(57)【要約】重ね合わせを監視する方法は、連続的な層が、積重体を形成するために、１つを別のものの上方に堆積させられる、製造工程において使用される。各々の層は、別の層内の周期的構造と位置合わせされることになる、回折格子などの周期的構造を含み得る。積重された周期的構造は、周期的構造からの＋および−１次回折パターンを形成するために照射され得る。積重された周期的構造の画像は、＋および−回折パターンを含んで捕捉され得る。＋および−回折パターンは、連続的な層の間の重ね合わせを算出するために比較され得る。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続的な層が、積重体を形成するために、１つを別のものの上方に堆積させられる、および、各々の層が、別の層内の周期的構造と位置合わせされることになる周期的構造を含む、製造工程において、重ね合わせを監視する方法であって、
積重された周期的構造を、前記周期的構造からの正および負１次回折パターンを形成するための照射によって照射するステップと、
正および負回折パターンを含む、前記積重された周期的構造の画像を捕捉するステップと、
前記正および負回折パターンを、連続的な層の間の前記重ね合わせを算出するために比較するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、回折パターンは、干渉縞を含み、比較する前記ステップは、前記干渉縞位置を比較して、前記正および負回折パターンの間に非対称性があれば識別するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法であって、前記干渉縞位置は、前記画像内の位置の関数として画像強度を分析することにより決定されることを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法であって、比較する前記ステップは、前記正および負回折パターンの各々に対する特性振動数を決定し、前記特性振動数を比較して、連続的な層の間の重ね合わせを識別するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法であって、前記特性振動数は、高速フーリエ変換を使用して決定されることを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法であって、非対称因子を、重ね合わせにより引き起こされない前記正および負回折パターンにおいての非対称性に対して決定し、前記非対称因子を、前記重ね合わせ算出に適用するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法であって、回折格子が、複数個セル計測目標の一部分であり、捕捉する前記ステップは、前記計測目標内の単一のセルの単一の捕捉を含むことを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項１に記載の方法であって、前記正および負回折パターンは、１次回折パターンであることを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項１に記載の方法であって、前記算出された重ね合わせを、所定のしきい値と比較し、前記重ね合わせが前記しきい値を上回る場合、警告を生成するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項１０】
照射源と、画像捕捉デバイスと、少なくとも１つのプロセッサを含む分析ユニットとを備える、積重された周期的構造の間の重ね合わせ誤差を監視するための装置であって、前記プロセッサは、正および負回折パターンを含む、積重された周期的構造の画像を分析し、前記正および負回折パターンを、連続的な層の間の前記重ね合わせを算出するために比較するように構成されることを特徴とする装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の装置であって、前記プロセッサは、前記正および負１次回折パターンの間の非対称性を識別するように構成されることを特徴とする装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の装置であって、前記回折パターンは、干渉縞を含み、前記プロセッサは、干渉縞位置を、前記画像内の位置の関数として画像強度を分析することにより決定するように構成されることを特徴とする装置。
【請求項１３】
請求項１０に記載の装置であって、前記比較することは、前記正および負回折パターンの各々に対する特性振動数を決定し、前記特性振動数を比較して、連続的な層の間の重ね合わせを識別することを含むことを特徴とする装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の装置であって、前記プロセッサは、前記特性振動数を、高速フーリエ変換を使用して決定するように構成されることを特徴とする装置。
【請求項１５】
請求項１０に記載の装置であって、前記プロセッサは、非対称因子を、重ね合わせにより引き起こされない前記正および負回折パターンにおいての非対称性に対して決定し、前記非対称因子を、前記重ね合わせ算出に適用するように構成されることを特徴とする装置。
【請求項１６】
請求項１０に記載の装置であって、回折格子が、複数個セル計測目標の一部分であり、前記プロセッサは、前記分析することおよび比較することを、前記計測目標内の単一のセルの単一の捕捉に基づいて遂行するように構成されることを特徴とする装置。
【請求項１７】
計算システム内のプロセッサにおいて実現されるときに、前記システムが、
干渉縞を含む、正および負回折パターンを含む、積重された周期的構造の画像を受信することと、
前記正および負回折パターンにおいて、前記干渉縞位置を比較することと、
前記正および負回折パターンの間に非対称性があれば識別することと、
前記正および負回折パターンの間の非対称性の程度から、連続的な層の間の重ね合わせを算出することと
を行うことを引き起こす命令を含むことを特徴とするコンピュータ可読媒体。
【請求項１８】
請求項１７に記載のコンピュータ可読媒体であって、前記命令は、前記システムが、非対称因子を、重ね合わせにより引き起こされない前記正および負回折パターンにおいての非対称性に対して決定し、前記非対称因子を、前記重ね合わせ算出に適用することを引き起こすことを特徴とするコンピュータ可読媒体。
【請求項１９】
請求項１７に記載のコンピュータ可読媒体であって、前記命令は、前記システムが、それぞれの前記正および負回折パターンに対する特性振動数を決定することを引き起こすことを特徴とするコンピュータ可読媒体。
【請求項２０】
請求項１９に記載のコンピュータ可読媒体であって、前記重ね合わせは、前記特性振動数の比に比例するように決定されることを特徴とするコンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には、散乱計測に基づく重ね合わせ計測の分野に関し、より詳しくは、積重された周期的構造、実例として、半導体ウェハ内のそれぞれの層上に印刷される回折格子などの計測目標（ｔａｒｇｅｔ）の間の重ね合わせにおいての誤差を監視するための、角度的に分解される散乱計測の使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願は、２０１８年１月２日に出願された国際出願ＰＣＴ／ＵＳ１８／１２０７０の国内段階出願である、および、２０１７年１月３日に出願され米国出願第６２／４４１，７０３号を割り当てられた仮特許出願に対する優先権を主張する、２０１８年３月２日に出願された米国出願第１５／７５７，１１９号の一部継続出願である。
【０００３】
半導体ウェハの製造などの積層製造工程において、それぞれの層内の印刷されるパターンが、下に置かれるときに適正に位置合わせされることは、製造工程および最終的な製造される製品が正しく機能するために必要である。当技術分野において周知であるように、位置合わせは、層の少なくとも一部上に印刷される回折格子などの、専用の計測目標の使用を通して支援され得る。用語「重ね合わせ」は、本明細書において、別段に説述されない限り、ウェハの連続的な層内のパターンの位置合わせの測定値を指すために使用される。重ね合わせが大であるほど、位置ずれは大である。ゼロ以外の重ね合わせ測定値は、さらには、当技術分野において「重ね合わせ誤差」と呼ばれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１６／０１４６７４０号
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１６／０２１６１９７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
計測目標は、セルの集合、例えば、２つがＸ方向での重ね合わせを測定するための、および、２つがＹ方向での重ね合わせを測定するための、各々が回折格子を含む、長方形または正方形セルの２×２配列の形式をとり得る。セルを照射することにより取得される回折パターンは、重ね合わせを測定するために分析され得る。現在、重ね合わせ値を取得する方法は、複数個のセルを測定することを必然的に含む。例えば、一部の既知の重ね合わせ測定方法において、＋および−（さらには本明細書において「±」と呼ばれる）第１の回折次数の間の強度差を測定することが、重ね合わせ値の決定につながる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
後に続くことは、本発明の初期の理解をもたらす単純化された概要である。本概要は、必ずしも、主要な要素を識別もしなければ、本発明の範囲を限定もせず、後に続く説明への導入の役目をするにすぎない。
【０００７】
本発明の一部の実施形態は、積重された周期的構造の間の重ね合わせ誤差を監視するためのシステムおよび方法を提供する。本発明の、ある実施形態による方法は、＋および−次数回折パターンを含む、積重された周期的構造の画像を捕捉するステップと、±回折パターンを、連続的な層の間の重ね合わせ誤差を識別するために比較するステップとを含み得る。かくして、例えば、回折次数の相対的強度を単純に考慮することの代わりに、パターンそれら自体が、例えば、分析ユニットにおいての分析により比較され得る。回折パターンは、１次回折パターンであり得る。
【０００８】
回折パターンは、干渉縞を含み得るものであり、回折パターンの比較は、縞位置を比較して、＋および−回折パターンの間に非対称性があれば識別することを含み得る。
【０００９】
本発明の一部の実施形態による方法は、既存の計測システムにおいて、例えば、そのようなシステムの一部分を形成し得る画像分析ユニットにおいて遂行され得る。それゆえに、本発明の、ある実施形態は、画像分析ユニットなどの計算システムのプロセッサにおいて実現されるときに、システムが、本明細書において説明される方法の任意のものによって画像を分析することを引き起こす命令を含む、一時的または非一時的のいずれかのコンピュータ可読媒体を含み得る。
【００１０】
本発明の、これらの、追加的な、および／または他の、態様および／または利点が、おそらくは、詳細な説明から推察可能に、および／または、本発明の実践により学習可能に、後に続く詳細な説明において論述される。
【００１１】
本発明の実施形態のより良好な理解のために、および、どのようにそれらの実施形態が実施され得るかを示すために、同類の番号が、全体を通して対応する要素または部分品を指定する、添付図面に対する参照が、純粋に例として、ここでなされることになる。
【００１２】
添付図面においては、次の通りである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一部の実施形態による、重ね合わせ目標内の典型的なセルの概略断面視図である。
【図２】本発明の一部の実施形態による、重ね合わせ目標内の典型的なセルの平面視図である。
【図３】本発明の一部の実施形態による、層の、薄い積重体においての、ゼロおよび±第１の回折次数の捕捉された画像を描写する図である。
【図４】本発明の一部の実施形態による、層の、より厚い積重体においての、ゼロおよび±第１の回折次数の捕捉された画像を描写する図である。
【図５】±両方の第１の回折次数の画像に関する高速フーリエ変換「ＦＦＴ」の結果を描写するグラフである。
【図６】本発明の一部の実施形態によるシステムの概略線図である。
【図７】本発明の一部の実施形態による方法を描写する流れ線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
後に続く説明において、本発明の様々な態様が説明される。解説の目的のために、特定の構成および詳細が、本発明の徹底した理解をもたらすために論述される。しかしながら、本発明が、本明細書において提示される特定の詳細なしに実践され得るということは、当業者にはさらには明らかであろう。さらにまた、周知の特徴は、本発明を不明瞭にしないために、省略または単純化されていることがある。図面を具体的に参照することに伴い、図示される明細は、単に、例としてのものであり、本発明の例解的な論考の目的のためのものであり、本発明の原理および概念的態様の、最も有用で容易に理解される説明であると確信されるものを提供するために提示されるということが強調される。この点において、本発明の根本的な理解にとって必要であるより詳細に、本発明の構造的詳細を図示するための試みはなされず、図面とともに講じられる説明は、どのように本発明のいくつかの形式が実践において実施され得るかを、当業者に明らかにする。
【００１５】
本発明の少なくとも１つの実施形態が詳細に解説される前に、本発明は、その適用において、後に続く説明において論述される、または、図面において例解される、構成要素の構築および配置構成の詳細に限定されないということが理解されるべきである。本発明は、様々な手立てで実践または履行され得る他の実施形態に、および、開示される実施形態の組合せに適用可能である。さらには、本明細書において用いられる術語および専門用語は、説明の目的のためのものであり、限定的とみなされるべきではないということが理解されるべきである。
【００１６】
図１は、散乱計測重ね合わせ（「ＳＣＯＬ」）測定の概略表現である。図は、連続的な層の積重体を含む、断面の形での積重された構造１０を描写し、それらの層のうちの２つは、回折格子２２および２４を含む。これらの回折格子は、例えば、計測目標内の単一のセルの一部分であり得る。照射光線１２が、積重体の方に向けられ得るものであり、次いで、ベクトル１３〜１６により表される方向で、直接的に反射させられ、さらには回折させられ得る。「Ｕ」および「Ｌ」光線は、上部格子２２および下部格子２４それぞれからの回折を表し得る。図１において例解されるように、２つの回折格子は、同じ周期を、ただし異なる厚さを有する。格子は、位置ずれされることを図示され、重ね合わせ、または、位置ずれの程度は、参照番号２０により指示される。
【００１７】
図２は、積重された周期的構造の平面視図である。この個別の例において、構造は、各々が回折格子、例えば、図１において概略的に図示されるような格子を含む、Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２と標示される４つの長方形セルを含む。
【００１８】
１次散乱計測構成での画像捕捉デバイスの画素においての受信される信号は、同じ刻み（ｐｉｔｃｈ）（印刷されるパターンの溝間隔）を有する、積重された周期的構造の中の、上部および底部格子の第１の回折次数の間の干渉の結果であり得る。いずれかの格子からの回折させられたＥＭ場Ｅは、次式のように与えられ得る。
【数１】
2021510210.tif 000003
【００１９】
ＡＵおよびＡＬは、個々の格子の回折次数の振幅を表し、位相ΨＵおよびΨＬは、正および負回折次数に共通な積重体パラメータ（例えば、積重体層の厚さ、光学定数、積重体の中のあらゆる界面においての反射および透過）から生じるトポグラフィック位相（ｔｏｐｏｇｒａｐｈｉｃ  ｐｈａｓｅ）に対応する。Ｐは、刻み、または、格子パターンの周期を表す。回折次数の各々の、強度Ｉは、格子の回折効率、および、トポグラフィック位相差  −  （ΨＵ−ΨＬ）の両方に依存し得る。ｆ０は、ＳＣＯＬ重ね合わせ目標において使用される意図的オフセットを表す。
【数２】
2021510210.tif 000004
【数３】
2021510210.tif 000005
【００２０】
重ね合わせ値は、式３から抽出され得る。
【００２１】
図３は、薄い積重体、例えば、薄い層の積重体においての、ゼロ、第１の、および第２の回折次数の捕捉された画像を描写する。画像は、典型的には、さらには「収集瞳」または「瞳」と呼ばれる、図示されない、瞳レンズを使用して、図６を参照して本明細書においてさらに説明されるなどの、システム内の画像捕捉デバイスの瞳面において形成される。ｘ軸は、回折格子の線の方向に垂直な軸に沿った位置Ｐを表す。照射の２つのランダム角度（例えば瞳画素）の間の強度差は、たいていは、異なるトポグラフィック位相  −  （ΨＵ−ΨＬ）に起因する。それゆえに、照射の角度の間の光学経路差は、収集瞳においての異なる強度を引き起こすことになる。上部格子と下部格子との間の光学経路が、測定の波長に相対的に短い場合、瞳面にわたるトポグラフィック位相の変動は小さく、それゆえに、強度は、「緩やかに」および単調に変動し得る。
【００２２】
図４は、厚い積重体、例えば、図３の層より厚い層を含む積重体においての、ゼロ、第１の、および第２の回折次数の捕捉された画像を描写する。収集瞳にわたるトポグラフィック位相の、より大きい変動が存し、ゆえに、強度は、「より急速に」変動し得るものであり、干渉縞パターンがあらわにされ得る。図４において図示されるような±第１の回折次数においての縞パターンは、積重された周期的構造においての非対称性に関する重要な情報を保持し得る。重ね合わせは、これらの非対称性のうちの１つであり得る。かくして、本発明の一部の実施形態によれば、正および負、または、＋および−回折パターンは、連続的な層の間の重ね合わせを識別するために比較され得る。本発明の実施形態は、本明細書においてさらに説明されるように、個別の厚さの積重体に限定されず、図３において図示される種類の積重体に対してさえ使用され得る。
【００２３】
何らの重ね合わせも伴わない完全な対称の積重された周期的構造が存する、仮定的事例において、瞳中心に相対的な±回折次数の間の縞パターンの鏡面対称性が存することになるということが予想され得る。
【００２４】
重ね合わせが上部格子と下部格子との間に存在するならば、各々の照射角度の位相は、わずかに変えられ得る。収集瞳に相対的に描出されるときに、生成され得る干渉縞は、もはや鏡面対称性を持たないことがある。それゆえに、本発明の一部の実施形態は、例えば、干渉縞位置を比較して、±回折パターンの間に非対称性があれば識別することにより、＋および−回折パターンを、連続的な層の間の重ね合わせを算出するために比較することを含み得る。
【００２５】
一部の実例において、例えば、重ね合わせ誤差、または、非対称性の他の原因が存する場合、＋および−回折パターンの１つまたは両方においての縞は、収集瞳において動かされ得るものであり、以て、対称性を破る。干渉縞長さに相対的な移動させられる距離は、格子の刻みに相対的な重ね合わせに比例し得る。距離は、非対称性の何らの原因もなければ存在することになる仮定的パターン、例えば、図３において図示されるｘ軸上のゼロにおいての、対称の軸に相対的に決定され得る。かくして、連続的な層の間の重ね合わせ誤差は、瞳または中心軸に相対的な干渉縞位置を分析および比較すること、例えば、画像内の位置の関数として画像強度を分析することにより算出され得る。
【００２６】
本発明の一部の実施形態において、±回折パターンの比較は、例えば、本明細書においてさらに説明される様式で、＋および−回折パターン、または縞の特性振動数を決定することを含み得る。本発明の一部の実施形態において、この特性振動数は、鋭い振動数ではなく、むしろ「より広い」振動数、または振動数帯域であることがあり、なぜならば、干渉縞の密度は、瞳にわたって変化し得るからである。
【００２７】
本発明の一部の実施形態において、この振動数は、例えば数学的分析によって、瞳位置の関数として強度を処置すること、例えば、瞳面内の画素位置の関数として振動数を分析することにより抽出され得る。
【００２８】
本発明の一部の実施形態において、瞳位置の関数としての強度の処置は、ＦＦＴによって履行され得る。図５は、本発明の一部の実施形態による、ＳＣＯＬ測定のＦＦＴ結果（大きさ）を描写する。この例において、特性振動数は、強度においての山であり、重ね合わせを指示する＋および−１次回折パターンに対して異なる。
【００２９】
単純なモデル近似において、縞密度が一定である場合、式２のフーリエ変換項は、式４において与えられ得るものであり、ただしω０は、縞の振動数を表し、φ０は、頂部および底部格子からの回折次数の間の位相であり、δ（ω−ω０）は、ωが振動数であるディラックのデルタ関数であり、Ａは、縞の振幅を表す。φ０は、±１回折次数に対して同じであり得る。ディラックのデルタ関数は、ω０に対応する、１／Ｐに等しい振動数を考察する。
【数４】
2021510210.tif 000006
【００３０】
＋１回折次数（「ＤＯ」）と−１ＤＯとの間の縞変位を測定するために、画像化重ね合わせ（「ＯＶＬ」）手法に対する頑強な自己相関アルゴリズムが使用され得る。すなわち、第１のステップにおいて、ゼロ次瞳画像の対称の中心が、ゼロ次画像と、その反転された画像との間の自己相関を使用して見出され得る。第２のステップにおいて、例えば、−１ＤＯの画像と、＋１ＤＯの反転された画像との間の最大自己相関の位置が見出され得る。関心の領域（「ＲＯＩ」）は、±１回折次数が、図４において図示されるような非ゼロ信号を有する域の中で選定されるべきである。ＲＯＩは、ゼロ次対称の中心位置に関して対称的に規定されるべきであるということに留意されたい。＋１ＤＯ画像の反転は、さらには、先のステップにおいて見出されるゼロ次中心位置に関して遂行され得る。
【００３１】
反転された＋１ＤＯの元の位置と、−１ＤＯとの最大自己相関の位置との間の算出された距離（「Ｄ」）は、ＯＶＬに起因する互いに相対的な縞偏移を規定する。次に、この距離は、フーリエ変換を使用することにより、式４において規定される縞周期（Ｔ＝１／ω０）を使用することにより、位相差へと変換されるべきである。よって、ＯＶＬ値が、式５において定められるように算出され得る。
【数５】
2021510210.tif 000007
【００３２】
本発明の一部の実施形態において、式５においての重ね合わせ値は、単一のセルの単一の取り込み（ｇｒａｂ）または画像捕捉を分析することにより検出され得る。そのような実施形態において、余分なセル／取り込みは、この計測動作に対して必要とされず、以て、そのことは時間および処理電力を節約する。
【００３３】
ＯＶＬを決定するための別の手法が、式４から取得され得る。よって、ＯＶＬ値は、式６を使用して見出され得る。Ｓ＋１およびＳ−１は、±１回折次数に対応する信号である。
【数６】
2021510210.tif 000008
【００３４】
しかしながら、側壁角および頂部傾斜などの、重ね合わせ以外の積層製造工程の態様が、さらには、干渉縞の対称性を損なう能力があり得る。しかしながら、そのような態様の位相寄与は、干渉縞が瞳に相対的に移動するということにおいて、重ね合わせ誤差と同じ影響を有し得るが、振幅寄与は、干渉縞の何らの移動も引き起こさず、むしろ、それらの干渉縞の強度を変えるのみであることがある。そのような状況において、振幅寄与からの干渉縞非対称性の増幅は存さないことがあり、かくして、重ね合わせ誤差の検出への影響は目立たない。それゆえに、本発明の一部の実施形態によるシステムおよび方法は、縞非対称性の他の原因により、影響を及ぼされることがより少ない、重ね合わせの測定をもたらすことにおいての利点を有し得る。
【００３５】
本発明の一部の実施形態において、振幅寄与は切り離され得る。例えば、非対称因子が、重ね合わせにより引き起こされない＋および−回折パターンにおいての非対称性に対して決定され得る。非対称因子を決定するための１つの可能な式が、式７においての例として下記で示される。
【数７】
2021510210.tif 000009
【００３６】
対称の目標の事例において、非対称因子の値は、１である（重ね合わせについて問題にされない）ことになる。任意の他の値が、非対称性の方向および大きさを指示することになる。なおまた、非対称因子は、式５からの重ね合わせ値を補正し、非対称性拡大を取り去るために使用され得るものであり、換言すれば、非対称因子は、重ね合わせ算出に適用され得るものであり、例えば、式８を結果的に生じさせる。
【数８】
2021510210.tif 000010
【００３７】
ｉは、これらの式において負の１の平方根であり得るが、Ｉｍは、複素式または数の虚部を表し得る。
【００３８】
ＦＦＴ手順は、少なくとも２つの縞が収集瞳において利用可能であるときに、最も効果的であり得る。典型的な半導体製造工程に対して、このことは、少なくとも４μｍ高さの積重体を要する。それゆえに、典型的な現在の工程において、ＦＦＴの使用は、上記で説明されたような、層の、薄い積重体に対して、最も効果的であることになる。
【００３９】
本発明の一部の実施形態において、ＦＦＴ手順は、当てはめ手順または導関数手順などの、ただしそれらに限定されない、他の技法により置換され得る。そのような代替的手順は、広い範囲の積重体厚さに適したものであり得るが、より薄い積重体に対してＦＦＴより適したものであり得る。
【００４０】
本発明の一部の実施形態は、重ね合わせ測定に対する既知の工程に勝る有意な改善につながり得る。一部の既知の工程は、例えば式２から重ね合わせ値を導出する、複数個のセルからの信号の分析を要し、そのことは、累積の誤差が含まれることを結果的に生じさせることがある。一部のそのような工程は、計測不正確さを増大する工程変動への強い依存性が難点である。対照的に、本発明の一部の実施形態において、信号分析は、そのような不正確さの大きい部分を克服し得る、単一のセル  −  単一の取り込み散乱計測測定により改善され得る。
【００４１】
本発明の一部の実施形態において、すべての利用可能な瞳画素が、瞳関数挙動を分析するために、集合的なデータとしての見方をされ、そのことは、本方法の信号対雑音比を改善する働きをし得る。このことは、対応する回折パターンにおいての画素の対の間の強度差の分析と対照的である。
【００４２】
アルゴリズム的不正確さが、より高い散乱次数が単純な１次散乱計測と干渉するときに発し得る。重ね合わせに関する異なる情報を伴う異なる次数による信号汚染は、各々の次数の信号をろ過することができなければ発し得る。１次回折パターンのみを使用する本発明の実施形態は、これらの欠点を克服し得る。
【００４３】
回折格子内の何らかの非対称性は、位相および振幅の両方の、±第１の回折次数の間の差に寄与し得る。瞳強度を分析する一方で、振幅差は、増幅され、結果的に生じる重ね合わせに実質的に影響を及ぼし得る。本発明の一部の実施形態によれば、そのような非対称性の影響は軽減され得る。
【００４４】
図６は、本発明の一部の実施形態によるシステム１００の概略線図である。システム１００は、画像化システム１０５と、分析ユニット１６０と、制御器１８０とを備える。画像化システム１０５は、照射源１１０を備える。これは、当業者に既知の任意の適した照射源であり得る。画像分析ユニット１６０は、当技術分野において既知であるように、１つ以上のプロセッサを備え得る。プロセッサは、例えば、システムまたは分析ユニットが、本発明の一部の実施形態による方法を実現することを引き起こす、コンピュータアルゴリズムの形式での命令を実現し得る。
【００４５】
図６の画像化システム１０５において、照射源１１０からの放射９９Ａが、視準器１１５を通り、アポダイザ１２５を経て、ビーム分割器１５０へと通過し、そのビーム分割器１５０において、放射９９Ｂが、目標対物レンズ１２０を経て、載物台９５上で支持されるウェハ８０上の目標に方向設定される。目標は、回折格子を含み、回折させられた放射は、ウェハ８０上の目標から、対物レンズ１２０を経て、ビーム分割器１５０に戻される。システム１００は、回折させられた放射９９Ｃを受けるように配置構成される、電荷結合素子すなわち「ＣＣＤ」配列などの瞳カメラ１３０と、瞳カメラ１３０により生成される画像を分析するように配置構成される分析ユニット１６０とをさらに備える。かくして、本発明の一部の実施形態による画像捕捉動作は、瞳カメラ１３０などの画像捕捉デバイスにより遂行され得る。回折させられた放射９９Ｃは、ビーム分割器１５０により、焦点レンズ１４０および視野絞り１４５を経て、カメラ１３０に方向設定される。瞳カメラ１３０は、当技術分野において既知であるように、瞳面１３１において、回折させられた放射９９Ｃから画像を形成するように配置構成される。
【００４６】
照射は、電子ビームシステムにおいてなどの粒子ビームによる照射、または、ｘ線および任意の他の形式の電磁放射などの放射にさらすことを含み得るが、それらに限定されない。
【００４７】
制御器１８０は、載物台９５を含む画像化システム１０５の動作を制御するように構成される。載物台９５は、可動であり得る。例えば制御器１８０は、ウェハ上の目標を走査して、目標上の異なる場所においての瞳画像を捕捉するように、画像化システム１０５、および／または、ウェハ８０を支持する載物台９５の位置を制御し得る。制御器１８０の動作は、分析ユニット１６０からの信号に部分的に基づくものであり得る。
【００４８】
図７は、本発明の一部の実施形態による方法を例解する流れ図である。図７において図示される動作は、例えば、分析ユニット１６０などの、システム内の分析ユニットにおいて履行され得る。
【００４９】
図７において図示される動作の系列は、積重された周期的構造を、周期的構造からの＋および−１次回折パターンを形成するための照射によって照射する、動作７１０によって始まる。照射は、例えば、図６において図示されるカメラ１３０などの瞳カメラにより生成され得る。動作７１０は、＋および−回折パターンを含む、積重された周期的構造の画像を捕捉する、動作７２０が後に続き得る。本発明の一部の実施形態において、動作７１０および７２０は含まれない。例えば、分析ユニットにおいて遂行される方法においてであり、動作７１０および７２０は、例えば画像捕捉デバイスから、積重された周期的構造の画像を受信することにより置換され得る。
【００５０】
動作７３０において、画像内の＋および−回折パターンは、連続的な層の間の重ね合わせを算出するために比較される。比較は、例えば、本明細書において説明される方法の任意のものを使用する、画像の分析を必然的に含み得る。
【００５１】
重ね合わせの量が、本発明の一部の実施形態によって、所定のしきい値と比較され得る。例えばしきい値は、個別の製造工程に対する、あるレベルの許容度に設定され得る。重ね合わせがしきい値を上回る場合、警告が生成され得る。かくして、図７の動作７４０において、重ね合わせは、しきい値と比較され、しきい値が上回られる場合、警告が、動作７５０において生成され得る。警告は、表示画面上の視覚的指示、可聴の注意、および、当業者に既知の任意の他の形式の警告のうちの任意の１つ以上を含み得る。本発明の一部の実施形態によれば、ある決まったしきい値より上の重ね合わせの算出は、製造作業の自動的な停止または休止のきっかけとなり得る。本発明の一部の実施形態によれば、警告につながるものより高いしきい値が、休止のきっかけとなるために使用され得る。
【００５２】
一部の実施形態において、システムは、現在利用可能な計測システムを使用する、例えば制御器１８０内のプロセッサにおいて実現される、異なるソフトウェアによって、本発明によって動作することを可能にされ得る。かくして、本発明の一部の実施形態は、半導体計測システムのプロセッサにおいて実現されるときに、システムが、本明細書において説明される方法の任意のものによって動作することを引き起こす命令を含む、一時的または非一時的なコンピュータ可読媒体を提供する。
【００５３】
本発明の態様は、本発明の実施形態による方法、装置（システム）、およびコンピュータプログラム製品の、流れ図例解および／または部分線図を参照して、上記で説明されている。流れ図例解および／または部分線図の各々の部分、ならびに、流れ図例解および／または部分線図においての部分の組合せが、コンピュータプログラム命令により実現され得るということが理解されるであろう。これらのコンピュータプログラム命令は、機械を生み出すために、汎用コンピュータ、特殊目的コンピュータ、または、他のプログラム可能データ処理装置のプロセッサに提供され得るものであり、そのことによって、コンピュータ、または、他のプログラム可能データ処理装置のプロセッサによって実行する命令は、流れ図および／もしくは部分線図、または、それらの部分において定められる機能／動作を実現するための手段を創出する。
【００５４】
これらのコンピュータプログラム命令は、さらには、コンピュータ、他のプログラム可能データ処理装置、または、他のデバイスに、個別の様式で機能するように指図することができるコンピュータ可読媒体内に記憶され得るものであり、そのことによって、コンピュータ可読媒体内に記憶される命令は、流れ図および／もしくは部分線図、または、それらの部分において定められる機能／動作を実現する命令を含む製造品を生み出す。
【００５５】
コンピュータプログラム命令は、さらには、コンピュータ、他のプログラム可能データ処理装置、または、他のデバイス上へと読み込まれることが、コンピュータ実現プロセスを生み出すために、動作ステップの系列が、コンピュータ、他のプログラム可能装置、または、他のデバイス上で遂行されることを引き起こすために行われ得るものであり、そのことによって、コンピュータ、または、他のプログラム可能装置上で実行する命令は、流れ図および／もしくは部分線図、または、それらの部分において定められる機能／動作を実現するためのプロセスを提供する。
【００５６】
前に述べられた流れ図および線図は、本発明の様々な実施形態によるシステム、方法、およびコンピュータプログラム製品の可能な実現形態の、基本設計概念、機能性、および動作を例解する。この点において、流れ図または部分線図においての各々の部分は、定められる論理的機能を実現するための１つ以上の実行可能命令を含む、モジュール、セグメント、または、コードの部分を表し得る。一部の代替的実現形態において、部分において記される機能は、図において記される順序から外れて発することがあるということが、さらには留意されるべきである。例えば、連続して図示される２つの部分は、実際は、実質的に同時的に実行されることがあり、または、部分は時には、必然的に含まれる機能性に依存して、逆の順序で実行されることがある。部分線図および／または流れ図例解の各々の部分、ならびに、部分線図および／または流れ図例解においての部分の組合せは、定められる機能もしくは動作を遂行する特殊目的ハードウェアに基づくシステム、または、特殊目的ハードウェアおよびコンピュータ命令の組合せにより実現され得るということが、さらには留意されるであろう。
【００５７】
上記の説明において、ある実施形態は、本発明の例または実現形態である。「１つの実施形態」、「ある実施形態」、「ある決まった実施形態」、または「一部の実施形態」の様々な出現は、必ずしもすべてが同じ実施形態を指すとは限らない。本発明の様々な特徴は、単一の実施形態の文脈で説明されることがあるが、特徴は、さらには、別個に、または、任意の適した組合せで提供され得る。反対に、本発明は、本明細書において、明確さのために別個の実施形態の文脈で説明されることがあるが、本発明は、さらには、単一の実施形態において実現され得る。本発明の、ある決まった実施形態は、上記で開示された異なる実施形態からの特徴を含み得るものであり、ある決まった実施形態は、上記で開示された他の実施形態からの要素を組み込み得る。特定の実施形態の文脈での本発明の要素の開示は、それらの要素の使用を特定の実施形態だけの形に限定すると解されるべきではない。さらにまた、本発明は、様々な手立てで履行または実践され得るということ、および、本発明は、上記の説明において概説されたもの以外の、ある決まった実施形態において実現され得るということが理解されるべきである。
【００５８】
本発明は、それらの線図に、または、対応する説明に限定されない。例えば、流れは、各々の例解される囲みもしくは状態を通って、または、例解および説明されるのと厳密に同じ順序で進むことを必要としない。本明細書において使用される技術および科学用語の意味は、別段に定義されない限り、本発明が属する技術分野の当業者によるように共通に理解されるべきである。本発明は、限定された数の実施形態に関して説明されたが、これらの実施形態は、本発明の範囲に関する限定ではなく、むしろ、好まれる実施形態のうちの一部の例示と解釈されるべきである。他の可能な変更、変形、および適用が、さらには、本発明の範囲内にある。よって、本発明の範囲は、これまで説明されたことによってではなく、添付される特許請求の範囲、および、その法的均等物によって限定されるべきである。
【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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【国際調査報告】
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