特許 7179742 散乱計測オーバーレイターゲット及び方法

(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】

(24)【登録日】2022-11-18

(45)【発行日】2022-11-29

(54)【発明の名称】散乱計測オーバーレイターゲット及び方法

(51)【国際特許分類】

   G03F 9/00 20060101AFI20221121BHJP

   H01L 21/66 20060101ALI20221121BHJP

【ＦＩ】

G03F9/00 H

H01L21/66 J

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2019543203

(86)(22)【出願日】2017-12-15

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2020-04-09

(86)【国際出願番号】 US2017066853

(87)【国際公開番号】W WO2018147938

(87)【国際公開日】2018-08-16

【審査請求日】2020-12-09

(31)【優先権主張番号】62/457,787

(32)【優先日】2017-02-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】500049141

【氏名又は名称】ケーエルエー コーポレイション

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】弁理士法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】アダム イドゥ

(72)【発明者】

【氏名】レビンスキ ウラジミール

(72)【発明者】

【氏名】マナッセン アムノン

(72)【発明者】

【氏名】ルバシェブスカイ ユバル

【審査官】菅原 拓路

(56)【参考文献】

【文献】特表２００９－５３２８６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１５－５２８９２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０２３３７０５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００７－２６６６０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００４／０２４６４８２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｆ ７／２０

９／００

Ｈ０１Ｌ ２１／６４

２１／６６

２３／５４

Ｇ０１Ｎ ２１／４７

２１／８４

Ｇ０１Ｂ １１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＳＣＯＬ（散乱計測オーバーレイ）ターゲットであって、少なくとも１つの測定方向に沿って、
少なくとも２つのウェハ層に特定の粗ピッチを有する周期構造を有する２つのセルであり、前記のそれぞれの層にある上側の周期構造と下側の周期構造の間のオフセットが反対向きである、２つのセルと、
第１のセル及び第２のセルからなる追加の２つのセルであり、前記第１のセルは前記２つのウェハ層のうちの上側に散乱計測ツールの分解能未満のサブ分解能ピッチを有する周期構造を、下側に粗ピッチを有する周期構造をそれぞれ有し、前記第２のセルは前記２つのウェハ層のうちの上側に粗ピッチを有する周期構造を、下側に前記散乱計測ツールの分解能未満のサブ分解能ピッチを有する周期構造をそれぞれ有する、追加の２つのセルと、
を含み、前記特定の粗ピッチが、少なくとも５００ｎｍであり、前記サブ分解能周期構造が、３００ｎｍより小さいサブ分解能ピッチを有することを特徴とする、ＳＣＯＬターゲット。

【請求項2】

請求項１に記載のＳＣＯＬターゲットであって、前記４つのセルを、ＸおよびＹの２つの測定方向のそれぞれに沿って配置することで合計８個のセルを有することを特徴とする、ＳＣＯＬターゲット。

【請求項3】

請求項２に記載のＳＣＯＬターゲットであって、前記８個のセルが、２つのＸ方向セルおよび２つのＹ方向セルからなる４つのセルを１つのグループとして、合計２つのグループで配置されることを特徴とする、ＳＣＯＬターゲット。

【請求項4】

請求項１に記載のＳＣＯＬターゲットであって、前記サブ分解能ピッチが、１００ｎｍより小さいことを特徴とする、ＳＣＯＬターゲット。

【請求項5】

少なくとも２つのウェハ層に特定の粗ピッチを有する周期構造を有する２つのセルであり、前記のそれぞれの層にある上側の周期構造と下側の周期構造の間のオフセットが反対向きである、２つのセルと、第１のセル及び第２のセルからなる追加の２つのセルであり、前記第１のセルは前記２つのウェハ層のうちの上側に散乱計測ツールの分解能未満のサブ分解能ピッチを有する周期構造を、下側に粗ピッチを有する周期構造をそれぞれ有し、前記第２のセルは前記２つのウェハ層のうちの上側に粗ピッチを有する周期構造を、下側に前記散乱計測ツールの分解能未満のサブ分解能ピッチを有する周期構造をそれぞれ有する、追加の２つのセルとを、少なくとも１つの測定方向に沿ってＳＣＯＬターゲットに追加するステップを含み、前記特定の粗ピッチが、少なくとも５００ｎｍであり、前記サブ分解能周期構造が、３００ｎｍより小さいサブ分解能ピッチを有することを特徴とする方法。

【請求項6】

請求項５に記載の方法であって、前記ＳＣＯＬターゲットが、前記４つのセルをＸおよびＹの２つの測定方向のそれぞれに沿って配置することで合計８個のセルを有し、前記追加するステップが、それに応じて実行されることを特徴とする、方法。

【請求項7】

請求項６に記載の方法であって、前記８個のセルを、２つのＸ方向セルおよび２つのＹ方向セルからなる４つのセルを１つのグループとして合計２つのグループで配置するステップをさらに含むことを特徴とする、方法。

【請求項8】

請求項６または７に記載の方法であって、前記セルを、直交偏光照明放射によって前記２つの測定方向に沿って測定するステップをさらに含むことを特徴とする、方法。

【請求項9】

請求項８に記載の方法であって、前記測定するステップが、複数対の直交偏光照明スポットによって複数対のセルについて同時に実行されることを特徴とする、方法。

【請求項10】

請求項５に記載の方法であって、前記サブ分解能ピッチが、１００ｎｍより小さいことを特徴とする、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、計測学の分野に関し、さらに詳細には、散乱計測のオーバーレイターゲット、およびそのための測定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

本願は、参照によりその全体を本明細書に組み込む、２０１７年２月１０日出願の米国仮特許出願第６２／４５７７８７号の利益を主張するものである。

【0003】

現在の回折に基づくオーバーレイ（ＤＢＯ）マークまたはターゲットは、各層に１つずつ、２つの位置合わせされる回折格子を有するセルで構成される。これらのセルからの回折信号を使用して、２つの層の間の変位（オーバーレイ）を計算する。上記のセルの測定した非対称性を使用して、一方の格子の他方の格子に対する変位を推定する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】米国特許出願公開第２００７／０２２９８２９号

【文献】米国特許出願公開第２０１３／０３４２８３１号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、ＤＢＯ（回折に基づくオーバーレイ）測定における格子の非対称性の影響を軽減する効率的で経済的な方法および機構を提供し、それによりオーバーレイ散乱計測の技術分野の改善をもたらす。

【課題を解決するための手段】

【0006】

以下は、本発明の最初の理解を提供する簡単な概要である。この概要は、必ずしも重要な要素を特定したり、本発明の範囲を限定したりするものではなく、単にその後の説明のための導入として用いられるものである。

【0007】

本発明の１つの態様は、ＳＣＯＬ（散乱計測オーバーレイ）ターゲットであって、少なくとも１つの測定方向に沿って、少なくとも２つのウェハ層に特定の粗ピッチを有する周期構造を有する２つのセルであり、それぞれの層にある上側の周期構造と下側の周期構造の間のオフセットが反対向きである、２つのセルと、２つの層のうちの異なる一方に特定の粗ピッチを有する周期構造をそれぞれ有し、２つの層のうちの他方にサブ分解能周期構造をそれぞれ有する、２つのセルと、を含む、ＳＣＯＬターゲットを提供する。

【0008】

これらの、本発明の上記の、追加の、および／またはその他の態様および／または利点について、以下の詳細な説明に記載するが、場合によっては、以下の詳細な説明から推測することができ、かつ／または本発明の実施によって学習することもできる。

【0009】

本発明の実施形態がより深く理解されるように、また本発明の実施形態をどのように実施することができるかを示すために、次に、単に例示のみを目的として、添付の図面について述べる。これら全ての図面において、同じ番号は、対応する要素を指している。

【0010】

添付の図面は、以下の通りである。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明のいくつかの実施形態による、格子の非対称性を有する散乱計測ターゲットを示すハイレベル概略図であり、ターゲットの２つのセルの部分を示す図である。

【図2A】本発明のいくつかの実施形態による、計測ターゲットと、それらの従来技術のターゲットからの導出と、測定構成とを示すハイレベル概略図である。

【図2B】本発明のいくつかの実施形態による、計測ターゲット内の追加のセル対を示すハイレベル概略図である。

【図3】本発明のいくつかの実施形態による計測ターゲットを示すハイレベル概略図である。

【図4】本発明のいくつかの実施形態による計測測定設定を示すハイレベル概略図である。

【図5】本発明のいくつかの実施形態による方法を示すハイレベル流れ図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下の説明では、本発明の様々な態様について説明する。説明のために、具体的な構成および詳細を記載して、本発明が完全に理解されるようにする。ただし、本発明は、本明細書に与える具体的な詳細がなくても実施することができることも、当業者には明らかであろう。さらに、本発明が不明瞭にならないようにするために、周知の特徴は省略または簡略化されている場合もある。特に図面に関しては、図示の詳細は例示であり、本発明を説明するためのものに過ぎず、本発明の原理および概念の特徴の最も有用で容易に理解できると考えられる説明を提供するために与えたものである。これに関連して、本発明の基本的な理解のために必要となる以上の本発明の構造的詳細を示そうとするものではなく、この説明を図面とともに考慮すれば、本発明のいくつかの形態を実際にどのようにすれば実施することができるかは、当業者には明らかである。

【0013】

本発明の少なくとも１つの実施形態について詳細に説明する前に、本発明の適用が、以下の説明に記載する、または図面に図示する構造および構成要素の配置の詳細に限定されることはないことを理解されたい。本発明は、様々な方法で実施または実行される可能性がある他の実施形態、および開示する実施形態の様々な組合せにも適用可能である。また、本明細書で利用する言い回しおよび用語は、説明のためのものであり、限定的なものとして解釈すべきではないことも理解されたい。

【0014】

特に指定がない限り、以下の説明から明らかであるように、本明細書全体で、「処理する」、「計算する」、「算出する」、「決定する」、「強化する」、または「導出する」などの用語を利用した記述は、コンピューティングシステムのレジスタおよび／またはメモリ内の電子量などの物理量として表現されるデータを操作および／または変換して、コンピューティングシステムのメモリ、レジスタ、またはその他のそのような情報記憶、伝送もしくは表示デバイスなどにおける内の物理量として同様に表現される他のデータにするコンピュータまたはコンピューティングシステム、あるいはそれらに類する電子コンピューティングデバイスのアクションおよび／またはプロセスを指していることが分かる。

【0015】

本発明の実施形態は、ＤＢＯ（回折に基づくオーバーレイ）測定における格子の非対称性の影響を軽減する効率的で経済的な方法および機構を提供し、それによりオーバーレイ散乱計測の技術分野の改善をもたらす。ターゲットの格子の非対称性の影響を軽減する、改良したオーバーレイターゲットの設計および測定技術を提供する。格子の非対称性は、製造プロセスの性質によって生じるものであり、非対称性が厳密に層間の変位（オーバーレイ＋所期のオフセット）によって生じると仮定している現在の方法では考慮されていない。その結果として、従来技術では、格子にさらに非対称性が生じると、さらに変位が生じたものとして誤って解釈されてしまい、オーバーレイの不正確な測定につながってしまう。発明者等は、格子の非対称性によるオーバーレイ推定の不正確性を特徴付け、それを防止する方法を発見した。

【0016】

回折に基づくオーバーレイ測定における格子の非対称性の影響を軽減する、散乱計測のオーバーレイターゲット、ならびにターゲットの設計および測定方法を提供する。ターゲットは、分解可能な粗ピッチの格子に取って代わるサブ分解能構造を有する追加のセルを含み、かつ／または粗ピッチの周期性を有する交互に現れるサブ分解能構造を含み、格子の非対称性によって生じる不正確性を分離して除去する。測定方法は、直交偏光照明を利用して、設計したターゲット構造に関する様々な測定方向の格子の非対称性の影響を分離する。

【0017】

図１は、本発明のいくつかの実施形態による、格子の非対称性を有する散乱計測ターゲット８０を示すハイレベル概略図であり、ターゲット８０の２つのセル８０Ａおよび８０Ｂの部分を示している。

【0018】

図示の重ね格子システム８０は、周期構造８６Ａ、８７Ａ、８６Ｂ、８７Ｂを、対応するターゲットセル８０Ａ、８０Ｂの少なくとも２つの層８１、８２に含む。各セルの周期構造は、Δ＝オフセット＋オーバーレイだけ互いに変位しており、この変位は、セル８０Ａと８０Ｂの間で反対向きとなる所期のオフセット（図１には±ｆ_０として示す）と、この計測測定によって測定するオーバーレイ（図１には明示的には図示せず）とを含む。層８１の格子８６Ａおよび８６Ｂ、ならびに層８２の格子８７Ａおよび８７Ｂは、ｈで示される高さだけ離れている。上側の格子および／または下側の格子に格子の非対称性がある状態では、測定される計測信号の＋１次および－１次の回折係数が等しくならない。上側の格子の＋１次および－１次の回折係数をそれぞれｒ_＋およびｒ_－と表し、下側の格子の＋１次および－１次の回折係数をそれぞれｒ’_＋およびｒ’_－と表す。格子の非対称性により、回折係数は、振幅および位相が両方とも異なる可能性があり、したがって、上側の格子についてはｒ_±１＝（ρ±δρ）ｅ^{ｉ（ψ±δψ）}の形で表現され、下側の格子についてはｒ’_±１＝（ρ’±δρ’）ｅ^{ｉ（ψ’±δψ’）}の形で表現される。数式１は、多重散乱の影響を無視した、格子の非対称性の存在下での＋１次および－１次の回折次数の信号の強度を表している。記号φ_ｍ（ｘ、ｙ）は、２つの格子の間の光路差によりｍ次によって生じる位相の最低次を提供する。

【数1】

【0019】

数式２は、位相がΦ（ｘ、ｙ）＝ψ－ψ’－φ_０（ｘ、ｙ）―φ_＋１（ｘ、ｙ）で定義されるものとして、差分信号Ｄ（ｘ、ｙ）＝Ｉ_＋１（ｘ、ｙ）－Ｉ_－１（－ｘ、－ｙ）を表している。

【数2】

【0020】

数式３は、以下の仮定の下での数式２の差分信号の近似を与える数式である。（ｉ）位相摂動δψ－δψ’のオーバーレイ精度バジェットへの寄与は、δρおよびδρ’で表される振幅摂動の寄与よりはるかに小さいので、また位相摂動はわずかに非対称なターゲットの場合の対称中心の定義の不確実性に対応する幾何学的不明瞭性の範囲内であるので、無視できる。（ｉｉ）測定条件（例えば波長、偏光など）は、ｎ位相Φ（ｘ、ｙ）をπ／２±πｎ（ｎは整数）に近づけて、ｓｉｎΦ（ｘ、ｙ）を１として近似した、ｃｏｓΦ（ｘ、ｙ）によって決まる項

【数3】

を最小にして、無視できる大きさにするように選択することができる。（ｉｉｉ）差分信号を最低次に近似する（Θ（δρδρ’）の桁の項は無視する）。

【数4】

【0021】

数式３は、差分信号が、従来技術のオーバーレイ測定アルゴリズムで仮定される理想信号から得られるものであり、追加の不正確性をオーバーレイ推定に導入することを示している。発明者等は、数式３において、項ρδρ＋ρ’δρ’は、例えば格子の非対称性などによるオーバーレイ測定の不正確性の推定を提供し、項

【数5】

は、Δの推定によるオーバーレイ測定の基礎を提供するということを指摘する。以下で、発明者等は、従来技術では依然として考慮されないままとなっている格子の非対称性を考慮する方法を提示する。

【0022】

図２Ａは、本発明のいくつかの実施形態による、計測ターゲット１００と、それらの従来技術のターゲット９０からの導出と、測定構成とを示す、ハイレベル概略図である。以下の解決策では、上記で導出し、数式３に示した、例えば格子の非対称性によって導入される不正確性を扱う。従来技術のターゲット９０は、各測定方向に２つのセル、すなわち測定方向Ｘのセル９１、および測定方向Ｙのセル９２を有するものとして概略的に示してあり、各セル対は、各セルの層間で設計オフセットが反対になっている周期構造を有するセル８０Ａ、８０Ｂについての図１に示す原理に従って設計されている。

【0023】

特定の実施形態では、開示するターゲット１００は、従来技術のターゲット９０と同様に設計された測定方向Ｘのセル対１０１、および測定方向Ｙのセル対１０２と、測定方向Ｘのセル１１１Ａ、１１１Ｂ、および測定方向Ｙのセル１１２Ａ、１１２Ｂをそれぞれ有する追加の２つの対１１１および１１２とを含む（この追加は矢印２１０で示す。後述の図５参照）。

【0024】

図２Ｂは、本発明のいくつかの実施形態による、計測ターゲット１００のセルの追加対１１１を示すハイレベル概略図である。各セル対１１１において、一方のセル（例えばＸ方向の１１１Ａ）では、上側の格子が、適当に設計されたサブ分解能格子１１６Ａで置換されており、他方のセル（例えばＸ方向の１１１Ｂ）では、下側の構造が、それとは異なる適当に設計されたサブ分解能構造１１７Ｂで置換されている。これら２つのセルを測定することにより、以下のように格子の非対称性による不正確性を補正することが可能になる。最低次まで、重ね格子から戻ってくる信号は、単一散乱モデルで与えられる、すなわち、上側の格子から回折された光と下側の格子から回折された光の干渉によって与えられる。下側の格子１１７Ａしか備えていないセル１１１Ａの差分信号は、Ｄ（ｘ、ｙ）＝４｜Ｅ_０｜^２ρ’δρ’であり、上側の格子１１６Ｂしか備えていないセル１１１Ｂの差分信号は、Ｄ（ｘ、ｙ）＝４｜Ｅ_０｜^２ρδρであることが分かる。したがって、追加のセルは、ターゲット１００のセル１０１の測定とは無関係に格子の非対称によって生じる不正確性の推定を提供する。したがって、セル１０１から得られる非理想的な差分信号から、セル１１１から得られる不正確性の推定を引くことによって、非対称性が存在しない場合の信号から逸脱する数式３の第１および第２の項ρδρ＋ρ’δρ’を除去する。次いで、共振から遠い波長を選択して、このアルゴリズムで仮定される理想的な信号に近い信号を残すことによって、第３の項

【数6】

を、最小にすることができる。同様のセル１１２（１１１Ａ、１１１Ｂに対応するＹ方向の１１２Ａ、１１２Ｂ）および測定を、セル１０２の測定に関して、Ｙ方向にも適用することができる。

【0025】

図２Ｂに示すように、セル１１Ａのサブ分解能格子１１６Ａ、およびセル１１１Ｂのサブ分解能格子１１７Ｂは、３００ｎｍ未満、２００ｎｍ未満、または１００ｎｍ未満など（代表的なデバイスのピッチの非限定的な例）のサブ分解能ピッチを有する周期構造（１つまたは複数）を含む。サブ分解能格子１１６Ａ、１１７Ｂは、両層８１、８２の粗い分解能ピッチ（例えば５００ｎｍ超）を有する周期構造を有するセル１０１、１０２と同一、または同様の、あるいはそれらとの間に制御された相違を有するセル１１１および１１２のスタックの光学的性質を維持するように構成することができる。サブ分解能構造１１６Ａ、１１７Ｂは、このスタックの光学的性質に関して、格子８６Ａ、８７Ｂ（図１参照）に取って代わるように構成することができる。例えば、ターゲット線（周期構造１１７Ａ、１１６Ｂの要素）と平行に偏光された照明放射を使用して、サブ分解能周期構造１１６Ａ、１１７Ｂが、元のターゲット周期要素８６Ａ、８７Ｂと同じ充填率を有するように構成する、つまりセル１１１、１１２についてセル１０１、１０２と同じ有効誘電率、すなわちε_ｅｆｆ＝ε_１＊η＋ε_２＊（１－η）を提供するように構成することもできる。ここで、ε_１は、格子の材料の誘電率、ε_２は、周囲の材料の誘電率、ηは、充填率を示している。格子線に対して直交する向きの電界がある場合には、有効媒質近似は、

【数7】

となり、元のターゲット格子８６Ａ、８７Ｂにそれぞれ取って代わる格子１１６Ａ、１１７Ｂの対応する充填率（η_１）が、条件

【数8】

を満たすようになっている。ただし、この条件は、いかなる波長についても満たされない。

【0026】

したがって、それぞれＸ方向およびＹ方向に周期構造を有するターゲット１１１および１１２は、図２Ａに概略的に示すように、照明放射１２０の直交偏光１２１、１２２でそれぞれ測定することができる。測定は、直交変更に対応する２つの独立したチャネルを使用して実行することができる（対応する照明スポットを、円１２１、１２２で概略的に示してある）。

【0027】

特定の実施形態では、ターゲット１００は、例えばセル１０１、１０２、１１１、１１２の空間的配置に関して、従来技術のターゲット９０におけるセル９１、９２の空間的配置に対応する、例えば９０Ａ、１１０Ａ、１１０Ｂで表されるセルのグループを有するように構成されることがある。このような構成では、グループ（ターゲットの一部）９０Ａの空間的編成が、従来技術のターゲット９０に対応することもある。これは、グループ（ターゲットの一部）１１０Ａ、１１０Ｂについても同様である。さらに、特定の実施形態では、このようなターゲットの構成は、対応する偏光を有する２つの照明スポット１２０を使用した２つのセルの同時測定が可能になり、それを利用して測定できるように、例えば追加の１つの格子ＸをＹ偏光で（例えばセル１１１Ａを照明スポット１２２で）測定し、重ね格子のＹセルをＸ偏光で（例えばセル１０２を照明スポット１２１で）測定するように構成されることもある。特定の実施形態では、ターゲット１００は、セル１１１および１０２、ならびに１０１および１１２の同様の空間的配置をそれぞれ有する反復グループ（ターゲットの一部）１１０Ａおよび１１０Ｂを有するように構成され、照明場を一方から他方にシフトさせることによって類似するターゲットの一部１１０Ａ、１１０Ｂを連続的に測定することができるようにして（矢印で示される照明シフト１２３として概略的に示してある）、その結果として得られる８セルターゲット（追加のセル１１１、１１２を含む）を、従来技術のターゲット９０を１つの測定スポットを使用して測定するのと同じ時間内に（２つの照明スポット１２１、１２２を使用して）測定することができるようにして、測定手続きを簡略化し、従来技術のターゲット９０の測定からの操作の変更を最小限に抑えるようにすることもできる。

【0028】

要約すると、特定の実施形態では、ＳＣＯＬターゲット１００は、少なくとも１つの測定方向に沿って、少なくとも２つのウェハ層８１、８２に、特定の粗ピッチを有する周期構造８６Ａ、８６Ｂ、および８７Ａ、８７Ｂを有する２つのセル１０１（および／または１０２）をそれぞれ含むことがある。セル１０１（および／または１０２）は、それぞれの層（例えば図１に概略的に示す）にある上側の周期構造８６Ａ、８６Ｂと下側の周期構造８７Ａ、８７Ｂの間のオフセットが反対向き（±ｆ_０）であることがあり、２つのセル１１１（および／または１１２）はそれぞれ、２つの層８１、８２のうちの異なる一方に、特定の粗ピッチを有する周期構造１１６Ｂ、１１７Ａを有し、かつ２つの層８２、８１のうちの他方に、サブ分解能周期構造１１６Ａ、１１７Ｂを有することがある（例えば図２Ｂに概略的に示す）。４つのセル１０１、１１１（および／または１０２、１１２）は、例えば図２Ａに概略的に示すように、ＸおよびＹの２つの測定方向に沿って、上述の方式を両方向Ｘ（４つのセル１０１、１１１を有する）およびＹ（４つのセル１０２、１１２を有する）に繰り返して、設計することができる。特定の実施形態では、８個のセル（セル１０１、１０２、１１１、１１２のそれぞれに２つずつ）を、測定方向に関して同じ空間的配置を有する４つのセルをそれぞれ含む、すなわち２つのＸ方向セルおよび２つのＹ方向セルをそれぞれ含む、２つのグループ１１０Ａ、１１０Ｂに配置することもできる（例えば、１つのグループにはセル１１１、１０２、別のグループにはセル１０１、１１２など。図２Ａ参照）。開示するターゲット１００のうちの任意のターゲットのターゲット設計ファイル９９も、やはり本開示の一部である。

【0029】

サブ分解能周期構造を有するセル１１１、１１２を追加することにより、格子の非対称性による不正確さを補償することが可能になり、標準的なＤＢＯ技術より精度が向上するので、有利である。２つの追加のセルにおいて格子８６Ａ、８７Ｂの代わりにサブ分解能構造１１６Ａ、１１７Ｂを使用することにより、膜スタックの性質が改変されないことが保証され、それにより理想信号から逸脱する項がより良好に打ち消されることになり、したがってオーバーレイ精度が向上する。

【0030】

図３は、本発明のいくつかの実施形態による計測ターゲット１００を示すハイレベル概略図である。ターゲット１００は、交互に入れ替わる測定方向Ｘ、Ｙに沿って周期構造をそれぞれ有する、すなわち層８１では測定方向Ｘに沿って周期構造１３１Ａを有し、測定方向Ｙに沿って周期構造１３２Ａを有し、層８２では測定方向Ｘに沿って周期構造１３１Ｂを有し、測定方向Ｙに沿って周期構造１３２Ｂを有する、少なくとも２つの層８１、８２を含み、各周期構造が、分解能未満のピッチ（例えば代表的なデバイスのピッチの非限定的な例としては、３００ｎｍ未満、２００ｎｍ未満、または１００ｎｍ未満など）でセグメント化され、これらの周期構造が、粗ピッチ（例えば６００ｎｍから１０００ｎｍの間）で交互に生じている。粗ピッチは、計測ツールによって十分に分解されるように設定され、サブ分解能のセグメント化ピッチは、ターゲット１００全体で（Ｘ方向およびＹ方向の両方に）一様であり、計測ツールの分解能しきい値未満である。

【0031】

ターゲット１００は、２つの直交偏光方向１２１、１２２の照明放射の間でπの半ピッチシフト１２４がある（ピッチ／２のシフト１２４は、πの位相シフトと等価である）１次の回折次数の位相を提供しながら、１次の回折次数で同じ振幅を提供するように設計されることがある。したがって、偏光の変化により、差分信号Ｄ（ｘ、ｙ）についての数式３（便宜のため以下に再掲する）の

【数9】

の符号は（数式３の第１および第２の項ρδρ＋ρ’δρ’に関して）変化するが、ターゲットの非対称性による散乱は、偏光の変化にわずかしか依存しない（これは、サブ分解能のセグメント化を最小の設計規則ピッチで設計することができ、非対称な妨害が大きな粗ピッチを特徴とする散漫なオブジェクトであるために、非対称性の大部分は、ターゲット１００のセグメント化部分内には形成されないからである）。

【数10】

【0032】

その結果として、図３に示す原理に従って（両層８１、８２に）オーバーレイ値が２つの直交偏光について計算したオーバーレイ値の和の半分を生じるように設計され、それに応じて測定されるターゲット１００には、ターゲットの非対称性の影響がない。

【0033】

要約すると、特定の実施形態では、ＳＣＯＬターゲット１００は、少なくとも２つのウェハ層８１、８２に、サブ分解能ピッチを有する周期構造１３１Ａ、１３１Ｂ、１３２Ａ、１３２Ｂを含むことがあり、これらの周期構造が、図３に概略的に示すように、対応する測定方向に交互に現れて、粗ピッチを生じる。開示するターゲット１００のうちの任意のターゲットのターゲット設計ファイル９９も、やはり本開示の一部である。

【0034】

ターゲット１００は、ターゲットの非対称性の影響を解消するように構成して測定することができるので有利であり、図３に示す原理に従って設計されるターゲット１００の実施形態では、図２Ａに示す原理に従って設計されるターゲット１００より、必要とされるターゲット領域が小さい。

【0035】

図４は、本発明のいくつかの実施形態による計測測定設定を示すハイレベル概略図である。計測ツール７０は、通常は、照明放射１２０を計測ターゲット１００（ターゲット設計ファイル９９を用いて作製される）上に送達する照明アーム１２０Ａと、その結果得られる信号、ＳＣＯＬターゲット１００の場合には、ターゲット１００で散乱される放射の回折次数（通常は瞳面における０次、－１次、および＋１次）を測定する測定アーム１２５とを有する。計測モジュール１４０は、測定信号を受信し、本明細書に開示するように、それらを処理して、ターゲットの層８１と８２の間のオーバーレイなどの計測メトリクス（１つまたは複数）を導出する。

【0036】

図５は、本発明のいくつかの実施形態による方法２００を示すハイレベル流れ図である。この方法の段階は、任意選択で方法２００の実施を可能にするように構成することができる上述のターゲット１００に関して実行することができる。方法２００は、その設計面および／または測定面において、少なくとも部分的には、少なくとも１つのコンピュータ・プロセッサによって、例えば計測モジュール１４０で、実施することができる。特定の実施形態は、方法２００の関連する段階を実行するように構成されたコンピュータ可読プログラムが実装されているコンピュータ可読ストレージ媒体を含むコンピュータプログラム製品を含む。特定の実施形態は、方法２００の実施形態によって設計されるそれぞれのターゲットのターゲット設計ファイル、および／または方法２００の測定結果を含む。方法２００は、順不同で、以下の段階を含む可能性がある。

【0037】

方法２００は、本明細書に開示するように、ターゲットの設計および測定設定によって格子の非対称性の影響を打ち消す段階（段階２０５）を含むことがある。

【0038】

特定の実施形態では、方法２００は、図２Ａに示すように、１つの層に周期構造を有し、他の層（１つまたは複数）にサブ分解能のフィーチャを有するセルを、ＳＣＯＬターゲットに追加する段階（段階２１０）を含むことがある。特定の実施形態では、方法２００は、ＳＣＯＬターゲットに、少なくとも１つの測定方向に沿って、少なくとも２つのウェハ層に特定の粗ピッチを有する周期構造を有する２つのセルを追加する段階を含むことがある。この２つのセルでは、それぞれの層にある上側の周期構造と下柄の周期構造の間のオフセットが反対向きであり、２つのセルはそれぞれ、２つの層のうちの異なる一方に、特定の粗ピッチを有する周期構造を有し、かつ２つの層のうちの他方に、サブ分解能周期構造を有する。ＳＣＯＬターゲットは、ＸおよびＹの２つの測定方向のそれぞれに沿って２つのセルを有することがあり、追加する段階２１０は、それに応じてそれらの測定方法のそれぞれのセルについて実行することができる。

【0039】

特定の実施形態では、方法２００は、図２Ａに概略的に示すように、ターゲットのセルを同様の空間的関係を有するようにグループ化し、照明スポットをシフトさせることによってそれらのグループを測定する段階（段階２２０）を含むことがある。特定の実施形態では、方法２００は、特定の実施形態では、８個のセルを、４つのセル、すなわち２つのＸ方向セルおよび２つのＹ方向セルをそれぞれ含む、２つのグループに配置する段階を含むこともある。これらのグループは、測定方向に関して、同じ空間的配置を有する。

【0040】

方法２００は、拡張したＳＣＯＬターゲット（例えば上記に開示した追加のセルを有するＳＣＯＬターゲット）および／またはそれらのセルを、直交照明偏光を用いて様々な方向に測定する段階（段階２５０）をさらに含むこともある。例えば直交偏光照明放射１２０を用いてＸおよびＹの２つの測定方向に沿ってこれらのセルを測定する。この測定は、直交偏光照明スポットの複数の対によって、周期構造の複数の対について同時に実行することもできる。

【0041】

粗ピッチは、少なくとも５００ｎｍまたは６００ｎｍである可能性があり、サブ分解能周期構造は、３００ｎｍ未満、２００ｎｍ未満、または１００ｎｍ未満のサブ分解能ピッチを有する可能性がある。

【0042】

特定の実施形態では、方法２００は、粗ピッチの半分のピッチで交互に現れる測定方向の周期構造を有するようにターゲットを構成する段階（段階２４０）と、これらの拡張したターゲットを、直交照明偏光を用いて様々な方向に測定する段階（段階２５０）とを含むことがある。例えば、方法２００は、２つの測定方向に沿った直交偏光照明放射によって、対応する測定方向に交互に現れて粗ピッチを生じる、サブ分解能ピッチを有する周期構造を少なくとも２つのウェハ層に含むターゲットを測定する段階を含むことがある。この測定は、直交偏光照明スポットの複数の対によって、周期構造の複数の対について同時に実行することもできる。

【0043】

以上、本発明の態様について、本発明の実施形態による方法、装置（システム）、およびコンピュータプログラム製品を示す流れ図および／または部分図を参照して説明した。流れ図および／または部分図の各部分、ならびに流れ図および／または部分図の複数の部分の組合せは、コンピュータプログラム命令によって実施することができることは、理解されるであろう。これらのコンピュータプログラム命令を、汎用コンピュータ、特殊目的コンピュータ、またはその他のプログラマブルデータ処理デバイスのプロセッサに提供してマシンを作製して、これらの命令が、コンピュータまたはその他のプログラマブルデータ処理装置のプロセッサを介して実行されることによって、流れ図および／または部分図、あるいはそれらの一部分に指定する機能／アクションを実施する手段を生じるようにすることができる。

【0044】

これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータ、その他のプログラマブルデータ処理装置、またはその他のデバイスに特定の方法で機能するように指示することができるコンピュータ可読媒体に記憶して、コンピュータ可読媒体に記憶されたそれらの命令が、流れ図および／または部分図、あるいはそれらの一部分に指定される機能／アクションを実施する命令を含む製品を生じるようにすることもできる。

【0045】

これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータ、その他のプログラマブルデータ処理装置、またはその他のデバイスにロードして、そのコンピュータ、他のプログラマブル装置、またはデバイス上で一連の動作ステップが実行されてコンピュータ実施プロセスを生じ、そのコンピュータ、またはその他のプログラマブル装置上で実行されたそれらの命令が、流れ図および／または部分図、あるいはそれらの一部分に指定される機能／アクションを実施するプロセスを提供するようにすることもできる。

【0046】

上記の流れ図および図面は、本発明の様々な実施形態によるシステム、方法、およびコンピュータプログラム製品の可能な実装のアーキテクチャ、機能、および動作を例示するものである。これに関連して、流れ図または部分図の各部分は、指定された論理機能（１つまたは複数）を実施するための１つまたは複数の実行可能命令を含むモジュール、セグメント、またはコードの一部分を表している可能性がある。また、いくつかの代替の実施態様では、各部分に記載される機能が、図面に記載されている以外の順序で起こる可能性もあることにも留意されたい。例えば、連続して示してある２つの部分が、実際には実質的に同時に実行されることもあり、あるいは関連する機能によっては、逆の順序で実行されることもある。また、部分図および／または流れ図の各部分、ならびに部分図および／または流れ図の各部分の複数の部分の組合せは、指定された機能またはアクション、あるいは特殊目的ハードウェアおよびコンピュータ命令の組合せを実行する特殊目的のハードウェア型システムによって実施することもできることに留意されたい。

【0047】

上記の説明では、実施形態は、本発明の例または実施態様である。「１実施形態」、「実施形態」、「特定の実施形態」、または「いくつかの実施形態」という表現が様々な箇所に見られるが、必ずしもそれら全てが同じ実施形態を指しているわけではない。本発明の様々な特徴を１つの実施形態の文脈で説明している場合もあるが、それらの特徴は、別個に提供されることもあるし、あるいは任意の適当な組合せで提供されることもある。逆に、本明細書では、分かりやすくするために別個の実施形態の文脈で本発明について説明している場合もあるが、本発明は、１つの実施形態で実施されることもある。本発明の特定の実施形態は、上記に開示した異なる実施形態の特徴を含むこともあり、特定の実施形態は、上述の他の実施形態の要素を組み込むこともある。特定の実施形態の文脈で本発明の要素を開示していても、それらの使用がその特定の実施形態のみに限定されるものと解釈すべきではない。さらに、本発明は、様々な方法で実行または実施することができること、および本発明は、上記の説明で概説した実施形態以外の特定の実施形態で実施することもできることを理解されたい。

【0048】

本発明は、これらの図面、または対応する説明に限定されない。例えば、流れは、図示するブロックまたは状態のそれぞれを経由する必要はなく、図示および説明と全く同じ順序で進行する必要もない。本明細書で使用する技術用語および科学用語の意味は、特に定義されていない限り、本発明が属する技術分野の当業者が一般的に理解する通りであるものとする。限られた数の実施形態に関連して本発明について説明したが、これらは本発明の範囲を限定するものとして解釈すべきではなく、好ましい実施形態のうちの一部の例示として解釈すべきものである。その他の可能な変形形態、修正形態、および応用形態も、本発明の範囲内である。したがって、本発明の範囲は、上記の説明によって限定されるのではなく、添付の特許請求の範囲、およびそれらの法律的均等物によって限定されるものとする。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【図5】