するデバイス構造を含むように構成された領域である。スクライブライン７２にターゲットＴを配置することにより、比較的大きいターゲットＴが許容される。基板Ｗにわたり、より高い空間密度でメトロロジ測定を行うことが望ましい場合には、スクライブライン７２以外の場所にターゲットＴを配置することが必要となり得る。これは、例えば、ターゲットＴの測定を用いて高次補正が実施される場合に必要となり得る。例えば、デバイス領域７０内にターゲットを配置することが必要となり得る。スクライブライン７２以外の場所で個々のターゲットＴに利用可能な空間は、ターゲットＴが非常に小さいことを必要とし得る。ターゲットＴは、１０×１０μｍ^２未満（任意選択的に、例えば約５×５μｍ^２）でもよい。

[00123] 小さいターゲットＴ（例えば、５×５μｍ^２のターゲット）の場合、ターゲットＴに対するメトロロジプロセスの放射スポットのアライメントは、メトロロジ装置によって観察されたターゲットＴの像に対してパターン認識を行うことによって達成され得る。これは、まず、ターゲットＴの一般エリアに向けて比較的大きなジャンプを行うことによって行われ得る（例えば、より大きなターゲットの位置に基づいて）。ターゲットＴの正確な場所を識別するために、パターン認識プロセスが使用される。次いで、ターゲットＴ上に可能な限り近く放射スポットをアライメントさせるために、より小さなジャンプが行われる。小さなターゲットの場合、所望の確度でアライメントを達成することが困難であると分かっている。放射スポット及びターゲットＴ間のミスアライメントは、ターゲットＴの外側の領域が、メトロロジプロセスによって測定される信号により大きく寄与することを生じさせ、それによって、エラーを導入し得る。

[00124] パターン認識プロセスは、常に確実にターゲットＴとターゲットの周囲の領域（その環境）を区別できるわけではない。これは、パターン認識プロセスが、アライメントが行われる際に、ターゲットＴの周囲の領域の特性を考慮する必要があったことを意味した。これは、パターン認識プロセスが位置依存し、及び複数のパターン認識レシピが、基板全体の測定に対処するために必要とされることを意味する。この要件は、メトロロジプロセス全体をかなり複雑にする。大きなジャンプ－パターン認識－より小さなジャンプのシーケンスは、時間がかかる。

[00125] フォーカスの変動は、放射スポットのサイズを定義し、且つターゲットの外側の領域が信号に寄与する程度にも影響を与え得る。

[00126] 本開示の実施形態は、アライメント及び／又はフォーカスに関連する上記の問題の１つ又は複数に少なくとも部分的に対処することを目的とする。

[00127] 図１２は、メトロロジプロセスを最適化するための測定データ３１０を取得する方法を模式的に描く。本方法のスタートポイント及びエンドポイントは、それぞれＳ及びＥで示される。

[00128] ステップＳ１では、メトロロジプロセスが、基板Ｗ上の第１のターゲットＴに適用される。メトロロジプロセスは、第１のターゲットＴを放射スポットで照明することと、第１のターゲットＴによって再誘導された放射を検出することとを含む。本方法は、第１のターゲットＴに対するメトロロジプロセスの複数の適用を含む。従って、第１のターゲットＴは、複数回測定される。幾つかの実施形態では、メトロロジプロセスの適用は、第１のターゲットＴに対する放射スポットの複数の異なる位置（異なるアライメントに対応する）における適用を含む。幾つかの実施形態では、メトロロジプロセスの適用は、放射スポットの複数の異なるフォーカス高さにおける適用を含む。幾つかの実施形態では、メトロロジプロセスの適用は、複数の異なる位置及び複数の異なるフォーカス高さにおける適用を含む。

[00129] メトロロジプロセスの複数の適用は、決定ステップＳ２を使用して、メトロロジプロセスの計画された適用シーケンスが完了したか否かが決定される制御ループにより達成され得る。決定ステップＳ２は、ステップＳ１においてメトロロジプロセスの全ての必要とされる適用が完了するまで、本方法に、メトロロジプロセス設定調整ステップＳ３及びステップＳ１のメトロロジプロセスの適用を反復させる。メトロロジプロセス設定調整ステップＳ３は、例えば、放射スポットの公称アライメント及び／又はフォーカス高さが調整されるようにメトロロジプロセスを調整することを含み得る。メトロロジプロセス設定調整ステップＳ３は、基板Ｗの回転位置を調整するようにさらに構成され得る。一実施形態では、１つ又は複数（又は全て）のアライメント及び／又はフォーカス設定のそれぞれに関して、互いに１８０度離れた２つの角度位置においてメトロロジプロセスが行われる。この手法は、メトロロジ装置における（例えば、光学系及び／又はセンサにおける）非対称性による、検出瞳表現における非対称性への寄与を減少させる。このような非対称性は、センサ非対称性と呼ばれる場合がある。ステップＳ１におけるメトロロジプロセスの全ての必要とされる適用が完了すると、決定ステップＳ２は、本方法をステップＳ４に進める。ステップＳ４は、測定データ３１０を出力することを含む。ステップＳ４で出力された測定データ３１０は、保存されてもよく、又は他のデータ処理装置に直接送信されてもよい。

[00130] ステップＳ１におけるメトロロジプロセスの各適用において、放射は、ターゲットＴ上に誘導され、再誘導放射は、図７～１０Ｃを参照して上記で説明したように検出され得る。検出された再誘導放射は、図７～１０Ｃを参照して上記で説明したように、瞳面内の放射の光学特徴の瞳表現を含み得る。従って、測定データ３１０は、ステップＳ１におけるメトロロジプロセスの各適用に関して、瞳面内の再誘導放射の光学特徴の検出瞳表現を含み得る。従って、測定データ３１０は、異なる公称アライメント及び／又は異なる公称フォーカス高さで取得された複数の検出瞳表現を含み得る。光学特徴は、放射強度又は位相を含み得る。光学特徴が放射強度を含む場合には、検出瞳表現は、瞳像と呼ばれる場合がある。図７を参照して説明したタイプのメトロロジ装置は、例えば、メトロロジプロセスを行うために使用することができる。放射の検出瞳表現は、上記で説明したように、主に０次放射を含み得る。これは、ターゲットＴがデバイス構造などの高解像度ターゲットを含む場合に特に望ましい場合がある。従って、一実施形態では、ターゲットＴは、デバイス構造を含む。他の実施形態では、ターゲットＴは、デバイス構造を含むように構成された、又はデバイス構造を含むデバイス領域７０（図１１を参照）内の非デバイス構造を含む。

[00131] 図１３は、メトロロジプロセスを最適化する方法を模式的に描く。本方法のスタートポイント及びエンドポイントは、それぞれＳ及びＥで示される。ステップＳ１１では、本方法は、測定データ３１０及び基準瞳表現３１２を取得することを含む。測定データ３１０は、ターゲットＴに対するメトロロジプロセスの複数の適用から導出される。一実施形態では、メトロロジプロセスの複数の適用は、ビデオモードでセンサを使用して行われる。他の実施形態では、メトロロジプロセスの複数の適用は、個々の離散測定（すなわち、ビデオモードではない）を含む。一実施形態では、測定データ３１０は、図１２を参照して上記で説明した方法を使用して生成される。従って、測定データ３１０は、メトロロジプロセスの各適用に関して、瞳面内の再誘導放射の光学特徴の検出瞳表現を含み得る。どのように基準瞳表現３１２が生成又は取得され得るかに関する詳細は、後に述べる。

[00132] ステップＳ１２では、最適アライメント、最適フォーカス高さ、又は最適アライメント及び最適フォーカス高さの両方が決定される。アライメント及び／又はフォーカス高さは、最適化が適用されない場所と比較してメトロロジプロセスの性能を向上させるためにこれらのパラメータを調整する対策が講じられるという意味で、最適化される。最適という用語は、さらなる向上を到底得ることができないという意味の絶対的な最適を必要としない。

[00133] 複数の実施形態では、アライメント及び／又はフォーカス高さは、ステップＳ１２において、測定データ３１０の各検出瞳表現を基準瞳表現３１２と比較することによって最適化される。この比較は、例えば、どの検出瞳表現が基準瞳表現３１２に最も類似するかを識別することを目的とし得る。基準瞳表現３１２との類似性は、最適アライメント及び／又は最適フォーカスへの近似性と関連付けられ得る。一実施形態では、基準瞳表現と最も類似すると決定された検出瞳表現と関連付けられたアライメントが、最適アライメントであると決定される。一実施形態では、基準瞳表現と最も類似すると決定された検出瞳表現と関連付けられたフォーカス高さが、最適フォーカス高さであると決定される。

[00134] 一実施形態では、検出瞳表現及び基準瞳表現間の比較は、各検出瞳表現及び基準瞳表現間の類似度を計算することを含む。異なるエンティティ間の類似度を決定するための様々な数学的テクニックが知られている。類似性は、時に相関と呼ばれる。一実施形態では、各検出瞳表現及び基準瞳表現間の相互相関を表す相関応答を用いて、類似度の定量的尺度が提供される。幾つかの実施形態では、ピアソンの相関又は回帰法のRsquaredを使用して、類似度を表すことができる。

[00135] 図１４は、複数の異なるアライメント及びフォーカス高さに関して取得された検出瞳表現３２０の例示的一セットを描く。この例では、アライメントは、矢印３２２によって模式的に示されるように、各行に沿って異なる。従って、ある所与の行の各検出瞳表現３２０は、測定されている第１のターゲットＴに対する放射スポットの異なるアライメントに関してメトロロジプロセスによって取得された検出瞳表現を表す。異なるアライメントは、例えば、Ｘ方向、Ｙ方向、又はその両方に沿った異なる位置を表し得る（ここでは、Ｘ及びＹ方向は、第１のターゲットＴが上に形成される基板Ｗの面に平行するＸＹ面内の直交方向に対応する）。この例では、フォーカス高さは、矢印３２４によって模式的に示されるように、各列に沿って異なる。従って、各行は、同じ公称フォーカス高さであるが、異なるアライメントで行われた測定の一セットに対応する。

[00136] 図１５は、アライメント及び／又はフォーカス（Ｐｏｓ／Ｆ）の関数として検出瞳表現及び基準瞳表現間の類似度（例えば、相互相関）を表すパラメータＣｏｒｒの変動を模式的に描く。この変動は、明確さのために一次元で示されるが、この変動は、例えば、Ｘ方向の位置、Ｙ方向の位置、及びフォーカス高さ（これは、Ｘ及びＹ方向に垂直なＺ方向に沿った位置と見なすことができる）に応じて、一般に多変数となり得ることが理解されるだろう。最適アライメント及び／又は最適フォーカス高さの決定は、類似性又は相関が最大である場所を決定することを含み得る。任意の適宜の最適化プロシージャを使用して、最大値を見つけることができる。図示した例では、最大類似性又は相関は、位置ＭＡＸで生じ、従って、これを最適アライメント及び／又は最適フォーカス高さと見なすことができる。点ＭＡＸにおけるＣｏｒｒの値は、１（検出瞳表現及び基準瞳表現間の完全な一致を示す）である必要はない。

[00137] 基準瞳表現は、様々なやり方で生成され得る。

[00138] 幾つかの実施形態では、基準瞳表現は、第１のターゲットＴからの放射の再誘導のシミュレーションを用いて生成される。シミュレーションされた瞳表現は、合成瞳表現又は合成瞳像と呼ばれる場合がある。幾つかの実施形態では、このシミュレーションは、例えば、図９を参照して上記で説明したように、数値マクスウェル解法２１０を用いたパラメータ化された数学モデル２０６に基づく。従って、このシミュレーションは、第１のターゲットＴの数学モデルに基づき得る。このシミュレーションは、第１のターゲットＴに対する放射スポットの完全なアライメント及び／又はフォーカス高さに基づき得る。

[00139] 幾つかの実施形態では、基準瞳表現は、メトロロジプロセスの以前の適用によって取得された検出瞳表現を使用して生成される。メトロロジプロセスの以前の適用は、（本開示の実施形態による方法を使用して、又は他の方法を使用して決定されたような）最適アライメント及び／又は最適フォーカス高さで行われた可能性がある。

[00140] 幾つかの実施形態では、メトロロジプロセスの以前の適用は、第２のターゲットに対するメトロロジプロセスの適用を含み、第２のターゲットは、第１のターゲットよりも大きい。ターゲットＴの中心に対する放射スポットのミスアライメントの影響は、より大きなターゲットと比較して、小さなターゲットに関するターゲットの外側の領域からの影響の増加により、ターゲットのサイズが小さくなるにつれて大きくなる。従って、より大きな第２のターゲットＴに対するメトロロジプロセスの適用は、より小さな第１のターゲットＴに対するメトロロジプロセスの適用によって達成されるよりも、所与のレベルのミスアライメント及び／又はフォーカスエラーに関して、完全なアライメント及び／又は完全なフォーカス高さに予想される検出瞳表現により近い検出瞳表現を生じさせる可能性が高い。基準瞳表現を提供するために第２のターゲットを使用し、及び第１のターゲットから基準瞳表現に最も類似する検出瞳表現を選択することによって、本開示の実施形態は、小さなターゲットに対してメトロロジを行うことに関連する課題の幾つかを少なくとも部分的に克服する。

[00141] 一実施形態では、第１のターゲットＴ及び第２のターゲットＴはそれぞれ、少なくとも一方向に同じ周期性を有するユニットセルによって定義される周期構造を含む。幾つかの実施形態では、第２のターゲットＴのユニットセルは、例えば、同じ層シーケンス及び全方向に同じ周期性を有する第１のターゲットＴのユニットセルと同一である。従って、第１のターゲット及び第２のターゲットは、ターゲットＴに存在するユニットセルの数だけが異なり得る。

[00142] 一実施形態では、基板Ｗは、デバイス構造を含むように構成された１つ又は複数のデバイス領域７０（図１１に描かれるような）、及びデバイス領域７０の外側に配置された１つ又は複数のスクライブライン７２を含む。このような実施形態では、第１のターゲットＴは、デバイス領域（不図示）の１つに位置してもよく、第２のターゲットＴは、スクライブライン７２（ここでは、より大きなターゲットを収容するための余裕がある）の１つに設けられてもよい。一実施形態では、第１のターゲットＴは、約５×５μｍ^２以下であり、第２のターゲットＴは、約８×８μｍ^２以上である（例えば、約１０×１０μｍ^２）。一実施形態では、デバイス領域７０は、複数のフィールドに設けられ、各フィールドは、そのフィールドに関連付けられた１つ又は複数の第２のターゲットＴを有する。このような実施形態では、フィールドの２つ以上のそれぞれに関して、そのフィールドに対応する１つ又は複数の第２のターゲットＴを使用して、そのフィールドで測定される第１のターゲットＴの１つ又は複数（又は全て）に関する最適アライメント及び／又は最適フォーカス高さを決定するための基準瞳表現が生成される。各フィールドの基準瞳表現を提供するために局所第２のターゲットＴを使用し、及びフィールド毎に基準瞳表現を更新することによって、基板Ｗにわたるプロセス変動に関連するエラーを減少させることができる。

[00143] 幾つかの実施形態では、基準瞳表現は、異なるアライメント及びフォーカス高さを用いたメトロロジプロセスの複数の以前の適用に基づいて、機械学習を使用して生成される。

[00144] 検出瞳表現及び基準瞳表現３１２間の比較に基づいて、最適アライメント及び／又はフォーカス高さを決定するこの新規の手法は、例えば複雑なパターン認識テクニックを使用して第１のターゲット上の放射スポットの像の取得及び／又は分析を行うことを必要とせずに、放射スポットの正確なアライメント及び／又はフォーカスを確実に達成することを可能にする。従って、この手法は、スループットを向上させることができ、及び／又はパターン認識に関連するデータ処理要件、時間要件、及び／又は性能欠点を回避することができる。この手法は、アライメント及び／又はフォーカスが、先行技術の手法と比較してより正確に設定されることを可能にし、それによって、小さなターゲットの外側の領域による信号品質に対する悪影響が減少する。この手法は、対象のパラメータ（例えば、オーバーレイ、ＣＤなど）の値を取得するために使用された同じセンサ及び／又は放射波長を使用して、アライメント及び／又はフォーカスを決定することも可能にし、これは、確度及び／又はスループットの向上にも寄与し得る。例えば、アライメントを決定するために、専用の測定及び後続のパターン認識プロシージャを有する必要はもはやない。さらに、瞳面からの情報の統一処理が可能となる。これは、例えば、アライメント及び／又はフォーカス高さの最適化が、対象のパラメータ（例えば、オーバーレイ、ＣＤ）の値を取得するための推論に関して同じ設定（例えば、放射スポットパラメータ、偏光、波長など）を用いて行われ得ることを意味する。従って、識別された最適アライメント及び／又は最適フォーカス高さは、推論におけるエラーを最小限に抑えるようなものとすることができ、それによって、決定された最適アライメント及び／又は最適フォーカス高さに基づいて取得された対象のパラメータの値のエラーが減少する。最適アライメント及び／又は最適フォーカス高さから離れていることが分かっているアライメント及び／又はフォーカス高さで取得された検出瞳表現は、第１のターゲットＴの外側の領域に位置する構造に関する情報を提供するために、推論において使用することができ、それによって、推論がさらに向上する。

[00145] 一実施形態では、異なる位置及び／又は異なるフォーカス高さにおける測定は、アライメント及び／又はフォーカス高さエラーに対する感度を定量化するために使用される。この感度の定量化は、例えば、最適アライメント及び／又は最適フォーカス高さから離れるにつれ、検出瞳表現及び基準瞳表現間の類似度Ｃｏｒｒ（図１５を参照）が、どの位速く変化するかを定量化することによって行われ得る。図１５に示すように視覚化されると、感度は、最大値ＭＡＸにおけるＣｏｒｒの曲率に関連し得る（これは、例えば、Ｐｏｓ／Ｆに対するＣｏｒｒの二次導関数により定量化され得る）。

[00146] 一実施形態では、ステップＳ１２で決定された最適アライメント及び／又は最適フォーカス高さは、設定データ３１４として出力される。設定データ３１４は、名目上、最適アライメント及び／又は最適フォーカス高さで動作するように後続のメトロロジプロセスを制御するために使用され得る。従って、対象のパラメータ（例えば、オーバーレイ、ＣＤ）の値は、後続のメトロロジプロセスにおいて、より確実に、及び／又はより正確に取得され得る。設定データ３１４は、アライメント及び／又はフォーカス高さに関連するメトロロジ装置の１つ又は複数の動作パラメータを制御する制御信号を提供するために使用され得る。制御信号は、例えば、図７のメトロロジ装置のプロセッサＰＵに送られ得る。

[00147] 他の実施形態では、ステップＳ１２で決定された最適アライメント及び／又は最適フォーカス高さに対応する検出瞳表現自体が、ステップＳ１３において、対象のパラメータ（例えば、オーバーレイ、ＣＤ）の値を取得するために分析され得る。従って、最適アライメント及び／又は最適フォーカス高さを決定するため、並びに決定された最適アライメント及び／又は最適フォーカス高さに基づいて対象のパラメータの値を計算するための両方に、同じ測定データが使用される。取得された対象のパラメータの値は、出力データ３１６として出力され得る。

[00148] 一実施形態では、本方法は、基板Ｗ上の異なる場所の複数の第１のターゲットＴのそれぞれに適用される。次いで、本方法を第１のターゲットの少なくとも１つに適用する際に使用される放射スポットの複数の位置が、本方法を少なくとも１つの他の第１のターゲットに適用することによって取得された最適アライメントを用いて選択される。一実施形態では、複数の位置は、本方法を上記少なくとも１つの他の第１のターゲットＴに適用することによって取得された最適アライメントに近似する（例えば、それを中心とする）ように選択される。従って、この手法は、最適アライメントにより近い最適化プロセスを開始するために、本方法の以前の適用を利用することができる。従って、最適化プロセスにおいて考慮するアライメントの範囲を減少させることができ、それによって、スピードが向上し、及び／又は最適アライメントに近い可能性が高いアライメントでの測定により多くの時間を費やすことが可能となる。

[00149] 図１６を参照すると、コンピュータシステム３２００が示されている。コンピュータシステム３２００は、バス３２０２又は情報を通信するための他の通信機構と、情報を処理するためにバス３２０２と結合されたプロセッサ３２０４（又は複数のプロセッサ３２０４及び３２０５）とを含む。コンピュータシステム３２００は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）又は他の動的ストレージデバイスなどの、情報及びプロセッサ３２０４によって実行される命令を保存するためにバス３２０２に結合されたメインメモリ３２０６も含む。メインメモリ３２０６は、プロセッサ３２０４によって実行される命令の実行中に、一時変数又は他の中間情報を保存するためにも使用され得る。コンピュータシステム３２００は、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）３２０８、又はプロセッサ３２０４のための静的情報及び命令を保存するためにバス３２０２に結合された他の静的ストレージデバイスをさらに含む。情報及び命令を保存するための磁気ディスク又は光ディスクなどのストレージデバイス３２１０が設けられるとともに、バス３２０２に結合される。

[00150] コンピュータシステム３２００は、バス３２０２を介して、情報をコンピュータユーザに表示するための、陰極線管（ＣＲＴ）、フラットパネル、又はタッチパネルディスプレイなどのディスプレイ３２１２に結合され得る。英数字及び他のキーを含む入力デバイス３２１４が、情報及びコマンド選択をプロセッサ３２０４に通信するためにバス３２０２に結合される。別のタイプのユーザ入力デバイスは、プロセッサ３２０４に方向情報及びコマンド選択を通信するため、並びにディスプレイ３２１２上でカーソルの移動を制御するためのマウス、トラックボール、又はカーソル方向キーなどのカーソル制御部３２１６である。この入力デバイスは、一般的に、２つの軸（第１の軸（例えばｘ）及び第２の軸（例えばｙ））において、デバイスがある面内で位置を指定することを可能にする２つの自由度を有する。タッチパネル（スクリーン）ディスプレイが、入力デバイスとして使用されてもよい。

[00151] コンピュータシステム３２００は、プロセッサ３２０４がメインメモリ３２０６に含まれる１つ又は複数の命令の１つ又は複数のシーケンスを実行することに応答して、本明細書における処理装置として機能するのに適し得る。このような命令は、ストレージデバイス３２１０などの別のコンピュータ可読媒体からメインメモリ３２０６に読み込まれてもよい。メインメモリ３２０６に含まれる命令のシーケンスの実行は、プロセッサ３２０４に本明細書に記載のプロセスを行わせる。メインメモリ３２０６に含まれる命令のシーケンスを実行するために、多重処理構成の１つ又は複数のプロセッサが用いられてもよい。代替実施形態では、ソフトウェア命令の代わりに、又はソフトウェア命令と組み合わせて、ハードワイヤード回路が用いられてもよい。従って、実施形態は、ハードウェア回路及びソフトウェアの特定の組み合わせに限定されない。

[00152] 本明細書で使用される「コンピュータ可読媒体」という用語は、実行のためにプロセッサ３２０４に命令を提供することに関与するあらゆる媒体を指す。このような媒体は、限定されないが、不揮発性媒体、揮発性媒体、及び伝送媒体を含む多くの形態をとり得る。不揮発性媒体は、例えば、ストレージデバイス３２１０などの光又は磁気ディスクを含む。揮発性媒体は、メインメモリ３２０６などの動的メモリを含む。伝送媒体は、同軸ケーブル、銅線、及び光ファイバ（バス３２０２を含むワイヤを含む）を含む。伝送媒体は、音波又は光波（無線周波数（ＲＦ）及び赤外線（ＩＲ）データ通信中に生成されるものなど）の形態もとり得る。コンピュータ可読媒体の一般的形態は、例えば、フロッピーディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、その他の磁気媒体、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ、その他の光媒体、パンチカード、紙テープ、孔のパターンを有したその他の物理媒体、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ、及びＥＰＲＯＭ、ＦＬＡＳＨ－ＥＰＲＯＭ、その他のメモリチップ若しくはカートリッジ、以下に記載するような搬送波、又はコンピュータが読み取ることができるその他の媒体を含む。

[00153] コンピュータ可読媒体の様々な形態が、実行のためにプロセッサ３２０４に１つ又は複数の命令の１つ又は複数のシーケンスを搬送することに関与し得る。例えば、命令は、最初は、リモートコンピュータの磁気ディスクにある場合がある。リモートコンピュータは、命令をそれの動的メモリにロードし、及びモデムを使用して電話回線上で命令を送ることができる。コンピュータシステム３２００にローカルなモデムは、電話回線上のデータを受信し、及び赤外線送信機を用いてデータを赤外線信号に変換することができる。バス３２０２に結合された赤外線検出器は、赤外線信号で搬送されたデータを受信し、及びそのデータをバス３２０２にのせることができる。バス３２０２は、データをメインメモリ３２０６に搬送し、そこからプロセッサ３２０４が、命令の読み出し及び実行を行う。メインメモリ３２０６によって受信された命令は、任意選択的に、プロセッサ３２０４による実行の前又は後に、ストレージデバイス３２１０に保存されてもよい。

[00154] コンピュータシステム３２００は、バス３２０２に結合された通信インターフェース３２１８も含み得る。通信インターフェース３２１８は、ローカルネットワーク３２２２に接続されたネットワークリンク３２２０に結合する双方向データ通信を提供する。例えば、通信インターフェース３２１８は、対応するタイプの電話回線にデータ通信接続を提供するデジタル総合サービス網（ＩＳＤＮ）カード又はモデムでもよい。別の例として、通信インターフェース３２１８は、互換性のあるＬＡＮへのデータ通信接続を提供するローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）カードでもよい。ワイヤレスリンクが実施されてもよい。このような実施において、通信インターフェース３２１８は、様々なタイプの情報を表すデジタルデータストリームを搬送する電気、電磁、又は光信号の送信及び受信を行う。

[00155] ネットワークリンク３２２０は、一般的に、１つ又は複数のネットワークを通して、他のデータデバイスにデータ通信を提供する。例えば、ネットワークリンク３２２０は、ローカルネットワーク３２２２を通して、ホストコンピュータ３２２４又はインターネットサービスプロバイダ（ＩＳＰ）３２２６によって操作されるデータ機器への接続を提供することができる。ＩＳＰ３２２６は、次に、ワールドワイドパケットデータ通信ネットワーク（現在、一般に「インターネット」３２２８と呼ばれる）によるデータ通信サービスを提供する。ローカルネットワーク３２２２及びインターネット３２２８は共に、デジタルデータストリームを搬送する電気、電磁、又は光信号を使用する。コンピュータシステム３２００に対して、及びコンピュータシステム３２００からデジタルデータを搬送する、様々なネットワークを通る信号、並びにネットワークリンク３２２０上の、及び通信インターフェース３２１８を通る信号は、情報を運ぶ搬送波の例示的形態である。

[00156] コンピュータシステム３２００は、１つ又は複数のネットワーク、ネットワークリンク３２２０、及び通信インターフェース３２１８を通して、メッセージを送信すること、及びプログラムコードを含むデータを受信することができる。インターネットの例では、サーバ３２３０は、インターネット３２２８、ＩＳＰ３２２６、ローカルネットワーク３２２２、及び通信インターフェース３２１８を通して、アプリケーションプログラムの要求コードを送信する場合がある。１つ又は複数の実施形態によれば、このようなダウンロードされた１つのアプリケーションは、例えば本明細書に開示されるような方法を提供する。受信されたコードは、受信された際にプロセッサ３２０４によって実行されてもよく、及び／又は後で実行するためにストレージデバイス３２１０若しくは他の不揮発性ストレージに保存されてもよい。このようにして、コンピュータシステム３２００は、搬送波の形態のアプリケーションコードを取得し得る。

[00157] 本開示の実施形態は、本明細書に開示されるような方法を記述する機械可読命令の１つ若しくは複数のシーケンスを含むコンピュータプログラム、又はそのようなコンピュータプログラムを内部に保存したデータストレージ媒体（例えば、半導体メモリ、磁気若しくは光ディスク）の形態を取り得る。さらに、機械可読命令は、２つ以上のコンピュータプログラムにおいて実施され得る。２つ以上のコンピュータプログラムは、１つ又は複数の異なるメモリ及び／又はデータストレージ媒体に保存され得る。

[00158] １つ又は複数のコンピュータプログラムが、リソグラフィ装置の少なくとも１つのコンポーネント内に位置する１つ又は複数のコンピュータプロセッサによって読み取られる際に、本明細書に記載のコントローラは、それぞれ又は組み合わせて動作可能であってもよい。これらのコントローラは、それぞれ又は組み合わせて、信号の受信、処理、及び送信を行うのに適した任意の構成を有し得る。１つ又は複数のプロセッサは、これらのコントローラの少なくとも１つと通信するように構成される。例えば、各コントローラは、上記の方法に関する機械可読命令を含むコンピュータプログラムを実行するための１つ又は複数のプロセッサを含み得る。コントローラは、このようなコンピュータプログラムを保存するためのデータストレージ媒体、及び／又はこのような媒体を受け入れるためのハードウェアを含み得る。従って、１つ又は複数のコントローラは、１つ又は複数のコンピュータプログラムの機械可読命令に従って動作し得る。

[00159] 本文において、ＩＣの製造におけるメトロロジ装置の使用に対して具体的な言及がなされる場合があるが、本明細書に記載のメトロロジ装置及びプロセスは、集積光学系、磁気ドメインメモリ用のガイダンス及び検出パターン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドなどの製造といった他の適用例を有し得ることが理解されるものとする。当業者は、このような代替適用例の文脈において、本明細書の「ウェーハ」又は「ダイ」という用語の使用が、それぞれ、より一般的な用語である「基板」又は「ターゲット部分」と同義であると見なされ得ることを理解するだろう。本明細書で言及される基板は、露光の前又は後に、例えば、トラック（一般的に、レジストの層を基板に塗布し、及び露光レジストを現像するツール）、メトロロジツール、及び／又は１つ若しくは複数の様々な他のツールにおいて処理され得る。適用可能であれば、本明細書の開示は、上記及び他の基板処理ツールに適用され得る。さらに、基板は、例えば多層ＩＣを作成するために、２回以上処理されてもよく、そのため、本明細書で使用される基板という用語は、複数の処理された層を既に含む基板を指す場合もある。

[00160] 上記において、光リソグラフィの文脈での本開示の実施形態の使用に対して具体的な言及がなされたかもしれないが、本開示は、例えばナノインプリントリソグラフィといった他の適用例において使用することができ、及び状況が許せば、光リソグラフィに限定されないことが理解されるだろう。ナノインプリントリソグラフィの場合、パターニングデバイスは、インプリントテンプレート又はモールドである。

[00161] 本明細書で使用される「放射」及び「ビーム」という用語は、紫外線（ＵＶ）（例えば、約３６５、３５５、２４８、１９３、１５７、又は１２６ｎｍの波長を有する）及び極端紫外線（ＥＵＶ）（例えば、５～２０ｎｍの範囲の波長を有する）を含むあらゆるタイプの電磁放射、並びにイオンビーム又は電子ビームなどの粒子ビームを対象に含める。

[00162] 「レンズ」という用語は、状況が許せば、屈折、反射、磁気、電磁、及び静電光学コンポーネントを含む様々なタイプの光学コンポーネントの何れか１つ又は組み合わせを指す場合がある。

[00163] 本明細書における閾値を超える又は越えることへの言及は、何かが、特定の値未満の、又は特定の値以下の値を有すること、何かが、特定の値を上回る、又は特定の値以上の値を有すること、何かが、例えばパラメータに基づいて何か他のものよりも高く、又は低くランク付けされること（例えば、ソーティングにより）などを含み得る。

[00164] 本明細書におけるエラーを補正すること又はエラーの補正に対する言及は、エラーを排除すること、又は許容範囲内にまでエラーを減少させることを含む。

[00165] 本明細書で使用される「最適化すること」及び「最適化」という用語は、リソグラフィ又はパターニング処理の結果及び／又はプロセスが、より望ましい特徴（基板上の設計レイアウトの投影のより高い確度、より大きなプロセスウィンドウなど）を有するように、リソグラフィ装置、パターニングプロセスなどを調整することを指す、又は意味する。従って、本明細書で使用される「最適化すること」及び「最適化」という用語は、少なくとも１つの関連のメトリックにおいて、向上（例えば、局所最適）を提供する１つ又は複数の変数の１つ又は複数の値を、上記１つ又は複数の変数の１つ又は複数の値の初期セットと比較して識別するプロセスを指す、又は意味する。「最適」、「最適な」及び他の関連の用語は、それに応じて解釈されるものとする。一実施形態では、最適化ステップは、１つ又は複数のメトリックにおいて、さらなる向上を提供するために反復的に適用され得る。

[00166] システムの最適化プロセスにおいて、システム又はプロセスの性能指数は、費用関数として表すことができる。最適化プロセスは、費用関数を最適化する（例えば、最小化又は最大化する）システム又はプロセスのパラメータ（設計変数）の一セットを求めるプロセスに帰着する。費用関数は、最適化の目標に応じて適切な形態を有し得る。例えば、費用関数は、システム又はプロセスの特定の特徴（評価点）のそれらの意図された値（例えば、理想値）に対する偏差の重み付けされた二乗平均平方根（ＲＭＳ）であってもよい。費用関数は、これらの偏差の最大値（すなわち、最悪の偏差）であってもよい。本明細書における「評価点」という用語は、システム又はプロセスのあらゆる特徴を含むように広く解釈されるものとする。システムの設計変数は、システム又はプロセスの実施の実用性により、有限範囲に制限することができ、及び／又は相互依存であってもよい。リソグラフィ装置又はパターニングプロセスの場合、上記制約は、調節可能な範囲及び／又はパターニングデバイス製造可能性設計ルールなどのハードウェアの物理的特性及び特徴に関連することが多く、評価点は、基板上のレジスト像上の物理的点、並びにドーズ及びフォーカスなどの非物理的特徴を含み得る。

[00167] 本開示の特定の実施形態を上記に記載したが、本開示は、記載された以外の方法で実施され得ることが理解されるだろう。例えば、本開示は、上記に開示したような方法を記述する機械可読命令の１つ若しくは複数のシーケンスを含むコンピュータプログラム、又は内部にそのようなコンピュータプログラムを保存したデータストレージ媒体（例えば、半導体メモリ、磁気若しくは光ディスク）の形態を取り得る。

[00168] ブロック図では、図示されたコンポーネントが離散機能ブロックとして描かれるが、実施形態は、本明細書に記載される機能性が図示通りに編成されるシステムに限定されない。各コンポーネントによって提供される機能性は、現在描かれているものとは異なるように編成されたソフトウェア又はハードウェアモジュールによって提供されてもよく、例えば、そのようなソフトウェア又はハードウェアは、混合、結合、複製、分割、配布（例えば、データセンター内で、若しくは地理的に）、又は異なる編成が行われ得る。本明細書に記載の機能性は、タンジブルな非一時的機械可読媒体に保存されたコードを実行する１つ又は複数のコンピュータの１つ又は複数のプロセッサによって提供されてもよい。場合によっては、サードパーティコンテンツ配信ネットワークが、ネットワーク上で伝達される情報の一部又は全てをホスティングしてもよく、その場合、情報（例えば、コンテンツ）が供給又は他の方法で提供されると言われる範囲で、コンテンツ配信ネットワークからその情報を読み出す命令を送ることによって、情報が提供されてもよい。

[00169] 特に別段の記載のない限り、上記議論から明らかなように、本明細書全体を通して、「処理する」、「算出する」、「計算する」、「決定する」などの用語を利用した議論は、専用コンピュータ又は類似の専用電子処理／コンピューティングデバイスなどの特定の装置の動作又はプロセスを指すことが理解される。

[00170] 読み手は、本出願が幾つかの発明を記載していることを理解するはずである。これらの発明を複数の分離した特許出願に分けるのではなく、出願人は、これらの発明を、それらの関連した主題が出願プロセスの経済性に適しているという理由で、単一の文書にまとめている。しかし、このような発明の異なる利点及び局面は、１つにまとめられないものとする。場合によっては、実施形態は、本明細書に記載した欠点の全てに対処するが、これらの発明は、独立して有用であり、幾つかの実施形態は、上記問題の一部にのみ対処し、又は本開示を精査する当業者には明白となる他の言及されていない利点を提供することが理解されるものとする。コストの制約により、本明細書に開示する幾つかの発明は、現在請求されていない場合があり、継続出願などの後の出願で、又は現在の請求項の補正により、請求される場合がある。同様に、スペースの制約により、本文書の要約書部分及び発明の概要部分のどちらも、上記発明の全て、又は上記発明の全ての局面の包括的リストを含むと見なされるべきものではない。

[00171] 本明細書及び図面は、本発明を開示した特定の形態に限定することを意図したものではなく、逆に、その意図は、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の精神及び範囲内に入る全ての変更形態、等価形態、及び代替形態を対象に含めることであると理解されるものとする。

[00172] 本発明の様々な局面の変更形態及び代替実施形態は、本明細書に鑑みて、当業者には明らかとなるだろう。それに応じて、本明細書及び図面は、単なる例示と見なされるべきものであり、且つ本発明を実施する一般的な態様を当業者に教示する目的のものである。本明細書に図示及び記載する本発明の形態は、実施形態の例と見なされるべきであることが理解されるものとする。本発明の本明細書の恩恵を受けた後に全て当業者には明らかとなるように、要素及び材料が、本明細書に図示及び記載したものの代わりに使用されてもよく、部品及びプロセスの反転又は削除が行われてもよく、特定のフィーチャが独立して利用されてもよく、並びに複数の実施形態又は複数の実施形態のフィーチャが組み合わせられてもよい。以下の特許請求の範囲に記載するような本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、本明細書に記載した要素に変更が行われてもよい。本明細書で使用する見出しは、単なる編成目的のものであり、本明細書の範囲を限定するために使用されることは意図されない。

[00173] 本発明によるさらなる実施形態を以下の条項においてさらに説明する。
１． メトロロジプロセスを最適化する方法であって、本方法が、
基板上の第１のターゲットに対するメトロロジプロセスの複数の適用から測定データを取得することを含み、
メトロロジプロセスの各適用が、第１のターゲットを放射スポットで照明することと、第１のターゲットによって再誘導された放射を検出することとを含み、
メトロロジプロセスの適用が、ａ）第１のターゲットに対する放射スポットの複数の位置、及びｂ）放射スポットの複数のフォーカス高さの一方又は両方における適用を含み、
測定データが、メトロロジプロセスの各適用に関して、瞳面内の再誘導放射の光学特徴の検出瞳表現を含み、並びに
本方法が、測定データの検出瞳表現及び基準瞳表現間の比較に基づいて、最適アライメント及び最適フォーカス高さの一方又は両方を決定することを含む、方法。
２． 基準瞳表現に最も類似すると決定された検出瞳表現に関連付けられたアライメントが、最適アライメントであると決定されること、及び
基準瞳表現に最も類似すると決定された検出瞳表現に関連付けられたフォーカス高さが、最適フォーカス高さであると決定されること、
の一方又は両方である、条項１に記載の方法。
３． 検出瞳表現及び基準瞳表現間の比較が、各検出瞳表現及び基準瞳表現間の類似度を計算することを含む、条項１又は２に記載の方法。
４． 基準瞳表現が、第１のターゲットからの放射の再誘導のシミュレーションを使用して生成される、先行する条項の何れか一項に記載の方法。
５． 基準瞳表現が、メトロロジプロセスの以前の適用によって取得された検出瞳表現を使用して生成される、先行する条項の何れか一項に記載の方法。
６． メトロロジプロセスの以前の適用が、最適アライメント及び最適フォーカス高さの一方又は両方で第１のターゲットに適用された、条項５に記載の方法。
７． メトロロジプロセスの以前の適用が、第２のターゲットに対するメトロロジプロセスの適用を含み、第２のターゲットが第１のターゲットよりも大きい、条項５又は６に記載の方法。
８． 第１のターゲット及び第２のターゲットがそれぞれ、少なくとも一方向に同じ周期性を有するユニットセルによって定義される周期構造を含む、条項７に記載の方法。
９． 第１のターゲットのユニットセルが、第２のターゲットのユニットセルと同一である、条項８に記載の方法。
１０． 基板が、デバイス構造を含むように構成された１つ又は複数のデバイス領域、及びデバイス領域の外側に配置された１つ又は複数のスクライブラインを含み、並びに
第１のターゲットが、デバイス領域の１つに位置し、及び第２のターゲットが、スクライブラインの１つに位置する、条項７～９の何れか一項に記載の方法。
１１． 基準瞳表現が、異なるアライメント、異なるフォーカス高さ、又はその両方を用いたメトロロジプロセスの複数の以前の適用に基づいて、機械学習を使用して生成される、先行する条項の何れか一項に記載の方法。
１２． 本方法が、異なる場所にある複数の第１のターゲットのそれぞれに適用され、及び
本方法を１つの第１のターゲットに適用する際に使用される放射スポットの複数の位置が、本方法を少なくとも１つの他の第１のターゲットに適用することによって取得された最適アライメントを使用して選択される、先行する条項の何れか一項に記載の方法。
１３． 対象のパラメータの値を取得するために、条項１～１２の何れか一項に記載の方法によって決定された最適アライメント及び最適フォーカス高さの一方又は両方に対応する検出瞳表現を分析することをさらに含む、先行する条項の何れか一項に記載の方法。
１４． 対象のパラメータが、以下：オーバーレイ、クリティカルディメンジョンの１つ又は複数を含む、条項１３に記載の方法。
１５． 記録された命令を有するコンピュータ非一時的可読媒体を含むコンピュータプログラムプロダクトであって、コンピュータによって実行されると、命令が、条項１～１４の何れか一項に記載の方法を実施する、コンピュータプログラムプロダクト。
１６． コンピュータシステムと、
機械可読命令を保存するように構成された非一時的コンピュータ可読ストレージ媒体であって、実行されると、機械可読命令が、コンピュータシステムに条項１～１４の何れか一項に記載の方法を行わせる、非一時的コンピュータ可読ストレージ媒体と、
を含むシステム。
１７． 基板上のターゲットを測定するためのメトロロジ装置であって、条項１～１４の何れか一項に記載の方法を行うように構成されたメトロロジ装置。
１８． 基板上に放射ビームを与え、及び基板上のターゲットによって再誘導された放射を検出するように構成されたメトロロジ装置と、
条項１５に記載のコンピュータプログラムプロダクトと、
を含むシステム。
１９． 放射ビームを変調するためにパターニングデバイスを保持するように構成されたサポート構造と、変調された放射ビームを放射感応性基板上に投影するように配置された投影光学系とを含むリソグラフィ装置をさらに含み、リソグラフィ装置が、メトロロジ装置及びコンピュータプログラムプロダクトを用いて取得された情報に基づいて、リソグラフィ装置の設定を制御するように構成された、条項１８に記載のシステム。

[00174] 本出願全体を通して使用するように、「してもよい（may）」という語は、義務的な意味（すなわち、「しなければならない（must）」の意味）ではなく、許容の意味（すなわち、「～する可能性がある」の意味）で使用される。「含む（include）」、「含んでいる（including）」、及び「含む（includes）」などの語は、限定されないが、含んでいることを意味する。本出願全体を通して使用するように、単数形「a」、「an」、及び「the」は、内容が明らかにそうでないことを示さない限り、複数の指示対象を含む。従って、例えば、「１つの（an）」要素又は「１つの（a）」要素に対する言及は、「１つ又は複数の（one or more）」などの１つ又は複数の要素に関する他の用語及びフレーズの使用にもかかわらず、２つ以上の要素の組み合わせを含む。「又は（or）」という用語は、別段の指示のない限り、非排他的であり、すなわち、「及び（and）」と「又は（or）」の両方を対象に含める。例えば、「Ｘに応答して、Ｙ」、「Ｘに際して、Ｙ」、「もしＸであれば、Ｙ」、「ＸのときにＹ」などといった条件関係を表す用語は、先行詞が必要な因果条件であり、先行詞が十分な因果条件であり、又は先行詞が結果の一因となる因果条件である（例えば、「条件Ｙを取得すると、状態Ｘが生じる」は、「Ｙに際してのみＸが生じる」及び「Ｘが、Ｙ及びＺに際して生じる」を包括する）因果関係を対象に含める。このような条件関係は、一部の結果が遅延され得るので、先行詞の取得後にすぐさま続く結果に限定されず、条件文において、先行詞はそれらの結果に関係があり、例えば、先行詞は、結果が生じる可能性に関係する。複数の属性又は機能が複数の対象に対応付けられる文（例えば、１つ又は複数のプロセッサが、ステップＡ、Ｂ、Ｃ、及びＤを行う）は、別段の指示がない限り、全てのそのような属性又は機能が、全てのそのような対象に対応付けられること、及び属性又は機能のサブセットが、属性又は機能のサブセットに対応付けられることの両方（例えば、全てのプロセッサのそれぞれが、ステップＡ～Ｄを行うことと、プロセッサ１がステップＡを行い、プロセッサ２がステップＢ及びステップＣの一部を行い、並びにプロセッサ３がステップＣの一部及びステップＤを行うケースとの両方）を対象に含める。さらに別段の指示がない限り、１つの値又は動作が別の条件又は値に「基づく」文は、その条件又は値が、唯一のファクタである場合、及びその条件又は値が、複数のファクタの中の１つのファクタである場合の両方を対象に含める。別段の指示のない限り、ある集団の「それぞれの」例が、ある特性を有するという文は、より大きな集団の他の点では同一又は類似のメンバーがその特性を持たないケースを排除すると解釈されるべきではなく、すなわち、「それぞれ」は、必ずしも、「ありとあらゆる」を意味しない。

[00175] 特定の米国特許、米国特許出願、又は他の資料（例えば、論文）が参照により援用された範囲で、上記米国特許、米国特許出願、及び他の資料の本文は、上記資料と、本明細書に明記された記載及び図面との間に矛盾のない範囲でのみ参照により援用される。そのような矛盾の際には、上記参照により援用された米国特許、米国特許出願、及び他の資料におけるそのような矛盾する本文は、厳密には本明細書に参照により援用されない。

[00176] 上記の記載は、限定ではなく例示的であることを意図したものである。従って、以下に記載する請求項の範囲から逸脱することなく、記載した本開示に変更を行い得ることが当業者には明らかとなるだろう。

Claims (14)

1. メトロロジプロセスを最適化する方法であって、前記方法が、
   基板上の第１のターゲットに対する前記メトロロジプロセスの複数の適用から測定データを取得することを含み、
   前記メトロロジプロセスの各適用が、前記第１のターゲットを放射スポットで照明することと、前記第１のターゲットによって再誘導された放射を検出することとを含み、
   前記メトロロジプロセスの前記適用が、ａ）前記第１のターゲットに対する前記放射スポットの複数の位置、及びｂ）前記放射スポットの複数のフォーカス高さの一方又は両方における適用を含み、
   前記測定データが、前記メトロロジプロセスの各適用に関して、瞳面内の前記再誘導放射の光学特徴の検出瞳表現を含み、並びに
   前記方法が、前記測定データの前記検出瞳表現及び基準瞳表現間の比較に基づいて、前記放射スポットの最適アライメント及び最適フォーカス高さの一方又は両方を決定することを含む、
   前記方法が、異なる場所にある複数の第１のターゲットのそれぞれに適用され、及び
   前記方法を１つの第１のターゲットに適用する際に使用される前記放射スポットの前記複数の位置が、前記方法を少なくとも１つの他の第１のターゲットに適用することによって取得された最適アライメントを使用して選択される、方法。
2. 前記基準瞳表現に最も類似すると決定された前記検出瞳表現に関連付けられたアライメントが、前記最適アライメントであると決定されること、及び
   前記基準瞳表現に最も類似すると決定された前記検出瞳表現に関連付けられたフォーカス高さが、前記最適フォーカス高さであると決定されること、
   の一方又は両方である、請求項１に記載の方法。
3. 前記検出瞳表現及び前記基準瞳表現間の前記比較が、各検出瞳表現及び前記基準瞳表現間の類似度を計算することを含む、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記基準瞳表現が、前記第１のターゲットからの放射の再誘導のシミュレーションを使用して生成される、請求項１～３の何れか一項に記載の方法。
5. 前記基準瞳表現が、前記メトロロジプロセスの以前の適用によって取得された検出瞳表現を使用して生成される、請求項１～４の何れか一項に記載の方法。
6. 前記メトロロジプロセスの前記以前の適用が、最適アライメント及び最適フォーカス高さの一方又は両方で第１のターゲットに適用された、請求項５に記載の方法。
7. 前記メトロロジプロセスの前記以前の適用が、第２のターゲットに対する前記メトロロジプロセスの適用を含み、前記第２のターゲットのサイズが前記第１のターゲットのサイズよりも大きい、請求項５又は６に記載の方法。
8. 前記第１のターゲット及び前記第２のターゲットがそれぞれ、少なくとも一方向に同じ周期性を有するユニットセルによって定義される周期構造を含む、請求項７に記載の方法。
9. 前記第１のターゲットの前記ユニットセルが、前記第２のターゲットの前記ユニットセルと同一である、請求項８に記載の方法。
10. 前記基板が、デバイス構造を含むように構成された１つ又は複数のデバイス領域、及び前記デバイス領域の外側に配置された１つ又は複数のスクライブラインを含み、並びに
    前記第１のターゲットが、前記デバイス領域の１つに位置し、及び前記第２のターゲットが、前記スクライブラインの１つに位置する、請求項７～９の何れか一項に記載の方法。
11. 前記基準瞳表現が、異なるアライメント、異なるフォーカス高さ、又はその両方を用いた前記メトロロジプロセスの複数の以前の適用に基づいて、機械学習を使用して生成される、請求項１～１０の何れか一項に記載の方法。
12. 前記複数の位置は、前記方法を前記少なくとも１つの他の第１のターゲットに適用することによって取得された最適アライメントを近似するように（例えば、前記最適アライメントを中心として）選択される、請求項１～１１の何れか一項に記載の方法。
13. 請求項１～１２の何れか一項に記載の方法によって決定された最適アライメント及び最適フォーカス高さの一方又は両方に対応する検出瞳表現を分析して、前記検出瞳表現の対象のパラメータの値を取得することをさらに含む、請求項１～１２の何れか一項に記載の方法。
14. 前記対象のパラメータが、以下：オーバーレイ、クリティカルディメンジョンの１つ又は複数を含む、請求項１３に記載の方法。

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