特表 2024-502439 計測のための瞳面ビーム走査

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-01-19

(54)【発明の名称】計測のための瞳面ビーム走査

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/66 20060101AFI20240112BHJP

   G02B 21/06 20060101ALI20240112BHJP

   G02B 21/36 20060101ALI20240112BHJP

【ＦＩ】

H01L21/66 J

G02B21/06

G02B21/36

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023540840

(86)(22)【出願日】2021-12-28

(85)【翻訳文提出日】2023-08-09

(86)【国際出願番号】 US2021065259

(87)【国際公開番号】W WO2022150208

(87)【国際公開日】2022-07-14

(31)【優先権主張番号】17/142,783

(32)【優先日】2021-01-06

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【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】ヒル アンドリュー ブイ

(72)【発明者】

【氏名】マナッセン アムノン

(72)【発明者】

【氏名】アブラモフ アヴィ

(72)【発明者】

【氏名】グラノー アサフ

(72)【発明者】

【氏名】シェグロフ アンドレイ ブイ

【テーマコード（参考）】

2H052

4M106

【Ｆターム（参考）】

2H052AA07

2H052AB06

2H052AB24

2H052AC15

2H052AC18

2H052AC27

2H052AF14

4M106AA01

4M106BA05

4M106CA39

4M106DB04

4M106DB07

4M106DB14

4M106DB16

4M106DB20

4M106DJ17

(57)【要約】

計測測定装置は、1つ以上の照明源と、照明経路から1つ以上の照明源から照明を受け取り、照明を測定経路に沿って方向付けるように構成されたビームスプリッタと、対物レンズとを含み得る。対物レンズは、測定経路からの照明を試料に向けることができ、試料からの光を集光することができ、集光された光を測定経路に沿ってビームスプリッタに向けることができるので、ビームスプリッタは、集光された光を集光経路に沿って検出器に向けることができる。装置はさらに、照明瞳分布の位置または集光経路に沿った集光された光の分布の位置を変更することなく、偏向器を調整することによって、試料上の照明スポットの位置を調整するように、中継瞳平面内の瞳リレーおよび偏向器を伴う、測定経路に沿った瞳平面スキャナを含んでもよい。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

計測測定装置であって、
１つ以上の照明源と、
照明経路から前記１つ以上の照明源から照明を受け取り、測定経路に沿って照明を方向付けるように構成されるビームスプリッタと、
前記測定経路からの照明を試料に向けるように構成された対物レンズであって、前記照明は、前記試料上の前記照明の入射角を定義する選択された照明瞳分布を対物レンズの瞳平面内に提供するように構成され、前記照明は、対物レンズの視野よりも小さいスポットサイズを有する照明スポットを前記試料上に提供するようにさらに構成され、前記試料から光を集光し、集光された光を前記測定経路に沿って方向付けるようにさらに構成され、前記ビームスプリッタは、集光された光を前記測定経路から受け取り、集光された光を集光経路に沿って１つ以上の検出器に方向付けるようにさらに構成され、
測定経路に沿って前記対物レンズと前記ビームスプリッタとの間に配置される瞳面スキャナであって、
前記測定経路に沿った前記対物レンズと前記ビームスプリッタとの間の瞳リレーであって、前記測定経路に沿った前記対物レンズと前記ビームスプリッタとの間に位置する１つ以上の中継瞳平面に前記対物レンズからの瞳平面を中継する瞳リレーと、
１つ以上の中継された瞳平面のうちの少なくとも１つに位置する１つ以上の偏向器であって、その角度位置を調整することは、照明瞳分布の位置または前記集光経路に沿った集光光の分布の位置を変更することなく、前記試料上の前記照明スポットの位置を調整する、１つ以上の偏向器と、
を含む、計測測定装置。

【請求項2】

前記１つ以上の偏向器は、測定前に前記試料上の前記照明スポットの位置を調整するように構成される、請求項１に記載の計測測定装置。

【請求項3】

前記１つ以上の偏向器は、前記試料を平行移動させることなく、２つ以上のセルの連続測定のために、測定対象の前記２つ以上のセルに対する前記照明スポットの位置を順次調整するように構成される、請求項１に記載の計測測定装置。

【請求項4】

前記１つ以上の偏向器は、前記試料上の計測ターゲット上のフィーチャのスペックルまたは粗さのうちの少なくとも１つを軽減するために、測定中に前記試料の選択された領域内の前記照明スポットの位置を変調するように構成される、請求項１に記載の計測測定装置。

【請求項5】

前記試料の前記選択された領域は、計測ターゲットのセルを含む、請求項４に記載の計測測定装置。

【請求項6】

前記１つ以上の検出器のうちの少なくとも１つは、前記集光経路に沿った瞳平面に配置され、前記１つ以上の偏向器を調整することは、前記１つ以上の検出器のうちの少なくとも１つでの光の安定した分布を維持しながら、前記試料上の前記照明スポットの位置を調整する、請求項１に記載の計測測定装置。

【請求項7】

前記集光経路に沿って視野平面に配置される集光視野絞り
をさらに含み、前記１つ以上の偏向器を調整することは、前記集光視野絞り上の光の安定した分布を維持しながら、前記試料上の前記照明スポットの位置を調整する、請求項１に記載の計測測定装置。

【請求項8】

照明経路に沿って視野平面に配置される照明視野絞り
をさらに含み、前記１つ以上の偏向器を調整することは、前記照明視野絞り上の光の安定した分布を維持しながら、前記試料上の前記照明スポットの位置を調整する、請求項１に記載の計測測定装置。

【請求項9】

前記測定経路内の追加のビームスプリッタと、
前記試料に対応する視野平面を、前記追加のビームスプリッタを介して前記測定経路の外側に位置する中継視野平面に中継する視野平面中継器と、
中継された前記視野平面に配置されたフィードバック検出器であって、前記試料上の前記照明スポットを結像するフィードバック検出器と、
をさらに含む請求項１に記載の計測測定装置。

【請求項10】

１つ以上の偏向器およびフィードバック検出器に通信可能に結合されるコントローラ
をさらに含み、前記コントローラは、
前記試料上の前記照明スポットの位置を含む１つ以上の画像を前記フィードバック検出器から受信するステップと、
制御信号を前記１つ以上の偏向器に送信して、前記１つ以上の画像に基づいて前記試料上の前記照明スポットの位置を調整するステップ
を行わせるプログラム命令を実行するように構成された１つ以上のプロセッサを含む、請求項９に記載の計測測定装置。

【請求項11】

前記１つ以上の偏向器のうちの少なくとも１つは、傾斜可能ミラーである、請求項１に記載の計測測定装置。

【請求項12】

前記傾斜可能なミラーは、圧電傾斜ミラー又は検流計の少なくとも１つである、請求項１１に記載の計測測定装置。

【請求項13】

前記１つ以上の偏向器のうちの少なくとも１つは、音響光学偏向器である、請求項１に記載の計測測定装置。

【請求項14】

前記１つ以上の偏向器のうちの少なくとも１つは、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）である、請求項１に記載の計測測定装置。

【請求項15】

前記１つ以上の偏向器は、前記試料上の２つの直交方向に沿って前記照明スポットの位置を調整するように構成された２軸偏向器を含む、請求項１に記載の計測測定装置。

【請求項16】

前記１つ以上の偏向器は、
前記試料上の第１の方向に沿って前記照明スポットの位置を調整するように構成され、１つ以上の中継瞳平面の第１の中継瞳平面に位置する第１の一軸偏向器と、
前記１つ以上の中継瞳平面の第２の中継瞳平面に位置し、前記第１の方向に直交する前記試料上の第２の方向に沿って前記照明スポットの位置を調整するように構成される第２の一軸偏向器、
を含む、請求項１に記載の計測測定装置。

【請求項17】

計測システムであって、
照明源と、
瞳面検出器と、
試料を位置決めするように構成された平行移動可能なステージと、
前記照明源から照明を受け取り、前記照明を測定経路に沿って方向付けるように構成されるビームスプリッタと、
前記照明を前記測定経路から前記試料に向けるように構成された対物レンズであって、前記対物レンズは、前記試料からの光を集光し、前記集光された光を前記測定経路に沿って向けるように構成され、前記集光された光を前記測定経路から受け取り、前記集光された光を集光経路に沿って瞳面検出器に向けるように構成される対物レンズと、
前記測定経路に沿った前記対物レンズと前記ビームスプリッタとの間の光学リレーであって、前記対物レンズと前記ビームスプリッタとの間に１つ以上の中継瞳平面を提供し、さらに前記対物レンズと前記ビームスプリッタとの間に中継視野平面を提供する光学リレーと、
前記１つ以上の中継瞳平面に配置された１つ以上の偏向器であって、それを調整することは、集光経路に沿って集光された光の安定した光路を維持しながら、前記試料上の照明源からの照明の位置を調整する１つ以上の偏向器と、
前記試料上の前記照明源からの照明の位置を撮像するために、前記中継視野平面に配置されたフィードバック検出器と、
変換可能ステージおよび前記フィードバック検出器に通信可能に結合されるコントローラであって、
前記試料上の前記照明源からの照明の位置を含む１つ以上の画像を前記フィードバック検出器から受信するステップと、
制御信号を前記１つ以上の偏向器に送信して、前記フィードバック検出器からの１つ以上の画像に基づいて、前記照明源からの照明を測定のために選択された測定スポット上に位置決めするステップと、
前記瞳面検出器から１つ以上の測定画像を受信するステップと、
前記１つ以上の測定画像に基づいて１つ以上の計測測定値を生成するステップ
を行わせるプログラム命令を実行するように構成された１つ以上のプロセッサを含むコントローラと、
を含む計測システム。

【請求項18】

前記１つ以上のプロセッサは、
前記制御信号を前記１つ以上の偏向器に送信して、測定中に測定スポットの周りの前記試料上の前記照明源からの照明の位置を調整するステップ
を行わせるプログラム命令を実行するようにさらに構成される、請求項１７に記載の計測システム。

【請求項19】

前記１つ以上のプロセッサは、
前記制御信号を前記１つ以上の偏向器に送信して、前記試料が動いている間に測定中に前記試料上の前記照明源からの照明の位置を測定スポットに維持させるステップ
を行わせるプログラム命令を実行するように構成される、請求項１７に記載の計測システム。

【請求項20】

前記集光経路に沿った視野平面に配置された視野絞り
をさらに含み、前記１つ以上の偏向器を調整することは、前記視野絞りでの光の安定した分布を維持しながら、前記試料上の照明の位置を調整する、請求項１７に記載の計測システム。

【請求項21】

前記１つ以上の偏向器のうちの少なくとも１つは、傾斜可能ミラーである、請求項１７に記載の計測システム。

【請求項22】

前記傾斜可能ミラーは、圧電傾斜ミラー又は検流計の少なくとも１つである、請求項２１に記載の計測システム。

【請求項23】

前記１つ以上の偏向器のうちの少なくとも１つは、音響光学偏向器である、請求項１７に記載の計測システム。

【請求項24】

前記１つ以上の偏向器のうちの少なくとも１つは、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）である、請求項１７に記載の計測システム。

【請求項25】

前記１つ以上の偏向器は、前記試料上の２つの直交方向に沿って前記照明源からの照明の位置を調整するように構成された２軸偏向器を含む、請求項１７に記載の計測システム。

【請求項26】

前記１つ以上の偏向器は、
前記試料上の第１の方向に沿って前記照明源からの照明の位置を調整するように構成される、１つ以上の中継瞳平面の第１の中継瞳平面に配置された第１の一軸偏向器と、
前記１つ以上の中継瞳平面の第２の中継瞳平面に位置し、前記第１の方向に直交する前記試料上の第２の方向に沿って前記照明源からの照明の位置を調整するように構成される第２の一軸偏向器と、
を含む、請求項１７に記載の計測システム。

【請求項27】

計測方法であって、
照明源からの照明をビームスプリッタを通して、測定経路に沿って、対物レンズを通して導くことによって試料を照射するステップと、
前記対物レンズを用いて前記試料から光を集光し、集光された光を前記測定経路に沿って前記ビームスプリッタを通して瞳面に位置する検出器に向けるステップと、
前記対物レンズと前記ビームスプリッタとの間の１つ以上の中継瞳平面に位置する１つ以上の偏向器を用いて、前記試料上の照明源からの照明の位置を調整するステップであって、前記１つ以上の偏向器を調整することは、前記検出器上の集光された光の安定した位置を維持しながら前記試料上の前記照明源からの照明の位置を調整することである、ステップと、
を含む計測方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、概して計測システムに関し、より詳細には、計測システムにおける照明光の位置決めに関する。

【背景技術】

【0002】

オーバーレイ計測システムなどであるがこれに限定されない半導体製造プロセスで使用される計測システムは、典型的には、試料上に位置する計測ターゲットを特徴付ける。いくつかの回折ベースの計測技術では、計測測定は、試料からの光の角度分布（例えば、反射および／または回折された光）に基づいて生成される。さらに、測定前または測定中に試料上の照明スポットの位置を選択的に制御することが望ましい場合がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】米国特許出願公開第２００２／００４８０２５号

【特許文献2】国際公開第２０２０／０５７９００号

【特許文献3】米国特許第１０１０１６７６号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、スポット走査のための従来の技法は、概して、試料上の照明光または検出器上の集光光の分布の偏差を導入し得、これは、計測測定に悪影響を及ぼし得る。したがって、これらの欠点を解決するためのシステムおよび方法を提供することが望ましい。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の１つ以上の例示的な実施形態に従って、計測測定装置が開示される。１つの例示的な実施形態では、装置は１つ以上の照明源を含む。別の例示的な実施形態では、装置は、照明経路から１つ以上の照明源から照明を受け取り、測定経路に沿って照明を方向付けるためのビームスプリッタを含む。別の例示的な実施形態では、装置は、測定経路からの照明を試料に向けるための対物レンズを含む。別の例示的な実施形態では、照明は、試料上の照明の入射角を定義する対物レンズの瞳面内の選択された照明瞳分布を提供するように構成され、さらに、対物レンズの視野よりも小さいスポットサイズを有する照明スポットを試料上に提供するように構成される。別の例示的な実施形態では、対物レンズはさらに、試料からの光を集光し、集光された光を測定経路に沿って方向付ける。別の例示的な実施形態では、ビームスプリッタはさらに、集光された光を測定経路から受け取り、集光された光を集光経路に沿って１つ以上の検出器に向ける。別の例示的な実施形態では、装置は、測定経路に沿って対物レンズとビームスプリッタとの間に位置する瞳面スキャナを含む。別の例示的な実施形態では、瞳面スキャナは、測定経路に沿った対物レンズとビームスプリッタとの間の瞳リレーを含み、対物レンズからの瞳面を、測定経路に沿った対物レンズとビームスプリッタとの間に位置する１つ以上の中継瞳面と、１つ以上の中継瞳面のうちの少なくとも１つに位置する１つ以上の偏向器とに中継する。別の例示的な実施形態では、１つ以上の偏向器の角度位置を調整することは、照明瞳分布の位置または集光経路に沿った集光光の分布の位置を変更することなく、試料上の照明スポットの位置を調整する。

【0006】

計測システムは、本開示の１つ以上の例示的な実施形態に従って開示される。例示的な一実施形態では、システムは照明源を含む。別の例示的な実施形態では、システムは瞳面検出器を含む。別の例示的な実施形態では、システムは、試料を位置決めするように構成された平行移動可能なステージを含む。別の例示的な実施形態では、システムは、照明源から照明を受け取り、照明を測定経路に沿って方向付けるビームスプリッタを含む。別の例示的な実施形態では、システムは、測定経路からの照明を試料に向けるための対物レンズを含み、対物レンズは、試料からの光をさらに集光し、集光された光を測定経路に沿って向ける。別の例示的な実施形態では、ビームスプリッタはさらに、集光された光を測定経路から受け取り、集光された光を集光経路に沿って瞳面検出器に向ける。別の例示的な実施形態では、システムは、測定経路に沿って対物レンズとビームスプリッタとの間に光学リレーを含み、光学リレーは、対物レンズとビームスプリッタとの間に１つ以上の中継瞳平面を提供し、光学リレーは、対物レンズとビームスプリッタとの間に中継視野平面をさらに提供する。別の例示的な実施形態では、システムは、１つ以上の中継瞳平面に配置された１つ以上の偏向器を含む。別の例示的な実施形態では、１つ以上の偏向器を調整することは、集光経路に沿って集光された光の安定した光路を維持しながら、試料上の照明源からの照明の位置を調整する。別の例示的な実施形態では、システムは、試料上の照明源からの照明の位置を撮像するために中継視野平面に配置されたフィードバック検出器を含む。別の例示的な実施形態では、システムは、平行移動可能なステージおよびフィードバック検出器に通信可能に結合されたコントローラを含み、フィードバック検出器から、試料上の照明源からの照明の位置を含む１つ以上の画像を受信し、制御信号を１つ以上の偏向器に送信して、フィードバック検出器からの１つ以上の画像に基づいて、照明源からの照明を位置決めする。測定のために選択された測定スポット上で、瞳面検出器から１つ以上の測定画像を受信し、１つ以上の測定画像に基づいて１つ以上の計測測定値を生成する。

【0007】

本開示の１つ以上の例示的な実施形態に従って、計測方法が開示される。例示的な一実施形態では、本方法は、照明源からの照明をビームスプリッタを通して、測定経路に沿って、対物レンズを通して向けることによって試料を照射することを含む。別の例示的な実施形態では、方法は、対物レンズを用いて試料から光を集光するステップと、集光された光を測定経路に沿ってビームスプリッタを通して瞳面に位置する検出器に向けるステップとを含む。別の例示的な実施形態では、本方法は、対物レンズとビームスプリッタとの間の１つ以上の中継瞳平面に位置する１つ以上の偏向器を用いて、試料上の照明源からの照明の位置を調整するステップを含み、１つ以上の偏向器を調整するステップは、検出器上の集光された光の安定した位置を維持しながら、試料上の照明源からの照明の位置を調整する。

【0008】

前述の概要および以下の詳細な説明の両方は、例示的および説明的なものにすぎず、特許請求される本発明を必ずしも限定するものではないことを理解されたい。明細書に組み込まれ、明細書の一部を構成する添付の図面は、本発明の実施形態を示し、全般的な説明とともに、本発明の原理を説明するのに役立つ。

【図面の簡単な説明】

【0009】

本開示の多数の利点は、添付の図面を参照することによって当業者によってよりよく理解され得る：

【図1A】本開示の１つ以上の実施形態による、瞳面スキャナを有する計測ツールを含む計測システムの概念図である。

【図1B】本開示の１つ以上の実施形態による計測ツールの概念図である。

【図1C】本開示の１つ以上の実施形態による、多軸角度偏向を提供する単一偏向器を伴う瞳平面スキャナの概略図である。

【図1D】本開示の１つ以上の実施形態による、２つの偏向器を有する瞳面スキャナの概略図である。

【図2】本開示の１つ以上の実施形態による、計測方法において実行されるステップを示す流れ図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

ここで、添付の図面に示される開示された主題を詳細に参照する。本開示は、特定の実施形態およびその特定の特徴に関して具体的に示され、説明されてきた。本明細書に記載される実施形態は、限定的ではなく例示的であると解釈される。本開示の精神および範囲から逸脱することなく、形態および詳細における種々の変更および修正が行われ得ることが、当業者に容易に明白となるはずである。

【0011】

本開示の実施形態は、照明経路と集光経路の両方に共通の瞳平面に配置された偏向器に基づいて、計測システム内に照明スポットを配置するためのシステム及び方法を対象とする。このようにして、試料上の照明スポットの位置は、試料上の照明の角度分布（例えば、照明瞳分布）に影響を与えることなく、かつ試料からの集光光の角度分布（例えば、集光瞳分布）に影響を与えることなく制御され得る。本明細書に開示されるシステムおよび方法は、測定自体に悪影響を及ぼすことなく、測定前および／または測定中に、試料上の照明スポットの正確な位置決めを可能にし得ることが企図される。例えば、照明スポットは、照明瞳分布または集光瞳分布のいずれかの位置に影響を及ぼすことなく、測定中に試料の選択された領域（例えば、計測ターゲットのセル）内で変調、走査、または別様に変化させられてもよい。これは、コヒーレント照明に関連するスペックル及びターゲットエッジ粗さに関連するノイズを軽減するために有用であり得るが、これらに限定されない。別の例として、照射スポットは、測定間での試料の並進を必要とすることなく、連続的な測定のために試料の異なる位置（例えば、計測ターゲットの異なるセル）に順次位置決めされてもよく、これはスループットおよび測定安定性を増加させ得る。

【0012】

いくつかの実施形態では、計測システムは、照明および集光経路の両方に共通の測定経路内に位置する瞳面スキャナを含む。例えば、測定経路は、単一の対物レンズを使用して試料を照らし、測定のために試料から光を集光する構成において、対物レンズとビームスプリッタとの間に配置することができる。一実施形態では、瞳平面スキャナは、瞳平面を対物レンズ（例えば、対物レンズのバックフォーカル平面に関連する）から測定経路に沿って１つ以上の中継瞳平面に中継するための瞳平面中継器と、中継瞳平面のうちの少なくとも１つに位置する１つ以上の偏向器とを含む。このように、リレー瞳平面における偏向器の角度を調整することにより、試料上の照明スポットの位置を変更することができる。しかしながら、偏向器は、照明および集光経路に共通の瞳平面内にあるため、偏向器の角度を調整することは、照明または集光瞳分布のいずれかの位置に影響を及ぼさない。その結果、試料上の安定した角度照明分布ならびに集光瞳内の光の安定した分布を維持しながら、スポット位置決めまたは走査が達成される。

【0013】

本明細書では、この構成は、限定された角度範囲にわたる照明および選択された回折次数の集光による計測ターゲットの照明に計測測定が基づく回折ベースの計測または散乱計測に特に有益であり得るが、これらに限定されないことが企図される。これらのシステムでは、照明ビームの位置決め又は走査に関連する集光瞳分布の変動が測定誤差として現れる場合があり、及び／又は測定感度を低下させる場合がある。

【0014】

別の実施形態では、計測システムは、試料上の照明スポットの位置を撮像するための視野平面撮像検出器をさらに含む。そのような視野平面撮像検出器は、照明スポットの位置決めを監視または制御するためのフィードバックのために使用されてもよく、概して、システム内の任意の好適な視野平面に位置してもよい。例えば、計測システムは、測定平面内のビームスプリッタと、中継視野平面（例えば、中間視野平面）に位置する視野平面撮像検出器とを含んでもよい。別の例として、計測システムは、集光平面内のビームスプリッタと、集光視野平面に配置された視野平面撮像検出器とを含み得る。

【0015】

本開示を通して使用されるように、「試料」という用語は、概して、半導体または非半導体材料（例えば、ウエハ等である）から形成される基板を指す。例えば、半導体または非半導体材料は、単結晶シリコン、ガリウムヒ素、およびリン化インジウムを含み得るが、それらに限定されない。試料は、１つ以上の層を含んでもよい。例えば、そのような層は、レジスト（フォトレジストを含む）、誘電材料、導電性材料、および半導体材料を含んでもよいが、それらに限定されない。多くの異なる種類のそのような層が当技術分野において公知であり、本明細書で使用される試料という用語は、その上にすべての種類のそのような層が形成され得る試料を包含することが意図される。試料上に形成される１つ以上の層は、パターン化されてもよく、またはパターン化されなくてもよい。例えば、試料は、複数のダイを含んでもよく、各ダイは、反復可能なパターン化特徴を有する。そのような材料の層の形成および処理は、最終的に、完成したデバイスをもたらし得る。多くの異なるタイプのデバイスを試料上に形成することができ、本明細書で使用する試料という用語は、当技術分野で知られている任意のタイプのデバイスが作製されている試料を包含することを意図する。さらに、本開示の目的のために、試料およびウェハという用語は、交換可能であると解釈されるべきである。さらに、本開示の目的のために、パターニングデバイス、マスクおよびレチクルという用語は、交換可能であると解釈されるべきである。

【0016】

ここで図１Ａ－図２を参照すると、瞳面走査のためのシステムおよび方法が、本開示の１つ以上の実施形態に従って、より詳細に説明される。

【0017】

図１Ａは、本開示の１つ以上の実施形態による、瞳面スキャナ１０４を有する計測ツール１０２を含む計測システム１００の概念図である。

【0018】

計測ツール１０２は、光学照明１０８による試料１０６の問い合わせに基づいて試料１０６の計測測定値を生成するのに適した、当技術分野で知られている任意のタイプの光学計測ツールを含むことができる。さらに、計測ツール１０２は、試料１０６の任意のタイプの計測測定値を生成することができる。一実施形態では、計測ツール１０２は、オーバーレイ測定値、または試料１０６の同じ層または異なる層上の複数のリソグラフィ露光によってパターン化されたフィーチャの相対変位に関連するオーバーレイ誤差の測定値を提供するオーバーレイ計測ツールである。別の実施形態では、計測ツール１０２は、限定はしないが、１つ以上のリソグラフィステップの強度またはドーズ量など、１つ以上の製作ステップに関連する１つ以上のプロセスパラメータの測定値を提供する。別の実施形態では、計測ツール１０２は、限定はしないが、限界寸法（ＣＤ）測定値または側壁角度測定値など、試料１０６上の１つ以上のパターン付きフィーチャの測定値を提供する。

【0019】

計測ツール１０２は、当技術分野で知られている任意の光学特性評価技法を使用して計測測定値を生成することができる。例えば、計測ツール１０２は、計測システム１００の１つ以上の画像を生成することができ、計測測定値は、画像に基づいて生成される。さらに、画像は、入射照明１０８に応じた試料１０６からの光の角度分布の試料１０６の視野平面画像または瞳平面画像の任意の組み合わせを含み得る。

【0020】

計測ツール１０２はさらに、照明および／または集光条件を定義する様々なレシピに従って構成可能であり得る。例えば、レシピは、限定はしないが、照明１０８の波長、試料１０６から発する光の検出波長、試料１０６上の照明１０８のスポットサイズ、入射照明１０８の角度、入射照明１０８の偏光、試料１０６上の照明１０８の位置（例えば、照明スポットの位置である）などを含むことができる。

【0021】

以下でより詳細に説明するように、瞳面スキャナ１０４は、照明経路および集光経路の両方に共通の測定経路内に配置することができ、１つ以上の瞳面に配置された１つ以上の偏向器を含むことができる。このようにして、１つ以上の偏向器の角度を調整することにより、照明または集光瞳分布の位置を調整することなく、試料１０６上の照明スポットの位置（または１つ以上の照明スポットの照明分布）を調整することができる。さらに、瞳面スキャナ１０４は、走査モードまたは静的モードで動作し得ることを理解されたい。例えば、瞳面スキャナ１０４は、測定中に静的である選択された照明分布を提供するために使用され得る。別の例として、瞳面スキャナ１０４は、測定中に１つ以上の照明スポットの位置を走査するか、または別様に変調するために使用され得る。

【0022】

別の実施形態では、計測システム１００は、計測ツール１０２及び／又はその中の任意の構成要素に通信可能に結合されたコントローラ１１０を含む。

【0023】

別の実施形態では、コントローラ１１０は、１つ以上のプロセッサ１１２を含む。たとえば、１つ以上のプロセッサ１１２は、メモリデバイス１１４またはメモリ内に維持されるプログラム命令のセットを実行するように構成され得る。コントローラ１１０の１つ以上のプロセッサ１１２は、当技術分野で知られている任意の処理要素を含むことができる。この意味で、１つ以上のプロセッサ１１２は、アルゴリズムおよび／または命令を実行するように構成された任意のマイクロプロセッサタイプのデバイスを含み得る。

【0024】

コントローラ１１０の１つ以上のプロセッサ１１２は、当技術分野で知られている任意のプロセッサまたは処理要素を含むことができる。本開示の目的のために、「プロセッサ」または「処理要素」という用語は、１つ以上の処理または論理要素（例えば、１つ以上のマイクロプロセッサデバイス、１つ以上の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）デバイス、１つ以上の視野プログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、または１つ以上のデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ））を有する任意のデバイスを包含するように広く定義され得る。この意味で、１つ以上のプロセッサ１１２は、アルゴリズムおよび／または命令（たとえば、メモリに記憶されたプログラム命令）を実行するように構成された任意のデバイスを含み得る。一実施形態では、１つ以上のプロセッサ１１２は、デスクトップコンピュータ、メインフレームコンピュータシステム、ワークステーション、画像コンピュータ、並列プロセッサ、ネットワーク接続されたコンピュータ、または本開示全体にわたって説明されるように、計測システム１００とともに動作または動作するように構成されたプログラムを実行するように構成された任意の他のコンピュータシステムとして具現化され得る。さらに、計測システム１００の異なるサブシステムは、本開示で説明するステップの少なくとも一部を実行するのに適したプロセッサまたは論理要素を含むことができる。したがって、上記の説明は、本開示の実施形態に対する限定として解釈されるべきではなく、単なる例示として解釈されるべきである。さらに、本開示全体にわたって説明されるステップは、単一のコントローラによって、または代替として、複数のコントローラによって実行され得る。さらに、コントローラ１１０は、共通のハウジングまたは複数のハウジング内に収容された１つ以上のコントローラを含むことができる。このようにして、任意のコントローラまたはコントローラの組合せを、計測システム１００への統合に適したモジュールとして別々にパッケージ化することができる。

【0025】

メモリデバイス１１４は、関連する１つ以上のプロセッサ１１２によって実行可能なプログラム命令を記憶するのに適した、当技術分野で知られている任意の記憶媒体を含み得る。例えば、メモリデバイス１１４は、非一時的なメモリ媒体を含み得る。別の例として、メモリデバイス１１４は、限定はしないが、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、磁気または光メモリデバイス（たとえば、ディスク）、磁気テープ、ソリッドステートドライブなどを含み得る。さらに、メモリデバイス１１４は、１つ以上のプロセッサ１１２とともに共通のコントローラハウジング内に収容され得ることに留意されたい。一実施形態では、メモリデバイス１１４は、１つ以上のプロセッサ１１２およびコントローラ１１０の物理的位置に対して遠隔に位置し得る。たとえば、コントローラ１１０の１つ以上のプロセッサ１１２は、ネットワーク（例えば、インターネット、イントラネットなど）を介してアクセス可能なリモートメモリ（たとえば、サーバ）にアクセスすることができる。

【0026】

このようにして、コントローラ１１０は、計測ツール１０２またはその中の任意の構成要素から（例えば、制御信号を通して）データを指示または受信することができる。コントローラ１１０は、限定はしないが、照明スポットを位置決めするように瞳面スキャナ１０４に指示すること、１つ以上の選択されたレシピに基づいて１つ以上の画像を生成するように計測ツール１０２に指示すること、計測ツール１０２から画像を受信すること、または受信された画像に基づいて計測データを生成することなど、本開示全体にわたって説明する様々なプロセスステップのいずれかを実行するようにさらに構成され得る。

【0027】

一実施形態では、計測システム１００は、コントローラ１１０に通信可能に結合されたユーザインターフェース１１６を含む。一実施形態では、ユーザインターフェース１１６は、限定はしないが、１つ以上のデスクトップ、ラップトップ、タブレットなどを含むことができる。別の実施形態では、ユーザインターフェース１１６は、計測システム１００のデータをユーザに表示するために使用されるディスプレイを含む。ユーザインターフェース１１６のディスプレイは、当技術分野で知られている任意のディスプレイを含み得る。例えば、ディスプレイは、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ベースのディスプレイ、またはＣＲＴディスプレイを含んでもよいが、それらに限定されない。当業者は、ユーザインターフェース１１６と統合可能な任意のディスプレイデバイスが、本開示における実装に好適であることを認識するはずである。別の実施形態では、ユーザは、ユーザインターフェース１１６のユーザ入力デバイスを介してユーザに表示されるデータに応答して、選択および／または命令を入力してもよい。

【0028】

図１Ｂは、本開示の１つ以上の実施形態による、計測ツール１０２の概念図である。一実施形態では、計測ツール１０２は、照明１０８を生成するように構成された少なくとも１つの照明源１１８を含む。

【0029】

照明源１１８からの照明１０８は、限定はしないが、紫外線（ＵＶ）放射、可視光線、または赤外線（ＩＲ）放射を含む１つ以上の選択された波長の光を含むことができる。さらに、照明源１１８からの照明１０８は、連続波（ＣＷ）プロファイル、パルスプロファイル、または変調プロファイルを含むが、それらに限定されない、任意の時間プロファイルを有してもよい。

【0030】

照明源１１８は、一般に、少なくとも１つの照明ビームを提供するのに適した任意のタイプの照明源を含むことができる。一実施形態では、照明源１１８はレーザ源である。例えば、照明源１１８は、１つ以上の狭帯域レーザ源、広帯域レーザ源、スーパーコンティニュームレーザ源、白色光レーザ源、または同等物を含んでもよいが、それらに限定されない。これに関して、照明源１１８は、高いコヒーレンス（例えば、高い空間コヒーレンスおよび／または時間コヒーレンス）を有する照明ビームを提供することができる。別の実施形態では、照明源１１８は、レーザ維持プラズマ（ＬＳＰ）源を含む。例えば、照明源１１８は、限定はしないが、ＬＳＰランプ、ＬＳＰバルブ、またはレーザ源によってプラズマ状態に励起されると広帯域照明を放出することができる１つ以上の要素を収容するのに適したＬＳＰチャンバを含むことができる。別の実施形態では、照明源１１８はランプ源を含む。例えば、照明源１１８は、アークランプ、放電ランプ、無電極ランプなどを含み得るが、これらに限定されない。これに関して、照明源１１８は、低コヒーレンス（例えば、低い空間コヒーレンスおよび／または時間コヒーレンス）を有する照明ビームを提供することができる。

【0031】

別の実施形態では、計測ツール１０２は、照明経路１２０を介して試料１０６に照明ビームを向ける。例えば、計測ツール１０２は、試料１０６上に照明ビームを集束させる対物レンズ１２２を含むことができる。さらに、試料１０６は、試料１０６を固定するのに適した試料ステージ１２４上に配置することができ、対物レンズ１２２の視野内に試料１０６（例えば、試料１０６上の計測ターゲット）を配置するようにさらに構成することができる。

【0032】

照明経路１２０は、照明ビームを修正および／または調整するのに、ならびに照明ビームを試料１０６に向けるのに適した１つ以上の光学構成要素を含むことができる。一実施形態では、照明経路１２０は、１つ以上の照明経路レンズ１２６（例えば、照明ビームをコリメートするため、瞳面および／または視野面を中継するためなどである）を含む。別の実施形態では、照明経路１２０は、照明ビームを成形または別様に制御するための１つ以上の照明経路光学１２８を含む。例えば、照明経路光学系１２８は、１つ以上の照明視野絞り、１つ以上の照明瞳絞り、１つ以上の偏光子、１つ以上のフィルタ、１つ以上のビームスプリッタ、１つ以上の拡散器、１つ以上のホモジナイザ、１つ以上のアポダイザ、１つ以上のビーム整形器、または１つ以上のミラー（例えば、静的ミラー、平行移動可能ミラー、走査ミラーなどである）を含んでもよいが、それらに限定されない。さらに、照明経路光学系１２８は、照明瞳平面１３０または照明視野平面１３２などであるがこれらに限定されない照明経路１２０内の任意の適切な位置に配置することができる。例えば、計測ツール１０２は、照明瞳平面１３０及び／又は照明視野平面１３２を提供するための１つ以上のリレー光学系（例えば、１つ以上の照明経路レンズ１２６を含む）を含むことができる。

【0033】

計測ツール１０２は、測定のための任意の空間的及び角度プロファイルで照明１０８を試料１０６に向けることができる。例えば、試料１０６に向けられた照明１０８は、制限された角度プロファイルを有する少なくとも１つの照明ビーム（例えば、照明ローブ等である）として成形することができる。この点に関して、計測ツール１０２は、双極子照明、直交照明などを提供することができる。加えて、試料１０６上の周期的特徴（例えば、計測ターゲットの特徴、デバイス特徴など）は、照明ビームを、測定の基礎を形成し得る離散回折次数に回折し得る。

【0034】

照明１０８は、様々な技術を用いて１つ以上の照明ビームに成形することができる。一実施形態では、計測ツール１０２は、１つ以上の照明ビームを画定するための１つ以上の開口を有する照明瞳面１３０に瞳マスクを含む。別の実施形態では、１つ以上の照明ビームは、１つ以上の照明源１１８によって直接生成される。例えば、１つ以上の照明源１１８は、２つ以上の光ファイバを通して２つ以上の照明ビームを提供してもよく、各光ファイバから出力される光は、照明ビームの照明ローブである。別の例として、照明源１１８は、照明源１１８からの照明１０８を２つ以上の回折次数に回折させることによって、２つ以上の照明ビームを生成することができ、照明ビームは、回折次数のうちの少なくともいくつかから形成される。制御された回折による複数の照明ローブの効率的な生成は、一般に、Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ Ｓｈａｐｉｎｇ ｆｏｒ Ｓｃａｔｔｅｒｏｍｅｔｒｙ Ｏｖｅｒｌａｙという名称の米国特許出願公開２０２０／０１２４４０８号に記載されており、２０２０年４月２３日に公開されている。これは、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

【0035】

さらに、照明１０８は、対物レンズ１２２の視野よりも小さい試料１０６の部分を照射するように成形することができる。この点に関して、照明１０８は、試料１０６上の照明スポットの形態であり得る。例えば、計測ツール１０２は、照明スポットのサイズ及び／又は形状を制御するために照明視野平面１３２に配置された視野絞りを含むことができる。さらに、試料上の照明スポットの位置は、瞳面スキャナ１０４によって調整することができる。

【0036】

別の実施形態では、計測ツール１０２は、集光経路１３８を通って試料１０６から発する光または他の放射線（例えば、集光された光１３６）を捕捉するように構成された１つ以上の検出器１３４を含む。集光経路１３８は、試料１０６からの集光光１３６を修正および／または調整するのに適した１つ以上の光学素子を含むことができる。一実施形態では、集光経路１３８は、１つ以上の集光経路レンズ１４０（例えば、照明ビームをコリメートするため、瞳面および／または視野面を中継するためなどである）を含み、これは、対物レンズ１２２を含み得るが、これを含む必要はない。別の実施形態では、集光経路１３８は、集光された光１３６を成形または別様に制御する、１つ以上の集光経路光学部１４２を含む。例えば、集光経路光学系１４２は、１つ以上の視野絞り、１つ以上の瞳絞り、１つ以上の偏光子、１つ以上のフィルタ、１つ以上のビームスプリッタ、１つ以上の拡散器、１つ以上のホモジナイザ、１つ以上のアポダイザ、１つ以上のビーム整形器、または１つ以上のミラー（例えば、静的ミラー、平行移動可能ミラー、走査ミラーなどである）を含んでもよいが、それらに限定されない。さらに、集光経路光学系１４２は、限定はしないが、集光瞳平面１４４または集光視野平面１４６など、集光経路１３８内の任意の適切な位置に配置することができる。例えば、計測ツール１０２は、集光瞳平面１４４及び／又は集光視野平面１４６を提供するための１つ以上のリレー光学系（例えば、１つ以上の集光経路レンズ１４０を含む）を含むことができる。

【0037】

検出器１３４は、集光経路１３８内の任意の選択された場所に位置してもよい。一実施形態では、計測ツール１０２は、試料１０６の画像を生成するために、集光視野平面１４６またはその共役（例えば、図１Ｂに示すように）に検出器１３４を含む。別の実施形態では、計測ツール１０２は、瞳画像を生成するために、集光瞳平面１４４（例えば、回折平面）またはその共役に検出器１３４を含む。これに関して、瞳孔像は、検出器１３４上の試料１０６からの光の角度分布に対応し得る。例えば、試料１０６による照明１０８の回折に関連付けられた回折次数（例えば、試料１０６上のオーバーレイターゲット）は、集光瞳平面１４４内で撮像されるか、または別様に観察され得る。一般的な意味で、検出器１３４は、試料１０６からの反射（または透過）、散乱、または回折光の任意の組み合わせを捕捉することができる。

【0038】

計測ツール１０２は、概して、オーバーレイを示す試料１０６からの光を捕捉するのに適した任意の数またはタイプの検出器１３４を含むことができる。一実施形態では、検出器１３４は、静的試料を特徴付けるのに適した１つ以上の検出器１３４を含む。この点に関して、計測ツール１０２は、測定中に試料１０６が静止している静止モードで動作することができる。例えば、検出器１３４は、電荷結合素子（ＣＣＤ）または相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）デバイスなどの２次元画素アレイを含むことができるが、これらに限定されない。これに関して、検出器１３４は、単一の測定において２次元画像（例えば、視野平面画像又は瞳平面画像である）を生成することができる。

【0039】

一実施形態では、検出器１３４は、移動する試料（例えば、走査試料）を特徴付けるのに適した１つ以上の検出器１３４を含む。この点に関して、計測ツール１０２は、測定中に試料１０６が測定視野に対して走査される走査モードで動作することができる。移動する試料に関する計測および関連する計測ターゲットレイアウトは、米国特許出願１６／５８６，５０４号（２０１９年９月２７日）、米国特許出願１６／５９８，１４６号（２０１９年１０月１０日）、及び米国特許出願１７／１４０，９９９号（２０２１年１月４日）において概して記載されており、その全ては、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。例えば、検出器１３４は、選択された画像許容差（例えば、画像のぼけ、コントラスト、シャープネスなど）内で走査中に１つ以上の画像を捕捉するのに充分な捕捉時間および／またはリフレッシュレートを有する２Ｄ画素アレイを含んでもよい。別の例として、検出器１３４は、一度に１ラインの画素の画像を連続的に生成するライン走査検出器を含むことができる。別の例として、検出器１３４は、時間遅延積分（ＴＤＩ）検出器を含み得る。ＴＤＩ検出器は、試料１０６の運動がＴＤＩ検出器内の電荷転送クロック信号に同期されるときに試料１０６の連続画像を生成することができる。特に、ＴＤＩ検出器は、画素の列上の露光から電荷を取得し、走査方向に沿って画素の隣接する列間で電荷を転送するためのクロックパルスを含む。走査方向に沿った試料１０６の運動がＴＤＩ検出器における電荷移動と同期されるとき、電荷は、走査中に連続的に蓄積する。このプロセスは、電荷が画素の最終列に到達するまで続き、続いて検出器から読み出される。このようにして、物体の画像は、単純なラインスキャンカメラで可能であるよりも長い時間枠にわたって蓄積される。この比較的長い取得時間は、画像内の光子ノイズレベルを減少させる。さらに、画像と電荷の同期運動は、記録された画像のぼけを防止する。

【0040】

別の実施形態では、図１Ｂに図示されるように、対物レンズ１２２は、照明経路１２０および集光経路１３８の両方に共通であり得る。このようにして、対物レンズ１２２は、照明１０８を同時に試料１０６に向けることができ、試料１０６から集光された光１３６を捕捉することができる。さらに、計測ツール１０２は、光の照明および集光のための対物レンズ１２２の組合せ使用を容易にするためにビームスプリッタ１４８を含むことができる。

【0041】

ここで図１Ｃ－図１Ｄを参照すると、瞳面走査が、本開示の１つ以上の実施形態に従って、より詳細に説明される。

【0042】

一実施形態では、計測ツール１０２は、照明経路１２０と集光経路１３８の両方に共通の測定経路１５０に瞳面スキャナ１０４を含む。例えば、図１Ｂ－図１Ｄに示す計測ツール１０２の非限定的な構成では、測定経路１５０は、ビームスプリッタ１４８と対物レンズ１２２との間に位置することができる。しかし、図１Ｃおよび図１Ｄは、単に例示を目的として提供されており、瞳面スキャナ１０４は、照明経路および集光経路の両方に共通の任意の測定経路内に配置され得ることを理解されたい。

【0043】

一実施形態では、瞳面スキャナ１０４は、測定経路１５０に沿って配置された１つ以上の中継瞳面１５４を生成するように構成された１つ以上の光学系から形成された瞳リレー１５２と、中継瞳面１５４の少なくとも１つに配置された１つ以上の偏向器１５６とを含む。これに関して、瞳面スキャナ１０４は、試料１０６を平行移動させることなく対物レンズ１２２の視野内で試料１０６上の照明１０８の位置（例えば、試料１０６上の照明スポットの位置）を調整することができる。例えば、瞳孔リレー１５２は、対物レンズ１２２（例えば、対物レンズ１２２に関連する後焦点面である）からの瞳孔平面１５８を１つ以上のリレー瞳孔平面１５４にリレーすることができる。

【0044】

本明細書では、偏向器１５６は、中継瞳平面１５４上に正確に配置され得るが、その必要はないことが企図される。例えば、図１Ｃに示すように、中継瞳面１５４及び偏向器１５６は、同一平面となるように位置合わせされる。一例では、瞳リレー１５２は、リレーされる瞳面１５４の傾きを偏向器１５６と一致するように調整する。いくつかの実施形態では、偏向器１５６は、中継瞳平面１５４に位置してもよいが、中継瞳平面１５４に対して傾斜してもよい。しかしながら、偏向器１５６及び中継瞳面１５４の不整合が、無視できる測定誤差又は特定の用途の選択された公差内の誤差をもたらす場合がある。

【0045】

偏向器１５６は、瞳リレー１５２内の光の角度を変更するのに適した当技術分野で知られている任意のタイプの光偏向器を含むことができる。一実施形態では、偏向器１５６は、回転可能または傾斜可能なミラー（例えば、調整可能な先端および／または傾斜を有するミラーである）を含む。さらに、ミラーは、当技術分野で知られている任意の技法を使用して作動させることができる。例えば、偏向器１５６は、ガルバノメータ、圧電ミラー、または微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスを含んでもよいが、それらに限定されない。別の例として、偏向器は、音響光学偏向器または電気光学偏向器を含んでもよいが、それらに限定されない。

【0046】

本明細書では、照明経路１２０および集光経路１３８の両方に共通の中継瞳面１５４に位置する偏向器１５６の角度を調整することにより、集光経路１３８に固有の光路（例えば、集光された光１３６がビームスプリッタ１４８を通過した後である）に沿った集光光１３６の位置に影響を与えることなく、試料１０６上の照明１０８の位置を調整することができると考えられる。特に、集光された光１３６は、偏向器１５６が調整されている間、集光瞳平面１４４及び／又は集光視野平面１４６において静止していてもよい。この点に関して、集光された光１３６に基づく計測測定は、偏向器１５６の調整によって影響を受けない場合がある。例えば、集光瞳平面１４４における検出器１３４上の光の分布は、偏向器１５６が調整されている間、安定し得る。本明細書では、これは、集光瞳平面１４４（例えば、集光瞳平面１４４内の１つ以上の回折次数の分布である）における光の分布に基づいて計測測定値が生成される回折ベースまたは散乱計測ベースの計測にとって特に有益であり得ることが企図される。別の例として、集光視野平面１４６における集光視野絞り上の光の分布は、偏向器１５６が調整されている間、安定し得る。

【0047】

加えて、瞳面スキャナ１０４は、照明経路１２０及び集光経路１３８の両方に共通の測定経路１５０に沿って配置されるので、照明経路１２０のみに配置された照明瞳面１３０及び／又は照明視野面１３２における照明１０８の分布（例えば、図１Ｂ～図１Ｄの構成におけるビームスプリッタ１４８の前）は、偏向器１５６が調整されている間、安定したままであり得る。このようにして、照明１０８の角度分布は、照明経路１２０にのみ共通の照明瞳面１３０内に画定することができ、試料１０６上の照明１０８の位置に対する調整によって影響を受けない。

【0048】

瞳面スキャナ１０４は、任意の数の中継瞳面１５４に配置された任意の数の偏向器１５６を含み得ることが本明細書においてさらに企図される。図１Ｃは、本開示の１つ以上の実施形態による、多軸（例えば、２軸）角度偏向を提供する単一偏向器１５６を伴う瞳面スキャナ１０４の概略図である。これに関して、図１Ｃの単一の偏向器１５６を使用して、２つの方向に沿って同時に試料１０６上の照明１０８の位置を調整することができる。図１Ｄは、本開示の１つ以上の実施形態による、２つの偏向器１５６を有する瞳面スキャナ１０４の概略図である。これに関して、図１Ｄの偏向器１５６の各々は、単一の方向に沿って試料１０６上の照明１０８の位置を調整するために使用され得る。さらに、異なる角度方向（例えば、直交方向）に沿った角度調節を提供するように２つの偏向器１５６を配向することによって、試料１０６上の照明１０８の位置は、２つの方向に調節され得る。

【0049】

別の実施形態では、計測ツール１０２は、試料１０６上の照明１０８の位置を監視または他の方法で観察するためのフィードバック検出器１６０を含む。フィードバック検出器１６０は、概して、計測ツール１０２内の任意の好適な視野平面に位置してもよい。さらに、フィードバック検出器１６０は、試料１０６上の照明１０８の位置が見える試料１０６の画像を生成するための２次元センサを含むがこれに限定されない、当技術分野で知られている任意のタイプの検出器を含むことができる。

【0050】

一実施形態では、計測ツール１０２は、中継視野平面１６４を提供するために、測定経路１５０内に視野リレー１６２を含み、フィードバック検出器１６０は、中継視野平面１６４に位置する。例えば、図１Ｃに示すように、視野リレー１６２は、観察または監視のために、集光された光１３６の一部分をフィードバック検出器１６０に向けて方向付けるように調整されたビームスプリッタ１６６を測定経路１５０内に含むことができる。別の例として、図示されていないが、フィードバック検出器１６０は、集光経路１３８に沿った任意の適切な集光場平面１４６に配置され得る。

【0051】

別の実施形態では、フィードバック検出器１６０は、コントローラ１１０に通信可能に結合される。これに関して、コントローラ１１０は、フィードバック検出器１６０によって生成された試料１０６の画像に基づいて、試料１０６上の照明１０８の位置を制御または調整することができる。たとえば、コントローラ１１０は、１つ以上の画像処理ステップを実施して、限定はしないが、計測ターゲットの特徴またはデバイス特徴など、試料１０６の任意の撮像された特徴に対する照明１０８の位置を決定することができる。

【0052】

図２は、本開示の１つ以上の実施形態による、計測方法２００において実行されるステップを示す流れ図である。出願人は、計測システム１００の文脈において本明細書で前述された実施形態および有効化技術は、方法２００に拡張されると解釈されるべきであることに留意する。しかしながら、方法２００は、計測システム１００のアーキテクチャに限定されないことにさらに留意されたい。

【0053】

一実施形態では、方法２００は、照明源からの照明をビームスプリッタを通して、測定経路に沿って、対物レンズを通して方向付けることによって、試料を照射するステップ２０２を含む。

【0054】

別の実施形態では、方法２００は、対物レンズを用いて試料から光を集光し、集光された光を測定経路に沿ってビームスプリッタを通して瞳平面に位置する検出器に指向させるステップ２０４を含む。

【0055】

別の実施形態では、方法２００は、対物レンズとビームスプリッタとの間の１つ以上の中継瞳平面に位置する１つ以上の偏向器を用いて、試料上の照明源からの照明の位置を調整するステップ２０６を含む。このようにして、１つ以上の偏向器を調整することは、検出器上の集光された光の安定した位置を維持しながら、試料上の照明源からの照明の位置を調整する。例えば、方法２００のステップ２０６は、計測システム１００に関して説明したように、照明経路１２０及び集光経路１３８に共通の測定経路１５０に沿って配置された瞳面スキャナ１０４を使用して実施することができるが、これは必須ではない。このようにして、方法２００のステップ２０６は、試料に向けられた照明の経路および試料から受け取られた集光光に共通の中継瞳平面に配置された１つ以上の偏向器によって実施することができる。

【0056】

別の実施形態では、方法２００のステップ２０６は、試料上の照明の位置が可視である試料の１つ以上の視野面画像を捕捉することを含むことができ、１つ以上の視野面画像に基づいて試料上の照明の位置を制御することをさらに含むことができる。

【0057】

ここで再び概括的に図１Ａ－図２を参照すると、瞳ベースの走査（例えば、本明細書に記載される瞳面スキャナ１０４を使用する）は、多数の用途において正確かつ効率的な計測測定を容易にし得ることが本明細書で企図される。

【0058】

一実施形態では、瞳面スキャナ１０４は、計測測定の前に試料上の照明スポットの位置を調整するように構成される。例えば、瞳面スキャナ１０４は、測定に先立って、計測ターゲット又はその一部上への照明１０８の位置（例えば、計測ターゲットのセル）を正確に調整することができる。本明細書では、瞳面スキャナ１０４は、試料ステージ１２４単独よりも迅速かつ／またはより正確な試料１０６上の照明１０８の位置合わせを提供し得ることが企図される。例えば、試料ステージ１２４は、概して、ステージが測定に先立って沈降するための移動後の期間を必要とし得る。本開示の実施形態によれば、試料ステージ１２４は、対物レンズ１２２及び瞳面スキャナ１０４の視野内に粗い位置合わせとして計測ターゲットを位置決めすることができ、瞳面スキャナ１０４は、計測ターゲットの所望の部分に微細な位置合わせを提供することができる。

【0059】

別の実施形態では、瞳面スキャナ１０４は、対物レンズ１２２の視野内の複数の位置（例えば、計測ターゲットの複数のセル）の迅速な測定を容易にすることができる。例えば、特定の計測測定値又は計測測定値のセットが、計測ターゲットの複数のセルからの計測データに基づく場合がある。しかしながら、上述のように、計測ターゲットの複数のセル上に照明１０８を順次再配置することは、各測定の前にステージ整定時間を必要とし得る。本開示の実施形態によれば、いったん計測ターゲットが対物レンズ１２２の視野内に配置されると、瞳面スキャナ１０４は、迅速な測定および高スループットを容易にするために、各所望のセル上に照明１０８を迅速に位置決めすることができる。

【0060】

別の実施形態では、瞳面スキャナ１０４は、測定中に定義された領域内の照明１０８の位置を走査するか、または別様に変調することができる。例えば、測定に関連する時間枠（例えば、検出器１３４の積分時間等である）内の照明１０８の位置の走査または変調は、コヒーレント照明１０８によって引き起こされるスペックルおよび／または計測ターゲットの特徴の粗さに関連するノイズを軽減することができる。さらに、瞳面スキャナ１０４は、限定はしないが、ラスタ走査パターン、ランダムパターン、または擬似ランダムパターンを含む、試料１０６上の照明１０８の任意の選択されたパターンを提供することができる。

【0061】

本明細書で説明される主題は、場合によっては、他の構成要素内に含まれる、または他の構成要素と接続される、異なる構成要素を図示する。そのような描写されたアーキテクチャは、単なる例示であり、実際には、同じ機能性を達成する多くの他のアーキテクチャが実装され得ることを理解されたい。概念的な意味では、同じ機能を達成するための構成要素の任意の配置は、所望の機能が達成されるように効果的に「関連付けられる」。したがって、特定の機能を達成するために組み合わされた本明細書の任意の２つの構成要素は、アーキテクチャ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「関連付けられる」と見なすことができる。同様に、そのように関連付けられた任意の２つの構成要素はまた、所望の機能性を達成するために、相互に「接続」または「結合」されていると見なされることができ、そのように関連付けられることが可能な任意の２つの構成要素はまた、所望の機能性を達成するために、相互に「結合可能」であると見なされることができる。結合可能な特定の例は、物理的に相互作用可能な及び／又は物理的に相互作用するコンポーネント及び／又は無線で相互作用可能な及び／又は無線で相互作用するコンポーネント及び／又は論理的に相互作用可能な及び／又は論理的に相互作用するコンポーネントを含むが、これらに限定されない。

【0062】

本開示およびその付随する利点の多くは、前述の説明によって理解されるであろうと考えられ、開示される主題から逸脱することなく、またはその物質的利点の全てを犠牲にすることなく、構成要素の形態、構造、および配置において種々の変更が行われ得ることが明白となるであろう。説明される形態は単なる説明であり、そのような変更を包含し、含むことが以下の特許請求の範囲の意図である。さらに、本発明は添付の特許請求の範囲によって定義されることを理解されたい。

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図1D】

【図2】

【国際調査報告】