CN113366619A - 使用组合光学与电子束技术的偏移测量 - Google Patents

使用组合光学与电子束技术的偏移测量 Download PDF

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CN113366619A CN201980091117.6A CN201980091117A CN113366619A CN 113366619 A CN113366619 A CN 113366619A CN 201980091117 A CN201980091117 A CN 201980091117A CN 113366619 A CN113366619 A CN 113366619A
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R·弗克维奇
L·叶鲁舍米
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Abstract

本发明揭示一种用于制造半导体装置晶片的偏移计量系统，其包含：光学偏移计量工具，其经配置以测量选自旨在相同的一批半导体装置晶片的半导体装置的两个层之间的至少一个目标处的偏移；电子束偏移计量工具，其经配置以测量选自所述批的半导体装置的两个层之间的所述至少一个目标处的偏移；及组合器，其可操作以组合所述光学偏移计量工具及所述电子束偏移计量工具的输出以提供组合偏移度量。

Description

使用组合光学与电子束技术的偏移测量
相关申请案的交叉引用
参考2019年2月15日申请的且标题为“用于使用组合光学与电子束技术进行精确OVL的新方法(NOVEL APPROACH FOR ACCURATE OVL USING COMBINE OPTICAL AND EBEAMTECHNOLOGY)”的第62/806,226号美国临时专利申请案，所述申请案的揭示内容借此以引用的方式并入且特此主张所述申请案的优先权。
还参考以下专利及专利申请案，所述专利及专利申请案与本申请案的标的物相关，所述申请案的揭示内容特此以引用的方式并入：
申请者的标题为“基于扫描电子束信号的对称性的重叠目标结构的重叠测量(OVERLAY MEASUREMENTS OF OVERLAPPING TARGET STRUCTURES BASED ON SYMMETRY OFSCANNING ELECTRON BEAM SIGNALS)”且在2018年5月14日申请的第15/979,336号美国专利申请案；
申请者的标题为“用于具有嵌入的SEM结构重叠目标的OVL的装置相关计量(DCM)(DEVICE CORRELATED METROLOGY(DCM)FOR OVL WITH EMBEDDED SEM STRUCTURE OVERLAYTARGETS)”且在2015年7月28日颁布的第US9,093,458号美国专利；
申请者的标题为“重叠标记，重叠标记设计的方法及重叠测量的方法(OVERLAYMARKS,METHODS OF OVERLAY MARK DESIGN AND METHODS OF OVERLAY MEASUREMENTS)”且在2012年12月11日发布的第US8,330,281号美国专利；及
申请者的标题为“用于使用散射测量法检测重叠误差的设备及方法(APPARATUSAND METHODS FOR DETECTING OVERLAY ERRORS USING SCATTEROMETRY)”且在2008年1月8日颁布的第US7,317,531号美国专利。
技术领域
本发明涉及计量的领域，且更特定来说，涉及偏移计量过程。
背景技术
已知用于计量及偏移计量过程的各种类型的装置。
发明内容
本发明设法提供经改进的偏移测量系统及方法。
因此，根据本发明的优选实施例，提供一种用于制造半导体装置晶片的偏移计量系统，其包含：光学偏移计量工具，其经配置以测量选自旨在相同的一批半导体装置晶片的半导体装置的两个层之间的至少一个目标处的偏移；电子束偏移计量工具，其经配置以测量选自所述批的半导体装置的两个层之间的所述至少一个目标处的偏移；及组合器，其可操作以组合所述光学偏移计量工具及所述电子束偏移计量工具的输出以提供组合偏移度量。
优选地，所述光学偏移计量工具包含散射测量计量工具。替代地，所述光学偏移计量工具包含成像计量工具。
根据本发明的优选实施例，所述光学偏移计量工具及所述电子束偏移计量工具各自测量单个半导体装置的两个层之间的偏移。替代地，所述光学偏移计量工具及所述电子束偏移计量工具各自测量均选自所述批的不同半导体装置晶片的两个层之间的偏移。
根据本发明的另一优选实施例，还提供一种用于制造半导体装置晶片的方法，其包含：对选自旨在相同的一批半导体装置晶片中的至少一个半导体装置晶片执行光刻工艺中的至少初始阶段；此后通过以下项而测量选自旨在相同的所述一批半导体装置晶片的至少一个半导体装置晶片的至少两个层的偏移：采用光学偏移计量工具以测量选自旨在相同的所述一批半导体装置晶片的所述至少一个半导体装置晶片中的至少一者的所述两个层之间的至少一个目标处的偏移；采用电子束偏移计量工具以测量选自旨在相同的所述一批半导体装置晶片的所述至少一个半导体装置晶片中的至少一者的两个层之间的所述至少一个目标处的偏移；及组合所述光学偏移计量工具及所述电子束偏移计量工具的输出以提供组合偏移度量；及利用所述组合偏移度量用于调整所述光刻工艺以提供经调整光刻工艺。
根据本发明的优选实施例，所述测量偏移包含采用所述光学偏移计量工具及所述电子束偏移计量工具以测量单个半导体装置的两个层之间的偏移。替代地，所述测量偏移包含采用所述光学偏移计量工具及所述电子束偏移计量工具以测量均选自所述批的不同半导体装置晶片的两个层之间的偏移。
根据本发明的优选实施例，所述经调整光刻工艺包含所述光刻工艺中的所述初始阶段。另外，所述方法还包含使用所述经调整光刻工艺执行光刻重工。
优选地，所述经调整光刻工艺包含所述光刻工艺中与所述光刻工艺中的所述初始阶段不同的阶段。
根据本发明的优选实施例，所述方法还包含使用所述经调整光刻工艺对具有旨在与所述半导体装置的配置相同的配置的额外半导体装置执行光刻。
根据本发明的优选实施例，所述方法还包含利用所述组合偏移度量用于调整所述光学偏移计量工具的测量参数及结果中的至少一者。另外或替代地，所述方法亦包含利用所述组合偏移度量用于调整所述电子束偏移计量工具的测量参数及结果中的至少一者。
根据本发明的优选实施例，所述光学偏移计量工具包含散射测量计量工具。替代地或另外，所述光学偏移计量工具包含成像计量工具。
优选地，所述对至少一个半导体装置晶片执行光刻工艺中的至少初始阶段包含：对选自旨在相同的一批半导体装置晶片的至少一个半导体装置执行光刻工艺；此后测量选自旨在相同的所述一批半导体装置晶片的至少一个半导体装置的至少两个层的光刻后偏移；及此后对选自旨在相同的所述一批半导体装置晶片的至少一个半导体装置执行蚀刻工艺。
优选地，所述测量偏移包含采用所述光学偏移计量工具及所述电子束偏移计量工具以测量单个半导体装置的两个层之间的偏移。替代地，所述测量偏移包含采用所述光学偏移计量工具及所述电子束偏移计量工具以测量均选自所述批的不同半导体装置晶片的两个层之间的偏移。
根据本发明的优选实施例，所述方法还包含使用所述经调整光刻工艺对具有旨在与所述半导体装置的配置相同的配置的额外半导体装置执行光刻。
根据本发明的优选实施例，所述光学偏移计量工具包含散射测量计量工具。替代地，所述光学偏移计量工具包含成像计量工具。
优选地，所述方法还包含利用所述组合偏移度量用于调整所述测量光刻后偏移的测量参数及结果中的至少一者。另外或替代地，所述方法还包含利用所述组合偏移度量用于调整所述光学偏移计量工具的测量参数及结果中的至少一者。替代地或另外，所述方法还包含利用所述组合偏移度量用于调整所述电子束偏移计量工具的测量参数及结果中的至少一者。
根据本发明的优选实施例，所述测量光刻后偏移包含采用光学偏移计量工具以测量选自旨在相同的所述一批半导体装置晶片的所述至少一个半导体装置晶片中的至少一者的两个层之间的至少一个目标处的偏移。另外或替代地，所述测量光刻后偏移包含采用电子束偏移计量工具以测量选自旨在相同的所述一批半导体装置晶片的所述至少一个半导体装置晶片中的至少一者的两个层之间的至少一个目标处的偏移。替代地或另外，所述测量光刻后偏移包含：采用光刻后光学偏移计量工具以测量选自旨在相同的所述一批半导体装置晶片的所述至少一个半导体装置晶片中的至少一者的两个层之间的至少一个目标处的偏移；采用光刻后电子束偏移计量工具以测量选自旨在相同的所述一批半导体装置晶片的所述至少一个半导体装置晶片中的至少一者的所述两个层之间的所述至少一个目标处的偏移；及组合所述光刻后光学偏移计量工具及所述光刻后电子束偏移计量工具的输出以提供组合偏移度量。
根据本发明的又一优选实施例，进一步提供一种用于在半导体装置的制造中的偏移的测量中使用的目标，所述目标包括：第一周期性结构，其经形成在半导体装置的第一层上；具有沿着轴线的第一节距；及第二周期性结构，其经形成在所述半导体装置的第二层上且具有沿着与所述轴线平行的轴线的第二节距，所述目标的特征在于其包含尤其适用于光学计量的至少一个第一区域及尤其适用于电子束计量的与所述至少第一区域分离的至少一个第二区域。
优选地，在所述至少一个第一区域的至少一个部分中，存在所述第一周期性结构且不存在所述第二周期性结构。另外或替代地，在所述至少一个第一区域的至少一个第二部分中，不存在所述第一周期性结构且存在所述第二周期性结构。
根据本发明的优选实施例，在所述至少一个第二区域中，存在所述第一周期性结构及所述第二周期性结构两者。
根据本发明的优选实施例，在所述至少一个第二区域中，存在第三周期性结构及第四周期性结构。替代地，在所述至少一个第二区域中，存在所述第一周期性结构及所述第二周期性结构中的一者且存在第三周期性结构。
根据本发明的优选实施例，在所述至少一个第二区域中，所述第一周期性结构及所述第二周期性结构部分地重叠。另外或替代地，在所述至少一个第二区域中，所述第三周期性结构及所述第四周期性结构部分地重叠。
优选地，在所述至少一个第二区域中，所述第一周期性结构及所述第二周期性结构中的所述一者及所述第三周期性结构部分地重叠。
根据本发明的优选实施例，所述第一周期性结构及所述第二周期性结构的不同部分部分地重叠达不同程度。
根据本发明的优选实施例，所述第三周期性结构及所述第四周期性结构的不同部分部分地重叠达不同程度。
根据本发明的优选实施例，所述第一周期性结构及所述第二周期性结构中的所述一者及所述第三周期性结构的不同部分部分地重叠达不同程度。
优选地，所述第一周期性结构及所述第二周期性结构中的至少一者包含多个周期性子结构。另外或替代地，所述第三周期性结构及所述第四周期性结构中的至少一者包含多个周期性子结构。
根据本发明的优选实施例，在所述至少一个第二区域中，所述第一周期性结构及所述第二周期性结构不重叠。
根据本发明的优选实施例，在所述至少一个第二区域中，所述第三周期性结构及所述第四周期性结构不重叠。
附图说明
从组合图式进行的以下详细描述将更完全理解并了解本发明，其中：
图1A是用于制造半导体装置晶片的第一方法的简化示意立体图解；
图1B是与图1A中的放大圆B对应的放大，其展示用于图1A的用于制造半导体装置晶片的方法的偏移计量系统的简化示意立体图解；
图2A及2B一起是说明图1A及1B的用于制造半导体装置晶片的第一方法的简化流程图；
图3A是用于制造半导体装置晶片的第二方法的简化示意立体图解；
图3B是与图3A中的放大圆B对应的放大，其展示用于图3A的用于制造半导体装置晶片的方法的偏移计量系统的简化示意立体图解；
图4A及4B一起是说明图3A及3B的用于制造半导体装置晶片的第二方法的简化流程图；
图5A到5D是展示结合图1A到4B的用于制造半导体装置晶片的方法使用的第一混合目标的四个替代实施例的简化图解；
图6A到6D是展示结合图1A到4B的用于制造半导体装置晶片的方法使用的第二混合目标的四个替代实施例的简化图解；
图7A到7D是展示结合图1A到4B的用于制造半导体装置晶片的方法使用的第三混合目标的四个替代实施例的简化图解；及
图8A到8D是展示结合图1A到4B的用于制造半导体装置晶片的方法使用的第四混合目标的四个替代实施例的简化图解。
具体实施方式
现参考图1A，其为用于制造半导体装置晶片的第一方法100的简化示意图。如图1A中所见，在第一光刻阶段110处图案化选自旨在相同的一批半导体装置晶片(BSDWII)104的至少一个半导体装置晶片102。应了解，虽然BSDWII 104经绘制为具有十二个半导体装置晶片102，但BSDWII 104可包含大于或等于1的任何数目个半导体装置晶片102。
在第一光刻阶段110处的图案化之后，半导体装置晶片102的至少两个层的偏移任选地由偏移计量系统120测量，且如由箭头122指示，可将来自通过偏移计量系统120的测量的结果发送到第一光刻阶段110用于图案化选自BSDWII 104的半导体装置晶片102中的额外者中的任一者或重新图案化先前已经图案化的半导体装置晶片102。应了解，并不需要将在第一光刻阶段110处图案化的每一半导体装置晶片102发送到偏移计量系统120用于偏移测量。
在本发明的优选实施例中，在第一光刻阶段110处的可接受图案化之后，将选自BSDWII 104的半导体装置晶片102发送到额外光刻阶段140用于额外图案化。应注意，还可将来自偏移计量系统120的结果发送到额外光刻阶段140，如由箭头142指示。应了解，可在上文参考图1A描述的第一方法100的步骤之前、之间及之后对选自BSDWII104的半导体装置晶片102执行其它步骤，包含测量及制造工艺。
现参考图1B，其为与图1A中的放大圆B对应的放大，图1B展示用于第一方法100的偏移计量系统120的简化示意立体图解，可看出，偏移计量系统120包含光学偏移计量工具144及电子束偏移计量工具146两者。应了解，光学偏移计量工具144可为任何适合光学偏移计量工具，例如散射测量计量工具或成像计量工具。
用作光学偏移计量工具144的典型散射测量计量工具为商业上可购自美国加利福尼亚州的米尔皮塔斯市(Milpitas)的科磊公司(KLA-Tencor Corporation)的ATLTM 100。用作光学偏移计量工具144的典型成像计量工具为商业上可购自美国加利福尼亚州的米尔皮塔斯市的科磊公司的ArcherTM 600。典型电子束偏移计量工具146为商业上可购自美国加利福尼亚州的米尔皮塔斯市的科磊公司的eDR7xxxTM。
应了解，光学偏移计量工具144及电子束偏移计量工具146可操作以测量选自BSDWII 104的相同半导体装置晶片102或半导体装置晶片102中的不同者的偏移。无论测量相同还是不同半导体装置晶片102的偏移，光学偏移计量工具144及电子束偏移计量工具146都可操作以测量选自BSDWII 104的半导体装置晶片102的相同两层之间的偏移。
应进一步了解，在本发明的优选实施例中，由光学偏移计量工具144及由电子束偏移计量工具146进行的偏移测量通常包含在半导体装置晶片102上的多个位点148处进行的多个测量。然而，在本发明的替代实施例中，由光学偏移计量工具144及由电子束偏移计量工具146进行的偏移测量可仅包含在半导体装置晶片102上的单个位点148处进行的单个测量或多个测量。
偏移计量系统120进一步包含组合器149，如由箭头152及154指示，所述组合器149组合光学偏移计量工具144及电子束偏移计量工具146的输出以提供组合偏移度量，例如目标特定组合光学与电子束偏移度量(TSCOEBMM)150。
偏移计量系统120可将TSCOEBMM 150传达到光刻阶段110及140，如分别由箭头122及142指示，且TSCOEBMM 150可用于调整光刻阶段110及140的参数。另外，可在调整光学偏移计量工具144的测量参数及结果中的至少一者时利用TSCOEBMM150，如由箭头156指示。还可在调整电子束偏移计量工具146的测量参数及结果中的至少一者时利用TSCOEBMM 150，如由箭头158指示。
现参考图2A及2B，其一起为说明第一方法100(图1A及1B)的简化流程图。如在第一步骤202处所见，在第一光刻阶段110处图案化选自BSDWII 104的至少一个半导体装置晶片102。如在下一步骤204处所见，在第一光刻阶段110处的图案化之后，利用偏移计量系统120的光学偏移计量工具144以测量半导体装置晶片102的两个层之间的至少一个目标处的光刻后光学偏移。应了解，在步骤204处测量的半导体装置晶片102的至少两个层中的一者为在步骤202处图案化的层。在步骤204处测量的半导体装置晶片102的至少两个层的其它者可为在第一方法100之前形成的任何层。
应了解，在本发明的优选实施例中，在步骤204处进行的偏移测量通常包含在半导体装置晶片102上的多个位点148处进行的多个测量。然而，在本发明的替代实施例中，在步骤204处进行的偏移测量可仅包含在半导体装置晶片102上的单个位点148处进行的单个测量或多个测量。
如在下一步骤206处所见，在第一光刻阶段110处的图案化之后，还利用偏移计量系统120的电子束偏移计量工具146以测量半导体装置晶片102的两个层之间的至少一个目标处的光刻后光学偏移。
应了解，在步骤206处测量的半导体装置晶片102可为在步骤204处测量的相同半导体装置晶片102，但还可为选自BSDWII 104的不同半导体装置晶片102。
应进一步了解，在本发明的优选实施例中，在步骤206处进行的偏移测量包含在半导体装置晶片102上的多个位点148处进行的多个测量。然而，在本发明的替代实施例中，在步骤206处进行的偏移测量可仅包含在半导体装置晶片102上的单个位点148处进行的单个测量或多个测量。应注意，与所进行的测量的数目或所测量的位点的数目无关，在步骤204及206处，在选自BSDWII 104且在步骤202处由第一光刻阶段110图案化的半导体装置晶片102的对应层之间测量偏移。
在步骤204及206之后，如在下一步骤208处所见，偏移计量系统120组合步骤204处的光学偏移计量工具144的输出及步骤206处的电子束偏移计量工具146的输出以产生TSCOEBMM 150。TSCOEBMM 150可使用加权平均值、回归、机器学习方法或任何额外方法被产生。
例如，在步骤208处，针对在半导体装置晶片102上测量的每一位点148，可比较步骤204处测量的光学偏移及步骤206处测量的电子束偏移，且在步骤204或步骤206处进行的测量中导致较少残差的任一测量可用作所述位点148的TSCOEBMM 150。
在下一步骤210中，第一方法100确定在步骤204及206处测量的偏移是否高于第一阈值。如果在步骤204及206处测量的偏移高于第一阈值，那么第一方法100继续进行到下一步骤212，在所述下一步骤212处执行基于TSCOEBMM 150的调整。步骤212包含任选子步骤214、216及218中的至少一者。
在任选子步骤214处，在调整光学偏移计量工具144的测量参数及结果中的至少一者时利用TSCOEBMM 150。例如，可调整光学偏移计量工具144的测量参数，例如在其处测量偏移的所关注区域、在偏移测量中利用的光的波长、在偏移测量中利用的光的偏光、数值孔径、衍射掩模及衍射孔径，因此来自光学偏移计量工具144的测量结果更紧密匹配电子束偏移计量工具146的测量结果。
在任选子步骤216处，在调整电子束偏移计量工具146的测量参数及结果中的至少一者时利用TSCOEBMM 150。例如，可利用TSCOEBMM 150以识别并移除来自在步骤206处由电子束偏移计量工具146进行的偏移测量的离群测量结果。
在任选子步骤218处，在调整第一光刻阶段110时利用TSCOEBMM 150。例如，可调整第一光刻阶段110的参数，尤其包含旋转、按比例调整及平移。
在步骤212之后，第一方法100在下一步骤220处继续进行以确定在步骤204及206处测量的偏移是否高于第二阈值。如果在步骤204及206处测量的偏移高于第二阈值，那么第一方法100在下一步骤222处继续进行以确定是否将一或多个半导体装置晶片102发送回进行重工。
如果将重工一或多个半导体装置晶片102，那么剥离一或多个半导体装置晶片102且第一方法100返回到步骤202用于在经调整第一光刻阶段110处图案化一或多个半导体装置晶片102。如果将不重工一或多个半导体装置晶片102(尤其包含其中不执行任选子步骤218的情况)，那么拒绝半导体装置晶片102或整个BSDWII 104，如在下一步骤224处所见。
如果偏移不高于第二阈值，那么第一方法100从步骤220继续进行到下一步骤226。应注意，当在步骤204及206处测量的偏移不高于第一阈值时，第一方法100从步骤210继续进行到步骤226，如图2A及2B中所见。
在步骤226处，第一方法100确定在步骤204及206处测量的偏移是否高于第三阈值。如果偏移高于第三阈值，那么第一方法100继续进行到下一步骤228，在所述下一步骤228处在调整第二光刻阶段140时利用TSCOEBMM 150。例如，可调整第二光刻阶段140的参数，尤其包含旋转、按比例调整及平移。
在步骤228之后或在步骤226之后，当偏移不高于第三阈值时，第一方法100继续进行到任选下一步骤230，在所述任选下一步骤230处在第二光刻阶段140处图案化半导体装置晶片或若干半导体装置晶片102。在下一步骤232处，作出关于是否处理额外半导体装置晶片102的决策，在此之后，在下一步骤234处使用经调整光刻阶段110及140中的至少一者制造额外半导体装置晶片102，或第一方法100结束，如在下一步骤236处所见。
应了解，可使用第一方法100或任何其它适合替代方法(其包含第一光刻阶段110及任选地光学偏移计量工具144、电子束偏移计量工具146及第二光刻阶段140(其已作为第一方法100的部分被调整)中的任一者)制造在步骤234处制造的额外半导体装置晶片102。
应进一步了解，可在上文参考图2A及2B描述的第一方法100的步骤之前、之间及之后对选自BSDWII 104的半导体装置晶片102执行其它步骤，包含测量及制造工艺。
现参考图3A，其为用于制造半导体装置晶片的第二方法300的简化示意图。如图3A中所见，在光刻阶段310处图案化选自旨在相同的一批半导体装置晶片(BSDWII)304的至少一个半导体装置晶片302。应了解，虽然BSDWII 304经绘制为具有十二个半导体装置晶片302，但BSDWII 304可包含大于或等于1的任何数目个半导体装置晶片302。
在光刻阶段310处的图案化之后，任选地通过偏移计量工具312测量半导体装置晶片302。偏移计量工具312可为任何适合偏移计量工具，包含如上文参考图1A及1B描述的偏移计量系统120、光学偏移计量工具(例如散射测量计量工具或成像计量工具)及电子束偏移计量工具。
用作偏移计量工具312的典型散射测量计量工具为商业上可购自美国加利福尼亚州的米尔皮塔斯市的科磊公司的ATLTM 100。用作偏移计量工具312的典型成像计量工具为商业上可购自美国加利福尼亚州的米尔皮塔斯市的科磊公司的ArcherTM 600。用作偏移计量工具312的典型电子束偏移计量工具为商业上可购自美国加利福尼亚州的米尔皮塔斯市的科磊公司的eDR7xxxTM。
如由箭头314指示，可将来自通过偏移计量工具312的测量的结果发送到光刻阶段310用于图案化选自BSDWII 304的半导体装置晶片302中的额外者中的任一者或重新图案化先前已经图案化的半导体装置晶片302。应了解，并不需要将在光刻阶段310处图案化的每一半导体装置晶片302发送到偏移计量工具312用于偏移测量。
在光刻阶段310处的可接受图案化之后，将选自BSDWII 304的半导体装置晶片302发送到蚀刻阶段316用于蚀刻。在蚀刻阶段316之后，半导体装置晶片302任选地由偏移计量系统320测量，且如由箭头322指示，可将来自通过偏移计量系统320的测量的结果发送到光刻阶段310用于图案化选自BSDWII 304的半导体装置晶片302中的额外者。还可将来自偏移计量系统320的结果发送到偏移计量工具312，如由箭头342指示。应了解，并不需要将在第一光刻阶段110处图案化的每一半导体装置晶片102发送到偏移计量系统120用于偏移测量。
应了解，可在上文参考图3A描述的第二方法300的步骤之前、之间及之后对选自BSDWII 304的半导体装置晶片302执行其它步骤，包含测量及制造工艺。
现参考图3B，其为与图1A中的放大圆B对应的放大，图3B展示用于第二方法300的偏移计量系统320的简化示意图。如图3B中所见，偏移计量系统320包含光学偏移计量工具344及电子束偏移计量工具346两者。应了解，光学偏移计量工具344可为任何适合光学偏移计量工具，例如散射测量计量工具或成像计量工具。
用作光学偏移计量工具344的典型散射测量计量工具为商业上可购自美国加利福尼亚州的米尔皮塔斯市的科磊公司的ATLTM 100。用作光学偏移计量工具344的典型成像计量工具为商业上可购自美国加利福尼亚州的米尔皮塔斯市的科磊公司的ArcherTM 600。典型电子束偏移计量工具346为商业上可购自美国加利福尼亚州的米尔皮塔斯市的科磊公司的eDR7xxxTM。
应了解，光学偏移计量工具344及电子束偏移计量工具346可操作以测量选自BSDWII 304的相同半导体装置晶片302或半导体装置晶片302中的不同者的偏移。无论测量相同还是不同半导体装置晶片302的偏移，光学偏移计量工具344及电子束偏移计量工具346都可操作以测量选自BSDWII 304的半导体装置晶片302的相同两层之间的偏移。
应进一步了解，在本发明的优选实施例中，由光学偏移计量工具344及由电子束偏移计量工具346进行的偏移测量通常包含在半导体装置晶片302上的多个位点348处进行的多个测量。然而，在本发明的替代实施例中，由光学偏移计量工具344及由电子束偏移计量工具346进行的偏移测量可仅包含在半导体装置晶片302上的单个位点348处进行的单个测量或多个测量。
偏移计量系统320进一步包含组合器349，如由箭头352及354指示，所述组合器349组合光学偏移计量工具344及电子束偏移计量工具346的输出以提供组合偏移度量，例如目标特定组合光学与电子束偏移度量(TSCOEBMM)350。
偏移计量系统320可将TSCOEBMM 350传达到光刻阶段310且到偏移计量工具312，如分别由箭头322及342指示，且TSCOEBMM 150可用于调整光刻阶段310的参数以及偏移计量工具312的测量参数及结果中的至少一者。
另外，可在调整光学偏移计量工具344的测量参数及结果中的至少一者时利用TSCOEBMM 350，如由箭头356指示。还可在调整电子束偏移计量工具346的测量参数及结果中的至少一者时利用TSCOEBMM 350，如由箭头358指示。
现参考图4A及4B，其一起为说明图3A及3B的第二方法300的简化流程图。如在第一步骤402处所见，在光刻阶段310处图案化选自BSDWII 304的至少一个半导体装置晶片302。如在下一步骤404处所见，在光刻阶段310处的图案化之后，利用偏移计量工具312以测量半导体装置晶片302的两个层之间的光刻后偏移。应了解，在步骤404处测量的半导体装置晶片302的至少两个层中的一者为在步骤402处图案化的层。在步骤404处测量的半导体装置晶片302的至少两个层中的其它者可为在第二方法300之前形成的任何层。
应了解，在本发明的优选实施例中，在步骤404处进行的偏移测量通常包含在半导体装置晶片302上的多个位点348处进行的多个测量。然而，在本发明的替代实施例中，在步骤404处进行的偏移测量可仅包含在半导体装置晶片302上的单个位点348处进行的单个测量或多个测量。
如在下一步骤406处所见，第二方法300确定在步骤404处测量的光刻后偏移是否高于第一阈值。如果在步骤404处测量的光刻后偏移高于第一阈值，那么第二方法300继续进行到下一步骤408，在所述下一步骤408处基于在步骤404处测量的光刻后偏移调整光刻阶段310。例如，可调整光刻阶段310的参数，尤其包含旋转、按比例调整及平移。
在步骤408之后，当偏移高于第一阈值时，或在步骤406之后，当偏移不高于第一阈值时，第二方法300继续进行到下一步骤410，在所述下一步骤410处在蚀刻阶段316处蚀刻半导体装置晶片302。应了解，在步骤316处蚀刻的半导体装置晶片302可为在步骤404处测量的相同半导体装置晶片302，但还可为选自BSDWII 304且在步骤402处由光刻阶段310图案化的不同半导体装置晶片302。
如在下一步骤412处所见，在步骤410处的蚀刻之后，利用偏移计量系统320的光学偏移计量工具344以测量半导体装置晶片302的两个层之间的蚀刻后光学偏移。应了解，在本发明的优选实施例中，在步骤412处进行的偏移测量通常包含在半导体装置晶片302上的多个位点348处进行的多个测量。然而，在本发明的替代实施例中，在步骤412处进行的偏移测量可仅包含在半导体装置晶片302上的单个位点348处进行的单个测量或多个测量。
如在下一步骤414处所见，在蚀刻阶段316处的蚀刻之后，还通过偏移计量系统320的电子束偏移计量工具346测量半导体装置晶片302的两个层之间的蚀刻后偏移。应了解，在步骤414处测量的半导体装置晶片302可为在步骤412处测量的相同半导体装置晶片302，但还可为选自BSDWII 104且在步骤402处由光刻阶段310图案化的不同半导体装置晶片302。
应进一步了解，在本发明的优选实施例中，在步骤414处进行的偏移测量包含在半导体装置晶片302上的多个位点348处进行的多个测量。然而，在本发明的替代实施例中，在步骤414处进行的偏移测量可仅包含在半导体装置晶片302上的单个位点348处进行的单个测量或多个测量。应注意，与所进行的测量的数目或所测量的位点的数目无关，在步骤412及414处，在选自BSDWII 304的半导体装置晶片302的对应层之间测量偏移。
在步骤412及414之后，如在下一步骤416处所见，偏移计量系统320输出TSCOEBMM350。应了解，TSCOEBMM 350是从来自步骤412处的光学偏移计量工具344及步骤414处的电子束偏移计量工具346两者的测量产生的。TSCOEBMM 350可使用加权平均值、回归、机器学习方法或任何额外方法被产生。
例如，在步骤416处，针对在半导体装置晶片302上测量的每一位点348，可比较步骤412处测量的光学偏移及步骤414处测量的电子束偏移，且在步骤412或步骤414处进行的测量中导致较少残差的任一测量可用作所述位点348的TSCOEBMM 350。
在下一步骤418处，第二方法300确定在步骤412及414处测量的偏移是否高于第二阈值。如果偏移高于第二阈值，那么第二方法300继续进行到下一步骤420，在所述下一步骤420处执行基于TSCOEBMM 350的调整。步骤420包含任选子步骤422、424、426及428中的至少一者。
在任选子步骤422处，在调整光学偏移计量工具344的测量参数及结果中的至少一者时利用TSCOEBMM 350。例如，可调整光学偏移计量工具344的测量参数，例如在其处测量偏移的所关注区域、在偏移测量中利用的光的波长、在偏移测量中利用的光的偏光、数值孔径、衍射掩模及衍射孔径，因此来自光学偏移计量工具344的测量结果更紧密匹配电子束偏移计量工具346的测量结果。
在任选子步骤424处，在调整电子束偏移计量工具346的测量参数及结果中的至少一者时利用TSCOEBMM 350。例如，可利用TSCOEBMM 350以识别并移除来自在步骤414处由电子束偏移计量工具346进行的偏移测量的离群测量结果。
在任选子步骤426处，在调整光刻阶段310时利用TSCOEBMM 150。例如，可调整第一光刻阶段310的参数，尤其包含旋转、按比例调整及平移。
在任选子步骤428处，在调整在步骤404处由偏移计量工具312进行的光刻后偏移测量的测量参数及结果中的至少一者时利用TSCOEBMM 150。例如，可调整偏移计量工具312的测量参数，例如在其处测量偏移的所关注区域、在偏移测量中利用的光的波长、在偏移测量中利用的光的偏光、数值孔径、衍射掩模及衍射孔径。作为额外实例，可利用TSCOEBMM350以识别并移除来自在步骤404处由偏移计量工具312进行的偏移测量的离群测量结果。
在步骤420之后，如在下一步骤430处所见，作出关于是否处理额外半导体装置晶片302的决策，在此之后，在下一步骤432处制造额外半导体装置晶片302，或第二方法300结束，如在步骤434处所见。
应注意，当在步骤412及414中测量的偏移不高于第二阈值时，第二方法300从步骤418直接继续进行到步骤430，如图4A及4B中所见。
应了解，可使用第二方法300或任何其它适合替代方法(其包含光刻阶段310及任选地偏移计量工具312、光学偏移计量工具344及电子束偏移计量工具346(其已作为第二方法300的部分被调整)中的任一者)制造在步骤432处制造的额外半导体装置晶片302。
应进一步了解，可在上文参考图4A及4B描述的第二方法300的步骤之前、之间及之后对选自BSDWII 304的半导体装置晶片302执行其它步骤，包含测量及制造工艺。
现参考图5A到5D，其为展示形成在半导体装置晶片502(例如半导体装置晶片102(图1A到2B)或半导体装置晶片302(图3A到4B))的两个单独层上的第一混合目标500的四个替代实施例的简化图解。在用于制造半导体装置晶片的第一方法100及第二方法300中使用第一混合目标500。
如图5A到5D中所见，第一混合目标500包含形成在半导体装置晶片502的第一层506上的第一周期性结构504及形成在半导体装置晶片502的第二层509上的第二周期性结构508。
如在图5A到5D中进一步所见，第一混合目标500包含第一光学敏感区域510及第二光学敏感区域512及优选定位在它们之间的单独电子束敏感区域518。应了解，光学敏感区域510及512尤其适用于光学计量且电子束敏感区域518尤其适用于电子束计量。
应了解，半导体装置晶片502的第一层506及第二层509可但不需要彼此邻近。应进一步了解，第一光学敏感区域510及第二光学敏感区域512可操作以在通过适合成像偏移计量工具(例如商业上可购自美国加利福尼亚州的米尔皮塔斯市的科磊公司的ArcherTM 600)测量时使用成像算法(例如在第8,330,281号美国专利中描述的成像算法，所述专利的揭示内容借此以引用的方式并入)指示半导体装置晶片502的第一层506与第二层509之间的偏移。
电子束敏感区域518可操作以在通过适合电子束偏移计量工具(例如商业上可购自美国加利福尼亚州的米尔皮塔斯市的科磊公司的eDR7xxxTM)测量时使用散射测量算法(例如在2018年5月14日申请的标题为“基于扫描电子束信号的对称性的重叠目标结构的重叠测量(OVERLAY MEASUREMENTS OF OVERLAPPING TARGET STRUCTURES BASED ONSYMMETRY OF SCANNING ELECTRON BEAM SIGNALS)”的第15/979,336号美国专利申请案中描述的散射测量算法，所述申请案的揭示内容借此以引用的方式并入)指示半导体装置晶片502的第一层506与第二层509之间的偏移。
在半导体装置晶片502的第一层506上，第一光学敏感区域510经形成为具有此处展示为包含线522及空间524的具有沿着轴线530的在600nm与2400nm之间的节距A的光栅的第一周期性结构504。在半导体装置晶片502的第二层509上，第二光学敏感区域512经形成为具有此处展示为包含线532及空间534的具有沿着与轴线530平行的轴线的在600nm与2400nm之间的节距B的光栅的第二周期性结构508。线522及532的宽度优选分别在节距A及B的20％与80％之间。
如在图5A中说明的实施例中所见，第一光学敏感区域510的第一周期性结构504及第二光学敏感区域512的第二周期性结构508在电子束敏感区域518中部分地重叠。应注意，光学敏感区域510的第一周期性结构504及光学敏感区域512的第二周期性结构508经相对于彼此布置，使得在电子束敏感区域518中，线522及532的各种对部分地重叠达不同程度。例如，在电子束敏感区域518中，线522及532的各种对可重叠达
Figure BDA0003193191140000151
及
Figure BDA0003193191140000152
的程度。
如在图5B到5D中说明的实施例中所见，第一光学敏感区域510的第一周期性结构504及第二光学敏感区域512的第二周期性结构508不存在于电子束敏感区域518中。代替性地，在半导体装置晶片502的第一层506上，电子束敏感区域518经形成为具有此处展示为包含线542及空间544的具有沿着与轴线530平行的轴线的在30nm与600nm之间且优选在30nm与200nm之间的节距C的光栅的第三周期性结构540。在半导体装置晶片502的第二层509上，电子束敏感区域518经形成为具有此处展示为包含线552及空间554的具有沿着与轴线530平行的轴线的在30nm与600nm之间且优选在30nm与200nm之间的节距D的光栅的第四周期性结构550。线542及552的宽度优选分别在节距C及D的20％与80％之间。应注意，第三周期性结构540及第四周期性结构550在电子束敏感区域518中部分地重叠。
应注意，在参考图5A描述的实施例中，第一周期性结构504及第二周期性结构508经相对于彼此布置，使得线522及532的各种对部分地重叠达不同程度。类似地，在参考图5B到5D描述的实施例中，第三周期性结构540及第四周期性结构550经相对于彼此布置，使得线542及552的各种对部分地重叠达不同程度。然而，应了解，在节距A、B、C及D或线522、532、542及552的宽度之间不需要设置关系。
应进一步注意，周期性结构504、508、540及550优选包含多个周期性子结构(未展示)。更具体来说，线522、532、542及552可经分段，但其不需要经分段。在其中线522、532、542及552经分段的实施例中，线522、532、542及552中的每一者由多个子线及子线之间的子空间定义。
现参考图6A到6D，其为展示形成在半导体装置晶片602(例如半导体装置晶片102(图1A到2B)或半导体装置晶片302(图3A到4B))的两个单独层上的第二混合目标600的四个替代实施例的简化图解。在用于制造半导体装置晶片的第一方法100及第二方法300中使用第二混合目标600。
如图6A到6D中所见，第二混合目标600包含形成在半导体装置晶片602的第一层606上的第一周期性结构604及形成在半导体装置晶片602的第二层609上的第二周期性结构608。
如在图6A到6D中进一步所见，第二混合目标600包含第一光学敏感区域610及第二光学敏感区域612及优选定位在它们之间的单独电子束敏感区域618。应了解，光学敏感区域610及612尤其适用于光学计量且电子束敏感区域618尤其适用于电子束计量。
应了解，半导体装置晶片602的第一层606及第二层609可但不需要彼此邻近。应进一步了解，第一光学敏感区域610及第二光学敏感区域612可操作以在通过适合成像偏移计量工具(例如商业上可购自美国加利福尼亚州的米尔皮塔斯市的科磊公司的ArcherTM 600)测量时使用成像算法(例如在第8,330,281号美国专利中描述的成像算法，所述专利的揭示内容借此以引用的方式并入)指示半导体装置晶片602的第一层606与第二层609之间的偏移。
电子束敏感区域618可操作以在通过适合电子束偏移计量工具(例如商业上可购自美国加利福尼亚州的米尔皮塔斯市的科磊公司的eDR7xxxTM)测量时使用成像算法(例如在第9,093,458号美国专利中描述的成像算法，所述专利的揭示内容借此以引用的方式并入)指示半导体装置晶片602的第一层606与第二层609之间的偏移。
在半导体装置晶片602的第一层606上，第一光学敏感区域610经形成为具有此处展示为包含线622及空间624的具有沿着与轴线630平行的轴线的在600nm与2400nm之间的节距E的光栅的第一周期性结构604。在半导体装置晶片602的第二层609上，第二光学敏感区域612经形成为具有此处展示为包含线632及空间634的具有沿着轴线630的在600nm与2400nm之间的节距F的光栅的第二周期性结构608。线622及632的宽度优选在节距E及F的20％与80％之间。
如在图6A中说明的实施例中所见，第一光学敏感区域610的第一周期性结构604及第二光学敏感区域612的第二周期性结构608延伸到电子束敏感区域618中。应注意，第一周期性结构604及第二周期性结构608相对于彼此布置，使得在电子束敏感区域618中，第一周期性结构604及第二周期性结构608不重叠。
如在图6B到6D中说明的实施例中所见，第一光学敏感区域610的第一周期性结构604及第二光学敏感区域612的第二周期性结构608不存在于电子束敏感区域618中。代替性地，在半导体装置晶片602的第一层606上，电子束敏感区域618经形成为具有此处展示为包含线642及空间644的具有沿着与轴线630平行的轴线的在100nm与600nm之间且优选在100nm与300nm之间的节距G的光栅的第三周期性结构640。在半导体装置晶片602的第二层609上，电子束敏感区域618经形成为具有此处展示为包含线652及空间654的具有沿着与轴线630平行的轴线的在100nm与600nm之间且优选在100nm与300nm之间的节距H的光栅的第四周期性结构650。线642及652的宽度优选分别在节距G及H的20％与80％之间。
应注意，电子束敏感区域618的第三周期性结构640及第四周期性结构650经相对于彼此布置，使得第三周期性结构640及第四周期性结构650不重叠。应进一步注意，在节距E、F、G及H或线622、632、642及652的宽度之间不需要设置关系。
应进一步注意，周期性结构604、608、640及650优选包含多个周期性子结构(未展示)。更具体来说，线622、632、642及652可经分段，但其不需要经分段。在其中线622、632、642及652经分段的实施例中，线622、632、642及652中的每一者由多个子线及子线之间的子空间定义。
现参考图7A到7D，其为展示形成在半导体装置晶片702(例如半导体装置晶片102(图1A到2B)或半导体装置晶片302(图3A到4B))的两个单独层上的第三混合目标700的四个替代实施例的简化图解。在用于制造半导体装置晶片的第一方法100及第二方法300中使用第三混合目标700。
如图7A到7D中所见，第三混合目标700包含形成在半导体装置晶片702的第一层706上的第一周期性结构704及形成在半导体装置晶片702的第二层709上的第二周期性结构708。
如在图7A到7D中进一步所见，第三混合目标700包含第一光学敏感区域710及第二光学敏感区域712及优选定位在它们之间的单独电子束敏感区域718。应了解，光学敏感区域710及712尤其适用于光学计量且电子束敏感区域718尤其适用于电子束计量。
应了解，半导体装置晶片702的第一层706及第二层709可但不需要彼此邻近。应进一步了解，第一光学敏感区域710及第二光学敏感区域712可操作以在通过适合散射测量偏移计量工具(例如商业上可购自美国加利福尼亚州的米尔皮塔斯市的科磊公司的ATLTM100)测量时使用散射测量算法(例如在第7,317,531号美国专利中描述的散射测量算法，所述专利的揭示内容借此以引用的方式并入)指示半导体装置晶片702的第一层706与第二层709之间的偏移。
电子束敏感区域敏感718可操作以在通过适合电子束偏移计量工具(例如商业上可购自美国加利福尼亚州的米尔皮塔斯市的科磊公司的eDR7xxxTM)测量时使用散射测量算法(例如在2018年5月14日申请的标题为“基于扫描电子束信号的对称性的重叠目标结构的重叠测量(OVERLAY MEASUREMENTS OF OVERLAPPING TARGET STRUCTURES BASED ONSYMMETRY OF SCANNING ELECTRON BEAM SIGNALS)”的第15/979,336号美国专利申请案中描述的散射测量算法)指示半导体装置晶片702的第一层706与第二层709之间的偏移。
在半导体装置晶片702的第一层706上，第一光学敏感区域710及第二光学敏感区域712经形成为具有此处展示为包含线722及空间724的具有沿着轴线730的在400nm与900nm之间的节距I的光栅的第一周期性结构704。在半导体装置晶片702的第二层709上，第一光学敏感区域710及第二光学敏感区域712经形成为具有此处展示为包含线732及空间734的具有沿着轴线730的在400nm与900nm之间的节距J的光栅的第二周期性结构708。线722及732的宽度优选分别在节距I及J的20％与80％之间。
如图7A中说明的实施例中所见，第二周期性结构708存在于电子束敏感区域718中。应了解，在参考图7A描述的实施例中，第一周期性结构704及第二周期性结构708中的任一者存在于电子束敏感区域718中。
另外，在图7A中说明的实施例中，第三周期性结构740存在于电子束敏感区域718中。第三周期性结构740在此处展示为包含线742及空间744的具有沿着与轴线730平行的轴线的在30nm与600nm之间且优选在30nm与200nm之间的节距K的光栅。应注意，第二周期性结构708及第三周期性结构740在电子束敏感区域718中部分地重叠。
应注意，第二周期性结构708及第三周期性结构740经相对于彼此布置，使得在电子束敏感区域718中，线732及742的各种对部分地重叠达不同程度。例如，在电子束敏感区域718中，线732及742的各种对可重叠达
Figure BDA0003193191140000181
及
Figure BDA0003193191140000182
的程度。
如在图7B到7D中说明的实施例中所见，第一周期性结构704及第二周期性结构708不存在于电子束敏感区域718中。代替性地，在半导体装置晶片702的第一层706上，电子束敏感区域718经形成为具有第三周期性结构740。在半导体装置晶片702的第二层709上，电子束敏感区域718经形成为具有此处展示为包含线752及空间754的具有沿着与轴线730平行的轴线的在30nm与600nm之间且优选在30nm与200nm之间的节距L的光栅的第四周期性结构750。线742及752的宽度优选分别在节距K及L的20％与80％之间。应注意，第三周期性结构740及第四周期性结构750在电子束敏感区域718中部分地重叠。
应注意，在参考图7A描述的实施例中，第二周期性结构708及第三周期性结构740经相对于彼此布置，使得线722及742的各种对部分地重叠达不同程度。类似地，在参考图7B到7D描述的实施例中，第三周期性结构740及第四周期性结构750经相对于彼此布置，使得线742及752的各种对部分地重叠达不同程度。然而，应了解，在节距I、J、K及L或线722、732、742及752的宽度之间不需要设置关系。
应进一步注意，周期性结构704、708、740及750优选包含多个周期性子结构(未展示)。更具体来说，线722、732、742及752可经分段，但其不需要经分段。在其中线722、732、742及752经分段的实施例中，线722、732、742及752中的每一者由多个子线及子线之间的子空间定义。
现参考图8A到8D，其为展示形成在半导体装置晶片802(例如半导体装置晶片102(图1A到2B)或半导体装置晶片302(图3A到4B))的两个单独层上的第四混合目标800的四个替代实施例的简化图解。在用于制造半导体装置晶片的第一方法100及第二方法300中使用第四混合目标800。
如图8A到8D中所见，第四混合目标800包含形成在半导体装置晶片802的第一层806上的第一周期性结构804及形成在半导体装置晶片802的第二层809上的第二周期性结构808。
如在图8A到8D中进一步所见，第四混合目标800包含第一光学敏感区域810及第二光学敏感区域812及优选定位在它们之间的单独电子束敏感区域818。应了解，光学敏感区域810及812尤其适用于光学计量且电子束敏感区域818尤其适用于电子束计量。
应了解，半导体装置晶片802的第一层806及第二层809可但不需要彼此邻近。应进一步了解，第一光学敏感区域810及第二光学敏感区域812可操作以在通过适合散射测量偏移计量工具(例如商业上可购自美国加利福尼亚州的米尔皮塔斯市的科磊公司的ATLTM100)测量时使用散射测量算法(例如在第7,317,531号美国专利中描述的散射测量算法，所述专利的揭示内容借此以引用的方式并入)指示半导体装置晶片802的第一层806与第二层809之间的偏移。
电子束敏感区域818可操作以在通过适合电子束偏移计量工具(例如商业上可购自美国加利福尼亚州的米尔皮塔斯市的科磊公司的eDR7xxxTM)测量时使用成像算法(例如在第9,093,458号美国专利中描述的成像算法，所述专利的揭示内容借此以引用的方式并入)指示半导体装置晶片802的第一层806与第二层809之间的偏移。
在半导体装置晶片802的第一层806上，第一光学敏感区域810及第二光学敏感区域经形成为具有此处展示为包含线822及空间824的具有沿着轴线830的在400nm与900nm之间的节距M的光栅的第一周期性结构804。在半导体装置晶片802的第二层809上，第一光学敏感区域及第二光学敏感区域812经形成为具有此处展示为包含线832及空间834的具有沿着轴线830的在400nm与900nm之间的节距N的光栅的第二周期性结构808。线822及832的宽度优选分别在节距M及N的20％与80％之间。
如在图8A中说明的实施例中所见，第一光学敏感区域810的第一周期性结构804及第二光学敏感区域812的第二周期性结构808延伸到电子束敏感区域818中。应注意，第一周期性结构804及第二周期性结构808经相对于彼此布置，使得在电子束敏感区域818中，第一周期性结构804及第二周期性结构808不重叠。
如在图8B到8D中说明的实施例中所见，第一周期性结构804及第二周期性结构808不存在于电子束敏感区域818中。代替性地，在半导体装置晶片802的第一层806上，电子束敏感区域818经形成为具有此处展示为包含线842及空间844的具有沿着与轴线830平行的轴线的在100nm与600nm之间且优选在100nm与300nm之间的节距O的光栅的第三周期性结构840。在半导体装置晶片802的第二层809上，电子束敏感区域818经形成为具有此处展示为包含线852及空间854的具有沿着与轴线830平行的轴线的在100nm与600nm之间且优选在100nm与300nm之间的节距P的光栅的第四周期性结构850。线842及852的宽度优选分别在节距O及P的20％与80％之间。
应注意，电子束敏感区域818的第三周期性结构840及第四周期性结构850经相对于彼此布置，使得第三周期性结构840及第四周期性结构850不重叠。应进一步注意，在节距M、N、O及P或线822、832、842及852的宽度之间不需要设置关系。
应进一步注意，周期性结构804、808、840及850优选包含多个周期性子结构(未展示)。更具体来说，线822、832、842及852可经分段，但其不需要经分段。在其中线822、832、842及852经分段的实施例中，线822、832、842及852中的每一者由多个子线及子线之间的子空间定义。
所属领域的技术人员将了解，本发明不限于上文已特定展示并描述的内容。本发明的范围包含上文描述的各种特征的组合及子组合两者以及其修改，其全部不在先前技术中。

Claims (44)

1.一种用于制造半导体装置晶片的偏移计量系统，其包括：
光学偏移计量工具，其经配置以测量选自旨在相同的一批半导体装置晶片的半导体装置的两个层之间的至少一个目标处的偏移；
电子束偏移计量工具，其经配置以测量选自所述批的半导体装置的两个层之间的所述至少一个目标处的偏移；及
组合器，其可操作以组合所述光学偏移计量工具及所述电子束偏移计量工具的输出以提供组合偏移度量。
2.根据权利要求1所述的系统，且其中所述光学偏移计量工具包括散射测量计量工具。
3.根据权利要求1所述的系统，且其中所述光学偏移计量工具包括成像计量工具。
4.根据权利要求1到3中任一权利要求所述的系统，且其中所述光学偏移计量工具及所述电子束偏移计量工具各自测量单个半导体装置的两个层之间的偏移。
5.根据权利要求1到3中任一权利要求所述的系统，且其中所述光学偏移计量工具及所述电子束偏移计量工具各自测量均选自所述批的不同半导体装置晶片的两个层之间的偏移。
6.一种用于制造半导体装置晶片的方法，其包括：
对选自旨在相同的一批半导体装置晶片的至少一个半导体装置晶片执行光刻工艺中的至少初始阶段；
此后通过以下项而测量选自旨在相同的所述一批半导体装置晶片的至少一个半导体装置晶片的至少两个层的偏移：
采用光学偏移计量工具以测量选自旨在相同的所述一批半导体装置晶片的所述至少一个半导体装置晶片中的至少一者的所述两个层之间的至少一个目标处的偏移；
采用电子束偏移计量工具以测量选自旨在相同的所述一批半导体装置晶片的所述至少一个半导体装置晶片中的至少一者的两个层之间的所述至少一个目标处的偏移；及
组合所述光学偏移计量工具及所述电子束偏移计量工具的输出以提供组合偏移度量；及
利用所述组合偏移度量用于调整所述光刻工艺以提供经调整光刻工艺。
7.根据权利要求6所述的方法，且其中所述测量偏移包含采用所述光学偏移计量工具及所述电子束偏移计量工具以测量单个半导体装置的两个层之间的偏移。
8.根据权利要求6所述的方法，且其中所述测量偏移包含采用所述光学偏移计量工具及所述电子束偏移计量工具以测量均选自所述批的不同半导体装置晶片的两个层之间的偏移。
9.根据权利要求6到8中任一权利要求所述的方法，且其中所述经调整光刻工艺包括所述光刻工艺中的所述初始阶段。
10.根据权利要求9所述的方法，且其还包括使用所述经调整光刻工艺执行光刻重工。
11.根据权利要求6到8中任一权利要求所述的方法，且其中所述经调整光刻工艺包括所述光刻工艺中与所述光刻工艺中的所述初始阶段不同的阶段。
12.根据权利要求6到11中任一权利要求所述的方法，且其还包括使用所述经调整光刻工艺对具有旨在与所述半导体装置的配置相同的配置的额外半导体装置晶片执行光刻。
13.根据权利要求6到12中任一权利要求所述的方法，且其还包括利用所述组合偏移度量用于调整所述光学偏移计量工具的测量参数及结果中的至少一者。
14.根据权利要求6到13中任一权利要求所述的方法，且其还包括利用所述组合偏移度量用于调整所述电子束偏移计量工具的测量参数及结果中的至少一者。
15.根据权利要求6到14中任一权利要求所述的方法，且其中所述光学偏移计量工具包含散射测量计量工具。
16.根据权利要求6到15中任一权利要求所述的方法，且其中所述光学偏移计量工具包含成像计量工具。
17.根据权利要求6到16中任一权利要求所述的用于制造半导体装置晶片的方法，且其中所述对至少一个半导体装置晶片执行光刻工艺中的至少初始阶段包括：
对选自旨在相同的一批半导体装置晶片的至少一个半导体装置执行光刻工艺；
此后测量选自旨在相同的所述一批半导体装置晶片的至少一个半导体装置的至少两个层的光刻后偏移；及
此后对选自旨在相同的所述一批半导体装置晶片的至少一个半导体装置执行蚀刻工艺。
18.根据权利要求17所述的方法，且其中所述测量偏移包含采用所述光学偏移计量工具及所述电子束偏移计量工具以测量单个半导体装置的两个层之间的偏移。
19.根据权利要求17所述的方法，且其中所述测量偏移包含采用所述光学偏移计量工具及所述电子束偏移计量工具以测量均选自所述批的不同半导体装置晶片的两个层之间的偏移。
20.根据权利要求17到19中任一权利要求所述的方法，且其还包括使用所述经调整光刻工艺对具有旨在与所述半导体装置的配置相同的配置的额外半导体装置晶片执行光刻。
21.根据权利要求17到20中任一权利要求所述的方法，且其中所述光学偏移计量工具包含散射测量计量工具。
22.根据权利要求17到20中任一权利要求所述的方法，且其中所述光学偏移计量工具包含成像计量工具。
23.根据权利要求17到22中任一权利要求所述的方法，且其还包括利用所述组合偏移度量用于调整所述测量光刻后偏移的测量参数及结果中的至少一者。
24.根据权利要求17到23中任一权利要求所述的方法，且其还包括利用所述组合偏移度量用于调整所述光学偏移计量工具的测量参数及结果中的至少一者。
25.根据权利要求17到24中任一权利要求所述的方法，且其还包括利用所述组合偏移度量用于调整所述电子束偏移计量工具的测量参数及结果中的至少一者。
26.根据权利要求17到25中任一权利要求所述的方法，且其中所述测量光刻后偏移包括采用光学偏移计量工具以测量选自旨在相同的所述一批半导体装置晶片的所述至少一个半导体装置晶片中的至少一者的两个层之间的至少一个目标处的偏移。
27.根据权利要求17到25中任一权利要求所述的方法，且其中所述测量光刻后偏移包括采用电子束偏移计量工具以测量选自旨在相同的所述一批半导体装置晶片的所述至少一个半导体装置晶片中的至少一者的两个层之间的至少一个目标处的偏移。
28.根据权利要求17到25中任一权利要求所述的方法，且其中所述测量光刻后偏移包括：
采用光刻后光学偏移计量工具以测量选自旨在相同的所述一批半导体装置晶片的所述至少一个半导体装置晶片中的至少一者的两个层之间的至少一个目标处的偏移；
采用光刻后电子束偏移计量工具以测量选自旨在相同的所述一批半导体装置晶片的所述至少一个半导体装置晶片中的至少一者的所述两个层之间的所述至少一个目标处的偏移；及
组合所述光刻后光学偏移计量工具及所述光刻后电子束偏移计量工具的输出以提供组合偏移度量。
29.一种用于在半导体装置的制造中的偏移的测量中使用的目标，所述目标包括：
第一周期性结构，其经形成在半导体装置的第一层上；具有沿着轴线的第一节距；及
第二周期性结构，其经形成在所述半导体装置的第二层上且具有沿着与所述轴线平行的轴线的第二节距，
所述目标的特征在于其包含尤其适用于光学计量的至少一个第一区域及尤其适用于电子束计量的与所述至少第一区域分离的至少一个第二区域。
30.根据权利要求29所述的用于在半导体装置的制造中的偏移的测量中使用的目标，且其中：
在所述至少一个第一区域的至少一个部分中，存在所述第一周期性结构且不存在所述第二周期性结构。
31.根据权利要求29或30所述的用于在半导体装置的制造中的偏移的测量中使用的目标，且其中：
在所述至少一个第一区域的至少一个第二部分中，不存在所述第一周期性结构且存在所述第二周期性结构。
32.根据权利要求29到31中任一权利要求所述的用于在半导体装置的制造中的偏移的测量中使用的目标，且其中在所述至少一个第二区域中，存在所述第一周期性结构及所述第二周期性结构两者。
33.根据权利要求29到31中任一权利要求所述的用于在半导体装置的制造中的偏移的测量中使用的目标，且其中在所述至少一个第二区域中，存在第三周期性结构及第四周期性结构。
34.根据权利要求29到31中任一权利要求所述的用于在半导体装置的制造中的偏移的测量中使用的目标，且其中在所述至少一个第二区域中，存在所述第一周期性结构及所述第二周期性结构中的一者且存在第三周期性结构。
35.根据权利要求32所述的用于在半导体装置的制造中的偏移的测量中使用的目标，且其中在所述至少一个第二区域中，所述第一周期性结构及所述第二周期性结构部分地重叠。
36.根据权利要求33所述的用于在半导体装置的制造中的偏移的测量中使用的目标，且其中在所述至少一个第二区域中，所述第三周期性结构及所述第四周期性结构部分地重叠。
37.根据权利要求34所述的用于在半导体装置的制造中的偏移的测量中使用的目标，且其中在所述至少一个第二区域中，所述第一周期性结构及所述第二周期性结构中的所述一者及所述第三周期性结构部分地重叠。
38.根据权利要求35所述的用于在半导体装置的制造中的偏移的测量中使用的目标，且其中所述第一周期性结构及所述第二周期性结构的不同部分部分地重叠达不同程度。
39.根据权利要求36所述的用于在半导体装置的制造中的偏移的测量中使用的目标，且其中所述第三周期性结构及所述第四周期性结构的不同部分部分地重叠达不同程度。
40.根据权利要求36所述的用于在半导体装置的制造中的偏移的测量中使用的目标，且其中所述第一周期性结构及所述第二周期性结构中的所述一者及所述第三周期性结构的不同部分部分地重叠达不同程度。
41.根据权利要求29到38中任一权利要求所述的用于在半导体装置的制造中的偏移的测量中使用的目标，且其中所述第一及第二周期性结构中的至少一者包含多个周期性子结构。
42.根据权利要求33、34、36、37、39及40中任一权利要求所述的用于在半导体装置的制造中的偏移的测量中使用的目标，且其中所述第三及第四周期性结构中的至少一者包含多个周期性子结构。
43.根据权利要求32所述的用于在半导体装置的制造中的偏移的测量中使用的目标，且其中在所述至少一个第二区域中，所述第一周期性结构及所述第二周期性结构不重叠。
44.根据权利要求33所述的用于在半导体装置的制造中的偏移的测量中使用的目标，且其中在所述至少一个第二区域中，所述第三周期性结构及所述第四周期性结构不重叠。
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