(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定フィールドを定義する測定放射を用いるターゲットの測定後に前記ターゲットからの回折放射の測定値の補正を決定する方法であって、前記補正は、前記測定フィールドの場所に依存した前記測定値のずれを補正し、前記ターゲットは、同じ向きおよび異なるバイアスを有する対応する周期構造のペアを備え、
前記方法は、
前記対応する周期構造のペアについて第１測定および第２測定を実行することと、
前記第１測定および前記第２測定から補正を決定することと、を備え、
前記第１測定は、前記測定フィールドに対して通常の測定場所にある前記ターゲットを用いて実行され、
前記第２測定は、前記測定フィールドに対してシフトされた場所にある前記対応する周期構造のペアの一方を用いて実行され、前記シフトされた場所は、前記測定フィールドに対して前記通常の測定場所に前記ターゲットがあるときに前記対応する周期構造のペアの他方がある場所を含む、ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記ターゲットは、対応する周期構造の複数のペアを備え、
前記方法は、対応する周期構造の各ペアについて実行され、
前記第１測定は、前記対応する周期構造のペアの一方についての測定であり、前記シフトされた場所は、前記測定フィールドに対して前記通常の測定場所に前記ターゲットがあるときに前記対応する周期構造のペアの他方がある場所であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記補正は、前記測定値に乗算することにより、前記測定フィールドの場所に依存した前記測定値のずれを補正するように使用可能な補正係数であることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記補正は、前記測定値に対する加算または減算により、前記測定フィールドの場所に依存した前記測定値のずれを補正するように使用可能な補正オフセットであることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記第１測定を実行するための前記通常の測定場所と前記第２測定を実行するための第１のシフトされた場所との間で、前記測定フィールドに対する前記ターゲットの所定の移動を実行するステップを備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記ターゲットは、フォーカスを測定するための一以上のフォーカスグレーティング、または、ドーズ量を測定するための一以上のドーズ量グレーティング、または、クリティカルディメンジョンを測定するための一以上のグレーティング、または、オーバレイを測定するためのオーバレイターゲットを備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記補正は、前記第１測定および第２測定の実行に用いる前記対応する周期構造のペアおよび／または測定デバイスの一以上のパラメータの関数として決定されることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記測定フィールド内の単一の場所に適用可能な、パラメータに依存する複数の補正が決定され、各補正が異なるパラメータ条件について決定されることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
複数の周期構造を備えるターゲットを測定する方法であって、前記複数の周期構造は、同じ向きおよび異なるバイアスを有する対応する周期構造のペアを含み、
前記ターゲットの各周期構造を同時測定することにより、前記周期構造により散乱される放射の測定値を各周期構造について取得することと、
前記測定された強度値に対応する前記周期構造の場所に適用可能な補正を用いて、前記測定フィールドの場所に依存した前記測定値のずれの影響が補償されるように、前記周期構造により散乱される放射の各測定値を補正することと、を備え、
請求項１から８のいずれか一項に記載される方法を用いて各補正が決定されることを特徴とする方法。
【請求項１０】
基板上のリソグラフィプロセスにより形成される複数の周期構造を備えるターゲットの非対称性を測定する方法であって、前記複数の周期構造は、同じ向きおよび異なるバイアスを有する対応する周期構造のペアを含み、
前記ターゲットを測定放射で照明する間に各周期構造の第１の像を形成および検出することを備え、前記第１の像が各周期構造により回折される放射の第１の選択部分を用いて形成されることにより、各周期構造により散乱される放射の第１の測定値を取得することを備える第１測定ステップと、
前記ターゲットを測定放射で照明する間に各周期構造の第２の像を形成および検出することを備え、前記第２の像が各周期構造により回折される放射の第２の選択部分を用いて形成されることにより、各周期構造により散乱される放射の第２の測定値を取得することを備え、放射の前記第２の選択部分が、前記周期構造の回折スペクトルにおいて、前記第１の選択部分と対称的に反対となる第２測定ステップと、
前記周期構造により散乱される放射の適用可能な第１の測定値および前記周期構造により散乱される放射の適用可能な第２の測定値に基づいて、各周期構造における非対称性測定を計算するステップと、を備え、
前記非対称性測定を計算するステップにおいて、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法を用いて決定される補正を用いて、前記周期構造により散乱される放射の測定値における前記測定フィールドの場所に依存した前記測定値のずれの影響を補償するための補正が実行されることを特徴とする方法。
【請求項１１】
ターゲット内に構成される一以上の周期構造のターゲットパラメータを測定する方法であって、前記ターゲットは、同じ向きおよび異なるバイアスを有する対応する周期構造のペアを含み、前記方法は、
前記ターゲットに測定放射を照明する間に各周期構造の像を形成および検出し、前記像が各周期構造により散乱される放射を用いて形成されることにより、各周期構造により散乱される放射の第１の測定値を取得することと、
各周期構造について対応する前記像から前記ターゲットパラメータの測定を計算することと、を備え、
前記ターゲットパラメータの測定を計算するステップにおいて、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法を用いて決定される補正を用いて、前記周期構造により散乱される放射の測定値における前記測定フィールドの場所に依存した前記測定値のずれの影響を補償するための補正が実行されることを特徴とする方法。
【請求項１２】
リソグラフィプロセスのパラメータを測定するための計測装置であって、請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法を実行するよう動作可能であることを特徴とする計測装置。
【請求項１３】
パターンを照明するよう構成される照明光学システムと、基板に前記パターンの像を投影するよう構成される投影光学システムと、請求項１２に記載される計測装置と、を備えるリソグラフィ装置を備え、
前記リソグラフィ装置は、前記計測装置により計算される決定されたパラメータ値をさらに別の基板へのパターンの付与に用いるよう構成され、
前記決定されたパラメータ値は、前記計測装置を用いてなされる強度測定を用いて決定され、前記補正が適用されていることを特徴とするリソグラフィシステム。
【請求項１４】
適切なプロセッサ制御装置上で実行したときに、前記プロセッサ制御装置が請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法を実行させるプロセッサ可読指令を備えることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１５】
リソグラフィプロセスを用いて一連の基板にデバイスパターンが付与されるデバイス製造方法であって、
請求項１から８のいずれか一項に記載の方法を用いて少なくとも一つの補正を決定することと、
前記少なくとも一つの補正を強度測定に適用し、補正された強度測定を用いてリソグラフィプロセスパラメータをモニタすることと、
前記リソグラフィプロセスパラメータにしたがって後続基板におけるリソグラフィプロセスを制御することと、を含むことを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願へのクロスリファレンス］
本出願は、２０１５年６月１８日に出願された欧州出願１５１７２７０９．６号の利益を主張し、その全体が参照により本書に援用される。
【０００２】
［技術分野］
本発明は、計測のための方法および装置に関し、例えば、リソグラフィ技術によるデバイス製造に利用可能であり、リソグラフィ技術を用いるデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板の目標部分に与える機械である。リソグラフィ装置は、例えば集積回路（ＩＣ）の製造に用いることができる。その場合、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がＩＣの個々の層に対応する回路パターンを生成するために使用されうる。このパターンは、基板（例えばシリコンウエハ）上の（例えばダイの一部、一つのダイ又はいくつかのダイを備える）目標部分に転写できる。パターンの転写は、基板上に設けられる放射感受性材料（レジスト）の層への結像を典型的に介する。一般に、単一の基板は、連続的にパターン化される隣接する目標部分のネットワークを含むであろう。
【０００４】
リソグラフィプロセスにおいて、例えばプロセスの制御および検証のために、形成される構造を測定することがしばしば求められる。このような測定を実行するための様々なツールが知られており、クリティカルディメンジョン（ＣＤ）の測定にしばしば用いられる走査型電子顕微鏡や、デバイスの二つの層のアライメント精度であるオーバレイの測定に特化したツールが含まれる。最近、リソグラフィ分野に用いるための様々な形態の散乱計が開発されている。この装置は、放射のビームをターゲット上に向け、散乱された放射の一以上の特性（例えば、単一の反射角度での波長の関数としての強度、一以上の波長での反射角度の関数としての強度、または、反射角度の関数としての偏光）を測定して回折「スペクトル」を取得する。この「スペクトル」から注目するターゲットの特性を決定できる。
【０００５】
既知の散乱計の例は、ＵＳ２００６０３３９２１Ａ１およびＵＳ２０１０２０１９６３Ａ１に記載される形式の角度分解散乱計を含む。このような散乱計に用いられるターゲットは比較的大きい、例えば４０μｍ×４０μｍのグレーティングであり、測定ビームはグレーティングよりも小さなスポット（測定フィールド）を生成する（つまり、グレーティングは満たされない）。再構築によるフィーチャ形状の測定に加えて、特許出願公開ＵＳ２００６０６６８５５Ａ１に記載されるように、回折に基づくオーバレイまたは回折に基づくフォーカスがこのような装置を用いて測定できる。回折に基づくオーバレイおよび回折に基づくフォーカスは、回折次数の暗視野像を使用し、小さなターゲット上でのオーバレイ、フォーカス、ドーズ量および他のパラメータの測定を可能にする。これらターゲットは、測定フィールドより小さくすることができ、基板上の製品構造に囲まれていてもよい。周囲の製品構造からの強度は、像面内での暗視野検出を用いるオーバレイターゲットからの強度から効率的に分離できる。
【０００６】
暗視野像計測の例は、特許出願ＵＳ２０１００３２８６５５Ａ１およびＵＳ２０１１０６９２９２Ａ１に見出すことができ、それらの全体は参照により本書に援用される。本技術の別の発展は、特許出願公開ＵＳ２０１１００２７７０４Ａ、ＵＳ２０１１００４３７９１Ａ、ＵＳ２０１１１０２７５３Ａ１、ＵＳ２０１２００４４４７０Ａ、ＵＳ２０１２０１２３５８１Ａ、ＵＳ２０１２０２４２９７０Ａ１、ＵＳ２０１３０２５８３１０Ａ、ＵＳ２０１３０２７１７４０ＡおよびＷＯ２０１３１７８４２２Ａ１に記載されている。典型的に、これらの方法において、ターゲットの特性として非対称性を測定することが求められる。ターゲットは、オーバレイ、フォーカスおよびドーズ量といった様々な性能パラメータの測定を取得するために非対称性の測定を用いることができるように設計されることができる。ターゲットの非対称性は、散乱計を用いて回折スペクトルの反対側の部分間の強度差を検出することにより測定される。例えば、＋１および−１の回折次数の強度を比較して非対称性の尺度を取得してもよい。
【０００７】
これら従前の特許出願のいくつかにおいて、異なる照明モードおよび／または異なる像検出モードを用いる暗視野計測を実行し、ターゲット内の周期構造（グレーティング）から＋１および−１の回折次数を取得することが提案されている。一方で、このような方法は、異なるモードに用いられる光学経路の非対称性に影響され、ターゲットの非対称性を測定するときに誤差を生じさせるであろう。したがって、これらの誤差を低減するように正確な較正および補正を適用できたとしても、最良のオーバレイ、フォーカスまたはドーズ量の測定結果が得られる状況は、一般に、照明および検出が同一の条件下でターゲットが二回測定される場合となる。これをなすため、基板を測定間で１８０度回転させて＋１および−１の回折次数の強度を順に取得する。このモードの非対称性測定は、したがって、ウェハ回転モードと称されうる。完全に同一の光学経路を双方の測定に用いることで、測定される強度間のいかなる差異も、ターゲットの特性に起因し、散乱計の特性に起因しないことを確実にする。
【０００８】
ウェハ回転モードの代わりであって、ウェハを回転させる必要性を不要とするものは、相補的アパチャモードである。相補的アパチャモードでは、−１および＋１の回折次数の強度を順に取得するために、二つの反対方向からの軸外照明が用いられる。
【０００９】
暗視野像計測は、具体的には、同じ像内で各グレーティングが同時に撮像されるような複数グレーティングを備えるターゲットを測定しうる。これを用いる一つの問題は、測定フィールドの不均一性という課題である。この測定フィールドの不均一性は、測定フィールドの場所依存性を有する像に由来する測定強度値を生じさせる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前記測定フィールドの場所依存性についての補正係数を決定する方法および装置を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、測定フィールドを定義する測定放射を用いるターゲットの測定後にターゲットからの回折放射の測定値の補正を決定する方法を提供する。前記補正は、前記測定値における測定フィールドの場所依存性を補正し、前記ターゲットは、複数の周期構造を備える。前記方法は、少なくとも一つの前記周期構造の第１測定および第２測定を実行することと、前記第１測定および前記第２測定から補正を決定することと、を備え、前記第１測定は、測定フィールドに対して通常の測定場所にある前記ターゲットを用いて実行され、  前記第２測定は、測定フィールドに対してシフトされた場所にある周期構造を用いて実行され、前記シフトされた場所は、測定フィールドに対して前記通常の測定場所に前記ターゲットがあるときにもう一つ別の前記周期構造がある場所を含む。
【００１２】
本発明は、さらに、上述の発明に係る方法をプログラム可能な処理装置に実現させるための機械可読指令を備えるコンピュータプログラム製品を提供する。機械可読指令は、例えば非一時的な記憶媒体内に実装されてもよい。
【００１３】
本発明は、さらに、上述の発明に係るリソグラフィ装置および検査装置を含むリソグラフィシステムを提供する。
【００１４】
本発明は、さらに、リソグラフィプロセスを用いて一連の基板にデバイスパターンが付与されるデバイス製造方法を提供する。この方法は、第１態様の方法を用いて少なくとも一つの補正を決定することと、少なくとも一つの補正を強度測定に適用し、補正された強度測定を用いてリソグラフィプロセスパラメータをモニタすることと、リソグラフィプロセスパラメータにしたがって後続基板におけるリソグラフィプロセスを制御することと、を含む。
【００１５】
本発明のさらなる特徴および利点は、本発明の様々な実施の形態の構造および動作とともに、添付の図面を参照しながら以下に詳述される。本発明が本書に記載される特定の実施の形態に限定されないことに留意されよう。このような実施の形態は、例示のみを目的として本書に示される。追加の実施の形態は、当業者であれば、本書に含まれる教示に基づいて明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
本発明の実施の形態は、以下の添付図面を参照しながら、例示を目的としてのみ説明されるであろう。
【図１】本発明のある実施の形態に係るリソグラフィ装置を示す図である。
【図２】本発明のある実施の形態に係る検査装置を含むリソグラフィセルまたはクラスタを示す図である。
【図３】（ａ）は本発明の第１の実施の形態に係る検査装置の概略図であり、（ｂ）は第１の向きの基板およびターゲットを示す図であり、（ｃ）は第２の向きの基板およびターゲットを示す図であり、（ｄ）は第１の向きの基板を用いる＋１の回折次数の捕捉を示す概略図であり、（ｅ）は第２の向きの基板を用いる−１の回折次数の捕捉を示す概略図である。
【図４】（ａ）は基板上の既知の形態のターゲットおよび測定フィールドの外郭を示す図であり、（ｂ）は図３の検査装置で取得されるターゲットの像を示す図である。
【図５】測定フィールドに対して二つの場所で測定されるグレーティングについてのｘ軸上の注目するパラメータ（例えばフォーカス、ドーズ量またはオーバレイ）に対するｙ軸上の強度または非対称性を示すグラフである。
【図６】（ａ）は通常の場所にあるターゲットの第１測定を模式的に示す図であり、（ｂ）−（ｅ）はシフトされた場所にある各グレーティングの第２測定を模式的に示す図である。
【図７】（ａ）および（ｄ）は通常の場所にあるターゲットの第１測定を模式的に示す図であり、（ｂ）、（ｃ）、（ｅ）および（ｆ）はシフトされた場所にある各グレーティングの第２測定を模式的に示す図である。
【図８】本発明のある実施の形態の方法を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施の形態を詳細に説明するために、本発明の実施の形態が実施されうる環境例を示すことが有益である。
【００１８】
図１は、リソグラフィ装置ＬＡを概略的に示す。この装置は、放射ビームＢ（例えばＵＶ放射またはＤＵＶ放射）を調整するよう構成される照明システム（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を支持するよう構築され、特定のパラメータにしたがってパターニングデバイスを正確に位置決めするよう構成される第１位置決め装置ＰＭに接続されるパターニングデバイスサポートまたはサポート構造（例えばマスクテーブル）ＭＴと、基板（例えばレジストコートされたウェハ）Ｗを保持するようそれぞれが構築され、特定のパラメータにしたがって基板を正確に位置決めするよう構成される第２位置決め装置ＰＷにそれぞれが接続される二つの基板テーブル（例えばウェハテーブル）ＷＴａおよびＷＴｂと、パターニングデバイスＭＡにより放射ビームＢに付与されるパターンを基板Ｗの（例えば一以上のダイを含む）ターゲット部分Ｃに投影するよう構成される投影システム（例えば屈折型投影レンズシステム）ＰＳと、を含む。基準フレームＲＦは様々な要素を接続し、パターニングデバイスや基板の位置およびそれら上のフィーチャの位置を設定または測定する基準として機能する。
【００１９】
照明システムは、放射を方向付け、放射を成形し、または放射を制御するための屈折型、反射型、磁気型、電磁気型、静電型あるいは他の形式の光学素子といった各種光学素子またはこれらの任意の組み合わせを含んでもよい。
【００２０】
パターニングデバイスサポートは、パターニングデバイスの向き、リソグラフィ装置のデザイン、および、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といった他の条件に応じた方法でパターニングデバイスを保持する。パターニングデバイスサポートは、多くの形態をとることができる。パターニングデバイスサポートは、パターニングデバイスが、例えば投影システムに対して、所望の位置にあることを確実にしてもよい。
【００２１】
本書での「パターニングデバイス」の用語は、放射ビームの断面にパターンを付して例えば基板の目標部分にパターンを生成するために使用可能な任意のデバイスを参照するものとして広く解釈されるべきである。放射ビームに付されるパターンは、例えばパターン位相シフトフィーチャまたはいわゆるアシストフィーチャを含む場合、基板の目標部分における所望のパターンに完全に対応しなくてもよいことに留意されるべきである。たいていの場合、放射ビームに付されるパターンは、目標部分に生成される集積回路などのデバイスの特定の機能層に対応するであろう。
【００２２】
図示されるように、装置は透過型である（例えば、透過型パターニングデバイスを用いる）。代わりに、装置は反射型であってもよい（例えば、上述されるような形式のプログラマブルミラーアレイを用いるか、または、反射型マスクを用いる）。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、およびプログラマブルＬＣＤパネルが含まれる。本書での「レチクル」または「マスク」の用語のいかある使用も、より一般的な用語である「パターニングデバイス」と同義であるとみなされてもよい。「パターニングデバイス」の用語は、このようなプログラマブルパターニングデバイスを制御するために用いるデジタル形式のパターン情報を記憶するデバイスを指すものと解釈することもできる。
【００２３】
本書で用いる「投影システム」の用語は、用いられる露光放射または液浸液の使用や真空の使用といった他の要素について適切となるように、屈折型、反射型、反射屈折型、磁気型、電磁気型および静電型の光学システムまたはこれらの任意の組み合わせを含む任意の形式の投影システムを包含するものと広く解釈されるべきである。
【００２４】
リソグラフィ装置は、基板の少なくとも一部が比較的高屈折率の液体（例えば水）で被覆され、投影システムと基板との間の空間を満たしうるような形式であってもよい。液浸液は、リソグラフィ装置の他の空間、例えばマスクと投影システムの間に適用されてもよい。液浸技術は、投影システムの開口数を増大させる技術として周知である。
【００２５】
動作中、イルミネータＩＬは、放射源ＳＯから放射ビームを受ける。放射源およ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、別体であってもよい。このような場合、放射源は、リソグラフィ装置の部分を形成するとみなされず、放射ビームは、放射源ＳＯからイルミネータＩＬに向けて、例えば適切な方向付けミラーおよび／また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の助けを借りて通過する。別の場合、例えば放射源が水銀ランプの場合、放射源がリソグラフィ装置の一体部分であってもよい。放射源ＳＯおよびイルミネータＩＬは、必要に応じてビームデリバリシステムＢＤとともに、放射システムと称されてもよい。
【００２６】
イルミネータＩＬは、例えば、放射ビームの角度強度分布を調整するためのアジャスタＡＤ、インテグレータＩＮおよびコンデンサＣＯを含んでもよい。イルミネータは、放射ビームを調整してその断面に所望の均一性および強度分布を有するように用いられてもよい。
【００２７】
放射ビームＢは、パターニングデバイスサポートＭＴに保持されるパターニングデバイスＭＡに入射し、パターニングデバイスによりパターン化される。パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを通過すると、放射ビームＢは、基板Ｗのターゲット部分Ｃにビームをフォーカスさせる投影システムＰＳを通過する。第２位置決め装置ＰＷおよび位置センサＩＦ（例えば、干渉計デバイス、リニアエンコーダ、２Ｄエンコーダまたは静電容量センサ）の助けを借りて、例えば放射ビームＢの経路上に異なるターゲット部分Ｃが位置するように基板テーブルＷＴａまたはＷＴｂが正確に移動されることができる。同様に、第１位置決め装置ＰＭおよび別の位置センサ（図１に明示されていない）は、例えばマスクライブラリからの機械検索後またはスキャン中に、放射ビームＢの経路に対してパターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを正確に位置決めするために用いることができる。
【００２８】
パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡおよび基板Ｗは、マスクアライメントマークＭ１，Ｍ２および基板アライメントマークＰ１，Ｐ２を用いて位置決めされうる。基板アライメントマークは図示されるように専用の目標部分を占めているが、目標部分の間のスペースに位置してもよい（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る）。同様に、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡ上に二以上のダイが設けられる場合には、マスクアライメントマークがダイの間に位置してもよい。小さなアライメントマークがダイの内側のデバイスフィーチャ内に含まれていてもよく、この場合には、マーカが可能な限り小さく、かつ、隣接するフィーチャとは異なる結像またはプロセス条件を必要としないことが望ましい。アライメントマーカを検出するアライメントシステムは、別途後述する。
【００２９】
図示される装置は、様々なモードで用いることができる。スキャンモードでは、パターニングデバイスサポート（例えばマスクテーブル）ＭＴおよび基板テーブルＷＴが同期してスキャンされる間、放射ビームに付与されるパターンがターゲット部分Ｃ上に投影される（つまり、単一動的露光）。パターニングデバイスサポート（例えばマスクテーブル）ＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度および方向は、投影システムＰＳの拡大（縮小）特性および像反転特性により決定されうる。スキャンモードにおいて、露光フィールドの最大サイズは、単一動的露光でのターゲット部分の（非スキャン方向）の幅を制限する一方で、スキャン動作の長さは、ターゲット部分の（スキャン方向）の高さを決定する。当該技術分野において周知であるように、他の形式のリソグラフィ装置および動作モードも可能である。例えば、ステップモードが知られている。いわゆる「マスクレス」リソグラフィにおいて、プログラマブルパターニングデバイスが静止して保持されるが、パターンが変更され、基板テーブルＷＴが移動またはスキャンされる。
【００３０】
上記の使用モードを組み合わせて動作させてもよいし、使用モードに変更を加えて動作させてもよく、さらに全く別の使用モードを用いてもよい。
【００３１】
リソグラフィ装置ＬＡは、二つの基板テーブルＷＴａ，ＷＴｂおよび二つのステーションを有するいわゆるデュアルステージ形式のものであり、露光ステーションＥＸＰおよび測定ステーションＭＥＡの間で基板テーブルを交換できる。一方の基板テーブル上の一方の基板が露光ステーションにて露光されている間、別の基板が測定ステーションにて他方の基板テーブル上に装填されることができ、様々な準備ステップが実行される。これは、装置のスループットの実質的な増大を可能にする。準備ステップは、レベルセンサＬＳを用いて基板の表面の等高線をマップすること、および、アライメントセンサＡＳを用いて基板上のアライメントマーカの位置を測定することを含んでもよい。仮に位置センサＩＦが測定ステーションまたは露光ステーションにある間に基板テーブルの位置を測定できなければ、基準フレームＲＦに対して双方のステーションにて基板テーブルの位置の追跡を可能にするように第２位置センサが設けられてもよい。他の構成も知られており、図示されるデュアルステージ構成の代わりに使用可能である。例えば、基板テーブルおよび測定テーブルが設けられる他のリソグラフィ装置が知られている。これらは、予備的な測定が実行されるときに一緒にドッキングされる一方、基板テーブルが露光されるときに切り離される。
【００３２】
図２に示されるように、リソグラフィ装置ＬＡは、しばしばリソセルまたはクラスタとも称され、基板上での露光前および露光後プロセスを実行する装置をも含むリソグラフィセルＬＣの一部を形成する。従来、これらは、レジスト層を堆積させるスピンコータＳＣ、露光されたレジストを現像する現像装置ＤＥ，冷却プレートＣＨおよびベークプレートＢＫを含む。基板ハンドラまたはロボットＲＯは、基板を入力／出力ポートＩ／Ｏ１，Ｉ／Ｏ２から取り出し、異なるプロセス装置間で基板を移動させ、リソグラフィ装置のローディングベイＬＢに運ぶ。しばしば集合的に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ＴＣＵの制御下にある。ＴＣＵ自体は、監視制御システムＳＣＳにより制御され、ＳＣＳはリソグラフィ制御ユニットＬＡＣＵを介してリソグラフィ装置も制御する。したがって、異なる装置がスループットおよびプロセス効率を最大化させるように動作することができる。
【００３３】
リソグラフィ装置により露光される基板を正確かつ一貫して露光するため、露光された基板を検査して、後続層との間のオーバレイ誤差、露光フォーカス、ドーズ量、ライン幅、クリティカルディメンジョン（ＣＤ）などの特性を測定することが望ましい。したがって、リソセルＬＣ内に配置される製造設備は、リソセル内で処理された基板Ｗの一部または全てを受け入れる計測システムＭＥＴをも含む。計測結果は、直接的または間接的に監視制御システムＳＣＳに提供される。もしエラーが検出されれば、特に同一バッチの他の基板がまだ露光されている程度に迅速かつ高速に検査が実行できれば、後続基板の露光に対して調整がなされてもよい。また、すでに露光された基板も、歩留まり向上ために剥離および再加工されてもよいし、廃棄されてもよく、これにより不良であることが分かっている基板上でさらなるプロセスが実行されるのが回避されてもよい。基板のいくつかのターゲット部分のみが不良である場合、良好であるターゲット部分のみにさらなる露光を実行することができる。
【００３４】
計測システムＭＥＴ内において、検査装置は、基板の特性を決定するために用いられ、特に、異なる基板または同一基板の異なる層の特性が層ごとにどのように異なるかを決定するために用いられる。検査装置は、リソグラフィ装置ＬＡまたはリソセルＬＣに一体化されてもおいし、または、独立式の装置であってもよい。最速の測定を可能にするため、検査装置は、露光されたレジスト内の特性を露光直後に測定することが望ましい。しかしながら、レジスト内の潜像は非常に低いコントラストを有し、放射で露光されているレジスト部分とそうでないレジスト部分との間には非常に小さな屈折率差しかなく、全ての検査装置が潜像の有効な測定の実行に十分な感度を有しているわけではない。したがって、測定は、露光後ベークステップ（ＰＥＢ）の後に測定が実行されてもよい。ＰＥＢは通常、露光された基板上で実行される第１ステップであり、レジストの露光された部分と露光されていない部分との間のコントラストを増大させる。この段階において、レジスト内の像は、半潜像と称されうる。現像された像（この時点で、レジストの露光された部分または露光されていない部分のいずれかが除去されている）の測定を実行することも可能であり、または、エッチングなどのパターン転写ステップ後に実行することも可能である。後者の可能性は、基板の不良を再加工する可能性を制限するが、さらに有益な情報を提供しうる。
【００３５】
［小さいターゲットの暗視野計測のための検査装置の例］
暗視野計測の実行に適合する検査装置は、図３（ａ）に示される。ターゲットＴを有する基板Ｗは、異なる向きで図３（ｂ）および（ｃ）に示される。ターゲットＴの周期構造またはグレーティングおよび回折された光線が図３（ｄ）および（ｅ）により詳細に示される。暗視野計測装置は、独立式の装置であってもよいし、リソグラフィ装置ＬＡの例えば測定ステーションまたはリソグラフィセルＬＣのいずれかに組み込まれてもよい。
【００３６】
この形式の検査装置において、放射源１１により出力される放射は、照明システム１２により調整される。例えば、照明システム１２は、レンズシステム１２ａ、カラーフィルタ１２ｂ、偏光子１２ｃおよびアパチャデバイス１３を用いてコリメートすることを含んでもよい。調整された放射は、照明経路ＩＰを辿り、その経路内で部分反射面１５（ビームスプリッタ）により反射され、顕微鏡対物レンズ１６を介して基板Ｗ上のスポット（測定フィールド）Ｓにフォーカスされる。計測ターゲットＴは、基板Ｗ上に形成されてもよい。レンズ１６は、高開口数（ＮＡ）を有し、好ましくは少なくとも０．９であり、より好ましくは少なくとも０．９５である。液浸液は、もし必要であれば、１を超える開口数を得るために用いることができる。
【００３７】
放射ビームが部分反射面１５に入射するとき、その一部はビームスプリッタを透過して参照経路（不図示）を辿る。参照経路内の放射は、例えば入射する放射の強度を測定するために検出され、散乱スペクトル（回折スペクトル）内で測定される強度値の正規化を可能にする。
【００３８】
基板で反射される放射は、任意の計測ターゲットＴで回折される放射を含み、レンズ１６で収集され、部分反射面１５を通過して検出器１９に向かう収集経路ＣＰを辿る。検出器は、レンズ１６のフォーカス距離Ｆに位置する逆投影瞳面Ｐに配置されうる。現実には、瞳面自体にはアクセス不可であり、代わりに補助光学系（不図示）を用いていわゆる共役瞳面Ｐ’に配置される検出器に再結像される。検出器は、基板ターゲット３０の二次元の角度散乱スペクトルまたは回折スペクトルが測定できるように二次元検出器であることが好ましい。瞳面または共役瞳面において、放射の径方向位置はフォーカススポットＳの平面内での放射の入射／出射の角度を定義し、光軸Ｏ周りの角度位置は放射の方位角を定義する。
【００３９】
照明システム１２の様々な要素は、同じ装置内で異なる計測「レシピ」を実装するために調整できる。カラーフィルタ１２ｂは、例えば、４０５−７９０ｎｍの範囲またはより短い２００−３００ｎｍといった範囲内で関心のある異なる波長を選択する干渉フィルタ一式により実装されうる。干渉フィルタは、異なるフィルタ一式を備えるのではなく、変調可能であってもよい。グレーティングは、干渉フィルタの代わりに用いることができる。偏光子１２ｃは、測定フィールドＳにおいて異なる偏光状態を実現するように回転可能または交換可能であってよい。アパチャデバイス１３は、後述されるように、異なる照明プロファイルを実現するよう調整されることができる。アパチャデバイス１３は、対物レンズ１６の瞳面Ｐおよび検出器１９の平面に共役な平面Ｐ”に配置される。このようにして、アパチャデバイスにより定義される照明プロファイルは、アパチャデバイス１３の異なる場所を通過して基板に入射する放射光の角度分布を定義する。
【００４０】
第２ビームスプリッタ（部分反射面）１７は、回折されたビームを二つの測定分岐路に分割する。第１測定分岐路において、光学システム１８は、上述したような０次および１次の回折ビームを用いて、第１検出器１９（例えばＣＣＤまたは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。第２測定分岐路において、レンズ２０，２２を含む光学システムは、基板Ｗ上のターゲットの像を第２の二次元像検出器２３（例えばＣＣＤまたはＣＭＯＳセンサ）上に形成する。第２測定分岐路において、視野絞り２１と称されるアパチャプレートが瞳面に共役の平面に設けられる。この平面は、「中間瞳面」と称されることができる。視野絞り２１は、回折されたビームの０次を遮蔽し、検出器２３上に形成されるターゲットの像が−１または＋１の１次ビームのみで形成されるようにする。検出器１９および２３により撮像される像は、画像処理コントローラＰＵに出力される。コントローラの機能は、実行される測定の具体的な形式に依存するであろう。「像」の用語は、本書にて広い意味で用いられることに留意される。グレーティングラインの像は、もし−１および＋１の次数の一方しか存在しなければ、そのように形成されないであろう。
【００４１】
計測ターゲットＴが基板Ｗ上に設けられる場合、これは１Ｄの周期構造またはグレーティングであってもよく、現像後に硬いレジスト線でバーが形成されるように印刷されてもよい。ターゲットは、２Ｄの周期構造またはグレーティングであってもよく、現像後にグレーティングが硬いレジストの柱（ピラー）またはレジスト内のビアで形成されるように印刷されてもよい。バー、ピラーまたはビアは、代替的に基板に彫り込まれてもよい。このパターンは、リソグラフィ投影装置内の特に投影システムＰＳの色収差の影響を受けやすい。照明の対称性およびこのような収差の存在は、印刷されるグレーティングにおける変化自体を増大させるであろう。したがって、印刷されるグレーティングの散乱計データは、グレーティングの特性を測定するために用いられる。これらの特性は、基板上の別の場所で同じプロセスにより形成される機能製品フィーチャの特性をモニタするために順に用いられる。
【００４２】
装置の具体的な用途において、プロセスは、製品および／またはターゲットパターン内のフィーチャの非対称性の測定によりモニタされる。非対称性測定の具体的な用途は、オーバレイ測定用であり、ここでターゲットは互いに重畳される一式の周期的なフィーチャを備える。単純に言えば、ターゲットの回折スペクトル内の回折次数の位置がターゲットの周期性によってのみ決定される一方で、回折スペクトル内の強度レベルの非対称性はターゲットを作り上げる個別のフィーチャの非対称性を示す。非対称性測定の別の用途は、露光されたターゲットから、ターゲットの露光中にフォーカスまたはドーズ量のために設定された値を測定することである。
【００４３】
第１測定分岐路において、このような回折次数の非対称性は、検出器１９に記録される瞳面内での非対称として直接的に生じる。この非対称性は、ユニットＰＵ内でのデジタル画像処理により測定されることができ、（例えば）オーバレイ、フォーカスまたはドーズ量の既知の値に対して較正されることができる。しかしながら、本開示において最も関心のあることは、装置の第２測定分岐路を用いる暗視野像技術による小さなターゲット上の非対称性測定であり、これは以下に詳述されるであろう（しかしながら、第１測定分岐路を用いる瞳面測定へ適用可能性は本開示から排除されない）。
【００４４】
すでに述べたように、放射が基板に入射する角度範囲は、本書で（共役）瞳面と称される基板面の空間スペクトルを示す平面内の空間強度分布を定義することにより選択できる。特にこれは、レンズ１２および１４の間であって、対物レンズ瞳面の逆投影像である平面内に適切な形態のアパチャデバイス１３を設けることで可能である。図示される例において、アパチャデバイス１３を変化させることは、異なるアパチャ、したがって異なる照明モードが選択されることを可能にする。図示される形態のアパチャ１３Ｎは、説明のためだけに「北」と指定される方向からの軸外照明を規定し、アパチャ１３Ｓは、「南」と付された同様であるが反対方向からの照明を提供するために用いられる。他の照明モードは、異なるアパチャを用いることで可能である。瞳面の残りは暗闇であることが好ましい。望ましい照明モードの外側のいかなる不必要な光も、望ましい測定信号に干渉しうるからである。
【００４５】
図３（ｂ）および（ｃ）に概略的に示されるように、測定フィールド（測定スポットとも称される）Ｓは、異なる向きのターゲットとともにターゲットＴ上に配置されることができる。これを実現するため、測定動作中に基板Ｗを保持する基板テーブルが設けられてもよい。基板テーブルは、図１のリソグラフィ装置ＬＡの基板テーブルＷＴａ，ＷＴｂと同様または同一の形態であってもよい。（検査装置がリソグラフィ装置内に一体化される例において、これらは同一の基板テーブルであってもよい。）粗動および微動位置決め装置は、基板を測定光学システムに対して正確に位置決めするよう構成されてもよい。様々なセンサおよびアクチュエータは、例えば関心のあるターゲットの位置を取得するために、および、対物レンズ１６の下にそれを位置させるために設けられる。典型的に、多数の測定が基板Ｗにわたって異なる場所にあるターゲット上でなされるであろう。基板サポートは、異なるターゲットを取得するためにＸおよびＹ方向に移動されることができ、ターゲット上で光学システムの望ましいフォーカスを得るためにＺ方向に移動されることができる。Ｚ軸周りの基板テーブルの回転も提供される。測定フィールドＳが基板上の異なる場所にもたらされるように動作を考えて説明することが便利である。これら動作の実際上の実装では、通常、光学システムが実質的に静止したままである一方で、基板が移動することがより便利であろう。基板と光学システムの相対位置が正しければ、これらの一方または双方が実世界で移動するか否かは、原理上問題ではない。
【００４６】
図３（ｂ）において、第１の向きの測定フィールドＳにもたらされるターゲットＴの例が示される。これは、回転角ＲＺが０度（ＲＺ＝０）と定義できる。図３（ｃ）において、回転が１８０度（ＲＺ＝πラジアン）の測定フィールドＳにもたらされる同じターゲットが示される。ここで測定フィールドおよびターゲットのサイズは、説明のために極めて誇張されていることが理解されよう。実際の基板は、基板上の異なる位置でオーバレイおよび他のパラメータを測定するために、基板にわたって分布する多数のターゲットを有しうる。測定フィールドＳの直径は、例えば１０から５０μｍの間である一方、ターゲットＴは、小さなターゲット計測の形式において測定フィールド内に収まりうる。したがって、ターゲットは「満たされている」と称される。
【００４７】
図３（ｄ）および（ｅ）は、基板Ｗが対物レンズ１６の光軸Ｏに直交した状態で、ターゲットＴの周期構造（グレーティング）が測定フィールドＳに配置されるときに生じる回折スペクトルのより詳細を概略的に示す。図３（ｄ）においてＲＺ＝０の向きが用いられる一方、図３（ｅ）において１８０度回転した向きが用いられる（ＲＺ＝π）。光軸Ｏから外れた角度からグレーティングＴに入射する照明光線Ｉは、０次光線（実線０）および二つの１次光線（１点鎖線＋１および二点鎖線−１）を生じさせる。
【００４８】
図示される各光線は、計測ターゲットＴを含み、かつ、満たされている小さなターゲットグレーティングとともに、測定プロセスに関連しない他のフィーチャを含みうる基板の領域上に降りかかる多くの平行光線の一つにすぎないことが留意されよう。プレート１３のアパチャは（有用な光量を得るために必要となる）有限の幅を有するため、入射光線Ｉは、実際にはある角度範囲を占め、回折される光線０および＋１／−１はある程度拡がっているであろう。小さなターゲットの点像分布関数にしたがって、＋１および−１の各次数は、図示されるような単一の理想的な光線ではなく、ある角度範囲にわたってさらに拡がるであろう。グレーティングのピッチおよび照明の角度は、対物レンズに入射する１次光線が中心光軸の近くに沿うように設計または調整されることができる。図３（ａ）、（ｄ）および（ｅ）に示される光線は、単純に図をより簡単に識別することを可能にするため、ある程度軸外しとなるように示される。
【００４９】
基板上のターゲットで回折される少なくとも０次および＋１次は、対物レンズ１６で収集され、ビームスプリッタ１５を通って戻るように方向付けられる。図３（ａ）に戻ると、北（１３Ｎ）および南（１３Ｓ）の符号が付される正反対のアパチャを指定することにより、第１および第２照明モードの双方が図示される。アパチャプレート１３Ｎを用いる第１照明モードが適用されて入射光線Ｉが光軸の北側から来るとき、ターゲットの向きが第１の向き（ＲＺ＝０）のときに＋１の符号が付される＋１の回折光線が対物レンズ１６に入射する。対照的に、第２の向き（ＲＺ＝π）では、−１の回折光線がレンズ１６に入射する。
【００５０】
非対称性Ａの測定は、グレーティングにより回折された放射の第１の選択部分とグレーティングにより回折された放射の第２の選択部分の強度から計算することができ、より具体的には＋１および−１の回折次数について検出された放射の強度から計算することができる。以下の式：
【数１】
0006567095.tif 000002
において、非対称性測定は＋１および−１の次数について測定された強度間の差として計算される。それぞれの強度測定Ｉに対し、下付き文字が回折次数＋１または−１を意味する（その他、１次の代わりにより高い次数を用いることができる）。
【００５１】
検出器２３上の像の情報において回折スペクトルのどの部分を用いるかは、照明アパチャ、視野絞り、放射波長および測定フィールド内の周期構造のピッチの関数である。図３に示されるアパチャプレート１３および視野絞り２１の具体的な形態は、単なる例である。回折スペクトルのどの部分が対物レンズ１６に入射するかをターゲットの向きを変えることなく変更する別の方法は、照明モードを変更することであり、例えば、アパチャ１３Ｎからアパチャ１３Ｓに変更することによりなされる。この選択は、後述される方法で用いることができる。さらに別の代替は、アパチャ１３の変更に代えてまたは加えて、視野絞り２１を変えることである。本発明の他の実施の形態において、１次の回折光の実質的に一方のみをセンサに向けて通過させるために、ターゲットの軸上照明が用いられ、かつ、軸外アパチャを伴う視野絞りが用いられ、これらの一部が後述されるであろう。さらに他の実施の形態において、２次、３次およびより高次のビーム（図３に示されない）を１次のビームに代えてまたは加えて、測定に用いることができる。
【００５２】
これらの異なる形式の測定に適用可能な照明を作るため、アパチャプレート１３は、円盤の周りに形成される多数のアパチャパターンを備えてもよく、円盤の回転により所望のパターンをもたらす。代替的または追加的に、同様の効果を実現するため、一式のプレート１３を設けて交換することができる。変形可能なミラーアレイや透過型の空間光変調器といったプログラム可能な照明デバイスを用いることもできる。照明モードを調整するための別の方法として、移動するミラーやプリズムを用いることができる。
【００５３】
この例のイメージングに用いる光学システムは、視野絞り２１により制限される幅広の入射瞳を有する一方で、他の実施の形態または用途では、イメージングシステム自体の入射瞳サイズが所望の次数を制限するのに十分な程度に小さくてもよく、したがって視野絞りとしても機能してもよい。異なるアパチャプレートは、図３（ｃ）および（ｄ）に示され、別途後述されるように用いることができる。現時点では、アパチャプレート１３Ｎが用いられることを単純に考慮すれば十分である。
【００５４】
図４（ａ）は、既知の方法にしたがって基板上に形成される複合ターゲットを示す。複合ターゲットは、互いに近接して配置される四つのグレーティング３２〜３５を備え、計測装置の照明ビームにより形成される測定フィールドＳの内側にそれら全てが収まり、したがって、それらが同時に照明され、同時に検出器２３に結像されるように構成される。オーバレイ測定に特化した例において、グレーティング３２〜３５は、それら自体が基板上に形成される半導体製品の異なる層にパターン化されて重なり合うグレーティングにより形成される複合グレーティングである。グレーティング３２〜３５は、複合グレーティングの異なる部分が形成される複数層の間のオーバレイの測定を助けるために、異なる態様でバイアスされている。この例において、グレーティング３２および３４は、Ｘ方向の周期性およびオーバレイバイアスを有する一方、グレーティング３３および３５は、Ｙ方向の向きおよびオーバレイバイアスを有する。一例において、グレーティング３２〜３５は、それぞれ＋ｄ、−ｄ、−ｄ、＋ｄのバイアスを有する。バイアス＋ｄとは、一つのグレーティングが有する要素について、その要素の双方がその公称上の場所に正確に印刷された場合に一方の要素が他方に対して距離ｄだけオフセットされるように配置される要素をその一つのグレーティングが有することを意味する。バイアス−ｄとは、オーバレイグレーティングが有する要素について、完璧に印刷された場合にｄのオフセットの位置に存在しうるが第１グレーティングとは反対向きであるように配置される要素をそのオーバレイグレーティングが有することなどを意味する。四つのグレーティングが図示されるが、実際の実施の形態では、所望の精度を得るためにより大きなマトリックスを必要としてもよい。例えば、３×３アレイの９個の複合グレーティングが−４ｄ、−３ｄ、−２ｄ、−ｄ、０、＋ｄ、＋２ｄ、＋３ｄ、＋４ｄのバイアスを有してもよい。これらのグレーティングの個別の像は、検出器２３により撮像される画像内で特定されることができる。
【００５５】
図４（ｂ）は、検出器２３上に形成され、検出器２３により検出されうる画像例を示し、図３の装置内の図４のターゲットを用いている。瞳像検出器１９は、異なる個別のグレーティング３２〜３５を分解できないが、フィールド像検出器２３ならできる。符号２３の暗い四角は、検出器２３上の像の視野を示し、その内側に基板上の測定フィールドＳが対応する円形領域Ｓ’に結像される。この内側で、矩形領域４２−４５は、小さいターゲットグレーティング３２〜３５の像を示す。仮にグレーティングが製品領域内に配置されていれば、製品フィーチャもこの像内で視認できるかもしれない。画像処理コントローラＰＵは、これらの像を処理してグレーティング３２〜３５の個別の画像４２〜４５を特定する。これは、パターンマッチング技術により実行することができるため、画像がセンサフレーム内の特定の場所に正確に位置決めされなくてもよい。このようにして、正確なアライメントの必要性を低減することは、測定装置全体としてのスループットを大きく改善する。しかしながら、位置の変動は、仮に結像プロセスが測定フィールドにわたる不均一性の影響を受ければ、測定結果の不正確性を導入するかもしれない。光学経路上の様々な要素の特性のみならず、照明強度および検出感度も測定フィールドにわたって変動することができる。
【００５６】
いったんグレーティングの個別の画像が特定されれば、例えば特定された領域内の選択されたピクセルの強度値を平均化または加算することにより、それら個別の画像の強度を測定できる。画像の強度および／または他の特性は、例えば式（１）を用いて、互いに比較することができる。この結果は、リソグラフィプロセスの異なるパラメータを測定するために組み合わせることができる。オーバレイ特性、フォーカスおよび／またはドーズ量は、それぞれがグレーティングターゲットの非対称性を測定することにより測定されることができ、このようなパラメータの重要な例である。
【００５７】
異なるターゲットは、それらの非対称性がリソグラフィプロセスの測定において関心のあるパラメータに強く依存するように設計されることができる。本書に記載される例において、ターゲットは、関心のあるパラメータとして、（例示として）オーバレイまたはフォーカスの測定および／またはドーズ量向けに設計されてもよい。このターゲットの近傍におけるオーバレイＯＶの測定は、二以上のグレーティングについて測定される非対称性の関数として、それらが含む異なるバイアス値の知見を用いて計算されることができる：
【数２】
0006567095.tif 000003
【００５８】
つまり、未知のオーバレイＯＶは、バイアスされたグレーティングの非対称性の測定を用いて、グレーティングの異なるバイアスの知見を組み合わせることにより計算されることができる。図３（ａ）のターゲットの例は、ＸおよびＹ方向の二つのバイアス値＋ｄおよび−ｄを有する要素グレーティングを有する複合ターゲットであることに留意すると、そのターゲットは、これらのターゲットグレーティングの非対称性の測定からＸおよびＹ方向の双方のオーバレイの測定の計算を可能にすることが理解されよう。一例において、オーバレイは次式により計算される：
【数３】
0006567095.tif 000004
ここで、ｄはバイアス量であり、ｐはグレーティングのピッチである。バイアスおよびピッチは、例えばナノメートル（ｎｍ）で表されてもよい。
【００５９】
非対称性測定の別の具体的な用途は、フォーカスおよび／またはドーズ量に依存する非対称性とともに印刷されるグレーティングに基づくフォーカスおよび／またはドーズ量の測定向けである。このようにして、グレーティングは、リソグラフィプロセスの露光ステップ中のフォーカスの変動に対してグレーティング構造の非対称性が影響されるように設計されることができる。特にそのような影響に対して異なるバイアス値を持つグレーティングを用いることによりフォーカスと非対称性の関係を知ることで、この形式のグレーティングの非対称性を観察することによりフォーカス測定を得ることができる。同様にして、リソグラフィプロセスにおけるドーズ量の変動に非対称性が影響されるようにグレーティングを工夫することができる。このようなグレーティングを用いて、基板にわたるまたは基板間のドーズ量の変動をすでに説明した形式の非対称性の測定に基づいて測定できる。これらの異なる形式のグレーティングの全ては、同一基板上に設けることができ、もし必要であれば、リソグラフィプロセスの性能の包括的な情報を得るために、同一の複合ターゲット内にさえ設けることができる。本書に説明する測定システムに基づく画像ベースの回折を用いることは、非常にコンパクトなターゲットの提供を可能にするため、このような測定は、同一基板上の機能製品フィーチャのためのスペースの利用可能性に過度な影響を与えない。
【００６０】
図３の計器を用いる非対称性測定のコンセプトは、例えば、上述の特許出願公開ＵＳ２００６０６６８５５Ａ１に記載される。単純に言えば、ターゲットの回折スペクトル内の回折次数の位置がターゲットの周期性によってのみ決定される一方で、回折スペクトル内の強度レベルの非対称性はターゲットを作り上げる個々のフィーチャの非対称性を示す。検出器１９が画像センサでありうる図３の計器において、回折次数のこのような非対称性は、検出器１９により記録される瞳像の非対称性として直接的に生じる。この非対称性は、ユニットＰＵでのデジタル画像処理により測定されることができ、また、これからフォーカスを決定できる。
【００６１】
この測定の原理は十分に確立されており、本書でさらに説明する必要はない。しかしながら、いずれかのまたは双方のグレーティングの非対称性の測定に任意の誤差が存在すれば、それらの非対称性の関数として計算されたオーバレイまたはフォーカスの測定も同様に誤差を含む可能性があることは明らかであろう。
【００６２】
上述のように、図４に示される複数のグレーティングを同時に測定することに伴う問題は、測定フィールド（または測定スポット）の不均一性の課題である。回折に基づくオーバレイ、フォーカスまたはドーズ量の計測用の既存のシステムは、測定フィールドの不均一性の影響を受けることが知られており、言いかえれば、（しばしば測定スポットとも称される）測定フィールド、つまり、ターゲットを測定するときの測定放射により定義されるフィールド内のグレーティングの場所によって測定される（オーバレイ／フォーカスの）値が影響される。これは、測定の精度および性能に与える負の影響を有する。
【００６３】
グレーティングの各測定は、典型的に強度測定である。強度測定は、グレーティングにより回折される放射の単一の回折次数（例えば、＋１または−１の次数）の強度で構成されうる。測定フィールドの不均一性の影響は、測定フィールド内の異なる場所での強度測定間のオフセットであることを示すことができる。これは、図５のグラフにより模式的に示される。これは、ｘ軸上の関心のあるパラメータ（例えば、フォーカス、ドーズ量またはオーバレイ）に対するｙ軸上の測定された回折次数の強度または非対称性（相補的な非ゼロ次の回折次数の強度差）を示す。二つの曲線が示され、第１曲線５００は測定フィールド内の第１測定場所にあるグレーティングの例についての関係を示し、第２曲線５１０は測定フィールド内の第２測定場所にある同一のグレーティングについての関係を示す。図示されるように、関係５００および関係５１０は本質的には同様であるが、オフセットδだけ離れている。このオフセットが較正および補正されることが提案される。
【００６４】
ある実施の形態に係る提案される方法は、較正ステップおよび補正ステップを備える。較正ステップは、オフセットδに基づいて補正を決定し、補正ステップは、補正を後続の強度測定に適用する。
【００６５】
ある実施の形態において、較正ステップは、各グレーティングについて少なくとも第１測定および第２測定を実行し、第１測定値Ｉｒｅｆおよび第２測定値Ｉｓｈｉｆｔを取得することを備える。第１測定は、グレーティングを通常の場所で測定することを備える。通常の場所は、ターゲットの典型的な測定中におけるグレーティングの場所であってもよい。この通常の場所は、グレーティングを構成するターゲットが測定フィールド内の実質的に中心に配置されるときのグレーティングの場所であってもよい。したがって、各グレーティングについてのこの通常の場所は、図４に示されるような測定フィールドに対する各グレーティングの場所であってもよい。ある実施の形態において、この第１測定は、ターゲット内に含まれる全てのグレーティングについて同時に実行できる。
【００６６】
各グレーティングの第２測定は、各グレーティングについて実行され、ターゲットのもう一つ別の同様の向きのグレーティングの「通常の場所」にてグレーティングが測定される。ある実施の形態において、ターゲットは、対応するグレーティングのペアを備える。例示を目的として、対応するグレーティングのペアは、同じ向きおよび異なるバイアス（例えば、相補的バイアス、等しい大きさかつ反対向きのバイアス）を有する二つのグレーティングを備える。このグレーティングは、代わりに通常または鏡像フィーチャを有してもよく、異なるターゲット寸法を有してもよい。特定の例において、ターゲットは、対応するグレーティングの二つのペアを構成する四つのグレーティングを備えてもよい。対応するグレーティングの二つのペアは、第１の向きを有するグレーティングの第１ペアと、第２の向きを有するグレーティングの第２ペアを備えてもよい。第１および第２の向きは、９０°だけ異なってもよいし（例えば、ｘ方向または水平グレーティングのペアおよびｙ方向または垂直グレーティングのペア）、または、１８０°だけ異なってもよい（例えば、通常グレーティングのペアおよび鏡像グレーティングのペア）。
【００６７】
フォーカスおよび／またはドーズ量グレーティング向けに、対応するグレーティングが同様のグレーティング・フィーチャ寸法を備えてもよく、第１セットのグレーティング・フィーチャ寸法を有するグレーティングの第１ペアと第２セットのグレーティング・フィーチャ寸法を有するグレーティングの第２ペアとをターゲットが備えるようにしてもよい。グレーティング構造の単一フィーチャは、ラインの一方の側から垂直に延びる高解像度サブ構造を有するラインを備えてもよい。ベースピッチの上端の高解像度サブ構造は、各グレーティング・フィーチャについて非対称なレジスト形状を生成し、非対称性の程度はフォーカス／ドーズ量に依存する。ライン幅といったグレーティング・フィーチャ寸法を変化させると、高解像度サブ構造の長さおよび／または高解像度サブ構造の幅は、異なる印刷特性を提供し、したがって、異なるフォーカスおよび／またはドーズ量の反応を提供する。
【００６８】
対応するグレーティングの各ペアは、通常フィーチャを有する第１グレーティングおよび鏡像フィーチャを有する第２グレーティングを備えてもよい。鏡像フィーチャは、通常フィーチャに対して横方向に反転されたグレーティング・フィーチャを備えてもよい。これは、第２グレーティングが第１グレーティングに対して１８０°に向けられた第１グレーティングと実質的に同様なものであってもよい。通常および鏡像グレーティングは、特定の収差（例えばコマ）に対して同様に反応するが、フォーカスに依存する非対称性について反対の感度を有する。したがって、差の信号は、フォーカスには影響されるが、コマには影響されないであろう。
【００６９】
したがって、一般に対応するグレーティングのペアというコンセプトは、（非網羅的に）向き、任意の一以上のグレーティング・フィーチャの寸法、主および従のグレーティングのペア、オフセットバイアス、デューティ比、ピッチ、マスク／スペース比を含む、グレーティングの任意の一以上の特徴という観点で対応するグレーティングを備えてもよいことが理解されよう。
【００７０】
本書に開示されるコンセプトは、四つよりも多いまたは少ないグレーティングを備えるターゲットに等しく適用されることも理解されよう。例えば、ターゲットは単一の（対応する）グレーティングのペアを備えてもよい。別の例として、既に述べた３×３のアレイの９個の複合グレーティング（例えば、−４ｄ、−３ｄ、−２ｄ、−ｄ、０、＋ｄ、＋２ｄ、＋３ｄ、＋４ｄのバイアスを有する）が本書に記載されるコンセプトにしたがって測定されることができる。このような例において、補正係数は、対応するペア毎（例えば、（＋４ｄ、−４ｄ）、（＋３ｄ、−３ｄ）・・・などのバイアスペア毎）に見出されるであろう。この後、以下に記載されるように、これら補正の幾何平均を決定できる（式（１４）または式（１５）を参照）。このアレイの中心グレーティングについては、通常の測定にて測定フィールドの中心にて測定されるであろうから、補正を見出す必要はない（この特定の例においてバイアスを有しない）。
【００７１】
特定の実施の形態において、対応するペアの各グレーティングは、２×２のアレイにおいて対角に配置されてもよい。同様の向きのもう一つ別のグレーティングの通常の場所は、ターゲットが典型的な測定場所（例えば、グレーティングにより構成されるターゲットが測定フィールド内の実質的に中心に配置されるときのグレーティングの場所）にあるときに、対応するペアの他方のグレーティングがある場所であってもよい。
【００７２】
このようにして、強度測定値のペアＩｒｅｆ、Ｉｓｈｉｆｔが各グレーティングについて取得される。各グレーティングの第１測定値Ｉｒｅｆは、測定フィールドに対して通常の場所にあり、各グレーティングの第２測定値Ｉｓｈｉｆｔは、測定フィールドに対してシフトされた場所にある。それぞれの場合において、シフトされた場所は、ターゲット内に構成される同様の向きの対応するグレーティングの通常の場所である。
【００７３】
図６は、これら測定のそれぞれを模式的に示す。図６（ａ）において、ターゲット６００は、例えば測定フィールド６１０内で中心に配置される通常の場所で測定される。このようにして、複合グレーティングＨ１，Ｈ２，Ｖ１，Ｖ２のそれぞれについての強度測定値ＩｒｅｆＨ１，ＩｒｅｆＨ２，ＩｒｅｆＶ１，ＩｒｅｆＶ２は、それらの通常の場所にある複合グレーティングＨ１，Ｈ２，Ｖ１，Ｖ２のそれぞれを用いて取得される。強度測定は、同時実行されてもよい。ここで、グレーティングに付されるＨおよびＶの頭文字は、それらの向き（Ｈは水平またはｘ方向、Ｖは垂直またはｙ方向）を示す。図示される特定の構成は、単なる例示であり、本書に記載される全ての代替例を含む、他の構成およびグレーティング順が可能である。
【００７４】
図６（ｂ）において、ターゲット６００は、ターゲット６００が通常の場所（図６（ａ）に示される）にあるときのグレーティングＶ２により専有される測定フィールド６１０内の場所にグレーティングＶ１が位置するように測定フィールド６１０内で移動される。なお、図６（ｂ）−６（ｅ）は、明確性のために（点線で示される）通常のターゲットの場所６２０を示す。測定フィールド６１０に対してこの場所にあるターゲット６００を用いて、グレーティングＶ１についての強度測定値ＩｓｈｉｆｔＶ１を得るための強度測定が実行される。
【００７５】
図６（ｃ）において、ターゲット６００は、ターゲット６００が通常の場所にあるときのグレーティングＨ２により専有される測定フィールド６１０内の場所にグレーティングＨ１が位置するように測定フィールド６１０内で移動される。測定フィールド６１０に対してこの場所にあるターゲット６００を用いて、グレーティングＨ１についての強度測定値ＩｓｈｉｆｔＨ１を得るための強度測定が実行される。
【００７６】
図６（ｄ）において、ターゲット６００は、ターゲット６００が通常の場所にあるときのグレーティングＶ１により専有される測定フィールド６１０内の場所にグレーティングＶ２が位置するように測定フィールド６１０内で移動される。測定フィールド６１０に対してこの場所にあるターゲット６００を用いて、グレーティングＶ２についての強度測定値ＩｓｈｉｆｔＶ２を得るための強度測定が実行される。
【００７７】
図６（ｅ）において、ターゲット６００は、ターゲット６００が通常の場所にあるときのグレーティングＨ１により専有される測定フィールド６１０内の場所にグレーティングＨ２が位置するように測定フィールド６１０内で移動される。測定フィールド６１０に対してこの場所にあるターゲット６００を用いて、グレーティングＨ２についての強度測定値ＩｓｈｉｆｔＨ２を得るための強度測定が実行される。
【００７８】
図７は、対応するグレーティングＨ１とＨ２またはＶ１とＶ２が左右に並んで（ｘ方向に隣接して）配置されるターゲットについての代替的な較正段階を模式的に示す。図７（ａ）において、ターゲット７００は、その通常の場所、例えば測定フィールド７１０内の中心に配置される。このようにして、複合グレーティングＨ１，Ｈ２，Ｖ１，Ｖ２のそれぞれについての強度測定値ＩｒｅｆＨ１，ＩｒｅｆＨ２，ＩｒｅｆＶ１，ＩｒｅｆＶ２は、それらの通常の場所にある複合グレーティングＨ１，Ｈ２，Ｖ１，Ｖ２のそれぞれを用いて取得される。強度測定は、同時になされてもよい。したがって、このステップは、ターゲットのレイアウトが異なるだけで、図６（ａ）に示されるのと本質的に同じである。
【００７９】
図７（ｂ）において、ターゲット７００は、ターゲット７００が通常の場所にあるときのグレーティングＶ１により専有される測定フィールド７１０内の場所にグレーティングＶ２が位置するように、かつ、ターゲット７００が通常の場所にあるときのグレーティングＨ１により専有される測定フィールド７１０内の場所にグレーティングＨ２が位置するように測定フィールド７１０内で移動される。なお、図７（ｂ）および７（ｃ）は、明確性のために（点線で示される）通常のターゲットの場所７２０を示す。測定フィールド７１０に対してこの場所にあるターゲット７００を用いることにより、グレーティングＶ２についての強度測定値ＩｓｈｉｆｔＶ２を得るための強度測定が実行され、かつ、グレーティングＨ２についての強度測定値ＩｓｈｉｆｔＨ２を得るための強度測定が実行される。
【００８０】
図７（ｃ）において、ターゲット７００は、ターゲット７００が通常の場所にあるときのグレーティングＶ２により専有される測定フィールド７１０内の場所にグレーティングＶ１が位置するように、かつ、ターゲット７００が通常の場所にあるときのグレーティングＨ２により専有される測定フィールド７１０内の場所にグレーティングＨ１が位置するように測定フィールド７１０内で移動される。測定フィールド７１０に対してこの場所にあるターゲット７００を用いることにより、グレーティングＶ１についての強度測定値ＩｓｈｉｆｔＶ１を得るための強度測定が実行され、かつ、グレーティングＨ１についての強度測定値ＩｓｈｉｆｔＨ１を得るための強度測定が実行される。
【００８１】
このようにして、較正時間は、第１に記載された較正の実施の形態と比較して本質的に半分である。ターゲットは、測定フィールドに対する二つのシフトされた場所でのみ測定される必要があり、各シフトされた場所について二つの同時測定がなされる。
【００８２】
図７（ｄ）−（ｆ）は、同様の構成を示すが、対応するグレーティングが互いにｙ方向に隣接して配置されている。図７（ｄ）は、図７（ａ）に示されるのと本質的に同じステップを示すが、ターゲットのレイアウトのみが異なる。同様に、図７（ｅ）は、（図示される視点から）シフトが左の代わりに下である点を除いて図７（ｂ）に示されるのと本質的に同じステップを示し、図７（ｆ）は、シフトが右の代わりに上である点を除いて図７（ｃ）に示されるのと本質的に同じステップである。
【００８３】
ターゲットがオーバレイを測定するためのオーバレイターゲットである場合、グレーティングＨ１は第１バイアス（例えば正のバイアス＋ｄ）を持つ水平配向グレーティングであってよく、グレーティングＨ２は第２バイアス（例えば負のバイアス＋ｄ）を持つ水平配向グレーティングであってよく、グレーティングＶ１は第１バイアスを持つ垂直配向グレーティングであってよく、グレーティングＶ２は第２バイアスを持つ垂直配向グレーティングであってよい。このようにして、各グレーティングは、その通常の場所にて測定され、かつ、異なるバイアスを有する同様の向きのグレーティングの通常の場所にて測定される。
【００８４】
ターゲットがフォーカスおよび／またはドーズ設定を測定するためのフォーカス・ターゲットである場合、グレーティングＨ１は第１セットのグレーティング・フィーチャ寸法および通常フィーチャを有するグレーティングであってよく、グレーティングＨ２は第１セットのグレーティング・フィーチャ寸法および鏡像フィーチャを有するグレーティングであってよく、グレーティングＶ１は第２セットのグレーティング・フィーチャ寸法および通常フィーチャを有するグレーティングであってよく、グレーティングＶ２は第２セットのグレーティング・フィーチャ寸法および鏡像フィーチャを有するグレーティングであってよい。このようにして、各グレーティングは、その通常の場所にて測定され、かつ、反対のフィーチャ方向を有する同様のグレーティング・フィーチャ寸法を伴うグレーティングの通常の場所にて測定される。
【００８５】
それぞれの場合において、較正段階は補正の決定、例えば、強度測定値のペアＩｒｅｆ、Ｉｓｈｉｆｔのそれぞれからの補正係数または補正オフセットの決定により完了する。この補正は、その後、測定フィールドに対して通常の場所にあるグレーティングの測定値を補正する補正段階に用いることができる。
【００８６】
特定の実施の形態において、較正段階は、グレーティング測定に適用されるべきオフセットについての値を取得することを備える。この手法は、特にフォーカス／ドーズ量ターゲットに適するが、これに限られない。したがって、以下の分析は、フォーカス／ドーズ量グレーティングに関連して、通常フィーチャ（ｎグレーティング）および鏡像フィーチャ（ｍグレーティング）を用いて記載される。参照のために図６を用いると、通常グレーティングはＨ１およびＶ１の符号が付されるグレーティングであり、鏡像グレーティングはＨ２およびＶ２の符号が付されるグレーティングである。
【００８７】
ｎおよびｍグレーティングの測定フィールドプロファイルは非常に類似していることが分かる。ここで、そのように仮定すると、測定フィールドプロファイルに起因して、グレーティングＨ１の強度は、通常の場所にてオフセットαを有し、シフトされた場所にてオフセットβを有する。測定がＷＲ（ウェハ回転）モードでなされる場合、グレーティングＨ１の測定される非対称性ＡＨ１およびグレーティングＨ２の測定される非対称性ＡＨ２は、通常の測定において以下で取得される：
【数４】
0006567095.tif 000005
ここで、ＩＨ１，ＷＲ０は、０°のウェハの向きのグレーティングＨ１の強度測定であり、ＩＨ１，ＷＲ１８０は、１８０°のウェハの向きのグレーティングＨ１の強度測定であり、ＩＨ２，ＷＲ０は、０°のウェハの向きのグレーティングＨ２の強度測定であり、ＩＨ２，ＷＲ１８０は、１８０°のウェハの向きのグレーティングＨ２の強度測定である。通常および鏡像グレーティングについてのオフセットが類似することを仮定している。
【００８８】
リソグラフィ装置に起因する収差の影響を低減するため、ｎおよびｍターゲットの非対称性が平均化される：
【数５】
0006567095.tif 000006
結果が減算されるべきことに留意されよう。そうでなければ、Ｈ１およびＨ２グレーティングからの強度測定がグレーティング・フィーチャの歯の向きに起因して相殺されるであろう。式（５）から、測定フィールドに依存する影響がこの測定において相殺されないことが明らかになる。
【００８９】
ここで、較正測定が含まれる状況を考察する：
【数６】
0006567095.tif 000007
ここで、下付き文字ｎは、通常の測定に由来する強度に関連し、下付き文字ｓは、シフトされた測定に由来する強度に関連する。
【００９０】
式（６）から、二つの非対称性信号ＡＨ１およびＡＨ２が平均化されるとき、オフセットα、βが相殺されることが明らかになる。これは、ウェハの回転前後のオフセットが類似することを仮定しているが、これは合理的な仮定である。したがって、通常の測定につづいてシフトされた測定が実行されれば、測定フィールドの不均一性の影響が除去されることが分かる。しかしながら、これらの追加の測定が仮に毎回の測定で実行されれば、許容できない測定スループット時間につながるであろう。したがって、シフトされた測定は、較正段階において少ない頻度で実行される（較正の頻度は、ユーザの裁量である）。この実施の形態において、較正段階は、通常の場所で測定される強度と平均強度の間のオフセットを決定することを備える。したがって、補正段階は、その後に通常の測定をこの較正されたオフセットを用いて補正することを備える。この較正は、グレーティング毎に選択的に実行されてもよいし、アパチャ毎および／またはウェハの向き毎に実行されてもよい。この実施の形態における較正は、以下に示される：
【数７】
0006567095.tif 000008
ここで、下付き文字ａｖは、平均強度を示す。
【００９１】
較正後であっても、＋１次および−１次の強度が依然として測定フィールドの不均一性に影響されることに留意されよう。しかしながら、非対称性測定が二つの強度間の差を備えるため、オフセット項α、βは非対称性測定において相殺される。したがって、この実施の形態における較正段階は、通常の測定と平均の測定との間のオフセットΔを決定することを備える：
【数８】
0006567095.tif 000009
したがって、このオフセットは、較正段階に得られる通常のおよびシフトされた測定から以下の式を用いて決定されることができる：
【数９】
0006567095.tif 000010
【００９２】
補正は、原理的に、グレーティングおよび／または測定デバイスの様々なパラメータの関数として決定されることができる。これらのパラメータは、例えば、グレーティング形式（例えば、バイアスまたはグレーティング・フィーチャ寸法）、ウェハ回転角（例えば、１８０°異なる二つの角度）およびアパチャ（例えば、図３（ａ）において１３Ｎの符号または１３Ｓの符号のアパチャ）の一以上を備えてもよい。これは、異なる組み合わせの条件（グレーティング形式、ウェハ回転角およびアパチャ・プロファイル）の下で較正（通常の測定およびシフトされた測定）を実行することと、それぞれの場合において、それらの条件に特有の補正（ここでは補正オフセットであるが、このコンセプトは本書に開示される他の補正方法にも適用可能である）を決定することと、を備える。（以下に詳述される）ある実施の形態において、これら補正の一部または全てがノイズ低減のために平均化されてもよいし、特定のパラメータについての平均補正（例えば、異なるグレーティング形式についての平均補正）が見出されてもよい。
【００９３】
補正オフセットΔは、その後、補正段階の個別の測定を補正するために用いられてもよい。これは、補正オフセットを測定された信号（例えば強度）の値に適用することによりなされることができる。オフセットの適用は、補正オフセットを測定される信号に適切に加算または減算することを備えてもよい。具体的には、式（８）に基づいて、補正された強度値Ｉ＾（ハット付き）を次式から求めることができる：
【数１０】
0006567095.tif 000011
ここで、Ｉは、通常の場所のグレーティング（全てのグレーティングが同時に測定できるように測定フィールドの中心に配置されるターゲット）を用いて測定される強度値である。
【００９４】
異なる条件に対して複数の補正が決定される実施の形態において、測定強度値を得るための条件（例えば照明）に対し、適切に決定された補正が選択されるべきである。このよな実施の形態において、補正ステップに用いられる補正は、補正されるべき測定強度の取得に用いるのと同じ条件下で取得される通常のおよびシフトされた測定から決定されているであろう。
【００９５】
別の特定の実施の形態、特にオーバレイターゲットに適するがこれに限定されるわけではない実施の形態において、補正オフセットの代わりに、補正が補正係数ＣＦを決定することを備えてもよい。補正係数は、グレーティングに対応する強度値のペアＩｒｅｆ，Ｉｓｈｉｆｔのそれぞれを用いて計算されることができる。このような実施の形態において、あるグレーティングについての補正係数ＣＦは、次のように計算できる：
【数１１】
0006567095.tif 000012
したがって、補正係数ＣＦの適用は、補正された強度値が実質的に通常の場所とシフトされた場所の間にグレーティングの中心が位置している場合に測定されるであろう値となるように、測定強度値に対する補正を課すであろう。ここで、対応するターゲットが対角に配置される場合、これは測定フィールド内の中心に配置されることを意味するであろう。
【００９６】
ターゲットの場所ｘ０の決定が可能な場合、例えばパターン認識技術の使用が可能な場合、補正係数は、より高い精度で決定することができる。ゼロではない場所ｘ０は、測定フィールドに対してターゲットが理想的に中心に配置されていないことを意味するであろう。このような場合、補正係数ＣＦは、以下で計算することができる：
【数１２】
0006567095.tif 000013
ここで、Δｘは、基準の場所とシフトされた場所の間の距離である。
【００９７】
補正係数を決定するための較正段階につづいて、その後、補正段階にて個別の測定を補正するために補正係数が用いられてもよい。これは、補正係数を測定信号（例えば強度）の値に乗算することでなされることができる。具体的には、補正された強度値Ｉ＾（ハット付きは、次式を用いて得ることができる：
【数１３】
0006567095.tif 000014
ここで、Ｉは、通常の場所にあるグレーティング（全てのグレーティングが同時に測定できるように測定フィールドの中心に配置されるターゲット）を用いて測定される強度値である。補正係数ＣＦは、以下に記載される任意の平均化された補正係数ＣＦ￣（オーバライン付き）であってもよい。測定強度値Ｉを取得するために用いる条件（例えば照明）に対し、適切な補正係数が選択されるべきである。
【００９８】
補正オフセットと同様、補正係数ＣＦは、原理的に、グレーティングおよび／または測定デバイスの様々なパラメータの関数として決定されることができる。これらのパラメータは、例えば、グレーティング形式（例えば、バイアスまたはグレーティング・フィーチャ寸法）、ウェハ回転角（例えば、１８０°異なる二つの角度）およびアパチャ・プロファイル（例えば、図３（ａ）において１３Ｎの符号または１３Ｓの符号のアパチャ）の一以上を備えてもよい。これは、さらに別の補正係数を得るために、通常のおよびシフトされた場所にてさらに別のグレーティングの測定のペアを実行することによりなされることができ、さらに別の測定のペアは、異なる条件下で実行される。異なる条件は、単一のパラメータの変化を含んでもよいし、複数の変化するパラメータの異なる組み合わせを含んでもよい。
【００９９】
例えば（補正オフセットおよび補正係数を含む任意の形式の補正に適用可能であれば）、グレーティングは、第１の条件下で通常のおよびシフトされた場所で測定されることができ、その後、第２の条件下で通常のおよびシフトされた場所で測定されることができる。補正は、その後、測定のペアのそれぞれについて計算されることができる。これは、任意の数の条件について、一以上のパラメータについて繰り返されることができる。ノイズ抑制の目的のため、異なる条件下で実行される測定のペアのそれぞれについての補正Ｃの平均Ｃ￣（オーバライン付き）として、平均化された補正を決定できる。平均は、例えば、次式の幾何平均であってもよい：
【数１４】
0006567095.tif 000015
【０１００】
測定条件の実際の数は、特定の補正（つまり、測定デバイスの抑制されることが好ましい特定の非理想性）に適合するように選択されてもよい。同時に測定条件の数は、実行する必要のある測定の数、したがって測定のスループットを決定するであろう。仮に非常に速いスループットが必要であれば、照明の不均一性を補正するために単一の補正のみの決定が必要とされるであろう。この単一の補正は、単一のグレーティング・バイアスまたは単一の照明条件を用いて測定される形式のグレーティングについて決定される。ノイズ抑制を改善するため、二つの異なるグレーティングが測定されることができる。例えば、正のバイアス＋ｄを有するグレーティングは補正Ｃ（＋ｄ）を決定するために測定されることができ、負のバイアス−ｄを有するグレーティングは補正Ｃ（−ｄ）を決定するために測定されることができる。この平均は、他のグレーティング形式、例えば、通常および鏡像のグレーティング、または、グレーティング・フィーチャ寸法が互いに異なるグレーティングに対して等しく適用できることに留意されよう。この平均化された補正は、次式となるであろう：
【数１５】
0006567095.tif 000016
【０１０１】
この平均化された補正は、照明条件の補正に用いられてもよい。代わりに、補正を決定するときに異なる照明条件が考慮されることができる。ある実施の形態において、補正は、例えばウェハ回転モードにおいて非対称性測定を実行する場合、ウェハの回転角（０°および１８０°）のそれぞれについて決定される。これは、単一のグレーティング形式（ウェハ回転角のそれぞれについてなされる測定）においてなされることができ、または、すでに測定されたノイズ抑制（二つのグレーティング形式および二つのウェハ回転角のそれぞれについてなされる測定）とともになされることができる。後者の場合、異なるグレーティング形状が従前の通りに等しい反対のバイアス＋ｄ，−ｄを持つグレーティングであると仮定すると、補正Ｃ（０°），Ｃ（１８０°）は以下により計算されうる：
【数１６】
0006567095.tif 000017
ここで、Ｃ（＋ｄ，０°）は、ウェハ回転角０°で測定されるバイアス＋ｄを有するグレーティング形式について決定される補正であり、Ｃ（−ｄ，０°）は、ウェハ回転角０°で測定されるバイアス−ｄを有するグレーティング形式について決定される補正であり、Ｃ（＋ｄ，１８０°）は、ウェハ回転角１８０°で測定されるバイアス＋ｄを有するグレーティング形式について決定される補正であり、Ｃ（−ｄ，１８０°）は、ウェハ回転角１８０°で測定されるバイアス−ｄを有するグレーティング形式について決定される補正である。
【０１０２】
追加的に、異なる照明アパチャ・プロファイルについて補正が決定されてもよい（例えば、相補的アパチャモードで非対称性を測定する場合）。これは、ウェハ回転角および／またはノイズ抑制について独立になされることができる。しかしながら、別の実施の形態において、四つの補正が決定され、その補正の一つは、ウェハ回転角および照明アパチャ・プロファイルのそれぞれについて異なる組み合わせを含む異なる照明条件についてのものである。従前の通り、ウェハ回転角は０°および１８０°の一方であってもよく、照明アパチャ・プロファイルは図３（ａ）で１３Ｎまたは１３Ｓの符号が付されるものの一方であってもよい。改善されたノイズ抑制とともにこれがなされる場合、測定は、二つのグレーティング形式、二つのウェハ回転角および二つの照明アパチャ・プロファイルのそれぞれについてなされるであろう。
【０１０３】
上述の方法を用いて（補正を得るために）較正が実行される頻度は、ユーザの裁量による。これは、通常、補正精度と測定スループットの間の妥協となるであろう。より多くの較正が実行されるほど（かつ、較正ごとにより多くの測定がなされるほど）、より高精度の補正となるであろうが、これはスループットの点でコストがかかるであろう。特定の例として、較正は、ツール毎、製品層毎、ロット毎またはウェハ毎もしくはこれらの任意の組み合わせで実行されることができる。
【０１０４】
図６または図７を見れば分かるように、第２強度測定の間、ターゲットの全体が測定フィールドの内側になくてもよい。これは、一部のパターン認識技術を用いることができないであろうことを意味しうる。したがって、測定フィールドに対するターゲットの場所が直接的に測定できないかもしれない。パターン認識技術の使用を不要にするため、第１強度測定と第２強度測定の間で、及び、同様に各グレーティングについての後続の各第２強度測定の間で、測定フィールドに対するターゲットの場所の所定の移動を実行することを備える方法が提案されている。所定の動きは、パターン認識技術を使用せずに実行されてもよい。所定の動きは、フォーカス（測定デバイスの光学系に対するウェハ高さ）の変更なしに実行されてもよい。これは、フォーカス／レベリングのサブシステムを安定させるのを待つことなく時間が節約されることを意味する。また、第１測定および各第２測定について同様の測定条件となることを確実にするのを助ける。
【０１０５】
特定の例において、測定時間を短縮するため、所定の動きは、各第２測定の間で直接的に移動するであろう。つまり、（例えば）図６（ｂ）、図６（ｃ）、図６（ｄ）および図６（ｅ）に示される配置間で、各第２測定の間で中心の位置合わせをすることなく、直接的な所定の移動が生じるであろう。しかしながら、別の実施の形態において、これらの移動のそれぞれ（または、その一つまたは一部）の間でターゲットが中心に位置合わせされることができ、その結果、例えば上述の３×３のマルチバイアスの例において、このような所定の移動が多数適用される場合に累積する位置決め誤差が補正される。
【０１０６】
測定フィールドに対するまたは測定フィールド内のターゲットまたはグレーティングの移動についての全ての記載は、測定フィールド（投影光学系）が静止している間にターゲットまたはグレーティングを移動させること、ターゲット／グレーティングが静止している間に測定フィールド（投影光学系）を移動させること、または、ターゲット／グレーティングおよび測定フィールド（投影光学系）の双方を同期して移動させること、を含むことが理解されよう。
【０１０７】
図８は、ある例示的な実施の形態に係るターゲット非対称性からリソグラフィプロセスのパラメータを測定する方法のステップのフローチャートである。そのステップは以下に示され、その後、より詳細に説明される。
８００―開始
８０５―較正
８１０―通常の測定場所で周期構造（グレーティング）の第１測定を実行
８２０―シフトされた測定場所で周期構造（グレーティング）の第２測定を実行
８３０―各グレーティングについて、前記第１測定および前記第２測定から補正を決定
８４０―選択的に、異なる測定条件またはグレーティング形式についてさらに別の補正を決定
８４５―補正
８５０―各グレーティングから散乱される放射の測定を実行し、各グレーティングから散乱される放射の測定値を取得
８６０―適用可能な補正を適用することにより、各グレーティングから散乱される放射の測定値を補正
８７０―各グレーティングから散乱される放射の補正値から各グレーティングの非対称性を決定
８８０―決定された非対称性からリソグラフィプロセスのパラメータを決定
８９０―終了
【０１０８】
較正段階８０５は、較正ステップ８１０−８４０を備える。較正段階８０５は、任意の頻度、例えば、ツール毎、製品層毎、ロット毎またはウェハ毎もしくはこれらの任意の組み合わせで実行されることができる。
【０１０９】
ステップ８１０にて、通常の測定場所でグレーティングの第１測定が実行される。通常の測定場所は、すでに説明した通り、測定フィールド内の中心に位置するターゲットであってもよい。第１測定は、グレーティングにより散乱される放射の０次または非ゼロ次の回折次数の強度の測定を含んでもよい。
【０１１０】
ステップ８２０にて、シフトされた測定場所でグレーティングの第２測定が実行される。シフトされた測定場所は、すでに説明した通り、同一ターゲットの対応する同様の向きのグレーティングの通常の測定場所であってもよい。繰り返しになるが、この第１測定は、グレーティングにより散乱される放射の０次または非ゼロ次の回折次数の強度の測定を含んでもよい。
【０１１１】
ステップ８３０にて、ステップ８１０およびステップ８２０にて決定された第１および第２測定から補正が決定される。このステップは、例えば、式（９）、式（１１）または式（１２）を用いてもよい。
【０１１２】
選択的なステップ８４０にて、異なる条件またはグレーティング形式についてさらに別の補正が決定されてもよい。これらのさらに別の補正は、平均化されてもよいし、用いられる特定の条件（例えば照明条件）に適用可能であってもよい。後者の場合、照明条件の特定の補正が決定され、適用可能な照明条件の特定の補正が照明条件に依存する補正段階にて用いられるようにしてもよい。このステップは、例えば、式（１４）、式（１５）または式（１６）を用いてもよい。
【０１１３】
較正段階につづいて、補正段階８４５が実行され、測定フィールドの不均一性の影響について測定が補正される。
【０１１４】
ステップ８５０にて、各グレーティングの測定、例えば各グレーティングにより散乱される回折放射の相補的な非ゼロ次の強度測定が通常の測定場所にある（例えば測定フィールド内の中心に位置する）ターゲットを用いてなされる。相補的な非ゼロ次の回折次数は、例えば、ウェハ回転モードまたは相補的アパチャモードのいずれかで取得されてもよい。
【０１１５】
ステップ８６０にて、較正段階８０５の間に決定された適用可能な補正は、グレーティングの場所および（選択的に）使用される照明条件といった他の条件に依存する強度測定に適用される。このステップは、例えば、式（１０）または式（１３）を用いてもよい。
【０１１６】
ステップ８７０にて、補正された強度測定から各グレーティングの非対称性が決定される。式（１）がこのステップにて用いられてもよい。
【０１１７】
ステップ８８０にて、モニタされるべきパラメータは、決定された非対称性から計算されることができる。パラメータは、例えば、フォーカス、ドーズ量またはオーバレイであってよい。パラメータがオーバレイであれば、このステップは式（３）を用いてもよい。
【０１１８】
提案される方法は、測定フィールドの非対称性の原因に拘わらず、有効であると考えられる。またそれは、測定フィールドの非対称性の原因についての仮定／モデルに頼らない。提案される方法は、ウェハ回転または相補的アパチャモードのいずれかにて用いることができ、異なるアパチャを用いる測定に頼らない。提案される方法は、提案される較正ステップがａ）ターゲット毎、ｂ）ウェハ毎、ｃ）ウェハロット毎のいずれかで実行可能であるという意味で柔軟である。較正された補正は、主としてターゲットに非依存であり、ｉ）基準ウェハ、ｉｉ）テストウェハまたはｉｉｉ）実際のウェハからの（周期的、ドリフト）測定を可能にする。提案される方法は、後続のパターン認識を伴わない、または、個々のグレーティングに基づく後続のパターン認識／画像相関を伴うターゲットの変位を用いることにより、（較正中に）測定フィールドの外側に部分的に位置するターゲットに対抗することができる。
【０１１９】
提案されるコンセプトは、より高次の回折放射の強度を補正する観点で説明される。しかしながら、このコンセプトは、測定フィールドの不均一性に影響される任意の測定の補正に等しく適用可能であることが理解されよう。したがって、例えばＣＤ（クリティカルディメンジョン）測定に用いるゼロ次の回折放射の補正は、本書に記載される方法および装置を用いて決定されることができる。したがって、このような補正は、瞳面での（暗視野ではない）測定のものであってもよい。
【０１２０】
補正は、補正オフセットまたは補正係数として説明された。しかしながら、補正は、他の形式を取ってもよく、例えば非線形補正であってもよいことが理解されよう。
【０１２１】
本発明の特定の実施の形態について上述してきたが、本発明は、記載されるものとは異なる態様で実施されてもよいことが理解されよう。
【０１２２】
上述のコンセプトは、二層および複数層の用途の双方における回折に基づくオーバレイターゲットに適用可能である。また、回折に基づく露光フォーカスを測定するためのフォーカスターゲットおよび／またはドーズ量を測定するためのターゲットにも適用可能である。
【０１２３】
上記補正の計算は、オーバレイといった関心のあるパラメータを計算するための非対称性の値を組み合わせる前の、非対称性の計算の段階に適用される。上述の技術は、照明および／または結像の異なるモードにおけるツールの光学システムの特性に係る非対称性測定を較正し、その後に補正するために実行されることができる。仮に測定プロセスが放射の異なる波長および／または偏光を用いる場合、較正はこれらについて個別に実行されることができる。
【０１２４】
実施の形態にて説明される検査装置またはツールは、並行する画像センサにより瞳面および基板面を同時に撮像するために第１および第２の分岐路を有する散乱計の特定の形態を具備するが、代替的な構成も可能である。ビームスプリッタ１７を用いて対物レンズ１６に恒久的に接続される二つの分岐路を設けるのではなく、分岐路がミラーといった可動式の光学素子により選択的に接続されることができる。光学システムは、単一の画像センサを有するように構成されることができ、センサへの光学経路は、瞳面画像センサおよび基板面画像センサとして機能するように可動式の素子により再構成される。
【０１２５】
本書に記載されるコンセプトおよび補正は、中間瞳面または瞳面にて取得される（つまり、図３の装置の測定分岐路のいずれかを用いる）測定に等しく適用可能であることが理解されよう。瞳面測定は、例えば、ターゲットから回折されるゼロ次の放射を用いるターゲットからのクリティカルディメンジョンの測定を含んでもよい。
【０１２６】
上述のターゲット構造は、特に測定を目的として設計および形成される計測ターゲットであるが、他の実施の形態において、基板上に形成されるデバイスの機能部分であるターゲット上で特性が測定されてもよい。多くのデバイスは、規則的なグレーティングに似た構造を有する。本書に用いる「ターゲットグレーティング」および「ターゲット構造」の用語は、その構造が特に測定の実行のために設けられていることを必要としない。
【０１２７】
検査装置のハードウェアおよび基板やパターニングデバイス上に実現される適切なターゲットの周期構造に関連して、ある実施の形態は、リソグラフィプロセスについての情報を取得するための上述された形式の測定方法を実現する一以上の機械可読指令のシーケンスを含むコンピュータプログラムを含んでもよい。このコンピュータプログラムは、例えば、図３の装置のコントローラＰＵおよび／または図２の制御ユニットＬＡＣＵにて実行されてもよい。また、このようなコンピュータプログラムが記憶されるデータ記憶媒体（例えば、半導体メモリ、磁気または光学ディスク）が提供されてもよい。
【０１２８】
特定の参照は、光学リソグラフィの文脈における本発明の実施の形態の使用に対して上述されたが、本発明は、他の用途、例えばインプリントリソグラフィに用いられてもよく、文脈上許されれば、光学リソグラフィに限定されないことが理解されよう。インプリントリソグラフィにおいて、パターニングデバイスのトポグラフィは、基板上に形成されるパターンを定義する。パターニングデバイスのトポグラフィは、基板に供給されるレジスト層内にプレスされ、基板上のレジストは電磁放射、熱、圧力またはこれらの組み合わせを加えることにより硬化されうる。
【０１２９】
本発明に係るさらなる実施の形態は、下記の番号が付された条項により記載される。
【０１３０】
項１．回折放射の測定値の補正を決定する方法であって、前記補正は、前記測定値における測定フィールドの場所依存性を補正し、前記ターゲットは、複数の周期構造を備え、
前記方法は、
少なくとも一つの前記周期構造の第１測定および第２測定を実行することと、
前記第１測定および前記第２測定から補正を決定することと、を備え、
前記第１測定は、前記測定フィールドに対して通常の測定場所にある前記ターゲットを用いて実行され、
前記第２測定は、前記測定フィールドに対してシフトされた場所にある前記周期構造を用いて実行され、前記シフトされた場所は、前記測定フィールドに対して前記通常の測定場所に前記ターゲットがあるときにもう一つ別の前記周期構造がある場所を含む、ことを特徴とする方法。
【０１３１】
項２．前記周期構造が測定され、前記もう一つ別の周期構造が同様の向きであることを特徴とする項１に記載される方法。
【０１３２】
項３．前記周期構造が測定され、前記もう一つ別の周期構造が同様のグレーティング・フィーチャ寸法を備えることを特徴とする項１または２に記載される方法。
【０１３３】
項４．前記ターゲットは、対応する周期構造の一以上のペアを備え、
前記方法は、対応する周期構造の各ペアについて実行され、
前記第１測定は、前記対応する周期構造のペアの一方についての測定であり、前記シフトされた場所は、前記測定フィールドに対して前記通常の測定場所に前記ターゲットがあるときに前記対応する周期構造のペアの他方がある場所であることを特徴とする項１、２または３に記載の方法。
【０１３４】
項５．前記ターゲットは、対応する周期構造の二つのペアを備えることを特徴とする項４に記載の方法。
【０１３５】
項６．前記対応する周期構造の二つのペアは、２×２のアレイで構成されることを特徴とする項５に記載の方法。
【０１３６】
項７．前記対応する周期構造の各ペア内に構成される周期構造は、前記アレイ内で対角に配置されることを特徴とする項６に記載の方法。
【０１３７】
項８．前記対応する周期構造の各ペア内に構成される周期構造は、前記アレイ内で互いに隣接して配置されることを特徴とする項６に記載の方法。
【０１３８】
項９．第２測定は、二つの周期構造についてそれらのシフトされた場所にて同時に実行されることを特徴とする項８に記載の方法。
【０１３９】
項１０．前記対応する周期構造の二つのペアの一方は、第１の配向を有し、前記対応する周期構造の二つのペアの他方は、第２の配向を有することを特徴とする項５から９のいずれか一項に記載の方法。
【０１４０】
項１１．前記対応する周期構造の二つのペアの一方は、第１セットのグレーティング・フィーチャ寸法を有し、前記対応する周期構造の二つのペアの他方は、第２セットのグレーティング・フィーチャ寸法を有することを特徴とする項５から９のいずれか一項に記載の方法。
【０１４１】
項１２．前記対応する周期構造の各ペアは、二層以上の二つの周期構造を備え、前記二つの周期構造のそれぞれは、前記二層の配置間で同じ配向を有するが、異なるバイアスを有することを特徴とする項４から１１のいずれか一項に記載の方法。
【０１４２】
項１３．前記補正は、前記測定値に乗算することにより、前記測定値における測定フィールドの場所依存性を補正するように使用可能な補正係数であることを特徴とする項１から１２のいずれか一項に記載の方法。
【０１４３】
項１４．前記補正は、前記測定値に対する加算または減算により、前記測定値における測定フィールドの場所依存性を補正するように使用可能な補正オフセットであることを特徴とする項１から１３のいずれか一項に記載の方法。
【０１４４】
項１５．前記第１測定は、ターゲット内に構成される全ての周期構造を同時に測定することを備えることを特徴とする項１から１４のいずれか一項に記載の方法。
【０１４５】
項１６．前記第１測定を実行するための前記通常の測定場所と前記第２測定を実行するための第１のシフトされた場所との間で、前記測定フィールドに対する前記ターゲットの所定の移動を実行するステップを備えることを特徴とする項１から１５のいずれか一項に記載の方法。
【０１４６】
項１７．ターゲット内に構成される各周期構造について適用可能なシフトされた場所において各周期構造を個別に測定するための複数の第２測定を実行することを備え、
前記方法は、前記シフトされた場所のそれぞれの間で測定フィールドに対するターゲットの所定の移動を実行するステップを備えることを特徴とする項１６に記載の方法。
【０１４７】
項１８．前記所定の移動のそれぞれは、パターン認識を用いることなく、かつ、測定光学系のフォーカスを変更することなく実行されることを特徴とする項１６または１７に記載の方法。
【０１４８】
項１９．前記ターゲットは、フォーカスを測定するための一以上のフォーカスグレーティングを備えることを特徴とする項１から１８のいずれか一項に記載の方法。
【０１４９】
項２０．前記ターゲットは、ドーズ量を測定するための一以上のドーズ量グレーティングを備えることを特徴とする項１から１９のいずれか一項に記載の方法。
【０１５０】
項２１．前記ターゲットは、クリティカルディメンジョンを測定するための一以上のグレーティングを備えることを特徴とする項１から２０のいずれか一項に記載の方法。
【０１５１】
項２２．前記ターゲットは、オーバレイを測定するためのオーバレイターゲットであることを特徴とする項１から１９のいずれか一項に記載の方法。
【０１５２】
項２３．測定フィールドに対して中心に位置しない場所にて測定される周期構造の測定値に対する補正の適用は、補正された値が、仮に前記周期構造が前記通常の測定場所と前記シフトされた場所との間の中心に位置する場所にて測定された場合に取得されるであろう値に実質的になるように、前記測定値を補正することを特徴とする項１から２２のいずれか一項に記載の方法。
【０１５３】
項２４．前記第１測定および第２測定の実行中における前記測定フィールドに対する実際のターゲットの場所を測定することと、仮に前記周期構造が前記測定フィールドに対して中心に位置する場所にて測定された場合に取得されるであろう値に向けて前記測定値がより良く補正されるように、前記ターゲットの場所のこれらの測定を補正の決定に用いることと、を備えることを特徴とする項１から２３のいずれか一項に記載の方法。
【０１５４】
項２５．前記補正は、前記第１測定および第２測定の実行に用いる前記周期構造および／または測定デバイスの一以上のパラメータの関数として決定されることを特徴とする項１から２４のいずれか一項に記載の方法。
【０１５５】
項２６．測定フィールド内の単一の場所に適用可能な複数のパラメータに依存する補正は、異なるパラメータ条件の各一つについて決定されることを特徴とする項１から２５のいずれか一項に記載の方法。
【０１５６】
項２７．前記パラメータに依存する補正の平均を計算してノイズが抑制されたパラメータ依存の補正を得ることを備えることを特徴とする項２６に記載の方法。
【０１５７】
項２８．前記パラメータに依存する補正が依存するパラメータは、前記周期構造のオーバレイバイアスを含むことを特徴とする項２６または２７に記載の方法。
【０１５８】
項２９．前記異なるパラメータ条件は、異なる照明条件を備えてもよく、前記異なる照明条件は、測定放射に対して異なる照明アパチャ・プロファイルを用いること、および／または、測定放射に対して異なる基板の向きを用いることを備え、前記ターゲットは前記基板上に構成されることを特徴とする項２６、２７または２８に記載の方法。
【０１５９】
項３０．周期構造により散乱される放射の測定値に前記補正を適用することを備えることを特徴とする項１から２９のいずれか一項に記載の方法。
【０１６０】
項３１．複数の補正が決定され、その各一つは、前記測定フィールドに対して前記通常の場所にターゲットがあるときに前記ターゲット内に構成される周期構造の場所に適用可能であることを特徴とする項１から２９のいずれか一項に記載の方法。
【０１６１】
項３２．適用可能な補正を周期構造により散乱される放射の測定値に適用するステップを備え、前記適用可能な補正は、測定フィールドに対する前記周期構造の場所に少なくとも依存することを特徴とする項３１に記載の方法。
【０１６２】
項３３．複数の周期構造を備えるターゲットを測定する方法であって、
前記ターゲットの各周期構造を同時測定することにより、前記周期構造により散乱される放射の測定値を各周期構造について取得することと、
測定された強度値に対応する前記周期構造の場所に適用可能な補正を用いて、前記測定値における測定フィールドの場所依存性の影響が補償されるように、前記周期構造により散乱される放射の各測定値を補正することと、を備え、
項１から２９のいずれか一項に記載される方法を用いて各補正が決定されることを特徴とする方法。
【０１６３】
項３４．基板上のリソグラフィプロセスにより形成される複数の周期構造を備えるターゲットの非対称性を測定する方法であって、
前記ターゲットを測定放射で照明する間に各周期構造の第１の像を形成および検出することを備え、前記第１の像が各周期構造により回折される放射の第１の選択部分を用いて形成されることにより、各周期構造により散乱される放射の第１の測定値を取得することを備える第１測定ステップと、
前記ターゲットを測定放射で照明する間に各周期構造の第２の像を形成および検出することを備え、前記第２の像が各周期構造により回折される放射の第２の選択部分を用いて形成されることにより、各周期構造により散乱される放射の第２の測定値を取得することを備え、放射の前記第２の選択部分が、前記周期構造の回折スペクトルにおいて、前記第１の部分と対称的に反対側となる第２測定ステップと、
前記周期構造により散乱される放射の前記適用可能な第１の測定値および前記周期構造により散乱される放射の前記適用可能な第２の測定値に基づいて、各周期構造における非対称性の測定を計算するステップと、を備え、
前記非対称性の測定を計算するステップにおいて、項１から２９のいずれか一項に記載の方法を用いて決定される補正を用いて、前記周期構造により散乱される放射の測定値における測定フィールドの場所依存性の影響を補償するための補正が実行されることを特徴とする方法。
【０１６４】
項３５．前記基板は、各周期構造により回折される放射の前記第１の選択部分により形成される前記第１の像と、各周期構造により回折される放射の前記第２の選択部分により形成される前記第２の像とを有するように、前記第１測定と前記第２測定の間で１８０°回転されることを特徴とする項３４に記載の方法。
【０１６５】
項３６．前記測定放射のアパチャ・プロファイルは、各周期構造により回折される放射の前記第１の選択部分により形成される前記第１の像と、各周期構造により回折される放射の前記第２の選択部分により形成される前記第２の像とを有するように、前記第１測定と前記第２測定の間で変更されることを特徴とする項３４に記載の方法。
【０１６６】
項３７．各周期構造により回折される放射の前記第１の選択部分により形成される前記第１の像と、各周期構造により回折される放射の前記第２の選択部分により形成される前記第２の像とは、前記第１の像と前記第２の像の取得の間で基板の向きまたはアパチャ・プロファイルを変更することなく取得され、前記ターゲットは、鏡像グレーティングおよび／または二重グレーティングを備えることを特徴とする項３４に記載の方法。
【０１６７】
項３８．各周期構造により回折される放射の前記第１の選択部分および各周期構造により回折される放射の前記第２の選択部分は、相補的な非ゼロ次の回折次数を備えることを特徴とする項３４から３７のいずれか一項に記載の方法。
【０１６８】
項３９．ターゲット内に構成される一以上の周期構造のターゲットパラメータを測定する方法であって、前記方法は、
前記ターゲットに測定放射を照明する間に各周期構造の像を形成および検出し、前記像が各周期構造により散乱される放射を用いて形成されることにより、各周期構造により散乱される放射の第１の測定値を取得することと、
各周期構造について前記ターゲットパラメータの測定を対応する像から計算することと、を備え、
前記ターゲットパラメータの測定を計算するステップにおいて、項１から２３のいずれか一項に記載の方法を用いて決定される補正を用いて、前記周期構造により散乱される放射の測定値における測定フィールドの場所依存性の影響を補償するための補正が実行されることを特徴とする方法。
【０１６９】
項４０．前記ターゲットパラメータは、クリティカルディメンジョンであることを特徴とする項３９に記載の方法。
【０１７０】
項４１．リソグラフィプロセスのパラメータを測定するための計測装置であって、項１から４０のいずれか一項に記載の方法を実行するよう動作可能であることを特徴とする計測装置。
【０１７１】
項４２．その上に一以上のターゲットを有する前記基板のためのサポートと、
各ターゲットを測定するための光学システムと、
項１から２９のいずれか一項に記載の方法に係る補正を決定するよう動作可能なプロセッサと、を備えることを特徴とする計測装置。
【０１７２】
項４３．パターンを照明するよう構成される照明光学システムと、基板に前記パターンの像を投影するよう構成される投影光学システムと、項４１または４２に記載される計測装置と、を備えるリソグラフィ装置を備え、
前記リソグラフィ装置は、前記計測装置により計算される決定されたパラメータ値をさらに別の基板へのパターンの付与に用いるよう構成され、
前記決定されたパラメータ値は、前記計測装置を用いてなされる強度測定を用いて決定され、前記補正が適用されていることを特徴とするリソグラフィシステム。
【０１７３】
項４４．適切なプロセッサ制御装置上で実行したときに、前記プロセッサ制御装置が項１から３７のいずれか一項に記載の方法を実行させるプロセッサ可読指令を備えることを特徴とするコンピュータプログラム。
【０１７４】
項４５．項４４に記載のコンピュータプログラムを備えることを特徴とするコンピュータプログラム媒体。
【０１７５】
項４６．リソグラフィプロセスを用いて一連の基板にデバイスパターンが付与されるデバイス製造方法であって、
項１から２９のいずれか一項に記載の方法を用いて少なくとも一つの補正を決定することと、
前記少なくとも一つの補正を強度測定に適用し、補正された強度測定を用いてリソグラフィプロセスパラメータをモニタすることと、
前記リソグラフィプロセスパラメータにしたがって後続基板におけるリソグラフィプロセスを制御することと、を含むことを特徴とするデバイス製造方法。
【０１７６】
本書で用いられる「放射」および「ビーム」の用語は、いかなる種類の電磁的な放射を包含し、紫外（ＵＶ）放射（例えば、３６５、２４８、１９３、１５７または１２６ｎｍの波長またはその近傍を有する）および極端紫外（ＥＵＶ）放射（例えば、５−２０ｎｍの範囲の波長を有する）を含むとともに、イオンビームや電子ビームといった粒子ビームをも含む。
【０１７７】
「レンズ」の用語は、文脈が許される場合において、屈折型、反射型、磁気型、電磁気型および静電型の光学素子を含む任意の種類の光学素子の任意の一つまたは組み合わせと称されてもよい。
【０１７８】
特定の実施の形態の前述の説明は、当業者の範囲内の知識を適用することによって、他の人が、過度の実験をすることなく、本発明の一般的な考え方から逸脱することなく、そのような特定の実施の形態を様々な用途に容易に変更および／または適合させることができる本発明の一般的性質を十分に明らかにするであろう。したがって、そのような適合および変更は、本書に提示された教示および示唆に基づいて、開示された実施の形態の意義および均等物の範囲内にあることが意図される。本明細書の表現または用語は、本明細書の用語または表現が教示および指針に照らして当業者によって解釈されるように、限定ではなく例示による説明のためのものであることが理解されよう。
【０１７９】
本発明の範囲は、上述の例示的な実施の形態のいずれにも限定されるのではなく、以下の請求項およびその等価物にしたがってのみ規定されよう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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