特許 6000247 計測のための光学的対称化

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6000247

(24)【登録日】2016年9月9日

(45)【発行日】2016年9月28日

(54)【発明の名称】計測のための光学的対称化

(51)【国際特許分類】

   G01B 9/02 20060101AFI20160915BHJP

   G02B 21/06 20060101ALI20160915BHJP

   H01L 21/027 20060101ALI20160915BHJP

【ＦＩ】

   G01B9/02

   G02B21/06

   H01L21/30 502V

   H01L21/30 525F

【請求項の数】22

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2013-523212(P2013-523212)

(86)(22)【出願日】2011年7月28日

(65)【公表番号】特表2013-541694(P2013-541694A)

(43)【公表日】2013年11月14日

(86)【国際出願番号】US2011045784

(87)【国際公開番号】WO2012018674

(87)【国際公開日】20120209

【審査請求日】2014年7月25日

(31)【優先権主張番号】13/188,623

(32)【優先日】2011年7月22日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】61/370,347

(32)【優先日】2010年8月3日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】500049141

【氏名又は名称】ケーエルエー−テンカー コーポレイション

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】特許業務法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】マナッセン アモン

(72)【発明者】

【氏名】カンデル ダニエル

(72)【発明者】

【氏名】バルーク モシェ

(72)【発明者】

【氏名】セリグソン ジョエル

(72)【発明者】

【氏名】スビザー アレキサンダー

(72)【発明者】

【氏名】コーエン ガイ

(72)【発明者】

【氏名】ローテム エフライム

(72)【発明者】

【氏名】バーカー オハッド

(72)【発明者】

【氏名】ネグリ ダリア

(72)【発明者】

【氏名】サピエンス ノーム

【審査官】 岡田 卓弥

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−２７３９５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００７−５２７５３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６４−２５１２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第４６６２７５０（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｂ ９／００ −１１／３０

Ｇ０２Ｂ２１／０６ −２１／３６

Ｈ０１Ｌ２１／０２７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

照射源と、
前記照射源からの光の第１の部分を第１の光学アームに沿って方向付け、光の第２の部分を第２の光学アームに沿って方向付けるように構成された第１のビームスプリッタと、
前記第１の光学アームに配置された、少なくとも１つの照射対称化モジュール（ＩＳＭ）であって、前記照射源からの光の前記第１の部分に対して対称化プロセスを適用するよう構成された１又は複数の光学部材を含むＩＳＭと、
光学計測ツールのツール誘起シフトが選択されたレベル以下となるように、前記ＩＳＭにより処理された、前記第１の光学アームからの光の前記第１の部分と、前記第２の光学アームからの光の前記第２の部分と、を合成して対称化された出力ビームを形成し、および、前記対称化された出力ビームを１または複数の試料の表面へ方向付けるように構成された第２のビームスプリッタと、
主光軸に沿って配置され、前記１つまたは複数の試料の前記表面から反射された光の部分を収集するよう構成された検出器と、を備える、
照射を対称化する機器。

【請求項2】

前記少なくとも１つのＩＳＭが、前記照射源からの光の第１の部分に１８０度回転対称化変換を実行するよう構成された１８０度対称化モジュールを備える、
請求項１に記載の機器。

【請求項3】

前記少なくとも１つのＩＳＭが、前記照射源から放射する照射にＹ反射対称化変換を実行するよう構成されたＹ反射対称化モジュールを備える、
請求項１に記載の機器。

【請求項4】

前記少なくとも１つのＩＳＭが、第１のＩＳＭおよび少なくとも第２のＩＳＭを備え、前記第１のＩＳＭおよび前記少なくとも第２のＩＳＭは、前記第１のＩＳＭの出力が前記少なくとも第２のＩＳＭの入力に光学的に接続されるように直列で組み合わされた、
請求項１に記載の機器。

【請求項5】

前記少なくとも１つのＩＳＭが、第１のＩＳＭおよび少なくとも第２のＩＳＭを備え、前記第１のＩＳＭおよび前記少なくとも第２のＩＳＭは、前記第１のＩＳＭの出力が前記少なくとも第２のＩＳＭの入力に光学的に接続されるように直列で組み合わされ、前記第１のＩＳＭが前記第２のＩＳＭと実質的に同一である、
請求項１に記載の機器。

【請求項6】

前記少なくとも１つのＩＳＭが、第１のＩＳＭおよび少なくとも第２のＩＳＭを備え、前記第１のＩＳＭおよび前記少なくとも第２のＩＳＭは、前記第１のＩＳＭの出力が前記少なくとも第２のＩＳＭの入力に光学的に接続されるように直列で組み合わされ、前記第１のＩＳＭが前記第２のＩＳＭと異なる、
請求項１に記載の機器。

【請求項7】

オブジェクトパスおよび参照パスが、２ビーム干渉集束システムの部分を形成する、請求項１に記載の機器。

【請求項8】

前記２ビーム干渉集束システムが、Ｌｉｎｎｉｋ干渉計を備える、請求項７に記載の機器。

【請求項9】

照射源と、
前記照射源から放射する光の第１の部分を、１つまたは複数の試料の表面へ伝送するよう構成されたダイレクトチャネルと、
前記照射源から放射する光の第２の部分を、前記１つまたは複数の試料の前記表面へ伝送するよう構成された回転チャネルであって、前記光の第２の部分を１８０度回転するよう構成された光学回転モジュールを有する回転チャネルと、
前記回転チャネルの光学経路を選択的にブロックするよう構成された第１のシャッタと、
前記ダイレクトチャネルの光学経路を選択的にブロックするよう構成された第２のシャッタと、
前記１つまたは複数の試料の前記表面から反射された光の部分を収集するよう構成され、前記光の部分は前記ダイレクトチャネルからの光または前記回転チャネルからの光のうち少なくとも１つを含む、検出器と、を備える、
ツール誘起シフトを測定する機器。

【請求項10】

前記回転チャネルの前記光学回転モジュールが、１対１回転画像化モジュールを有する、請求項９に記載の機器。

【請求項11】

前記回転チャネルが、光学戻りモジュールを有する、請求項９に記載の機器。

【請求項12】

前記光学戻りモジュールが、前記回転チャネルの光を対物レンズへ方向付けるよう構成された平面のミラーのセットを有する、請求項１１に記載の機器。

【請求項13】

前記照射源から放射する光を前記ダイレクトチャネルに沿って方向付けること、または、前記照射源から放射する光を前記試料の前記表面へ伝送することのうち少なくとも１つを実行するよう構成された第１のビームスプリッタをさらに備える、
請求項９に記載の機器。

【請求項14】

前記回転チャネルから現れる光を前記試料の前記表面へ方向付けること、または、光を参照パスに沿って伝送することのうち少なくとも１つを実行するよう構成された第２のビームスプリッタをさらに備える、
請求項９に記載の機器。

【請求項15】

少なくとも１つの照射対称化モジュールをさらに備える、
請求項９に記載の機器。

【請求項16】

前記少なくとも１つの照射対称化モジュールが、前記照射源から放射する光を、前記回転チャネルに入る前に処理するよう構成された少なくとも１つの照射対称化モジュールを有する、
請求項１５に記載の機器。

【請求項17】

照射源と、
前記照射源から放射する光の第１の部分を、１つまたは複数の試料の表面へ伝送するよう構成されたダイレクトチャネルと、
前記照射源から放射する光の第２の部分を、前記１つまたは複数の試料の前記表面へ伝送するよう構成された回転チャネルであって、前記光の第２の部分を１８０度回転するよう構成された光学反射モジュールを有する回転チャネルと、
前記回転チャネルの光学経路を選択的にブロックするよう構成された第１のシャッタと、
前記ダイレクトチャネルの光学経路を選択的にブロックするよう構成された第２のシャッタと、
前記１つまたは複数の試料の前記表面から反射された光の部分を収集するよう構成され、前記光の部分は前記ダイレクトチャネルからの光または前記回転チャネルからの光のうち少なくとも１つを含む、検出器と、を備える、
ツール誘起シフトを測定する機器。

【請求項18】

前記回転チャネルの前記光学反射モジュールが、入射照射で１８０°回転対称化動作を実行するよう構成された凹面鏡のセットを有する、請求項１７に記載の機器。

【請求項19】

前記照射源から放射する光を前記ダイレクトチャネルに沿って方向付けること、または、前記照射源から放射する光を前記試料の前記表面へ伝送することのうち少なくとも１つを実行するよう構成された第１のビームスプリッタをさらに備える、
請求項１７に記載の機器。

【請求項20】

前記回転チャネルから現れる光を前記試料の前記表面へ方向付けること、または、光を参照パスに沿って伝送することのうち少なくとも１つを実行するよう構成された第２のビームスプリッタをさらに備える、
請求項１７に記載の機器。

【請求項21】

少なくとも１つの照射対称化モジュールをさらに備える、
請求項１７に記載の機器。

【請求項22】

前記少なくとも１つの照射対称化モジュールが、前記照射源から放射する光を、前記回転チャネルに入る前に処理するよう構成された少なくとも１つの照射対称化モジュールを有する、
請求項２１に記載の機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、下記に挙げる出願（「関連出願」）から最も早く有効な出願日の恩恵に関連し、また主張する（例えば、仮特許出願以外の最も早い可能な優先日を主張し、または、関連出願のいずれかおよび全ての特許出願、親出願、祖父出願などの仮特許出願についての米国特許法第１１９条（ｅ）による恩恵を主張する）。
［関連出願］
米国特許商標庁の法定外の必要条件のため、本出願は、２０１０年８月３日出願の出願シリアル番号第６１／３７０，３４７号の米国仮特許出願、発明者Ａｍｎｏｎ Ｍａｎａｓｓｅｎ，Ｄａｎｉｅｌ Ｋａｎｄｅｌ，Ｍｏｓｈｅ Ｂａｒｕｃｈ，Ｊｏｅｌ Ｓｅｌｉｇｓｏｎ，Ａｌｅｘａｎｄｅｒ Ｓｖｉｚｈｅｒ，Ｇｕｙ Ｃｏｈｅｎ，Ｅｆｒａｉｍ Ｒｏｔｅｍ，Ｏｈａｄ Ｂａｃｈａｒ，Ｄａｒｉａ ＮｅｇｒｉおよびＮｏａｍ Ｓａｐｉｅｎｓの”ＯＰＴＩＣＳ ＳＹＭＭＥＴＲＩＺＡＴＩＯＮ ＦＯＲ ＭＥＴＲＯＬＯＧＹ”の正式の（仮でない）特許出願を構成する。

【背景技術】

【0002】

本発明は全般的に、光学計測システムのツール誘起シフト（Ｔｏｏｌ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｓｈｉｆｔ）（ＴＩＳ）測定に関する。

【0003】

半導体装置および構成要素の寸法が減少し続けるので、種々の層の間の整列制御（アライメントコントロール）の増加の必要、またはあるサンプルの単一の層内の機能は増え続ける。半導体処理の環境では、半導体ベースの装置は基板上に一連の層を加工することにより生産してもよく、いくつかまたは全ての層は種々の構造を有する。単一の層内と他の層内の構造に関連する両方のこれらの構造の相対的な位置は、装置の性能に重要である。

【0004】

計測プロセスは、半導体製造プロセス間の種々のステップで、１つまたは複数の半導体層プロセスを監視および制御するのに使用される。例えば、計測プロセスは、処理ステップの間ウェハ上で形成される特性の寸法（例えば線幅、厚さなど）のようなウェハの１つまたは複数の特性を測定するのに使用され、そこではプロセスステップの質を１つまたは複数の特性を測定することにより測定可能である。１つのそのような特性は、オーバレイエラーを含む。

【0005】

オーバレイ測定は、一般的に、第１のパターン層がどれだけ正確にその上方または下方に配置された第２のパターン層に対して整列するか、または第１のパターンが同一層上に配置された第２のパターンに対してどれだけ正確に整列するかを規定する。オーバレイエラーは、通常、作業片（例えば、半導体ウェハ）の１つまたは複数の層上に形成される構造を有するオーバレイターゲットで測定される。ある半導体装置の層またはパターンが適切に形成されていない場合、そのとき１つの層またはパターンの構造は、他の層またはパターンの構造に対して偏って（オフセットし）またはずれている傾向がある。半導体集積回路製造の異なる段階で使用されるパターンのいずれかの間のずれは、「オーバレイエラー」として知られている。

【0006】

一般的な検知で、オーバレイ測定のような計測の適用は、高度なリソグラフィプロセスの必要条件を満たすため、高品質の光学部品を必要とする。オーバレイ計測の場合、実行システムの光学構成要素の光学的不完全（例えば収差）は、ツール誘起シフト（ＴＩＳ）をもたらすかもしれない。この方法で、光学システムの光学的不完全は、実際のオーバレイに対する測定されたオーバレイの移動（シフト）を引き起こすかもしれない。例えば、計測の光学カラムに存在する光学収差が、ＴＩＳにつながるかもしれない。ＴＩＳの標準測定は、第１の位置でオーバレイを測定し、それからウェハを１８０度回転してオーバレイ測定を繰り返すことを含む。そのようなものとして、ＴＩＳは以下のように定義される。

【数1】

【0007】

ここでＯＶＬ（０°）は第１の位置で測定されたオーバレイを示し、ＯＶＬ（１８０°）は第１の位置に対してサンプルを１８０度回転した後に測定されたオーバレイを示す。

【0008】

従来、ＴＩＳの存在をなくすまたは限定する２つの方法がある。１つ目は、ＴＩＳにつながる光学不完全の回避を補助するため、高価なハイエンド光学構成要素を計測システムの実行に使用するかもしれない。２つ目は、あるシステム内のＴＩＳを測定すると、そのあるシステムは観察されたＴＩＳレベルを修正するため、較正されるかもしれない。較正の必要により、ＴＩＳの存在は、与えられた半導体加工プロセスのスループットの減少につながる。また、ＴＩＳを避けるまたは限定するためのハイエンド光学構成要素の必要性は、半導体処理および計測のコストの上昇につながる。従って、より効率的なＴＩＳ計測プロセス、ならびに与えられたシステムでＴＩＳの量を減少させる、改善された光学システムを提供する方法および／またはシステムの提供が望ましいかもしれない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】米国特許出願公開第２００５／０２００８５６号明細書

【特許文献2】米国特許第７，５１１，８２６号明細書

【特許文献3】米国特許出願公開第２００９／００８６１８４号明細書

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0010】

照射対称化に適切な機器が開示される。１つの態様では、機器は、照射源と、照射源から放射する光の少なくとも部分を対称化するよう構成された少なくとも１つの照射対称化モジュール（ＩＳＭ）と、ＩＳＭにより処理された光の第１の部分を、オブジェクトパスに沿って１つまたは複数の試料の表面へ方向付け、および、ＩＳＭにより処理された光の第２の部分を参照パスに沿って方向付けるよう構成された第１のビームスプリッタと、一次光軸に沿って配置され、１つまたは複数の試料の表面から反射された光の部分を収集するよう構成された検出器を有してもよいが、それらに限定されない。

【0011】

別の態様では、ツール誘起シフトを測定するのに適切な機器が開示される。機器は、照射源と、照射源から放射する光の第１の部分を、１つまたは複数の試料の表面へ伝送するよう構成されたダイレクトチャネルと、照射源から放射する光の第２の部分を、１つまたは複数の試料の表面へ伝送するよう構成された回転チャネルであって、光の第２の部分を１８０度回転するよう構成された光学回転モジュールを有する回転チャネルと、回転チャネルの光学経路を選択的にブロックするよう構成された第１のシャッタと、ダイレクトチャネルの光学経路を選択的にブロックするよう構成された第２のシャッタと、１つまたは複数の試料の表面から反射された光の部分を収集するよう構成され、光の部分はダイレクトチャネルからの光または回転チャネルからの光のうち少なくとも１つを含む、配置された検出器を有してもよいが、それらに限定されない。

【0012】

別の態様では、ツール誘起シフトを測定するのに適切な機器が開示される。機器は、照射源と、照射源から放射する光の第１の部分を、１つまたは複数の試料の表面へ伝送するよう構成されたダイレクトチャネルと、照射源から放射する光の第２の部分を、１つまたは複数の試料の表面へ伝送するよう構成された回転チャネルであって、光の第２の部分を１８０度回転するよう構成された光学反射モジュールを有する回転チャネルと、回転チャネルの光学経路を選択的にブロックするよう構成された第１のシャッタと、ダイレクトチャネルの光学経路を選択的にブロックするよう構成された第２のシャッタと、１つまたは複数の試料の表面から反射された光の部分を収集するよう構成され、光の部分はダイレクトチャネルからの光または回転チャネルからの光のうち少なくとも１つを含む、検出器を有してもよいが、それらに限定されない。

【0013】

前述の一般的な記載および後述の詳細な記載の両方は、例示および解説のみであり、必ずしも主張されるものとして本発明を制限するものではないことを理解すべきである。明細書に包含され一部を構成する添付の図は、本発明の実施形態を示し、一般の記載とともに本発明の原理を説明する。

【0014】

本開示の多数の利点を、当業者は以下の添付の図を参照してよりよく理解するかもしれない。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1A】本発明による、照射対称化に適切な機器のブロック図を示す。

【図1B】本発明による、実施に適切な照射対称化モジュールのタイプのブロック図を示す。

【図2A】本発明による、１８０度回転照射対称化モジュールのブロック図を示す。

【図2B】本発明による、１８０度回転照射対称化モジュールのブロック図を示す。

【図3A】本発明による、Ｙ反射照射対称化モジュールのブロック図を示す。

【図3B】本発明による、Ｙ反射角度回転照射対称化モジュールのブロック図を示す。

【図4A】本発明による、Ｙ反射角度回転照射対称化モジュールおよび１８０度回転照射対称化モジュールの一組の組み合わせのブロック図を示す。

【図4B】本発明による、Ｙ反射角度回転照射対称化モジュールおよび１８０度回転照射対称化モジュールの一組の組み合わせのブロック図を示す。

【図5A】本発明による、ツール誘起シフト測定に適切な機器のブロック図を示す。

【図5B】本発明による、ツール誘起シフト測定に適切な機器のブロック図を示す。

【図6】本発明による、ツール誘起シフト測定に適切な機器のブロック図を示す。

【図7A】本発明による、照射対称化モジュールと合わせて実行されるツール誘起シフト測定に適切な機器のブロック図を示す。

【図7B】本発明による、照射対称化モジュールに合わせて実行されるツール誘起シフト測定に適切な機器のブロック図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0016】

添付の図に示された開示される対象を、詳細に説明する。

【0017】

広く図１Ａから図４Ｂを通して、照射対称化を提供するのに適切なシステム１００を、本発明によって記す。１つの態様では、本発明は、照射対称化モジュールを使用する照射の対称化に向けられる。計測システムの照射の対称化は、与えられたシステム１００内のツール誘起シフト（ＴＩＳ）をなくすまたは限定するようはたらく。

【0018】

本明細書では、本発明は既存の鏡検システムの適合または再構成から成り立つ（しかし成立を必要としない）と考えられる。例えば、本発明はＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ Ａｒｃｈｅｒ１００オーバレイコントロールシステムの適合から成ってもよい。例えば、ＩＳＭを従来のシステム（例えば、Ａｒｃｈｅｒ１００システム）内に挿入してもよく、それによってＩＳＭおよび関連する適合された光学部品が、照射源と、システムの参照パスおよびオブジェクトパスに沿って光を伝送するために使用されるビームスプリッタとの間に取り付けられる。本発明はＡｒｃｈｅｒ１００システムの適合に限定されないと認識すべきだが、むしろ前述は単に例示として解釈すべきである。本発明は、広範囲の鏡検およびオーバレイ計測システムに拡張してもよいことが予測される。

【0019】

ここで図１Ａを参照すると、照射対称化に適切なシステム１００は、照射源１０２、照射対称化モジュール１０４、第１のビームスプリッタ１０８、および１つまたは複数の試料１１４（例えば、ウエハロットの１つまたは複数のウェハ）から反射された光を受けるよう構成されて配置された検出器１１０を有してもよい。

【0020】

本発明の１つの態様で、照射対称化モジュール１０４は、照射源１０２から放射する光を対称化するよう構成される。例えば、光源１０２から放射する光が照射対称化モジュール１０４により処理され（すなわち対称化され）、システム１００の付加的な光学構成要素（例えばオブジェクトパス１１２の対物レンズ１０９、参照パス１１３の参照ミラー、および検出器１１０）へ方向付けられるように、照射対称化モジュール１０４を、照射パス１１５に沿って配置してもよい。通常の検知では、当業者は照射対称化モジュール１０４を、与えられた試料１１４への光入射の対称性を向上するため、オーバレイ計測システム内で実行してもよいことを認識すべきである。照射源１０２から放射する光に実行される対称化操作の特定のタイプは、与えられた計測適用（例えば、オーバレイ計測、差分信号散乱計測オーバレイ計測、光学限界寸法計測）の特定の照射対称性の必要によってもよい。例えば、照射の対称性を１８０°の回転に向上することは、光学的不完全により引き起こされるオーバレイ計測測定におけるツール誘起シフト（ＴＩＳ）の計測を減少させるかもしれない。他の場合では、与えられた軸（例えば、Ｘ軸またはＹ軸）についての反射対称性の向上は、ある差分信号散乱計測オーバレイ計測に必要とされる反射対称性の所望のレベルの達成を補助するかもしれない。

【0021】

ここで図１Ｂを参照すると、システム１００の照射対称化モジュール１０４は、１８０°度回転対称化モジュール２００、Ｙ反射対称化モジュール３００、Ｘ反射対称化モジュール（図示せず）、または１つまたは複数の個々の照射対称化モジュールの直線状の組み合わせ４００を有してもよいが、これらに限定されない。特定の所望の照射対称化操作を達成するのに必要とされる、照射対称化モジュール１０４のこれらの実施形態の具体的な光学部品の配置は、本明細書でさらにより詳細に述べる。

【0022】

本発明の１つの態様で、試料１１４を試料ステージ１１８上に配置してもよい。１つの実施形態では、試料ステージ１１８は、通信可能に接続されたコンピュータシステム（図示せず）により制御可能な、変換可能ステージ（例えば、Ｘ−Ｙ変換可能ステージ）および／または回転可能ステージ（例えば、シータ回転可能ステージ）を有してもよい。試料１１４が実質的にシステム１００の一次光軸１０７に垂直に位置するように、試料１１４およびステージ１１８を配置してもよい。

【0023】

システム１００の照射源１０２は、当業界で公知のいずれの照射源を有してもよい。１つの実施形態では、照射源１０２は、広帯域光源（例えば白色光源）を有してもよい。例えば、照射源１０２は、ハロゲン光源（ＨＬＳ）を有してもよいが、これに限定されない。例えば、ハロゲン光源は、タングステンベースハロゲン光源を有してもよいが、これに限定されない。例えば、照射源１０２は、キセノンアークランプを有してもよい。別の実施形態では、照射源１０２は、狭帯域光源を有してもよい。例えば、照射源１０２は、レーザ光源を有してもよいが、これに限定されない。

【0024】

本発明の別の態様で、システム１００の第１のビームスプリッタ１０８は、ＩＳＭ１０４を通って２つのパス、オブジェクトパス１１２および参照パス１１３へ通過した後に、照射源１０２から放射する光ビームを分割してもよい。この検知で、システム１００のオブジェクトパス１１２および参照パス１１３は、２ビーム干渉光学システムの部分を形成してもよい。例えば、第１のビームスプリッタ１０８は、オブジェクトパス１１２に沿って照射パス１１５から光のビームの第１の部分を方向付け、一方で照射パス１１５から光のビームの第２の部分が参照パス１１３に沿って伝送されるのを可能にしてもよい。より具体的にいうと、第１のビームスプリッタ１０８は、照射源１０２から放射する光の部分を、照射対称化モジュール１０４を通過した後、試料ステージ１１８上に配置された試料１１４の表面へ（例えばオブジェクトパス１１２を介して）方向付けてもよい。また、第１のビームスプリッタ１０８は、照射源１０２から放射する光の第２の部分を参照パス１１３の構成要素へ伝送してもよい。例えば、ビームスプリッタ１０８は、照射パス１１５から参照パス１１３に沿って参照ミラー（図示せず）へ光の部分を伝送してもよい。当業者は、当業界で公知のあらゆるビームスプリッタが、本発明の第１のビームスプリッタ１０８として実装に適切であることを認識すべきである。

【0025】

当業者には、参照パス１１３が、参照ミラー、参照対物レンズ、および参照パス１１３を選択的に遮断するよう構成されたシャッタを有してもよいが、それらに限定されないことが明らかであるはずである。通常の検知では、２ビーム干渉光学システムをＬｉｎｎｉｋ干渉計として構成してもよい。Ｌｉｎｎｉｋ干渉測定は、概して１９８９年４月４日発行の米国特許第４，８１８，１１０号明細書、および２００１年１月９日発行の米国特許第６，１７２，３４９号明細書に記載され、これらは参照により本明細書に組み込まれる。

【0026】

別の実施形態では、システム１００は、主対物レンズ１０９を有してもよい。主対物レンズ１０９は、光をオブジェクトパス１１２に沿って、試料ステージ１１８上に配置された試料１１４の表面へ方向付けるのを補助してもよい。例えば、ビームスプリッタ１０８は、照射源１０２から放射する光ビーム１１５の部分を、ＩＳＭ１０４を通過した後に、オブジェクトパス１１２に沿って方向付けてもよい。第１のビームスプリッタ１０８による分割処理に続き、主対物レンズ１０９は、一次光軸１０７と同一直線上のオブジェクトパス１１２からの光を、試料１１４の表面に集光してもよい。通常の検知で、当業界で公知のあらゆる対物レンズが、本発明の主対物レンズ１０９として実装に適切であるかもしれない。

【0027】

さらに、試料１１４の表面にあたる光の部分を試料１１４により反射し、一次光軸１０７に沿って、対物レンズ１０９およびビームスプリッタ１０８を介して検出器１１０へ方向付けてもよい。中間レンズ、付加的なビームスプリッタ（例えば光の部分を集束システムに分離するよう構成されたビームスプリッタ）のような中間光学部品、および画像化レンズを、対物レンズ１０９と検出器１１０の画像化面との間に取り付けてもよいことを、さらに認識すべきである。

【0028】

本発明の別の態様では、システム１００の検出器１１０をシステム１００の一次光軸１０７に沿って配置してもよい。これに関連し、カメラ１１０を試料１１４の表面からの画像データを収集するよう配置してもよい。例えば、通常の検知で、試料１１４の表面から反射した後、光は一次光軸１０７に沿って、主対物レンズ１０９および第１のビームスプリッタ１０８を介して検出器１１０の画像面に進んでもよい。当業界で公知のあらゆる検出器システムが、本発明の実施に適切であることを認識するべきである。例えば、検出器１１０は、カメラシステムベースの電荷結合素子（ＣＣＤ）を有してもよい。他の例示目的で、検出器１１０は、時間遅れ積分（ＴＤＩ）−ＣＣＤベースのカメラシステムを有してもよい。さらなる態様で、検出器１１０を、コンピュータシステム（図示せず）と通信可能に接続してもよい。これに関連し、デジタル化画像データを検出器１１０からコンピュータシステムへ、有線信号（例えば、銅線、光ファイバケーブルなど）または無線信号（例えば、無線ＲＦ信号）のような信号により送信してもよい。

【0029】

前述で検出器１１０をシステム１００の一次光軸１０７に沿って位置付けられるものとして記載したが、この特性は、必要条件として解釈されるべきではない。本明細書では、検出器１１０はシステム１００の付加的な光軸に沿っていてもよいと考えられる。例えば、通常の検知で、１つまたは複数の付加的なビームスプリッタを使用して、試料１１４の表面から反射され、オブジェクトパス１１２に沿って付加的な光軸上を進む光の部分をそらしてもよい。付加的な光軸に沿って進む光がカメラ１１０の画像面にあたるように、カメラ１１０配置してもよい。

【0030】

図２Ａおよび図２Ｂは、照射源１０２から放射する光の１８０°回転対称化操作の実行に適切な照射対称化モジュール２００の実施形態を示す。図２Ａおよび図２Ｂに示される１８０°回転対称化モジュール２００は、処理された光の対称性を１８０°の回転に向上するよう作動してもよい。言い換えれば、１８０°回転対称化モジュール２００は、照射源１０２から放射する光を、改良された１８０°度回転対称特性を有する照射へ変換するよう作動してもよい。

【0031】

ここで図２Ａを参照すると、１８０°照射対称化モジュール２００の実施形態が示される。本発明の１８０°照射対称化モジュール２００は、第１のビームスプリッタ２０２、第１のミラー２０４、１対１画像化モジュール２０６、第２のミラー２０８、および第２のビームスプリッタ２１０により形成された経路により画定された回転チャネル２０３と、第１のビームスプリッタ２０２および第２のビームスプリッタ２１０により形成された経路により画定されたダイレクトチャネル２０５と、を有してもよい。

【0032】

１つの態様では、第１のビームスプリッタ２０２は、照射パス１１５からの（すなわち照射源１０２から放射する）光の第１の部分を、第１のミラー２０４へ１８０°ＩＳＭの回転パス２０３に沿ってそらす（迂回させる）よう配置される。第１のビームスプリッタ２０２は、光の第２の部分をダイレクトパス２０５に沿って第２ビームスプリッタ２１０へ伝送するようさらに構成され、ダイレクトパス２０５はシステム１００の照射パス１１５と実質的に同一直線上にある。さらに、第１のミラー２０４は、第１のビームスプリッタ２０２から現れる光の部分を、１対１画像化モジュール２０６を通って第２のミラー２０８へ方向付けるよう配置される。１対１画像化モジュール２０６は、画像を最初の画像に対して１８０°回転し、一方で同時に画像の拡大を避けるよう構成される。１対１画像化モジュール２０６は、１８０°回転と１対１画像化を達成するのに適切な当業界で公知のあらゆる光学装置のセット、光学装置の配置および／または間隔を有してもよい。

【0033】

さらに、第２のミラー２０８は、１対１回転モジュール２０６を通して伝送された光を第２のビームスプリッタ２１０へ方向付けるよう配置される。１８０°回転ＩＳＭ２００の第２のビームスプリッタ２１０は、それから、ダイレクトパス２０５からの光と回転パス２０３からの光を合成する（組み合わせる）。

【0034】

当業者は、ダイレクトパス２０５からの光が回転されない照射で構成され、一方で回転チャネル２０３からの光が１８０°回転された光で構成されることを認識すべきである。ダイレクトチャネル２０５の回転されない光と回転チャネル２０３の１８０°回転された照射を合成する（組み合わせる）ことにより、第２のビームスプリッタ２１０を出る（およびシステム１００の第１のビームスプリッタ１０８へ伝送される）光は、１８０°回転ＩＳＭ２００の第１のビームスプリッタ２０２へ入力される照射と比較して、回転対称性が向上しているかもしれないことを、さらに認識すべきである。通常の検知で、出願人は前述の１８０°回転ＩＳＭ２００のミラーおよびビームスプリッタのような光学構成要素が、当業界で公知のあらゆる適切な光学構成要素を有してもよいことを指摘する。

【0035】

ここで図２Ｂを参照すると、１８０°回転ＩＳＭ２００の代替的な実施形態が示される。図２Ｂの１８０°回転ＩＳＭ２００は、第１のビームスプリッタ２１２、１対１画像化モジュール２１４、第２のミラー２１８、および第２のビームスプリッタ２２０により形成された経路により画定された回転チャネル２１３と、第１のビームスプリッタ２１２、第２のミラー２１６、および第２のビームスプリッタ２２０により画定されたダイレクトチャネル２１５と、を有してもよい。

【0036】

図２Ａに示された１８０°回転ＩＳＭ２００のそれと同様の方法で、図２ＢのＩＳＭ２００も、第２のビームスプリッタ２２０を使用して、ダイレクトチャネル２１５の回転されない光と回転チャネル２１３の回転された照射を合成する（組み合わせる）よう作動し、１８０°回転ＩＳＭ２００の第１のビームスプリッタ２１２へ入力される照射と比較して、向上された回転対称性をもたらす。図２Ｂで示される代替的な設計は、回転チャネル２１３およびダイレクトチャネル２１５の光学パス長の等化を容易に可能にすることをさらに認識すべきである。

【0037】

ここで図３Ａを参照すると、システム１００のＹ反射モジュール３００の１つの実施形態が示される。Ｙ反射モジュール３００は、第１のビームスプリッタ３０２、第１のミラー３０４、一対の反転ミラー３０６，３０７および第２のビームスプリッタ３０８により形成された経路により画定された反射チャネル３０３と、第１のビームスプリッタ３０２および第２のビームスプリッタ３０８により形成された経路により画定されたダイレクトチャネル３０５と、を有してもよい。

【0038】

１つの態様では、第１のビームスプリッタ３０２は、照射パス１１５からの光の第１の部分を、第１のミラー３０４へＹ反射ＩＳＭ３００の反射チャネル３０３に沿ってそらす（迂回させる）よう配置される。第１のビームスプリッタ３０２は、光の第２の部分をダイレクトチャネル３０５に沿って第２のビームスプリッタ３０８へ伝送するようさらに構成され、ダイレクトチャネル３０５はシステム１００の照射パス１１５と実質的に同一直線上にある。さらに、第１のミラー３０４は、第１のビームスプリッタ３０２から現れる光の部分を、一対の反転ミラー３０６，３０７へ方向付けるよう配置される。一対の反転ミラー３０６および３０７は、画像をＹ軸について最初の画像に対して反転し、反転ミラー３０７の表面から反射する光を第２のビームスプリッタ３０８へ方向付けるよう構成される。一対の反転ミラー３０６および３０７は、画像面のＹ軸についての画像反射に適切な当業界で公知のあらゆる光学装置のセット、光学装置の配置および／または光学装置の間隔を有してもよい。

【0039】

さらに、第２のミラー２０８は、１対１回転モジュール２０６を通して伝送された光を第２のビームスプリッタ２１０へ方向付けるよう配置される。１８０°回転ＩＳＭ２００の第２のビームスプリッタ２１０は、それから、ダイレクトパス２０５からの光と回転パス２０３からの光を合成する（組み合わせる）。

【0040】

当業者は、ダイレクトパス３０５からの光が反転されない照射で構成され、一方で反射チャネル３０３から現れる光がＹ軸について反射された照射で構成されることを認識すべきである。第２のビームスプリッタ３０８を使用して、ダイレクトチャネル３０５の反転されない光と反射チャネル３０３の反転された照射を合成する（組み合わせる）と、第２のビームスプリッタ３０８を出る（およびシステム１００の第１のビームスプリッタ１０８へ伝送される）光は、Ｙ反射ＩＳＭ３００の第１のビームスプリッタ３０２へ入力される照射と比較して、Ｙ軸についての反射対称性が向上しているかもしれないことを、さらに認識すべきである。通常の検知で、出願人は前述のＹ反射ＩＳＭ３００のミラーおよびビームスプリッタのような光学構成要素が、当業界で公知のあらゆる適切な光学構成要素を有してもよいことを指摘する。

【0041】

ここで図３Ｂを参照すると、Ｙ反射ＩＳＭ３００の代替的な実施形態が示される。図３ＢのＹ反射モジュール３００は、第１のビームスプリッタ３１０、一対の反転ミラー３１２，３１４および第２のビームスプリッタ３１８により形成された経路により画定された反射チャネル３１３と、第１のビームスプリッタ３１０、第１のミラー３１６、および第２のビームスプリッタ３１８により形成された経路により画定されたダイレクトチャネル３１５と、を有してもよい。

【0042】

図３Ａに示されるＹ反射ＩＳＭ３００のそれと同様の方法で、図３ＢのＩＳＭ３００も、第２のビームスプリッタ３１８を使用して、ダイレクトチャネル３１５の反転されない光と反射チャネル３１３のＹ反転された照射を合成する（組み合わせる）よう作動し、Ｙ反射ＩＳＭ３００の第１のビームスプリッタ３１０へ入力される照射と比較して、Ｙ軸について向上した反射対称性をもたらす。図３Ｂで示される代替的な設計は、反射チャネル３１３およびダイレクトチャネル３１５の光学パス長の容易な等化を可能にすることをさらに認識すべきである。

【0043】

図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａおよび図３Ｂに示されるＩＳＭモジュール２００および３００の設計により、システム１００の照射のおよそ５０％はシステムからそれ、システム１００の共用ビームスプリッタ１０８に到達しないことを認識すべきである。この照射の損失は、ＩＳＭ２００または３００の第２のビームスプリッタ（例えば、２１０、２２０、３０８および３１８）を移動ミラー（フリップインミラー）（図示せず）と置き換えれば実質的に避けられるかもしれないことを認識すべきである。この方法で、変換チャネル（例えば、１８０°回転チャネル２０３，２１３または反射チャネル３０３，３１３）およびダイレクトチャネル（例えば、２０５，２１５，３０５，３１５）の照射を順次測定してもよく、それぞれの測定から収集された画像を一緒に追加し、大幅に向上された対称化特性（例えば、１８０°回転対称性、Ｙ反射対称性またはＸ反射対称性（図示せず））を有する合成画像を形成してもよい。出願人は、当業界で公知のあらゆる移動ミラー（フリップインミラー）システムが、本発明の実施に適切であることを指摘する。

【0044】

代わりに、前述の光の損失を、所定のＩＳＭ（例えば、２００または３００）の第１のビームスプリッタ（例えば、２０２，２１２，３０２，３１０）および第２のビームスプリッタ（例えば、２１０，２２０，３０８，３１８）を２つの同期されたチョッパと置き換えることで回避してもよい。この方法で、同期されたチョッパは、それぞれのチャネルから時間の５０％に光を通過させるよう作動する。例えば、所定の時間１において、光が第１のチョッパを通して伝送され、一方で第２のチョッパでブロックされる。それから、時間２において、光が第１のチョッパでブロックされ、第２のチョッパにより伝送される。システム１００の組み合わせたビームスプリッタ１０８へ通過された結果として生じる波形は、それから、変換チャネル（例えば、１８０°回転チャネル２０３，２１３または反射チャネル３０３，３１３）およびダイレクトチャネル（例えば、２０５，２１５，３０５，３１５）からの照射の代替パルスで構成される。出願人は、当業界で公知のあらゆるチョッパシステムが、本発明の実施に適切であることを指摘する。

【0045】

図４Ａおよび図４Ｂは、直線状に組み合わされた照射対称化モジュールの実施形態を示す。ＩＳＭの直線状の組み合わせを、与えられた画像の対称性のレベルを向上するため、または２つ以上の対称化プロセスが必要とされるときに使用してもよい。例えば、図４Ａおよび図４Ｂに示されるように、Ｙ反射ＩＳＭ（例えば、４０４ａまたは４１９ａ）を直列で、１８０°回転ＩＳＭ（例えば、４０４ｂまたは４１９ｂ）に（ビームスプリッタ４１０を介して）光学的に接続してもよい。例えば、照射源１０２から放射する光は、最初にＹ反射ＩＳＭ４０４ａによりＹ反射対称化プロセスを経てもよい。Ｙ反射ＩＳＭ４０４ａを出ると、光は共用ビームスプリッタ４１０から伝送されて１８０°回転ＩＳＭ４０４ｂに入ってもよい。１８０°回転ＩＳＭ４０４ｂから現れる光は、向上した１８０°回転性およびＹ反射対称性を有することが認識される。

【0046】

また、同一のＩＳＭを直列で組み合わせてもよい（図示せず）ことがさらに考慮される。例えば、第１の１８０°回転ＩＳＭを、共用ビームスプリッタを使用して第２の１８０°回転ＩＳＭと直列に光学的に接続してもよい。あらゆる数およびタイプのＩＳＭを直列で組み合わせてもよいことが、さらに予測される。出願人は、同一の直列で接続されたＩＳＭの使用が、実行されるＩＳＭの数およびタイプによって１００倍まで対称化のレベルを向上することを指摘する。

【0047】

同一のタイプの２つ以上のモジュールを組み合わせて照射対称性を向上してもよいことが、さらに考えられる。出願人は、同一の対称化タイプの２つの直列の組み合わされたＩＳＭを使用して、照射対称性の１００倍の増加が得られるかもしれないことを指摘する。

【0048】

図２Ａから図４Ｂの種々のＩＳＭの前述の記載は、一連の限定を示すものでなく、むしろ特徴の一例として解釈されるべきであることを述べておく。本明細書では、さまざまな付加的な照射モジュールを構成してもよく、照射対称化モジュール構成要素の特定の選択は、与えられた適用に必要とされる特定の対称性のタイプによるかもしれないと考えられる。

【0049】

概して図５Ａから図７を参照すると、ツール誘起シフト測定に適切なシステム５００、５０１、６００および７００が本発明によって記載される。１つの態様では、本発明は向上した（ツール誘起シフト）ＴＩＳ測定速度を提供するシステムである。より速いＴＩＳ測定の使用は、ＴＩＳ較正に必要とされる全体の時間を減少させ、与えられた半導体処理ステップのスループットを増すかもしれない。

【0050】

図５Ａおよび図５Ｂは、本発明によるツール誘起シフト測定に適切なシステム５００および５０１の実施形態を示す。

【0051】

ここで図５Ａを参照すると、１つの実施形態では、システム５００は照射源１０２、検出器１１０、回転チャネル５０６、ダイレクトチャネル５０７、第１のシャッタ５０４、および第２のシャッタ５０５を有してもよいが、これらに限定されない。本明細書で、図１Ａに関して前述された照射源１０２および検出器１１０の記載は、本開示の残りの部分全体に適用されると解釈されるべきと認識される。

【0052】

１つの態様では、システム５００のダイレクトチャネル５０７は、第１のビームスプリッタ５０２および第２のビームスプリッタ５０８により画定された経路により形成される。照射源１０２から放射する照射は、回転チャネル５０６またはダイレクトチャネル５０７のどちらかを介して、第１のビームスプリッタ５０２と第２のビームスプリッタ５０８との間を通過してもよいことが認識される。

【0053】

１つの実施形態では、第１のビームスプリッタ５０２は、照射パス１１５からの光の第１の部分を、ダイレクトチャネル５０７を介して第２のビームスプリッタ５０８へ方向付けるよう配置される。本実施形態で、ダイレクトチャネル５０７はシステム５００のオブジェクトパス１１２（および一次光軸１０７）と実質的に同一直線上に整列されることを述べておく。第１のビームスプリッタ５０２は、照射源１０２からの光の第２の部分を、回転モジュールを通して光学戻りモジュール５１１へ、回転チャネル５０６を介して伝送するようさらに構成される。回転チャネル５０６に沿って進む光を、回転チャネル５０６の戻りモジュール５１１にあて、第２のビームスプリッタ５０８へ反射させてもよい。

【0054】

１つの実施形態では、システム５００の回転モジュールは、図５Ａで示されるように１つまたは複数の１対１１８０°回転モジュール２１０を有してもよいが、これに限定されない。１対１画像化モジュール２１０を、最初の画像に対して１８０°画像を回転し、一方で同時に画像の拡大を回避するよう構成してもよい。１対１画像化モジュール２１０は、１８０°回転と１対１画像化に適切な当業界で公知のあらゆる光学装置のセット、配置および／または光学装置の間隔を有してもよい。１対１１８０°回転モジュール２１０を通過した後、回転チャネル５０６内の光は、光学戻りモジュール５１１の戻り光学部品のセットを通って進んでもよく、これが、回転チャネル５０６の上部アームからの光を、第２のビームスプリッタ５０８へ回転チャネル５０６の下部アームを介して再び方向付けるよう作動する。

【0055】

１つの実施形態では、光学戻りモジュール５１１の戻り光学部品は第１のミラー５１０および第２のミラー５１２を有してもよいが、それらに限定されない。第１のミラー５１０を、１対１１８０°回転モジュール２１０を通して伝送された光を第２のミラー５１２へ反射するよう構成してもよい。第２のミラー５１２を、第１のミラー５１０から受けた光を第２のビームスプリッタ５０８へ反射するよう構成してもよい。さらなる実施形態で、図５Ａで示されるように、戻り光学モジュール５１１の第１のミラー５１０および第２のミラー５１２は、実質的に平面のミラーを構成してもよい。

【0056】

別の態様では、第１のシャッタ５０４を、回転チャネル５０６の光学パスを選択的にブロックするよう構成してもよい。この方法で、システム５００は、照射源１０２からの光を、回転チャネル５０６を通して伝送されることから選択的にブロックするよう作動してもよい。同じ方法で、第２のシャッタ５０５を、ダイレクトチャネル５０７の光学パスを選択的にブロックするよう構成してもよい。この方法で、システム５００は、光が照射源１０２からダイレクトチャネル５０７を通して伝送されるのを選択的にブロックするよう作動してもよい。

【0057】

１つの実施形態では、この点で、第１のシャッタ５０４および第２のシャッタ５０５は、１０ｍｓ以内で開閉可能なシャッタを有してもよいことが考えられる。本明細書で、当業界で公知のあらゆる適切なシャッタシステムを、本発明の第１のシャッタ５０４および／または第２のシャッタ５０５として使用してもよいことがさらに認識される。

【0058】

第１のビームスプリッタ５０２と第２のビームスプリッタ５０８との間の使用される光学経路を、第１のシャッタ５０４および第２のシャッタ５０５の連結制御により選択してもよいことが、本発明の１つの態様である。第１の構成で、第２のシャッタ５０５が開いていて（すなわち、ダイレクトチャネルが開いている）第１のシャッタ５０４が閉じている（すなわち、回転チャネルが閉じている）とき、システム５００は標準画像化マイクロスコープとして作動する。この方法で、照射パス１１５からの光は、第１のビームスプリッタ５０２を介してダイレクトチャネル５０７に沿って、試料１１４の表面へそらされる。第１のビームスプリッタ５０２を離れると、照射源１０２からの光は、それから第２のビームスプリッタ５０８および主対物レンズ１０９を通って、試料１１４の表面へダイレクトチャネル５０７と同一直線上のオブジェクトパス１１２に沿って伝送される。それから、あたる光が試料１１４の表面から反射され、検出器１１０の画像化面へ方向付けられる。

【0059】

第２の構成で、第２のシャッタ５０５が閉じていて（すなわち、ダイレクトチャネル５０７が閉じている）第１のシャッタ５０４が開いている（すなわち、回転チャネル５０６が開いている）とき、システム５００は、照射瞳およびウェハの画像の両方を１８０°回転する画像化マイクロスコープとして作動する。この方法で、照射源１０２からの光は、回転チャネル５０６を通って第２のビームスプリッタ５０８へ進んでもよい。第２のビームスプリッタ５０８は、それから、回転チャネル５０６の出力からの光を、試料１１４の表面へ対物レンズ１０９を介して方向付ける。試料１１４の表面へあたると、回転して転換された光を、それから検出器１１０の画像化面へ反射してもよい。一般的にそれに公知の中間レンズおよび画像化レンズのようなさまざまな付加的な光学構成要素が、システム５００内に、存在してもよいがそれらに限定されないことがさらに認識される。

【0060】

第３の構成で、シャッタ５０５およびシャッタ５０４の両方を開けて、照射パス１１５からの光が回転チャネル５０６およびダイレクトチャネル５０７の両方に沿って伝送されるのを可能にしてもよい。この構成は、参照パス１１３からの光がオブジェクトパス１１２からの光と干渉することを可能にし、集束システム（図示せず）の画像面において干渉縞を生成するので、２ビーム干渉ベース集束プロセスが実行されるのを可能にする。２ビーム干渉ベース自動集束システムの詳細は、１９８９年４月４日発行の米国特許第４，８１８，１１０号明細書、および２００１年１月９日発行の米国特許第６，１７２，３４９号明細書に記載され、これらは参照により本明細書に組み込まれる。

【0061】

前述のシステム５００を、迅速なＴＩＳ測定の実行に使用してもよい。この方法で、システム５００は、２つの連続測定を実行してもよい。第１の測定をダイレクトチャネル５０７で実行してもよく、一方で第２の測定を回転チャネル５０６を介して実行してもよい。まず、システム５００は、照射源１０２のＴＩＳおよび第１のビームスプリッタ５０２と検出器１１０との間に位置決められたあらゆる光学構成要素の寄与を測定し、残余のＴＩＳを補正することでユーザにＴＩＳ測定値の較正を可能にする。出願人は、対物レンズ１０９または回転チャネルの光学構成要素の収差効果からのＴＩＳ寄与により、システム５００がＴＩＳ寄与を測定していないことを指摘する。結果として、本迅速なＴＩＳ測定システムは、対物レンズ１０９および回転チャネル５０６の光学構成要素が高品質であるとき、最も有益である。

【0062】

システム５００は、０°および１８０°におけるオーバレイを順次測定することにより、ＴＩＳを測定してもよい。この方法でシステムは、ダイレクトチャネル５０７からの光を使用して０°におけるオーバレイ（すなわち式１のＯＶＬ（０））を測定し、それから、回転チャネル５０６からの照射を利用して１８０°回転におけるオーバレイ（すなわち、式１のＯＶＬ（１８０））を測定してもよい。そのようにして、前述の式１を使用して測定されたＴＩＳを計算してもよい。

【0063】

しかし、試料１１４に最も近い対物レンズの部分が、短時間で光学経路の内外に移動可能なモジュールを有し、画像を１８０度回転するよう作動可能であれば、対物レンズ１０９の部分のＴＩＳ寄与を測定してもよいことがさらに考えられる。この方法で、対物レンズの変更された部分が、回転チャネル５０６に沿って位置付けられた回転モジュール２１０を置換するよう作動する。ＴＩＳ測定が、回転モジュールで、および無しでの２つの連続測定を用いて実行される。そのような光学設計は対物レンズの必要条件をゆるめ、目的の回転モジュールについてのみ高い必要条件を残す。

【0064】

本明細書で、回転チャネル５０６の光学構成要素を、１８０°度回転以外の変換を実行する光学構成要素に置き換えてもよいことがさらに考えられる。例えば、照射でｘ−ｙ反転を実行するのに適切な光学構成要素を、図５Ａの回転チャネル５０６に示される光学部品を置き換えるため使用してもよい。照射源１０２からの光の異なるタイプの変換操作を適用する可能性は、ＴＩＳの測定が対称性の動作に関連するとき有益である。

【0065】

ここで図５Ｂを参照すると、ツール誘起シフト測定のためのシステムの代替的な実施形態が示される。図５Ａのように、図５Ｂのシステム５０１は、照射源１０２、検出器１１０、回転チャネル５０６、ダイレクトチャネル５０７、第１のシャッタ５１８、および第２のシャッタ５２０を有してもよいが、それらに限定されない。

【0066】

１つの態様では、システム５０１のダイレクトチャネル５０７は、第１のビームスプリッタ５１３、第１のミラー５１４、および第２のビームスプリッタ５１７により画定された経路により形成される。別の態様では、システム５０１の回転チャネル５０６は、第１のビームスプリッタ５１３、回転モジュール２１０、第２のミラー５１６、および第２のビームスプリッタ５１７により画定された経路により形成される。前述のシステム５００のように、照射源１０２から放射する照射は、回転チャネル５０６またはダイレクトチャネル５０７のどちらかを介して、第１のビームスプリッタ５１３と第２のビームスプリッタ５１７との間を通過してもよいことを認識すべきである。光がダイレクトチャネル５０７および／または回転チャネルに沿って通過する方法を、シャッタ５１８および５２０のそれぞれを制御することにより制御してもよい。ＴＩＳ測定システム５００の動作に関連する前述の記載は、システム５０１に適用すると解釈されるべきである。

【0067】

ここで図６を参照すると、ツール誘起シフト測定のためのシステムの代替的な実施形態が示される。システム６００は、照射源１０２、検出器１１０、回転チャネル６０６、ダイレクトチャネル６０７、第１のシャッタ６０４、および第２のシャッタ６０５を有してもよいが、それらに限定されない。本発明のシステム５００と異なり、システム６００の回転チャネル６０６は回転モジュール５０６を欠く。逆にシステム６００は、入射画像の１８０°回転を実行するよう構成された反射モジュール６０３を有する。１つの実施形態では、反射モジュール６０３は、一対の凸面鏡ミラー、ミラー６０２およびミラー６０４を有してもよい。ミラー６０４から現れるとミラー６０２の照射入射が画像のＸ軸およびＹ軸の両方にわたり反射し、１８０°回転された特徴を有する画像をもたらすよう、凹面鏡ミラー６０２および６０４を配置してもよい。システム５００について前述のように、この１８０°回転された照射を、迅速なＴＩＳ測定で使用してもよい。従って、ＴＩＳ測定システム５００の動作に関連する前述の記載は、システム６００に適用すると解釈されるべきである。

【0068】

ここで図７Ａおよび図７Ｂを参照すると、本明細書で、前述のような照射対称化モジュール１０４を、ＴＩＳ測定システム５００、５０１または６００と関連して実行してもよいことがさらに考えられる。

【0069】

本明細書に記載された全てのシステムおよび方法は、記憶媒体に方法の実施形態の１つまたは複数のステップの結果の格納を含んでもよい。結果は、本明細書に記載されたあらゆる結果を有してもよく、当業界で公知のどんな方法で格納してもよい。記憶媒体は、本明細書に記載されたあらゆる記憶媒体、または当業界で公知のあらゆる他の適切な記憶媒体を有してもよい。結果が格納された後、結果を、ユーザに表示するためフォーマットされた、他のソフトウェアモジュール、方法、またはシステムなどが使用した、本明細書に記載されたあらゆる方法またはシステムの実施形態により記憶媒体にアクセス、および使用が可能である。さらに、結果は、「永続的に」、「半永続的に」、「一時的に」、またはある期間格納してもよい。例えば、記憶媒体はランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）であってもよく、結果は必ずしも記憶媒体内で無期限に存続しないかもしれない。

【0070】

当業者は、本明細書に記載されたプロセスおよび／またはシステムおよび／または他の技術が影響されうる種々の手段があり（例えば、ハードウェア、ソフトウェア、および／またはファームウェア）、望ましい手段はプロセスおよび／またはシステムおよび／または他の技術が配置される関連で変わることを理解するだろう。例えば、開発者が速度および正確性が最重要だと判断する場合、開発者は主にハードウェアおよび／またはファームウェア手段を選択するかもしれない。代わりに柔軟性が最重要である場合、開発者は主にソフトウェア実装を選択するかもしれない。または、再度代わりに、開発者はハードウェア、ソフトウェア、および／またはファームウェアのいくつかの組み合わせを選択するかもしれない。よって、本明細書に記載されたプロセスおよび／または装置および／または他の技術が影響されるかもしれないいくつかの可能な手段があり、あらゆる使用される手段が、手段が配置される関連と、開発者の特定の関心（例えば、速度、柔軟性、または予測可能性）による選択であり、いずれも変わるかもしれないという点で、それらのどれも他の手段に本質的にまさらない。当業者は、実施の光学の態様が、通常は光学指向のハードウェア、ソフトウェア、および／またはファームウェアを採用することを認識するだろう。

【0071】

当業者は、当業界で、本明細書で説明した様式の装置および／またはプロセスの記載、およびその後に技術手法を使用してそのような記載される装置および／またはプロセスをデータ処理システムに集積することがよくあることであると認識するだろう。すなわち、本明細書に記載された装置および／またはプロセスの少なくとも部分を、十分な量の実験を経てデータ処理システムに集積することが可能である。当業者は、一般的なデータ処理システムが通常、１つまたは複数のシステムユニット収容部、ビデオディスプレイ装置、揮発性および不揮発性メモリのようなメモリ、マイクロプロセッサおよびデジタル信号プロセッサのようなプロセッサ、オペレーティングシステム、ドライバ、グラフィカルユーザインタフェース、および応用プログラムのような計算エンティティ、タッチパッドまたはスクリーンのような１つまたは複数の相互作用装置、および／またはフィードバックループおよびコントロールモータ（例えば検知位置および／または速度のフィードバック、構成要素および／または量を移動および／または調整するコントロールモータ）を含むコントロールシステムを通常有することを認識するだろう。一般的なデータ処理システムを、通常データ計算／通信および／またはネットワークコンピューティング／通信システムに見出される構成要素のような、あらゆる適切な市販されている構成要素を使用して実行してもよい。

【0072】

本明細書に記載される主題は、ときどき異なる他の構成要素に包含され、または接続される異なる構成要素を示す。そのような示された基本設計概念は単に例示的であり、同一の機能を達成する多くの他の基本設計概念が実際に実行可能であることを理解すべきである。概念的感覚では、同一の機能を達成する構成要素のあらゆる配置は、所望の機能が達成されるように効果的に「関連する」。よって、特定の機能を達成するため組み合わされた本明細書のあらゆる２つの構成要素は、基本設計概念または中間構成要素にかかわらず、所望の機能が達成されるように互いに「関連する」と見ることができる。同様に、そのように関連するあらゆる２つの構成要素は、所望の機能を達成するよう互いに「接続される」または「連結される」と見ることができ、そのように関連することが可能なあらゆる２つの構成要素は、所望の機能を達成するよう互いに「連結可能」であると見ることができる。特定の連結可能な例は、物理的に一致可能および／または物理的に相互に作用する構成要素、および／またはワイヤレスで相互に作用可能なおよび／またはワイヤレスで相互に作用する構成要素、および／または論理的に相互に作用するおよび／または論理的に相互に作用可能な構成要素を含むが、これらに限定されない。

【0073】

本明細書に記載された本主題の特定の態様を示し記載したが、本明細書の教示に基づき、本明細書に記載された主題およびそのより広い態様から逸脱することなく変更および改良をしてもよく、従って、添付の請求項は、それらの範囲内に全てのそのような変更および改良を、本明細書に記載された主題の真の趣旨および範囲内にあるものとして包含するべきであることが、当業者に明らかになるであろう。

【0074】

本発明の特定の実施形態を説明したが、前述の開示の範囲および趣旨から逸脱することなく、当業者が本発明の種々の改良および実施形態をなしてもよいことが明らかである。従って、本発明の範囲は本明細書に添付の請求項によってのみ限定されるべきである。

【0075】

本開示および多くのその付随した利点は前述の記載により理解されると考えられ、種々の変更を、開示された主題から逸脱することなく、またはその器具の全ての利点を犠牲にすることなく、構成要素の形態、構造および配置を変更してもよいことが明らかになるであろう。記載された形態は単に説明であり、そのような変更を包含し含むのが後述の請求項の意図である。

【0076】

さらに、本発明は添付の請求項により定義されることを理解すべきである。

【図1A】

【図1B】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7A】

【図7B】