(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターニングプロセスを用いて作成された、第１のバイアスターゲット構造及び第２の異なるバイアスターゲット構造を有するメトロロジターゲットに関して、前記第１のターゲット構造に関する信号データ対前記第２のターゲット構造に関する信号データを含むメトロロジデータを取得することであって、前記メトロロジデータが、複数の異なるメトロロジレシピに関して取得され、各メトロロジレシピが、測定の異なるパラメータを指定することと、
基準としての前記複数の異なるメトロロジレシピに関する前記メトロロジデータを通る統計値、フィッティング曲線、又はフィッティング関数を決定することと、
特定の閾値を超える又は満たす前記基準のパラメータから、少なくとも２つの異なるメトロロジレシピの集合メトロロジデータのばらつきを有する前記少なくとも２つの異なるメトロロジレシピを識別することと
を含む、方法。
【請求項２】
前記フィッティング曲線又は関数を決定することを含み、前記曲線又は関数が、直線である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記パラメータが、分布の統計的尺度である、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記識別することが、前記少なくとも２つの異なるメトロロジレシピの前記メトロロジデータを通る統計値、フィッティング曲線、又はフィッティング関数を決定することを含み、前記ばらつきが、前記複数の異なるメトロロジレシピに関する前記基準の前記パラメータと、前記少なくとも２つの異なるメトロロジレシピの前記メトロロジデータを通る前記統計値、フィッティング曲線、又はフィッティング関数のパラメータとの間のものである、請求項１〜３の何れか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記基準に関する前記複数の異なるメトロロジレシピが、考慮下の及び前記メトロロジデータが利用可能な全ての前記異なるメトロロジレシピを含む、請求項１〜４の何れか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記基準が、前記メトロロジデータを通る曲線の傾きを含み、前記識別することが、前記基準の傾きにおける、前記少なくとも２つの異なるメトロロジレシピの前記集合メトロロジデータを通る曲線の傾きとの差を決定することと、前記差が、特定の閾値を満たす又は下回ることに応答して、前記少なくとも２つの異なるメトロロジレシピを識別することとを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記基準の前記決定が、複数のサブセットの各サブセットに関して前記基準を決定することを含み、各サブセットが、より大きな異なるメトロロジレシピのセットから選択された２つ以上の異なるメトロロジレシピの異なる組み合わせを含み、前記少なくとも２つの異なるメトロロジレシピを識別することが、前記選択された少なくとも２つの異なるメトロロジレシピとして、別のサブセットのばらつきよりも小さい基準からの集団メトロロジデータのばらつきを有する、前記サブセットの少なくとも１つを選択することを含む、請求項１〜４の何れか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記ばらつきが、分布の尺度である、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記メトロロジデータが、前記メトロロジデータを獲得するために使用される検査装置の検出器及び／又は前記メトロロジデータを獲得するために使用される検査装置の検出器によって生成される像の画素レベルで指定される、請求項１〜８の何れか一項に記載の方法。
【請求項１０】
性能パラメータ又は指標に基づいて、より大きな異なるメトロロジレシピのセットから前記複数の異なるメトロロジレシピの選択を行うことをさらに含む、請求項１〜９の何れか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記メトロロジレシピが、前記メトロロジターゲットに関する測定放射線の波長に関して異なる、請求項１〜１０の何れか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記少なくとも２つの異なるメトロロジレシピを使用して前記メトロロジターゲットのインスタンスを測定することと、前記測定の結果からオーバーレイ値を決定することとをさらに含む、請求項１〜１１の何れか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記オーバーレイ値の前記決定が、前記少なくとも２つの異なるメトロロジレシピを用いて取得された、前記第１のターゲット構造に関する信号データ対前記第２のターゲット構造データに関する信号データを用いて、オーバーレイの決定又は補正を行うことを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１のターゲット構造に関する前記信号データが、前記第１のターゲット構造に関する非対称性データであり、前記第２のターゲット構造に関する前記信号データが、前記第２のターゲット構造に関する非対称性データである、請求項１〜１３の何れか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１のターゲット構造に関する前記非対称性データが、Ａ＋データであり、前記第２のターゲット構造に関する前記非対称性データが、Ａ−データである、請求項１４に記載の方法。
【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、２０１７年６月３０日出願の欧州特許出願第１７１７８９４９．８号の優先権を主張するものであり、これらの特許文献の全体を参照により本明細書に援用する。
【背景技術】
【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検査（例えば、メトロロジ）のための方法及び装置と、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。
【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、代替としてマスク又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つ又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。
【０００４】
[0004]  パターニングプロセス（すなわち、パターニング（リソグラフィ露光又はインプリントなど）を含む、デバイス又は他の構造を作成するプロセス。通常、レジストの現像やエッチングなど、１つ又は複数の関連する処理ステップを含むことがある）を可能にするための重要な側面として、このプロセス自体を開発すること、監視及び制御できるようにこのプロセスをセットアップすること、次いでプロセス自体を実際に監視して制御することが挙げられる。パターニングデバイスパターン、レジストタイプ、リソグラフィ後のプロセスステップ（例えば現像やエッチング）などのパターニングプロセスの原理構成を仮定すると、基板上にパターンを転写するためのパターニングプロセスにおいて装置をセットアップし、１つ又は複数のメトロロジターゲットを現像してプロセスを監視し、メトロロジプロセスをセットアップしてメトロロジターゲットを測定し、次いで測定量に基づいてプロセスを監視及び／又は制御するプロセスを実施することが望ましい。
【０００５】
[0005]  したがって、パターニングプロセスでは、構造のクリティカルディメンジョン（ＣＤ）や、基板内又は基板上に形成される連続層間のオーバーレイ誤差（すなわち、望ましくない意図していない連続層のミスアライメント）など、１つ又は複数の対象のパラメータを決定すること（例えば、測定することや、パターニングプロセスの１つ又は複数の側面をモデル化する１つ又は複数のモデルを使用してシミュレートすること）が望ましい。
【０００６】
[0006]  パターニングプロセスによって作成された構造に対して、そのような１つ又は複数の対象のパラメータを決定し、パターニングプロセスに関する設計、制御、及び／又は監視のため、例えばプロセスの設計、制御、及び／又は検証のためにこのパラメータを使用することが望ましい。パターン形成された構造の決定された１つ又は複数の対象のパラメータは、パターニングプロセスの設計、補正、及び／又は検証、欠陥検出又は分類、歩留まり推定、及び／又はプロセス制御のために使用することができる。
【０００７】
[0007]  したがって、パターン形成プロセスでは、多くの場合、例えば、プロセス制御及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。
【０００８】
[0008]  様々な形態の検査装置（例えば、メトロロジ装置）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、再誘導された（散乱）放射線の１つ又は複数の特性、例えば、単一の反射角における波長に応じた強度照度、１つ又は複数の波長における反射角に応じた強度照度、又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、厳密結合波分析又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、及び主成分分析によって求めることができる。
【０００９】
[0009]  さらなる技法は、（鏡面反射に対応する）０次回折を阻止することを伴い、より高次の回折のみが処理される。そのようなメトロロジの例は、国際公開第２００９／０７８７０８号及び国際公開第２００９／１０６２７９号で見ることができ、これらの特許文献全体を参照により本明細書に援用する。この技法のさらなる発展形態は、米国特許出願公開第２０１１／００２７７０４号、米国特許出願公開第２０１１／００４３７９１号、及び米国特許出願公開第２０１２／０２４２９４０号に記載されており、これらの各特許出願全体を参照により本明細書に援用する。通常、そのような回折ベースの技法は、オーバーレイを測定するために使用される。技法のためのターゲットは、照明スポットよりも小さくてよく、基板上の製品構造によって囲まれていてもよい。ターゲットは、複数の周期構造を備えることができ、これらは１つの像で測定することができる。そのようなメトロロジ技法の特定の形態では、オーバーレイ測定結果は、通常の回析次数（例えば＋１次）、及び相補的な回析次数（例えば−１次）の強度を別個に得るためにターゲットを回転させながら、又は照明モード若しくは結像モードを変更しながら、特定の条件下でターゲットを２回測定することによって得られる。所与のターゲットに関する強度非対称性、これらの回折次数強度の比較は、ターゲット非対称性、すなわちターゲットにおける非対称性の測定を提供する。オーバーレイ誤差の指標として、ターゲットにおけるこの非対称性を使用することができる。
【発明の概要】
【００１０】
[0010]  オーバーレイ測定の例では、上記の技法は、オーバーレイ（すなわち、オーバーレイ誤差及び意図的なバイアス）が、ターゲットにおけるターゲット非対称性の唯一の原因であるという仮定に依拠する。上層及び／又は下層における周期構造内のフィーチャの構造的非対称性や、センサを使用した測定における非対称性など、ターゲット又は測定における任意の他の非対称性は、１次の（又は他のより高次の）測定強度非対称性も引き起こす。ターゲット及び／又は測定におけるそのような他の非対称性に起因し得る、オーバーレイ（意図的なバイアスを含む）とは関係ないこの強度非対称性は、オーバーレイ測定を乱し、不正確なオーバーレイ測定を与える。
【００１１】
[0011]  一実施形態では、パターニングプロセスを用いて作成された、第１のバイアスターゲット構造及び第２の異なるバイアスターゲット構造を有するメトロロジターゲットに関して、第１のターゲット構造に関する信号データ対第２のターゲット構造に関する信号データを含むメトロロジデータを取得することであって、メトロロジデータが、複数の異なるメトロロジレシピに関して取得され、各メトロロジレシピが、測定の異なるパラメータを指定する、取得することと、基準としての複数の異なるメトロロジレシピに関するメトロロジデータを通る統計値、フィッティング曲線、又はフィッティング関数を決定することと、特定の閾値を超える又は満たす基準のパラメータからの少なくとも２つの異なるメトロロジレシピの集合メトロロジデータのばらつきを有する少なくとも２つの異なるメトロロジレシピを識別することとを含む、方法が提供される。
【００１２】
[0012]  一実施形態では、メトロロジターゲットに関して、複数の異なるメトロロジレシピを使用して、メトロロジターゲットを測定するために使用される検査装置の検出器及び／又はメトロロジターゲットを測定するために使用される検査装置の検出器によって生成される像の画素ごとのオーバーレイ値を取得することであって、メトロロジターゲットが、パターニングプロセスを用いて作成され、各メトロロジレシピが、測定の異なるパラメータを指定する、取得することと、複数の異なるメトロロジレシピのそれぞれに関してオーバーレイ値の統計値を決定することと、特定の閾値を超える又は満たす統計値の値を有する少なくとも２つの異なるメトロロジレシピを識別することとを含む方法が提供される。
【００１３】
[0013]  一実施形態では、本明細書に記載のメトロロジレシピに従って基板上のメトロロジターゲットを測定することを含む測定方法が提供される。
【００１４】
[0014]  一実施形態では、パターニングプロセスのパラメータを測定するためのメトロロジ装置であって、本明細書で述べる方法を実施するように動作可能なメトロロジ装置が提供される。
【００１５】
[0015]  一実施形態では、プロセッサに本明細書に記載の方法を実行させるための機械可読命令を含む非一時的コンピュータプログラム製品が提供される。
【００１６】
[0016]  基板上の２つの隣接する周期構造又は測定ターゲットに放射ビーム提供し、前記ターゲットによって回折された放射線を検出してパターニングプロセスのパラメータを決定するように構成された検査装置と、本明細書に記載の非一時的なコンピュータプログラムとを備えるシステムが提供される。一実施形態では、システムは、放射ビームを変調するためにパターニングデバイスを保持するように構成された支持構造と、前記変調された放射ビームを放射線感受性基板上に投影するように配置された投影光学系とを備えるリソグラフィ装置をさらに備える。
【００１７】
[0017]  さらなる特徴及び利点、さらには、様々な実施形態の構造及び動作が、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。
【００１８】
[0018]  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】
【００１９】
【図１】[0019]リソグラフィ装置の一実施形態を示す図である。
【図２】[0020]リソグラフィセル又はクラスタの一実施形態を示す図である。
【図３】[0021]例示的な検査装置及びメトロロジ技法を概略的に示す図である。
【図４】[0022]例示的な検査装置を概略的に示す図である。
【図５】[0023]検査装置の照明スポットとメトロロジターゲットとの関係を示す図である。
【図６】[0024]測定データに基づいて複数の対象の変数を導出するプロセスを概略的に示す図である。
【図７Ａ】[0025]第１の対の照明アパーチャを使用してターゲットを測定するように構成された検査装置（例えば、この場合は暗視野スキャトロメータ）の概略図である。
【図７Ｂ】[0026]所与の照明方向に関するターゲット周期構造の回折スペクトルの詳細を概略的に示す図である。
【図７Ｃ】[0027]回折ベースのオーバーレイ測定のために図７Ａの検査装置を使用する際にさらなる照明モードを提供する第２の対の照明アパーチャを概略的に示す図である。
【図７Ｄ】[0028]第１と第２の対のアパーチャを組み合わせた第３の対の照明アパーチャを概略的に示す図である。
【図８】[0029]多重周期構造ターゲットの形態と、基板上の測定スポットの概要とを示す図である。
【図９】[0030]図７Ａの検査装置で得られた図８のターゲットの像を示す図である。
【図１０】[0031]図３の検査装置を使用するオーバーレイ測定法のステップを示す流れ図である。
【図１１Ａ】[0032]ゼロの領域内で異なるオーバーレイ値を有するオーバーレイ周期構造の概略断面図である。
【図１１Ｂ】[0032]ゼロの領域内で異なるオーバーレイ値を有するオーバーレイ周期構造の概略断面図である。
【図１１Ｃ】[0032]ゼロの領域内で異なるオーバーレイ値を有するオーバーレイ周期構造の概略断面図である。
【図１１Ｄ】[0033]処理の効果による底部周期構造での構造的非対称性を有するオーバーレイ周期構造の概略断面図である。
【図１１Ｅ】[0034]意図的なバイアスを伴う周期構造を有するオーバーレイターゲットの概略上面図である。
【図１１Ｆ】[0035]図１１Ｅに示されるものなどのターゲットからの特定の次数の放射線の検出された回折信号の例を示す図である。
【図１１Ｇ】[0036]図１１Ｅに示されるものなどのターゲットからの別の特定の次数の放射線の検出された回折信号の例を示す図である。
【図１１Ｈ】[0037]２層周期構造を有するターゲットからの放射線の回折を説明するための簡単なモデルの概略的な描写である。
【図１２】[0038]構造的非対称性を受けない理想的なターゲットでのオーバーレイ測定の原理を示す図である。
【図１３】[0039]本明細書における実施形態で開示されるような構造的非対称性の補正を用いた、理想的でないターゲットにおけるオーバーレイ測定の原理を示す図である。
【図１４】[0040]一実施形態による、フィーチャ非対称性の影響を持たないオーバーレイターゲットに関するＡ＋対Ａ−のプロットである。
【図１５】[0041]一実施形態による、フィーチャ非対称性の影響を持つオーバーレイターゲットに関するＡ＋対Ａ−のプロットである。
【図１６Ａ】[0042]一実施形態による、フィーチャ非対称性の影響を持たないオーバーレイターゲットに関するＡ＋対Ａ−のプロットである。
【図１６Ｂ】[0042]一実施形態による、フィーチャ非対称性の影響を持つオーバーレイターゲットに関するＡ＋対Ａ−のプロットである。
【図１６Ｃ】[0042]一実施形態による、フィーチャ非対称性の影響を持つオーバーレイターゲットに関するＡ＋対Ａ−のプロットである。
【図１７Ａ】[0043]一実施形態による、フィーチャ非対称性の影響を持たないオーバーレイターゲットに関するＡ＋対Ａ−のプロットである。
【図１７Ｂ】[0044]一実施形態による、フィーチャ非対称性の影響を持つオーバーレイターゲットに関するＡ＋対Ａ−のプロットである。
【図１８】[0045]一実施形態による、フィーチャ非対称性の影響を持たないオーバーレイターゲットのインスタンス、及びフィーチャ非対称性の影響を持つオーバーレイターゲットのインスタンスに関するＡ＋対Ａ−のプロットである。
【図１９】[0046]一実施形態による、複数の異なるメトロロジレシピに関するターゲットのインスタンスに関するＡ＋対Ａ−のプロットである。
【図２０】[0047]図１９に提示されたデータのサブセットに関するＡ＋対Ａ−のプロットである。
【図２１】[0048]基板の中心部分に対応する特定のデータのみを接続した線を有する、図２０に提示されたデータのサブセットに関するＡ＋対Ａ−のプロットである。
【図２２】[0049]基板のエッジ部分に対応する特定のデータのみを接続した線を有する、図２０に提示されたデータのサブセットに関するＡ＋対Ａ−のプロットである。
【図２３】[0050]方法の一実施形態のフローチャートである。
【図２４】[0051]一実施形態による、複数の異なるメトロロジレシピに関するターゲットの像の個々の画素に関するＡ＋対Ａ−のプロットである。
【図２５】[0052]一実施形態による、複数の異なるメトロロジレシピに関するターゲットの像の個々の画素に関するＡ＋対Ａ−のプロットである。
【図２６】[0053]単一の偏光（この場合は直線Ｘ偏光）に関する様々な波長での測定におけるターゲットに関するオーバーレイ感度及びスタック感度のグラフである。
【図２７】[0054]単一の偏光（この場合は直線Ｙ偏光）に関する様々な波長での測定におけるターゲットに関するオーバーレイ感度及びスタック感度のグラフである。
【図２８】[0055]様々な波長での測定におけるターゲットに関するオーバーレイ感度及びスタック感度のグラフである。
【図２９】[0056]性能を監視するために、並びにメトロロジ、設計及び／又は製造プロセスの制御の基礎としてメトロロジターゲットが使用されるプロセス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】
【００２０】
[0057]  実施形態を詳細に述べる前に、実施形態を実施することができる例示的な環境を示すことが有益である。
【００２１】
[0058]  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放射線又はＤＵＶ放射線）を調整するように構成された照明光学系（照明器）ＩＬと、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを支持するように構成され、特定のパラメータに従ってパターニングデバイスを正確に位置決めするように構成された第１の位置決め装置ＰＭに接続されたパターニングデバイス支持体又は支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴと、基板（例えばレジストコートウェハ）Ｗを保持するように構成され、特定のパラメータに従って基板を正確に位置決めするように構成された第２の位置決め装置ＰＷに接続された基板テーブル（例えばウェハテーブル）ＷＴと、基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば１つ又は複数のダイを含む）上にデバイスＭＡをパターン形成することによって、放射ビームＢに付与されたパターンを投影するように構成された投影光学系（例えば屈折投影レンズ系）ＰＳを含む。
【００２２】
[0059]  照明光学系は、放射線を誘導、整形、又は制御するための、屈折、反射、磁気、電磁気、静電気、若しくは他のタイプの光学構成要素、又はそれらの任意の組合せなど、様々なタイプの光学構成要素を含むことがある。
【００２３】
[0060]  パターニングデバイス支持体は、パターニングデバイスの向き、リソグラフィ装置の設計、及び例えばパターニングデバイスが真空環境内に保持されているかどうかなどの他の条件に応じた様式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支持体は、パターニングデバイスを保持するために機械的、真空、静電、又は他のクランプ技法を使用することができる。パターニングデバイス支持体は、フレーム又はテーブルでよく、例えば、必要に応じて固定式又は可動式でよい。パターニングデバイス支持体は、パターニングデバイスが例えば投影システムに対して確実に所望の位置にくるようにすることができる。本明細書における「レチクル」又は「マスク」という用語の使用は、より一般的な「パターニングデバイス」という用語と同義とみなすことができる。
【００２４】
[0061]  本明細書で使用される「パターニングデバイス」という用語は、基板のターゲット部分にパターンを作成するように、ビームの断面にパターンを付与するために使用することができる任意のデバイスを表すものとして広く解釈すべきである。例えばパターンが位相シフトフィーチャ又はいわゆるアシストフィーチャを含む場合、放射ビームに付与されたパターンは、基板のターゲット部分での所望のパターンに正確には対応しないことがあることに留意されたい。一般に、放射ビームに付与されたパターンは、集積回路などのターゲット部分に作成されているデバイスでの特定の機能層に対応する。
【００２５】
[0062]  パターニングデバイスは、透過型でも反射型でもよい。パターニングデバイスの例としては、マスク、プログラマブルミラーアレイ、及びプログラマブルＬＣＤパネルが挙げられる。マスクは、リソグラフィにおいてよく知られており、バイナリ、レべンソン型(alternating)位相シフト、及びハーフトーン型(attenuated)位相シフトなどのマスクタイプ、並びに様々なハイブリッドマスクタイプを含む。プログラマブルミラーアレイの一例は、小さいミラーのマトリックス配置を採用し、各ミラーは、入射する放射ビームを異なる方向に反射するように個々に傾斜させることができる。傾斜したミラーは、放射ビームにパターンを付与し、この放射ビームがミラーマトリックスによって反射される。
【００２６】
[0063]  本明細書で示すように、装置は透過型（例えば透過型マスクを採用する）でよい。代替として、装置は反射型（例えば、上で言及したようなタイプのプログラマブルミラーアレイを採用する、又は反射型マスクを採用する）でもよい。
【００２７】
[0064]  リソグラフィ装置は、投影システムと基板との間の空間を満たすように、比較的高い屈折率を有する液体、例えば水で基板の少なくとも一部を覆うことができるタイプのものでもよい。リソグラフィ装置内の他の空間、例えばマスクと投影システムとの間に浸液を適用してもよい。投影システムの開口数を増加させるための液浸技法は、当技術分野においてよく知られている。本明細書で使用される「液浸」という用語は、基板などの構造が液体に浸されなければならないことを意味するのではなく、露光中に投影システムと基板との間に液体があることを意味するにすぎない。
【００２８】
[0065]  図１を参照すると、イルミネータＩＬは、放射源ＳＯから放射ビームを受け取る。例えば放射源がエキシマレーザであるとき、放射源とリソグラフィ装置とは別体でもよい。そのような場合、放射源は、リソグラフィ装置の一部を成すとはみなされず、放射ビームは、例えば適切な誘導ミラー及び／又はビームエキスパンダを含むビーム送達システムＢＤによって放射源ＳＯからイルミネータＩＬに送られる。他の場合には、例えば放射源が水銀ランプであるとき、放射源はリソグラフィ装置の一部でよい。放射源ＳＯ及びイルミネータＩＬは、必要であればビーム送達システムＢＤと共に、放射システムと呼ぶことができる。
【００２９】
[0066]  イルミネータＩＬは、放射ビームの角強度分布を調節するための調節装置ＡＤを含むことができる。一般に、イルミネータの瞳面における強度分布の少なくとも外側及び／又は内側の半径範囲（通常、それぞれσ−外側及びσ−内側と呼ばれる）を調節することができる。さらに、イルミネータＩＬは、インテグレータＩＮ及びコンデンサＣＯなど様々な他の構成要素を含むことができる。イルミネータを使用して、放射ビームを調整し、その断面に所望の均一性及び強度分布を有するようにすることができる。
【００３０】
[0067]  放射ビームＢは、パターニングデバイス支持体（例えばマスクテーブル）ＭＴに保持されているパターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡに入射し、パターニングデバイスによってパターン形成される。パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを通過すると、放射ビームＢは、投影光学系ＰＳを通過し、投影光学系ＰＳは、ビームを基板Ｗのターゲット部分Ｃに集束させ、それによってパターンの像をターゲット部分Ｃに投影する。第２の位置決め装置ＰＷ及び位置センサＩＦ（例えば、干渉計デバイス、リニアエンコーダ、２−Ｄエンコーダ、又は静電容量センサ）を用いて、例えば異なるターゲット部分Ｃを放射ビームＢの経路内に位置決めするように基板テーブルＷＴを正確に移動させることができる。同様に、第１の位置決め装置ＰＭ及び別の位置センサ（図１には明示されていない）を使用して、例えばマスクライブラリからの機械的な取出し後、又はスキャン中に、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ことができる。
【００３１】
[0068]  パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡと基板Ｗは、パターニングデバイスアライメントマークＭ１、Ｍ２と基板アライメントマークＰ１、Ｐ２とを使用してアライメントすることができる。図示される基板アライメントマークは専用のターゲット部分を占めるが、ターゲット部分間の空間内に位置されてもよい（これらはスクライブレーンアライメントマークとして知られている）。同様に、パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡに複数のダイが設けられている状況では、パターニングデバイスアライメントマークをダイ間に位置することができる。小さいアライメントマーカが、デバイスフィーチャの間でダイ内部に含まれてもよく、この場合、マーカはできるだけ小さく、隣接するフィーチャとは異なる結像又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については、以下でさらに述べる。
【００３２】
[0069]  この例でのリソグラフィ装置ＬＡは、いわゆるデュアルステージタイプのものであり、２つの基板テーブルＷＴａ、ＷＴｂと、２つのステーション（露光ステーションと測定ステーション）とを有し、それらのステーション間で基板テーブルを交換することができる。１つの基板テーブル上の１つの基板が露光ステーションで露光されている間に、別の基板を測定ステーションで他の基板テーブルに装填することができ、様々な予備ステップを行うことができる。予備ステップは、レベルセンサＬＳを使用して基板の表面制御をマッピングし、アライメントセンサＡＳを使用し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むことがある。これにより、装置のスループットを大幅に増加させることができる。
【００３３】
[0070]  図示される装置は、例えばステップモード又はスキャンモードを含む様々なモードで使用することができる。リソグラフィ装置の構成及び動作は当業者にはよく知られており、本発明の実施形態を理解するためにさらに述べる必要はない。
【００３４】
[0071]  図２に示されるように、リソグラフィ装置ＬＡは、リソグラフィセルＬＣ又はリソセル若しくはクラスタと呼ばれるリソグラフィシステムの一部を成す。また、リソグラフィセルＬＣは、基板に対して露光前及び露出後のプロセスを実施するための装置を含むこともできる。従来、これらは、レジスト層を堆積するためのスピンコータＳＣ、露光されたレジストを現像するための現像装置ＤＥ、冷却プレートＣＨ、及びベークプレートＢＫを含む。基板ハンドラ又はロボットＲＯは、入出力ポートＩ／Ｏ１、Ｉ／Ｏ２から基板を取り、それらを異なるプロセス装置間で移動させ、次いでリソグラフィ装置のローディングベイＬＢに送達する。総称してトラックと呼ばれることが多いこれらのデバイスは、トラック制御ユニットＴＣＵの制御下にあり、トラック制御ユニットＴＣＵは、それ自体、監視制御システムＳＣＳによって制御され、監視制御システムＳＣＳはまた、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を制御する。したがって、スループット及び処理効率を最大にするように異なる装置を動作させることができる。
【００３５】
[0072]  少なくとも１つのパターニングステップ（例えば光リソグラフィステップ）を含むパターニングプロセス（例えばデバイス製造プロセス）の設計、監視、制御などを行うために、パターン形成された基板を検査することができ、パターン形成された基板の１つ又は複数のパラメータが測定される。１つ又は複数のパラメータは、例えば、パターン形成された基板内又は基板上に形成された連続層間のオーバーレイ、例えばパターン形成された基板内又は基板上に形成されたフィーチャのクリティカルディメンジョン（ＣＤ）（限界線幅）、光リソグラフィステップの焦点又は焦点誤差、光リソグラフィステップのドーズ量又はドーズ誤差、光リソグラフィステップの光収差などを含むことがある。この測定は、製品基板自体のターゲット及び／又は基板上に提供される専用のメトロロジターゲットに対して実施することができる。走査型電子顕微鏡、像ベースの測定又は検査ツール、及び／又は様々な特殊ツールの使用を含め、パターニングプロセスで形成された構造の測定を行うための様々な技法がある。比較的高速で非侵襲的な形態の特殊メトロロジ及び／又は検査ツールは、放射ビームが基板表面上のターゲットに向けられ、散乱（回折／反射）ビームの特性が測定されるものである。基板によって散乱される前後のビームの１つ又は複数の特性を比較することによって、基板の１つ又は複数の特性を決定することができる。これは、回折ベースのメトロロジ又は検査と呼ばれることがある。
【００３６】
[0073]  図３は、例示的な検査装置（例えばスキャトロメータ）を示す。この検査装置は、基板Ｗ上に放射線を投影する広帯域（白色光）放射投影装置２を備える。再誘導された放射線は分光計検出器４に送られ、分光計検出器４は、例えば左下のグラフに示されるような鏡面反射放射線のスペクトル１０（波長の関数としての強度）を測定する。このデータから、検出されたスペクトルを生じる構造又はプロファイルは、プロセッサＰＵによって、例えば厳密結合波解析及び非線形回帰によって、又は図３の右下に示されているようなシミュレートされたスペクトルのライブラリとの比較によって再構成することができる。一般に、再構成のために、構造の一般的な形態が知られており、構造が作られたプロセスの知識からいくつかの変数が仮定され、測定データから決定される構造の変数はいくつかのみである。そのような検査装置は、垂直入射検査装置又は斜入射検査装置として構成することができる。
【００３７】
[0074]  使用することができる別の検査装置が図４に示されている。このデバイスでは、放射源２によって放出された放射線は、レンズ系１２０を使用してコリメートされ、干渉フィルタ１３０及び偏光子１７０を透過され、部分反射面１６０によって反射され、対物レンズ１５０を介して基板Ｗ上のスポットＳに集束される。対物レンズ１５０は、高い開口数（ＮＡ）、望ましくは少なくとも０．９又は少なくとも０．９５を有する。液浸検査装置（水などの比較的高い屈折率の流体を使用する）は、１を超える開口数を有することさえあり得る。
【００３８】
[0075]  リソグラフィ装置ＬＡと同様に、測定動作中に基板Ｗを保持するために１つ又は複数の基板テーブルを設けることができる。基板テーブルは、図１の基板テーブルＷＴと形状が同様又は同一でよい。検査装置がリソグラフィ装置と一体化されている例では、それらは同じ基板テーブルでもよい。測定光学系に対して基板を正確に位置決めするように構成された第２の位置決め装置ＰＷに、粗動位置決め装置及び微動位置決め装置を設けることができる。例えば、対象のターゲットの位置を獲得し、そのターゲットを対物レンズ１５０の下の位置に置くために、様々なセンサ及びアクチュエータが設けられる。通常、基板Ｗを横切る様々な位置で、ターゲットに対して多くの測定が行われる。基板支持体をＸ及びＹ方向に移動させて異なるターゲットを獲得し、Ｚ方向に移動させて、光学系の焦点に対するターゲットの所望の位置を得ることができる。例えば実際には光学系が実質的に（典型的にはＸ及びＹ方向で、しかしおそらくＺ方向でも）静止したままであり得て、基板だけが移動するときには、対物レンズが基板に対して様々な位置に導かれているかのように動作を考察して記載することが好都合である。基板と光学系の相対位置が正しいという前提で、原理的に、それらのどちらが現実世界で動いているのか、又は両方が動いているのか、又は光学系の一部が動いており（例えばＺ及び／又は傾斜方向で）、光学系の残りの部分は静止しており、基板は動いている（例えばＸ及びＹ方向で、しかしまた任意選択でＺ及び／又は傾斜方向で）という組合せなのかは問題とならない。
【００３９】
[0076]  次いで、基板Ｗによって再誘導された放射線は、部分反射面１６０を通過して検出器１８０に入り、スペクトルが検出される。検出器１８０を逆投影焦点面１１０（すなわち、レンズ系１５０の焦点距離）に位置してもよく、又は面１１０を、補助光学系（図示せず）を用いて検出器１８０上に再結像してもよい。検出器は、基板ターゲット３０の２次元角散乱スペクトルを測定することができるように２次元検出器でよい。検出器１８０は、例えばＣＣＤ又はＣＭＯＳセンサのアレイでよく、また、例えばフレーム当たり４０ミリ秒の積分時間を使用することができる。
【００４０】
[0077]  例えば、入射光線の強度を測定するために参照ビームを使用することができる。これを行うために、放射ビームが部分反射面１６０に入射するとき、放射ビームの一部が、参照ビームとして部分反射面１６０を透過されて、参照ミラー１４０に向かう。次いで、参照ビームは、同じ検出器１８０の異なる部分に投影されるか、又は異なる検出器（図示せず）に投影される。
【００４１】
[0078]  例えば４０５〜７９０ｎｍ、さらにはより低い、例えば２００〜３００ｎｍの範囲内の対象波長を選択するために、１つ又は複数の干渉フィルタ１３０が利用可能である。干渉フィルタは、１セットの様々なフィルタを備えるのではなく、同調可能でよい。干渉フィルタの代わりに格子を使用することもできる。ターゲットへの放射線の入射角の範囲を制御するために、開口絞り又は空間光変調器（図示せず）を照明経路に設けることができる。
【００４２】
[0079]  検出器１８０は、再誘導された放射線の強度を単一波長（又は狭い波長範囲）で測定することができ、複数の波長で個別に、又はある波長範囲にわたって積分して強度を測定することもできる。さらに、検出器は、横方向の磁気偏光放射線と横方向の電気偏光放射線の強度、及び／又は横方向の磁気偏光放射線と横方向の電気偏光放射線との位相差を個別に測定することができる。
【００４３】
[0080]  基板Ｗ上のターゲット３０は、現像後に固体レジストラインからバーが形成されるように印刷された１−Ｄ格子でよい。ターゲット３０は、２−Ｄ格子でもよく、現像後にレジスト内の固体レジストピラー又はバイアから格子が形成されるように印刷される。バー、ピラー、又はバイアは、基板内又は基板上に（例えば、基板上の１つ又は複数の層内に）エッチングすることができる。（例えば、バー、ピラー、又はバイアの）パターンは、パターニングプロセスにおける処理の変化（例えば、リソグラフィ投影装置（特に投影システムＰＳ）における光収差、焦点の変化、ドーズ量の変化など）に敏感であり、印刷された格子のばらつきとして現れる。したがって、印刷された格子の測定データを使用して、格子が再構成される。線幅及び／又は形状など１−Ｄ格子の１つ若しくは複数のパラメータ、又はピラー若しくはバイアの幅若しくは長さ若しくは形状など２−Ｄ格子の１つ若しくは複数のパラメータを、印刷ステップ及び／又は他の検査プロセスの知識からプロセッサＰＵによって実施される再構成プロセスに入力することができる。
【００４４】
[0081]  再構成によるパラメータの測定に加えて、回折ベースのメトロロジ又は検査を、製品及び／又はレジストパターンでのフィーチャの非対称性の測定において使用することができる。非対称性測定の特定の用途は、例えばオーバーレイの測定に関するが、他の用途も知られている。この場合、ターゲット３０は通常、互いに重ね合わされた１セットの周期フィーチャを備える。例えば、非対称性は、ターゲット３０からの回折スペクトルの対向する部分を比較すること（例えば、周期構造の回折スペクトルにおける−１次と＋１次を比較すること）によって測定することができる。図３又は図４の機器を使用する非対称性測定の概念は、例えば、全体を参照により本明細書に援用する米国特許出願公開第２００６０６６８５５号に記載されている。簡単に述べると、ターゲットの回折スペクトルでの回折次数の位置はターゲットの周期性によってのみ決定されるが、回折スペクトルにおける非対称性は、ターゲットを構成する個々のフィーチャの非対称性を示す。検出器１８０がイメージセンサでよい図４の機器では、そのような回折次数の非対称性は、検出器１８０によって記録される瞳孔像の非対称性として直接現れる。この非対称性は、ＰＵ単位でデジタル画像処理によって測定することができ、オーバーレイの既知の値に対して較正することができる。
【００４５】
[0082]  図５は、図４の装置における典型的なターゲット３０及び照明スポットＳの広がりの平面図を示す。周囲の構造からの干渉がない回折スペクトルを得るために、一実施形態では、ターゲット３０は、照明スポットＳの幅（例えば直径）よりも大きい周期構造（例えば格子）である。スポットＳの幅は、ターゲットの幅及び長さよりも小さくてよい。換言すると、ターゲットは照明によって「アンダーフィル（underfilled）」されており、回折信号は、ターゲット自体の外部の製品フィーチャなどからのいかなる信号も本質的に含んでいない。照明構成２、１２０、１３０、１７０は、対物レンズ１５０の後焦点面にわたって均一な強度の照明を提供するように構成することができる。代替として、例えば照明経路にアパーチャを含めることによって、照明をオンアクシス方向又はオフアクシス方向に制限することができる。
【００４６】
[0083]  図６は、メトロロジを使用して得られた測定データに基づいてターゲットパターン３０’の１つ又は複数の対象の変数の値を決定する例示的なプロセスを概略的に示す。検出器１８０によって検出された放射線は、ターゲット３０’に関する測定された放射分布１０８を提供する。
【００４７】
[0084]  所与のターゲット３０’について、例えば数値マクスウェルソルバ２１０を使用して、パラメータ化モデル２０６から放射分布２０８を計算／シミュレートすることができる。パラメータ化モデル２０６は、ターゲットを構成する、及びターゲットに関連する様々な材料の例示的な層を示す。パラメータ化モデル２０６は、考慮下のターゲットの部分のフィーチャ及び層に関する１つ又は複数の変数を含むことがあり、それらの変数は変更及び導出することができる。図６に示されるように、１つ又は複数の変数は、１つ又は複数の層の厚さｔ、１つ又は複数のフィーチャの幅ｗ（例えばＣＤ）、１つ又は複数のフィーチャの高さｈ、及び／又は１つ又は複数のフィーチャの側壁角度αを含むことがある。示されていないが、１つ又は複数の変数は、限定はしないが、１つ又は複数の層の屈折率（例えば実屈折率又は複素屈折率や屈折率テンソルなど）、１つ又は複数の層の吸光係数、１つ又は複数の層の吸収、現像中のレジスト損失、１つ又は複数のフィーチャのフッティング、及び／又は１つ又は複数のフィーチャのラインエッジ粗さをさらに含むことができる。変数の初期値は、測定されているターゲットに関して予想されるものでよい。次いで、測定された放射分布１０８は、２１２で、計算された放射分布２０８と比較されて、２つの放射分布の差が決定される。差があった場合、パラメータ化モデル２０６の１つ又は複数の変数の値を変えることができ、測定された放射分布１０８と計算された放射分布２０８との間に十分な合致が生じるまで、新たな計算された放射分布２０８を算出して、測定された放射分布１０８と比較することができる。その時点で、パラメータ化モデル２０６の変数の値は、実際のターゲット３０’の幾何学的形状の良好な又は最良の合致を提供する。一実施形態では、測定された放射分布１０８と計算された放射分布２０８との差が公差閾値内にあるとき、十分な合致が存在する。
【００４８】
[0085]  実施形態での使用に適したさらなる検査装置が図７Ａに示されている。例えば、そのようなメトロロジ装置、又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７Ｂにさらに詳細に示されている。図示した検査装置は、暗視野メトロロジ装置として公知のタイプである。検査装置は、スタンドアロン型デバイスとすることができるし、又は、例えば、測定ステーション若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及び対物レンズ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、例えば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及び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放射線をもたらす。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。
【００４９】
[0086]  図７Ｂ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）及び２つの一次光線（一点鎖線＋１及び二点鎖線−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及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及び回折光線＋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。ターゲットの周期構造ピッチ及び照明角は、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及び調整できることに留意されたい。図７Ａ及び図７Ｂ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。
【００５０】
[0087]  基板Ｗ上のターゲットＴで回折した少なくとも０次及び＋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７Ａに戻ると、北（Ｎ）及び南（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及び第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。
【００５１】
[0088]  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、ゼロ次及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又は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、検査装置の焦点を合わせる、及び／又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。
【００５２】
[0089]  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又は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又は＋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及び＋１の次数の１つだけが存在する場合に、周期構造特徴の像は形成されない。
【００５３】
[0090]  図７Ａ、７Ｃ及び７Ｄに示すアパーチャプレート１３及び視野絞り２１の特定の形態は単なる例である。一実施形態では、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、又は一次ビームに加えて、二次、三次、さらに高次のビーム（図７Ａ、７Ｂ、７Ｃ又は７Ｄに示していない）を測定に使用することができる。
【００５４】
[0091]  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又はアパーチャプレート１３Ｓは、一方向（構成に応じてＸ又はＹ）に向けられた周期構造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。直交周期構造の測定の場合、ターゲットを９０°及び２７０°だけ回転させることができる。図７Ｃと図７Ｄには異なるアパーチャプレートが示されている。これらの使用、並びに装置の多くの他の変形及び応用は、上述した特許出願公開に記載されている。
【００５５】
[0092]  図８は、既知の慣例に従って基板に形成された（複合）ターゲットを示す。この例におけるターゲットは、互いに近接して位置決めされた４つの周期構造（例えば格子）３２〜３５を備え、周期構造は全て、検査装置のメトロロジ放射照明ビームによって形成される測定スポット３１内にある。したがって、４つの周期構造は全て同時に照明され、センサ１９と２３に同時に結像される。オーバーレイの測定に特化した例では、周期構造３２〜３５は、それら自体、例えば基板Ｗに形成された半導体デバイスの異なる層にパターン形成された周期構造をオーバーレイすることによって形成される複合周期構造である。周期構造３２〜３５は、複合周期構造の異なる部分が形成されている層間のオーバーレイの測定を容易にするために、異なるバイアスのオーバーレイオフセットを有することがある。オーバーレイバイアスの意義は、図８を参照して以下に説明する。また、周期構造３２〜３５は、入射放射線をＸ方向及びＹ方向に回折するように、図示されるようにそれらの向きが異なっていてもよい。一例では、周期構造３２及び３４は、それぞれバイアスオフセット＋ｄ、−ｄを有するＸ方向周期構造である。周期構造３３及び３５は、それぞれバイアスオフセット＋ｄ、−ｄを有するＹ方向周期構造である。これらの周期構造の個別の像を、センサ２３によって捕捉された像内で識別することができる。これはターゲットの一例にすぎない。ターゲットは、４つよりも多い若しくは４つよりも少ない周期構造、又は１つの周期構造のみを備えていてもよい。
【００５６】
[0093]  図９は、図７Ｄのアパーチャプレート１３ＮＷ又は１３ＳＥを使用して、図７の装置において図８のターゲットを用いてセンサ２３に形成され得て、センサ２３によって検出され得る像の一例を示す。瞳面イメージセンサ１９は、異なる個々の周期構造３２〜３５を解像することはできないが、イメージセンサ２３はその解像を行うことができる。濃い色の矩形はセンサ上の像のフィールドを表し、そのフィールド内部で、基板上の照明されたスポット３１は、対応する円形エリア４１内に結像される。この円形エリア４１内で、矩形エリア４２〜４５は、小さいターゲット周期構造３２〜３５の像を表す。ターゲットが製品エリアにある場合、製品フィーチャもこの像フィールドの周辺に見えることがある。画像処理装置及び制御システムＰＵは、パターン認識を使用してこれらの像を処理し、周期構造３２〜３５の別個の像４２〜４５を識別する。このようにすると、像をセンサフレーム内の特定の位置に非常に正確にアライメントする必要がない。これは、測定装置全体のスループットを大幅に改良する。
【００５７】
[0094]  周期構造の個別の像が識別されると、それらの個々の像の強度を、例えば識別されたエリア内の選択された画素強度値を平均又は合計することによって測定することができる。像の強度及び／又は他の特性は、互いに比較することができる。これらの結果を組み合わせて、パターニングプロセスの様々なパラメータを測定することができる。オーバーレイ性能は、そのようなパラメータの重要な一例である。
【００５８】
[0095]  図１０は、例えば国際公開第２０１１／０１２６２４号（その全体を参照により本明細書に援用する）に記載されている方法を使用して、成分周期構造３２〜３５を含む２つの層間のオーバーレイ誤差（すなわち、望ましくなく且つ意図的でないオーバーレイミスアライメント）が測定される様子を示す。この測定は、強度非対称性の尺度を得るためにターゲット周期構造の通常の回析次数の像と相補的な回析次数の像における強度を比較することによって明らかになるターゲット非対称性を識別することによって行われる。一実施形態では、通常の回析次数は＋１次放射線であり、相補的な回析次数は−１次放射線である。本明細書の論述は、＋１次放射線としての通常の回析次数及び−１次放射線である相補的な回析次数に焦点を置くが、他の対応するさらに高い次数（例えば、＋２次と−２次）の強度を比較することができる。
【００５９】
[0096]  ステップＳ１で、基板、例えば半導体ウェハは、図２のリソグラフィセルなどのリソグラフィ装置によって１回又は複数回処理されて、周期構造３２〜３５を含むターゲットを作成する。ステップＳ２で、図７の検査装置を使用して、１次回折ビームの１つ（例えば＋１次）のみを用いて周期構造３２〜３５の像が取られる。ステップＳ３で、照明モードを変更すること、若しくは結像モードを変更することによって、又は検査装置の視野内で基板Ｗを１８０°回転させることによって、他の一次回折ビーム（−１次）を用いた周期構造の第２の像を得ることができる。その結果、第２の像において−１次回折放射線が捕捉される。
【００６０】
[0097]  各像に一次回折放射線の半分しか含まないことにより、ここで言う「像」は、従来の暗視野顕微鏡像ではないことに留意されたい。ターゲット周期構造の個々のターゲットフィーチャは解像されない。各ターゲット周期構造は、単に特定の強度レベルのエリアによって表される。ステップＳ４で、各成分ターゲット周期構造の像内で関心領域（ＲＯＩ）が識別され、そこから強度レベルが測定される。
【００６１】
[0098]  個々のターゲット周期構造ごとにＲＯＩを識別し、その強度を測定すると、ターゲットの非対称性、したがってオーバーレイ誤差を決定することができる。これは、ステップＳ５において、ターゲット周期構造３２〜３５ごとに通常の及び相補的な回折次数の放射線に関して得られた強度値を比較して、それらの強度非対称性（例えば、それらの強度の差）を識別して（例えば、プロセッサＰＵによって）行われる。「差」という用語は、減算のみを表すものとは意図されていない。差は、比率の形で算出されてもよい。ステップＳ６では、いくつかのターゲット周期構造に関する測定された強度非対称性を、それらのターゲット周期構造の任意の既知の課されたオーバーレイバイアスの知識と共に使用して、ターゲットＴの近傍でのパターニングプロセスの１つ又は複数の性能パラメータを算出する。
【００６２】
[0099]  図１１Ａ〜図１１Ｄは、異なるバイアスオフセットを有するターゲット周期構造（オーバーレイ周期構造）の概略断面図を示す。図７〜図９で見られるように、これらは基板Ｗ上のターゲットＴとして使用することができる。単に例として、Ｘ方向で周期性を有する周期構造が示されている。異なるバイアス及び異なる向きを有するこれらの周期構造の異なる組合せを、個別に又はターゲットの一部として提供することができる。
【００６３】
[00100]  図１１Ａから始めると、符号Ｌ１及びＬ２で表される少なくとも２つの層に形成されたターゲット６００が示されている。下部又は底部層Ｌ１では、第１の周期構造（下部又は底部周期構造）、例えば格子が、基板６０６のフィーチャ６０２及び空間６０４によって形成される。層Ｌ２では、第２の周期構造、例えば格子が、フィーチャ６０８及び空間６１０によって形成される（フィーチャ６０２、６０８（例えばライン）が紙面奥へ延びるように断面が描かれている）。周期構造パターンは、両層においてピッチＰで繰り返している。フィーチャ６０２及び６０８は、ライン、ドット、ブロック、及びバイアホールの形態を取ることがある。図１１Ａに示される状況では、ミスアライメントによるオーバーレイ寄与、例えばオーバーレイ誤差及び課されたバイアスがなく、したがって、第２の構造の各フィーチャ６０８が、第１の構造でのフィーチャ６０２の真上に位置する。
【００６４】
[00101]  図１１Ｂで、第１の既知の課されたバイアス＋ｄを有する同じターゲットが示され、第１の構造のフィーチャ６０８が、第２の構造のフィーチャに対して右に距離ｄだけずらされているバイアス距離ｄは、実際には数ナノメートル、例えば１０ｎｍ〜２０ｎｍでよく、ピッチＰは、例えば３００〜１０００ｎｍの範囲、例えば５００ｎｍ又は６００ｎｍである。図１１Ｃには、第２の既知の課されたバイアス−ｄを有する別のフィーチャが示されており、フィーチャ６０８が左にシフトされている。ｄの値は、各構造に関して同じである必要はない。図１１Ａから図１１Ｃに示されるこのタイプのバイアス周期構造は、上述した先行特許出願公開に記載されている。
【００６５】
[00102]  図１１Ｅは、図１１Ａ〜Ｃに示されるものなどの上層及び下層における周期構造を含むサブターゲット６１２、６１４、６１６、６１８を有する例示的なターゲット６００を上方から概略的に示す。下層は、図１１Ｅには示されていない。一実施形態では、サブターゲット６１２、６１４、６１６、６１８は、２つの垂直方向（例えば、Ｘ及びＹ）におけるオーバーレイを測定するように設計され、その測定を容易にするように課されたバイアスｄを有する（図１１Ｂ及び１１Ｃに関して上述されるように）。図１１Ｅの実施形態は４つのサブターゲットを示しているが、異なる数でもよく、それらはすべて、１つの方向におけるオーバーレイを測定するため又は２つを超える方向におけるオーバーレイを測定するために使用することができる。
【００６６】
[00103]  一実施形態では、サブターゲット６１２及び６１４は共に、Ｘ方向におけるオーバーレイを測定するように設計される。一実施形態では、サブターゲット６１２は＋ｄのバイアスを有し、サブターゲット６１４は−ｄのバイアスを有する。一実施形態では、サブターゲット６１６及び６１８は共に、Ｙ方向におけるオーバーレイを測定するように設計される。一実施形態では、サブターゲット６１６は＋ｄのバイアスを有し、サブターゲット６１８は−ｄのバイアスを有する。
【００６７】
[00104]  図１１Ｆは、図１１Ｅに示されるものなどのターゲット６００からのステップＳ２からの通常の次数（例えば、＋１次）の放射線の検出された回折信号の例を示す。図１１Ｇは、図１１Ｅに示されるものなどのターゲット６００からのステップＳ３からの相補的な次数（例えば、−１次）の放射線の検出された回折信号の例を示す。各周期構造方向（Ｘ及びＹ）に対し、図１１Ｆ及び１１Ｇにおいて「＋」（＋ｄバイアスの場合）及び「−」（−ｄバイアスの場合）によって示されるような反対方向の意図的なバイアスを有する２つの周期構造が存在する。したがって、Ｘ＋は、サブターゲット６１２から検出された回折信号を表し、Ｘ−は、サブターゲット６１４から検出された回折信号を表し、Ｙ＋は、サブターゲット６１８から検出された回折信号を表し、Ｙ−は、サブターゲット６１６から検出された回折信号を表す。したがって、周期構造の周期性方向ごとに４つの回折強度信号が検出される。
【００６８】
[00105]  図１１Ｈは、２層周期構造（図１１Ａ〜Ｃに示されるものなど）を有するターゲット（サブターゲット６１２、６１４、６１６又は６１８など）からの放射線の回折を説明するための簡単なモデルの概略的な描写である。上層及び下層から回析された放射線の複素振幅が示されている。下層から回析された放射線は、オーバーレイからの位相寄与を含む。
【００６９】
[00106]  図１２において、曲線７０２は、ターゲットを形成する個々の周期構造内、特に第１の構造の個々の周期構造内でオフセットを有さず、及び構造的非対称性を有さない「理想的な」ターゲットに関するオーバーレイＯＶと強度非対称性Ａとの関係（例えば、＋１次及び−１次回折強度の強度間の差）を示す。その結果、この理想的なターゲットのターゲット非対称性は、既知の課されたバイアス及びオーバーレイ誤差ＯＶＥから生じる第１の構造と第２の構造とのミスアライメントによるオーバーレイ寄与のみを含む。このグラフ及び図１３のグラフは、本開示の背景にある原理のみを示しており、各グラフにおいて、強度非対称性Ａ及びオーバーレイＯＶの単位は任意である。実際の寸法の例は、以下にさらに提示する。
【００７０】
[00107]  図１２の「理想的な」状況では、曲線７０２は、強度非対称性Ａがオーバーレイとの非線形の周期的な関係（例えば正弦関係）を有することを示す。正弦波変動の周期Ｐは、周期構造の周期又はピッチＰに対応し、当然、適切なスケールに変換される。この例では正弦波形は純粋なものであるが、現実の状況では高調波を含むことがある。
【００７１】
[00108]  上述したように、オーバーレイを測定するために、単一の測定量に依拠するのではなく、（既知の課されたオーバーレイバイアスを有する）バイアス周期構造を使用することができる。このバイアスは、それが生成されたパターニングデバイス（例えばレチクル）で定義される既知の値を有し、これは、測定された強度非対称性に対応するオーバーレイの基板上での較正として働く。図面には、算出結果がグラフで示されている。ステップＳ１〜Ｓ５において、（例えば図１１Ｂ及び図１１Ｃに示されるように）課されたバイアス＋ｄ及び−ｄをそれぞれ有する周期構造に関して、強度非対称性測定量Ａ＋ｄ及びＡ−ｄが得られる。これらの測定量を正弦曲線に当てはめると、図示のように点７０４及び７０６が得られる。バイアスを知ると、真のオーバーレイ誤差ＯＶＥを算出することができる。正弦曲線のピッチＰは、ターゲットの設計から分かっている。曲線７０２の垂直スケールは、最初は分かっておらず、未知の係数であり、１次高調波比例定数Ｋと呼ぶことができる。したがって、オーバーレイ感度Ｋは、オーバーレイに対する強度非対称性測定量の感度の尺度である。一実施形態では、オーバーレイ感度Ｋは、オーバーレイに対する測定された強度の割合である。したがって、オーバーレイ感度Ｋは、オーバーレイのプロセス依存性を検出する助けとなる。
【００７２】
[00109]  等式としては、オーバーレイ誤差ＯＶＥと強度非対称性Ａとの関係は、以下のように仮定される。
Ａ±ｄ＝Ｋｓｉｎ（ＯＶＥ±ｄ）      （１）
ここで、オーバーレイ誤差ＯＶＥは、ターゲットピッチＰが角度２πラジアンに対応するようにスケール調整して表される。異なる既知のバイアス（例えば＋ｄ及び−ｄ）を有する周期構造の２つの測定量を使用して、以下の式を用いてオーバーレイ誤差ＯＶＥを算出することができる。
【数１】
0006934541.tif 000002
【００７３】
[00110］  図１１Ｈに戻ると、オーバーレイＯＶ（オーバーレイ誤差ＯＶＥとも呼ばれる）は、以下の通り評価することもできる。具体的には、図１１Ｈに表されているモデルに基づいて、＋１次及び−１次の回析された放射線の強度を以下の通り算出することができる。
【数２】
0006934541.tif 000003
ここで、
【数３】
0006934541.tif 000004
は、オーバーレイ及びバイアスによる位相差であり、
【数４】
0006934541.tif 000005
は、上層から回析された放射線と下層から回析された放射線との残りの位相差であり、上部周期構造と下部周期構造との間の層の厚さＴに比例し、入射放射線の波長に反比例する。
【００７４】
[00111]  便宜上、１つの周期構造方向（例えば、Ｘ）における４つの強度は、以下の通り指定することができる。
−  ＰＢＮ（正のバイアス周期構造からの＋１次回折）
−  ＰＢＣ（正のバイアス周期構造からの−１次回折）
−  ＮＢＮ（負のバイアス周期構造からの＋１次回折）
−  ＮＢＣ（負のバイアス周期構造からの−１次回折）
したがって、ΔＩＰＢは、ＰＢＮ−ＰＢＣとして指定することができ、ΔＩＮＢは、ＮＢＮ−ＮＢＣとして指定することができる。次いで、＋１次及び−１次放射線からの回析された波の振幅及び位相（オーバーレイ位相を除く）が等しく、また、正のバイアス及び負のバイアス周期構造からの回析された波の振幅及び位相も等しく、メトロロジデバイスの光学機器自体が対称であると仮定すると、＋１次放射線の強度と−１次放射線の強度との差は、ΔＩ＝Ｋ．ｓｉｎ（ΦＯＶ）として導出され、Ｋは、オーバーレイ比例係数であり、Ｋ＝４Ａ．Ｂ．ｓｉｎ（β）に等しい。したがって、オーバーレイは、以下の通り算出することができる。
【数５】
0006934541.tif 000006
【００７５】
[00112]  ここで、図１１Ｄは、構造的非対称性、この場合には第１の構造における構造的非対称性（下方又は底部構造非対称性）の現象を概略的に示す。図１１Ａ〜図１１Ｃでの周期構造内のフィーチャは、完全に四角形の面で示されているが、現実のフィーチャは、面にいくらかの傾斜及びある程度の粗さを有する。それにもかかわらず、それらは、プロファイルが少なくとも対称であるように意図されている。図１１Ｄでの第１の構造のフィーチャ６０２及び／又は空間６０４は、もはや全く対称形ではなく、１つ又は複数の処理ステップによって歪められている。したがって、例えば、各空間の底面は傾斜している（底壁傾斜）。例えば、フィーチャ及び空間の側壁角度が非対称になっている。この結果、ターゲットの全体的なターゲット非対称性は、構造的非対称性とは無関係のオーバーレイ寄与（すなわち、第１の構造と第２の構造のミスアライメントによるオーバーレイ寄与；それ自体、オーバーレイ誤差と任意の既知の課されたバイアスとからなる）と、ターゲットにおけるこの構造的非対称性による構造的寄与とを含む。
【００７６】
[00113]  バイアス周期構造を２つだけ使用して図１０の方法によってオーバーレイが測定されるとき、プロセスに起因する構造的非対称性は、ミスアライメントによるオーバーレイ寄与と区別することができず、結果としてオーバーレイ測定（特に、望ましくないオーバーレイ誤差の測定）は信頼できないものとなる。ターゲットの第１の構造（底部周期構造）における構造的非対称性は、構造的非対称性の一般的な形態である。この構造的非対称性は、例えば、第１の構造が最初に形成された後に実施される化学機械研磨（ＣＭＰ）などの基板処理ステップで発生し得る。
【００７７】
[00114]  図１３は、構造的非対称性、例えば図１１Ｄに示される底部周期構造非対称性を導入する第１の効果を示す。「理想的な」正弦曲線７０２は、もはや当てはまらない。しかし、少なくとも概して、底部周期構造非対称性又は他の構造的非対称性は、強度非対称性Ａ±ｄに強度シフト項Ｋ０及び位相シフト項φを加える効果を有する。結果として得られる曲線は、グラフ中に符号７１２として示され、ラベルＫ０は強度シフト項を示し、ラベルφは位相オフセット項を示す。強度シフト項Ｋ０及び位相シフト項φは、ターゲットと、測定放射線の選択された特徴、例えば測定放射線の波長及び／又は偏光との組合せに依存し、プロセス変動に敏感である。等式としては、ステップＳ６での算出に使用される関係は以下のようになる。
Ａ±ｄ＝Ｋ０＋Ｋｓｉｎ（ＯＶＥ±ｄ＋φ）      （５）
【００７８】
[00115]  構造的非対称性がある場合、式（２）によって記述されるオーバーレイモデルは、強度シフト項Ｋ０及び位相シフト項φによって影響を及ぼされるオーバーレイ誤差値を提供し、結果として不正確になる。また、構造的非対称性は、強度及び位相シフトが例えば波長及び／又は偏光に依存するので、オーバーレイ誤差をマッピングするときに、１つ又は複数の異なる測定パラメータ（例えば測定ビームの波長や測定ビームの偏光など）を使用する同じターゲットの測定の差をもたらす。
【００７９】
[00116]  修正されたステップＳ６のオーバーレイ算出は、いくつかの仮定に依拠する。第１に、強度非対称性がオーバーレイの正弦関数として挙動し、周期Ｐが周期構造ピッチに対応すると仮定する。これらの仮定は、現在のオーバーレイ範囲に有効である。小さいピッチ−波長比は、周期構造からの少数の伝播回折次数のみを可能にするので、高調波の数を小さく設計することができる。しかし、実際には、ミスアライメントによる強度非対称性に対するオーバーレイ寄与は、必ずしも真に正弦波形ではないことがあり、またＯＶ＝０に関して必ずしも完全に対称ではないことがある。
【００８０】
[00117]  したがって、構造的非対称性の影響は、概して以下のように定式化することができる。
ΔＩ＋＝Ｋ（ＯＶ＋ｄ）＋ΔＩＢＧ      （６）
ΔＩ−＝Ｋ（ＯＶ−ｄ）＋ΔＩＢＧ      （７）
ここで、ΔＩ−（Ａ−とも同義）及びΔＩ＋（Ａ＋とも同義）は、負のバイアス周期構造及び正のバイアス周期構造に関してそれぞれ測定された強度非対称性を表し、ΔＩＢＧは、構造的非対称性の強度非対称性に対する寄与である。したがって、オーバーレイ誤差ΔＯＶは、ΔＩＢＧ／Ｋの関数とみなすことができる。
【００８１】
[00118]  ここで、ターゲット内の構造的非対称性に加えて、又はその代わりに、ターゲットの隣接する周期構造間又は隣接するターゲット間のスタック差が、オーバーレイ測定などの測定の精度に悪影響を及ぼす因子となり得ることがさらに明らかになっている。スタック差は、隣接する周期構造又はターゲット間の物理的構成の設計外の相違と理解することができる。スタック差は、隣接する周期構造又はターゲットにおいてよくあるオーバーレイ誤差以外、意図的なバイアス以外、及び構造的非対称性以外による、隣接する周期構造又はターゲット間の測定放射線の光学特性（例えば強度や偏光など）の差を引き起こす。スタック差は、限定はしないが、隣接する周期構造又はターゲット間の厚さの差（例えば、１つの周期構造又はターゲットが、実質的に等しいレベルになるように設計された別の周期構造又はターゲットよりも高くなる又は低くなるような、１つ又は複数の層の厚さの差）、隣接する周期構造又はターゲット間の屈折率の差（例えば、実質的に等しい合成屈折率を有するように設計されたとしても、１つの周期構造又はターゲットに関する１つ又は複数の層に関する合成屈折率が、別の周期構造又はターゲットに関する１つ又は複数の層に関する合成屈折率とは異なるような、１つ又は複数の層の屈折率の差）、隣接する周期構造又はターゲット間の材料の相違（例えば、実質的に同じ材料を有するように設計された、１つの周期構造又はターゲットと別の周期構造又はターゲットとに関する材料の相違が存在するような、１つ又は複数の層の材料タイプや材料均一性などの相違）、隣接する周期構造又はターゲットの構造の周期構造周期の差（例えば、実質的に同じ周期構造周期を有するように設計された、１つの周期構造又はターゲットと別の周期構造又はターゲットとに関する周期構造周期の差）、隣接する周期構造又はターゲットの構造の深さの差（例えば、実質的に同じ深さを有するように設計された、１つの周期構造又はターゲットと別の周期構造又はターゲットとの構造の深さのエッチングによる差）、隣接する周期構造又はターゲットのフィーチャの幅（ＣＤ）の差（例えば、フィーチャの実質的に同じ幅を有するように設計された、１つの周期構造又はターゲットと別の周期構造又はターゲットとのフィーチャの幅の差）などを含む。いくつかの例では、スタック差は、パターニングプロセスにおいて、ＣＭＰ、層堆積、エッチングなどの処理ステップによって導入される。一実施形態では、互いに２００μｍ以内、互いに１５０μｍ以内、互いに１００μｍ以内、互いに７５μｍ以内、互いに５０μｍ以内、互いに４０μｍ以内、互いに３０μｍ以内、互いに２０μｍ以内、又は互いに１０μｍ以内にある場合、周期構造又はターゲットは隣接している。
【００８２】
[00119]  スタック差（格子間の格子不均衡と呼ぶこともできる）の効果は、概して以下のように定式化することができる。
ΔＩ＋＝（Ｋ＋ΔＫ）（ＯＶ＋ｄ）      （８）
ΔＩ−＝（Ｋ−ΔＫ）（ＯＶ−ｄ）      （９）
ここで、ΔＫは、スタック差に起因するオーバーレイ感度の差を表す。したがって、オーバーレイ誤差ΔＯＶは、
【数６】
0006934541.tif 000007
に比例し得る。
【００８３】
[00120]  したがって、スタック差を特徴付けるために、１つ又は複数のスタック差パラメータを定義することができる。上記のように、スタック差パラメータは、隣接する周期構造又はターゲットの設計外の異なる物理的構成の尺度である。一実施形態では、スタック差パラメータは、隣接する周期構造又はターゲットの断面を評価することから決定することができる。
【００８４】
[00121]  一実施形態では、スタック差パラメータは、上側周期構造が適用される前に下側隣接周期構造を評価することによって、複合周期構造の下側隣接周期構造に関して決定することができる。一実施形態では、スタック差パラメータは、隣接する周期構造若しくはターゲットの光学測定量から、又は隣接する周期構造若しくはターゲットの断面積からの、隣接する周期構造若しくはターゲットの再構成により導出することができる。すなわち、物理的寸法、特徴、材料特性などが再構成され、隣接する周期構造又はターゲット間の差が、スタック差パラメータに達するように決定される。
【００８５】
[00122]  スタック差パラメータの一実施形態は、以下のように定義することができる周期構造強度不均衡（ＧＩ）である。
【数７】
0006934541.tif 000008
ここで、
【数８】
0006934541.tif 000009
は、＋ｄバイアスを有する第１の周期構造によって回折された＋１次回折強度信号
【数９】
0006934541.tif 000010
と、＋ｄバイアスを有する第１の周期構造によって回折された−１次回折強度信号
【数１０】
0006934541.tif 000011
との平均値である。同様に、
【数１１】
0006934541.tif 000012
は、−ｄバイアスを有する第２の周期構造によって回折された＋１次回折強度信号
【数１２】
0006934541.tif 000013
と、−ｄバイアスを有する第２の周期構造によって回折された−１次回折強度信号
【数１３】
0006934541.tif 000014
との平均値である。一実施形態では、周期構造強度不均衡（ＧＩ）は、
【数１４】
0006934541.tif 000015
などの導出バージョンでよい。
【００８６】
[00123]  さらに、ターゲットの測定精度及び／又は感度は、ターゲット自体の１つ若しくは複数の属性、及び／又はターゲットに提供される測定放射線の１つ若しくは複数の属性、例えば、放射線の波長、放射線の偏光、及び／又は放射線の強度分布（すなわち、角度若しくは空間強度分布）に関して変化し得る。一実施形態では、放射線の波長範囲は、ある範囲から選択される（例えば、約４００ｎｍ〜９００ｎｍの範囲から選択される）１つ又は複数の波長に制限される。さらに、放射ビームの異なる偏光（例えば、ＴＥ偏光放射線及びＴＭ偏光放射線）の選択を提供することができ、例えば複数の異なるアパーチャを使用して様々な照明形状を提供することができる。
【００８７】
[00124]  したがって、そのような選択及び測定を可能にするために、測定システムを使用する測定の１つ又は複数のパラメータを指定するメトロロジレシピを用いることができる。一実施形態では、「メトロロジレシピ」という用語は、測定自体の１つ若しくは複数のパラメータ、測定されたターゲットのパターンの１つ若しくは複数のパラメータ、又はそれら両方を含む。
【００８８】
[00125]  これに関連して、測定されるターゲットのパターン（「ターゲット」又は「ターゲット構造」とも呼ばれる）は、光学的に測定されるパターン、例えばその回折が測定されるパターンでよい。測定されるターゲットのパターンは、測定目的のために特に設計又は選択されたパターンでよい。ターゲットの複数のコピーが基板上の多くの場所に配置されてもよい。
【００８９】
[00126]  一実施形態では、メトロロジレシピが測定自体の１つ又は複数のパラメータを含む場合、測定自体の１つ又は複数のパラメータは、測定を行うために使用される測定ビーム及び／又は測定装置に関する１つ又は複数のパラメータを含むことがある。例えば、メトロロジレシピで使用される測定が回折ベースの光学測定である場合、測定自体の１つ又は複数のパラメータは、測定放射線の波長、及び／又は測定放射線の偏光、及び／又は測定放射線強度分布、及び／又は測定放射線の基板に対する照明角度（例えば入射角や方位角など）、及び／又は回折測定放射線の基板上でのパターンに対する相対向き、及び／又はターゲットの測定された点若しくはインスタンスの数、及び／又は基板上で測定されたターゲットのインスタンスの位置を含むことがある。測定自体の１つ又は複数のパラメータは、測定に使用されるメトロロジ装置の１つ又は複数のパラメータを含むことがあり、これは、検出器感度や開口数などを含むことができる。
【００９０】
[00127]  一実施形態では、メトロロジレシピが、測定されたパターンの１つ又は複数のパラメータを含む場合、測定されたパターンの１つ又は複数のパラメータは、１つ又は複数の幾何学的特徴（パターンの少なくとも一部の形状、及び／又はパターンの少なくとも一部の向き、及び／又はパターンの少なくとも一部のピッチ（例えば、下部周期構造の層よりも上の層における上部周期構造のピッチ、及び／又は下部周期構造のピッチを含む、周期構造のピッチ）、及び／又はパターンの少なくとも一部のサイズ（例えばＣＤ）（例えば、上部周期構造及び／又は下部周期構造のフィーチャのＣＤを含む、周期構造のフィーチャのＣＤ）、及び／又はパターンのフィーチャのセグメント化（例えば、下位構造への周期構造のフィーチャの分割）、及び／又は周期構造若しくは周期構造のフィーチャの長さ）、並びに／又はパターンの少なくとも一部の材料特性（例えば、屈折率、吸光係数、材料タイプなど）、並びに／又はパターンの識別（例えば、あるパターンと別のパターンとの区別）などを含むことがある。
【００９１】
[00128]  メトロロジレシピは、（ｒ１，ｒ２，ｒ３，…，ｒｎ；ｔ１，ｔ２，ｔ３，…，ｔｍ）のような形で表現することができる。ここで、ｒ１は、測定の１つ又は複数のパラメータであり、ｔｊは、測定される１つ又は複数のパターンの１つ又は複数のパラメータである。理解されるように、ｎ及びｍは１でよい。さらに、メトロロジレシピは、測定の１つ又は複数のパラメータと、測定される１つ又は複数のパターンの１つ又は複数のパラメータとの両方を有する必要はない。測定の１つ又は複数のパラメータのみを有することも、測定される１つ又は複数のパターンの１つ又は複数のパラメータのみを有することもできる。
【００９２】
[00129]  ２つのメトロロジレシピＡ及びＢを使用してターゲットを測定することができ、メトロロジレシピＡ及びＢは、例えば、ターゲットが測定される段階が異なる（例えば、Ａは、ターゲットが潜像構造を備えるときターゲットを測定し、Ｂは、ターゲットが潜像構造を備えないときにターゲットを測定する）、及び／又はそれらの測定のパラメータが異なる。メトロロジレシピＡとＢは、少なくとも、測定されるターゲットが異なることがある（例えば、Ａは第１のターゲットを測定し、Ｂは第２の異なるターゲットを測定する）。メトロロジレシピＡとＢは、それらの測定及びターゲット測定のパラメータが異なることがある。基板測定レシピＡとＢは、同じ測定技法に基づいていなくてもよい。例えば、レシピＡは、回折に基づく測定に基づいてよく、レシピＢは、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）又は原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）測定に基づいてよい。
【００９３】
[00130]  ここで、上記のように、オーバーレイを決定するいくつかの技術は、測定強度非対称性が周期構造層間の実際のオーバーレイシフトのみに比例すると仮定する。しかしこれは、測定非対称性が、構造的非対称性、スタック差などのターゲットの周期構造の製造において生じる様々なフィーチャ非対称性の影響によっても影響を受けるので、必ずしも当てはまらない。これらのフィーチャ非対称性の影響は、一次非対称性ベースのオーバーレイ測定を乱し、測定のバイアス、延いては不正確なオーバーレイ測定をもたらす可能性がある。
【００９４】
[00131]  構造的非対称性、スタック差などのフィーチャ非対称性の影響を説明することを目的とするオーバーレイ分析技術は、全体を参照により本明細書に援用する国際公開第２０１５／０１８６２５号及び米国特許出願公開第２０１６／０１６１８６４号に記載されているＡ＋対Ａ−の分析を使用した自己参照技術を伴う。
【００９５】
[00132]  一実施形態では、これは、負のバイアス周期構造（例えば、周期構造６１４）からの放射線の非対称性Ａ−（例えば、正の１次放射線と負の１次放射線との間の差）の関数として、正のバイアス周期構造（例えば、周期構造６１２）からの放射線の非対称性Ａ＋（例えば、正の１次放射線と負の１次放射線との間の差）を決定することによって回折ベースのオーバーレイ測定を分析することを含むＡ＋対Ａ−の分析を伴う。一実施形態では、Ａ＋及びＡ−は、いくつかの異なる測定瞳画素及び／又はいくつかの異なる波長偏光組み合わせに関して（すなわち、いくつかの異なるメトロロジレシピに関して）決定される。このデータから、データを通る曲線（例えば、直線）又は関数（例えば、曲線を表す関数、特に直線を表す関数）のフィットが得られる。一実施形態では、フィッティングは、回帰によって得られる。一実施形態では、フィッティングは、線形回帰によって得られる。一実施形態では、曲線又は関数から、オーバーレイの尺度を決定することができる（例えば、直線又はその直線に関する関連関数の傾きから）。本明細書の記載は、曲線（例えば、線）に焦点を当てるが、理解されるように、それに加えて又はその代替として、関数（直線などの曲線を表す関数など）が、データに当てはめられてもよい。また、本明細書の記載は、Ａ＋対Ａ−のプロットに焦点を当てるが、理解されるように、Ａ＋対Ａ−のデータのプロットは、データを通るフィッティング曲線又は関数の決定に必要ではない。
【００９６】
[00133]  図１４は、フィッティングの一例を示すために、放射線に存在する唯一の非対称性が、バイアス及びオーバーレイによる非対称性であるように、フィーチャ非対称性の影響を持たないオーバーレイ周期構造に関するＡ＋（Ａ＋ｄと表示される）対Ａ−（Ａ−ｄと表示される）の例示的プロットである。この場合、Ａ＋とＡ−の関係は、原点を通ってフィットする直線、具体的には直線上にある（フィーチャ非対称性の影響が仮定されていないため）。全てのメトロロジレシピに関する対応するＡ＋対Ａ−のデータ点がこの線上にある。この線の傾き（フィッティング）は、実際のオーバーレイに関連する。図１４は、データの性質に応じて生じる６つの例示的な線を示す。ＯＶ＝０と表された点線は、ゼロオーバーレイを示す線であり、−１の傾きを有する。この線は、オーバーレイがゼロの場合に生じる。ＯＶ∞と表された点線は、＋１の傾きを有する線であり、無限大に近づくオーバーレイを示す。したがって、データにオーバーレイエラーが存在する場合には、例えば、ＯＶ＜０と表された実線（−１未満の傾きを有する線であり、０未満のオーバーレイを示す）、又はＯＶ＞０と表された実線（−１よりも大きい傾きを有する線であり、ゼロよりも大きいオーバーレイを示す）が存在する。さらに、＋ｄに等しいオーバーレイ（ここで、ｄは周期構造バイアス）が、ｙ軸に沿ってプロットされた線をもたらし、及び−ｄに等しいオーバーレイが、ｘ軸に沿ってプロットされた線をもたらすことが分かる。
【００９７】
[00134]  図１５は、オーバーレイターゲットがフィーチャ非対称性の影響を持つ上記の技術によるＡ＋対Ａ−のプロットである。オーバーレイターゲットがフィーチャ非対称性の影響を持たない上述の技術によれば、データ点９３０は、原点を通る線９００でフィッティングされる。しかし、本実施形態では、データ点は、必ずしも原点を通らない線９１０によって、最良フィット法（例えば、最小二乗）に従ってフィッティングされる。このようにして、オーバーレイは、依然として、線９１０の傾きから計算することができるが、線９１０が、フィーチャ非対称性の影響を持たない同じ測定構造の場合に見られる線を示す線９２０と平行であることが分かる。線９１０の軸切片（線９２０（線９１０と同じ傾きを有するが、原点を通ってプロットされた線）からの線９１０のオフセット）は、フィーチャ非対称性影響の影響を量的に示す。
【００９８】
[00135]  したがって、例えば回帰によるＡ＋対Ａ−のデータを通る曲線又は関数のフィッティングは、データセットを通るフィッティング線の傾きを決定することによって、フィーチャ非対称性影響に起因する寄与がないかのようなオーバーレイのより正確な値をもたらすことができる。この線は、必ずしも、原点を通って当てはめられるわけではない。任意選択で、フィーチャ非対称性影響は、原点からのフィッティング線のオフセット（例えば切片項）によって決定することができる。
【００９９】
[00136]  図１６Ａ〜Ｃは、フィーチャ非対称性影響の様々なシナリオ（それの欠如を含む）に関して、どのようにデータがシフトするかを明示するＡ＋対Ａ−のプロットである。図１６Ａは、フィーチャ非対称性の影響を持たない（例えば、構造的非対称性がなく、及びスタック差がない）オーバーレイターゲットに関するＡ＋対Ａ−のプロットである。線１６００は、特定のオーバーレイを有するオーバーレイターゲットに関するデータを表し、線１６１０は、異なるオーバーレイを有するオーバーレイターゲットに関するデータを表す。上で論じたように、これらの線の傾きは、オーバーレイの大きさに対応する。したがって、矢印は、どのようにデータ、延いては線が、オーバーレイの大きさに応じて回転するかを示す。
【０１００】
[00137]  図１６Ｂは、例えばオーバーレイターゲットの構造的非対称性によって、どのようにデータが影響を受けるかを示す、Ａ＋対Ａ−のプロットである。線１６２０は、フィーチャ非対称性の影響を持たない（及び特定のオーバーレイを有する）オーバーレイターゲットに関するデータを表す。上で論じたように、線１６２０は、フィーチャ非対称性の影響がない原点を通過する。ここで、線１６３０は、構造的非対称性（例えば、底部格子構造的非対称性）を有するが、同じオーバーレイを有するオーバーレイターゲットに関するデータを表す。構造的非対称性は、データ、延いては線を、同じ傾きを維持しながら変位させる。したがって、矢印は、どのようにデータ、延いては線１６３０が、構造的非対称性の大きさに応じて変位するかを示す。
【０１０１】
[00138]  図１６Ｃは、例えばオーバーレイターゲットのスタック差によって、どのようにデータが影響を受けるかを示す、Ａ＋対Ａ−のプロットである。線１６４０は、フィーチャ非対称性の影響を持たない（及び特定のオーバーレイを有する）オーバーレイターゲットに関するデータを表す。上で論じたように、線１６４０は、フィーチャ非対称性の影響がない原点を通過する。ここで、線１６５０は、スタック差を有するが、同じオーバーレイを有するオーバーレイターゲットに関するデータを表す。スタック差は、データ、延いては線を、異なる量で変位させる。したがって、矢印は、どのようにデータ、延いては線１６５０が、スタック差の大きさに応じて変位するかを示す。重大なことに、線の傾きが影響を受けることが分かる。
【０１０２】
[00139]  図１７Ａは、フィーチャ非対称性の影響を持たないオーバーレイターゲットに関する、異なる偏光−波長の組み合わせの（シミュレートされた）データに関する、Ａ＋対Ａ−のプロットである。既に論じたように、全てのデータが同じ線上にフィットすることが分かる。図１７Ｂは、図１７Ａと同様であるが、フィーチャ非対称性の影響（具体的には、０．５ｎｍの床傾斜）が存在するプロットを示す。図１７Ａ及び１７Ｂの両方で、円で表示されたデータは、ＴＥ放射線を表し、十字で表示されたデータは、ＴＭ放射線を表す。ここでは見ることができないが、線に沿った位置は、より短い（紫色）波長が線の上端（Ａ＋＝６〜８）で見つけられる傾向があり、より長い（赤色）波長が線の下端で見つけられる傾向があるように、大部分は波長（所与の偏光に関する）によって決定される。
【０１０３】
[00140]  直線関係からの波長依存及び偏光依存偏差が、原点付近の領域１０００で観測されることが、図１７Ｂから分かる。オーバーレイ感度（この例では、０．５ｎｍの床傾斜）は、ＴＥ偏光に関して最小である。さらに、最大のＫ値（測定された放射線におけるオーバーレイと非対称性との間の比例係数）、すなわちオーバーレイに対する最大感度を有するデータは、簡単に識別することも可能であり、これは、依然として、原点から最も離れて直線関係を示すデータ１０１０である。この例におけるデータ１０１０は、短波長（紫色）領域の放射線に関するものである。その結果、このようなプロットは、周期構造の測定に用いられた場合に、オーバーレイに対して最も敏感であり、且つフィーチャ非対称性の影響に最も依存しないデータ１０１０を生成する最適なメトロロジレシピの選択を可能にする。
【０１０４】
[00141]  実際のメトロロジレシピの最適化において、基板にわたって、いくつかの測定が、基板上（例えば、エッジにおける）の全ての可能なフィーチャ非対称性影響が考慮されるように、異なる波長及び偏光に関して行われるべきである。最適な又は所望のレシピが選択されると、この単一のレシピ（例えば、波長−偏光−照明角の組み合わせ）を用いて、測定が行われ得る。
【０１０５】
[00142]  単一のメトロロジレシピが、十分なフィーチャ非対称性影響のロバスト性を提供しない場合には、上で説明したＡ＋対Ａ−の分析を用いて、２又は３個のメトロロジレシピの組み合わせを識別することが可能であってもよい。これは、個々のメトロロジレシピが数多くのデータ入力をもたらし、２〜３個のメトロロジレシピを通る線が、非ゼロ軸カットオフを示すケースである場合があり、このような線の傾きは、依然として、フィーチャ非対称性影響に対して比較的ロバストなオーバーレイデータを生成する。このためには、実際のオーバーレイ測定に対して２又は３個のメトロロジレシピが使用される。
【０１０６】
[00143]  したがって、一実施形態では、Ａ＋対Ａ−の分析を用いて、正のバイアス（Ａ＋）を有する周期構造及び負のバイアス（Ａ−）を有する周期構造を備えるターゲットのメトロロジレシピを評価することができる。したがって、性能パラメータとしてのオーバーレイに関して、各メトロロジレシピに関してＡ＋及びＡ−が決定され、決定されたＡ＋の値が、決定されたＡ−の値に対して評価され、このようなデータを通るフィッティングが生成される。このフィッティングに関連する値が、ターゲットのインスタンスに関する実際のオーバーレイのより正確な値に対応する。例えば、線の傾きが、オーバーレイの尺度を提供する。それに従って、較正ルーチンでは、あるセット、既知のオーバーレイ、このセットにおける又はこのセットに近いフィッティングの傾き値を生成するメトロロジレシピを用いて、既知のオーバーレイは、大量測定に関するメトロロジレシピの有力候補である。
【０１０７】
[00144]  図１８を参照すると、特定のメトロロジレシピでの測定結果において、著しい分散が存在し得る。例えば、２つの例示的測定結果１８００、１８０５が、特定の単一のメトロロジレシピ（例えば、特定の測定放射線波長）に関する図１８のＡ＋対Ａ−のプロットに示される。この場合、各測定結果は、同じオーバーレイであるが、特定のターゲットの異なるインスタンスのものに関連付けられる。実線１８１０、１８２０の傾きによって示されるように、各測定結果１８００、１８０５は、フィーチャ非対称性の影響を持たない（すなわち、線が原点を通過する）と仮定すると、非常に異なるオーバーレイを生じさせる。実際、測定結果１８００に対応するターゲットのインスタンスは、著しいフィーチャ非対称性の影響（例えば、構造的非対称性）を有するが、測定結果１８０５に対応するターゲットのインスタンスは、それを有さない。したがって、著しいフィーチャ非対称性の影響（例えば、構造的非対称性、スタック差など）が存在する場合には、単一のメトロロジレシピ（例えば、単一波長）が、決定されたオーバーレイ（具体的には、測定結果１８００から決定されたオーバーレイ）に誤差を与え得ることが分かる。
【０１０８】
[00145]  しかし、複数の異なるメトロロジレシピ（例えば、２つの異なるメトロロジレシピ）から得られた測定を用いて、オーバーレイは、より正確に決定することができる（フィーチャ非対称性影響に対してよりロバストであるため）。図１８を再び参照すると、結果１８００、１８０５に関する第１のメトロロジレシピとは異なる特定の第２のメトロロジレシピ（例えば、特定の測定放射線波長）に関するさらなる２つの例示的測定結果１８３０、１８３５が、図１８のＡ＋対Ａ−のプロットに示されている。この場合、測定１８００、１８０５と同様に、各測定結果１８３０、１８３５は、同じオーバーレイであるが、特定のターゲットの異なるインスタンスのものに関連付けられる。測定結果１８３０は、測定結果１８００と同じターゲットのインスタンスのものであり、測定結果１８３５は、測定１８０５と同じターゲットのインスタンスのものである。上記のように、実際には、測定結果１８００、１８３０に対応するターゲットのインスタンスは、著しいフィーチャ非対称性の影響（例えば、構造的非対称性）を有するが、測定結果１８０５、１８３５に対応するターゲットのインスタンスは、それを有さない。
【０１０９】
[00146]  しかしここで、点線１８４０、１８５０の傾きによって示されるように、測定結果１８００、１８０５、１８３０、１８３５の組み合わせは、フィーチャ非対称性の影響とは無関係に、実質的に同じオーバーレイを生成する。したがって、原点からの線１８５０の距離１８６０によって示される著しいフィーチャ非対称性の影響（例えば、構造的非対称性、スタック差など）が存在しても、２つ以上のメトロロジレシピ（例えば、複数の波長）が、フィーチャ非対称性影響に対してかなりロバストな、決定されたオーバーレイを生成することができることが分かる。
【０１１０】
[00147]  したがって、一実施形態では、それらによってターゲットのインスタンスが測定され、及びそれらの結果の組み合わせから、ターゲットのインスタンスに関する可能なフィーチャ非対称性影響に対してロバストなオーバーレイが決定される、２つ以上の異なるメトロロジレシピが選択される。すなわち、一実施形態では、フィーチャ非対称性影響又は他のスプリアス強度非対称性（スタック差、構造的非対称性など）源に対して比較的であるオーバーレイ結果を提供するために使用され得る適切なメトロロジレシピの組み合わせを選ぶための技術が提供される。
【０１１１】
[00148]  図１９を参照すると、基板にわたり測定されたターゲットの複数のインスタンス（ターゲットの各インスタンスは、異なるメトロロジレシピを用いて測定される）に関する、Ａ＋対Ａ−のデータのプロットが示されている。この場合、各メトロロジレシピは、測定放射線波長（具体的には、図１９のサイドバーに示される、５００ｎｍ〜８５８ｎｍの範囲内の特定の異なる波長）に関して異なる。この例の各メトロロジレシピは、同じ偏光（９０°）を有するが、理解されるように、偏光は、波長に加えて又は波長の代替として、変化し得る。Ａ＋対Ａ−のプロットにおける各円は、基板にわたる異なる位置でのメトロロジターゲットの特定のインスタンスに関するデータを表す。
【０１１２】
[00149]  図１９に見られるように、及び例えば１７Ａと比較して、これらの結果を通ってフィッティングされた線に対する結果の著しいばらつきが存在することが分かる。ここで、分散の一部は、ターゲットの異なるインスタンスで異なるオーバーレイ値が存在することに起因する。しかし、さらに論じられるように、分散の一部は、フィーチャ非対称性の影響に起因する。これらの結果においてフィーチャ非対称性の影響を考慮するために、２セットの結果に注目する。１９００で表される第１の結果のセットは、５００ｎｍの波長を有する測定放射線を含むメトロロジレシピを用いたターゲットのインスタンスの測定に対応する。１９１０で表される第２の結果のセットは、６１７ｎｍの波長を有する測定放射線を含むメトロロジレシピを用いたターゲットの同じインスタンスの測定に対応する。
【０１１３】
[00150]  図２０は、基板にわたり測定されたターゲットの複数のインスタンス（ターゲットの各インスタンスは、５００ｎｍの波長を有する測定放射線を含む第１のメトロロジレシピを用いて、及び６１７ｎｍの波長を有する測定放射線を含む第２のメトロロジレシピを用いて測定される）に関する、Ａ＋対Ａ−のデータのプロットを示す。１９００で表される第１の結果のセットは、第１のメトロロジレシピに対応し、１９１０で表される第２の結果のセットは、６１７ｎｍの波長を有する測定放射線を含むメトロロジレシピを用いたターゲットの同じインスタンスの測定に対応する。したがって、図２０は、図１９からのデータのサブセットを表す。さらに、図２０では、ターゲットの特定のインスタンスに関する第１及び第２のメトロロジレシピを用いた関連する結果は、線によって接続される。一般に図２０において分かるように、いくつかの線が、原点又は原点の非常に近くを通過する。したがって、これらの線の傾きは、ターゲットのそれらのインスタンスに関するオーバーレイの良好な尺度を提供するはずである。しかし、それでもやはり、いくつかの線が原点を通過せず、したがって、これらの１つ又は複数の線の傾きが、ターゲットのそれらのインスタンスに関するオーバーレイの良好な尺度を提供しない（それらがフィーチャ非対称性の影響によって影響を受けるように見えるため）可能性があることが一般に分かる。
【０１１４】
[00151]  図２１は、図２０からのデータのサブセットの接続線が描かれる、Ａ＋対Ａ−のデータのプロットを描いている。特に、線が示されるターゲットのインスタンスは、基板の中心にある又はその近くにあるものである。理解できるように、このデータのサブセットにおいて、ターゲットの同じインスタンス２つのメトロロジレシピに関する結果をつなぐ線の大部分は、原点又は原点の非常に近くを通過する。したがって、各メトロロジレシピは、ターゲットのそれらのインスタンスに関するオーバーレイの正確な測定を提供する（それらの結果が、原点又は原点の非常に近くを通過するＡ＋対Ａ−の線上を通過するため）。したがって、それらのインスタンスに対して、第１又は第２のメトロロジレシピの一方を使用することができるだけでなく、第１及び第２のメトロロジレシピの両方を使用して、オーバーレイの比較的正確な測定を取得することができる。
【０１１５】
[00152]  しかし、図２２は、図２１とは異なる図２０からのデータのサブセットの接続線が描かれる、Ａ＋対Ａ−のデータのプロットを描く。特に、線が示されるターゲットのインスタンスは、基板のエッジ又はその近くにあるものである。理解できるように、このデータのサブセットにおいて、ターゲットの同じインスタンスの２つのメトロロジレシピに関する結果をつなぐ線の多くは、原点又は原点の非常に近くを通過しない。したがって、各メトロロジレシピは、それ自体は、ターゲットのそれらのインスタンスに関するオーバーレイの正確な測定を提供しない場合がある（それらの結果が、必ずしも原点又は原点の非常に近くを通過するＡ＋対Ａ−の線上に位置しないため）。しかし、ターゲットのインスタンスを測定する２つ以上のメトロロジレシピの結果を有することは、フィーチャ非対称性の影響が存在する状況においてオーバーレイを識別する助けとなり得る。
【０１１６】
[00153]  しかし、理解されるように、通常、ターゲットのインスタンスがフィーチャ非対称性の影響を有するか否かは、事前に分かっていない。それに従って、それによってターゲットのインスタンスが測定され、及びそれの結果の組み合わせから、ターゲットのインスタンスに関する可能なフィーチャ非対称性影響に対してロバストなオーバーレイが決定される、２つ以上の異なるメトロロジレシピの組み合わせを決定する技術が提供される。
【０１１７】
[00154]  一実施形態では、２つ以上のメトロロジレシピが、基準としての複数の異なるメトロロジレシピに関する集合Ａ＋対Ａ−のデータを通るフィッティング曲線、フィッティング関数、又は統計値を決定し、次いで、特定の閾値（例えば、許容可能なばらつきレベル未満）を満たす又は超える基準からの集合Ａ＋対Ａ−のデータのばらつきを有する少なくとも２つのメトロロジレシピを選択することによって決定される。一実施形態では、基準に関する複数の異なるメトロロジレシピは、考慮下の及びＡ＋対Ａ−のデータが利用可能な全ての異なるメトロロジレシピを含む。一実施形態では、基準に関する複数の異なるメトロロジレシピは、より大きな異なるメトロロジレシピのセットから選択された２つ以上の異なるメトロロジレシピのサブセットを含み、基準は、複数のこのようなサブセットの各サブセットに関して、選択された少なくとも２つのメトロロジレシピとしてサブセットの少なくとも１つを選択するように取得される。一実施形態では、選択されたサブセットは、別のサブセットのものよりも小さい基準からの集団Ａ＋対Ａ−のデータのばらつきを有する。次いで、選択された少なくとも２つのメトロロジレシピを使用して、測定されたオーバーレイのより正確な値を取得するために、大量用途におけるターゲットのインスタンスを測定することができる。
【０１１８】
[00155]  図２３を参照すると、メトロロジレシピのサブセットを決定する例示的方法のフローチャートが提示されている。この例では、２つのメトロロジレシピが識別される。しかし、異なる複数のメトロロジレシピが識別されてもよい。さらに、以下の説明（及び本明細書において一般に）は、例示的実施形態としてＡ＋対Ａ−のデータに焦点を当てるが、より一般的に、例えばメトロロジターゲット（例えば、Ａ＋データ）の第１のバイアスターゲット構造に関する信号データ、及びメトロロジ（例えば、Ａ−データ）の第２の異なるバイアスターゲット構造に関する信号データとして理解されるべきである。一実施形態では、この各信号データは、非対称性光学パラメータデータ（例えば、回折次数の強度における非対称性）である。
【０１１９】
[00156]  ２３１０では、複数の異なるメトロロジレシピの各メトロロジレシピに関する、メトロロジターゲット（例えば、Ａ＋データ）の第１のバイアスターゲット構造に関する信号データ、及びメトロロジ（例えば、Ａ−データ）の第２の異なるバイアスターゲット構造に関する信号データが、特定のパターニングプロセスを用いて処理される特定のターゲットに関して取得される。一実施形態では、複数のメトロロジレシピは、３つ以上のメトロロジレシピを含む。一実施形態では、メトロロジレシピは、１つ複数の測定パラメータに関して異なる。一実施形態では、メトロロジレシピの２つ以上が、測定ビーム波長に関して異なる。一実施形態では、メトロロジレシピの２つ以上が、測定ビーム偏光のタイプに関して異なる。一実施形態では、メトロロジレシピの２つ以上が、ターゲットへの測定ビーム照明入射角に関して異なる。一実施形態では、それらに関してＡ＋及びＡ−のデータが取得されるメトロロジレシピが、ユーザ指定される。一実施形態では、それらに関してＡ＋及びＡ−のデータが取得されるメトロロジレシピが、検査装置で利用可能な１つ又は複数の特定の波長、検査装置で利用可能な１つ又は複数の特定の偏光、及び／又は検査装置で利用可能な１つ又は複数の特定の照明入射角から選択された２つ以上の組み合わせの全て又は特定のサブセットに対応する。
【０１２０】
[00157]  一実施形態では、Ａ＋対Ａ−のデータは、異なる様式で定義され得る。例えば、Ａ＋対Ａ−は、１つの基板又は複数の基板に固有、１つ又は複数の基板上の特定の位置に固有、ターゲット（例えば、画素レベルで評価された）の特定のインスタンスに固有、取得された像（例えば、複数の基板又はターゲットのインスタンスからのデータを使用して）の特定の画素に固有などであってもよい。
【０１２１】
[00158]  例えば、一実施形態では、Ａ＋対Ａ−のデータは、図１９にプロットされたような、１つ又は複数の基板にわたりターゲットの複数のインスタンスに関して取得され得る。例えば、基板にわたるターゲットの複数のインスタンスの異なるバイアス周期構造からの＋１次回折の放射線及び−１次回折の放射線の平均強度値が、Ａ＋対Ａ−のデータを作成するために取得され得る。
【０１２２】
[00159]  一実施形態では、Ａ＋対Ａ−のデータは、１つ又は複数の基板上の特定の場所に関して取得され得る。例えば、複数の基板上の同じ場所におけるターゲットの複数のインスタンスの異なるバイアス周期構造からの＋１次回折の放射線及び−１次回折の放射線の平均強度値が、Ａ＋対Ａ−のデータを作成するために取得され得る。例えば、データは、多くの基板から取得され得る。
【０１２３】
[00160]  一実施形態では、ターゲットは、Ａ＋対Ａ−のデータ又は周期構造に関する画素レベルのオーバーレイ値を取得するために、画素レベルで分析され得る。一実施形態では、画素は、Ａ＋及びＡ−若しくはオーバーレイデータを獲得するために使用される検査装置の検出器の画素、及び／又はＡ＋及びＡ−若しくはオーバーレイデータを獲得するために使用される検査装置の検出器によって生成される像の画素に対応する。例えば、図１１Ｆ及び図１１ＧのＸ−像及びＸ＋像が、画素に関するデータを取得するために、画素レベルで分析され得る。一実施形態では、データを生成するために使用されるＸ−像及びＸ＋像の画素が、左から右、及び上から下へのラスタ走査様式で選択される。したがって、例えば、Ａ＋データとしてのＸ＋像からの左上隅画素と組み合わせて、Ｘ−像からの左上隅画素に関する放射線データが、Ａ−データとして使用され、次いで、Ａ＋及びＡ−のデータが、ラスタ走査様式で選択される後続の画素から取得される。理解されるように、Ｘ−像及びＸ＋像からの画素間の関連性は、異なる様式で選択することができる。したがって、一実施形態では、画素レベルデータは、ターゲットの特定のインスタンスに固有となり得る。一実施形態では、画素レベルデータは、１つ又は複数の基板にわたるターゲットの複数のインスタンスに関して（したがって、Ｘ−像及びＸ＋像からの平均強度とは区別される）取得され得る。Ａ＋対Ａ−のデータとしてのこのような画素レベルデータの実施形態が、図２４及び図２５に示され、各円は、個々の画素からのデータに対応する。図２４及び図２５では、使用される測定ビーム波長に関して異なる２つのメトロロジレシピが存在する。図２４では、データ２４００は、５００ｎｍの測定ビーム波長を用いて取得されたデータに対応し、データ２４１０は、５８３ｎｍの測定ビーム波長を用いて取得されたデータに対応する。図２５では、データ２５００は、５１７ｎｍの測定ビーム波長を用いて取得されたデータに対応し、データ２４１０は、６５０ｎｍの測定ビーム波長を用いて取得されたデータに対応する。
【０１２４】
[00161]  一実施形態では、画素レベルデータは、特定の画素に固有となり得る。例えば、一実施形態では、特定の画素レベルデータは、１つ又は複数の基板にわたるターゲットの複数のインスタンスに関して（したがって、Ｘ−像及びＸ＋像からの平均強度とは区別される）、及び／又は複数の基板にわたるターゲット１つのインスタンスから取得され得る。
【０１２５】
[00162]  ２３２０では、異なるメトロロジレシピの２つ以上に関する取得されたデータを通る曲線、関数、又は統計値は、基準として例えば回帰によって決定される。基準としてのＡ＋対Ａ−のデータに関するこのような曲線又は関数（直線又は一次関数の形式）の例は、図１４〜１６及び図１８に示される線の１つ又は複数である。したがって、曲線又は関数は、データ（例えば、Ａ＋対Ａ−のデータ）の基準フィッティングを効果的に形成する。一実施形態では、統計値は、２つのメトロロジレシピ（例えば、上記のようにＡ＋対Ａ−のデータの傾きから決定されたオーバーレイ）に関する対応するデータの傾きの分布の平均又は尺度である。上記のように、データ（例えば、Ａ＋対Ａ−のデータ）は、異なって指定されてもよく、したがって、基準は、パターニングプロセスの特定の基板に固有、パターニングプロセスの基板上の特定の位置に固有、パターニングプロセスの基板上のターゲットの特定の画素に固有などとなり得る。
【０１２６】
[00163]  一実施形態では、基準を決定するための異なるメトロロジレシピの組み合わせは、考慮下の及びデータが利用可能な全ての異なるメトロロジレシピを含む。一実施形態では、基準を決定するための複数の異なるメトロロジレシピは、より大きな異なるメトロロジレシピのセットから選択された２つ以上の異なるメトロロジレシピのサブセットを含み、基準は、複数のこのようなサブセットの各サブセットに関して、（サブセットの少なくとも１つを選択するように）取得される。
【０１２７】
[00164]  ２３３０では、望ましくは、評価された複数のメトロロジレシピの少なくとも１つのメトロロジレシピが除外されるように、特定の閾値（例えば、許容可能なばらつきレベル未満）を満たす又は超える基準のパラメータからの集合データ（例えば、集合Ａ＋対Ａ−のデータ）のばらつきを有する少なくとも２つのメトロロジレシピが選択される。例えば、基準のパラメータからのばらつきが小さい少なくとも２つのメトロロジレシピを識別することは、フィーチャ非対称性影響に対して比較的ロバストであるとして、少なくとも２つのメトロロジレシピを識別する。したがって、例えば線が原点からオフセットされているとしても、例えば、比較的高度に平行な、対応するＡ＋対Ａ−のデータ点の全てではないにしろ多くを接続する線を有する少なくとも２つのメトロロジレシピが選択される。オフセットされていたとしても、これらの線の傾きは、オーバーレイを表す。例として、パラメータは、基準の統計値、基準フィッティング線の傾き、又は基準フィッティング関数の係数でもよい。
【０１２８】
[00165]  例えば、一実施形態では、基準に関する異なるメトロロジレシピの組み合わせは、考慮下の及びデータ（例えば、Ａ＋対Ａ−のデータ）が利用可能な全ての異なるメトロロジレシピを含む。したがって、選択された少なくとも２つのメトロロジレシピは、集団データ（例えば、集団Ａ＋対Ａ−のデータ）が特定の閾値を満たす又は超える基準パラメータからのばらつきを有する、その組み合わせから選択された２つ以上の異なるメトロロジレシピのサブセットである。例えば、組み合わせから選択された様々なサブセット（サブセットの１つ又は複数は、同じメトロロジレシピを共有し得るが、各サブセットは、２つ以上の異なるメトロロジレシピを含む）は、どのサブセット（又はいくつかのサブセット）がそのデータ中で基準パラメータからの最小のばらつきを有するかを識別するために評価され得る。一実施形態では、これは、考慮下のサブセットの集団Ａ＋対Ａ−のデータを通ってフィットする曲線又は関数を決定すること、及び選択された少なくとも２つのメトロロジレシピとしてサブセット（例えば、基準曲線若しくは関数からの最小のばらつきを有するサブセット、又は基準曲線若しくは関数からの最小のばらつきを有する、１０個以下のサブセット、５個以下のサブセット、若しくは２個のサブセット）を識別するために、各サブセットに関して基準パラメータに対する、そのサブセットの固有の曲線又は関数のパラメータのばらつきを評価することを伴い得る。具体例として、図１９及び図２０を参照して、サブセットのＡ＋対Ａ−のデータを通る線の傾き（例えば、２つの異なるメトロロジレシピの１つのサブセットの例示的傾きとしての線１９３０の傾き）が、選択された少なくとも２つのメトロロジレシピとして基準の傾きに最も近い傾きを有する１つ又は複数のサブセットを識別するために、基準フィッティング線の傾き（例えば、考慮下の及びＡ＋対Ａ−のデータが利用可能な全ての異なるメトロロジレシピを通る基準フィッティング線の傾きの一例としての線１９２０の傾き）に対して評価され得る。別の例として、基準は、Ａ＋対Ａ−のデータ内の関連するデータ点間の傾きの分布（例えば、分散又は標準偏差）の尺度でもよく、考慮下のサブセットに関するＡ＋対Ａ−のデータ内の関連するデータ点間の傾きの分布の尺度が、最も近い合致を識別するために、分布の基準尺度と比較され得る。したがって、本実施形態において効果的に、複数の異なるメトロロジレシピに関するＡ＋対Ａ−のデータを通ってフィットする曲線（例えば、線）に関して、少なくとも２つの選択されたメトロロジレシピは、複数のメトロロジレシピのデータを通る基準フィッティング曲線に対して平行な、又は特定の閾値（例えば、特定の閾値未満）を満たす又は超える平行度を有する、それぞれのデータを通ってフィットする曲線（例えば、線）を有するものである。
【０１２９】
[00166]  別の例として、一実施形態では、基準に関する複数の異なるメトロロジレシピは、より大きな異なるメトロロジレシピのセットから選択された２つ以上の異なるメトロロジレシピのサブセットを含み、基準は、複数のこのようなサブセットの各サブセット（サブセットの１つ又は複数は、同じメトロロジレシピを共有し得るが、各サブセットは、別のサブセットとは異なるメトロロジレシピを有する）に関して、選択された少なくとも２つのメトロロジレシピとしてサブセットの少なくとも１つを選択するように取得される。一実施形態では、選択されたサブセットは、別のサブセットのものよりも小さい、基準のパラメータからの集団データのばらつきを有する。したがって、実際には、複数のサブセット（各サブセットは、他のサブセットとは異なる２つ以上のメトロロジレシピの組み合わせを有する）が、それぞれ個々の基準のパラメータからの最小のばらつきを有するサブセット、又はそれぞれ個々の基準からの最小のばらつきを有する、１０個以下のサブセット、５個以下のサブセット、若しくは２個のサブセットを識別するために、集合データに関する基準のパラメータからの集合データのばらつきを決定するために、それぞれ個々に評価される。一例として、図２４及び図２５を参照して、描かれた線（各線は、画素に対応する）の傾きの分布の尺度が、そこに提示されるメトロロジレシピの各組み合わせに対して決定され得る。次いで、小さい又は最小の分布を有するメトロロジレシピの組み合わせが、選択され得る。例えば、例えば関連するＡ＋対Ａ−のデータから画素に関して決定されたオーバーレイ（例えば、線の傾きを計算することによって）の標準偏差又は分散（例えば、３標準偏差）は、図２４及び図２５のそれぞれに関して計算することができ、次いで、それらの標準偏差又は分散を比較して、少なくとも２つの選択されたメトロロジレシピとして選択するための最小の偏差又は分散を識別することができる。したがって、この具体的なケースでは、図２４に関連するメトロロジレシピが、図２５よりも小さい分布を視覚的に（及び数値的に）提示するので、それらが選択される。
【０１３０】
[00167]  さらに、一実施形態では、Ａ＋対Ａ−のデータに基づいた少なくとも２つのメトロロジレシピの選択は、Ａ＋対Ａ−のデータの原点からの各メトロロジレシピに関するデータの距離を考慮し得る。例えば、メトロロジレシピに関するＡ＋対Ａ−のデータの質量中心が決定され、原点からのそれの距離が計算され得る。考慮下のメトロロジレシピの組み合わせの各レシピに関する上記の距離を用いて、これらの距離の組み合わせ（例えば、これらの距離の平均）を閾値に対して評価することによって、距離の組み合わせが閾値を満たすか、それとも上回るかを決定することができる。一実施形態では、閾値は、考慮下の別のメトロロジレシピの組み合わせの距離の組み合わせでもよい。このような選択により、一般に原点から最も遠いメトロロジレシピの組み合わせが好まれ得る（原点から最も遠いデータを有するメトロロジレシピが、オーバーレイに対して良好な感度を有する傾向があるため）。
【０１３１】
[00168]  したがって、要約として、Ａ＋対Ａ−のデータの文脈では、原点を通るフィッティング線を生成するデータ（図１６に描かれるような）は、パターニングプロセスで測定されたメトロロジターゲットが、フィーチャ非対称性影響に対して比較的ロバストなオーバーレイ結果を生成することを意味する。しかし、単に原点からオフセットされたＡ＋対Ａ−のデータの線（図１７に描かれるような）は、フィーチャ非対称性の影響があることを意味するが、この線の傾きを使用して、オーバーレイの決定又は補正を行うことができる。しかし、単一のメトロロジレシピからのデータにとって、そのＡ＋対Ａ−のデータに関する線が原点を通過するか（又は単に原点からオフセットされるか）（この場合、それは、その傾きから良好なオーバーレイ結果を与え得る）、それともＡ＋対Ａ−のデータが、そのデータから良好なオーバーレイ結果が存在しないような、オーバーレイによる以外の傾斜を有するかは、不確かである。したがって、フィーチャ非対称性の影響を持たない、又は単にフィーチャ非対称性の影響によるオフセットを有するメトロロジターゲットを表すＡ＋対Ａ−のデータの線と本質的に平行なＡ＋対Ａ−のデータの線を生成するメトロロジレシピの組み合わせは、その線の傾きから導出されたオーバーレイがフィーチャ非対称性影響に対して比較的ロバストであることを意味する一方で、フィーチャ非対称性の影響を持たない、又は単にフィーチャ非対称性の影響によるオフセットを有するメトロロジターゲットを表すＡ＋対Ａ−のデータの線と交差するＡ＋対Ａ−のデータの線を生成するメトロロジレシピの組み合わせは、この組み合わせがフィーチャ非対称性影響に対してあまりロバストではない（このような交差する線に関するメトロロジレシピが、そうでなければ、例えば以下に記載するようなスイング曲線から選ばれた良好なメトロロジレシピとなり得るという事実にもかかわらず）ことを意味する。それに従って、データのＡ＋対Ａ−の線間の高度な平行度を効果的に有するメトロロジレシピの組み合わせを識別することによって、識別されたメトロロジレシピの組み合わせは、これらのメトロロジレシピを使用した測定が、全てではないにしろ、ほとんどのフィーチャ非対称性の影響に対してロバストなオーバーレイ値を生成する（例えば、それ自体はフィーチャ非対称性を決定する必要なく）ことを保証する助けとなり得る。したがって、一実施形態では、メトロロジレシピ選択（及びオーバーレイ分析方法）は、スタック情報を行うことを必要としない。
【０１３２】
[00169]  ステップ２３３０の結果として、前述の評価の後には、複数のメトロロジレシピ（例えば、測定波長）が残るはずである（当然、満足のいくメトロロジレシピが残らない場合には、１つ又は複数の他のメトロロジレシピパラメータ（例えば、ターゲット自体の１つ又は複数のパラメータ）を修正する必要があり得る）。この時点で、選択されたメトロロジレシピを出力し、ステップ２３４０において使用することができる。
【０１３３】
[00170]  次いで、２３４０において、ターゲットからオーバーレイのより正確な結果を得るために、少なくとも２つの選択されたメトロロジレシピを使用して、ターゲットを測定することができる。すなわち、一実施形態では、少なくとも２つの選択されたメトロロジレシピを用いたターゲットの測定の結果は、オーバーレイのより正確な値を生成するために組み合わせられ得る。例えば、Ａ＋対Ａ−のデータは、少なくとも２つの選択されたメトロロジレシピを用いて取得することができ、そのデータからオーバーレイを決定することができる（例えば、データを通ってフィッティングされる線の傾きを決定すること）。別の例として、２つ以上のオーバーレイ値を、選択された少なくとも２つのメトロロジレシピを用いて測定から決定することができ、次いで、統計的に組み合わせる（例えば、平均する）ことによって、より正確なオーバーレイ値を生成することができる。一実施形態では、選択された少なくとも２つのメトロロジレシピを使用して、測定されたオーバーレイのより正確な値を取得するために、大量用途におけるターゲットのインスタンスを測定する。
【０１３４】
[00171]  したがって、事実上、例えば、フィーチャ非対称性の影響に対して最も感度が低いメトロロジレシピの組み合わせの選択によってオーバーレイ値を決定するために、メトロロジターゲットを測定するための少なくとも２つの異なるメトロロジレシピを選択する最適化プロセスが提供される。
【０１３５】
[00172]  任意選択で、２３００において、Ａ＋及びＡ−のデータを取得するために、複数の異なるメトロロジレシピが選ばれ得る。検査装置は、例えば、多数の測定放射線波長、多数の偏光、多数の測定放射線照明角などを提供することができるので、例えば、少なくとも２つのメトロロジレシピの選択のためのデータを取得するためにかなりの量の測定を必要とする多くの異なる組み合わせが存在し得る。したがって、一実施形態では、それらに関してＡ＋及びＡ−のデータが取得される複数の異なるメトロロジレシピが、１つ又は複数の特定のパラメータ又は指標に対して異なるメトロロジレシピを評価することによって、より大きなメトロロジレシピのセットから事前選択され得る。一実施形態では、これは、以下により詳細に記載するようなスイング曲線データを使用することを伴い得る。
【０１３６】
[00173]  以下では、そのような事前選択に対して様々なステップが順に示されているが、必ずしもその順序で実施される必要はない。さらに、すべてのステップが実施される必要はない。例えば、ステップの１つ又は複数が実施されてもよい。したがって、ステップから選択される任意の組合せを実施することができる。
【０１３７】
[00174]  事前選択は、複数の異なる波長に対して、メトロロジターゲットのオーバーレイデータの分析をすることができる。データは実験から得ることができ、又はターゲットを使用する製品測定から得ることができる。例えば、考慮下のターゲットの複数のインスタンスを、そのターゲットが使用されるパターニングプロセスを使用して基板にわたって印刷することができ、次いで、各インスタンスを、適用可能なメトロロジ装置を用いて複数の異なる設定（例えば異なる波長）で測定することができる。さらに又は代替的に、ターゲットを測定するためにメトロロジレシピを使用することにより得られるオーバーレイ測定をシミュレートすることができる。シミュレーションでは、測定の１つ又は複数のパラメータは、メトロロジレシピのパラメータｒｉ及び／又はｔｊを使用して決定される（例えば、それらによって提供される、又はそれらから決定される）。例えば、メトロロジレシピに対応する放射線とターゲットとの相互作用は、例えばマクスウェルソルバ及び厳密結合波解析（ＲＣＷＡ）を使用することによって、又は他の数学的モデリングによって、メトロロジレシピのそれらのパラメータから決定することができる。したがって、ターゲット及び関連のメトロロジレシピを使用して予想される測定を、上記の相互作用から決定することができる。したがって、特定の状況では、例えば強い信号を生成するターゲット及び／又はメトロロジレシピを決定するために、測定プロセスのシミュレータを使用してデータを得ることができる。シミュレータは、メトロロジ装置を使用して、検査装置の測定技法（例えば回折ベースのオーバーレイ測定）に従って、特定のメトロロジレシピを使用して、例えば図７の装置などの検出器で測定される強度を算出することによって、特定の特徴の特定のターゲット（例えば、ピッチ、フィーチャ幅、材料の種類などに関して指定されたターゲット）がどのように測定されるかを数学的に導き出すことができる。ロバスト性データを得るために、シミュレータは、ある範囲（例えば、最大１０％の変化、最大５％の変化、最大２％の変化、最大１％の変化、又は最大０．５％の変化）内で摂動を導入して、プロセス変動を模倣することができる（これは、基板にわたって拡張することができる）。
【０１３８】
[00175]  したがって、実験法又はシミュレーションは、例えば上述した式を使用して、ＯＶやＫなどの特定のパラメータ又は指標に関して値を生成することができる。
【０１３９】
[00176]  １つのそのような指標は、スタック感度（ＳＳ）である（信号コントラストとも考えられる）。スタック感度は、ターゲット（例えば格子）層間の回折により、オーバーレイが変化するにつれて信号の強度がどれだけ変化するかの尺度として理解することができる。すなわち、オーバーレイの文脈では、スタック感度は、オーバーレイターゲットの上下の周期構造間のコントラストを検出し、したがって上下の周期構造間の回折効率のバランスを表す。したがって、スタック感度は、測定量の感度の例示的な尺度である。一実施形態では、スタック感度は、強度非対称性と相加平均強度との比である。一実施形態では、スタック感度は、ＳＳ＝ＫＬ／ＩＭとして定式化することができ、ここで、Ｌはユーザ定義定数（例えば、一実施形態では、値Ｌは２０ｎｍ及び／又はバイアスｄの値）であり、ＩＭは、ターゲットによって回折された測定ビームの平均強度である。一実施形態では、メトロロジレシピに関するスタック感度を最大にすべきである。しかし、最大スタック感度でのメトロロジレシピの使用は最良でないことがある。例えば、スタック感度が最大である測定ビーム波長は、低いオーバーレイ感度及び低いプロセスロバスト性に対応することがある。
【０１４０】
[00177]  メトロロジレシピデータの例を図２６及び図２７に示す。データは、１つ又は複数のメトロロジレシピパラメータ、特に測定ビームの波長など測定自体の１つ又は複数のパラメータの関数として測定データの依存性を表すことができる。一実施形態では、データは、測定放射線波長の関数として測定データの振動依存性（例えば（像面での）フィールドデータとして又は（瞳面での）瞳孔データとして得られる強度）を表すことができる。図２６は、単一の偏光（この場合は直線Ｘ偏光）に関する様々な波長での測定におけるターゲットに関するデータの例示的なグラフである。データに曲線が当てはめられており、したがって、この表現はスイング曲線と呼ぶことができる。理解されるように、データのみを処理することができるので、グラフを生成する必要はない。図２７は、別の単一の偏光（この場合は直線Ｙ偏光）に関する様々な波長での測定におけるターゲットに関するデータのグラフである。図２６と図２７どちらにおいても、スタック感度及びオーバーレイ感度が、様々な測定ビーム波長についてグラフ化されている。さらに、ここでの偏光は直線Ｘ及びＹ偏光であるが、異なる偏光又は追加の偏光（左楕円偏光放射線や右楕円偏光放射線など）でもよい。
【０１４１】
[00178]  このデータを使用して、１つ又は複数の特定のメトロロジレシピ（例えば波長）が検討から除外されて、さらなる可能な検討のための１セットのメトロロジレシピが選択される。この場合、メトロロジレシピは、同じターゲットを共有するが、測定放射線波長に関しては異なる。
【０１４２】
[00179]  ここで、その特定のターゲットに関するピッチ／波長限度を超えているという理由で、特定の波長を除去することができる。すなわち、ターゲットフィーチャのピッチ及び測定放射線波長は、この組合せでの測定が有効でなくなるようなものである。これら１つ又は複数のメトロロジレシピは、領域１５００において除外される。
【０１４３】
[00180]  この選択の可能な態様は、閾値を満たす又は超える（すなわち、スタック感度値の特定の範囲内にある）スタック感度（例えば、基板にわたるターゲットの複数のインスタンスから得られる平均スタック感度（次いでこれを複数の基板に関して決定することができる））を有する１つ又は複数のメトロロジレシピを選択することである。一実施形態では、スタック感度を最大にすべきである（しかし、上で論じたように、他の指標又はパラメータを犠牲にせずに行う。プロセス変動に対するロバスト性に影響を及ぼし得るスタック感度に対する上限があり得る）。例えば、さらなる検討のために、０．０５以上のスタック感度の絶対値を有する１つ又は複数のメトロロジレシピを選択することができる。当然、０．０５を用いる必要はない。この場合、数がより大きい場合に、より多くのメトロロジレシピが除外される。したがって、この場合のスタック感度の数は比較的低い。したがって、選択のこの態様によって除外された１つ又は複数のメトロロジレシピは、領域１５１０として記されている（この領域は、この状況での検査装置によって利用可能な波長にほぼ対応する。連続波長範囲が利用可能であり、検査装置がその範囲内の任意の波長に正確に且つ安定して同調することができる場合、図２６及び図２７での曲線に適用される分析はより正確である）。
【０１４４】
[00181]  この選択の可能な態様は、ターゲットシグマの考慮である。ターゲットシグマ（ＴＳ）は、ターゲットにわたる複数の測定された画素に関する測定されたパラメータ（例えばオーバーレイ）の統計的ばらつきとして理解することができる。理論上は、検出器によって、特定のターゲットに関して同じパラメータ値を読み取るように各画素が測定されるはずである。しかし、実際には、画素間にばらつきがあり得る。一実施形態では、ターゲットシグマは、標準偏差の形態又は分散の形態である。したがって、ターゲットシグマの低い値は、ターゲットにわたる測定されるパラメータの望ましい小さいばらつきを意味する。ターゲットシグマ（ＴＳ）の高い値は、ターゲットの印刷の問題（例えば、歪んだ格子線）、汚染の問題（例えば、ターゲット上の著しい粒子）、測定ビームスポットの位置決めの問題、及び／又はターゲットにわたる測定ビーム強度ばらつきの問題を通知することができる。
【０１４５】
[00182]  したがって、この選択のさらなる態様は、閾値を満たす又は超える（すなわち、ターゲットシグマ値の特定の範囲内にある）ターゲットシグマ（例えば、基板にわたるターゲットの複数のインスタンスから得られる平均ターゲットシグマ（次いでこれを複数の基板に関して決定することができる））を有する１つ又は複数のメトロロジレシピを選択することでよい。一実施形態では、ターゲットシグマを最小にすべきである。例えば、さらなる検討のために、１０ｎｍ以下のターゲットシグマを有する１つ又は複数のメトロロジレシピを選択することができる。当然、１０ｎｍを用いる必要はない。この場合、数がより小さい場合に、より多くのメトロロジレシピが除外される。したがって、この場合のターゲットシグマの数は比較的高い。したがって、選択のこの態様によって除外される１つ又は複数のメトロロジレシピは、領域１５１５として記されている（この領域は、この状況において検査装置によって利用可能な波長にほぼ対応する）。
【０１４６】
[00183]  例えば、オーバーレイの測定誤差を低減するために、１セットの測定条件（例えば、ターゲット選択、測定ビーム波長、測定ビーム偏光など）を大きなオーバーレイ感度Ｋで選択すべきである。この選択の可能な態様は、閾値を満たす又は超える（すなわち、オーバーレイ感度値の特定の範囲内にある）オーバーレイ感度（例えば、基板にわたるターゲットの複数のインスタンスから得られる平均オーバーレイ感度（次いでこれを複数の基板に関して決定することができる））を有する１つ又は複数のメトロロジレシピを選択することである。一実施形態では、メトロロジレシピに関して、オーバーレイ感度を最大にすべきである。例えば、さらなる検討のために、最高オーバーレイ感度の絶対値の範囲にあるオーバーレイ感度の絶対値を有する１つ又は複数のメトロロジレシピを選択することができる。例えば、この範囲は、最高オーバーレイ感度値の３５％以内、３０％以内、２５％以内、２０％以内、１５％以内、又は１０％以内でよい。例えば、オーバーレイ感度値の極小値又は極大値からある範囲内の１つ又は複数のメトロロジレシピを選択することができる。例えば、この範囲は、極小値又は極大値の３５％以内、３０％以内、２５％以内、２０％以内、１５％以内、又は１０％以内でよい。当然、異なる範囲を使用することもできる。範囲が広いほど、より多くのメトロロジレシピが保持される。したがって、選択のこの態様によって除外される１つ又は複数のメトロロジレシピは、領域１５２０として記されている（この領域は、この状況において検査装置によって利用可能な波長にほぼ対応する）。
【０１４７】
[00184]  この選択の可能な側面は、閾値に対してスタック差パラメータを考慮することである。一実施形態では、スタック差パラメータは、格子不均衡（ＧＩ）を含む。したがって、例えば、周期構造不均衡（ＧＩ）（例えば、基板にわたるターゲットの複数のインスタンスから得られる（次いでこれを複数の基板に関して決定することができる）、平均格子不均衡又は格子不均衡のばらつき（例えば、分散、標準偏差など））を閾値に対して評価することによって、１つ又は複数のメトロロジレシピのサブセットを選択することができる。例えば、さらなる検討のために、０．０５又は５％以下の格子不均衡を有する１つ又は複数のメトロロジレシピを選択することができる。当然、０．０５又は５％を用いる必要はない。一実施形態では、スタック差パラメータが最小にされる。
【０１４８】
[00185]  これらのパラメータ又は指標の１つ又は複数の考慮の結果は、Ａ＋及びＡ−のデータを取得するためのメトロロジレシピの事前選択を生成し得る。さらに、波長に焦点を当てたが、偏光、測定ビーム照明入射角などの他の測定パラメータが考慮されてもよい。
【０１４９】
[00186]  図２８を参照すると、オーバーレイ感度及びスタック感度が、スイング曲線の形式で複数の波長に関してプロットされている。対象の例示的波長は、５００ｎｍ、５１７ｎｍ、５８３ｎｍ、及び６５０ｎｍと表示されている。これらの強調表示された波長は、スタック感度の比較的高い絶対値、及びオーバーレイ感度の比較的高い絶対値も有する。それに従って、これらの波長は、オーバーレイ測定において使用するのに相応しい候補となり、少なくとも、図２３のプロセスにおいて使用するのに相応しい候補となる。例えば、これらの波長は、図２３のプロセスに関して事前選択され得る。ここでは、これらの波長を使用することによって取得された例示的データが、図２４及び図２５に示されている。具体的には、５００ｎｍ及び５８３ｎｍを用いた測定に関するデータを図２４に示し、５１７ｎｍ及び６５０ｎｍを用いた測定に関するデータを図２５に示す。しかし、これらの個々の波長は、上記のような例示的スイング曲線分析によって決定されるオーバーレイの測定に相応しい候補となるけれども、上記の図２３の技術は、図２４及び図２５のデータに関するメトロロジターゲット及びパターニングプロセスに関して、メトロロジターゲットの測定を行うために、５００ｎｍ及び５８３ｎｍの測定放射線が、５１７ｎｍ及び６５０ｎｍの測定放射線よりも優れていることを示す。
【０１５０】
[00187]  図２９は、性能を監視するために、並びにメトロロジ、設計及び／又は製造プロセスの制御の基礎として、少なくとも２つの異なるメトロロジレシピが使用されるプロセスを示すフローチャートを示す。ステップＤ１では、適用可能なメトロロジレシピに従って本明細書で述べるような製品フィーチャ及び１つ又は複数のメトロロジターゲットを生成するために、基板が処理される。ステップＤ２では、パターニングプロセスパラメータ（例えば、オーバーレイ）値が、少なくとも２つの選択された異なるメトロロジレシピを使用して測定され、及び算出される。任意選択のステップＤ３では、測定されたパターニングプロセスパラメータ（例えば、オーバーレイ）値を使用して（利用可能であり得る他の情報と共に）、メトロロジレシピを更新する（例えば、波長を変更する）ことができる。更新されたメトロロジレシピは、パターニングプロセスパラメータの再測定のため及び／又は後続の処理基板に対するパターニングプロセスパラメータの測定のために使用される。このようにして、算出されたパターニングプロセスパラメータの精度が向上する。更新プロセスは、必要に応じて自動化することができる。ステップＤ４では、パターニングプロセスパラメータ値を使用して、リワークのため及び／又はさらなる基板の処理のためのデバイス製造プロセスにおけるリソグラフィパターニングステップ及び／又は他のプロセスステップを制御するレシピを更新する。この場合もやはり、必要に応じて、この更新を自動化することができる。
【０１５１】
[00188]  一実施形態では、パターニングプロセスを用いて作成された、第１のバイアスターゲット構造及び第２の異なるバイアスターゲット構造を有するメトロロジターゲットに関して、第１のターゲット構造に関する信号データ対第２のターゲット構造に関する信号データを含むメトロロジデータを取得することであって、メトロロジデータが、複数の異なるメトロロジレシピに関して取得され、各メトロロジレシピが、測定の異なるパラメータを指定する、取得することと、基準としての複数の異なるメトロロジレシピに関するメトロロジデータを通る統計値、フィッティング曲線、又はフィッティング関数を決定することと、特定の閾値を超える又は満たす基準のパラメータからの少なくとも２つの異なるメトロロジレシピの集合メトロロジデータのばらつきを有する少なくとも２つの異なるメトロロジレシピを識別することとを含む、方法が提供される。
【０１５２】
[00189]  一実施形態では、この方法は、フィッティング曲線又は関数を決定することを含み、曲線又は関数は、直線である。一実施形態では、パラメータは、分布の統計的尺度である。一実施形態では、識別することは、少なくとも２つの異なるメトロロジレシピのメトロロジデータを通る統計値、フィッティング曲線、又はフィッティング関数を決定することを含み、ばらつきは、複数の異なるメトロロジレシピに関する基準のパラメータと、少なくとも２つの異なるメトロロジレシピのメトロロジデータを通る統計値、フィッティング曲線、又はフィッティング関数のパラメータとの間のものである。一実施形態では、基準に関する複数の異なるメトロロジレシピは、考慮下の及びメトロロジデータが利用可能な全ての異なるメトロロジレシピを含む。一実施形態では、基準は、メトロロジデータを通る曲線の傾きを含み、識別することは、基準の傾きにおける、少なくとも２つの異なるメトロロジレシピの集合メトロロジデータを通る曲線の傾きとの差を決定することと、差が特定の閾値を満たす又は下回ることに応答して、少なくとも２つの異なるメトロロジレシピを識別することとを含む。一実施形態では、基準を決定することは、複数のサブセットの各サブセットに関して基準を決定することを含み、各サブセットは、より大きな異なるメトロロジレシピのセットから選択された２つ以上の異なるメトロロジレシピの異なる組み合わせを含み、少なくとも２つの異なるメトロロジレシピを識別することは、選択された少なくとも２つの異なるメトロロジレシピとして、別のサブセットのばらつきよりも小さい基準からの集団メトロロジデータのばらつきを有する、サブセットの少なくとも１つを選択することを含む。一実施形態では、ばらつきは、分布の尺度である。一実施形態では、メトロロジデータは、メトロロジデータを獲得するために使用される検査装置の検出器及び／又はメトロロジデータを獲得するために使用される検査装置の検出器によって生成される像の画素レベルで指定される。一実施形態では、この方法は、性能パラメータ又は指標に基づいて、より大きな異なるメトロロジレシピのセットから複数の異なるメトロロジレシピの選択を行うことをさらに含む。一実施形態では、メトロロジレシピは、メトロロジターゲットに関する測定放射線の波長に関して異なる。一実施形態では、この方法は、少なくとも２つの異なるメトロロジレシピを使用してメトロロジターゲットのインスタンスを測定することと、測定の結果からオーバーレイ値を決定することとをさらに含む。一実施形態では、オーバーレイ値を決定することは、少なくとも２つの異なるメトロロジレシピを用いて取得された、第１のターゲット構造に関する信号データ対第２のターゲット構造データに関する信号データを用いて、オーバーレイの決定又は補正を行うことを含む。一実施形態では、第１のターゲット構造に関する信号データは、第１のターゲット構造に関する非対称性データであり、第２のターゲット構造に関する信号データは、第２のターゲット構造に関する非対称性データである。一実施形態では、第１のターゲット構造に関する非対称性データは、Ａ＋データであり、第２のターゲット構造に関する非対称性データは、Ａ−データである。
【０１５３】
[00190]  一実施形態では、メトロロジターゲットに関して、複数の異なるメトロロジレシピを使用して、メトロロジターゲットを測定するために使用される検査装置の検出器及び／又はメトロロジターゲットを測定するために使用される検査装置の検出器によって生成される像の画素ごとのオーバーレイ値を取得することであって、メトロロジターゲットが、パターニングプロセスを用いて作成され、各メトロロジレシピが、測定の異なるパラメータを指定する、取得することと、複数の異なるメトロロジレシピのそれぞれに関してオーバーレイ値の統計値を決定することと、特定の閾値を超える又は満たす統計値の値を有する少なくとも２つの異なるメトロロジレシピを識別することとを含む方法が提供される。
【０１５４】
[00191]  一実施形態では、識別することは、２つの異なるメトロロジレシピの複数の他の組み合わせの値よりも小さい統計値の値少なくとも２つの異なるメトロロジレシピを選択することを含む。一実施形態では、統計値は、分布の尺度を含む。一実施形態では、オーバーレイ値は、Ａ＋対Ａ−のデータから決定される。一実施形態では、この方法は、少なくとも２つの異なるメトロロジレシピを使用してメトロロジターゲットのインスタンスを測定することと、測定の結果からオーバーレイ値を決定することとをさらに含む。一実施形態では、メトロロジレシピは、メトロロジターゲットに関する測定放射線の波長に関して異なる。
【０１５５】
[00192]  上述した実施形態は、フィールド面における回折ベースのオーバーレイ測定（例えば、図７Ａに示される装置の第２の測定ブランチを使用して行われる測定）に関して述べたが、原理的には、同じ方法を瞳孔に基づくオーバーレイ測定（例えば、図７Ａに示される装置の第１の測定ブランチを使用して行われる測定）に使用することができる。したがって、本明細書で述べる概念は、フィールド面及び瞳孔面における回折ベースのオーバーレイ測定にも同様に適用可能であることを理解されたい。
【０１５６】
[00193]  本明細書で述べるメトロロジターゲット及びプロセスパラメータの実施形態は、大抵は、オーバーレイを測定するために使用されるオーバーレイターゲットに関して述べたが、本明細書で述べるメトロロジターゲットの実施形態を使用して、１つ又は複数の追加又は代替のパターニングプロセスパラメータを測定することもできる。例えば、メトロロジターゲットを使用して、露光量変動の測定、露光焦点／焦点ずれの測定、端設置測定エラー、ＣＤの測定などを行うことができる。さらに、本明細書における記載は、適宜修正を伴って、アライメントマークを使用するリソグラフィ装置での基板及び／又はパターニングデバイスなどのアライメントに適用することもできる。同様に、アライメント測定のための適切なレシピを決定することができる。
【０１５７】
[00194]  したがって、対象の性能パラメータはオーバーレイであるが、パターニングプロセスの性能の他のパラメータ（例えば、ドーズ量、焦点、ＣＤなど）を、例えば、多波長方程式に適切な修正を加えて、本明細書で述べる方法を使用して決定することもできる。性能パラメータ（例えば、オーバーレイ、ＣＤ、焦点、ドーズ量など）は、パターニングプロセスの改良、ターゲットの改良のためにフィードバック（又はフィードフォワード）することができ、及び／又は本明細書で述べるモデリング、測定及び算出プロセスを改良するために使用することができる。
【０１５８】
[00195]  上述したターゲット構造は、測定目的のために特別に設計されて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ターゲットに関して特性を測定することができる。多くのデバイスは、格子に似た規則的な周期構造を有する。本明細書で使用される「ターゲット」、「格子」、又はターゲットの「周期構造」という用語は、適用可能な構造が、実施される測定のために特別に提供されていることを必要としない。さらに、メトロロジターゲットのピッチＰは、測定ツールの光学系の解像限界に近いが、ターゲット部分Ｃにパターニングプロセスによって形成される典型的な製品フィーチャの寸法よりもはるかに大きくてよい。実際には、周期構造のフィーチャ及び／又は空間は、製品フィーチャと寸法が同様のより小さい構造を含むように形成されてもよい。
【０１５９】
[00196]  基板及びパターニングデバイスで実現されるようなターゲットの物理的構造に関連して、一実施形態は、機械可読命令及び／又は機能データの１つ又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あり、これらの機械可読命令及び／又は機能データは、ターゲット設計を記述し、基板及び／又はメトロロジレシピに関するターゲットを設計する方法を記述し、基板にターゲットを生成する方法を記述し、基板上のターゲットを測定する方法を記述し、及び／又はパターニングプロセスに関する情報を得るために測定量を分析する方法を記述する。このコンピュータプログラムは、例えば図７の装置におけるユニットＰＵ及び／又は図２の制御ユニットＬＡＣＵ内で実行することができる。そのようなコンピュータプログラムを記憶したデータ記憶媒体（例えば、半導体メモリや、磁気又は光ディスク）も提供することができる。例えば図７に示されるタイプの既存の検査装置が既に製造中及び／又は使用中である場合、実施形態は、本明細書で述べる方法の１つ又は複数をプロセッサに実施させるための更新されたコンピュータプログラム製品の提供によって実施することができる。プログラムは、光学系や基板支持体などを制御して、適切な複数のターゲットに対してパターニングプロセスのパラメータを測定する方法を実施するように任意選択で構成することができる。プログラムは、さらなる基板の測定のためにリソグラフィ及び／又はメトロロジレシピを更新することができる。プログラムは、さらなる基板のパターン形成及び処理のためにリソグラフィ装置を（直接的又は間接的に）制御するように構成することができる。
【０１６０】
[00197]  さらに、本明細書では、例えば回折次数からの強度から重なり合う周期構造の相対位置を測定する回折ベースのメトロロジ法に関して実施形態を述べてきた。しかし、本明細書における実施形態は、必要であれば適宜修正を伴って、像ベースのメトロロジにも適用することができ、これは、例えば、ターゲットの高品質像を使用して層１のターゲット１から層２のターゲット２までの相対位置を測定する。通常、これらのターゲットは、周期構造又は「ボックス」（Ｂｏｘ−ｉｎ−Ｂｏｘ（ＢｉＢ））である。
【０１６１】
[00198]  本明細書で使用される「最適化する」及び「最適化」という用語は、パターニングプロセスの装置及び／又はプロセスを調節することを表し又は意味し、これは、リソグラフィプロセス若しくは装置を調節すること、又はメトロロジプロセス若しくは装置（例えばターゲットや測定ツールなど）を調節することを含むことがあり、それにより、性能指数が、より望ましい値、例えば測定量を有し、パターン形成及び／又はデバイス製造結果及び／又はプロセスが、１つ又は複数の望ましい特徴を有し、例えば、基板上への設計レイアウトの投影がより正確になり、プロセス窓がより広くなる。したがって、「最適化する」及び「最適化」は、設計変数の値の初期セットと比較した、性能指数の改良、例えば局所最適をもたらす１つ又は複数の設計変数に関する１つ又は複数の値を識別するプロセスを表す又は意味する。「最適な」及び他の関連の用語は、それに従って解釈すべきである。一実施形態では、最適化ステップを反復して適用して、１つ又は複数の性能指数をさらに改良することができる。
【０１６２】
[00199]  本発明の一実施形態は、本明細書に開示されている方法を記述する機械可読命令の１つ又は複数のシーケンスを含むコンピュータプログラム、又はそのようなコンピュータプログラムが記憶されたデータ記憶媒体（例えば半導体メモリ、磁気又は光ディスク）の形態を取ることができる。さらに、機械可読命令は、２つ以上のコンピュータプログラムで具現化することができる。２つ以上のコンピュータプログラムは、１つ又は複数の異なるメモリ及び／又はデータ記憶媒体に記憶されてもよい。
【０１６３】
[00200]  本明細書に開示されている１つ又は複数の態様は、制御システム内に実装することができる。本明細書で述べる任意の制御システムは、それぞれ又は組み合わせて、装置の少なくとも１つの構成要素内に位置された１つ又は複数のコンピュータプロセッサによって１つ又は複数のコンピュータプログラムが読み取られるときに動作可能であり得る。制御システムは、それぞれ又は組み合わせて、信号を受信、処理、及び送信するための任意の適切な構成を有することができる。１つ又は複数のプロセッサは、制御システムの少なくとも１つと通信するように構成される。例えば、各制御システムは、上述した方法のための機械可読命令を含むコンピュータプログラムを実行するための１つ又は複数のプロセッサを含むことができる。制御システムは、そのようなコンピュータプログラムを記憶するためのデータ記憶媒体、及び／又はそのような媒体を受け取るためのハードウェアを含むことができる。したがって、制御システムは、１つ又は複数のコンピュータプログラムの機械可読命令に従って動作することができる。
【０１６４】
[00201]  本発明によるさらなる実施形態は、以下の番号付き条項でさらに説明される。
【０１６５】
１．  パターニングプロセスを用いて作成された、第１のバイアスターゲット構造及び第２の異なるバイアスターゲット構造を有するメトロロジターゲットに関して、第１のターゲット構造に関する信号データ対第２のターゲット構造に関する信号データを含むメトロロジデータを取得することであって、メトロロジデータが、複数の異なるメトロロジレシピに関して取得され、各メトロロジレシピが、測定の異なるパラメータを指定する、取得することと、
基準としての複数の異なるメトロロジレシピに関するメトロロジデータを通る統計値、フィッティング曲線、又はフィッティング関数を決定することと、
特定の閾値を超える又は満たす基準のパラメータからの少なくとも２つの異なるメトロロジレシピの集合メトロロジデータのばらつきを有する少なくとも２つの異なるメトロロジレシピを識別することと
を含む、方法。
【０１６６】
２．  フィッティング曲線又は関数を決定することを含み、曲線又は関数が、直線である、条項１に記載の方法。
【０１６７】
３．  パラメータが、分布の統計的尺度である、条項１又は２に記載の方法。
【０１６８】
４．  識別することが、少なくとも２つの異なるメトロロジレシピのメトロロジデータを通る統計値、フィッティング曲線、又はフィッティング関数を決定することを含み、ばらつきが、複数の異なるメトロロジレシピに関する基準のパラメータと、少なくとも２つの異なるメトロロジレシピのメトロロジデータを通る統計値、フィッティング曲線、又はフィッティング関数のパラメータとの間のものである、条項１〜３の何れか一項に記載の方法。
【０１６９】
５．  基準に関する複数の異なるメトロロジレシピが、考慮下の及びメトロロジデータが利用可能な全ての異なるメトロロジレシピを含む、条項１〜４の何れか一項に記載の方法。
【０１７０】
６．  基準が、メトロロジデータを通る曲線の傾きを含み、識別することが、基準の傾きにおける、少なくとも２つの異なるメトロロジレシピの集合メトロロジデータを通る曲線の傾きとの差を決定することと、差が、特定の閾値を満たす又は下回ることに応答して、少なくとも２つの異なるメトロロジレシピを識別することとを含む、条項５に記載の方法。
【０１７１】
７．  基準を決定することが、複数のサブセットの各サブセットに関して基準を決定することを含み、各サブセットが、より大きな異なるメトロロジレシピのセットから選択された２つ以上の異なるメトロロジレシピの異なる組み合わせを含み、少なくとも２つの異なるメトロロジレシピを識別することが、選択された少なくとも２つの異なるメトロロジレシピとして、別のサブセットのばらつきよりも小さい基準からの集団メトロロジデータのばらつきを有する、サブセットの少なくとも１つを選択することを含む、条項１〜４の何れか一項に記載の方法。
【０１７２】
８．  ばらつきが、分布の尺度である、条項７に記載の方法。
【０１７３】
９．  メトロロジデータが、メトロロジデータを獲得するために使用される検査装置の検出器及び／又はメトロロジデータを獲得するために使用される検査装置の検出器によって生成される像の画素レベルで指定される、条項１〜８の何れか一項に記載の方法。
【０１７４】
１０．  性能パラメータ又は指標に基づいて、より大きな異なるメトロロジレシピのセットから複数の異なるメトロロジレシピの選択を行うことをさらに含む、条項１〜９の何れか一項に記載の方法。
【０１７５】
１１．  メトロロジレシピが、メトロロジターゲットに関する測定放射線の波長に関して異なる、条項１〜１０の何れか一項に記載の方法。
【０１７６】
１２．  少なくとも２つの異なるメトロロジレシピを使用してメトロロジターゲットのインスタンスを測定することと、測定の結果からオーバーレイ値を決定することとをさらに含む、条項１〜１１の何れか一項に記載の方法。
【０１７７】
１３．  オーバーレイ値を決定することが、少なくとも２つの異なるメトロロジレシピを用いて取得された、第１のターゲット構造に関する信号データ対第２のターゲット構造データに関する信号データを用いて、オーバーレイの決定又は補正を行うことを含む、条項１２に記載の方法。
【０１７８】
１４．  第１のターゲット構造に関する信号データが、第１のターゲット構造に関する非対称性データであり、第２のターゲット構造に関する信号データが、第２のターゲット構造に関する非対称性データである、条項１〜１３の何れか一項に記載の方法。
【０１７９】
１５．  第１のターゲット構造に関する非対称性データが、Ａ＋データであり、第２のターゲット構造に関する非対称性データが、Ａ−データである、条項１４に記載の方法。
【０１８０】
１６．  メトロロジターゲットに関して、複数の異なるメトロロジレシピを使用して、メトロロジターゲットを測定するために使用される検査装置の検出器及び／又はメトロロジターゲットを測定するために使用される検査装置の検出器によって生成される像の画素ごとのオーバーレイ値を取得することであって、メトロロジターゲットが、パターニングプロセスを用いて作成され、各メトロロジレシピが、測定の異なるパラメータを指定する、取得することと、
複数の異なるメトロロジレシピのそれぞれに関してオーバーレイ値の統計値を決定することと、
特定の閾値を超える又は満たす統計値の値を有する少なくとも２つの異なるメトロロジレシピを識別することと
を含む、方法。
【０１８１】
１７．  識別することが、２つの異なるメトロロジレシピの複数の他の組み合わせの値よりも小さい統計値の値少なくとも２つの異なるメトロロジレシピを選択することを含む、条項１６に記載の方法。
【０１８２】
１８．  統計値が、分布の尺度を含む、条項１６又は１７に記載の方法。
【０１８３】
１９．  オーバーレイ値が、Ａ＋対Ａ−のデータから決定される、条項１６〜１８の何れか一項に記載の方法。
【０１８４】
２０．  少なくとも２つの異なるメトロロジレシピを使用してメトロロジターゲットのインスタンスを測定することと、測定の結果からオーバーレイ値を決定することとをさらに含む、条項１６〜１９の何れか一項に記載の方法。
【０１８５】
２１．  メトロロジレシピが、メトロロジターゲットに関する測定放射線の波長に関して異なる、条項１６〜２０の何れか一項に記載の方法。
【０１８６】
２２．  パターニングプロセスのパラメータを測定するためのメトロロジ装置であって、条項１〜２１の何れか一項に記載の方法を行うように動作可能であるメトロロジ装置。
【０１８７】
２３．  条項１〜２１の何れか一項に記載の方法をプロセッサに実行させるための機械可読命令を含む非一時的なコンピュータプログラム製品。
【０１８８】
２４．  基板上のメトロロジターゲットに放射ビームを提供し、ターゲットによって回析された放射線を検出するように構成された検査装置と、
条項２３に記載の非一時的なコンピュータプログラム製品と
を備えるシステム。
【０１８９】
２５．  放射ビームを変調するためにパターニングデバイスを保持するように構成された支持構造と、変調された放射ビームを放射線感受性基板上に投影するように配置された投影光学系とを備えるリソグラフィ装置をさらに備える、条項２４に記載のシステム。
【０１９０】
[00202]  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、本発明の実施形態は、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、又はそれらの組合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。
【０１９１】
[00203]  本明細書で使用する「放射線」及び「ビーム」という用語は、（例えば、３６５、３５５、２４８、１９３、１５７、又は１２６ｎｍの波長、或いはそれらの近辺の波長を有する）紫外（ＵＶ）線及び（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、イオンビーム又は電子ビームなどの粒子ビームを含む全てのタイプの電磁放射線を包含する。一実施形態では、測定放射線は、４００ｎｍ〜９５０ｎｍの範囲から選択される。
【０１９２】
[00204]  「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、及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、又はそれらの組合せを指すことができる。
【０１９３】
[00205]  特定の実施形態の前述の説明は、本発明の実施形態の一般的な性質を明らかにするので、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、及び／又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、そのような適合及び修正は、本明細書に提示した教示及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及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又は用語は、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、本明細書の用語又は専門語は、教示及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。
【０１９４】
[00206]  本発明の広さ及び範囲は、上記の例示的な実施形態の何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及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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ−１１Ｄ】
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【図１１Ｅ】
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【図１１Ｆ】
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【図１１Ｇ】
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【図１１Ｈ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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