(57)【要約】パターン形成プロセスの、クリティカルディメンジョンなどの対象となるパラメータに対する補正を求めるための方法、および関連する装置、およびコンピュータプログラム。方法は、構造の対象となるパラメータの測定と、露光制御関係およびプロセス制御関係と、に基づいて露光制御パラメータに対する露光制御補正を求めることと、任意選択で、プロセス制御パラメータに対するプロセス制御補正を求めることと、を含む。露光制御関係とは、露光制御パラメータに対する、対象となるパラメータの依存関係を表し、プロセス制御関係とは、プロセス制御パラメータに対する、対象となるパラメータの依存関係を表す。露光制御補正およびプロセス制御補正は、対象となるターゲットパラメータに対する次に露光および処理される構造の対象となるパラメータの変動を最小限にするように、共に最適化することができる。【選択図】図１
2019507375.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターン形成プロセスの対象となるパラメータを制御する方法であって、
所定のプロセス状態での構造からの前記対象となるパラメータの特定と、露光制御関係およびプロセス制御関係と、に基づいて、露光制御パラメータに対する露光制御補正を求めることを含み、
前記露光制御関係とは、前記露光制御パラメータに対する、前記対象となるパラメータの依存関係を表し、
前記プロセス制御関係とは、プロセス制御パラメータに対する、前記対象となるパラメータの依存関係を表す、方法。
【請求項２】
前記対象となるパラメータには、クリティカルディメンジョンが含まれる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記露光制御補正は、基板の複数の位置に対して求められる、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記構造からの前記対象となるパラメータの特定と、前記露光制御関係および前記プロセス制御関係と、に基づいて、プロセス制御パラメータに対するプロセス制御補正を求めることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記露光制御補正または前記プロセス制御補正のみを用いて可能な補正範囲に対して補正範囲を拡大するために、前記露光制御補正および前記プロセス制御補正を組み合わせることを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
対象となるターゲットパラメータに対する、次に続く構造の前記対象となるパラメータの変動を最小限にするために、前記露光制御補正およびプロセス制御補正を共に最適化することを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記プロセス制御パラメータは、エッチング制御パラメータであり、
前記プロセス制御補正は、エッチング制御補正である、請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記プロセス制御パラメータに対する前記プロセス制御補正を使用して、前記構造を処理するプロセスステップを実施することを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項９】
前記構造には、複数の構造が含まれ、
前記露光制御補正および前記プロセス制御補正が共に最適化されることにより、前記露光制御補正が、前記構造の対象となる前記結果的なパラメータを前記プロセスステップの前に偏倚させ、かつ、前記プロセスステップ時の前記プロセス制御補正の適用が、前記構造の対象となるターゲットパラメータに対する次に露光および処理される構造の前記対象となるパラメータの変動を最小限にする、請求項４に記載の方法。
【請求項１０】
前記露光制御補正は、前記基板全体にわたる高次補正であり、
前記高次補正は、前記基板全体にわたる、前記対象となるパラメータの均一性を表し、１０次以上の２Ｄ多項式によって表されるフィンガープリントを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記露光制御関係および前記プロセス制御関係を求めるために、予備ステップを実施することを含み、
前記予備ステップは、
前記露光制御パラメータを変動させながら、１つまたは複数の露光キャリブレーション基板上で、各複数の構造クラスの構造を含む構造を露光し、結果として得られた構造の前記対象となるパラメータを測定することと、
各構造クラスの構造を含む１つまたは複数のプロセスキャリブレーション基板を様々なプロセス制御パラメータ設定で処理し、結果として得られた構造の前記対象となるパラメータを測定することと、
前記露光キャリブレーション基板（１つまたは複数）の測定値から前記露光制御関係を求めることと、
前記プロセスキャリブレーション基板（１つまたは複数）の測定値から前記プロセス制御関係を求めることと、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
適切なプロセッサ制御式装置で実行されるときに、前記プロセッサ制御式装置に請求項１に記載の方法を実施させるプロセッサ可読命令を含む、コンピュータプログラム。
【請求項１３】
請求項１に記載の方法で求めた、露光制御パラメータに対する前記露光制御補正を使用して、パターン形成プロセスを実施するように動作可能な、リソグラフィ装置。
【請求項１４】
請求項１に記載の方法を実施するように動作可能であり、基板上の露光および処理された複数の構造の対象となるパラメータの測定を実施するようにさらに動作可能である、メトロロジ装置。
【請求項１５】
請求項４に記載の方法で求めた、プロセス制御パラメータに対する前記プロセス制御補正を使用して、露光した基板に対して１つまたは複数の処理ステップを実施するように動作可能な、処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
[0001]  本願は、２０１６年２月２３日に出願された米国特許出願第６２／２９８，８８２号の優先権を主張するものであり、この特許は、参照によりその全体を本明細書に援用される。
【０００２】
[0002]  本開示は、例えば、リソグラフィ技術によるデバイスの製造に使用可能なリソグラフィの方法および装置と、リソグラフィ技術を使用してデバイスを製造する方法とに関する。
【背景技術】
【０００３】
[0003]  リソグラフィ装置は、基板に、通常は基板のターゲット部分に所望のパターンを付加する機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造で使用することができる。その際に、代替としてマスクまたはレチクルとも称されるパターニングデバイスを使用して、ＩＣの個々の層に形成される回路パターンを発生させることができる。このパターンは、基板（例えば、シリコンウェーハ）のターゲット部分（例えば、１つまたは複数のダイの一部を含む）に転写することができる。パターンの転写は通常、基板に設けられた放射感応性材料（レジスト）層への結像による。一般に、単一の基板は、連続的にパターン形成された、隣接したターゲット部分のネットワークを含む。パターン形成プロセスでは、多くの場合、例えば、プロセス制御および検証を行うために、形成された構造の測定を行うのが好ましい。クリティカルディメンジョン（ＣＤ）を測定するのにしばしば使用される走査電子顕微鏡と、デバイスの２つの層のアライメント精度の尺度であるオーバーレイを測定する専用ツールと、を含む、上記の測定を行う様々なツールが公知である。オーバーレイは、２つの層間のミスアライメントの度合いによって表すことができ、例えば、測定された１ｎｍのオーバーレイという表現は、２つの層が１ｎｍだけずれた状態を表すことができる。
【０００４】
[0004]  様々な形態のスキャトロメータが、リソグラフィ分野で使用するために開発された。これらのデバイスは、ターゲットの対象となる特性を求めることを可能にする「スペクトル」を得るために、放射ビームをターゲットに誘導し、散乱線の１つまたは複数の特性、例えば、単一の反射角における波長に応じた強度照度、１つまたは複数の波長における反射角に応じた強度照度、または反射角に応じた偏光を測定する。対象となる特性は、様々な技術、例えば、厳密結合波分析または有限要素法などの反復手法によるターゲットの再現、ライブラリ検索、および主成分分析によって求めることができる。
【０００５】
[0005]  対象となる重要な特性はクリティカルディメンジョン（ＣＤ）である。構造が、基板（例えば、ウェーハ）全体にわたって、正確なクリティカルディメンジョン制御で形成されることは重要である。これは、ＣＤの測定値に基づいて、リソグラフィまたはエッチングプロセスの制御パラメータに対する空間分解補正を求めることで達成することができる。しかし、すべてのタイプの構造が、制御パラメータの変動に対して同様に反応するわけではない。
【発明の概要】
【０００６】
[0006]  一態様では、パターン形成プロセスの対象となるパラメータを制御する方法が提示され、その方法は、所定のプロセス状態での少なくとも１つの構造からの対象となるパラメータの特定と、露光制御関係およびプロセス制御関係と、に基づいて、露光制御パラメータに対する露光制御補正を求めることを含み、露光制御関係とは、露光制御パラメータに対する、対象となるパラメータの依存関係を表し、プロセス制御関係とは、プロセス制御パラメータに対する、対象となるパラメータの依存関係を表す。
【０００７】
[0007]  一態様では、本明細書で説明される方法を実施するように動作可能なリソグラフィ装置、メトロロジ装置、またはリソグラフィックセルが提示される。
【０００８】
[0008]  一態様では、適切なプロセッサ制御式装置で実行されるときに、プロセッサ制御式装置に本明細書で説明する方法を実施させるプロセッサ可読命令を含むコンピュータプログラムと、そのようなコンピュータプログラムを含むコンピュータプログラム担体と、が提示される。プロセッサ制御式装置は、前述のリソグラフィ装置、メトロロジ装置、またはリソグラフィックセルを含むことができる。
【０００９】
[0009]  さらなる特徴および利点、さらには、様々な実施形態の構造および動作が、添付図面を参照して下記に詳細に説明される。なお、本発明は、本明細書で説明する特定の実施形態に限定されない。そのような実施形態は、例示のみを目的として本明細書に提示される。さらなる実施形態が、本明細書に記載された教示から当業者に明らかになるであろう。
【００１０】
[0010]  実施形態が、単なる例として、添付の図面を参照して以下に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】[0011]リソグラフィ装置を半導体デバイス用の製造設備を形成する他の装置と共に示している。
【図２Ａ】[0012]第１の照明装置対を使用するターゲット測定用の暗視野スキャトロメータの概略図である。
【図２Ｂ】[0013]所与の照明方向に対するターゲット回折格子の回折スペクトルの詳細図である。
【図３Ａ】[0014]２つの構造クラスの例示的なＣＤ測定値に対する最良の補正を概略的に示している。
【図３Ｂ】[0015]一方の構造クラスのＣＤを補正した影響と、さらに、他方の構造クラスのＣＤに及ぼす影響と、を概略的に示している。
【図４】[0016]実施形態による補正ステップを概略的に示している。
【図５】[0017]実施形態による方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
[0018]  実施形態を詳細に説明する前に、実施形態を実施できる例示的環境を提示することは有益である。
【００１３】
[0019]  図１は、リソグラフィ大量製造プロセスを実施する製造設備の一部として、リソグラフィ装置ＬＡを２００で示している。この例では、製造プロセスは、半導体ウェーハなどの基板上での半導体製品（集積回路）の製造に適している。当業者には、このプロセスの変形型で様々なタイプの基板を処理することで、多岐にわたる製品を製造できると分かるであろう。今日、商業的価値がある半導体製品の製造は、単なる例として使用される。
【００１４】
[0020]  リソグラフィ装置（または、略して「リソツール」２００）内において、測定ステーションＭＥＡは２０２で示され、露光ステーションＥＸＰは２０４で示されている。制御ユニットＬＡＣＵは２０６で示されている。この例では、各基板は、測定ステーションと、適用されるパターンを有する露光ステーションに滞在する。光学リソグラフィ装置では、例えば、調整された放射線および投影システムを使用して、製品パターンをパターニングデバイスＭＡから基板に転写するために、投影システムが使用される。これは、放射線感応性レジスト材料の層にパターン像を形成することで行われる。
【００１５】
[0021]  本明細書で使用される「投影システム」という用語は、露光放射を使用するのに適した、または液浸液の使用もしくは真空の使用などの他の要素に適した、屈折式、反射式、反射屈折式、磁気式、電磁式、および静電式光学系、またはそれらの任意の組み合わせを含む任意のタイプの投影システムを包含すると広く解釈すべきである。パターニングデバイスＭＡはマスクまたはレチクルとすることができ、パターンまたはレチクルは、パターニングデバイスによって透過または反射される放射ビームにパターンを付与する。公知の動作モードとして、ステッピングモードおよび走査モードがある。公知のように、投影システムは、基板およびパターニングデバイス用のサポートおよび位置決めシステムと様々な方法で協同して、基板全体にわたる多数のターゲット部分に所望のパターンを付加することができる。プログラマブルパターニングデバイスは、固定パターンを有するレチクルの代わりに使用することができる。放射には、例えば、深紫外線（ＤＵＶ）または極紫外線（ＥＵＶ）周波帯の電磁放射があり得る。本開示は、他のタイプのリソグラフィプロセス、例えば、電子ビームによる、例えば、インプリントリソグラフィおよびダイレクトライティングリソグラフィにも適用可能である。
【００１６】
[0022]  リソグラフィ装置制御ユニットＬＡＣＵは、基板ＷおよびレチクルＭＡを受け入れ、パターン形成処理を実施するために、様々なアクチュエータおよびセンサのすべての動作および測定を制御する。制御ユニットＬＡＣＵには、装置の動作に関連する所望の計算を実施する信号処理およびデータ処理能力もある。実際に、制御ユニットＬＡＣＵは、それぞれがリアルタイムのデータ取得と、処理と、装置内のサブシステムまたはコンポーネントの制御と、を取り扱う多数のサブユニットからなるシステムとして具現化される。
【００１７】
[0023]  基板は、様々な予備ステップが実施できるように、露光ステーションＥＸＰでパターンが基板に付加される前に、測定ステーションＭＥＡで処理される。予備ステップは、高さセンサを使用して、基板の面高さをマッピングすること、および／またはアライメントセンサを使用して、基板のアライメントマークの位置を測定すること、を含むことができる。アライメントマークは、通常、規則的な格子パターンに配置される。しかし、マークを形成する際の不正確さにより、さらに、基板の処理全体を通して発生する基板の変形により、マークは理想的な格子から外れることがある。このため、装置が、製品フィーチャをきわめて高い精度で正確な位置にプリントする場合に、基板の位置および向きを測定することに加えて、実際上、アライメントセンサが、基板領域全体にわたって、多数のマークの位置を詳細に測定しなければならない。リソグラフィ装置ＬＡは、例えば、２つのテーブルと、テーブルを交換することができる２つ以上のステーション（露光ステーションおよび１つまたは複数の測定ステーション）と、を有する、いわゆる２段タイプとすることができる。装置は、少なくとも１つの基板テーブルと、（基板を保持しない）少なくとも１つの測定テーブルと、を有することができる。測定は、測定テーブルを用いて行うことができ、一方、基板は、基板テーブルを使用して露光される。装置は、制御ユニットＬＡＣＵによって制御される位置決めシステムをそれぞれが含む２つの基板テーブルを有することができる。一方の基板テーブルに載った１つの基板が、露光ステーションＥＸＰで露光されている間、別の基板は、様々な予備ステップを実施できるように、測定ステーションＭＥＡで他方の基板テーブルに載せることができる。したがって、アライメントマークの測定は時間がかかり、２つの基板テーブルを設けることで、装置のスループットの大幅な向上が可能になる。
【００１８】
[0024]  製造設備内で、装置２００は、装置２００でパターンを形成するために、感光性レジストおよび／または１つもしくは複数の他の被覆を基板Ｗに塗布する被覆装置２０８も収容する「リソセル」または「リソクラスタ」の一部を形成する。装置２００の出力側には、露光されたパターンを現像して物理レジストパターンにするために、焼成装置２１０および現像装置２１２が設けられている。これらの全装置間で、基板ハンドリングシステムは、基板の支持と、１つの装置から次の装置への基板の移送と、を引き受ける。しばしば一括してトラックと称されるこれらの装置は、トラック制御ユニットの制御下にあり、トラック制御ユニットは、それ自体、監視制御システムＳＣＳによって制御され（２６６）、監視制御システムＳＣＳはまた、リソグラフィ装置制御ユニットＬＡＣＵを通してリソグラフィ装置を制御し（２６６）、制御ユニットＬＡＣＵから情報を受け取ることができる（２５２）。こうして、様々な装置は、スループットおよび処理効率を最大限にするように動作することができる。監視制御システムＳＣＳは、各パターン付き基板を形成するために実施されるステップの定義をより詳細に規定したレシピ情報Ｒを受け取る。
【００１９】
[0025]  パターンがリソセルにおいて付加され、現像されると、パターン付き基板２２０は、２２２、２２４、２２６などで示す他の処理装置に移送される。典型的な製造設備の様々な装置によって、様々な処理ステップが実施される。例として、この実施形態の装置２２２は、エッチングステーションであり、装置２２４は、エッチング後のアニールステップを行う。さらなる物理的および／または化学的処理ステップがさらなる装置２２６などに適用される。材料の堆積、表面材料特性の改質（酸化、ドーピング、イオン注入など）、化学機械研磨（ＣＭＰ）、エッチング（反応性イオンエッチングまたはウェットエッチングによる材料の選択的な除去）などの様々なタイプの処理が、実際のデバイスを作製するために必要とされ得る。装置２２６は、実際上、１つまたは複数の装置で実施される一連の様々な処理ステップを表すことができる。
【００２０】
[0026]  公知のように、半導体デバイスの製造は、基板の層ごとに適切な材料およびパターンを用いてデバイス構造を構築するために、そのような処理を多数繰り返すことを必要とする。相応して、リソクラスタに到達した基板２３０は、新たに用意された基板とすることができるし、または基板２３０は、このクラスタで、または全く別の装置ですでに処理された基板とすることができる。同様に、必要とされる処理に応じて、基板２３２は、装置２２６から出ると、次のパターン形成処理のために同じリソクラスタに戻すことができるし、またはパターン形成処理のために、行き先を異なるクラスタにすることができるし（２３４）、またはダイシングおよびパッケージ化のために送られる完成品とすることができる（２３４）。
【００２１】
[0027]  製品構造の各層は、プロセスステップの異なるセットを必要とすることが多く、各層で使用される装置２２６は、タイプが完全に異なることがある。さらに、装置２２６によって適用される処理ステップが名目上同じである場合でさえ、大型設備において、様々な基板に対してステップ２２６を実施するために、並行して動作するいくつかの同一と考えられる機械があり得る。これらの機械間の構成または欠点の小さな相違は、この小さな相違が、様々な基板に異なる形で影響を及ぼすことを意味し得る。エッチング（装置２２２）などの比較的各層に共通であるステップでさえ、名目上同一であるが、スループットを最大化するために並行して動作するいくつかのエッチング装置によって実施されることがある。実際上、さらに、様々な層は、エッチングされる材料の細部と、例えば、異方性エッチングなどの特別な要件と、に応じて、様々なエッチングプロセス、例えば、化学エッチング、プラズマエッチングを必要とする。
【００２２】
[0028]  上記のように、前の、および／または次のプロセスは、他のリソグラフィ装置で実施することができ、様々なタイプのリソグラフィ装置で実施することさえできる。例えば、解像度およびオーバーレイなどのパラメータに関して要求がきわめて厳しい一部の層は、デバイス製造プロセスにおいて、要求があまり厳しくない他の層よりも高度なリソグラフィツールで実施することができる。したがって、一部の層は、液浸タイプのリソグラフィツールで露光することができ、一方、他の層は、「ドライ」ツールで露光される。一部の層は、ＤＵＶ波長で動作するツールで露光することができ、一方、他の層は、ＥＵＶ波長の放射線を使用して露光される。
【００２３】
[0029]  リソグラフィ装置によって露光される基板が、正確かつ一貫的に露光されるために、露光された基板を検査して、基板層間のオーバーレイエラー、線厚さ、クリティカルディメンジョン（ＣＤ）などの１つまたは複数の特性を測定するのが望ましい。相応して、リソセルＬＣが配置された製造設備は、１つまたは複数のメトロロジシステムを含むこともできる。メトロロジシステムは、スタンドアロン型メトロロジ装置ＭＥＴ２４０および／または組込みメトロロジ装置ＩＭ２０７を含むことができる。スタンドアロン型メトロロジ装置ＭＥＴ２４０は、ライン外で測定を行うために、リソセルで処理された基板Ｗの一部またはすべてを受け入れる。組込みメトロロジ装置ＩＭ２０７は、ライン内での測定を行い、露光直後に基板Ｗの一部またはすべてを受け入れて測定するために、例えば、トラックに組み込まれる。メトロロジの結果は、監視制御システムＳＣＳに直接的に、または間接的に供給される（２４２、２４５）。エラーが検出されると、特に、同じバッチの他の基板をそれでも露光することができる程度にすぐに、かつ素早くメトロロジを行うことができる場合に、次の基板の露光を調整することができる。
【００２４】
[0030]  最新のリソグラフィ製造設備のメトロロジ装置の一般的な例には、スキャトロメータ、例えば、角度分解スキャトロメータまたは分光スキャトロメータがあり、このスキャトロメータは、通常、装置２２２でエッチングを行う前に、現像された基板２２０の特性を測定するのに使用することができる。スタンドアロン型メトロロジ装置２４０および／または組込みメトロロジ装置２０７を使用して、例えば、オーバーレイまたはクリティカルディメンジョン（ＣＤ）などの性能パラメータが、現像されたレジストにおいて、１つまたは複数の特定の精度要件を満たさないことを明らかにすることができる。エッチングステップの前に、現像されたレジストを剥がし、リソクラスタによって基板２２０を再処理する可能性が存在する。そのため、装置２４０、２０７からのメトロロジの結果２４２、２４５を使用して、監視制御システムＳＣＳおよび／または制御ユニットＬＡＣＵ２０６が長期にわたる小調整を行うことで、リソクラスタでのパターン形成処理の高精度な性能を維持し、それにより、製品が仕様から外れて、再処理を必要とするリスクを最小限にすることができる。当然のことながら、メトロロジ装置２４０および／または他のメトロロジ装置（図示せず）は、処理済み基板２３２、２３４および投入基板２３０の特性を測定するのに使用することができる。
【００２５】
[0031]  メトロロジ装置が図２Ａに示されている。スタンドアロン型メトロロジ装置２４０および／または組込みメトロロジ装置２０７には、例えば、そのようなメトロロジ装置、または他の任意の適切なメトロロジ装置があり得る。ターゲットＴとターゲットを照明するために使用される測定放射の回折放射線とが、図２Ｂにさらに詳細に示されている。図示したメトロロジ装置は、暗視野メトロロジ装置として公知のタイプである。メトロロジ装置は、スタンドアロン型デバイスとすることができるし、または、例えば、測定ステーションもしくはリソグラフィックセルＬＣのいずれかで、リソグラフィ装置ＬＡに組み込むこともできる。装置全体にわたっていくつかの分岐を有する光軸は、点線Ｏで示されている。この装置では、放射源１１（例えば、キセノンランプ）によって放射された放射線は、レンズ１２、１４および対物レンズ１６を含む光学系によって、光学要素１５を介して基板Ｗに誘導される。これらのレンズは、２連の４Ｆ構成で配置されている。異なるレンズ構成がそれでも基板像を検出器上に形成し、同時に、空間周波数フィルタリング用の中間瞳面のアクセスを可能にするという条件で、異なるレンズ構成を使用することができる。したがって、放射線が基板に入射する角度範囲は、ここでは（共役）瞳面と称される、基板平面の空間スペクトルを示す平面の空間強度分布を画定することで選択することができる。特に、これは、レンズ１２、１４間で、対物レンズ瞳面の後方投影像である平面内に、適切な形態のアパーチャプレート１３を挿入することで行うことができる。図示した例では、アパーチャプレート１３は、様々な照明モードが選択されるのを可能にする、１３Ｎおよび１３Ｓの符号を付けた様々な形態を有する。この例の照明システムは、オフアクシス照明モードを形成している。第１の照明モードでは、アパーチャプレート１３Ｎは、単に説明のために「北（Ｎ）」と指定した方向からのオフアクシスをもたらす。第２の照射モードでは、アパーチャプレート１３Ｓは、同様であるが「南（Ｓ）」の符号を付けた反対の方向から照明するために使用される。様々なアパーチャを使用することで、他の照明モードが可能である。所望の照明モード以外の任意の不必要な放射は、所望する測定信号に干渉することになるので、瞳面の残部は暗色とするのが望ましい。
【００２６】
[0032]  図２Ｂ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に垂直な状態で配置されている。基板Ｗは、サポート（図示せず）によって支持することができる。軸Ｏから外れた角度からターゲットＴに当たった測定放射線Ｉは、ゼロ次光線（実線０）および２つの一次光線（一点鎖線＋１および二点鎖線−１）を生じさせる。小ターゲットがオーバーフィルされる場合、これらの光線は、メトロロジターゲットＴおよび他のフィーチャを含む基板の領域にわたる多数の平行光線の１つにすぎないことを忘れてはならない。プレート１３のアパーチャは、（有用な放射量を受け入れるのに必要な）有限の幅を有するので、入射光線Ｉは、事実上、所定の角度範囲を占め、回折光線０および回折光線＋１／−１は幾分広がる。小ターゲットの点広がり関数によれば、各次数＋１、−１は、示すような単一の理想光線ではなく、所定の角度範囲にわたってさらに広がる。ターゲットの格子ピッチおよび照明角は、対物レンズに入射する一次光線が、中心光軸と密接して整列するように設計および調整できることに留意されたい。図２Ａおよび図２Ｂに示した光線は、単に、光線が図中でより容易に区別されるのを可能にするために、幾分軸から外れて示されている。
【００２７】
[0033]  基板Ｗ上のターゲットＴで回折した少なくとも０次および＋１次のものは、対物レンズ１６によって集められ、逆戻りして光学要素１５を通る。図２Ａに戻ると、北（Ｎ）および南（Ｓ）として符号を付けた直径方向両側のアパーチャを指定することで、第１および第２の照明モードの両方が示されている。測定放射の入射光線Ｉが光軸の北側から来ると、すなわち、アパーチャプレート１３Ｎを使用する第１の照明モードが適用されると、＋１（Ｎ）の符号を付けた＋１回折光線が、対物レンズ１６に入射する。それに対して、アパーチャプレート１３Ｓを使用する第２の照明モードが適用されると、（−１（Ｓ）の符号を付けた）−１回折光線がレンズ１６に入射する。
【００２８】
[0034]  ビームスプリッタ１７は、回折ビームを２つの測定分岐に分流する。第１の測定分岐では、光学系１８は、ゼロ次および一次回折ビームを使用して、ターゲットの回折スペクトル（瞳面像）を第１のセンサ１９（例えば、ＣＣＤまたはＣＭＯＳセンサ）に形成する。各回折次数はセンサの異なる部分に当たるので、画像処理により、各次数を比較し、対照させることができる。センサ１９によって取り込まれた瞳面像は、メトロロジ装置の焦点を合わせる、および／または一次ビームの強度照度測定値を正規化するために使用することができる。瞳面像は、再現などの多くの測定目的に使用することもできる。
【００２９】
[0035]  第２の測定分岐では、光学系２０、２２は、ターゲットＴの像をセンサ２３（例えば、ＣＣＤまたはＣＭＯＳセンサ）に形成する。第２の測定分岐では、開口絞り２１が、瞳面と共役である平面に設けられる。開口絞り２１は、ゼロ次回折ビームを遮断するように機能するので、センサ２３に形成されるターゲットの像は、−１または＋１の一次ビームからのみ形成される。センサ１９、２３によって取り込まれた像はプロセッサＰＵに出力され、プロセッサＰＵは像を処理し、プロセッサＰＵの機能は、行われる特定のタイプの測定によって決まる。「像」という用語は、ここでは広い意味で使用されることに留意されたい。−１および＋１の次数の１つだけが存在する場合に、格子線の像は形成されない。
【００３０】
[0036]  図２に示すアパーチャプレート１３および視野絞り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使用され、オフアクシス開口を有する開口絞りを使用して、実質的に１つだけの一次回折放射をセンサに送る。さらに別の実施形態では、一次ビームの代わりに、または一次ビームに加えて、二次、三次、さらに高次のビーム（図２に示していない）を測定に使用することができる。
【００３１】
[0037]  これらの様々なタイプの測定に適合可能な測定放射を行うために、アパーチャプレート１３は、ディスクのまわりに形成された複数のアパーチャパターンを含むことができ、このディスクは、所望のパターンを所定の位置に合わせるために回転する。アパーチャプレート１３Ｎまたはアパーチャプレート１３Ｓは、一方向（構成に応じてＸまたはＹ）に向けられた格子を測定するためにのみ使用することができることに留意されたい。直交格子の測定の場合、ターゲットを９０°および２７０°だけ回転させることができる。これらの使用、ならびに装置の他の様々なバリエーションおよび用途が、前に公開された上記の出願に記載されている。
【００３２】
[0038]  （リソグラフィプロセスおよび／またはエッチングプロセスを含むパターン形成のための任意のプロセスを含むことができる）パターン形成プロセスによって形成される、フィーチャの寸法などの特定の特性は、特定の仕様の範囲内に維持されるのが望ましい。このようにできないと、多くの場合、デバイスは不良品となり、それにより、歩留まりが低くなる。対象となる１つの特性はクリティカルディメンジョン（ＣＤ）である。１つまたは複数のフィーチャのＣＤは、寸法制御に対して重要であるとして規定された寸法基準である。ＣＤ制御の１つの評価基準は、クリティカルディメンジョンの均一性（ＣＤＵ）、すなわち、ＣＤが基板全体にわたって構造体間でいかに均一であるかである。ＣＤ制御が良好なほど最終的な電気デバイスのＣＤＵ、ひいては歩留まりが改善される。エッチング後のＣＤＵは、通常、最終的なデバイス均一性を表すと考えられる。
【００３３】
[0039]  エッチング後ＣＤＵは、（１つまたは複数の基板の様々な位置で）ＣＤを測定し、適切な補正を求め、適用することで最適化されて、フィードバックループで（ＣＤを所定の値に近づけることで）ＣＤＵを改善することができる。このＣＤ制御を達成するために使用できる２つの主要な制御ループがある。第１の制御ループは、露光制御ループとすることができる。露光制御ループでは、ＣＤは、所定のプロセス状態で測定され、例えば、結像およびエッチングステップ直後にエッチング後ＣＤが測定され、露光制御補正が求められる。露光制御補正は、ドーズ量（レジストが露光中に受ける単位面積当たりの露光エネルギの大きさ）、またはＣＤをターゲットＣＤに近づける（露光中にパターン形成されたビームの）焦点距離などの、関連する（例えば、空間的に分解される）露光制御パラメータに対する１つまたは複数の補正を含むことができる。次いで、次の露光で補正がリソグラフィ装置によって適用され、エッチングプロセスは変わらないままである。第２の制御ループは、プロセス制御ループ（例えば、エッチング制御ループ）とすることができ、エッチング後ＣＤが測定され、プロセス制御補正が求められる。プロセス制御補正は、ＣＤをターゲットＣＤに近づける、関連する（例えば、空間的に分解される）プロセス制御パラメータ（例えば、温度などのエッチングプロセスの制御パラメータ）に対する１つまたは複数の補正を含むことができる。次いで、この補正は、エッチング装置によって、次の基板のエッチング処理に適用され、リソグラフィ露光プロセスは変わらないままである。これらの方法は共に、単一のフィーチャに対する良好なエッチング後ＣＤＵを達成することができる。
【００３４】
[0040]  しかし、単一フィーチャの最適化は、デバイス性能を最適化するのに必ずしも十分ではないことがある。デバイス上には複数の様々なフィーチャがあり、フィーチャのすべてが、ＣＤに関する仕様の範囲内に入るべきである。しかし、異なるクラスの構造は、制御パラメータ、ひいては、求めた補正に対して異なる挙動を示すことがある。基本的に、そのような異なる挙動を示すことがある２つの異なるクラスの構造は、（例えば、メモリデバイス用の）高密度アレイ構造および単独構造である。
【００３５】
[0041]  通常、意図された寸法と実際のパターン形成された寸法（露光後およびエッチング後）との間の体系的なずれは、高密度構造および単独構造をエッチング後に仕様の範囲内に維持するパターニングデバイスバイアスおよび／またはサブリゾリューションアシストフィーチャ（ＳＲＡＦ）によって補償される。パターニングデバイスバイアス／ＳＲＡＦは、光近接効果補正（ＯＰＣ）モデルを用いて求められる。
【００３６】
[0042]  理想的には、ＯＰＣモデルは、ターゲット上の高密度構造および単独構造の両方に対して平均ＣＤを仕様の範囲内に維持する。仕様によって規定されたターゲットＣＤからの小さなずれは、説明したように、露光プロセスまたはエッチングプロセスに対する適切なパラメータ補正を求めることで補償することができる。しかし、高密度構造および単独構造が異なる補正を必要とする状態に対して、ＯＰＣモデルは不正確であると考えられる。仕様から外れた場合、これは性能の低下をもたらし、新たなＯＰＣモデルは（結果としてもたらされる新たなパターニングデバイスなどと共に）これに対処する必要がある。一部の環境では、露光ステップでの照明設定は、体系的なずれを補償するために調整することができる。ローディングに起因して、高密度構造および単独構造は、多くのエッチングパラメータに対して異なる感度を有するので、同様の手法をエッチングプロセスに適用することができる。
【００３７】
[0043]  さらに、高密度構造および単独構造のＣＤ間のずれは、基板全体にわたって一定ではなくて、位置依存の変動を見せる。したがって、高密度構造のＣＤ基板マップは、単独構造のＣＤ基板マップと比較して、基板全体にわたって異なるフィンガープリントを示す。フィンガープリントが異なる理由の大部分は、異なるクラスの構造に異なる影響を及ぼす、堆積、スピンオン、および／または化学機械研磨に関係するスタック変動などの様々な影響因子である。
【００３８】
[0044]  フィンガープリントが異なるために、単一の補正だけ（例えば、ドーズ量補正またはエッチング補正）を使用して両方のフィンガープリントを完全に補償するのは困難である。例えば、高密度構造のＣＤを仕様の範囲内にする補正を適用することで、単独構造のＣＤが、仕様および／またはさらにターゲットから外れやすくなる（逆も同様）。図３はこれを示している。各図３Ａおよび図３Ｂでは、線はターゲットＣＤを表し、点は３つの異なる位置Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３と、単独構造Ｉ（上部）および高密度構造Ｄ（下部）に対する実際のＣＤを表している。この図では、点が線から遠くに離れて示されるほど、ＣＤは、その位置でターゲットＣＤから大きく外れている。図３Ａは、（簡単にするために、２つの間が１：１の転写であると仮定して、エッチング後ＣＤか、または（露光後であるが、エッチングの前に、露光した状態で測定されたＣＤである）露光後ＣＤかのいずれかに対する）ドーズ量補正だけで、または（エッチング後ＣＤに対する）エッチング補正だけで可能な最良の折衷補正を示している。図３Ｂは、高密度構造のＣＤをターゲットにさらに接近させた補償の影響を示しており、これは、単独構造のＣＤがターゲットからさらにずれるようにする。また、当然のことながら、逆も真であり、単独構造のＣＤをターゲットにさらに接近させる補償により、高密度構造のＣＤが、ターゲットからさらにずれるようになる。
【００３９】
[0045]  上記の問題に対処するために、所定のプロセス状態（例えば、処理後、特に、エッチング後）での少なくとも１つの構造からの対象となるパラメータの特定と、露光制御関係およびプロセス制御関係とに基づいて、（例えば、ＣＤなどの対象となる基板内パラメータを最適化する）少なくとも露光補正を求めることが提案される。露光制御関係とは、露光制御パラメータ（例えば、焦点距離および／またはドーズ量）に対する、対象となるパラメータの依存関係を表し、プロセス制御関係とは、プロセス制御パラメータ（例えば、エッチング温度）に対する、対象となるパラメータの依存関係を表す。
【００４０】
[0046]  特定の実施形態では、基板内ＣＤフィンガープリントを最適化するために、露光補正およびプロセス（例えば、エッチング）補正の組み合わせを実施することが提案される。現在のところエッチング補正に利用可能な空間分解能により、本明細書で説明する方法は、フィールド間の影響を補正するのに最も適しているが、方法はそれに限定されず、分解能を改善したエッチング補正が利用可能になる。実施形態では、方法は、単一クラスの構造だけに対して、ＣＤを最適化するのに使用することができる。これは、利用可能な補正領域を広げるなどの、先行方法に勝るいくつかの利点をもたらすことができる。そのような例では、ＣＤフィンガープリントは、基板の縁部の領域などの基板の特定の領域で大きなずれを示すことがあり、その結果、ターゲットＣＤから比較的大きく外れることになる。そのような大きなフィンガープリントのずれは、単一補正の補正能力を超えることがある。例えば、そのような領域でフィンガープリントを適切に補償するのに、プロセス補正においてのみ、または露光補正においてのみ、補正能力が不十分なことがある。本明細書で説明する概念は、プロセス補正と露光補正の組み合わせを使用して、完全な（または、少なくとも改善された）補正を可能にし、それにより、補正可能な領域が広がる。単純な例として、露光補正が、特定の位置で５ｎｍのフィンガープリントのうちの３ｎｍだけを補正でき、同様に、プロセス補正が、その位置で５ｎｍのフィンガープリントのうちの３ｎｍだけを補正できる場合に、プロセス補正と露光補正との組み合わせ（例えば、合計）は、５ｎｍのフィンガープリント全体を補正することができる。
【００４１】
[0047]  しかし、実施形態において、本明細書で説明する方法は、異なるＣＤフィンガープリントを示す２つ以上のクラスの構造に対して、基板内ＣＤフィンガープリントを最適化するために、露光補正とプロセス補正とを組み合わせることを含むことができる。所与の例は高密度構造および単独構造であるが、本概念はそれに限定されない。この概念は、通常、ＣＤフィンガープリントおよび／または特定の制御パラメータに対する感度によって分類できる任意のクラスの構造に等しく適用される。実施形態では、露光補正およびプロセス補正は、それぞれ高次補正であり、２つ以上の異なるクラスの構造に対するＣＤフィンガープリントの最適化を達成するために共に最適化される。プロセス補正は、例えば、基板ＣＤＵフィンガープリントを記述する高次基板フィンガープリント、例えば、１５次（またはより高い）２Ｄ多項式を含むことができる。
【００４２】
[0048]  露光補正は、実施形態において、露光感度、例えば、ＣＤが、各構造クラスに対して、関連する露光制御パラメータ（例えば、ドーズ量および／または焦点距離）と共にどのように変化するかを表す露光制御関係の情報を含む。プロセス補正は、実施形態において、プロセス感度、例えば、ＣＤが、各構造クラスに対して、関連するプロセス制御パラメータ（例えば、エッチング温度）と共にどのように変化するかを表すプロセス制御関係の情報を含む。さらに、実施形態では、単独構造に対する感度と比較した高密度構造に対するこれらの感度は、露光補正およびプロセス補正で異なるのが望ましい。言い換えると、関連する露光制御パラメータに対する高密度構造ＣＤおよび単独構造ＣＤの感度の比率は、関連するプロセス制御パラメータに対する高密度構造ＣＤおよび単独構造ＣＤの感度の比率とは異なるべきである。これらの比率は、いずれにせよ通常異なるが、そうではない場合、これらの比率の一方（または両方）は、関連する感度が異なることを保証するために、他の露光およびプロセスパラメータを調整することで調整されるべきであることが提案される。
【００４３】
[0049]  様々な感度の情報を使用して、高密度構造ＣＤおよび単独構造ＣＤは、基板上のターゲットの任意の位置で調整することができる。例えば、エッチング後ＣＤは、基板位置ごとに露光後ＣＤをずらすことで両方の構造クラスに対して最適化することができて、プロセス補正は、高密度構造ＣＤおよび単独構造ＣＤの両方をターゲットに合わせるように、両方の構造クラスに対してＣＤを補正する働きをする。露光補正は、補正を調整するために使用される、関連するプロセス制御パラメータに対する高密度構造および単独構造のプロセス感度の情報を含み、それに対して、プロセス補正は、適用される露光補正（露光後に適用されるＣＤバイアス）の情報を含む。このように、露光およびプロセス補正は共に最適化される。
【００４４】
[0050]  図４は、この概念を示している。図において、線はターゲットＣＤを表し、点および十字形は、それぞれ、３つの異なる位置Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３と、単独構造Ｉ（上部）および高密度構造Ｄ（下部）に対する実際の露光後ＣＤ（点）およびエッチング後ＣＤ（十字形）を表している。この特定の単純な例の場合、単独構造のＣＤは、高密度構造のＣＤよりも関連するエッチング制御パラメータ（例えば、温度）に対する感度が３倍高いと想定している。したがって、この実施形態では、露光制御パラメータに対して設定される補正は、結果として得られる、単独構造に対する露光後ＣＤを、高密度構造に対する露光後ＣＤ（ｙ）よりも、ターゲットＣＤ値（単独および高密度構造に対して線Ｉ、Ｄで示されている）から３倍だけさらに遠くに（３ｙ）ずらすことを目的とする。このようにずらした結果、次に適切なエッチング補正を適用することで、十字形で示すように、単独および高密度構造の両方に対して、ＣＤがターゲットＣＤ値に補正される。
【００４５】
[0051]  制御パラメータ補正を求めるための特定の方法は、各２つの構造クラスに対して、（２つの間の差が基板全体にわたって実質的に一定であり、したがって相殺する露光後またはエッチング後の）ＣＤと露光制御パラメータとの関係と、エッチング後ＣＤとプロセス制御パラメータとの関係（後者の関係は、開始点として露光後ＣＤを有する）と、を組み合わせ、それにより、各構造クラスに対して、露光制御パラメータおよびプロセス制御パラメータの両方とエッチング後ＣＤとの間の関係を求めることを含むことができる。これらは、適切なＣＤ測定に基づいて、ＣＤをターゲットに合わせるエッチング後ＣＤ調整を見出すための２つの未知数として、露光制御パラメータおよびプロセス制御パラメータに対する適切な補正値を用いた連立方程式として（基板位置ごとに）解くことができる。
【００４６】
[0052]  本明細書で説明する方法は、利用可能な補正パラメータ数に応じて、異なるＣＤフィンガープリントを示す２つ以上の異なる構造クラスのＣＤに対する理論的に理想的な補正を可能にする。特定の例は、１つは露光パラメータ、および１つはプロセスパラメータという２つの補正パラメータを使用して補正される２つの構造クラスを示し、それにより、これらの２つの構造クラスのＣＤに対する理論的に理想的な修正を可能にする。高密度構造および単独構造は、２つの構造クラスの単なる非限定的な例である。測定のために選択された構造クラスの構造が、製品全体を代表するものであるかどうかを判断するステップもさらにあり得る。
【００４７】
[0053]  さらに、説明した１つの露光パラメータおよび１つのプロセスパラメータを使用して、本開示の範囲内で３つ以上の構造クラスのＣＤを補正することができるが、これは、必ずしも理論的に理想的な補正をもたらさず、単に、現在の技術に勝る改良された補正が得られる。ｘ個の異なる構造クラス（ｘ＞２）に対して理論的に理想的なＣＤ補正を得るために、制御可能であり、ＣＤとの感度関係が既知であり、適切である少なくともｘ個の異なるパラメータ（少なくとも１つの露光パラメータおよび１つのプロセスパラメータを含む）が必要である。可能な露光パラメータには焦点距離およびドーズ量があり、一方、可能なプロセス（例えば、エッチング）パラメータには、温度およびガス混合物がある。そのような実施形態では、他の関連する露光およびプロセスパラメータの相互作用と、結果として生じる影響と、についての理解を深める必要がある。例として、露光制御パラメータとしてリソグラフィ装置の焦点距離を使用するには、結果として生じる、レジスト側壁角への影響と、さらには、エッチング後ＣＤへの影響と、についての理解が必要である。
【００４８】
[0054]  図５は、複数の構造クラスを有する例示的な実施形態による、露光プロセス時に寸法基準を制御する方法のフローチャートである。ステップは以下の通りであり、次いで、さらに詳細に後述される。
５００−キャリブレーションを開始する。
５０２−露光制御パラメータ（例えば、ドーズ量または焦点距離）を変動させて露光キャリブレーション基板を露光する。
５０４−露光キャリブレーション基板をエッチングする。
５０６−露光キャリブレーション基板を測定する。
５０８−露光制御パラメータと、対象となるパラメータ（例えば、ＣＤ）との間の露光制御関係を求める。
５１０−プロセスキャリブレーション基板を露光する。
５１２−プロセス制御パラメータ（例えば、温度）を変動させてプロセスキャリブレーション基板をエッチングする。
５１４−プロセスキャリブレーション基板を測定する。
５１６−プロセス制御パラメータと、対象となるパラメータとの間のプロセス制御関係を求める。
５１８−基準基板を露光する。
５２０−基準基板をエッチングする。
５２２−基準基板を測定する。
５３０−基準基板に対する露光制御補正および（任意選択で）プロセス制御補正を求める。
５４０−求めた露光制御補正を使用して露光ステップを実施する。
５５０−任意選択で、求めたプロセス制御補正を使用して処理ステップを実施する。
５６０−基板を測定する。
【００４９】
[0055]  ステップ５００は、１つまたは複数の露光キャリブレーション基板と、１つまたは複数のプロセスキャリブレーション基板と、１つまたは複数の基準基板と、が（並行して、または部分的に並行して、または順次）露光され、処理され、測定されるキャリブレーションステップ５０２〜５２２の開始を示している。ステップ５０２〜５０８は、露光キャリブレーション基板に適用される。ステップ５０２で、露光キャリブレーション基板を露光する。露光中に、様々な位置が、様々な値の露光制御パラメータにさらされるように、基板全体にわたって露光制御パラメータを変動させる。各これらの位置において、各構造クラスの１つまたは複数の構造が形成される。露光制御パラメータは、ドーズ量および／または焦点距離とすることができる（露光制御パラメータは、例えば、焦点距離−露光マトリクスを使用する焦点距離およびドーズ量の組み合わせを含むことができることに留意されたい）。ステップ５０４で、プロセス制御パラメータを用いて対象となるパラメータ（例えば、ＣＤ）の変動を最小限にするために、基板全体にわたって最適化されたプロセス制御パラメータで基板を処理する。この処理は、基板上の各点での一定のエッチング速度に対して最適化されたエッチング（静電チャック）温度でエッチングすることを含むことができる（静電チャック温度は、例えば、磁界の不均一性またはガス混合物の変動を補償するためにすでに使用されている）。そのような最適化は、通常、静電チャックの半径方向の温度調整を含む。ステップ５０６で、基板を測定する。ステップ５０８で、各構造クラスに対して、ステップ５０６の測定値からＣＤと露光制御パラメータとの間の露光制御関係を求める。上記の方法の代替案として、レジストのかかった基板を測定するために、ステップ５０２、５０４間でさらなる露光後ＣＤ測定を実施することができ、これらの測定値から関係を求める。エッチングの最適化は、露光−エッチングＣＤずれ（露光後ＣＤ測定値とエッチング後ＣＤ測定値との差）を求めることと、エッチング後ＣＤ測定を直接使用する代わりに露光後ＣＤ測定を使用することと、のオプションをもたらす。
【００５０】
[0056]  ステップ５１０〜５１６は、プロセスキャリブレーション基板に適用される。ステップ５１０で、基板全体にわたって露光制御パラメータを一定にして（例えば、ドーズ量を一定にして）、プロセスキャリブレーション基板を露光する。ステップ５１２で、様々な位置が、様々な値のプロセス制御パラメータにさらされるように、基板全体にわたってプロセス制御パラメータを変動させて基板を処理する。各これらの位置は、各構造クラスの１つまたは複数の構造を含む。この処理は、基板全体にわたってエッチング温度を変動させてエッチングを行うことを含むことができる。温度は、例えば、エッチング速度が基板全体にわたって変動するように制御することができる。ステップ５１４で、基板を測定し、ステップ５１６で、各構造クラスに対して、ステップ５１４の測定値からＣＤとプロセス制御パラメータとの間のプロセス制御関係を求める。現実的に、エッチングキャリブレーションは、ステップ５１０〜５１６にかけられる２つ以上のプロセスキャリブレーション基板を必要とする。
【００５１】
[0057]  ２つの構造クラス（例えば、高密度および単独構造）がある場合に、ステップ５０８およびステップ５１６は、第１の構造クラスの露光制御パラメータに対するＣＤの依存関係を示す第１の露光制御関係と、第２の構造クラスの露光制御パラメータに対するＣＤの依存関係を示す第２の露光制御関係と、第１の構造クラスのプロセス制御パラメータに対するＣＤの依存関係を示す第１のプロセス制御関係と、第２の構造クラスのプロセス制御パラメータに対するＣＤの依存関係を示す第２のプロセス制御関係と、を求める。
【００５２】
[0058]  ステップ５１８で、両方の構造クラスからの１つまたは複数の構造を含む構造を有する基準基板を露光する。ステップ５２０で、基準基板を処理し（例えば、エッチングし）、ステップ５２２で、ＣＤのエッチング後測定値を収集するために、基準基板に対してＣＤ測定を実施する（任意選択で、処理する前に、モニタリング目的で露光後ＣＤ測定を行うこともできる）。
【００５３】
[0059]  ステップ５３０で、基準基板の測定値（およびターゲット値からの測定値のずれ）と上記で求めた関係とに基づき、本明細書で開示した方法を使用して、露光制御パラメータに対する露光制御補正を求める。実施形態では、このステップは、露光制御パラメータおよびプロセス制御パラメータに対する（位置ごとの）共に最適化された補正を求めることを含むことができる。これらの補正は、すべての構造クラスに対して、各測定位置で基準基板のエッチング後ＣＤをターゲットＣＤに向かって合わせるように働くべきである。
【００５４】
[0060]  ステップ５３０で求めた、露光制御パラメータおよび（適用できる場合に）プロセス制御パラメータに対する、共に最適化された補正を使用して、ステップ５４０およびステップ５５０で、次に続く基板をそれぞれ露光および処理する。ステップ５６０で、１つまたは複数のこれらの次に続く基板を測定し、（すでに求めた関係を使用した）これらの測定でのずれを補正するために、制御ループの一部として、さらなる補正を求めることができる。
【００５５】
[0061]  本明細書で説明した概念は、複数の構造クラスのＣＤのＣＤＵを改善するのに寄与し、その結果として、電気関係の歩留まりを向上させるのに寄与する。現時点での望ましいＣＤＵ性能レベルおよび最新技術性能を考慮すると、その影響は、５ｎｍノード以下に対して大きいと考えられる。
【００５６】
[0062]  上記の概念は、ＣＤの制御に対して説明されたが、この概念は、露光制御パラメータおよびプロセス制御パラメータの制御によって、予想どおりに制御できる、対象となる他のパラメータに同様に適用可能である。特に、この概念は、様々な構造クラスに対するこれらの制御パラメータと様々な関係を示す、対象となる他のそのようなパラメータに同様に適用可能である。
【００５７】
[0063]  上記のメトロロジターゲットは、測定を目的として特別に設計および形成されたメトロロジターゲットであるが、他の実施形態では、基板に形成されたデバイスの機能部分であるメトロロジターゲットの特性を測定することができる。多くのデバイスは、規則的な格子状の構造を有する。本明細書で使用されるメトロロジターゲット格子およびメトロロジターゲットは、特に、実施される測定のための構造を設けることを必要としない。
【００５８】
[0064]  実施形態は、本明細書で説明した方法または他の処理を実行させる機械可読命令の１つまたは複数のシーケンスを含むコンピュータプログラムを含むことができる。実施形態は、基板上のターゲットを測定する、および／またはパターン形成プロセスについての情報を得るために測定値を解析する方法を記述した機械可読命令の１つまたは複数のシーケンスを含むコンピュータプログラムを含むことができる。そのようなコンピュータプログラムが格納されたデータ記憶媒体（例えば、半導体メモリ、磁気ディスク、または光ディスク）を設けることもできる。既存のリソグラフィまたはメトロロジ装置がすでに製造されている、および／または使用されている場合に、実施形態は、プロセッサに本明細書で説明した方法を実行させるための更新されたコンピュータプログラム製品を用意することで実施することができる。
【００５９】
[0065]  光リソグラフィとの関連において、実施形態の使用について上記に特定の言及を行うことができたが、当然のことながら、実施形態は、他の用途、例えば、インプリントリソグラフィで使用することができ、状況が可能にする場合、光リソグラフィに限定されない。インプリントリソグラフィでは、パターニングデバイスのトポグラフィが、基板に形成されるパターンを画定する。パターニングデバイスのトポグラフィは、基板に供給されたレジスト層に押し付けることができ、レジストは、電磁放射、熱、圧力、またはそれらの組み合わせを加えることで硬化する。パターニングデバイスは、レジストが硬化した後、レジスト内にパターンを残したままレジストから引き離される。
【００６０】
[0066]  本明細書で使用する「放射」および「ビーム」という用語は、（例えば、３６５、３５５、２４８、１９３、１５７、または１２６ｎｍの波長、あるいはそれらの近辺の波長を有する）紫外（ＵＶ）線および（例えば、５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）極端紫外（ＥＵＶ）線、さらには、イオンビームまたは電子ビームなどの粒子ビームを含むすべてのタイプの電磁放射線を包含する。
【００６１】
[0067]  「レンズ」という用語は、状況が可能にする場合、屈折式、反射式、磁気式、電磁気式、および静電式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任意の一つ、またはそれらの組み合わせを指すことができる。
【００６２】
[0068]  本発明は、以下の条項を使用してさらに説明することができる。
１．パターン形成プロセスの対象となるパラメータを制御する方法であって、
所定のプロセス状態での構造からの対象となるパラメータの特定と、露光制御関係およびプロセス制御関係とに基づいて、露光制御パラメータに対する露光制御補正を求めることを含み、
露光制御関係とは、露光制御パラメータに対する、対象となるパラメータの依存関係を表し、プロセス制御関係とは、プロセス制御パラメータに対する、対象となるパラメータの依存関係を表す、方法。
２．対象となるパラメータにはクリティカルディメンジョンが含まれる、条項１の方法。
３．露光制御補正は、基板の複数の位置に対して求められる、条項１または２の方法。
４．露光制御補正を求めることは、さらに、露光状態での構造からの対象となるパラメータの特定に基づく、前出の何れかの条項の方法。
５．構造からの対象となるパラメータの特定と、露光制御関係と、プロセス制御関係とに基づいて、プロセス制御パラメータに対するプロセス制御補正を求めることをさらに含む、前出の何れかの条項の方法。
６．露光制御補正またはプロセス制御補正のみを用いて可能な補正範囲に対して補正範囲を拡大するために、露光制御補正およびプロセス制御補正を組み合わせることを含む、条項５の方法。
７．対象となるターゲットパラメータに対する、次に続く構造の対象となるパラメータの変動を最小限にするために、露光制御補正およびプロセス制御補正を共に最適化することを含む、条項５または６の方法。
８．プロセス制御パラメータはエッチング制御パラメータであり、プロセス制御補正はエッチング制御補正である、条項５〜７の何れかによる方法。
９．エッチング制御パラメータには、温度、またはエッチングガス混合物、または両方が含まれる、条項８の方法。
１０．プロセス制御パラメータに対するプロセス制御補正を使用して、構造を処理するプロセスステップを実施することを含む、条項５〜９の何れかの方法。
１１．プロセス制御補正は、基板全体にわたる高次補正であり、高次補正には、基板全体にわたる、対象となるパラメータの均一性を表し、１０次以上の２Ｄ多項式によって表されるフィンガープリントが含まれる、条項５〜１０の何れかの方法。
１２．２Ｄ多項式には１５次以上の多項式が含まれる、条項１１の方法。
１３．構造には複数の構造が含まれ、露光制御補正およびプロセス制御補正は、露光制御補正が、結果として得られる、構造の対象となるパラメータをプロセスステップの前に偏倚させて、プロセスステップ時のプロセス制御補正の適用が、構造の対象となるターゲットパラメータに対する、次に露光および処理される構造の対象となるパラメータの変動を最小限にするように共に最適化される、条項５〜１２の何れかの方法。
１４．構造には、２つ以上の構造クラスに分類可能な複数の構造が含まれ、各構造クラスは、異なる露光制御関係および／または異なるプロセス制御関係を有する、前出の何れかの条項の方法。
１５．構造クラスには、高密度構造からなる第１の構造クラスと、単独構造からなる第２の構造クラスとが含まれる、条項１４の方法。
１６．構造クラス数は２つである、条項１４または１５の方法。
１７．構造クラス数は３つ以上である、条項１４または１５の方法。
１８．露光制御補正は、第１の構造クラスの露光制御パラメータに対する、対象となるパラメータの依存関係を表す第１の露光制御関係と、第２の構造クラスの露光制御パラメータに対する、対象となるパラメータの依存関係を示す第２の露光制御関係と、第１の構造クラスのプロセス制御パラメータに対する、対象となるパラメータの依存関係を示す第１のプロセス制御関係と、第２の構造クラスのプロセス制御パラメータに対する、対象となるパラメータの依存関係を示す第２のプロセス制御関係とから求められる、条項１４〜１７の何れかの方法。
１９．露光制御補正を含む補正が求められるパラメータの合計数は、少なくとも構造クラス数と同じであり、パラメータには、露光制御パラメータおよびプロセス制御パラメータが含まれる、条項１４〜１８の何れかの方法。
２０．露光制御補正は、基板全体にわたる高次補正であり、高次補正は、基板全体にわたる、対象となるパラメータの均一性を表し、１０次以上の２Ｄ多項式によって表されるフィンガープリントを含む、前出の何れかの条項の方法。
２１．２Ｄ多項式には、１５次以上の多項式が含まれる、条項２０の方法。
２２．露光制御パラメータにはドーズ量、または焦点距離、または両方が含まれる、前出の何れかの条項の方法。
２３．露光制御関係およびプロセス制御関係を求めるために、予備ステップを実施することを含み、予備ステップは、
露光制御パラメータを変動させながら、１つまたは複数の露光キャリブレーション基板上で、各複数の構造クラスの構造を含む構造を露光し、結果として得られた構造の対象となるパラメータを測定することと、
各構造クラスの構造を含む１つまたは複数のプロセスキャリブレーション基板を様々なプロセス制御パラメータ設定で処理し、結果として得られた構造の対象となるパラメータを測定することと、
露光キャリブレーション基板の測定値から露光制御関係を求めることと、
プロセスキャリブレーション基板の測定値からプロセス制御関係を求めることと、
を含む、前出の何れかの条項の方法。
２４．予備ステップは、基準基板上で各構造クラスの構造を露光することと、基準基板を測定することと、基準基板の測定値に対する露光制御補正と、適用可能な場合に、プロセス制御補正とを求めることとをさらに含む、条項２３の方法。
２５．露光制御パラメータに対する露光制御補正を使用して、基板に構造を形成する露光ステップを実施することを含む、前出の何れかの条項の方法。
２６．基板上で露光および処理された複数の構造の対象となるパラメータの測定を実施することを含む、前出の何れかの条項の方法。
２７．適切なプロセッサ制御式装置で実行されるときに、プロセッサ制御式装置に前出の任意の項の方法を実施させるプロセッサ可読命令を含むコンピュータプログラム。
２８．条項２７のコンピュータプログラムを含むコンピュータプログラム担体。
２９．条項１〜２６の何れかの方法で求めた、露光制御パラメータに対する露光制御補正を使用して、パターン形成プロセスを実施するように動作可能なリソグラフィ装置。
３０．条項１〜２６の何れかの方法を実施するように動作可能な条項２９のリソグラフィ装置。
３１．パターンを照明する照明光学系と、
パターンの像を基板に投影する投影光学系と、
を含む条項２９または３０のリソグラフィ装置。
３２．条項１〜２４の何れかの方法を実施するように動作可能なメトロロジ装置。
３３．基板上の露光および処理された複数の構造の対象となるパラメータの測定を実施するようにさらに動作可能である、条項３２のメトロロジ装置。
３４．基板上の構造を照明する照明システムと、
構造の照射から生じた散乱線を検出する検出システムと、
を含む、条項３２または３３のメトロロジ装置。
３５．条項２９〜３１の何れかのリソグラフィ装置および／または条項３２〜３４の何れかのメトロロジ装置を含むリソグラフィックセル。
３６．条項５〜１３の何れかの方法で求めた、プロセス制御パラメータに対するプロセス制御補正を使用して、露光した基板に対して１つまたは複数の処理ステップを実施するように動作可能な処理装置。
３７．エッチング装置を含む条項３６の処理装置。
３８．パターン形成プロセスの対象となるパラメータに対する補正を求める方法であって、
露光ステップおよびプロセスステップを実施して構造を形成した後に行われた、基板上の露光および処理された複数の構造の対象となるパラメータの測定と、さらに露光制御関係およびプロセス制御関係とに基づいて、露光制御パラメータに対する露光制御補正を求め、プロセス制御パラメータに対するプロセス制御補正を求めることを含み、
露光制御関係とは、露光制御パラメータに対する、対象となるパラメータの依存関係を表し、プロセス制御関係とは、プロセス制御パラメータに対する、対象となるパラメータの依存関係を表す、方法。
３９．露光制御補正およびプロセス制御補正は、対象となるターゲットパラメータに対する、次に露光および処理される構造の対象となるパラメータの変動を最小限にするように共に最適化される、条項３８の方法。
【００６３】
[0069]  特定の実施形態の前述の説明は、本発明の一般的な性質を完全に明らかにするので、他者は、当業者の技能の範囲内の知識を適用することで、過度の実験を行うことなく、本発明の一般概念から逸脱することなく、そのような特定の実施形態を容易に修正し、および／またはそのような特定の実施形態を様々な用途に適合させることができる。したがって、そのような適合および修正は、本明細書に提示した教示およびガイダンスに基づいて、開示した実施形態の等価物の趣旨および範囲内であることを意図されている。当然のことながら、本明細書における専門語または用語は、例を用いて説明するためのものであり、限定するものではなく、本明細書の用語または専門語は、教示およびガイダンスに照らして、同業者によって解釈されるべきである。
【００６４】
[0070]  本発明の広さおよび範囲は、上記の例示的な実施形態のいずれかによって限定されるのではなくて、添付の特許請求の範囲およびその等価物によってのみ規定されるべきである。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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