CN114008754A - 多层莫尔目标及其在测量半导体装置的偏移中的使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于计算形成于半导体装置晶片上的至少第一层、第二层与第三层之间的偏移的多层莫尔目标，其包含周期性结构堆叠的至少一个群组，所述至少一个群组各自包含：第一堆叠，其包含第一堆叠第一周期性结构(S1P1)，所述S1P1沿着第一轴具有S1P1间距；第二堆叠，其包含第二堆叠第一周期性结构(S2P1)，所述S2P1沿着第二轴具有S2P1间距；及第三堆叠，其包含第三堆叠第一周期性结构(S3P1)，所述S3P1沿着第三轴具有S3P1间距；所述第一轴平行于x轴或y轴，且所述堆叠中的至少一者包含第二周期性结构，所述第二周期性结构沿着至少一个第四轴具有第二周期性结构间距，所述至少一个第四轴平行于所述第一轴且与所述轴中的一者同轴。
Description
相关申请案的参考
据此参考2019年7月10日提出申请且标题为“新型的多层光栅叠加光栅叠对测量目标设计(A NEW MULTILAYER GRATING OVER GRATING OVERLAY MEASUREMENT TARGETDESIGN)”的美国临时专利申请案第62/872,422号，所述美国临时专利申请案的揭示内容据此以引用的方式并入且据此主张其优先权。
也参考本申请人的与本申请案的标的物相关的以下专利及专利申请案，所述专利及专利申请案的揭示内容据此以引用的方式并入：
标题为“连续变化的偏移标记及确定叠对的方法(CONTINUOUSLY VARYING OFFSETMARK AND METHODS OF DETERMINING OVERLAY)”的美国专利第7,440,105号；
标题为“类装置计量目标(DEVICE-LIKE METROLOGY TARGETS)”的美国公开专利申请案第2018/0188663号；
2019年4月5日提出申请且标题为“新型的多层光栅叠加光栅叠对测量目标设计”的美国临时专利申请案第62/829,839号；及
2019年9月11日提出申请且标题为“包含莫尔元素及旋转对称布置的成像叠对目标(IMAGING OVERLAY TARGETS INCLUDING MOIRE ELEMENTS AND ROTATIONAL SYMMETRYARRANGEMENTS)”的美国临时专利申请案第62/898,980号。
技术领域
本发明一般来说涉及测量半导体装置制造中的偏移。
背景技术
已知用于测量半导体装置制造中的偏移的各种方法及系统。
发明内容
本发明力图提供用于测量半导体装置制造中的偏移的经改进方法及系统。
因此，根据本发明的优选实施例，提供一种用于计算至少第一层、第二层与第三层之间的偏移的多层莫尔目标，所述第一层、所述第二层及所述第三层形成于半导体装置晶片上，所述半导体装置晶片界定x-y平面，所述多层莫尔目标包含：周期性结构堆叠的至少一个群组，所述至少一个群组中的每一者包含：周期性结构的第一堆叠，其至少包含第一堆叠第一周期性结构(S1P1)，所述S1P1与所述第一层、所述第二层及所述第三层中的至少一者一起形成，所述S1P1沿着第一轴具有S1P1间距；周期性结构的第二堆叠，其至少包含第二堆叠第一周期性结构(S2P1)，所述S2P1与所述第一层、所述第二层及所述第三层中的至少一者一起形成，所述S2P1沿着第二轴具有S2P1间距；及周期性结构的第三堆叠，其至少包含第三堆叠第一周期性结构(S3P1)，所述S3P1与所述第一层、所述第二层及所述第三层中的至少一者一起形成，所述S3P1沿着第三轴具有S3P1间距，当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述第一轴平行于x轴或y轴；当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述第二轴及所述第三轴平行于所述第一轴，且所述第一堆叠、所述第二堆叠及所述第三堆叠中的至少一者包含第二周期性结构，所述第二周期性结构沿着至少一个第四轴具有第二周期性结构间距，当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述至少一个第四轴平行于所述第一轴且与所述第一轴、所述第二轴及所述第三轴中的一者同轴。
根据本发明的优选实施例，所述第一层界定平行于所述x-y平面的第一大体上平面表面；所述第二层界定平行于所述x-y平面的第二大体上平面表面；所述第三层界定平行于所述x-y平面的第三大体上平面表面；所述第一轴位于平行于x-z平面或y-z平面中的一者的第一平面中，x-z平面或y-z平面中的所述一者与所述x-y平面一起界定三维x-y-z坐标系统；所述第二轴位于平行于所述第一平面的第二平面中；所述第三轴位于平行于所述第一平面的第三平面中；且所述至少一个第四轴位于所述第一平面、所述第二平面及所述第三平面中的相应一者中且平行于所述第一轴、所述第二轴或所述第三轴中的相应一者。
优选地，周期性结构的所述第一堆叠包含与所述第一层一起形成的所述S1P1及与所述第二层一起形成的第一堆叠第二周期性结构(S1P2)，所述S1P2沿着所述至少一个第四轴中的第一者具有S1P2间距，当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述第一者与所述第一轴同轴；周期性结构的所述第二堆叠包含与所述第二层一起形成的所述S2P1及与所述第三层一起形成的第二堆叠第二周期性结构(S2P2)，所述S2P2沿着所述至少一个第四轴中的第二者具有S2P2间距，当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述第二者与所述第二轴同轴；且周期性结构的所述第三堆叠包含与所述第一层一起形成的所述S3P1及与所述第三层一起形成的第三堆叠第二周期性结构(S3P2)，当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述S3P2沿着所述至少一个第四轴中的第三者具有S3P2间距。
优选地，所述S2P1间距通过第二堆叠乘法因子而与所述S1P2间距相关；所述S2P2间距通过所述第二堆叠乘法因子而与所述S1P1间距相关；所述S3P1间距通过第三堆叠乘法因子而与所述S1P1间距相关；且所述S3P2间距通过所述第三堆叠乘法因子而与所述S1P2间距相关。根据本发明的优选实施例，所述第二堆叠乘法因子等于1且所述第三堆叠乘法因子等于1。
根据本发明的优选实施例，周期性结构的所述第一堆叠包含与所述第一层一起形成的所述S1P1及与所述第二层一起形成的第一堆叠第二周期性结构(S1P2)，所述S1P2沿着所述至少一个第四轴中的第一者具有S1P2间距；周期性结构的所述第二堆叠包含与所述第一层一起形成的所述S2P1及与所述第二层一起形成的第二堆叠第二周期性结构(S2P2)，所述S2P2沿着所述至少一个第四轴中的第二者具有S2P2间距；且周期性结构的所述第三堆叠包含与所述第二层一起形成的所述S3P1及与所述第三层一起形成的第三堆叠第二周期性结构(S3P2)，所述S3P2沿着所述至少一个第四轴中的第三者具有S3P2间距。
根据本发明的优选实施例，周期性结构的所述第一堆叠包含与所述第一层一起形成的所述S1P1及与所述第二层一起形成的第一堆叠第二周期性结构(S1P2)，所述S1P2沿着所述至少一个第四轴中的第一者具有S1P2间距；周期性结构的所述第二堆叠包含与所述第一层一起形成的所述S2P1及与所述第二层一起形成的第二堆叠第二周期性结构(S2P2)，所述S2P2沿着所述至少一个第四轴中的第二者具有S2P2间距；且周期性结构的所述第三堆叠包含与所述第二层一起形成的所述S3P1及与所述第一层一起形成的第三堆叠第二周期性结构(S3P2)，所述S3P2沿着所述至少一个第四轴中的第三者具有S3P2间距。
优选地，所述S3P1间距通过第三堆叠乘法因子而与所述S2P2间距相关，且所述S3P2间距通过所述第三堆叠乘法因子而与所述S2P1间距相关。根据本发明的优选实施例，所述第三堆叠乘法因子等于1。根据本发明的优选实施例，所述S1P1间距与所述S2P2间距相同且所述S1P2间距与所述S2P1间距相同。另一选择是，所述S1P1间距与所述S2P1间距相同；所述S1P2间距与所述S1P1间距相差附加项；所述S2P2间距与所述S1P1间距相差所述附加项；所述S3P1间距与所述S1P1间距相差所述附加项；且所述S3P2间距与所述S1P1间距相同。
根据本发明的优选实施例，周期性结构的所述第一堆叠包含与所述第二层一起形成的所述S1P1；周期性结构的所述第二堆叠包含与所述第一层一起形成的所述S2P1及与所述第二层一起形成的第二堆叠第二周期性结构(S2P2)，所述S2P2沿着所述至少一个第四轴中的第二者具有S2P2间距；且周期性结构的所述第三堆叠包含与所述第二层一起形成的所述S3P1及与所述第三层一起形成的第三堆叠第二周期性结构(S3P2)，所述S3P2沿着所述至少一个第四轴中的第三者具有S3P2间距。根据本发明的优选实施例，所述S2P1间距与所述S3P2间距相同，且所述S2P2间距与所述S3P1间距相同。
根据本发明的优选实施例，周期性结构的所述第一堆叠包含与所述第二层一起形成的所述S1P1；周期性结构的所述第二堆叠包含与所述第一层一起形成的所述S2P1；且周期性结构的所述第三堆叠包含与所述第二层一起形成的所述S3P1及与所述第三层一起形成的第三堆叠第二周期性结构(S3P2)，所述S3P2沿着所述至少一个第四轴具有S3P2间距。
根据本发明的优选实施例，周期性结构的所述第一堆叠包含与所述第一层一起形成的所述S1P1；周期性结构的所述第二堆叠包含与所述第一层一起形成的所述S2P1；且周期性结构的所述第三堆叠包含与所述第一层一起形成的所述S3P1及与所述第三层一起形成的第三堆叠第二周期性结构(S3P2)，所述S3P2沿着所述至少一个第四轴具有S3P2间距。
根据本发明的优选实施例，周期性结构的所述第一堆叠包含与所述第二层一起形成的所述S1P1；周期性结构的所述第二堆叠包含与所述第一层一起形成的所述S2P1；且周期性结构的所述第三堆叠包含与所述第二层一起形成的所述S3P1及与所述第一层一起形成的第三堆叠第二周期性结构(S3P2)，所述S3P2沿着所述至少一个第四轴具有S3P2间距。
根据本发明的优选实施例，周期性结构的所述第一堆叠包含与所述第一层一起形成的所述S1P1；周期性结构的所述第二堆叠包含与所述第一层一起形成的所述S2P1及与所述第二层一起形成的第二堆叠第二周期性结构(S2P2)，所述S2P2沿着所述至少一个第四轴中的第一者具有S2P2间距；且周期性结构的所述第三堆叠包含与所述第二层一起形成的所述S3P1及与所述第三层一起形成的第三堆叠第二周期性结构(S3P2)，所述S3P2沿着所述至少一个第四轴中的第二者具有S3P2间距。
优选地，周期性结构堆叠的所述至少一个群组包含：周期性堆叠的至少一个第一群组，其中当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述第一轴平行于所述x轴；及周期性堆叠的至少一个第二群组，其中当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述第一轴平行于所述y轴。另外，周期性堆叠的所述至少一个第一群组与周期性堆叠的所述至少一个第二群组除了其定向外均相同。
根据本发明的优选实施例，所述目标由镜像对称性表征。根据本发明的优选实施例，所述目标由旋转对称性表征。
根据本发明的另一优选实施例，也提供一种用于计算至少第一层、第二层、第三层与第四层之间的偏移的多层莫尔目标，所述第一层、所述第二层、所述第三层及所述第四层形成于半导体装置晶片上，所述半导体装置晶片界定x-y平面，所述多层莫尔目标包含：周期性结构堆叠的至少一个群组，所述至少一个群组中的每一者包含：周期性结构的第一堆叠，其至少包含第一堆叠第一周期性结构(S1P1)，所述S1P1与所述第一层、所述第二层、所述第三层及所述第四层中的至少一者一起形成，所述S1P1沿着第一轴具有S1P1间距；周期性结构的第二堆叠，其至少包含第二堆叠第一周期性结构(S2P1)，所述S2P1与所述第一层、所述第二层、所述第三层及所述第四层中的至少一者一起形成，所述S2P1沿着第二轴具有S2P1间距；周期性结构的第三堆叠，其至少包含第三堆叠第一周期性结构(S3P1)，所述S3P1与所述第一层、所述第二层、所述第三层及所述第四层中的至少一者一起形成，所述S3P1沿着第三轴具有S3P1间距；及周期性结构的第四堆叠，其至少包含第四堆叠第一周期性结构(S4P1)，所述S4P1与所述第一层、所述第二层、所述第三层及所述第四层中的至少一者一起形成，所述S4P1沿着第四轴具有S4P1间距，当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述第一轴平行于x轴或y轴；当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述第二轴、所述第三轴及所述第四轴平行于所述第一轴，且所述第一堆叠、所述第二堆叠、所述第三堆叠及所述第四堆叠中的至少一者包含第二周期性结构，所述第二周期性结构沿着至少一个第五轴具有第二周期性结构间距，当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述至少一个第五轴平行于所述第一轴且与所述第一轴、所述第二轴、所述第三轴及所述第四轴中的一者同轴。
根据本发明的优选实施例，所述第一层界定平行于所述x-y平面的第一大体上平面表面；所述第二层界定平行于所述x-y平面的第二大体上平面表面；所述第三层界定平行于所述x-y平面的第三大体上平面表面；所述第四层界定平行于所述x-y平面的第一大体上平面表面；所述第一轴位于平行于x-z平面或y-z平面中的一者的第一平面中，x-z平面或y-z平面中的所述一者与所述x-y平面一起界定三维x-y-z坐标系统；所述第二轴位于平行于所述第一平面的第二平面中；所述第三轴位于平行于所述第一平面的第三平面中；所述第四轴位于平行于所述第一平面的第三平面中；且所述至少一个第五轴位于所述第一平面、所述第二平面、所述第三平面及所述第四平面中的相应一者中且平行于所述第一轴、所述第二轴、第三轴或所述第四轴中的相应一者。
根据本发明的优选实施例，周期性结构的所述第一堆叠包含与所述第一层一起形成的所述S1P1及与所述第二层一起形成的第一堆叠第二周期性结构(S1P2)，所述S1P2沿着所述至少一个第五轴中的第一者具有S1P2间距，当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述第一者与所述第一轴同轴；周期性结构的所述第二堆叠包含与所述第一层一起形成的所述S2P1及与所述第二层一起形成的第二堆叠第二周期性结构(S2P2)，所述S2P2沿着所述至少一个第五轴中的第二者具有S2P2间距，当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述第二者与所述第二轴同轴；周期性结构的所述第三堆叠包含与所述第二层一起形成的所述S3P1及与所述第三层一起形成的第三堆叠第二周期性结构(S3P2)，所述S3P2沿着所述至少一个第五轴中的第三者具有S3P2间距，当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述第三者与所述第三轴同轴；且周期性结构的所述第四堆叠包含与所述第三层一起形成的所述S4P1及与所述第四层一起形成的第四堆叠第二周期性结构(S4P2)，所述S4P2沿着所述至少一个第五轴中的第四者具有S4P2间距，当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述第四者与所述第四轴同轴。
根据本发明的优选实施例，所述S3P1间距通过第三堆叠乘法因子而与所述S2P2间距相关；所述S3P2间距通过所述第三堆叠乘法因子而与所述S2P1间距相关；所述S4P1间距通过第四堆叠乘法因子而与所述S2P1间距相关；且所述S4P2间距通过所述第四堆叠乘法因子而与所述S2P2间距相关。
根据本发明的优选实施例，周期性结构的所述第一堆叠包含与所述第一层一起形成的所述S1P1及与所述第二层一起形成的第一堆叠第二周期性结构(S1P2)，所述S1P2沿着所述至少一个第五轴中的第一者具有S1P2间距，当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述第一者与所述第一轴同轴；周期性结构的所述第二堆叠包含与所述第二层一起形成的所述S2P1；周期性结构的所述第三堆叠包含与所述第二层一起形成的所述S3P1及与所述第三层一起形成的第三堆叠第二周期性结构(S3P2)，所述S3P2沿着所述至少一个第五轴中的第二者具有S3P2间距，当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述第二者与所述第三轴同轴；且周期性结构的所述第四堆叠包含与所述第三层一起形成的所述S4P1及与所述第四层一起形成的第四堆叠第二周期性结构(S4P2)，所述S4P2沿着所述至少一个第五轴中的第三者具有S4P2间距，当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述第三者与所述第四轴同轴。
优选地，所述S4P1间距通过第四堆叠乘法因子而与所述S3P2间距相关，且所述S4P2间距通过所述第四堆叠乘法因子而与所述S3P1间距相关。
根据本发明的优选实施例，周期性结构的所述第一堆叠包含与所述第一层一起形成的所述S1P1及与所述第二层一起形成的第一堆叠第二周期性结构(S1P2)，所述S1P2沿着所述至少一个第五轴中的第一者具有S1P2间距，当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述第一者与所述第一轴同轴；周期性结构的所述第二堆叠包含与所述第二层一起形成的所述S2P1及与所述第三层一起形成的第二堆叠第二周期性结构(S2P2)，所述S2P2沿着所述至少一个第五轴中的第二者具有S2P2间距，当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述第二者与所述第二轴同轴；周期性结构的所述第三堆叠包含与所述第一层一起形成的所述S3P1及与所述第三层一起形成的第三堆叠第二周期性结构(S3P2)，所述S3P2沿着所述至少一个第五轴中的第三者具有S3P2间距，当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述第三者与所述第三轴同轴；且周期性结构的所述第四堆叠包含与所述第三层一起形成的所述S4P1及与所述第四层一起形成的第四堆叠第二周期性结构(S4P2)，所述S4P2沿着所述至少一个第五轴中的第四者具有S4P2间距，当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述第四者与所述第四轴同轴。
优选地，所述S2P1间距通过第二堆叠乘法因子而与所述S1P2间距相关；所述S2P2间距通过所述第二堆叠乘法因子而与所述S1P1间距相关；所述S3P1间距通过第三堆叠乘法因子而与所述S1P1间距相关；所述S3P2间距通过所述第三堆叠乘法因子而与所述S1P2间距相关；所述S4P1间距通过第四堆叠乘法因子而与所述S1P2间距相关；且所述S4P2间距通过所述第四堆叠乘法因子而与所述S1P1间距相关。
根据本发明的优选实施例，周期性结构的所述第一堆叠包含与所述第一层一起形成的所述S1P1及与所述第二层一起形成的第一堆叠第二周期性结构(S1P2)，所述S1P2沿着所述至少一个第五轴中的第一者具有S1P2间距，当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述第一者与所述第一轴同轴；周期性结构的所述第二堆叠包含与所述第二层一起形成的所述S2P1；周期性结构的所述第三堆叠包含与所述第三层一起形成的所述S3P1；且周期性结构的所述第四堆叠包含与所述第四层一起形成的所述S4P1。
根据本发明的优选实施例，周期性结构的所述第一堆叠包含与所述第一层一起形成的所述S1P1及与所述第二层一起形成的第一堆叠第二周期性结构(S1P2)，所述S1P2沿着所述至少一个第五轴中的第一者具有S1P2间距，当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述第一者与所述第一轴同轴；周期性结构的所述第二堆叠包含与所述第二层一起形成的所述S2P1；周期性结构的所述第三堆叠包含与所述第二层一起形成的所述S3P1；且周期性结构的所述第四堆叠包含与所述第四层一起形成的所述S4P1。
根据本发明的优选实施例，周期性结构的所述第一堆叠包含与所述第一层一起形成的所述S1P1及与所述第二层一起形成的第一堆叠第二周期性结构(S1P2)，所述S1P2沿着所述至少一个第五轴中的第一者具有S1P2间距，当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述第一者与所述第一轴同轴；周期性结构的所述第二堆叠包含与所述第二层一起形成的所述S2P1；周期性结构的所述第三堆叠包含与所述第三层一起形成的所述S3P1；且周期性结构的所述第四堆叠包含与所述第二层一起形成的所述S4P1。
根据本发明的优选实施例，周期性结构的所述第一堆叠包含与所述第一层一起形成的所述S1P1及与所述第二层一起形成的第一堆叠第二周期性结构(S1P2)，所述S1P2沿着所述至少一个第五轴中的第一者具有S1P2间距，当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述第一者与所述第一轴同轴；周期性结构的所述第二堆叠包含与所述第二层一起形成的所述S2P1；周期性结构的所述第三堆叠包含与所述第三层一起形成的所述S3P1；且周期性结构的所述第四堆叠包含与所述第三层一起形成的所述S4P1。
根据本发明的优选实施例，周期性结构堆叠的所述至少一个群组包含：周期性堆叠的至少一个第一群组，其中当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述第一轴平行于所述x轴；及周期性堆叠的至少一个第二群组，其中当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述第一轴平行于所述y轴。另外，周期性堆叠的所述至少一个第一群组与周期性堆叠的所述至少一个第二群组除了其定向外均相同。
优选地，所述目标由镜像对称性表征。根据本发明的优选实施例，所述目标由旋转对称性表征。
根据本发明的仍另一优选实施例，进一步提供一种用于计算至少第一层、第二层、第三层与第四层之间的偏移的多层莫尔目标，所述第一层、所述第二层、所述第三层及所述第四层形成于半导体装置晶片上，所述半导体装置晶片界定x-y平面，所述多层莫尔目标包含：周期性结构堆叠的至少一个群组，所述至少一个群组中的每一者包含：周期性结构的第一堆叠，其至少包含第一堆叠第一周期性结构(S1P1)，所述S1P1与所述第一层、所述第二层、所述第三层及所述第四层中的至少一者一起形成，所述S1P1沿着第一轴具有S1P1间距；周期性结构的第二堆叠，其至少包含第二堆叠第一周期性结构(S2P1)，所述S2P1与所述第一层、所述第二层、所述第三层及所述第四层中的至少一者一起形成，所述S2P1沿着第二轴具有S2P1间距；及周期性结构的第三堆叠，其至少包含第三堆叠第一周期性结构(S3P1)，所述S3P1与所述第一层、所述第二层、所述第三层及所述第四层中的至少一者一起形成，所述S3P1沿着第三轴具有S3P1间距；当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述第一轴平行于x轴或y轴；当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述第二轴及所述第三轴平行于所述第一轴，且所述第一堆叠、所述第二堆叠及所述第三堆叠中的至少一者包含第二周期性结构，所述第二周期性结构沿着至少一个第四轴具有第二周期性结构间距，当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述至少一个第四轴平行于所述第一轴且与所述第一轴、所述第二轴及所述第三轴中的一者同轴。
根据本发明的优选实施例，周期性结构的所述第一堆叠包含与所述第一层一起形成的所述S1P1及与所述第二层一起形成的第一堆叠第二周期性结构(S1P2)，所述S1P2沿着所述至少一个第四轴中的第一者具有S1P2间距；周期性结构的所述第二堆叠包含与所述第一层一起形成的所述S2P1及与所述第三层一起形成的第二堆叠第二周期性结构(S2P2)，所述S2P2沿着所述至少一个第四轴中的第二者具有S2P2间距；且周期性结构的所述第三堆叠包含与所述第一层一起形成的所述S3P1及与所述第四层一起形成的第三堆叠第二周期性结构(S3P2)，所述S3P2沿着所述至少一个第四轴中的第三者具有S3P2间距。
根据本发明的优选实施例，周期性结构堆叠的所述至少一个群组包含：周期性堆叠的至少一个第一群组，其中当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述第一轴平行于所述x轴；及周期性堆叠的至少一个第二群组，其中当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述第一轴平行于所述y轴。另外，周期性堆叠的所述至少一个第一群组与周期性堆叠的所述至少一个第二群组除了其定向外均相同。
附图说明
连同图式一起，依据以下详细说明将更全面地理解及了解本发明，在图式中：
图1是本发明的多层莫尔目标的第一实施例的经简化图解说明；
图2A、2B、2C及2D是本发明的多层莫尔目标的另一实施例的经简化相应俯视图、第一截面侧视图、第二截面侧视图及第三截面侧视图图解说明，图2B、2C及2D是分别沿着图2A中的线B–B、C–C及D–D而截取；
图3A是图解说明计算层之间的偏移的优选方法的经简化流程图，图1或图2A到2D的多层莫尔目标形成于所述层上；
图3B及3C分别是图3A的方法的部分的第一实施例及第二实施例的经简化图示图解说明；
图4是本发明的多层莫尔目标的另一实施例的经简化图解说明；
图5A、5B、5C及5D是本发明的多层莫尔目标的另一实施例的经简化相应俯视图、第一截面侧视图、第二截面侧视图及第三截面侧视图图解说明，图5B、5C及5D是分别沿着图5A中的线B–B、C–C及D–D而截取；
图6A是图解说明计算层之间的偏移的优选方法的经简化流程图，图4或图5A到5D的多层莫尔目标形成于所述层上；
图6B及6C分别是图6A的方法的部分的第一实施例及第二实施例的经简化图示图解说明；
图7是本发明的多层莫尔目标的另一实施例的经简化图解说明；
图8A、8B、8C及8D是本发明的多层莫尔目标的另一实施例的经简化相应俯视图、第一截面侧视图、第二截面侧视图及第三截面侧视图图解说明，图8B、8C及8D是分别沿着图8A中的线B–B、C–C及D–D而截取；
图9A是图解说明计算层之间的偏移的优选方法的经简化流程图，图7或图8A到8D的多层莫尔目标形成于所述层上；
图9B及9C分别是图9A的方法的部分的第一实施例及第二实施例的经简化图示图解说明；
图10是本发明的多层莫尔目标的另一实施例的经简化图解说明；
图11A、11B、11C及11D是本发明的多层莫尔目标的另一实施例的经简化相应俯视图、第一截面侧视图、第二截面侧视图及第三截面侧视图图解说明，图11B、图11C及11D是分别沿着图11A中的线B–B、C–C及D–D而截取；
图12A是图解说明计算层之间的偏移的优选方法的经简化流程图，图10或图11A到11D的多层莫尔目标形成于所述层上；
图12B及12C分别是图12A的方法的部分的第一实施例及第二实施例的经简化图示图解说明；
图13是本发明的多层莫尔目标的另一实施例的经简化图解说明；
图14A、14B、14C及14D是本发明的多层莫尔目标的另一实施例的经简化相应俯视图、第一截面侧视图、第二截面侧视图及第三截面侧视图图解说明，图14B、14C及14D是分别沿着图14A中的线B–B、C–C及D–D而截取；
图15A是图解说明计算层之间的偏移的优选方法的经简化流程图，图13或图14A到14D的多层莫尔目标形成于所述层上；
图15B及15C分别是图15A的方法的部分的第一实施例及第二实施例的经简化图示图解说明；
图16是本发明的多层莫尔目标的另一实施例的经简化图解说明；
图17A、17B、17C及17D是本发明的多层莫尔目标的另一实施例的经简化相应俯视图、第一截面侧视图、第二截面侧视图及第三截面侧视图图解说明，图17B、17C及17D是分别沿着图17A中的线B–B、C–C及D–D而截取；
图18A是图解说明计算层之间的偏移的优选方法的经简化流程图，图16或图17A到17D的多层莫尔目标形成于所述层上；
图18B及18C分别是图18A的方法的部分的第一实施例及第二实施例的经简化图示图解说明；
图19A、19B、19C及19D是本发明的多层莫尔目标的另一实施例的经简化相应俯视图、第一截面侧视图、第二截面侧视图及第三截面侧视图图解说明，图19B、19C及19D是分别沿着图19A中的线B–B、C–C及D–D而截取；
图20A、20B、20C及20D是本发明的多层莫尔目标的另一实施例的经简化相应俯视图、第一截面侧视图、第二截面侧视图及第三截面侧视图图解说明，图20B、20C及20D是分别沿着图20A中的线B–B、C–C及D–D而截取；
图21A是图解说明计算层之间的偏移的优选方法的经简化流程图，图19A到19D或图20A到20D的多层莫尔目标形成于所述层上；
图21B及21C分别是图21A的方法的部分的第一实施例及第二实施例的经简化图示图解说明；
图22A、22B、22C、22D及22E是本发明的多层莫尔目标的另一实施例的经简化相应俯视图、第一截面侧视图、第二截面侧视图、第三截面侧视图及第四截面侧视图图解说明，图22B、22C、22D及22E是分别沿着图22A中的线B–B、C–C、D–D及E–E而截取；
图23A、23B、23C、23D及23E是本发明的多层莫尔目标的另一实施例的经简化相应俯视图、第一截面侧视图、第二截面侧视图、第三截面侧视图及第四截面侧视图图解说明，图23B、23C、23D及23E是分别沿着图23A中的线B–B、C–C、D–D及E–E而截取；
图24A与24B一起是图解说明计算层之间的偏移的优选方法的经简化流程图，图22A到22E或图23A到23E的多层莫尔目标形成于所述层上；
图24C及24D分别是图24A及24B的方法的部分的第一实施例及第二实施例的经简化图示图解说明；
图25A、25B、25C、25D及25E是本发明的多层莫尔目标的另一实施例的经简化相应俯视图、第一截面侧视图、第二截面侧视图、第三截面侧视图及第四截面侧视图图解说明，图25B、25C、25D及25E是分别沿着图25A中的线B–B、C–C、D–D及E–E而截取；
图26A、26B、26C、26D及26E是本发明的多层莫尔目标的另一实施例的经简化相应俯视图、第一截面侧视图、第二截面侧视图、第三截面侧视图及第四截面侧视图图解说明，图26B、26C、26D及26E是分别沿着图26A中的线B–B、C–C、D–D及E–E而截取；
图27A与27B一起是图解说明计算层之间的偏移的优选方法的经简化流程图，图25A到25E或图26A到26E的多层莫尔目标形成于所述层上；
图27C及27D分别是图27A及27B的方法的部分的第一实施例及第二实施例的经简化图示图解说明；
图28A、28B、28C、28D及28E是本发明的多层莫尔目标的另一实施例的经简化相应俯视图、第一截面侧视图、第二截面侧视图、第三截面侧视图及第四截面侧视图图解说明，图28B、28C、28D及28E是分别沿着图28A中的线B–B、C–C、D–D及E–E而截取；
图29A、29B、29C、29D及29E是本发明的多层莫尔目标的另一实施例的经简化相应俯视图、第一截面侧视图、第二截面侧视图、第三截面侧视图及第四截面侧视图图解说明，图29B、29C、29D及29E是分别沿着图29A中的线B–B、C–C、D–D及E–E而截取；
图30A与30B一起是图解说明计算层之间的偏移的优选方法的经简化流程图，图28A到28E或图29A到29E的多层莫尔目标形成于所述层上；
图30C及30D分别是图30A及30B的方法的部分的第一实施例及第二实施例的经简化图示图解说明；
图31A、31B、31C、31D及31E是本发明的多层莫尔目标的另一实施例的经简化相应俯视图、第一截面侧视图、第二截面侧视图、第三截面侧视图及第四截面侧视图图解说明，图31B、31C、31D及31E是分别沿着图31A中的线B–B、C–C、D–D及E–E而截取；
图32A、32B、32C、32D及32E是本发明的多层莫尔目标的另一实施例的经简化相应俯视图、第一截面侧视图、第二截面侧视图、第三截面侧视图及第四截面侧视图图解说明，图32B、32C、32D及32E是分别沿着图32A中的线B–B、C–C、D–D及E–E而截取；
图33A与33B一起是图解说明计算层之间的偏移的优选方法的经简化流程图，图31A到31E或图32A到32E的多层莫尔目标形成于所述层上；
图33C及33D分别是图33A及33B的方法的部分的第一实施例及第二实施例的经简化图示图解说明；
图34是本发明的多层莫尔目标的另一实施例的经简化图解说明；
图35是本发明的多层莫尔目标的另一实施例的经简化图解说明；
图36是本发明的多层莫尔目标的另一实施例的经简化图解说明；
图37是本发明的多层莫尔目标的另一实施例的经简化图解说明；
图38是本发明的多层莫尔目标的另一实施例的经简化图解说明；且
图39是本发明的多层莫尔目标的另一实施例的经简化图解说明。
具体实施方式
应了解，在下文中参考图1A到39所描述的目标及方法形成用于半导体装置的制造过程的部分，且使用在下文中参考图1A到39所描述的目标及方法所测量的偏移用于调整半导体装置的制作过程以更紧密地对准正被制作的半导体装置的各种层。
应了解，在下文中所描述的目标包含周期性结构堆叠的至少一个群组，其中每一堆叠包含一或多个周期性结构，每一周期性结构具有间距。应了解，在下文中所描述的实施例中，单个堆叠内的所有周期性结构具有不同间距。
现在参考图1，其是本发明的多层莫尔目标100的第一实施例的经简化图解说明。图1包含在由x轴、y轴及z轴指示的三个不同维度中的图解说明，所述三个维度在下文中分别称为x-y平面、x-z平面及y-z平面。应注意，图1一般图解说明x-y平面，而图1的放大A、B及C图解说明平行于x-z平面的平面。
目标100优选地形成于半导体装置晶片上，在所述半导体装置晶片上优选地形成至少第一层102、第二层104及第三层106。应了解，第一层102、第二层104及第三层106中的每一者界定平行于x-y平面的大体上平面表面。第一层102、第二层104及第三层106可为邻近层但无需如此。优选地，第一层102、第二层104与第三层106之间的任何材料至少部分地对电磁辐射透明。在图1中所图解说明的实施例中，第一层102位于第二层104及第三层106下方，且第三层106位于第一层102及第二层104上方。然而，应了解，层102、104及106可相对于彼此沿着z轴以任何适合次序进行布置。
应了解，图1图解说明目标100的一个可能布局，且在本发明的其它实施例中，目标100可包含额外结构。举例来说，如在下文中参考图2A到2D及34到39所描述，适合目标可包含图1中所展示的结构的多个例子，且可以各种方式布置那些多个例子。
优选地，目标100包含周期性结构的第一堆叠122、周期性结构的第二堆叠124及周期性结构的第三堆叠126。第一堆叠122、第二堆叠124及第三堆叠126中的每一者包含一或多个周期性结构，每一周期性结构具有间距。优选地，第一堆叠122、第二堆叠124及第三堆叠126均不彼此重叠。
应了解，虽然在图1中，将第一堆叠122、第二堆叠124及第三堆叠126的周期性结构中的每一者展示为由多个线及空间形成，但在本发明的其它实施例中，第一堆叠122、第二堆叠124及第三堆叠126的周期性结构可由任何适合周期性特征形成。应进一步了解，形成包含于第一堆叠122、第二堆叠124及第三堆叠126中的周期性结构的周期性特征可由子结构形成。第一堆叠122、第二堆叠124及第三堆叠126的周期性结构中的每一者的间距是优选地介于10nm到3000nm之间，且更优选地介于200nm到800nm之间。
第一x-z平面131与第一堆叠122相交。多个第一轴132位于第一x-z平面131内且平行于x轴。第二x-z平面133与第二堆叠124相交。多个第二轴134位于第二x-z平面133内且平行于x轴。第三x-z平面135与第三堆叠126相交。多个第三轴136位于第三x-z平面135内且平行于x轴。
如特定来说在放大A中所见，第一堆叠122包含第一堆叠第一周期性结构(S1P1)142，所述S1P1与第一层102一起形成且沿着第一堆叠轴132中的一者具有被指定为A的S1P1间距。第一堆叠122进一步包含第一堆叠第二周期性结构(S1P2)144，所述S1P2与第二层104一起形成且沿着第一堆叠轴132中的另一者具有被指定为B的S1P2间距。
应了解，S1P1 142与S1P2 144至少部分地彼此覆叠，且在将第一堆叠122成像后即刻可见第一堆叠莫尔图案150。如此项技术中已知，第一堆叠莫尔图案150由间距C1表征，间距C1是间距A及B的函数，如方程式1中所展示：
优选地，第一堆叠122不包含与第三层106一起形成的影响莫尔图案150的周期性结构。然而，第一堆叠122可包含与第三层106一起形成的不影响莫尔图案150的周期性结构，例如沿着平行于y轴的轴是周期性的周期性结构或具有不影响莫尔图案150的间距大小的周期性结构。
如特定来说在放大B中所见，第二堆叠124包含第二堆叠第一周期性结构(S2P1)152，所述S2P1与第二层104一起形成且沿着第二堆叠轴134中的一者具有被指定为dB的S2P1间距。优选地，S2P1间距dB通过被指定为d的第二堆叠乘法因子而与S1P2间距B相关。第二堆叠乘法因子d可为任何正数。第二堆叠124进一步包含第二堆叠第二周期性结构(S2P2)154，所述S2P2与第三层106一起形成且沿着第二堆叠轴134中的另一者具有被指定为dA的S2P2间距。优选地，S2P2间距dA通过第二堆叠乘法因子d而与S1P1间距A相关。应了解，使S2P2间距dA与S1P1间距A相关的第二堆叠乘法因子d具有与使S2P1间距dB与S1P2间距B相关的第二堆叠乘法因子d相同的值。在本发明的实施例中，d的值是1且因此S2P1间距dB与S1P2间距B相同并且S2P2间距dA与S1P1间距A相同。
应了解，S2P1 152与S2P2 154至少部分地彼此覆叠，且在将第二堆叠124成像后即刻可见第二堆叠莫尔图案160。如此项技术中已知，第二堆叠莫尔图案160由间距C2表征，间距C2是第二堆叠乘法因子d、间距A及间距B的函数，如方程式2中所展示：
优选地，第二堆叠124不包含与第一层102一起形成的影响莫尔图案160的周期性结构。然而，第二堆叠124可包含与第一层102一起形成的不影响莫尔图案160的周期性结构，例如沿着平行于y轴的轴是周期性的周期性结构或具有不影响莫尔图案160的间距大小的周期性结构。
如特定来说在放大C中所见，第三堆叠126包含第三堆叠第一周期性结构(S3P1)162，所述S3P1与第一层102一起形成且沿着第三堆叠轴136中的一者具有被指定为eA的S3P1间距。优选地，S3P1间距eA通过被指定为e的第三堆叠乘法因子而与S1P1间距A相关。第三堆叠乘法因子e可为任何正数。第三堆叠126进一步包含第三堆叠第二周期性结构(S3P2)164，所述S3P2与第三层106一起形成且沿着第三堆叠轴136中的另一者具有被指定为eB的S3P2间距。优选地，S3P2间距eB通过第三堆叠乘法因子e而与S1P2间距B相关。应了解，使S3P2间距eB与S1P2间距B相关的第三堆叠乘法因子e具有与使S3P1间距eA与S1P1间距A相关的第三堆叠乘法因子e相同的值。在本发明的实施例中，e的值是1且因此S3P1间距eA与S1P1间距A相同并且S3P2间距eB与S1P2间距B相同。
应了解，S3P1 162与S3P2 164至少部分地彼此覆叠，且在将第三堆叠126成像后即刻可见第三堆叠莫尔图案170。如此项技术中已知，第三堆叠莫尔图案170由间距C3表征，间距C3是第三堆叠乘法因子e、间距A及间距B的函数，如方程式3中所展示：
优选地，第三堆叠126不包含与第二层104一起形成的影响莫尔图案170的周期性结构。然而，第三堆叠126可包含与第二层104一起形成的不影响莫尔图案170的周期性结构，例如沿着平行于y轴的轴是周期性的周期性结构或具有不影响莫尔图案170的间距大小的周期性结构。
优选地使用具有可调整偏振、波长及数值孔径设定的成像偏移计量工具来测量层102、104及106中的任何两者之间的偏移。适合成像偏移计量工具的实例是可从美国加利福尼亚州苗必达的KLA公司商业购得的ArcherTM 700。间距A、B、dA、dB、eA及eB不需要可由用于产生目标100的图像的偏移计量工具光学分辨。然而，优选地，间距C1、C2及C3中的每一者可由用于产生目标100的图像的偏移计量工具光学分辨。
现在参考图2A到2D，其是本发明的多层莫尔目标200的另一实施例的经简化图解说明。图2A到2D包含在由x轴、y轴及z轴指示的三个不同维度中的图解说明，所述三个维度在下文中分别称为x-y平面、x-z平面及y-z平面。应注意，图2A一般图解说明x-y平面，而图2B、2C及2D图解说明平行于x-z平面的平面。
应注意，目标200是上文参考图1所描述的目标100的替代布局的一个实例且后文参考图34到39描述额外布局。目标200优选地形成于半导体装置晶片上，所述半导体装置晶片上优选地形成至少第一层202、第二层204及第三层206。应了解，第一层202、第二层204及第三层206中的每一者界定平行于x-y平面的大体上平面表面。第一层202、第二层204及第三层206可为邻近层但无需如此。优选地，第一层202、第二层204与第三层206之间的任何材料至少部分地对电磁辐射透明。在图2A到2D中所图解说明的实施例中，第一层202位于第二层204及第三层206下方，且第三层206位于第一层202及第二层204上方。然而，应了解，层202、204及206可相对于彼此沿着z轴以任何适合次序进行布置。
如特定来说在图2A中所见，目标200包含四个目标象限212、214、216及218。在图2A中所展示的实施例中，在目标象限212、214、216及218中的每一者的x-y平面中的旋转定向优选地与在其它目标象限212、214、216及218中的每一者的x-y平面中的旋转定向相差90°的整数倍。另外，目标200优选地由在x方向或y方向或者此两者上的旋转对称性表征。在本发明的优选实施例中，目标200经设计使得当处于对齐状态中时，目标200的整体由x方向上的单个对称点及y方向上的单个对称点表征。然而，即使在此实施例中，当处于偏移状态中时，目标200的各种元件将由独特对称点表征。
目标象限212、214、216及218中的每一者包含周期性结构的第一堆叠222、周期性结构的第二堆叠224及周期性结构的第三堆叠226。第一堆叠222、第二堆叠224及第三堆叠226中的每一者包含一或多个周期性结构，每一周期性结构具有间距。优选地，第一堆叠222、第二堆叠224及第三堆叠226均不彼此重叠。在图2A到2D中，将第一堆叠222图解说明为位于比第二堆叠224及第三堆叠226更接近于目标200的中心处，且将第三堆叠226图解说明为位于比第一堆叠222及第二堆叠224更接近于目标200的边缘处。然而，第一堆叠222、第二堆叠224及第三堆叠226可相对于彼此以相对于x-y平面的任何适合布置来进行布置。
应了解，虽然在图2A到2D中所图解说明的实施例中，将第一堆叠222、第二堆叠224及第三堆叠226的周期性结构中的每一者图解说明为由多个线及空间形成，但在本发明的其它实施例中，第一堆叠222、第二堆叠224及第三堆叠226的周期性结构可由任何适合周期性特征形成。应进一步了解，形成包含于第一堆叠222、第二堆叠224及第三堆叠226中的周期性结构的周期性特征可由子结构形成。第一堆叠222、第二堆叠224及第三堆叠226的周期性结构中的每一者的间距是优选地介于10nm到3000nm之间，且更优选地介于200nm到800nm之间。
如图2A中所见，在象限212、214、216及218中的每一者中，界定与第一堆叠231相交并包含位于其中的多个第一轴222的第一平面232、与第二堆叠233相交并包含位于其中的多个第二轴224的第二平面234，及与第三堆叠235相交并包含位于其中的多个第三轴226的第三平面236。取决于象限212、214、216及218中的每一者内的第一堆叠222、第二堆叠224及第三堆叠226的定向，第一平面231、第二平面233及第三平面235中的每一者是x-z平面或y-z平面，且第一轴232、第二轴234及第三轴236平行于相应x轴或y轴。应了解，在象限212、214、216及218中的每一者中，第一平面231、第二平面233及第三平面235全部彼此平行。
如特定来说在图2B中所见，第一堆叠222包含第一堆叠第一周期性结构(S1P1)242，所述S1P1与第一层202一起形成且沿着第一堆叠轴232中的一者具有被指定为D的S1P1间距。第一堆叠222进一步包含第一堆叠第二周期性结构(S1P2)244，所述S1P2与第二层204一起形成且沿着第一堆叠轴232中的另一者具有被指定为E的S1P2间距。
应了解，S1P1 242与S1P2 244至少部分地彼此覆叠，且在将第一堆叠222成像后即刻可见第一堆叠莫尔图案250。如此项技术中已知，第一堆叠莫尔图案250由间距F1表征，间距F1是间距D及E的函数，如方程式4中所展示：
优选地，第一堆叠222不包含与第三层206一起形成的影响莫尔图案250的周期性结构。然而，第一堆叠222可包含与第三层206一起形成的不影响莫尔图案250的周期性结构，例如沿着垂直于第一堆叠轴232的轴在平行于x-y平面的平面中是周期性的周期性结构或具有不影响莫尔图案250的间距大小的周期性结构。
如特定来说在图2C中所见，第二堆叠224包含第二堆叠第一周期性结构(S2P1)252，所述S2P1与第二层204一起形成且沿着第二堆叠轴234中的一者具有被指定为fE的S2P1间距。优选地，S2P1间距fE通过被指定为f的第二堆叠乘法因子而与S1P2间距E相关。第二堆叠乘法因子f可为任何正数。第二堆叠224进一步包含第二堆叠第二周期性结构(S2P2)254，所述S2P2与第三层206一起形成且沿着第二堆叠轴234中的另一者具有被指定为fD的S2P2间距。优选地，S2P2间距fD通过第二堆叠乘法因子f而与S1P1间距D相关。应了解，使S2P2间距fD与S1P1间距D相关的第二堆叠乘法因子f具有与使S2P1间距fE与S1P2间距E相关的第二堆叠乘法因子f相同的值。在本发明的实施例中，f的值是1且因此S2P1间距fE与S1P2间距E相同并且S2P2间距fD与S1P1间距D相同。
应了解，S2P1 252与S2P2 254至少部分地彼此覆叠，且在将第二堆叠224成像后即刻可见第二堆叠莫尔图案260。如此项技术中已知，第二堆叠莫尔图案260由间距F2表征，间距F2是第二堆叠乘法因子f、间距D及间距E的函数，如方程式5中所展示：
优选地，第二堆叠224不包含与第一层204一起形成的影响莫尔图案260的周期性结构。然而，第二堆叠224可包含与第一层204一起形成的不影响莫尔图案260的周期性结构，例如沿着垂直于第二堆叠轴234的轴在平行于x-y平面的平面中是周期性的周期性结构或具有不影响莫尔图案260的间距大小的周期性结构。
如特定来说在图2D中所见，第三堆叠226包含第三堆叠第一周期性结构(S3P1)262，所述S3P1与第一层202一起形成且沿着第三堆叠轴236中的一者具有被指定为gD的S3P1间距。优选地，S3P1间距gD通过被指定为g的第三堆叠乘法因子而与S1P1间距D相关。第三堆叠乘法因子g可为任何正数。第三堆叠226进一步包含第三堆叠第二周期性结构(S3P2)264，其与一起形成第三层206且沿着第三堆叠轴236中的另一者具有被指定为gE的S3P2间距。优选地，S3P2间距gE通过第三堆叠乘法因子g而与S1P2间距E相关。应了解，使S3P2间距gE与S1P2间距E相关的第三堆叠乘法因子g具有与使S3P1间距gD与S1P1间距D相关的第三堆叠乘法因子g相同的值。在本发明的实施例中，g的值是1且因此S3P1间距gD与S1P1间距D相同并且S3P2间距gE与S1P2间距E相同。
应了解，S3P1 262与S3P2 264至少部分地彼此覆叠，且在将第三堆叠226成像后即刻可见第三堆叠莫尔图案270。如此项技术中已知，第三堆叠莫尔图案270由间距F3表征，间距F3是第三堆叠乘法因子g、间距D及间距E的函数，如方程式6中所展示：
优选地，第三堆叠226不包含与第二层204一起形成的影响莫尔图案270的周期性结构。然而，第三堆叠226可包含与第二层204一起形成的不影响莫尔图案270的周期性结构，例如沿着垂直于第三堆叠轴236的轴在平行于x-y平面的平面中是周期性的周期性结构或具有不影响莫尔图案270的间距大小的周期性结构。
优选地使用具有可调整偏振、波长及数值孔径设定的成像偏移计量工具来测量层202、204及206中的任何两者之间的偏移。适合成像偏移计量工具的实例是可从美国加利福尼亚州苗必达的KLA公司商业购得的ArcherTM 700。间距D、E、fD、fE、gD及gE不需要可由用于产生目标200的图像的偏移计量工具光学分辨。然而，优选地，间距F1、F2及F3中的每一者可由用于产生目标200的图像的偏移计量工具光学分辨。
现在参考图3A，其是经简化流程图，所述经简化流程图图解说明使用多层莫尔目标300(例如目标100(图1)或目标200(图2A到2D))在平行于x方向或y方向的方向上计算形成有目标300的多层半导体装置晶片的第一层302、第二层304与第三层306(例如层102、104及106(图1)或202、204及206(图2A到2D))之间的偏移的优选方法。进一步参考图3B及3C，其分别是图3A的方法的部分的第一实施例及第二实施例的经简化图示图解说明。
尽管应了解，当利用目标200(图2A到2D)时，参考图3A到3C所描述的方法可仅被执行一次以在x方向或y方向上计算偏移，但通常图3A到3C中所描述的方法将被执行两次，以在x方向及y方向中的每一者上计算偏移。也应了解，当利用目标100(图1)时，可仅在第一堆叠轴132、第二堆叠轴134及第三堆叠轴136与之平行的一个方向上计算偏移。
如在第一步骤307处所见，选择测量偏移的方向。当在图3A及3B的方法中使用目标100时，将测量偏移的方向自动选择为第一堆叠轴132、第二堆叠轴134及第三堆叠轴136与之平行的方向。当在图3A及3B的方法中使用目标200时，利用象限214及218的结构来在平行于x轴的方向上测量偏移，且利用象限212及216的结构来在平行于y轴的方向上测量偏移。
优选地，在下一步骤309处，使用具有可调整偏振、波长及数值孔径设定的成像偏移计量工具来产生目标300的图像。适合成像偏移计量工具的实例是可从美国加利福尼亚州苗必达的KLA公司商业购得的ArcherTM 700。应注意，间距A、B、dA、dB、eA、eB、D、E、fD、fE、gD及gE不需要可由用于产生目标300的图像的偏移计量工具光学分辨。然而，优选地，间距C1、C2、C3、F1、F2及F3中的每一者可由用于产生目标300的图像的偏移计量工具光学分辨。
在下一步骤311中且如图3B及3C中所见，针对在步骤307中所选择的象限中的相应第一堆叠322、第二堆叠324及第三堆叠326(例如第一堆叠122、第二堆叠124及第三堆叠126(图1)或第一堆叠222、第二堆叠224及第三堆叠226(图2A到2D))中的每一者而选择第一所关注区域312、第二所关注区域314及第三所关注区域316。应了解，如图3B及3C的所图解说明实施例中所见，尽管第一所关注区域312、第二所关注区域314及第三所关注区域316优选地完全位于相应第一堆叠322、第二堆叠324及第三堆叠326中的每一者内(如针对完全位于第一堆叠322内的第一所关注区域312所图解说明)，但第一所关注区域312、第二所关注区域314及第三所关注区域316可延伸超出相应第一堆叠322、第二堆叠324及第三堆叠326，如延伸超出相应第二堆叠324及第三堆叠326的所关注区域314及316所图解说明。应进一步了解，图3B及3C中所展示的所关注区域312、314及316是代表性所关注区域，且可在步骤311处选择其它适合所关注区域。
在下一步骤331中且如图3B及3C中所见，计算在步骤311中所选择的第一所关注区域312的所有例子之间的对称点332的位置。在下一步骤333中且如图3B及3C中所见，计算在步骤311中所选择的第二所关注区域314的所有例子之间的对称点334的位置。在下一步骤335中且如图3B及3C中所见，计算在步骤311中所选择的第三所关注区域316的所有例子之间的对称点336的位置。
在下一步骤337中，计算在步骤331处所识别的一或若干第一所关注区域312的对称点332的位置与在步骤333处所识别的一或若干第二所关注区域314的对称点334的位置之间的在步骤307处所选择的方向上的距离。在步骤337处所找到的距离除以增益G1，所述增益针对目标100是间距A及间距B的函数，如方程式7a中所展示：
且针对目标200是间距D及间距E的函数，如方程式7b中所展示：
并且将结果报告为在于步骤307处所选择的方向上第一层302与第三层306之间的偏移。应了解，除在步骤337处所计算的距离之外，所述方法进一步计算调整方向，例如向右、向左、向上或向下。所述调整方向随间距A及间距B或间距D及间距E的相对值以及将调整层302及306中的哪一者而变。
在下一步骤339处，计算在步骤331处所识别的一或若干第一所关注区域312的对称点332的位置与在步骤335处所识别的一或若干第三所关注区域316的对称点336的位置之间的在于步骤307处所选择的方向上的距离。在步骤339处所找到的距离除以增益G2，所述增益针对目标100是间距A及间距B的函数，如方程式8a中所展示：
且针对目标200是间距D及间距E的函数，如方程式8b中所展示：
并且将结果报告为在于步骤307处所选择的方向上第二层304与第三层306之间的偏移。应了解，除在步骤339处所计算的距离之外，所述方法进一步计算调整方向，例如向右、向左、向上或向下。所述调整方向随间距A及间距B或间距D及间距E的相对值以及将调整层304及306中的哪一者而变。
在下一步骤341处，计算在步骤337处所报告的偏移值与在步骤339处所报告的偏移值之间的差。将在步骤341处所计算的差报告为在于步骤307处所选择的方向上第一层302与第二层304之间的偏移。应了解，除在步骤341处所计算的距离之外，所述方法进一步计算调整方向，例如向右、向左、向上或向下。所述调整方向随间距A及间距B或间距D及间距E的相对值以及将调整层302及304中的哪一者而变。
现在参考图4，其是本发明的多层莫尔目标400的另一实施例的经简化图解说明。图4包含在由x轴、y轴及z轴指示的三个不同维度中的图解说明，所述三个维度在下文中分别称为x-y平面、x-z平面及y-z平面。应注意，图4一般图解说明x-y平面，而图4的放大A、B及C图解说明平行于x-z平面的平面。
目标400优选地形成于半导体装置晶片上，在所述半导体装置晶片上优选地形成至少第一层402、第二层404及第三层406。应了解，第一层402、第二层404及第三层406中的每一者界定平行于x-y平面的大体上平面表面。第一层402、第二层404及第三层406可为邻近层但无需如此。优选地，第一层402、第二层404与第三层406之间的任何材料至少部分地对电磁辐射透明。在图4中所图解说明的实施例中，第一层402位于第二层404及第三层406下方，且第三层406位于第一层402及第二层404上方。然而，应了解，层402、404及406可相对于彼此沿着z轴以任何适合次序进行布置。
应了解，图4图解说明目标400的一个可能布局，且在本发明的其它实施例中，目标400可包含额外结构。举例来说，如在下文中参考图5A到5D及34到39所描述，适合目标可包含图4中所展示的结构的多个例子，且那些多个例子可以各种方式进行布置。
优选地，目标400包含周期性结构的第一堆叠422、周期性结构的第二堆叠424及周期性结构的第三堆叠426。第一堆叠422、第二堆叠424及第三堆叠426中的每一者包含一或多个周期性结构，每一周期性结构具有间距。优选地，第一堆叠422、第二堆叠424及第三堆叠426均不彼此重叠。
应了解，虽然在图4中，将第一堆叠422、第二堆叠424及第三堆叠426的周期性结构中的每一者展示为由多个线及空间形成，但在本发明的其它实施例中，第一堆叠422、第二堆叠424及第三堆叠426的周期性结构可由任何适合周期性特征形成。应进一步了解，形成包含于第一堆叠422、第二堆叠424及第三堆叠426中的周期性结构的周期性特征可由子结构形成。第一堆叠422、第二堆叠424及第三堆叠426的周期性结构中的每一者的间距是优选地介于10nm到3000nm之间，且更优选地介于200nm到800nm之间。
第一x-z平面431与第一堆叠422相交。多个第一轴432位于第一x-z平面431内且平行于x轴。第二x-z平面433与第二堆叠424相交。多个第二轴434位于第二x-z平面433内且平行于x轴。第三x-z平面435与第三堆叠426相交。多个第三轴436位于第三x-z平面435内且平行于x轴。
如特定来说在放大A中所见，第一堆叠422包含第一堆叠第一周期性结构(S1P1)442，所述S1P1与第一层402一起形成且沿着第一堆叠轴432中的一者具有被指定为H的S1P1间距。第一堆叠422进一步包含第一堆叠第二周期性结构(S1P2)444，所述S1P2与第二层404一起形成且沿着第一堆叠轴432中的另一者具有被指定为I的S1P2间距。
应了解，S1P1 442与S1P2 444至少部分地彼此覆叠，且在将第一堆叠422成像后即刻可见第一堆叠莫尔图案450。如此项技术中已知，第一堆叠莫尔图案450由间距J1表征，间距J1是间距H及I的函数，如方程式9中所展示：
优选地，第一堆叠422不包含与第三层406一起形成的影响莫尔图案450的周期性结构。然而，第一堆叠422可包含与第三层406一起形成的不影响莫尔图案450的周期性结构，例如沿着平行于y轴的轴是周期性的周期性结构或具有不影响莫尔图案450的间距大小的周期性结构。
如放大B中所见，第二堆叠424包含第二堆叠第一周期性结构(S2P1)452，所述S2P1与第一层402一起形成且沿着第一堆叠轴434中的一者具有被指定为K的S2P1间距。第二堆叠424进一步包含第二堆叠第二周期性结构(S2P2)454，所述S2P2与第二层404一起形成且沿着第二堆叠轴434中的另一者具有被指定为L的S2P2间距。
应了解，S2P1 452与S2P2 454至少部分地彼此覆叠，且在将第二堆叠424成像后即刻可见第一堆叠莫尔图案460。第二堆叠莫尔图案460由间距J2表征，间距J2是间距K及L的函数，如方程式10中所展示：
优选地，第二堆叠424不包含与第三层406一起形成的影响莫尔图案460的周期性结构。然而，第二堆叠424可包含与第三层406一起形成的不影响莫尔图案460的周期性结构，例如沿着平行于y轴的轴是周期性的周期性结构或具有不影响莫尔图案460的间距大小的周期性结构。
如特定来说在放大C中所见，第三堆叠426包含第三堆叠第一周期性结构(S3P1)462，所述S3P1与第二层404一起形成且沿着第三堆叠轴436中的一者具有被指定为hL的S3P1间距。优选地，S3P1间距hL通过被指定为h的第三堆叠乘法因子而与S2P2间距L相关。第三堆叠乘法因子h可为任何正数。第三堆叠426进一步包含第三堆叠第二周期性结构(S3P2)464，所述S3P2与第三层406一起形成且沿着第三堆叠轴436中的另一者具有被指定为hK的S3P2间距。优选地，S3P2间距hK通过第三堆叠乘法因子h而与S2P1间距K相关。应了解，使S3P2间距hK与S2P1间距K相关的第三堆叠乘法因子h具有与使S3P1间距hL与S2P2间距L相关的第三堆叠乘法因子h相同的值。在本发明的实施例中，h的值是1且因此S3P1间距hL与S2P2间距L相同并且S3P2间距hK与S2P1间距K相同。
应了解，S3P1 462与S3P2 464至少部分地彼此覆叠，且因此在将第三堆叠426成像后即刻可见第三堆叠莫尔图案470。如此项技术中已知，第三堆叠莫尔图案470由间距J3表征，间距J3是第三堆叠乘法因子h、间距K及间距L的函数，如方程式11中所展示：
优选地，第三堆叠426不包含与第一层402一起形成的影响莫尔图案470的周期性结构。然而，第三堆叠426可包含与第一层402一起形成的不影响莫尔图案470的周期性结构，例如沿着平行于y轴的轴是周期性的周期性结构或具有不影响莫尔图案470的间距大小的周期性结构。
优选地使用具有可调整偏振、波长及数值孔径设定的成像偏移计量工具来测量层402、404及406中的任何两者之间的偏移。适合成像偏移计量工具的实例是可从美国加利福尼亚州苗必达的KLA公司商业购得的ArcherTM 700。间距I、H、K、L、hK及hL不需要可由用于产生目标400的图像的偏移计量工具光学分辨。然而，优选地，间距J1、J2及J3中的每一者可由用于产生目标400的图像的偏移计量工具光学分辨。
现在参考图5A到5D，其是本发明的多层莫尔目标500的另一实施例的经简化图解说明。图5A到5D包含在由x轴、y轴及z轴指示的三个不同维度中的图解说明，所述三个维度在下文中分别称为x-y平面及x-z平面。应注意，图5A一般图解说明x-y平面，而图5B、5C及5D图解说明平行于x-z平面的平面。
应注意，目标500是上文参考图4描述的目标400的替代布局的一个实例且下文参考图34到39描述额外布局。目标500优选地形成于半导体装置晶片上，所述半导体装置晶片上优选地形成至少第一层502、第二层504及第三层506。应了解，第一层502、第二层504及第三层506中的每一者界定平行于x-y平面的大体上平面表面。第一层502、第二层504及第三层506可为邻近层但无需如此。优选地，第一层502、第二层504与第三层506之间的任何材料至少部分地对电磁辐射透明。在图5A到5D中所图解说明的实施例中，第一层502位于第二层504及第三层506下方，且第三层506位于第一层502及第二层504上方。然而，应了解，层502、504及506可相对于彼此沿着z轴以任何适合次序进行布置。
如特定来说在图5A中所见，目标500包含四个目标象限512、514、516及518。在图5A中所展示的实施例中，在目标象限512、514、516及518中的每一者的x-y平面中的旋转定向优选地与在其它目标象限512、514、516及518中的每一者的x-y平面中的旋转定向相差90°的整数倍。另外，目标500优选地由在x方向或y方向或者此两者上的旋转对称性表征。在本发明的优选实施例中，目标500经设计使得当处于对齐状态中时，目标500的整体由x方向上的单个对称点及y方向上的单个对称点表征。然而，即使在此实施例中，当处于偏移状态中时，目标500的各种元件将由独特对称点表征。
目标象限512、514、516及518中的每一者包含周期性结构的第一堆叠522、周期性结构的第二堆叠524及周期性结构的第三堆叠526。第一堆叠522、第二堆叠524及第三堆叠526中的每一者包含一或多个周期性结构，每一周期性结构具有间距。优选地，第一堆叠522、第二堆叠524及第三堆叠526均不彼此重叠。在图5A到5D中，将第一堆叠522图解说明为位于比第二堆叠524及第三堆叠526更接近于目标500的中心处，且将第三堆叠526图解说明为位于比第一堆叠522及第二堆叠524更接近于目标500的边缘处。然而，第一堆叠522、第二堆叠524及第三堆叠526可实际上相对于彼此以相对于x-y平面的任何适合布置来进行布置。
应了解，虽然在图5A到5D中所图解说明的实施例中，将第一堆叠522、第二堆叠524及第三堆叠526的周期性结构中的每一者图解说明为由多个线及空间形成，但在本发明的其它实施例中，第一堆叠522、第二堆叠524及第三堆叠526的周期性结构可由任何适合周期性特征形成。应进一步了解，形成包含于第一堆叠522、第二堆叠524及第三堆叠526中的周期性结构的周期性特征可由子结构形成。第一堆叠522、第二堆叠524及第三堆叠526的周期性结构中的每一者的间距是优选地介于10nm到3000nm之间，且更优选地介于200nm到800nm之间。
如图5A中所见，在象限512、514、516及518中的每一者中，界定与第一堆叠531相交并包含位于其中的多个第一轴522的第一平面532、与第二堆叠533相交并包含位于其中的多个第二轴524的第二平面534，及与第三堆叠535相交并包含位于其中的多个第三轴526的第三平面536。取决于象限512、514、516及518中的每一者内的第一堆叠522、第二堆叠524及第三堆叠526的定向，第一平面531、第二平面533及第三平面535中的每一者是x-z平面或y-z平面，且第一轴532、第二轴534及第三轴536平行于相应x轴或y轴。应了解，在象限512、514、516及518中的每一者中，第一平面531、第二平面533及第三平面535全部彼此平行。
如特定来说在图5B中所见，第一堆叠522包含第一堆叠第一周期性结构(S1P1)542，所述S1P1与第一层502一起形成且沿着第一堆叠轴532中的一者具有被指定为M的S1P1间距。第一堆叠522进一步包含第一堆叠第二周期性结构(S1P2)544，所述S1P2与第二层504一起形成且沿着第一堆叠轴532中的另一者具有被指定为N的S1P2间距。
应了解，S1P1 542与S1P2 544至少部分地彼此覆叠，且因此在将第一堆叠522成像后即刻可见第一堆叠莫尔图案550。如此项技术中已知，第一堆叠莫尔图案550由间距O1表征，间距O1是间距M及N的函数，如方程式12中所展示：
优选地，第一堆叠522不包含与第三层506一起形成的影响莫尔图案550的周期性结构。然而，第一堆叠522可包含与第三层506一起形成的不影响莫尔图案550的周期性结构，例如沿着垂直于第一堆叠轴532的轴在平行于x-y平面的平面中是周期性的周期性结构或具有不影响莫尔图案550的间距大小的周期性结构。
如特定来说在图5C中所见，第二堆叠524包含第二堆叠第一周期性结构(S2P1)552，所述S2P1与第一层502一起形成且沿着第二堆叠轴534中的一者具有被指定为P的S2P1间距。第二堆叠524进一步包含第二堆叠第二周期性结构(S2P2)554，所述S2P2与第二层504一起形成且沿着第二堆叠轴534中的另一者具有被指定为Q的S1P2间距。
应了解，S2P1 552与S2P2 554至少部分地彼此覆叠，且因此在将第二堆叠524成像后即刻可见第二堆叠莫尔图案560。如此项技术中已知，第二堆叠莫尔图案560由间距O2表征，间距O2是间距P及Q的函数，如方程式13中所展示：
优选地，第二堆叠524不包含与第三层506一起形成的影响莫尔图案560的周期性结构。然而，第二堆叠524可包含与第三层506一起形成的不影响莫尔图案560的周期性结构，例如沿着垂直于第二堆叠轴534的轴在平行于x-y平面的平面中是周期性的周期性结构或具有不影响莫尔图案560的间距大小的周期性结构。
如特定来说在图5D中所见，第三堆叠526包含第三堆叠第一周期性结构(S3P1)562，所述S3P1与第二层504一起形成且沿着第三堆叠轴536中的一者具有被指定为kQ的S3P1间距。优选地，S3P1间距kQ通过被指定为k的第三堆叠乘法因子而与S2P2间距Q相关。第三堆叠乘法因子k可为任何正数。第三堆叠526进一步包含第三堆叠第二周期性结构(S3P2)564，所述S3P2与第三层506一起形成且沿着第三堆叠轴536中的另一者具有被指定为kP的S3P2间距。优选地，S3P2间距kP通过第三堆叠乘法因子k而与S2P1间距P相关。应了解，使S3P2间距kP与S2P1间距P相关的第三堆叠乘法因子k具有与使S3P1间距kQ与S2P2间距Q相关的第三堆叠乘法因子k相同的值。在本发明的实施例中，k的值是1且因此S3P1间距kQ与S2P2间距Q相同并且S3P2间距kP与S2P1间距P相同。
应了解，S3P1 562与S3P2 564至少部分地彼此覆叠，且因此在将第三堆叠526成像后即刻可见第三堆叠莫尔图案570。如此项技术中已知，第三堆叠莫尔图案570由间距O3表征，间距O3是第三堆叠乘法因子k、间距P及间距Q的函数，如方程式14中所展示：
优选地，第三堆叠526不包含与第一层502一起形成的影响莫尔图案570的周期性结构。然而，第三堆叠526可包含与第一层502一起形成的不影响莫尔图案570的周期性结构，例如沿着垂直于第三堆叠轴536的轴在平行于x-y平面的平面中是周期性的周期性结构或具有不影响莫尔图案570的间距大小的周期性结构。
优选地使用具有可调整偏振、波长及数值孔径设定的成像偏移计量工具来测量层502、504及506中的任何两者之间的偏移。适合成像偏移计量工具的实例是可从美国加利福尼亚州苗必达的KLA公司商业购得的ArcherTM 700。间距M、N、P、Q、kP及kQ不需要可由用于产生目标500的图像的偏移计量工具光学分辨。然而，优选地，间距O1、O2及O3中的每一者可由用于产生目标500的图像的偏移计量工具光学分辨。
现在参考图6A，其是经简化流程图，所述经简化流程图图解说明使用多层莫尔目标600(例如目标400(图4)或目标500(图5A到5D))在平行于x方向或y方向的方向上计算形成有目标600的多层半导体装置晶片的第一层602、第二层604及第三层606(例如层402、404及406(图4)或502、504及506(图5A到5D))之间的偏移的优选方法。进一步参考图6B及6C，其分别是图6A的方法的部分的第一实施例及第二实施例的经简化图示图解说明。
尽管应了解，当利用目标500(图5A到5D)时，参考图6A到6C所描述的方法可仅被执行一次以在x方向或y方向上计算偏移，但通常图6A到6C中所描述的方法将被执行两次，以在x方向及y方向中的每一者上计算偏移。也应了解，当利用目标400(图4)时，可仅在第一堆叠轴432、第二堆叠轴434及第三堆叠轴436与之平行的一个方向上计算偏移。
如在第一步骤607处所见，选择测量偏移的方向。当在图6A及6B的方法中使用目标400时，将测量偏移的方向自动选择为第一堆叠轴432、第二堆叠轴432及第三堆叠轴436与之平行的方向。当在图6A及6B的方法中使用目标500时，利用象限514及518的结构来在平行于x轴的方向上测量偏移，且利用象限512及516的结构来在平行于y轴的方向上测量偏移。
优选地，在下一步骤609处，使用具有可调整偏振、波长及数值孔径设定的成像偏移计量工具来产生目标600的图像。适合成像偏移计量工具的实例是可从美国加利福尼亚州苗必达的KLA公司商业购得的ArcherTM 700。应注意，间距I、H、L、K、hK、hL、M、N、P、Q、kP、kQ不需要可由用于产生目标600的图像的偏移计量工具光学分辨。然而，优选地，间距J1、J2、J3、O1、O2及O3中的每一者可由用于产生目标600的图像的偏移计量工具光学分辨。
在下一步骤611中且如图6B及6C中所见，针对在步骤607中所选择的象限中的相应第一堆叠622、第二堆叠624及第三堆叠626(例如第一堆叠422、第二堆叠424及第三堆叠426(图4)或第一堆叠522、第二堆叠524及第三堆叠526(图5A到5D))中的每一者而选择第一所关注区域612、第二所关注区域614及第三所关注区域616。应了解，如图6B及6C的所图解说明实施例中所见，尽管第一所关注区域612、第二所关注区域614及第三所关注区域616优选地完全位于相应第一堆叠622、第二堆叠624及第三堆叠626中的每一者内(如针对完全位于第一堆叠622内的第一所关注区域612所图解说明)，但第一所关注区域612、第二所关注区域614及第三所关注区域616可延伸超出相应第一堆叠622、第二堆叠624及第三堆叠626，如延伸超出相应第二堆叠624及第三堆叠626的所关注区域614及616所图解说明。应进一步了解，图6B及6C中所展示的所关注区域612、614及616是代表性所关注区域，且可在步骤611处选择其它适合所关注区域。
在下一步骤631中且如图6B及6C中所见，计算在步骤611中所选择的第一所关注区域612的所有例子之间的对称点632的位置。在下一步骤633中且如图6B及6C中所见，计算在步骤611中所选择的第二所关注区域614的所有例子之间的对称点634的位置。在下一步骤635中且如图6B及6C中所见，计算在步骤611中所选择的第三所关注区域616的所有例子之间的对称点636的位置。
在下一步骤637中，计算在步骤631处所识别的一或若干第一所关注区域612的对称点632的位置与在步骤633处所识别的一或若干第二所关注区域614的对称点634的位置之间的在步骤607处所选择的方向上的距离。在步骤637处所找到的距离除以增益R1，所述增益针对目标400是间距H、I、K及L的函数，如方程式15a中所展示：
且针对目标500是间距M、N、P及Q的函数，如方程式15b中所展示：
并且将结果报告为在于步骤607处所选择的方向上第一层602与第二层604之间的偏移。应了解，除在步骤637处所计算的距离之外，所述方法进一步计算调整方向，例如向右、向左、向上或向下。所述调整方向随间距H及I以及间距K及L或间距M及N以及间距P及Q的相对值以及将调整层602及604中的哪一者而变。
在下一步骤639中，计算在步骤633处所识别的一或若干第二所关注区域614的对称点634的位置与在步骤635处所识别的一或若干第三所关注区域616的对称点636的位置之间的在步骤607处所选择的方向上的距离。在步骤639处所找到的距离除以增益R2，所述增益针对目标400是间距K及间距L的函数，如方程式16a中所展示：
且针对目标500是间距P及间距Q的函数，如方程式16b中所展示：
并且将结果报告为在于步骤607处所选择的方向上第一层602与第三层606之间的偏移。应了解，除在步骤639处所计算的距离之外，所述方法进一步计算调整方向，例如向右、向左、向上或向下。所述调整方向随间距H及I以及间距K及L或间距M及N以及间距P及Q的相对值以及将调整层602及606中的哪一者而变。
在下一步骤641中，计算在步骤637处所报告的偏移值与在步骤639处所报告的偏移值之间的差。将在步骤641处所计算的差报告为在于步骤607处所选择的方向上第一层602与第三层606之间的偏移。应了解，除在步骤641处所计算的距离之外，所述方法进一步计算调整方向，例如向右、向左、向上或向下。所述调整方向随间距H及I以及间距K及L或间距M及N以及间距P及Q的相对值以及将调整层602及606中的哪一者而变。
应了解，可仅使用层602、604及606中的将在那些层中的第三个层形成的前所形成的前两个层来执行在上文中参考图6A到6C所描述的方法的相关部分。如在上文中所述，层602、604及606可相对于彼此以任何适合次序形成。
现在参考图7，其是本发明的多层莫尔目标700的另一实施例的经简化图解说明。图7包含在由x轴、y轴及z轴指示的三个不同维度中的图解说明，所述三个维度在下文中分别称为x-y平面、x-z平面及y-z平面。应注意，图7一般图解说明x-y平面，而图7的放大A、B及C图解说明平行于x-z平面的平面。
目标700优选地形成于半导体装置晶片上，在所述半导体装置晶片上优选地形成至少第一层702、第二层704及第三层706。应了解，第一层702、第二层704及第三层706中的每一者界定平行于x-y平面的大体上平面表面。第一层702、第二层704及第三层706可为邻近层但无需如此。优选地，第一层702、第二层704与第三层706之间的任何材料至少部分地对电磁辐射透明。在图7中所图解说明的实施例中，第一层702位于第二层704及第三层706下方，且第三层706位于第一层702及第二层704上方。然而，应了解，层702、704及706可相对于彼此沿着z轴以任何适合次序进行布置。
应了解，图7图解说明目标700的一个可能布局，且在本发明的其它实施例中，目标700可包含额外结构。举例来说，如在下文中参考图8A到8D及34到39所描述，适合目标可包含图7中所展示的结构的多个例子，且那些多个例子可以各种方式进行布置。
优选地，目标700包含周期性结构的第一堆叠722、周期性结构的第二堆叠724及周期性结构的第三堆叠726。第一堆叠722、第二堆叠724及第三堆叠726中的每一者包含一或多个周期性结构，每一周期性结构具有间距。优选地，第一堆叠722、第二堆叠724及第三堆叠726均不彼此重叠。
应了解，虽然在图7中，将第一堆叠722、第二堆叠724及第三堆叠726的周期性结构中的每一者展示为由多个线及空间形成，但在本发明的其它实施例中，第一堆叠722、第二堆叠724及第三堆叠726的周期性结构可由任何适合周期性特征形成。应进一步了解，形成包含于第一堆叠722、第二堆叠724及第三堆叠726中的周期性结构的周期性特征可由子结构形成。第一堆叠722、第二堆叠724及第三堆叠726的周期性结构中的每一者的间距是优选地介于10nm到3000nm之间，且更优选地介于200nm到800nm之间。
第一x-z平面731与第一堆叠722相交。多个第一轴732位于第一x-z平面731内且平行于x轴。第二x-z平面733与第二堆叠724相交。多个第二轴734位于第二x-z平面733内且平行于x轴。第三x-z平面735与第三堆叠726相交。多个第三轴736位于第三x-z平面735内且平行于x轴。
如特定来说在放大A中所见，第一堆叠722包含第一堆叠第一周期性结构(S1P1)742，所述S1P1与第一层702一起形成且沿着第一堆叠轴732中的一者具有被指定为S的S1P1间距。优选地，第一堆叠722不包含与第二层704或第三层706中的任一者一起形成的周期性结构，在将第一堆叠722成像后，所述周期性结构将即刻与S1P1 742一起产生莫尔图案。然而，第一堆叠722可包含与第二层704或第三层706一起形成的周期性结构，在将第一堆叠722成像后，所述周期性结构不产生莫尔图案，所述周期性结构例如沿着平行于y轴的轴是周期性的周期性结构或具有在将第一堆叠722成像后不产生莫尔图案的间距大小的周期性结构。
如特定来说在放大B中所见，第二堆叠724包含第二堆叠第一周期性结构(S2P1)752，所述S2P1与第一层702一起形成且沿着第二堆叠轴734中的一者具有被指定为T的S2P1间距。第二堆叠724进一步包含第二堆叠第二周期性结构(S2P2)754，所述S2P2与第二层704一起形成且沿着第二堆叠轴734中的另一者具有被指定为U的S2P2间距。
应了解，S2P1 752与S2P2 754至少部分地彼此覆叠，且因此在将第二堆叠724成像后即刻可见第二堆叠莫尔图案760。如此项技术中已知，第二堆叠莫尔图案760由间距V2表征，间距V2是间距T及间距U的函数，如方程式17中所展示：
优选地，第二堆叠724不包含与第三层706一起形成的影响莫尔图案760的周期性结构。然而，第二堆叠724可包含与第三层706一起形成的不影响莫尔图案760的周期性结构，例如沿着平行于y轴的轴是周期性的周期性结构或具有不影响莫尔图案760的间距大小的周期性结构。
如特定来说在放大C中所见，第三堆叠726包含第三堆叠第一周期性结构(S3P1)762，所述S3P1与第二层704一起形成且沿着第三堆叠轴736中的一者具有被指定为lU的S3P1间距。优选地，S3P1间距lU通过被指定为l的第三堆叠乘法因子而与S2P2间距U相关。第三堆叠乘法因子l可为任何正数。第三堆叠726进一步包含第三堆叠第二周期性结构(S3P2)764，所述S3P2与第三层706一起形成且沿着第三堆叠轴736中的另一者具有被指定为lT的S3P2间距。优选地，S3P2间距lT通过第三堆叠乘法因子l而与S1P1间距T相关。应了解，使S3P2间距lT与S2P1间距T相关的第三堆叠乘法因子l具有与使S3P1间距lU与S2P2间距U相关的第三堆叠乘法因子l相同的值。在本发明的实施例中，l的值是1且因此S3P1间距lU与S2P2间距U相同并且S3P2间距lT与S2P1间距T相同。
应了解，S3P1 762与S3P2 764至少部分地彼此覆叠，且因此在将第三堆叠726成像后即刻可见第三堆叠莫尔图案770。如此项技术中已知，第三堆叠莫尔图案770由间距V3表征，间距V3是第三堆叠乘法因子l、间距U及间距T的函数，如方程式18中所展示：
优选地，第三堆叠726不包含与第一层702一起形成的影响莫尔图案770的周期性结构。然而，第三堆叠726可包含与第一层702一起形成的不影响莫尔图案770的周期性结构，例如沿着平行于y轴的轴是周期性的周期性结构或具有不影响莫尔图案770的间距大小的周期性结构。
优选地使用具有可调整偏振、波长及数值孔径设定的成像偏移计量工具来测量层702、704及706中的任何两者之间的偏移。适合成像偏移计量工具的实例是可从美国加利福尼亚州苗必达的KLA公司商业购得的ArcherTM 700。间距T、U、lU及lT不需要可由用于产生目标700的图像的偏移计量工具光学分辨。然而，优选地，间距S、V2及V3中的每一者可由用于产生目标700的图像的偏移计量工具光学分辨。
现在参考图8A到8D，其是本发明的多层莫尔目标800的另一实施例的经简化图解说明。图8A到8D包含在由x轴、y轴及z轴指示的三个不同维度中的图解说明，所述三个维度在下文中分别称为x-y平面、x-z平面及y-z平面。应注意，图8A一般图解说明x-y平面，而图8B、8C及8D图解说明平行于x-z平面的平面。
应注意，目标800是上文参考图7描述的目标700的替代布局的一个实例且下文参考图34到39描述额外布局。目标800优选地形成于半导体装置晶片，所述半导体装置晶片上优选地形成至少第一层802、第二层804及第三层806。应了解，第一层802、第二层804及第三层806中的每一者界定平行于x-y平面的大体上平面表面。第一层802、第二层804及第三层806可为邻近层但无需如此。优选地，第一层802、第二层804与第三层806之间的任何材料至少部分地对电磁辐射透明。在图8A到8D中所图解说明的实施例中，第一层802位于第二层804及第三层806下方，且第三层806位于第一层802及第二层804上方。然而，应了解，层802、804及806可相对于彼此沿着z轴以任何适合次序进行布置。
如特定来说在图8A中所见，目标800包含四个目标象限812、814、816及818。在图8A中所展示的实施例中，在目标象限812、814、816及818中的每一者的x-y平面中的旋转定向优选地与在其它目标象限812、814、816及818中的每一者的x-y平面中的旋转定向相差90°的整数倍。另外，目标800优选地由在x方向或y方向或者此两者上的旋转对称性表征。在本发明的优选实施例中，目标800经设计使得当处于对齐状态中时，目标800的整体由x方向上的单个对称点及y方向上的单个对称点表征。然而，即使在此实施例中，当处于偏移状态中时，目标800的各种元件将由独特对称点表征。
目标象限812、814、816及818中的每一者包含周期性结构的第一堆叠822、周期性结构的第二堆叠824及周期性结构的第三堆叠826。第一堆叠822、第二堆叠824及第三堆叠826中的每一者包含一或多个周期性结构，每一周期性结构具有间距。优选地，第一堆叠822、第二堆叠824及第三堆叠826均不彼此重叠。在图8A到8D中，将第一堆叠822图解说明为位于比第二堆叠824及第三堆叠826更接近于目标800的中心处，且将第三堆叠826图解说明为位于比第一堆叠822及第二堆叠824更接近于目标800的边缘处。然而，第一堆叠822、第二堆叠824及第三堆叠826可相对于彼此以相对于x-y平面的任何适合布置来进行布置。
应了解，虽然在图8A到8D中所图解说明的实施例中，将第一堆叠822、第二堆叠824及第三堆叠826的周期性结构中的每一者图解说明为由多个线及空间形成，但在本发明的其它实施例中，第一堆叠822、第二堆叠824及第三堆叠826的周期性结构可由任何适合周期性特征形成。应进一步了解，形成包含于第一堆叠822、第二堆叠824及第三堆叠826中的周期性结构的周期性特征可由子结构形成。第一堆叠822、第二堆叠824及第三堆叠826的周期性结构中的每一者的间距是优选地介于10nm到3000nm之间，且更优选地介于200nm到800nm之间。
如图8A中所见，在象限812、814、816及818中的每一者中，界定与第一堆叠831相交并包含位于其中的多个第一轴822的第一平面832、与第二堆叠833相交并包含位于其中的多个第二轴824的第二平面834，及与第三堆叠835相交并包含位于其中的多个第三轴826的第三平面836。取决于象限812、814、816及818中的每一者内的第一堆叠822、第二堆叠824及第三堆叠826的定向，第一平面831、第二平面833及第三平面835中的每一者是x-z平面或y-z平面，且第一轴832、第二轴834及第三轴836平行于相应x轴或y轴。应了解，在象限812、814、816及818中的每一者中，第一平面831、第二平面833及第三平面835全部彼此平行。
如特定来说在图8B中所见，第一堆叠822包含第一堆叠第一周期性结构(S1P1)842，所述S1P1与第一层802一起形成且沿着第一堆叠轴832中的一者具有被指定为W的S1P1间距。优选地，第一堆叠822不包含与第二层804或第三层806中的任一者一起形成的周期性结构，在将第一堆叠822成像后，所述周期性结构将即刻与S1P1 842一起产生莫尔图案。然而，第一堆叠822可包含与第二层804或第三层806一起形成的周期性结构，在将第一堆叠822成像后，所述周期性结构不产生莫尔图案，所述周期性结构例如沿着垂直于第一堆叠轴822的轴在平行于x-y平面的平面中是周期性的周期性结构或具有在将第一堆叠822成像后不产生莫尔图案的间距大小的周期性结构。
如特定来说在图8C中所见，第二堆叠824包含第二堆叠第一周期性结构(S2P1)852，所述S2P1与第一层802一起形成且沿着第二堆叠轴834中的一者具有被指定为X的S2P1间距。第二堆叠824进一步包含第二堆叠第二周期性结构(S2P2)854，所述S2P2与第二层804一起形成且沿着第二堆叠轴834中的另一者具有被指定为Y的S2P2间距。
应了解，S2P1 852与S2P2 854至少部分地彼此覆叠，且因此在将第二堆叠824成像后即刻可见第二堆叠莫尔图案860。如此项技术中已知，第二堆叠莫尔图案860由间距Z2表征，间距Z2是间距X及间距Y的函数，如方程式19中所展示：
优选地，第二堆叠824不包含与第三层806一起形成的影响莫尔图案860的周期性结构。然而，第二堆叠824可包含与第三层806一起形成的不影响莫尔图案860的周期性结构，例如沿着垂直于第二堆叠轴834的轴在平行于x-y平面的平面中是周期性的周期性结构或具有不影响莫尔图案860的间距大小的周期性结构。
如特定来说在图8D中所见，第三堆叠826包含第三堆叠第一周期性结构(S3P1)862，所述S3P1与第二层804一起形成且沿着第三堆叠轴836中的一者具有被指定为mY的S3P1间距。优选地，S3P1间距mY通过被指定为m的第三堆叠乘法因子而与S2P2间距Y相关。第三堆叠乘法因子m可为任何正数。第三堆叠826进一步包含第三堆叠第二周期性结构(S3P2)864，所述S3P2与第三层806一起形成且沿着第三堆叠轴836中的另一者具有被指定为mX的S3P2间距。优选地，S3P2间距mX通过第三堆叠乘法因子m而与S2P1间距X相关。应了解，使S3P2间距mX与S2P1间距X相关的第三堆叠乘法因子m具有与使S3P1间距mY与S2P2间距Y相关的第三堆叠乘法因子m相同的值。在本发明的实施例中，m的值是1且因此S3P1间距mY与S2P2间距Y相同并且S3P2间距mX与S2P1间距X相同。
应了解，S3P1 862与S3P2 864至少部分地彼此覆叠，且因此在将第三堆叠826成像后即刻可见第三堆叠莫尔图案870。如此项技术中已知，第三堆叠莫尔图案870由间距Z3表征，间距Z3是第三堆叠乘法因子m、间距Y及间距X的函数，如方程式20中所展示：
优选地，第三堆叠826不包含与第一层802一起形成的影响莫尔图案870的周期性结构。然而，第三堆叠826可包含与第一层802一起形成的不影响莫尔图案870的周期性结构，例如沿着垂直于第三堆叠轴836的轴在平行于x-y平面的平面中是周期性的周期性结构或具有不影响莫尔图案870的间距大小的周期性结构。
优选地使用具有可调整偏振、波长及数值孔径设定的成像偏移计量工具来测量层802、804及806中的任何两者之间的偏移。适合成像偏移计量工具的实例是可从美国加利福尼亚州苗必达的KLA公司商业购得的ArcherTM 700。间距X、Y、mY及mX不需要可由用于产生目标800的图像的偏移计量工具光学分辨。然而，优选地，间距W、Z2及Z3中的每一者可由用于产生目标800的图像的偏移计量工具光学分辨。
现在参考图9A，其是经简化流程图，所述经简化流程图图解说明使用多层莫尔目标900(例如目标700(图7)或目标800(图8A到8D))在平行于x方向或y方向的方向上计算形成有目标900的多层半导体装置晶片的第一层902、第二层904与第三层906(例如层702、704及706(图7)或802、804及806(图8A到8D))之间的偏移的优选方法。进一步参考图9B及9C，其分别是图9A的方法的部分的第一实施例及第二实施例的经简化图示图解说明。
尽管应了解，当利用目标800(图8A到8D)时，参考图9A到9C所描述的方法可仅被执行一次以在x方向或y方向上计算偏移，但通常图9A到9C中所描述的方法将被执行两次，以在x方向及y方向中的每一者上计算偏移。也应了解，当利用目标700(图7)时，可仅在第一堆叠轴732、第二堆叠轴734及第三堆叠轴736与之平行的一个方向上计算偏移。
如在第一步骤907处所见，选择测量偏移的方向。当在图9A及9B的方法中使用目标700时，将测量偏移的方向自动选择为第一堆叠轴732、第二堆叠轴734及第三堆叠轴736与之平行的方向。当在图9A及9B的方法中使用目标800时，利用象限814及818的结构来在平行于x轴的方向上测量偏移，且利用象限812及816的结构来在平行于y轴的方向上测量偏移。
优选地，在下一步骤909处，使用具有可调整偏振、波长及数值孔径设定的成像偏移计量工具来产生目标900的图像。适合成像偏移计量工具的实例是可从美国加利福尼亚州苗必达的KLA公司商业购得的ArcherTM 700。应注意，间距T、U、lU、lT、X、Y、mY及mX不需要可由用于产生目标900的图像的偏移计量工具光学分辨。然而，优选地，间距S、W、V2、V3、Z2及Z3中的每一者可由用于产生目标900的图像的偏移计量工具光学分辨。
在下一步骤911中且如图9B及9C中所见，针对在步骤907中所选择的象限中的相应第一堆叠922、第二堆叠924及第三堆叠926(例如第一堆叠722、第二堆叠724及第三堆叠726(图7)或第一堆叠822、第二堆叠824及第三堆叠826(图8A到8D))中的每一者而选择第一所关注区域912、第二所关注区域914及第三所关注区域916。应了解，如图9B及9C的所图解说明实施例中所见，尽管第一所关注区域912、第二所关注区域914及第三所关注区域916优选地完全位于相应第一堆叠922、第二堆叠924及第三堆叠926中的每一者内(如针对完全位于第一堆叠922内的第一所关注区域912所图解说明)，但第一所关注区域912、第二所关注区域914及第三所关注区域916可延伸超出相应第一堆叠922、第二堆叠924及第三堆叠926，如延伸超出相应第二堆叠924及第三堆叠926的所关注区域914及916所图解说明。应进一步了解，图9B及9C中所展示的所关注区域912、914及916是代表性所关注区域，且可在步骤911处选择其它适合所关注区域。
在下一步骤931中且如图9B及9C中所见，计算在步骤911中所选择的第一所关注区域912的所有例子之间的对称点932的位置。在下一步骤933中且如图9B及9C中所见，计算在步骤911中所选择的第二所关注区域914的所有例子之间的对称点934的位置。在下一步骤935中且如图9B及9C中所见，计算在步骤911中所选择的第三所关注区域916的所有例子之间的对称点936的位置。
在下一步骤937中，计算在步骤931处所识别的一或若干第一所关注区域912的对称点932的位置与在步骤933处所识别的一或若干第二所关注区域914的对称点934的位置之间的在步骤907处所选择的方向上的距离。在步骤937处所找到的距离除以增益α1，所述增益针对目标700是间距T及间距U的函数，如方程式21a中所展示：
且针对目标800是间距X及间距Y的函数，如方程式21b中所展示：
并且将结果报告为在于步骤907处所选择的方向上第一层902与第二层904之间的偏移。应了解，除在步骤937处所计算的距离之外，所述方法进一步计算调整方向，例如向右、向左、向上或向下。所述调整方向随间距T及U或间距X及Y的相对值以及将调整层902及904中的哪一者而变。
在下一步骤939处，计算在步骤933处所识别的一或若干第二所关注区域914的对称点934的位置与在步骤935处所识别的一或若干第三所关注区域916的对称点936的位置之间的在于步骤907处所选择的方向上的距离。在步骤939处所找到的距离除以增益α2，所述增益针对目标700是间距T及间距U的函数，如方程式22a中所展示：
且针对目标800是间距X及间距Y的函数，如方程式22b中所展示：
并且将结果报告为在于步骤907处所选择的方向上第一层902与第三层906之间的偏移。应了解，除在步骤939处所计算的距离之外，所述方法进一步计算调整方向，例如向右、向左、向上或向下。所述调整方向随间距T及U或间距X及Y的相对值以及将调整层902及906中的哪一者而变。
在下一步骤941处，计算在步骤937处所报告的偏移值与在步骤939处所报告的偏移值之间的差。将在步骤941处所计算的差报告为在于步骤907处所选择的方向上第二层904与第三层906之间的偏移。应了解，除在步骤941处所计算的距离之外，所述方法进一步计算调整方向，例如向右、向左、向上或向下。所述调整方向随间距T及U或间距X及Y的相对值以及将调整层904及906中的哪一者而变。
应了解，在本发明的实施例中，可仅使用层902、904及906中的将在那些层中的第三个层形成的前所形成的前两个层来执行在上文中参考图9A到9C所描述的方法的相关部分。如在上文中所述，层902、904及906可相对于彼此以任何适合次序形成。
现在参考图10，其是本发明的多层莫尔目标1000的另一实施例的经简化图解说明。图10包含在由x轴、y轴及z轴指示的三个不同维度中的图解说明，所述三个维度在下文中分别称为x-y平面、x-z平面及y-z平面。应注意，图10一般图解说明x-y平面，而图10的放大A、B及C图解说明平行于x-z平面的平面。
目标1000优选地形成于半导体装置晶片上，在所述半导体装置晶片上优选地形成至少第一层1002、第二层1004及第三层1006。应了解，第一层1002、第二层1004及第三层1006中的每一者界定平行于x-y平面的大体上平面表面。第一层1002、第二层1004及第三层1006可为邻近层但无需如此。优选地，第一层1002、第二层1004与第三层1006之间的任何材料至少部分地对电磁辐射透明。在图10中所图解说明的实施例中，第一层1002位于第二层1004及第三层1006下方，且第三层1006位于第一层1002及第二层1004上方。然而，应了解，层1002、1004及1006可相对于彼此沿着z轴以任何适合次序进行布置。
另外，在本发明的实施例中，被展示为与第一层1002及第三层1006一起形成的结构可全部与层1002一起形成。在此实施例中，目标1000的任何部分均不与层1006一起形成。此实施例对于校准尤其有用，如在下文中参考图12A到12C所描述。
应了解，图10图解说明目标1000的一个可能布局，且在本发明的其它实施例中，目标1000可包含额外结构。举例来说，如在下文中参考图11A到11D及34到39所描述，适合目标可包含图10中所展示的结构的多个例子，且那些多个例子可以各种方式进行布置。
优选地，目标1000包含周期性结构的第一堆叠1022、周期性结构的第二堆叠1024及周期性结构的第三堆叠1026。第一堆叠1022、第二堆叠1024及第三堆叠1026中的每一者包含一或多个周期性结构，每一周期性结构具有间距。优选地，第一堆叠1022、第二堆叠1024及第三堆叠1026均不彼此重叠。
应了解，虽然在图10中，将第一堆叠1022、第二堆叠1024及第三堆叠1026的周期性结构中的每一者展示为由多个线及空间形成，但在本发明的其它实施例中，第一堆叠1022、第二堆叠1024及第三堆叠1026的周期性结构可由任何适合周期性特征形成。应进一步了解，形成包含于第一堆叠1022、第二堆叠1024及第三堆叠1026中的周期性结构的周期性特征可由子结构形成。第一堆叠1022、第二堆叠1024及第三堆叠1026的周期性结构中的每一者的间距是优选地介于10nm到3000nm之间，且更优选地介于200nm到800nm之间。
第一x-z平面1031与第一堆叠1022相交。多个第一轴1032位于第一x-z平面1031内且平行于x轴。第二x-z平面1033与第二堆叠1024相交。多个第二轴1034位于第二x-z平面1033内且平行于x轴。第三x-z平面1035与第三堆叠1026相交。多个第三轴1036位于第三x-z平面1035内且平行于x轴。
如特定来说在放大A中所见，第一堆叠1022包含第一堆叠第一周期性结构(S1P1)1042，所述S1P1与第一层1002一起形成且沿着第一堆叠轴1032中的一者具有被指定为β的S1P1间距。第一堆叠1022进一步包含第一堆叠第二周期性结构(S1P2)1044，所述S1P2与第二层1004一起形成且沿着第一堆叠轴1032中的另一者具有被指定为β-n的S1P2间距。优选地，S1P2间距β-n与S1P1间距β相差被指定为n的第一堆叠附加项。第一堆叠附加项n可具有任何非零值。
应了解，S1P1 1042与S1P2 1044至少部分地彼此覆叠，且因此在将第一堆叠1022成像后即刻可见第一堆叠莫尔图案1050。如此项技术中已知，第一堆叠莫尔图案1050由间距γ1表征，间距γ1是附加项n、间距β及间距β-n的函数，如方程式23中所展示：
优选地，第一堆叠1022不包含与第三层1006一起形成的影响莫尔图案1050的周期性结构。然而，第一堆叠1022可包含与第三层1006一起形成的不影响莫尔图案1050的周期性结构，例如沿着平行于y轴的轴是周期性的周期性结构或具有不影响莫尔图案1050的间距大小的周期性结构。
如特定来说在放大B中所见，第二堆叠1024包含第二堆叠第一周期性结构(S2P1)1052，所述S2P1与第一层1002一起形成且沿着第二堆叠轴1034中的一者具有被指定为β的S2P1间距。应了解，S2P1间距β具有与S1P1间距β相同的值。第二堆叠1024进一步包含第二堆叠第二周期性结构(S2P2)1054，所述S2P2与第二层1004一起形成且沿着第二堆叠轴1034中的另一者具有被指定为β+n的S2P2间距。优选地，S2P2间距β+n与S2P1间距β相差被指定为n的第二堆叠附加项。应了解，第二堆叠附加项n具有与第一堆叠附加项n相同的值。
应了解，S2P1 1052与S2P2 1054至少部分地彼此覆叠，且因此在将第二堆叠1024成像后即刻可见第二堆叠莫尔图案1060。如此项技术中已知，第二堆叠莫尔图案1060由间距γ2表征，间距γ2是附加项n、间距β及间距β+n的函数，如方程式24中所展示：
优选地，第二堆叠1024不包含与第三层1006一起形成的影响莫尔图案1060的周期性结构。然而，第二堆叠1024可包含与第三层1006一起形成的不影响莫尔图案1060的周期性结构，例如沿着平行于y轴的轴是周期性的周期性结构或具有不影响莫尔图案1060的间距大小的周期性结构。
如特定来说在放大C中所见，第三堆叠1026包含第三堆叠第一周期性结构(S3P1)1062，所述S3P1与第二层1004一起形成且沿着第三堆叠轴1036中的一者具有被指定为β+n的S3P1间距。应了解，S3P1间距β+n具有与S2P2间距β+n相同的值。第三堆叠1026进一步包含第三堆叠第二周期性结构(S3P2)1064，所述S3P2与第三层1006一起形成且沿着第三堆叠轴1036中的另一者具有被指定为β的S3P2间距。应了解，S3P2间距β具有与S1P1间距β相同的值。
应了解，S3P1 1062与S3P2 1064至少部分地彼此覆叠，且因此在将第三堆叠1026成像后即刻可见第三堆叠莫尔图案1070。如此项技术中已知，第三堆叠莫尔图案1070由间距γ3表征，间距γ3是附加项n、间距β及间距β+n的函数，如方程式25中所展示：
优选地，第三堆叠1026不包含与第一层1002一起形成的影响莫尔图案1070的周期性结构。然而，第三堆叠1026可包含与第一层1002一起形成的不影响莫尔图案1070的周期性结构，例如沿着平行于y轴的轴是周期性的周期性结构或具有不影响莫尔图案1070的间距大小的周期性结构。
优选地使用具有可调整偏振、波长及数值孔径设定的成像偏移计量工具来测量层1002、1004及1006中的任何两者之间的偏移。适合成像偏移计量工具的实例是可从美国加利福尼亚州苗必达的KLA公司商业购得的ArcherTM 700。间距β、β-n及β+n不需要可由用于产生目标1000的图像的偏移计量工具光学分辨。然而，优选地，间距γ1、γ2及γ3中的每一者可由用于产生目标1000的图像的偏移计量工具光学分辨。
现在参考图11A到11D，其是本发明的多层莫尔目标1100的另一实施例的经简化图解说明。图11A到11D包含在由x轴、y轴及z轴指示的三个不同维度中的图解说明，所述三个维度在下文中分别称为x-y平面、x-z平面及y-z平面。应注意，图11A一般图解说明x-y平面，而图11B、11C及11D图解说明平行于x-z平面的平面。
应注意，目标1100是上文参考图10描述的目标1000的替代布局的一个实例且下文参考图34到39描述额外布局。目标1100优选地形成于半导体装置晶片上，所述半导体装置晶片上优先地形成至少第一层1102、第二层1104及第三层1106。应了解，第一层1102、第二层1104及第三层1106中的每一者界定平行于x-y平面的大体上平面表面。第一层1102、第二层1104及第三层1106可为邻近层但无需如此。优选地，第一层1102、第二层1104与第三层1106之间的任何材料至少部分地对电磁辐射透明。在图11A到11D中所图解说明的实施例中，第一层1102位于第二层1104及第三层1106下方，且第三层1106位于第一层1102及第二层1104上方。然而，应了解，层1102、1104及1106可相对于彼此沿着z轴以任何适合次序进行布置。
另外，在本发明的实施例中，被展示为与第一层1102及第三层1106一起形成的结构可全部与层1102一起形成。在此实施例中，目标1100的任何部分均不与层1106一起形成。此实施例对于校准尤其有用，如在下文中参考图12A到12C所描述。
如特定来说在图11A中所见，目标1100包含四个目标象限1112、1114、1116及1118。在图11A中所展示的实施例中，在目标象限1112、1114、1116及1118中的每一者的x-y平面中的旋转定向优选地与在其它目标象限1112、1114、1116及1118中的每一者的x-y平面中的旋转定向相差90°的整数倍。另外，目标1100优选地由在x方向或y方向或者此两者上的旋转对称性表征。在本发明的优选实施例中，目标1100经设计使得当处于对齐状态中时，目标1100的整体由x方向上的单个对称点及y方向上的单个对称点表征。然而，即使在此实施例中，当处于偏移状态中时，目标1100的各种元件将由独特对称点表征。
目标象限1112、1114、1116及1118中的每一者包含周期性结构的第一堆叠1122、周期性结构的第二堆叠1124及周期性结构的第三堆叠1126。第一堆叠1122、第二堆叠1124及第三堆叠1126中的每一者包含一或多个周期性结构，每一周期性结构具有间距。优选地，第一堆叠1122、第二堆叠1124及第三堆叠1126均不彼此重叠。在图11A到11D中，将第一堆叠1122图解说明为位于比第二堆叠1124及第三堆叠1126更接近于目标1100的中心处，且将第三堆叠1126图解说明为位于比第一堆叠1122及第二堆叠1124更接近于目标1100的边缘处。然而，第一堆叠1122、第二堆叠1124及第三堆叠1126可相对于彼此以相对于x-y平面的任何适合布置来进行布置。
应了解，虽然在图11A到11D中所图解说明的实施例中，将第一堆叠1122、第二堆叠1124及第三堆叠1126的周期性结构中的每一者图解说明为由多个线及空间形成，但在本发明的其它实施例中，第一堆叠1122、第二堆叠1124及第三堆叠1126的周期性结构可由任何适合周期性特征形成。应进一步了解，形成包含于第一堆叠1122、第二堆叠1124及第三堆叠1126中的周期性结构的周期性特征可由子结构形成。第一堆叠1122、第二堆叠1124及第三堆叠1126的周期性结构中的每一者的间距是优选地介于10nm到3000nm之间，且更优选地介于200nm到800nm之间。
如图11A中所见，在象限1112、1114、1116及1118中的每一者中，界定与第一堆叠1131相交并包含位于其中的多个第一轴1122的第一平面1132、与第二堆叠1133相交并包含位于其中的多个第二轴1124的第二平面1134，及与第三堆叠1135相交并包含位于其中的多个第三轴1126的第三平面1136。取决于象限1112、1114、1116及1118中的每一者内的第一堆叠1122、第二堆叠1124及第三堆叠1126的定向，第一平面1131、第二平面1133及第三平面1135中的每一者是x-z平面或y-z平面，且第一轴1132、第二轴1134及第三轴1136平行于相应x轴或y轴。应了解，在象限1112、1114、1116及1118中的每一者中，第一平面1131、第二平面1133及第三平面1135全部彼此平行。
如特定来说在图11B中所见，第一堆叠1122包含第一堆叠第一周期性结构(S1P1)1142，所述S1P1与第一层1102一起形成且沿着第一堆叠轴1132中的一者具有被指定为δ的S1P1间距。第一堆叠1122进一步包含第一堆叠第二周期性结构(S1P2)1144，所述S1P2与第二层1104一起形成且沿着第一堆叠轴1132中的另一者具有被指定为δ-p的S1P2间距。优选地，S1P2间距δ-p与S1P1间距δ相差被指定为p的第一堆叠附加项。第一堆叠附加项p可具有任何非零值。
应了解，S1P1 1142与S1P2 1144至少部分地彼此覆叠，且因此在将第一堆叠1122成像后即刻可见第一堆叠莫尔图案1150。如此项技术中已知，第一堆叠莫尔图案1150由间距ε1表征，间距ε1是附加项p、间距δ及间距δ-p的函数，如方程式26中所展示：
优选地，第一堆叠1122不包含与第三层1106一起形成的影响莫尔图案1150的周期性结构。然而，第一堆叠1122可包含与第三层1106一起形成的不影响莫尔图案1150的周期性结构，例如沿着垂直于第一堆叠轴1132的轴在平行于x-y平面的平面中是周期性的周期性结构或具有不影响莫尔图案1150的间距大小的周期性结构。
如特定来说在图11C中所见，第二堆叠1124包含第二堆叠第一周期性结构(S2P1)1152，所述S2P1与第一层1102一起形成且沿着第二堆叠轴1134中的一者具有被指定为δ的S2P1间距。应了解，S2P1间距δ具有与S1P1间距δ相同的值。第二堆叠1124进一步包含第二堆叠第二周期性结构(S2P2)1154，所述S2P2与第二层1104一起形成且沿着第二堆叠轴1134中的另一者具有被指定为δ+p的S2P2间距。优选地，S2P2间距δ+p与S2P1间距δ相差被指定为p的第二堆叠附加项。应了解，第二堆叠附加项p具有与第一堆叠附加项p相同的值。
应了解，S2P1 1152与S2P2 1154至少部分地彼此覆叠，且因此在将第二堆叠1124成像后即刻可见第二堆叠莫尔图案1160。如此项技术中已知，第二堆叠莫尔图案1160由间距ε2表征，间距ε2是附加项p、间距δ及间距δ+p的函数，如方程式27中所展示：
优选地，第二堆叠1124不包含与第三层1106一起形成的影响莫尔图案1160的周期性结构。然而，第二堆叠1122可包含与第三层1106一起形成的不影响莫尔图案1160的周期性结构，例如沿着垂直于第二堆叠轴1134的轴在平行于x-y平面的平面中是周期性的周期性结构或具有不影响莫尔图案1160的间距大小的周期性结构。
如特定来说在图11D中所见，第三堆叠1126包含第三堆叠第一周期性结构(S3P1)1162，所述S3P1与第二层1104一起形成且沿着第三堆叠轴1136中的一者具有被指定为δ+p的S3P1间距。应了解，S3P1间距δ+p具有与S2P2间距δ+p相同的值。第三堆叠1126进一步包含第三堆叠第二周期性结构(S3P2)1164，所述S3P2与第三层1106一起形成且沿着第三堆叠轴1136中的另一者具有被指定为δ的S3P2间距。应了解，S3P2间距δ具有与S1P1间距δ相同的值。
应了解，S3P1 1162与S3P2 1164至少部分地彼此覆叠，且因此在将第三堆叠1126成像后即刻可见第三堆叠莫尔图案1170。如此项技术中已知，第三堆叠莫尔图案1170由间距ε3表征，间距ε3是附加项p、间距δ及间距δ+p的函数，如方程式28中所展示：
优选地，第三堆叠1126不包含与第一层1102一起形成的影响莫尔图案1170的周期性结构。然而，第三堆叠1126可包含与第一层1102一起形成的不影响莫尔图案1170的周期性结构，例如沿着垂直于第三堆叠轴1136的轴在平行于x-y平面的平面中是周期性的周期性结构或具有不影响莫尔图案1170的间距大小的周期性结构。
优选地使用具有可调整偏振、波长及数值孔径设定的成像偏移计量工具来测量层1102、1104及1106中的任何两者之间的偏移。适合成像偏移计量工具的实例是可从美国加利福尼亚州苗必达的KLA公司商业购得的ArcherTM 700。间距δ、δ-p及δ+p不需要可由用于产生目标1100的图像的偏移计量工具光学分辨。然而，优选地，间距ε1、ε2及ε3中的每一者可由用于产生目标1100的图像的偏移计量工具光学分辨。
现在参考图12A，其是经简化流程图，所述经简化流程图图解说明使用多层莫尔目标1200(例如目标1000(图10)或目标1100(图11A到11D))在平行于x方向或y方向的方向上计算形成有目标1200的多层半导体装置晶片的第一层1202、第二层1204及第三层1206(例如层1002、1004及1006(图10)或1102、1104及1106(图11A到11D))之间的偏移的优选方法。进一步参考图12B及12C，其分别是图12A的方法的部分的第一实施例及第二实施例的经简化图示图解说明。
尽管应了解，当利用目标1100(图11A到11D)时，参考图12A到12C所描述的方法可仅被执行一次以在x方向或y方向上计算偏移，但通常图12A到12C中所描述的方法将被执行两次，以在x方向及y方向中的每一者上计算偏移。也应了解，当利用目标1000(图10)时，可仅在第一堆叠轴1032、第二堆叠轴1034及第三堆叠轴1036与之平行的一个方向上计算偏移。
如在第一步骤1207处所见，选择测量偏移的方向。当在图12A及12B的方法中使用目标1000时，将测量偏移的方向自动选择为第一堆叠轴1032、第二堆叠轴1034及第三堆叠轴1036与之平行的方向。当在图12A及12B的方法中使用目标1100时，利用象限1114及1118的结构来在平行于x轴的方向上测量偏移，且利用象限1112及1116的结构来在平行于y轴的方向上测量偏移。
优选地，在下一步骤1209处，使用具有可调整偏振、波长及数值孔径设定的成像偏移计量工具来产生目标1200的图像。适合成像偏移计量工具的实例是可从美国加利福尼亚州苗必达的KLA公司商业购得的ArcherTM 700。应注意，间距β、β-n、β+n、δ、δ-p及δ+p不需要可由用于产生目标1200的图像的偏移计量工具光学分辨。然而，优选地，间距γ1、γ2、γ3、ε1、ε2及ε3中的每一者可由用于产生目标1200的图像的偏移计量工具光学分辨。
在下一步骤1211中且如图12B及12C中所见，针对在步骤1207中所选择的象限中的相应第一堆叠1222、第二堆叠1224及第三堆叠1226(例如第一堆叠1022、第二堆叠1024及第三堆叠1026(图10)或第一堆叠1122、第二堆叠1124及第三堆叠1126(图11A到11D))中的每一者而选择第一所关注区域1212、第二所关注区域1214及第三所关注区域1216。应了解，如图12B及12C的所图解说明实施例中所见，尽管第一所关注区域1212、第二所关注区域1214及第三所关注区域1216优选地完全位于相应第一堆叠1222、第二堆叠1224及第三堆叠1226中的每一者内(如针对完全位于第一堆叠1222内的第一所关注区域1212所图解说明)，但第一所关注区域1212、第二所关注区域1214及第三所关注区域1216可延伸超出相应第一堆叠1222、第二堆叠1224及第三堆叠1226，如延伸超出相应第二堆叠1224及第三堆叠1226的所关注区域1214及1216所图解说明。应进一步了解，图12B及12C中所展示的所关注区域1212、1214及1216是代表性所关注区域，且可在步骤1211处选择其它适合所关注区域。
在下一步骤1231中且如图12B及12C中所见，计算在步骤1211中所选择的第一所关注区域1212的所有例子之间的对称点1232的位置。在下一步骤1233中且如图12B及12C中所见，计算在步骤1211中所选择的第二所关注区域1214的所有例子之间的对称点1234的位置。在下一步骤1235中且如图12B及12C中所见，计算在步骤1211中所选择的第三所关注区域1216的所有例子之间的对称点1236的位置。
在下一步骤1237处，计算在步骤1231处所识别的一或若干第一所关注区域1212的对称点1232的位置与在步骤1233处所识别的一或若干第二所关注区域1214的对称点1234的位置之间的在步骤1207处所选择的方向上的距离。在步骤1237处所找到的距离除以增益ζ1，所述增益针对目标1000是间距β及附加项n的函数，如方程式29a中所展示：
且针对目标1100是间距δ及附加项p的函数，如方程式29b中所展示：
并且将结果报告为在于步骤1207处所选择的方向上第一层1202与第二层1204之间的偏移。应了解，除在步骤1237处所计算的距离之外，所述方法进一步计算调整方向，例如向右、向左、向上或向下。所述调整方向随间距β及附加项n或间距δ及附加项p的值以及将调整层1202及1204中的哪一者而变。
在下一步骤1239处，计算在步骤1233处所识别的一或若干第二所关注区域1214的对称点1234的位置与在步骤1235处所识别的一或若干第三所关注区域1216的对称点1236的位置之间的在于步骤1207处所选择的方向上的距离。在步骤1239处所找到的距离除以增益ζ2，所述增益针对目标1000是间距β及附加项n的函数，如方程式30a中所展示：
且针对目标1100是间距δ及附加项p的函数，如方程式30b中所展示：
并且将结果报告为在于步骤1207处所选择的方向上第一层1202与第三层1206之间的偏移。应了解，除在步骤1239处所计算的距离之外，所述方法进一步计算调整方向，例如向右、向左、向上或向下。所述调整方向随间距β及附加项n或间距δ及附加项p的值以及将调整层1202及1206中的哪一者而变。
在下一步骤1241处，计算在步骤1237处所报告的偏移值与在步骤1239处所报告的偏移值之间的差。将在步骤1241处所计算的差报告为在于步骤1207处所选择的方向上第二层1204与第三层1206之间的偏移。应了解，除在步骤1241处所计算的距离之外，所述方法进一步计算调整方向，例如向右、向左、向上或向下。所述调整方向随间距β及附加项n或间距δ及附加项p的值以及将调整层1202及1206中的哪一者而变。
优选地，在上文中所描述的实施例中，其中被展示为与第一层1202及第三层1206一起形成的结构全部与层1202一起形成，在上文中参考图12A到12C所描述的方法继续计算并报告在步骤1237处所报告的偏移值与在步骤1241处所报告的偏移值之间的差。在步骤1237及1241处所报告的偏移值之间的差在对用于图12A到12C的方法中的偏移计量工具进行校准时是有用的。
应了解，在本发明的实施例中，可在形成层1206的前仅使用层1202及1204来执行在上文中参考图12A到12C所描述的方法的相关部分。
现在参考图13，其是本发明的多层莫尔目标1300的另一实施例的经简化图解说明。图13包含在由x轴、y轴及z轴指示的三个不同维度中的图解说明，所述三个维度在下文中分别称为x-y平面、x-z平面及y-z平面。应注意，图13一般图解说明x-y平面，而图13的放大A、B及C图解说明平行于x-z平面的平面。
目标1300优选地形成于半导体装置晶片上，在所述半导体装置晶片上优选地形成至少第一层1302、第二层1304及第三层1306。应了解，第一层1302、第二层1304及第三层1306中的每一者界定平行于x-y平面的大体上平面表面。第一层1302、第二层1304及第三层1306可为邻近层但无需如此。优选地，第一层1302、第二层1304与第三层1306之间的任何材料至少部分地对电磁辐射透明。在图13中所图解说明的实施例中，第一层1302位于第二层1304及第三层1306下方，且第三层1306位于第一层1302及第二层1304上方。然而，应了解，层1302、1304及1306可相对于彼此沿着z轴以任何适合次序进行布置。
另外，在本发明的实施例中，被展示为与第一层1302及第三层1306一起形成的结构可全部与层1302一起形成。在此实施例中，目标1300的任何部分均不与层1306一起形成。此实施例对于校准尤其有用，如在下文中参考图15A到15C所描述。
应了解，图13图解说明目标1300的一个可能布局，且在本发明的其它实施例中，目标1300可包含额外结构。举例来说，如在下文中参考图14A到14D及34到39所描述，适合目标可包含图13中所展示的结构的多个例子，且那些多个例子可以各种方式进行布置。
优选地，目标1300包含周期性结构的第一堆叠1322、周期性结构的第二堆叠1324及周期性结构的第三堆叠1326。第一堆叠1322、第二堆叠1324及第三堆叠1326中的每一者包含一或多个周期性结构，每一周期性结构具有间距。优选地，第一堆叠1322、第二堆叠1324及第三堆叠1326均不彼此重叠。
应了解，虽然在图13中，将第一堆叠1322、第二堆叠1324及第三堆叠1326的周期性结构中的每一者展示为由多个线及空间形成，但在本发明的其它实施例中，第一堆叠1322、第二堆叠1324及第三堆叠1326的周期性结构可由任何适合周期性特征形成。应进一步了解，形成包含于第一堆叠1322、第二堆叠1324及第三堆叠1326中的周期性结构的周期性特征可由子结构形成。第一堆叠1322、第二堆叠1324及第三堆叠1326的周期性结构中的每一者的间距是优选地介于10nm到3000nm之间，且更优选地介于200nm到800nm之间。
第一x-z平面1331与第一堆叠1322相交。多个第一轴1332位于第一x-z平面1331内且平行于x轴。第二x-z平面1333与第二堆叠1324相交。多个第二轴1334位于第二x-z平面1333内且平行于x轴。第三x-z平面1335与第三堆叠1326相交。多个第三轴1336位于第三x-z平面1335内且平行于x轴。
如特定来说在放大A中所见，第一堆叠1322包含第一堆叠第一周期性结构(S1P1)1342，所述S1P1与第二层1304一起形成且沿着第一堆叠轴1332中的一者具有被指定为η的S1P1间距。优选地，第一堆叠1322不包含与第一层1302或第三层1306中的任一者一起形成的周期性结构，在将第一堆叠1322成像后，所述周期性结构将即刻与S1P1 1342一起产生莫尔图案。然而，第一堆叠1322可包含与第一层1302或第三层1306一起形成的周期性结构，在将第一堆叠1322成像后，所述周期性结构不产生莫尔图案，所述周期性结构例如沿着平行于y轴的轴是周期性的周期性结构或具有在将第一堆叠1322成像后不产生莫尔图案的间距大小的周期性结构。
如特定来说在放大B中所见，第二堆叠1324包含第二堆叠第一周期性结构(S2P1)1352，所述S2P1与第一层1302一起且沿着第二堆叠轴1334中的一者具有被指定为θ的S2P1间距。第二堆叠1324进一步包含第二堆叠第二周期性结构(S2P2)1354，所述S2P2与第二层1304一起形成且沿着第二堆叠轴1334中的另一者具有被指定为ι的S2P2间距。
应了解，S2P1 1352与S2P2 1354至少部分地彼此覆叠，且因此在将第二堆叠1324成像后即刻可见第二堆叠莫尔图案1360。如此项技术中已知，第二堆叠莫尔图案1360由间距κ2表征，间距κ2是间距θ及间距ι的函数，如方程式31中所展示：
优选地，第二堆叠1324不包含与第三层1306一起形成的影响莫尔图案1360的周期性结构。然而，第二堆叠1324可包含与第三层1306一起形成的不影响莫尔图案1360的周期性结构，例如沿着平行于y轴的轴是周期性的周期性结构或具有不影响莫尔图案1360的间距大小的周期性结构。
如特定来说在放大C中所见，第三堆叠1326包含第三堆叠第一周期性结构(S3P1)1362，所述S3P1与第二层1304一起形成且沿着第三堆叠轴1336中的一者具有被指定为λ的S3P1间距。第三堆叠1326进一步包含第三堆叠第二周期性结构(S3P2)1364，所述S3P2与第三层1306一起形成且沿着第三堆叠轴1336中的另一者具有被指定为μ的S3P2间距。在本发明的实施例中，S3P1间距λ及S2P2间距ι的值是相同的且S3P2间距μ及S2P1间距θ的值是相同的。
应了解，S3P1 1362与S3P2 1364至少部分地彼此覆叠，且因此在将第三堆叠1326成像后即刻可见第三堆叠莫尔图案1370。如此项技术中已知，第三堆叠莫尔图案1370由间距κ3表征，间距κ3是间距λ及间距μ的函数，如方程式32中所展示：
优选地，第三堆叠1326不包含与第一层1302一起形成的影响莫尔图案1370的周期性结构。然而，第三堆叠1326可包含与第一层1302一起形成的不影响莫尔图案1370的周期性结构，例如沿着平行于y轴的轴是周期性的周期性结构或具有不影响莫尔图案1370的间距大小的周期性结构。
优选地使用具有可调整偏振、波长及数值孔径设定的成像偏移计量工具来测量层1302、1304及1306中的任何两者之间的偏移。适合成像偏移计量工具的实例是可从美国加利福尼亚州苗必达的KLA公司商业购得的ArcherTM 700。间距θ、ι、λ及μ不需要可由用于产生目标1300的图像的偏移计量工具光学分辨。然而，优选地，间距η、κ2及κ3中的每一者可由用于产生目标1300的图像的偏移计量工具光学分辨。
现在参考图14A到14D，其是本发明的多层莫尔目标1400的另一实施例的经简化图解说明。图14A到14D包含在由x轴、y轴及z轴指示的三个不同维度中的图解说明，所述三个维度在下文中分别称为x-y平面、x-z平面及y-z平面。应注意，图14A一般图解说明x-y平面，而图14B、14C及14D图解说明平行于x-z平面的平面。
应注意，目标1400是上文参考图13描述的目标1300的替代布局的一个实例且下文参考图34到39描述额外布局。目标1400优选地形成于半导体装置晶片上，所述半导体装置晶片上优选地形成至少第一层1402、第二层1404及第三层1406。应了解，第一层1402、第二层1404及第三层1406中的每一者界定平行于x-y平面的大体上平面表面。第一层1402、第二层1404及第三层1406可为邻近层但无需如此。优选地，第一层1402、第二层1404与第三层1406之间的任何材料至少部分地对电磁辐射透明。在图14A到14D中所图解说明的实施例中，第一层1402位于第二层1404及第三层1406下方，且第三层1406位于第一层1402及第二层1404上方。然而，应了解，层1402、1404及1406可相对于彼此沿着z轴以任何适合次序进行布置。
另外，在本发明的实施例中，被展示为与第一层1402及第三层1406一起形成的结构可全部与层1402一起形成。在此实施例中，目标1400的任何部分均不与层1406一起形成。此实施例对于校准尤其有用，如在下文中参考图15A到15C所描述。
如特定来说在图14A中所见，目标1400包含四个目标象限1412、1414、1416及1418。在图14A中所展示的实施例中，在目标象限1412、1414、1416及1418中的每一者的x-y平面中的旋转定向优选地与在其它目标象限1412、1414、1416及1418中的每一者的x-y平面中的旋转定向相差90°的整数倍。另外，目标1400优选地由在x方向或y方向或者此两者上的旋转对称性表征。在本发明的优选实施例中，目标1400经设计使得当处于对齐状态中时，目标1400的整体由x方向上的单个对称点及y方向上的单个对称点表征。然而，即使在此实施例中，当处于偏移状态中时，目标1400的各种元件将由独特对称点表征。
目标象限1412、1414、1416及1418中的每一者包含周期性结构的第一堆叠1422、周期性结构的第二堆叠1424及周期性结构的第三堆叠1426。第一堆叠1422、第二堆叠1424及第三堆叠1426中的每一者包含一或多个周期性结构，每一周期性结构具有间距。优选地，第一堆叠1422、第二堆叠1424及第三堆叠1426均不彼此重叠。在图14A到14D中，将第一堆叠1422图解说明为位于比第二堆叠1424及第三堆叠1426更接近于目标1400的中心处，且将第三堆叠1426图解说明为位于比第一堆叠1422及第二堆叠1424更接近于目标1400的边缘处。然而，第一堆叠1422、第二堆叠1424及第三堆叠1426可相对于彼此以相对于x-y平面的任何适合布置来进行布置。
应了解，虽然在图14A到14D中所图解说明的实施例中，将第一堆叠1422、第二堆叠1424及第三堆叠1426的周期性结构中的每一者图解说明为由多个线及空间形成，但在本发明的其它实施例中，第一堆叠1422、第二堆叠1424及第三堆叠1426的周期性结构可由任何适合周期性特征形成。应进一步了解，形成包含于第一堆叠1422、第二堆叠1424及第三堆叠1426中的周期性结构的周期性特征可由子结构形成。第一堆叠1422、第二堆叠1424及第三堆叠1426的周期性结构中的每一者的间距是优选地介于10nm到3000nm之间，且更优选地介于200nm到800nm之间。
如图14A中所见，在象限1412、1414、1416及1418中的每一者中，界定与第一堆叠1431相交并包含位于其中的多个第一轴1422的第一平面1432、与第二堆叠1433相交并包含位于其中的多个第二轴1424的第二平面1434，及与第三堆叠1435相交并包含位于其中的多个第三轴1426的第三平面1436。取决于象限1412、1414、1416及1418中的每一者内的第一堆叠1422、第二堆叠1424及第三堆叠1426的定向，第一平面1431、第二平面1433及第三平面1435中的每一者是x-z平面或y-z平面，且第一轴1432、第二轴1434及第三轴1436平行于相应x轴或y轴。应了解，在象限1412、1414、1416及1418中的每一者中，第一平面1431、第二平面1433及第三平面1435全部彼此平行。
如特定来说在图14B中所见，第一堆叠1422包含第一堆叠第一周期性结构(S1P1)1442，所述S1P1与第二层1404一起形成且沿着第一堆叠轴1432中的一者具有被指定为ν的S1P1间距。优选地，第一堆叠1422不包含与第一层1402或第三层1406中的任一者一起形成的周期性结构，在将第一堆叠1422成像后，所述周期性结构将即刻与S1P1 1442一起产生莫尔图案。然而，第一堆叠1422可包含与第一层1402或第三层1406一起形成的周期性结构，在将第一堆叠1422成像后，所述周期性结构不产生莫尔图案，所述周期性结构例如沿着垂直于第一堆叠轴1432的轴在平行于x-y平面的平面中是周期性的周期性结构或具有在将第一堆叠1422成像后不产生莫尔图案的间距大小的周期性结构。
如特定来说在图14C中所见，第二堆叠1424包含第二堆叠第一周期性结构(S2P1)1452，所述S2P1与第一层1402一起形成且沿着第二堆叠轴1434中的一者具有被指定为ξ的S2P1间距。第二堆叠1424进一步包含第二堆叠第二周期性结构(S2P2)1454，所述S2P2与第二层1404一起形成且沿着第二堆叠轴1434中的另一者具有被指定为π的S2P2间距。
应了解，S2P1 1452与S2P2 1454至少部分地彼此覆叠，且因此在将第二堆叠1424成像后即刻可见第二堆叠莫尔图案1460。如此项技术中已知，第二堆叠莫尔图案1460由间距ρ2表征，间距ρ2是间距ξ及间距π的函数，如方程式33中所展示：
优选地，第二堆叠1424不包含与第三层1406一起形成的影响莫尔图案1460的周期性结构。然而，第二堆叠1424可包含与第三层1406一起形成的不影响莫尔图案1460的周期性结构，例如沿着垂直于第二堆叠轴1434的轴在平行于x-y平面的平面中是周期性的周期性结构或具有不影响莫尔图案1460的间距大小的周期性结构。
如特定来说在图14D中所见，第三堆叠1426包含第三堆叠第一周期性结构(S3P1)1462，所述S3P1与第二层1404一起形成且沿着第三堆叠轴1436中的一者具有被指定为σ的S3P1间距。第三堆叠1426进一步包含第三堆叠第二周期性结构(S3P2)1464，所述S3P2与第三层1406一起形成且沿着第三堆叠轴1436中的另一者具有被指定为τ的S3P2间距。在本发明的实施例中，S3P1间距σ及S2P2间距π的值是相同的且S3P2间距τ及S2P1间距ξ的值是相同的。
应了解，S3P1 1462与S3P2 1464至少部分地彼此覆叠，且因此在将第三堆叠1426成像后即刻可见第三堆叠莫尔图案1470。如此项技术中已知，第三堆叠莫尔图案1470由间距ρ3表征，间距ρ3是间距σ及间距τ的函数，如方程式34中所展示：
优选地，第三堆叠1426不包含与第一层1402一起形成的影响莫尔图案1470的周期性结构。然而，第三堆叠1426可包含与第一层1402一起形成的不影响莫尔图案1470的周期性结构，例如沿着垂直于第三堆叠轴1436的轴在平行于x-y平面的平面中是周期性的周期性结构或具有不影响莫尔图案1470的间距大小的周期性结构。
优选地使用具有可调整偏振、波长及数值孔径设定的成像偏移计量工具来测量层1402、1404及1406中的任何两者之间的偏移。适合成像偏移计量工具的实例是可从美国加利福尼亚州苗必达的KLA公司商业购得的ArcherTM 700。间距ξ、π、σ及τ不需要可由用于产生目标1400的图像的偏移计量工具光学分辨。然而，优选地，间距ν、ρ2及ρ3中的每一者可由用于产生目标1400的图像的偏移计量工具光学分辨。
现在参考图15A，其是经简化流程图，所述经简化流程图图解说明使用多层莫尔目标1500(例如目标1300(图13)或目标1400(图14A到14D))在平行于x方向或y方向的方向上计算形成有目标1500的多层半导体装置晶片的第一层1502、第二层1504与第三层1506(例如层1302、1304及1306(图13)或1402、1404及1406(图14A到14D))之间的偏移的优选方法。进一步参考图15B及15C，其分别是图15A的方法的部分的第一实施例及第二实施例的经简化图示图解说明。
尽管应了解，当利用目标1400(图14A到14D)时，参考图15A到15C所描述的方法可仅被执行一次以在x方向或y方向上计算偏移，但通常图15A到15C中所描述的方法将被执行两次，以在x方向及y方向中的每一者上计算偏移。也应了解，当利用目标1300(图13)时，可仅在第一堆叠轴1332、第二堆叠轴1334及第三堆叠轴1336与之平行的一个方向上计算偏移。
如在第一步骤1507处所见，选择测量偏移的方向。当在图15A及15B的方法中使用目标1300时，将测量偏移的方向自动选择为第一堆叠轴1332、第二堆叠轴1334及第三堆叠轴1336与之平行的方向。当在图15A及15B的方法中使用目标1400时，利用象限1414及1418的结构来在平行于x轴的方向上测量偏移，且利用象限1412及1416的结构来在平行于y轴的方向上测量偏移。
优选地，在下一步骤1509处，使用具有可调整偏振、波长及数值孔径设定的成像偏移计量工具来产生目标1500的图像。适合成像偏移计量工具的实例是可从美国加利福尼亚州苗必达的KLA公司商业购得的ArcherTM 700。应注意，间距θ、ι、λ、μ、ξ、π、σ及τ不需要可由用于产生目标1500的图像的偏移计量工具光学分辨。然而，优选地，间距η、ν、κ2、κ3、ρ2及ρ3中的每一者可由用于产生目标1500的图像的偏移计量工具光学分辨。
在下一步骤1511中且如图15B及15C中所见，针对在步骤1507中所选择的象限中的相应第一堆叠1522、第二堆叠1524及第三堆叠1526(例如第一堆叠1322、第二堆叠1324及第三堆叠1326(图13)或第一堆叠1422、第二堆叠1424及第三堆叠1426(图14A到14D))中的每一者而选择第一所关注区域1512、第二所关注区域1514及第三所关注区域1516。应了解，如图15B及15C的所图解说明实施例中所见，尽管第一所关注区域1512、第二所关注区域1514及第三所关注区域1516优选地完全位于相应第一堆叠1522、第二堆叠1524及第三堆叠1526中的每一者内(如针对完全位于第一堆叠1522内的第一所关注区域1512所图解说明)，但第一所关注区域1512、第二所关注区域1514及第三所关注区域1516可延伸超出相应第一堆叠1522、第二堆叠1524及第三堆叠1526，如延伸超出相应第二堆叠1524及第三堆叠1526的所关注区域1514及1516所图解说明。应进一步了解，图15B及15C中所展示的所关注区域1512、1514及1516是代表性所关注区域，且可在步骤1511处选择其它适合所关注区域。
在下一步骤1531中且如图15B及15C中所见，计算在步骤1511中所选择的第一所关注区域1512的所有例子之间的对称点1532的位置。在下一步骤1533中且如图15B及15C中所见，计算在步骤1511中所选择的第二所关注区域1514的所有例子之间的对称点1534的位置。在下一步骤1535中且如图15B及15C中所见，计算在步骤1511中所选择的第三所关注区域1516的所有例子之间的对称点1536的位置。
在下一步骤1537处，计算在步骤1531处所识别的一或若干第一所关注区域1512的对称点1532的位置与在步骤1533处所识别的一或若干第二所关注区域1514的对称点1534的位置之间的在步骤1507处所选择的方向上的距离。在步骤1537处所找到的距离除以增益υ1，所述增益针对目标1300是间距θ及间距ι的函数，如方程式35a中所展示：
且针对目标1400是间距π及间距ξ的函数，如方程式35b中所展示：
并且将结果报告为在于步骤1507处所选择的方向上第一层1502与第二层1504之间的偏移。应了解，除在步骤1537处所计算的距离之外，所述方法进一步计算调整方向，例如向右、向左、向上或向下。所述调整方向随间距θ及间距ι或间距π及间距ξ的相对值以及将调整层1502及1504中的哪一者而变。
在下一步骤1539处，计算在步骤1531处所识别的一或若干第一所关注区域1512的对称点1532的位置与在步骤1535处所识别的一或若干第三所关注区域1516的对称点1536的位置之间的在于步骤1507处所选择的方向上的距离。在步骤1539处所找到的距离除以增益υ2，所述增益针对目标1300是间距λ及间距μ的函数，如方程式36a中所展示：
且针对目标1400是间距σ及间距τ的函数，如方程式36b中所展示：
并且将结果报告为在于步骤1507处所选择的方向上第二层1504与第三层1506之间的偏移。应了解，除在步骤1539处所计算的距离之外，所述方法进一步计算调整方向，例如向右、向左、向上或向下。所述调整方向随间距θ及间距ι或间距π及间距ξ的相对值以及将调整层1502及1506中的哪一者而变。
在下一步骤1541处，计算第一层1502与第三层1506之间的一偏移值。在上文中所描述的实施例中，其中S3P1间距不具有与S2P2间距相同的值且S3P2间距不具有与S2P1间距相同的值，在步骤1541处，计算在步骤1537处所报告的偏移值与在步骤1539处所报告的偏移值之间的差。将在步骤1541处所计算的差报告为在于步骤1507处所选择的方向上第一层1502与第三层1506之间的偏移。应了解，除在步骤1541处所计算的距离之外，所述方法进一步计算调整方向，例如向右、向左、向上或向下。所述调整方向随间距θ及间距ι或间距π及间距ξ的相对值以及将调整层1502及1506中的哪一者而变。
在上文中所描述的实施例中，其中S3P1间距具有与S2P2间距相同的值且S3P2间距具有与S2P1间距相同的值，在步骤1541处，计算在步骤1533处所识别的一或若干第二所关注区域1514的对称点1534的位置与在步骤1535处所识别的一或若干第三所关注区域1516的对称点1536的位置之间的在于步骤1507处所选择的方向上的距离。在步骤1541处所找到的距离除以增益υ3，所述增益针对目标1300是间距θ及间距ι的函数，如方程式37a中所展示：
且针对目标1400是间距π及间距ξ的函数，如方程式37b中所展示：
并且将结果报告为在于步骤1507处所选择的方向上第一层1502与第三层1506之间的偏移。应了解，除在步骤1541处所计算的距离之外，所述方法进一步计算调整方向，例如向右、向左、向上或向下。所述调整方向随间距θ及间距ι或间距π及间距ξ的相对值以及将调整层1502及1506中的哪一者而变。
优选地，在上文中所描述的实施例中，其中被展示为与第一层1502及第三层1506一起形成的结构可全部与层1502一起形成，在上文中参考图15A到15C所描述的方法继续计算并报告在步骤1537处所报告的偏移值与在步骤1539处所报告的偏移值之间的差。在步骤1537及1539处所报告的偏移值之间的差在对用于图15A到15C的方法中的偏移计量工具进行校准时是有用的。
应了解，在本发明的实施例中，可在形成层1506的前仅使用层1502及1504来执行在上文中参考图15A到15C所描述的方法的相关部分。类似地，在本发明的其中层1506位于层1502下方的一实施例中，可在形成层1502的前仅使用层1504及1506来执行在上文中参考图15A到15C所描述的方法的相关部分。
现在参考图16，其是本发明的多层莫尔目标1600的另一实施例的经简化图解说明。图16包含在由x轴、y轴及z轴指示的三个不同维度中的图解说明，所述三个维度在下文中分别称为x-y平面、x-z平面及y-z平面。应注意，图16一般图解说明x-y平面，而图16的放大A、B及C图解说明平行于x-z平面的平面。
目标1600优选地形成于半导体装置晶片上，在所述半导体装置晶片上优选地形成至少第一层1602、第二层1604及第三层1606。应了解，第一层1602、第二层1604及第三层1606中的每一者界定平行于x-y平面的大体上平面表面。第一层1602、第二层1604及第三层1606可为邻近层但无需如此。优选地，第一层1602、第二层1604与第三层1606之间的任何材料至少部分地对电磁辐射透明。在图16中所图解说明的实施例中，第一层1602位于第二层1604及第三层1606下方，且第三层1606位于第一层1602及第二层1604上方。然而，应了解，层1602、1604及1606可相对于彼此沿着z轴以任何适合次序进行布置。
另外，在本发明的实施例中，被展示为与第一层1602及第二层1604一起形成的结构可全部与层1602一起形成。在此实施例中，目标1600的任何部分均不与层1604一起形成。此实施例对于校准尤其有用，如在下文中参考图18A到18C所描述。另外，在本发明的另一实施例中，被展示为与第一层1602及第三层1606一起形成的结构可全部与层1602一起形成。在此实施例中，目标1600的任何部分均不与层1606一起形成。此实施例对于校准尤其有用，如在下文中参考图18A到18C所描述。
应了解，图16图解说明目标1600的一个可能布局，且在本发明的其它实施例中，目标1600可包含额外结构。举例来说，如在下文中参考图17A到17D及34到39所描述，适合目标可包含图16中所展示的结构的多个例子，且那些多个例子可以各种方式进行布置。
优选地，目标1600包含周期性结构的第一堆叠1622、周期性结构的第二堆叠1624及周期性结构的第三堆叠1626。第一堆叠1622、第二堆叠1624及第三堆叠1626中的每一者包含一或多个周期性结构，每一周期性结构具有间距。优选地，第一堆叠1622、第二堆叠1624及第三堆叠1626均不彼此重叠。
应了解，虽然在图16中，将第一堆叠1622、第二堆叠1624及第三堆叠1626的周期性结构中的每一者展示为由多个线及空间形成，但在本发明的其它实施例中，第一堆叠1622、第二堆叠1624及第三堆叠1626的周期性结构可由任何适合周期性特征形成。应进一步了解，形成包含于第一堆叠1622、第二堆叠1624及第三堆叠1626中的周期性结构的周期性特征可由子结构形成。第一堆叠1622、第二堆叠1624及第三堆叠1626的周期性结构中的每一者的间距是优选地介于10nm到3000nm之间，且更优选地介于200nm到800nm之间。
第一x-z平面1631与第一堆叠1622相交。多个第一轴1632位于第一x-z平面1631内且平行于x轴。第二x-z平面1633与第二堆叠1624相交。多个第二轴1634位于第二x-z平面1633内且平行于x轴。第三x-z平面1635与第三堆叠1626相交。多个第三轴1636位于第三x-z平面1635内且平行于x轴。
如特定来说在放大A中所见，第一堆叠1622包含第一堆叠第一周期性结构(S1P1)1642，所述S1P1与第二层1604一起形成且沿着第一堆叠轴1632中的一者具有被指定为
的S1P1间距。优选地，第一堆叠1622不包含与第一层1602或第三层1606中的任一者一起形成的周期性结构，在将第一堆叠1622成像后，所述周期性结构将即刻与S1P1 1642一起产生莫尔图案。然而，第一堆叠1622可包含与第一层1602或第三层1606一起形成的周期性结构，在将第一堆叠1622成像后，所述周期性结构不产生莫尔图案，所述周期性结构例如沿着平行于y轴的轴是周期性的周期性结构或具有在将第一堆叠1622成像后不产生莫尔图案的间距大小的周期性结构。
如特定来说在放大B中所见，第二堆叠1624包含第二堆叠第一周期性结构(S2P1)1652，所述S2P1与第一层1602一起形成且沿着第二堆叠轴1634中的一者具有被指定为χ的S2P1间距。优选地，第二堆叠1624不包含与第二层1604或第三层1606中的任一者一起形成的周期性结构，在将第二堆叠1624成像后，所述周期性结构将即刻与S1P1 1652一起产生莫尔图案。然而，第二堆叠1624可包含与第二层1604或第三层1606一起形成的周期性结构，在将第二堆叠1624成像后，所述周期性结构不产生莫尔图案，所述周期性结构例如沿着平行于y轴的轴是周期性的周期性结构或具有在将第二堆叠1624成像后不产生莫尔图案的间距大小的周期性结构。
如特定来说在放大C中所见，第三堆叠1626包含第三堆叠第一周期性结构(S3P1)1662，所述S3P1与第二层1604一起形成且沿着第三堆叠轴1636中的一者具有被指定为ψ的S3P1间距。第三堆叠1626进一步包含第三堆叠第二周期性结构(S3P2)1664，所述S3P2与第三层1606一起形成且沿着第三堆叠轴1636中的另一者具有被指定为ω的S3P2间距。
应了解，S3P1 1662与S3P2 1664至少部分地彼此覆叠，且因此在将第三堆叠1626成像后即刻可见第三堆叠莫尔图案1670。如此项技术中已知，第三堆叠莫尔图案1670由间距
表征，间距
是间距ψ及间距ω的函数，如方程式38中所展示：
优选地，第三堆叠1626不包含与第一层1602一起形成的影响莫尔图案1670的周期性结构。然而，第三堆叠1626可包含与第一层1602一起形成的不影响莫尔图案1670的周期性结构，例如沿着平行于y轴的轴是周期性的周期性结构或具有不影响莫尔图案1670的间距大小的周期性结构。
优选地使用具有可调整偏振、波长及数值孔径设定的成像偏移计量工具来测量层1602、1604及1606中的任何两者之间的偏移。适合成像偏移计量工具的实例是可从美国加利福尼亚州苗必达的KLA公司商业购得的ArcherTM 700。间距ψ及ω不需要可由用于产生目标1600的图像的偏移计量工具光学分辨。然而，优选地，间距
χ及
中的每一者可由用于产生目标1600的图像的偏移计量工具光学分辨。
现在参考图17A到17D，其是本发明的多层莫尔目标1700的另一实施例的经简化图解说明。图17A到17D包含在由x轴、y轴及z轴指示的三个不同维度中的图解说明，所述三个维度在下文中分别称为x-y平面、x-z平面及y-z平面。应注意，图17A一般图解说明x-y平面，而图17B、17C及17D图解说明平行于x-z平面的平面。
应注意，目标1700是上文参考图16描述的目标1600的替代布局的一个实例且下文参考图34到39描述额外布局。目标1700优选地形成于半导体装置晶片上，所述半导体装置晶片上优选地形成至少第一层1702、第二层1704及第三层1706。应了解，第一层1702、第二层1704及第三层1706中的每一者界定平行于x-y平面的大体上平面表面。第一层1702、第二层1704及第三层1706可为邻近层但无需如此。优选地，第一层1702、第二层1704与第三层1706之间的任何材料至少部分地对电磁辐射透明。在图17A到17D中所图解说明的实施例中，第一层1702位于第二层1704及第三层1706下方，且第三层1706位于第一层1702及第二层1704上方。然而，应了解，层1702、1704及1706可相对于彼此沿着z轴以任何适合次序进行布置。
另外，在本发明的实施例中，被展示为与第一层1702及第二层1704一起形成的结构可全部与层1702一起形成。在此实施例中，目标1700的任何部分均不与层1704一起形成。此实施例对于校准尤其有用，如在下文中参考图18A到18C所描述。另外，在本发明的另一实施例中，被展示为与第一层1702及第三层1706一起形成的结构可全部与层1702一起形成。在此实施例中，目标1700的任何部分均不与层1706一起形成。此实施例对于校准尤其有用，如在下文中参考图18A到18C所描述。
如特定来说在图17A中所见，目标1700包含四个目标象限1712、1714、1716及1718。在图17A中所展示的实施例中，在目标象限1712、1714、1716及1718中的每一者的x-y平面中的旋转定向优选地与在其它目标象限1712、1714、1716及1718中的每一者的x-y平面中的旋转定向相差90°的整数倍。另外，目标1700优选地由在x方向或y方向或者此两者上的旋转对称性表征。在本发明的优选实施例中，目标1700经设计使得当处于对齐状态中时，目标1700的整体由x方向上的单个对称点及y方向上的单个对称点表征。然而，即使在此实施例中，当处于偏移状态中时，目标1700的各种元件将由独特对称点表征。
目标象限1712、1714、1716及1718中的每一者包含周期性结构的第一堆叠1722、周期性结构的第二堆叠1724及周期性结构的第三堆叠1726。第一堆叠1722、第二堆叠1724及第三堆叠1726中的每一者包含一或多个周期性结构，每一周期性结构具有间距。优选地，第一堆叠1722、第二堆叠1724及第三堆叠1726均不彼此重叠。在图17A到17D中，将第一堆叠1722图解说明为位于比第二堆叠1724及第三堆叠1726更接近于目标1700的中心处，且将第三堆叠1726图解说明为位于比第一堆叠1722及第二堆叠1724更接近于目标1700的边缘处。然而，第一堆叠1722、第二堆叠1724及第三堆叠1726可相对于彼此以相对于x-y平面的任何适合布置来进行布置。
应了解，虽然在图17A到17D中所图解说明的实施例中，将第一堆叠1722、第二堆叠1724及第三堆叠1726的周期性结构中的每一者图解说明为由多个线及空间形成，但在本发明的其它实施例中，第一堆叠1722、第二堆叠1724及第三堆叠1726的周期性结构可由任何适合周期性特征形成。应进一步了解，形成包含于第一堆叠1722、第二堆叠1724及第三堆叠1726中的周期性结构的周期性特征可由子结构形成。第一堆叠1722、第二堆叠1724及第三堆叠1726的周期性结构中的每一者的间距是优选地介于10nm到3000nm之间，且更优选地介于200nm到800nm之间。
如图17A中所见，在象限1712、1714、1716及1718中的每一者中，界定与第一堆叠1731相交并包含位于其中的多个第一轴1722的第一平面1732、与第二堆叠1733相交并包含位于其中的多个第二轴1724的第二平面1734，及与第三堆叠1735相交并包含位于其中的多个第三轴1726的第三平面1736。取决于象限1712、1714、1716及1718中的每一者内的第一堆叠1722、第二堆叠1724及第三堆叠1726的定向，第一平面1731、第二平面1733及第三平面1735中的每一者是x-z平面或y-z平面，且第一轴1732、第二轴1734及第三轴1736平行于相应x轴或y轴。应了解，在象限1712、1714、1716及1718中的每一者中，第一平面1731、第二平面1733及第三平面1735全部彼此平行。
如特定来说在图17B中所见，第一堆叠1722包含第一堆叠第一周期性结构(S1P1)1742，所述S1P1与第二层1704一起形成且沿着第一堆叠轴1732中的一者具有被指定为Γ的S1P1间距。优选地，第一堆叠1722不包含与第一层1702或第三层1706中的任一者一起形成的周期性结构，在将第一堆叠1722成像后，所述周期性结构将即刻与S1P1 1742一起产生莫尔图案。然而，第一堆叠1722可包含与第一层1702或第三层1706一起形成的周期性结构，在将第一堆叠1722成像后，所述周期性结构不产生莫尔图案，所述周期性结构例如沿着垂直于第一堆叠轴1732的轴在平行于x-y平面的平面中是周期性的周期性结构或具有在将第一堆叠1722成像后不产生莫尔图案的间距大小的周期性结构。
如特定来说在图17C中所见，第二堆叠1724包含第二堆叠第一周期性结构(S2P1)1752，所述S2P1与第一层1702一起形成且沿着第二堆叠轴1734中的一者具有被指定为Θ的S2P1间距。优选地，第二堆叠1724不包含与第二层1704或第三层1706中的任一者一起形成的周期性结构，在将第二堆叠1724成像后，所述周期性结构将即刻与S1P1 1752一起产生莫尔图案。然而，第二堆叠1724可包含与第二层1704或第三层1706一起形成的周期性结构，在将第二堆叠1724成像后，所述周期性结构不产生莫尔图案，所述周期性结构例如沿着垂直于第二堆叠轴1734的轴在平行于x-y平面的平面中是周期性的周期性结构或具有在将第二堆叠1724成像后不产生莫尔图案的间距大小的周期性结构。
如特定来说在图17D中所见，第三堆叠1726包含第三堆叠第一周期性结构(S3P1)1762，所述S3P1与第二层1704一起形成且沿着第三堆叠轴1736中的一者具有被指定为Λ的S3P1间距。第三堆叠1726进一步包含第三堆叠第二周期性结构(S3P2)1764，所述S3P2与第三层1706一起形成且沿着第三堆叠轴1736中的另一者具有被指定为Ξ的S3P2间距。
应了解，S3P1 1762与S3P2 1764至少部分地彼此覆叠，且因此在将第三堆叠1726成像后即刻可见第三堆叠莫尔图案1770。如此项技术中已知，第三堆叠莫尔图案1770由间距Π3表征，间距Π3是间距Λ及间距Ξ的函数，如方程式39中所展示：
优选地，第三堆叠1726不包含与第一层1702一起形成的影响莫尔图案1770的周期性结构。然而，第三堆叠1726可包含与第一层1702一起形成的不影响莫尔图案1770的周期性结构，例如沿着垂直于第三堆叠轴1736的轴在平行于x-y平面的平面中是周期性的周期性结构或具有不影响莫尔图案1770的间距大小的周期性结构。
优选地使用具有可调整偏振、波长及数值孔径设定的成像偏移计量工具来测量层1702、1704及1706中的任何两者之间的偏移。适合成像偏移计量工具的实例是可从美国加利福尼亚州苗必达的KLA公司商业购得的ArcherTM 700。间距Λ及Ξ不需要可由用于产生目标1700的图像的偏移计量工具光学分辨。然而，优选地，间距Γ、Θ及Π3中的每一者可由用于产生目标1700的图像的偏移计量工具光学分辨。
现在参考图18A，其是经简化流程图，所述经简化流程图图解说明使用多层莫尔目标1800(例如目标1600(图16)或目标1700(图17A到17D))在平行于x方向或y方向的方向上计算形成有目标1800的多层半导体装置晶片的第一层1802、第二层1804与第三层1806(例如层1602、1604及1606(图16)或1702、1704及1706(图17A到17D))之间的偏移的优选方法。进一步参考图18B及18C，其分别是图18A的方法的部分的第一实施例及第二实施例的经简化图示图解说明。
尽管应了解，当利用目标1700(图17A到17D)时，参考图18A到18C所描述的方法可仅被执行一次以在x方向或y方向上计算偏移，但通常图18A到18C中所描述的方法将被执行两次，以在x方向及y方向中的每一者上计算偏移。也应了解，当利用目标1600(图16)时，可仅在第一堆叠轴1632、第二堆叠轴1634及第三堆叠轴1636与之平行的一个方向上计算偏移。
如在第一步骤1807处所见，选择测量偏移的方向。当在图18A及18B的方法中使用目标1600时，将测量偏移的方向自动选择为第一堆叠轴1632、第二堆叠轴1634及第三堆叠轴1636与之平行的方向。当在图18A及18B的方法中使用目标1700时，利用象限1714及1718的结构来在平行于x轴的方向上测量偏移，且利用象限1712及1716的结构来在平行于y轴的方向上测量偏移。
优选地，在下一步骤1809处，使用具有可调整偏振、波长及数值孔径设定的成像偏移计量工具来产生目标1800的图像。适合成像偏移计量工具的实例是可从美国加利福尼亚州苗必达的KLA公司商业购得的ArcherTM 700。应注意，间距ψ、ω、Λ及Ξ不需要可由用于产生目标1800的图像的偏移计量工具光学分辨。然而，优选地，间距
χ、
Γ、Θ及Π3中的每一者可由用于产生目标1800的图像的偏移计量工具光学分辨。
在下一步骤1811中且如图18B及18C中所见，针对在步骤1807中所选择的象限中的相应第一堆叠1822、第二堆叠1824及第三堆叠1826(例如第一堆叠1622、第二堆叠1624及第三堆叠1626(图16)或第一堆叠1722、第二堆叠1724及第三堆叠1726(图17A到17D))中的每一者而选择第一所关注区域1812、第二所关注区域1814及第三所关注区域1816。应了解，如图18B及18C的所图解说明实施例中所见，尽管第一所关注区域1812、第二所关注区域1814及第三所关注区域1816优选地完全位于相应第一堆叠1822、第二堆叠1824及第三堆叠1826中的每一者内(如针对完全位于第一堆叠1822内的第一所关注区域1812所图解说明)，但第一所关注区域1812、第二所关注区域1814及第三所关注区域1816可延伸超出相应第一堆叠1822、第二堆叠1824及第三堆叠1826，如延伸超出相应第二堆叠1824及第三堆叠1826的所关注区域1814及1816所图解说明。应进一步了解，图18B及18C中所展示的所关注区域1812、1814及1816是代表性所关注区域，且可在步骤1811处选择其它适合所关注区域。
在下一步骤1831中且如图18B及18C中所见，计算在步骤1811中所选择的第一所关注区域1812的所有例子之间的对称点1832的位置。在下一步骤1833中且如图18B及18C中所见，计算在步骤1811中所选择的第二所关注区域1814的所有例子之间的对称点1834的位置。在下一步骤1835中且如图18B及18C中所见，计算在步骤1811中所选择的第三所关注区域1816的所有例子之间的对称点1836的位置。
在下一步骤1837处，计算在步骤1831处所识别的一或若干第一所关注区域1812的对称点1832的位置与在步骤1833处所识别的一或若干第二所关注区域1814的对称点1834的位置之间的在步骤1807处所选择的方向上的距离。将在步骤1837处所找到的距离报告为在于步骤1807处所选择的方向上第一层1802与第二层1804之间的偏移。应了解，除在步骤1837处所计算的距离之外，所述方法进一步计算调整方向，例如向右、向左、向上或向下。所述调整方向随对称点1832及1834的位置以及将调整层1802及1806中的哪一者而变。
在下一步骤1839处，计算在步骤1831处所识别的一或若干第一所关注区域1812的对称点1832的位置与在步骤1835处所识别的一或若干第三所关注区域1816的对称点1836的位置之间的在于步骤1807处所选择的方向上的距离。在步骤1839处所找到的距离除以增益Ω1，所述增益针对目标1600是间距ψ及间距ω的函数，如方程式40a中所展示：
且针对目标1700是间距Λ及间距Ξ的函数，如方程式40b中所展示：
并且将结果报告为在于步骤1807处所选择的方向上第二层1804与第三层1806之间的偏移。应了解，除在步骤1839处所计算的距离之外，所述方法进一步计算调整方向，例如向右、向左、向上或向下。所述调整方向随间距ψ及间距ω或间距Λ及间距Ξ的相对值以及将调整层1804及1806中的哪一者而变。
在下一步骤1841处，计算在步骤1837处所报告的偏移值与在步骤1839处所报告的偏移值之间的差。将在步骤1841处所计算的差报告为在于步骤1807处所选择的方向上第一层1802与第三层1806之间的偏移。应了解，除在步骤1841处所计算的距离之外，所述方法进一步计算调整方向，例如向右、向左、向上或向下。所述调整方向随间距ψ及间距ω或间距Λ及间距Ξ的相对值以及将调整层1802及1806中的哪一者而变。
优选地，在上文中所描述的实施例中，其中被展示为与第一层1802及第二层1804一起形成的结构可全部与层1802一起形成，在上文中参考图18A到18C所描述的方法继续计算并报告在步骤1839处所报告的偏移值与在步骤1841处所报告的偏移值之间的差。在步骤1839及1841处所报告的偏移值之间的差在对用于图18A到18C的方法中的偏移计量工具进行校准时是有用的。
优选地，在上文中所描述的实施例中，其中被展示为与第一层1802及第三层1806一起形成的结构可全部与层1802一起形成，在上文中参考图18A到18C所描述的方法继续计算并报告在步骤1837处所报告的偏移值与在步骤1839处所报告的偏移值之间的差。在步骤1837及1839处所报告的偏移值之间的差在对用于图18A到18C的方法中的偏移计量工具进行校准时是有用的。
应了解，在本发明的实施例中，可在形成层1806的前仅使用层1802及1804来执行在上文中参考图18A到18C所描述的方法的相关部分。类似地，在本发明的其中层1806位于层1802下方的一实施例中，可在形成层1802的前仅使用层1804及1806来执行在上文中参考图18A到18C所描述的方法的相关部分。
现在参考图19A到19D，其是本发明的多层莫尔目标1900的另一实施例的经简化图解说明。图19A到19D包含在由x轴、y轴及z轴指示的三个不同维度中的图解说明，所述三个维度在下文中分别称为x-y平面、x-z平面及y-z平面。应注意，图19A一般图解说明x-y平面，而图19B、19C及19D图解说明平行于x-z平面的平面。
目标1900优选地形成于半导体装置晶片上，在所述半导体装置晶片上优选地形成至少第一层1902、第二层1904、第三层1906及第四层1908。应了解，第一层1902、第二层1904、第三层1906及第四层1908中的每一者界定平行于x-y平面的大体上平面表面。第一层1902、第二层1904、第三层1906及第四层1908可为邻近层但无需如此。优选地，第一层1902、第二层1904、第三层1906与第四层1908之间的任何材料至少部分地对电磁辐射透明。在图19A到19D中所图解说明的实施例中，第一层1902位于第二层1904、第三层1906及第四层1908下方，第二层1904位于第三层1906及第四层1908下方，且第四层1908位于第一层1902、第二层1904及第三层1906上方。然而，应了解，层1902、1904、1906及1908可相对于彼此沿着z轴以任何适合次序进行布置。
另外，在本发明的实施例中，被展示为与第二层1904及第三层1906一起形成的结构可全部与层1904一起形成。在此实施例中，目标1900的任何部分均不与层1906一起形成。此实施例对于校准尤其有用，如在下文中参考图21A到21C所描述。另外，在本发明的另一实施例中，被展示为与第二层1904及第四层1908一起形成的结构可全部与层1904一起形成。在此实施例中，目标1900的任何部分均不与层1908一起形成。此实施例对于校准尤其有用，如在下文中参考图21A到21C所描述。另外，在本发明的另一实施例中，被展示为与第三层1906及第四层1908一起形成的结构可全部与层1906一起形成。在此实施例中，目标1900的任何部分均不与层1908一起形成。此实施例对于校准尤其有用，如在下文中参考图21A到21C所描述。
应了解，图19A到19D图解说明目标1900的一个可能布局，且在本发明的其它实施例中，目标1900可包含额外结构。举例来说，如在下文中参考图20A到20D及34到39所描述，适合目标可包含图19A到19D中所展示的结构的多个例子，且那些多个例子可以各种方式进行布置。
优选地，目标1900包含周期性结构的第一堆叠1922、周期性结构的第二堆叠1924及周期性结构的第三堆叠1926。第一堆叠1922、第二堆叠1924及第三堆叠1926中的每一者包含一或多个周期性结构，每一周期性结构具有间距。优选地，第一堆叠1922、第二堆叠1924及第三堆叠1926均不彼此重叠。
应了解，虽然在图19A到19D中，将第一堆叠1922、第二堆叠1924及第三堆叠1926的周期性结构中的每一者展示为由多个线及空间形成，但在本发明的其它实施例中，第一堆叠1922、第二堆叠1924及第三堆叠1926的周期性结构可由任何适合周期性特征形成。应进一步了解，形成包含于第一堆叠1922、第二堆叠1924及第三堆叠1926中的周期性结构的周期性特征可由子结构形成。第一堆叠1922、第二堆叠1924及第三堆叠1926的周期性结构中的每一者的间距是优选地介于10nm到3000nm之间，且更优选地介于200nm到800nm之间。
第一x-z平面1931与第一堆叠1922相交。多个第一轴1932位于第一x-z平面1931内且平行于x轴。第二x-z平面1933与第二堆叠1924相交。多个第二轴1934位于第二x-z平面1933内且平行于x轴。第三x-z平面1935与第三堆叠1926相交。多个第三轴1936位于第三x-z平面1935内且平行于x轴。
如特定来说在图19B中所见，第一堆叠1922包含第一堆叠第一周期性结构(S1P1)1942，所述S1P1与第一层1902一起形成且沿着第一堆叠轴1932中的一者具有被指定为
的S1P1间距。第一堆叠1922进一步包含第一堆叠第二周期性结构(S1P2)1944，所述S1P2与第二层1904一起形成且沿着第一堆叠轴1932中的另一者具有被指定为
的S1P2间距。
应了解，S1P1 1942与S1P2 1944至少部分地彼此覆叠，且因此在将第一堆叠1922成像后即刻可见第一堆叠莫尔图案1950。如此项技术中已知，第一堆叠莫尔图案1950由间距
表征，间距
是间距
及
的函数，如方程式41中所展示：
优选地，第一堆叠1922不包含与第三层1906或第四层1908一起形成的影响莫尔图案1950的周期性结构。然而，第一堆叠1922可包含与第三层1906或第四层1908一起形成的不影响莫尔图案1950的周期性结构，例如沿着平行于y轴的轴是周期性的周期性结构或具有不影响莫尔图案1950的间距大小的周期性结构。
如特定来说在图19C中所见，第二堆叠1924包含第二堆叠第一周期性结构(S2P1)1952，所述S2P1与第一层1902一起形成且沿着第二堆叠轴1934中的一者具有被指定为
的S2P1间距。优选地，S2P1间距
通过被指定为q的第二堆叠乘法因子而与S1P1间距
相关。第二堆叠乘法因子q可为任何正数。第二堆叠1924进一步包含第二堆叠第二周期性结构(S2P2)1954，所述S2P2与第三层1906一起形成且沿着第二堆叠轴1934中的另一者具有被指定为
的S2P2间距。优选地，S2P2间距
通过第二堆叠乘法因子q而与S1P2间距
相关。应了解，使S2P2间距
与S1P2间距
相关的第二堆叠乘法因子q具有与使S2P1间距
与S1P1间距
相关的第二堆叠乘法因子q相同的值。在本发明的实施例中，q的值是1且因此S2P1间距
与S1P1间距
相同并且S2P2间距
与S1P2间距
相同。
应了解，S2P1 1952与S2P2 1954至少部分地彼此覆叠，且因此在将第二堆叠1924成像后即刻可见第二堆叠莫尔图案1960。如此项技术中已知，第二堆叠莫尔图案1960由间距
表征，间距
是第二堆叠乘法因子q、间距
及间距
的函数，如方程式42中所展示：
优选地，第二堆叠1924不包含与第二层1904或第四层1908一起形成的影响莫尔图案1960的周期性结构。然而，第二堆叠1924可包含与第二层1904或第四层1908一起形成的不影响莫尔图案1960的周期性结构，例如沿着平行于y轴的轴是周期性的周期性结构或具有不影响莫尔图案1960的间距大小的周期性结构。
如特定来说在图19D中所见，第三堆叠1926包含第三堆叠第一周期性结构(S3P1)1962，所述S3P1与第一层1902一起形成且沿着第三堆叠轴1936中的一者具有被指定为
的S3P1间距。优选地，S3P1间距
通过被指定为r的第三堆叠乘法因子而与S1P1间距
相关。第三堆叠乘法因子r可为任何正数。第三堆叠1926进一步包含第三堆叠第二周期性结构(S3P2)1964，所述S3P2与第四层1908一起形成且沿着第三堆叠轴1936中的另一者具有被指定为
的S3P2间距。优选地，S3P2间距
通过第三堆叠乘法因子r而与S1P2间距
相关。应了解，使S3P2间距
与S1P2间距
相关的第三堆叠乘法因子r具有与使S3P1间距
与S1P1间距
相关的第三堆叠乘法因子r相同的值。在本发明的实施例中，r的值是1且因此S3P1间距
与S1P1间距
相同并且S3P2间距
与S1P2间距
相同。
应了解，S3P1 1962与S3P2 1964至少部分地彼此覆叠，且因此在将第三堆叠1926成像后即刻可见第三堆叠莫尔图案1970。如此项技术中已知，第三堆叠莫尔图案1970由间距
表征，间距
是第三堆叠乘法因子r、间距
及间距
的函数，如方程式43中所展示：
优选地，第三堆叠1926不包含与第二层1904或第三层1906一起形成的影响莫尔图案1970的周期性结构。然而，第三堆叠1926可包含与第二层1904或第三层1906一起形成的不影响莫尔图案1970的周期性结构，例如沿着平行于y轴的轴是周期性的周期性结构或具有不影响莫尔图案1970的间距大小的周期性结构。
优选地使用具有可调整偏振、波长及数值孔径设定的成像偏移计量工具来测量层1904、1906及1908中的任何两者之间的偏移。适合成像偏移计量工具的实例是可从美国加利福尼亚州苗必达的KLA公司商业购得的ArcherTM 700。间距
及
不需要可由用于产生目标1900的图像的偏移计量工具光学分辨。然而，优选地，间距
及
中的每一者可由用于产生目标1900的图像的偏移计量工具光学分辨。
现在参考图20A到20D，其是本发明的多层莫尔目标2000的另一实施例的经简化图解说明。图20A到20D包含在由x轴、y轴及z轴指示的三个不同维度中的图解说明，所述三个维度在下文中分别称为x-y平面、x-z平面及y-z平面。应注意，图20A一般图解说明x-y平面，而图20B、20C及20D图解说明平行于x-z平面的平面。
应注意，目标2000是上文参考图19A到19D描述的目标1900的替代布局的一个实例，且下文参考图34到39描述额外布局。目标2000优选地形成于半导体装置晶片上，所述半导体装置晶片上优选地形成至少第一层2002、第二层2004、第三层2006及第四层2008。应了解，第一层2002、第二层2004、第三层2006及第四层2008中的每一者界定平行于x-y平面的大体上平面表面。第一层2002、第二层2004、第三层2006及第四层2008可为邻近层但无需如此。优选地，第一层2002、第二层2004、第三层2006与第四层2008之间的任何材料至少部分地对电磁辐射透明。在图20A到20D中所图解说明的实施例中，第一层2002位于第二层2004、第三层2006及第四层2008下方，第二层2004位于第三层2006及第四层2008下方，且第四层2008位于第一层2002、第二层2004及第三层2006上方。然而，应了解，层2002、2004、2006及2008可相对于彼此沿着z轴以任何适合次序进行布置。
另外，在本发明的实施例中，被展示为与第二层2004及第三层2006一起形成的结构可全部与层2004一起形成。在此实施例中，目标2000的任何部分均不与层2006一起形成。此实施例对于校准尤其有用，如在下文中参考图21A到21C所描述。另外，在本发明的另一实施例中，被展示为与第二层2004及第四层2008一起形成的结构可全部与层2004一起形成。在此实施例中，目标2000的任何部分均不与层2008一起形成。此实施例对于校准尤其有用，如在下文中参考图21A到21C所描述。另外，在本发明的另一实施例中，被展示为与第三层2006及第四层2008一起形成的结构可全部与层2006一起形成。在此实施例中，目标2000的任何部分均不与层2008一起形成。此实施例对于校准尤其有用，如在下文中参考图21A到21C所描述。
如特定来说在图20A中所见，目标2000包含四个目标象限2012、2014、2016及2018。在图20A中所展示的实施例中，在目标象限2012、2014、2016及2018中的每一者的x-y平面中的旋转定向优选地与在其它目标象限2012、2014、2016及2018中的每一者的x-y平面中的旋转定向相差90°的整数倍。另外，目标2000优选地由在x方向或y方向或者此两者上的旋转对称性表征。在本发明的优选实施例中，目标2000经设计使得当处于对齐状态中时，目标2000的整体由x方向上的单个对称点及y方向上的单个对称点表征。然而，即使在此实施例中，当处于偏移状态中时，目标2000的各种元件将由独特对称点表征。
目标象限2012、2014、2016及2018中的每一者包含周期性结构的第一堆叠2022、周期性结构的第二堆叠2024及周期性结构的第三堆叠2026。第一堆叠2022、第二堆叠2024及第三堆叠2026中的每一者包含一或多个周期性结构，每一周期性结构具有间距。优选地，第一堆叠2022、第二堆叠2024及第三堆叠2026均不彼此重叠。在图20A到20D中，将第一堆叠2022图解说明为位于比第二堆叠2024及第三堆叠2026更接近于目标2000的中心处，且将第三堆叠2026图解说明为位于比第一堆叠2022及第二堆叠2024更接近于目标2000的边缘处。然而，第一堆叠2022、第二堆叠2024及第三堆叠2026可相对于彼此以相对于x-y平面的任何适合布置来进行布置。
应了解，虽然在图20A到20D中所图解说明的实施例中，将第一堆叠2022、第二堆叠2024及第三堆叠2026的周期性结构中的每一者图解说明为由多个线及空间形成，但在本发明的其它实施例中，第一堆叠2022、第二堆叠2024及第三堆叠2026的周期性结构可由任何适合周期性特征形成。应进一步了解，形成包含于第一堆叠2022、第二堆叠2024及第三堆叠2026中的周期性结构的周期性特征可由子结构形成。第一堆叠2022、第二堆叠2024及第三堆叠2026的周期性结构中的每一者的间距是优选地介于10nm到3000nm之间，且更优选地介于200nm到800nm之间。
如图20A中所见，在象限2012、2014、2016及2018中的每一者中，界定与第一堆叠2022相交并包含位于其中的多个第一轴2032的第一平面2031、与第二堆叠2024相交并包含位于其中的多个第二轴2034的第二平面2033，及与第三堆叠2026相交并包含位于其中的多个第三轴2036的第三平面2035。取决于象限2012、2014、2016及2018中的每一者内的第一堆叠2022、第二堆叠2024及第三堆叠2026的定向，第一平面2031、第二平面2033及第三平面2035中的每一者是x-z平面或y-z平面，且第一轴2032、第二轴2034及第三轴2036平行于相应x轴或y轴。应了解，在象限2012、2014、2016及2018中的每一者中，第一平面2031、第二平面2033及第三平面2035全部彼此平行。
如特定来说在图20B中所见，第一堆叠2022包含第一堆叠第一周期性结构(S1P1)2042，所述S1P1与第一层2002一起形成且沿着第一堆叠轴2032中的一者具有被指定为
的S1P1间距。第一堆叠2022进一步包含第一堆叠第二周期性结构(S1P2)2044，所述S1P2与第二层2004一起形成且沿着第一堆叠轴2032中的另一者具有被指定为
的S1P2间距。
应了解，S1P1 2042与S1P2 2044至少部分地彼此覆叠，且因此在将第一堆叠2022成像后即刻可见第一堆叠莫尔图案2050。如此项技术中已知，第一堆叠莫尔图案2050由间距
表征，间距
是间距
及
的函数，如方程式44中所展示：
优选地，第一堆叠2022不包含与第三层2006或第四层2008一起形成的影响莫尔图案2050的周期性结构。然而，第一堆叠2022可包含与第三层2006或第四层2008一起形成的不影响莫尔图案2050的周期性结构，例如沿着垂直于第一堆叠轴2032的轴在平行于x-y平面的平面中是周期性的周期性结构或具有不影响莫尔图案2050的间距大小的周期性结构。
如特定来说在图20C中所见，第二堆叠2024包含第二堆叠第一周期性结构(S2P1)2052，所述S2P1与第一层2002一起形成且沿着第二堆叠轴2034中的一者具有被指定为
的S2P1间距。优选地，S2P1间距
通过被指定为s的第二堆叠乘法因子而与S1P1间距
相关。第二堆叠乘法因子s可为任何正数。第二堆叠2024进一步包含第二堆叠第二周期性结构(S2P2)2054，所述S2P2与第三层2006一起形成且沿着第二堆叠轴2034中的另一者具有被指定为
的S2P2间距。优选地，S2P2间距
通过第二堆叠乘法因子s而与S1P2间距
相关。应了解，使S2P2间距
与S1P2间距
相关的第二堆叠乘法因子s具有与使S2P1间距
与S1P1间距
相关的第二堆叠乘法因子s相同的值。在本发明的实施例中，s的值是1且因此S2P1间距
与S1P1间距
相同并且S2P2间距
与S1P2间距
相同。
应了解，S2P1 2052与S2P2 2054至少部分地彼此覆叠，且因此在将第二堆叠2024成像后即刻可见第二堆叠莫尔图案2060。如此项技术中已知，第二堆叠莫尔图案2060由间距
表征，间距
是第二堆叠乘法因子q、间距
及间距
的函数，如方程式45中所展示：
优选地，第二堆叠2024不包含与第二层2004或第四层2008一起形成的影响莫尔图案2060的周期性结构。然而，第二堆叠2024可包含与第二层2004或第四层2008一起形成的不影响莫尔图案2060的周期性结构，例如沿着垂直于第二堆叠轴2034的轴在平行于x-y平面的平面中是周期性的周期性结构或具有不影响莫尔图案2060的间距大小的周期性结构。
如特定来说在图20D中所见，第三堆叠2026包含第三堆叠第一周期性结构(S3P1)2062，所述S3P1与第一层2002一起形成且沿着第三堆叠轴2036中的一者具有被指定为
的S3P1间距。优选地，S3P1间距
通过被指定为t的第三堆叠乘法因子而与S1P1间距
相关。第三堆叠乘法因子t可为任何正数。第三堆叠2026进一步包含第三堆叠第二周期性结构(S3P2)2064，所述S3P2与第四层2008一起形成且沿着第三堆叠轴2036中的另一者具有被指定为
的S3P2间距。优选地，S3P2间距
通过第三堆叠乘法因子t而与S1P2间距
相关。应了解，使S3P2间距
与S1P2间距
相关的第三堆叠乘法因子t具有与使S3P1间距
与S1P1间距
相关的第三堆叠乘法因子t相同的值。在本发明的实施例中，t的值是1且因此S3P1间距
与S1P1间距
相同并且S3P2间距
与S1P2间距
相同。
应了解，S3P1 2062与S3P2 2064至少部分地彼此覆叠，且因此在将第三堆叠2026成像后即刻可见第三堆叠莫尔图案2070。如此项技术中已知，第三堆叠莫尔图案2070由间距
表征，间距
是第三堆叠乘法因子t、间距
及间距
的函数，如方程式46中所展示：
优选地，第三堆叠2026不包含与第二层2004或第三层2006一起形成的影响莫尔图案2070的周期性结构。然而，第三堆叠2026可包含与第二层2004或第三层2006一起形成的不影响莫尔图案2070的周期性结构，例如沿着垂直于第三堆叠轴2036的轴在平行于x-y平面的平面中是周期性的周期性结构或具有不影响莫尔图案2070的间距大小的周期性结构。
优选地使用具有可调整偏振、波长及数值孔径设定的成像偏移计量工具来测量层2004、2006及2008中的任何两者之间的偏移。适合成像偏移计量工具的实例是可从美国加利福尼亚州苗必达的KLA公司商业购得的ArcherTM 700。间距
及
不需要可由用于产生目标2000的图像的偏移计量工具光学分辨。然而，优选地，间距
及
中的每一者可由用于产生目标2000的图像的偏移计量工具光学分辨。
现在参考图21A，其是经简化流程图，所述经简化流程图图解说明使用包含第一层2102的多层莫尔目标2100(例如包含第一层1902的目标1900(图19A到19D)或包含第一层2002的目标2000(图20A到20D))在平行于x方向或y方向的方向上计算形成有目标2100的多层半导体装置晶片的第二层2104、第三层2106与第四层2108(例如层1904、1906及1908(图19A到19D)或2004、2006及2008(图20A到20D))之间的偏移的优选方法。进一步参考图21B及21C，其分别是图21A的方法的部分的第一实施例及第二实施例的经简化图示图解说明。
尽管应了解，当利用目标2000(图20A到20D)时，参考图21A到21C所描述的方法可仅被执行一次以在x方向或y方向上计算偏移，但通常图21A到21C中所描述的方法将被执行两次，以在x方向及y方向中的每一者上计算偏移。也应了解，当利用目标1900(图19A到19D)时，可仅在第一堆叠轴1932、第二堆叠轴1934及第三堆叠轴1936与之平行的一个方向上计算偏移。
如在第一步骤2109处所见，选择测量偏移的方向。当在图21A及21B的方法中使用目标1900时，将测量偏移的方向自动选择为第一堆叠轴1932、第二堆叠轴1934及第三堆叠轴1936与之平行的方向。当在图21A及21B的方法中使用目标2000时，利用象限2014及2018的结构来在平行于x轴的方向上测量偏移，且利用象限2012及2016的结构来在平行于y轴的方向上测量偏移。
优选地，在下一步骤2110处，使用具有可调整偏振、波长及数值孔径设定的成像偏移计量工具来产生目标2100的图像。适合成像偏移计量工具的实例是可从美国加利福尼亚州苗必达的KLA公司商业购得的ArcherTM 700。应注意，间距
及
不需要可由用于产生目标2100的图像的偏移计量工具光学分辨。然而，优选地，间距
及
中的每一者可由用于产生目标2100的图像的偏移计量工具光学分辨。
在下一步骤2111中且如图21B及21C中所见，针对在步骤2109中所选择的象限中的相应第一堆叠2122、第二堆叠2124及第三堆叠2126(例如第一堆叠1922、第二堆叠1924及第三堆叠1926(图19A到19D)或第一堆叠2022、第二堆叠2024及第三堆叠2026(图20A到20D))中的每一者而选择第一所关注区域2112、第二所关注区域2114及第三所关注区域2116。应了解，如图21B及21C的所图解说明实施例中所见，尽管第一所关注区域2112、第二所关注区域2114及第三所关注区域2116优选地完全位于相应第一堆叠2122、第二堆叠2124及第三堆叠2126中的每一者内(如针对完全位于第一堆叠2122内的第一所关注区域2112所图解说明)，但第一所关注区域2112、第二所关注区域2114及第三所关注区域2116可延伸超出相应第一堆叠2122、第二堆叠2124及第三堆叠2126，如延伸超出相应第二堆叠2124及第三堆叠2126的所关注区域2114及2116所图解说明。应进一步了解，图21B及21C中所展示的所关注区域2112、2114及2116是代表性所关注区域，且可在步骤2111处选择其它适合所关注区域。
在下一步骤2131中且如图21B及21C中所见，计算在步骤2111中所选择的第一所关注区域2112的所有例子之间的对称点2132的位置。在下一步骤2133中且如图21B及21C中所见，计算在步骤2111中所选择的第二所关注区域2114的所有例子之间的对称点2134的位置。在下一步骤2135中且如图21B及21C中所见，计算在步骤2111中所选择的第三所关注区域2116的所有例子之间的对称点2136的位置。
在下一步骤2137处，计算在步骤2131处所识别的一或若干第一所关注区域2112的对称点2132的位置与在步骤2133处所识别的一或若干第二所关注区域2114的对称点2134的位置之间的在步骤2109处所选择的方向上的距离。在步骤2137处所找到的距离除以增益
所述增益针对目标1900是间距
及间距
的函数，如方程式47a中所展示：
且针对目标2000是间距
及间距
的函数，如方程式47b中所展示：
并且将结果报告为在于步骤2109处所选择的方向上第二层2104与第三层2106之间的偏移。应了解，除在步骤2137处所计算的距离之外，所述方法进一步计算调整方向，例如向右、向左、向上或向下。所述调整方向随间距
及间距
或间距
及间距
的相对值以及将调整层2104及2106中的哪一者而变。
在下一步骤2139处，计算在步骤2133处所识别的一或若干第二所关注区域2114的对称点2134的位置与在步骤2135处所识别的一或若干第三所关注区域2116的对称点2136的位置之间的在步骤2109处所选择的方向上的距离。在步骤2139处所找到的距离除以增益
所述增益针对目标1900是间距
及间距
的函数，如方程式48a中所展示：
且针对目标2000是间距
及间距
的函数，如方程式48b中所展示：
并且将结果报告为在于步骤2109处所选择的方向上第三层2106与第四层2108之间的偏移。应了解，除在步骤2139处所计算的距离之外，所述方法进一步计算调整方向，例如向右、向左、向上或向下。所述调整方向随间距
及间距
或间距
及间距
的相对值以及将调整层2106及2108中的哪一者而变。
在下一步骤2141处，计算在步骤2131处所识别的一或若干第一所关注区域2112的对称点2132的位置与在步骤2135处所识别的一或若干第三所关注区域2116的对称点2136的位置之间的在步骤2109处所选择的方向上的距离。在步骤2141处所找到的距离除以增益
所述增益针对目标1900是间距
及间距
的函数，如方程式49a中所展示：
且针对目标2000是间距
及间距
的函数，如方程式49b中所展示：
并且将结果报告为在于步骤2109处所选择的方向上第二层2104与第四层2108之间的偏移。应了解，除在步骤2141处所计算的距离之外，所述方法进一步计算调整方向，例如向右、向左、向上或向下。所述调整方向随间距
及间距
或间距
及间距
的相对值以及将调整层2104及2108中的哪一者而变。
优选地，在上文中所描述的实施例中，其中被展示为与第二层2104及第三层2106一起形成的结构可全部与层2104一起形成，在上文中参考图21A到21D所描述的方法继续计算并报告在步骤2139处所报告的偏移值与在步骤2141处所报告的偏移值之间的差。在步骤2139及2141处所报告的偏移值之间的差在对用于图21A到21D的方法中的偏移计量工具进行校准时是有用的。
另外，在上文中所描述的实施例中，其中被展示为与第二层2104及第四层2108一起形成的结构可全部与层2104一起形成，在上文中参考图21A到21D所描述的方法继续计算并报告在步骤2137处所报告的偏移值与在步骤2139处所报告的偏移值之间的差。在步骤2137及2139处所报告的偏移值之间的差在对用于图21A到21D的方法中的偏移计量工具进行校准时是有用的。
此外，其中被展示为与第三层2106及第四层2108一起形成的结构可全部与层2106一起形成，在上文中参考图21A到21D所描述的方法继续计算并报告在步骤2137处所报告的偏移值与在步骤2141处所报告的偏移值之间的差。在步骤2137及2141处所报告的偏移值之间的差在对用于图21A到21D的方法中的偏移计量工具进行校准时是有用的。
应了解，在本发明的其中层2108位于层2106下方的一实施例中，可在形成层2106的前仅使用层2102、2104及2108来执行在上文中参考图21A到21C所描述的方法的相关部分。
现在参考图22A到22E，其是本发明的多层莫尔目标2200的另一实施例的经简化图解说明。图22A到22E包含在由x轴、y轴及z轴指示的三个不同维度中的图解说明，所述三个维度在下文中分别称为x-y平面、x-z平面及y-z平面。应注意，图22A一般图解说明x-y平面，而图22B、22C、22D及22E图解说明平行于x-z平面的平面。
目标2200优选地形成于半导体装置晶片上，在所述半导体装置晶片上优选地形成至少第一层2202、第二层2204、第三层2206及第四层2208。应了解，第一层2202、第二层2204、第三层2206及第四层2208中的每一者界定平行于x-y平面的大体上平面表面。第一层2202、第二层2204、第三层2206及第四层2208可为邻近层但无需如此。优选地，第一层2202、第二层2204、第三层2206与第四层2208之间的任何材料至少部分地对电磁辐射透明。在图22A到22E中所图解说明的实施例中，第一层2202位于第二层2204、第三层2206及第四层2208下方，第二层2204位于第三层2206及第四层2208下方，且第四层2208位于第一层2202、第二层2204及第三层2206上方。然而，应了解，层2202、2204、2206及2208可相对于彼此沿着z轴以任何适合次序进行布置。
另外，在本发明的实施例中，被展示为与第一层2202及第三层2206一起形成的结构可全部与层2202一起形成。在此实施例中，目标2200的任何部分均不与层2206一起形成。此实施例对于校准尤其有用，如在下文中参考图24A到24D所描述。另外，在本发明的另一实施例中，被展示为与第一层2202及第四层2208一起形成的结构可全部与层2202一起形成。在此实施例中，目标2200的任何部分均不与层2208一起形成。此实施例对于校准尤其有用，如在下文中参考图24A到24D所描述。另外，在本发明的另一实施例中，被展示为与第二层2204及第四层2208一起形成的结构可全部与层2204一起形成。在此实施例中，目标2200的任何部分均不与层2208一起形成。此实施例对于校准尤其有用，如在下文中参考图24A到24D所描述。
应了解，图22A到22E图解说明目标2200的一个可能布局，且在本发明的其它实施例中，目标2200可包含额外结构。举例来说，如在下文中参考图23A到23E及34到39所描述，适合目标可包含图22A到22E中所展示的结构的多个例子，且那些多个例子可以各种方式进行布置。
优选地，目标2200包含周期性结构的第一堆叠2222、周期性结构的第二堆叠2224、周期性结构的第三堆叠2226及周期性结构的第四堆叠2228。第一堆叠2222、第二堆叠2224、第三堆叠2226及第四堆叠2228中的每一者包含一或多个周期性结构，每一周期性结构具有间距。优选地，第一堆叠2222、第二堆叠2224、第三堆叠2226及第四堆叠2228均不彼此重叠。
应了解，虽然在图22A到22E中，将第一堆叠2222、第二堆叠2224、第三堆叠2226及第四堆叠2228的周期性结构中的每一者展示为由多个线及空间形成，但在本发明的其它实施例中，第一堆叠2222、第二堆叠2224、第三堆叠2226及第四堆叠2228的周期性结构可由任何适合周期性特征形成。应进一步了解，形成包含于第一堆叠2222、第二堆叠2224、第三堆叠2226及第四堆叠2228中的周期性结构的周期性特征可由子结构形成。第一堆叠2222、第二堆叠2224、第三堆叠2226及第四堆叠2228的周期性结构中的每一者的间距是优选地介于10nm到3000nm之间，且更优选地介于200nm到800nm之间。
第一x-z平面2231与第一堆叠2222相交。多个第一轴2232位于第一x-z平面2231内且平行于x轴。第二x-z平面2233与第二堆叠2224相交。多个第二轴2234位于第二x-z平面2233内且平行于x轴。第三x-z平面2235与第三堆叠2226相交。多个第三轴2236位于第三x-z平面2235内且平行于x轴。第四x-z平面2237与第四堆叠2228相交。多个第四轴2238位于第四x-z平面2237内且平行于x轴。
如特定来说在图22B中所见，在本发明的优选实施例中，第一堆叠2222包含第一堆叠第一周期性结构(S1P1)2242，所述S1P1与第一层2202一起形成且沿着第一堆叠轴2232中的一者具有被指定为
的S1P1间距。优选地，第一堆叠2222进一步包含第一堆叠第二周期性结构(S1P2)2244，所述S1P2与第二层2204一起形成且沿着第一堆叠轴2232中的另一者具有被指定为
的S1P2间距。
应了解，S1P1 2242与S1P2 2244至少部分地彼此覆叠，且因此在将第一堆叠2222成像后即刻可见第一堆叠莫尔图案2250。如此项技术中已知，第一堆叠莫尔图案2250由间距
表征，间距
是间距
及
的函数，如方程式50中所展示：
优选地，第一堆叠2222不包含与第三层2206或第四层2208一起形成的影响莫尔图案2250的周期性结构。然而，第一堆叠2222可包含与第三层2206或第四层2208一起形成的不影响莫尔图案2250的周期性结构，例如沿着平行于y轴的轴是周期性的周期性结构或具有不影响莫尔图案2250的间距大小的周期性结构。
在本发明的另一实施例中，第一堆叠2222仅包含周期性结构2242及2244中的一者，且在将第一堆叠2222成像后不可见任何莫尔图案2250。
如特定来说在图22C中所见，在本发明的优选实施例中，第二堆叠2224包含第二堆叠第一周期性结构(S2P1)2252，所述S2P1与第一层2202一起形成且沿着第二堆叠轴2234中的一者具有被指定为
的S2P1间距。优选地，第二堆叠2224进一步包含第二堆叠第二周期性结构(S2P2)2254，所述S2P2与第二层2204一起形成且沿着第二堆叠轴2234中的另一者具有被指定为
的S2P2间距。
应了解，S2P1 2252与S2P2 2254至少部分地彼此覆叠，且因此在将第二堆叠2224成像后即刻可见第二堆叠莫尔图案2260。如此项技术中已知，第二堆叠莫尔图案2260由间距
表征，间距
是间距
及间距
的函数，如方程式51中所展示：
优选地，第二堆叠2224不包含与第三层2206或第四层2208一起形成的影响莫尔图案2260的周期性结构。然而，第二堆叠2224可包含与第三层2206或第四层2208一起形成的不影响莫尔图案2260的周期性结构，例如沿着平行于y轴的轴是周期性的周期性结构或具有不影响莫尔图案2260的间距大小的周期性结构。
如特定来说在图22D中所见，在本发明的优选实施例中，第三堆叠2226包含第三堆叠第一周期性结构(S3P1)2262，所述S3P1与第二层2204一起形成且沿着第三堆叠轴2236中的一者具有被指定为
的S3P1间距。优选地，S3P1间距
通过被指定为u的第三堆叠乘法因子而与S2P2间距
相关。第三堆叠乘法因子u可为任何正数。优选地，第三堆叠2226进一步包含第三堆叠第二周期性结构(S3P2)2264，所述S3P2与第三层2206一起形成且沿着第三堆叠轴2236中的另一者具有被指定为
的S3P2间距。优选地，S3P2间距
通过第三堆叠乘法因子u而与S2P1间距
相关。应了解，使S3P2间距
与S2P1间距
相关的第三堆叠乘法因子u具有与使S3P1间距
与S2P2间距
相关的第三堆叠乘法因子u相同的值。在本发明的实施例中，u的值是1且因此S3P1间距
与S2P2间距
相同并且S3P2间距
与S2P1间距
相同。
应了解，S3P1 2262与S3P2 2264至少部分地彼此覆叠，且因此在将第三堆叠2226成像后即刻可见第三堆叠莫尔图案2270。如此项技术中已知，第三堆叠莫尔图案2270由间距
表征，间距
是第三堆叠乘法因子u、间距
及间距
的函数，如方程式52中所展示：
优选地，第三堆叠2226不包含与第一层2202或第四层2208一起形成的影响莫尔图案2270的周期性结构。然而，第三堆叠2226可包含与第一层2202或第四层2208一起形成的不影响莫尔图案2270的周期性结构，例如沿着平行于y轴的轴是周期性的周期性结构或具有不影响莫尔图案2270的间距大小的周期性结构。
如特定来说在图22E中所见，在本发明的优选实施例中，第四堆叠2228包含第四堆叠第一周期性结构(S4P1)2272，所述S4P1与第三层2206一起形成且沿着第四堆叠轴2238中的一者具有被指定为
的S4P1间距。优选地，S4P1间距
通过被指定为v的第四堆叠乘法因子而与S2P1间距
相关。第四堆叠乘法因子v可为任何正数。优选地，第四堆叠2228进一步包含第四堆叠第二周期性结构(S4P2)2274，所述S4P2与第四层2208一起形成且沿着第四堆叠轴2238中的另一者具有被指定为
的S4P2间距。优选地，S4P2间距
通过第四堆叠乘法因子v而与S2P2间距
相关。应了解，使S4P2间距
与S2P2间距
相关的第四堆叠乘法因子v具有与使S4P1间距
与S2P1间距
相关的第四堆叠乘法因子v相同的值。在本发明的实施例中，v的值是1且因此S4P1间距
与S2P1间距
相同并且S4P2间距
与S2P2间距
相同。
应了解，S4P1 2272与S4P2 2274至少部分地彼此覆叠，且因此在将第四堆叠2228成像后即刻可见第四堆叠莫尔图案2280。如此项技术中已知，第四堆叠莫尔图案2280由间距
表征，间距
是第四堆叠乘法因子v、间距
及间距
的函数，如方程式53中所展示：
优选地，第四堆叠2228不包含与第一层2202或第二层2204一起形成的影响莫尔图案2280的周期性结构。然而，第四堆叠2228可包含与第一层2202或第二层2204一起形成的不影响莫尔图案2280的周期性结构，例如沿着平行于y轴的轴是周期性的周期性结构或具有不影响莫尔图案2280的间距大小的周期性结构。
优选地使用具有可调整偏振、波长及数值孔径设定的成像偏移计量工具来测量层2202、2204、2206及2208中的任何两者之间的偏移。适合成像偏移计量工具的实例是可从美国加利福尼亚州苗必达的KLA公司商业购得的ArcherTM 700。间距
及
不需要可由用于产生目标2200的图像的偏移计量工具光学分辨。然而，优选地，间距
及
中的每一者可由用于产生目标2200的图像的偏移计量工具光学分辨。
现在参考图23A到23E，其是本发明的多层莫尔目标2300的另一实施例的经简化图解说明。图23A到23E包含在由x轴、y轴及z轴指示的三个不同维度中的图解说明，所述三个维度在下文中分别称为x-y平面、x-z平面及y-z平面。应注意，图23A一般图解说明x-y平面，而图23B、23C、23D及23E图解说明平行于x-z平面的平面。
应注意，目标2300是上文参考图22A到22E描述的目标2200的替代布局的一个实例，且下文参考图34到39描述额外布局。目标2300优选地形成于半导体装置晶片上，所述半导体装置晶片上优选地形成至少第一层2302、第二层2304、第三层2306及第四层2308。应了解，第一层2302、第二层2304、第三层2306及第四层2308中的每一者界定平行于x-y平面的大体上平面表面。第一层2302、第二层2304、第三层2306及第四层2308可为邻近层但无需如此。优选地，第一层2302、第二层2304、第三层2306与第四层2308之间的任何材料至少部分地对电磁辐射透明。在图23A到23E中所图解说明的实施例中，第一层2302位于第二层2304、第三层2306及第四层2308下方，第二层2304位于第三层2306及第四层2308下方，且第四层2308位于第一层2302、第二层2304及第三层2306上方。然而，应了解，层2302、2304、2306及2308可相对于彼此沿着z轴以任何适合次序进行布置。
另外，在本发明的实施例中，被展示为与第一层2302及第三层2306一起形成的结构可全部与层2302一起形成。在此实施例中，目标2300的任何部分均不与层2306一起形成。此实施例对于校准尤其有用，如在下文中参考图24A到24D所描述。另外，在本发明的另一实施例中，被展示为与第一层2302及第四层2308一起形成的结构可全部与层2302一起形成。在此实施例中，目标2300的任何部分均不与层2308一起形成。此实施例对于校准尤其有用，如在下文中参考图24A到24D所描述。另外，在本发明的另一实施例中，被展示为与第二层2304及第四层2308一起形成的结构可全部与层2304一起形成。在此实施例中，目标2300的任何部分均不与层2308一起形成。此实施例对于校准尤其有用，如在下文中参考图24A到24D所描述。
如特定来说在图23A中所见，目标2300包含四个目标象限2312、2314、2316及2318。在图23A中所展示的实施例中，在目标象限2312、2314、2316及2318中的每一者的x-y平面中的旋转定向优选地与在其它目标象限2312、2314、2316及2318中的每一者的x-y平面中的旋转定向相差90°的整数倍。另外，目标2300优选地由在x方向或y方向或者此两者上的旋转对称性表征。在本发明的优选实施例中，目标2300经设计使得当处于对齐状态中时，目标2300的整体由x方向上的单个对称点及y方向上的单个对称点表征。然而，即使在此实施例中，当处于偏移状态中时，目标2300的各种元件将由独特对称点表征。
目标象限2312、2314、2316及2318中的每一者包含周期性结构的第一堆叠2322、周期性结构的第二堆叠2324、周期性结构的第三堆叠2326及周期性结构的第四堆叠2328。第一堆叠2322、第二堆叠2324、第三堆叠2326及第四堆叠2328中的每一者包含一或多个周期性结构，每一周期性结构具有间距。优选地，第一堆叠2322、第二堆叠2324、第三堆叠2326及第四堆叠2328均不彼此重叠。在图23A到23E中，将第一堆叠2322图解说明为位于比第二堆叠2324、第三堆叠2326及第四堆叠2328更接近于目标2300的中心处，将第二堆叠2324图解说明为位于比第三堆叠2326及第四堆叠2328更接近于目标2300的中心处，将第三堆叠2326图解说明为位于比第一堆叠2322及第二堆叠2324更接近于目标2300的边缘处，且将第四堆叠2328图解说明为位于比第三堆叠2326更接近于目标2300的边缘处。然而，第一堆叠2322、第二堆叠2324、第三堆叠2326及第四堆叠2328可相对于彼此以相对于x-y平面的任何适合布置来进行布置。
应了解，虽然在图23A到23E中，将第一堆叠2322、第二堆叠2324、第三堆叠2326及第四堆叠2328的周期性结构中的每一者展示为由多个线及空间形成，但在本发明的其它实施例中，第一堆叠2322、第二堆叠2324、第三堆叠2326及第四堆叠2328的周期性结构可由任何适合周期性特征形成。应进一步了解，形成包含于第一堆叠2322、第二堆叠2324、第三堆叠2326及第四堆叠2328中的周期性结构的周期性特征可由子结构形成。第一堆叠2322、第二堆叠2324、第三堆叠2326及第四堆叠2328的周期性结构中的每一者的间距是优选地介于10nm到3000nm之间，且更优选地介于200nm到800nm之间。
如图23A中所见，在象限2312、2314、2316及2318中的每一者中，界定与第一堆叠2322相交并包含位于其中的多个第一轴2332的第一平面2331、与第二堆叠2324相交并包含位于其中的多个第二轴2334的第二平面2333、与第三堆叠2326相交并包含位于其中的多个第三轴2336的第三平面2335，及与第四堆叠2328相交并包含位于其中的多个第四轴2338的第四平面2337。取决于象限2312、2314、2316及2318中的每一者内的第一堆叠2322、第二堆叠2324、第三堆叠2326及第四堆叠2328的定向，第一平面2331、第二平面2333、第三平面2335及第四平面2337中的每一者是x-z平面或y-z平面，且第一轴2332、第二轴2334、第三轴2336及第四轴2338平行于相应x轴或y轴。应了解，在象限2312、2314、2316及2318中的每一者中，第一平面2331、第二平面2333、第三平面2335及第四平面2337全部彼此平行。
如特定来说在图23B中所见，在本发明的优选实施例中，第一堆叠2322包含第一堆叠第一周期性结构(S1P1)2342，所述S1P1与第一层2302一起形成且沿着第一堆叠轴2332中的一者具有被指定为
的S1P1间距。优选地，第一堆叠2322进一步包含第一堆叠第二周期性结构(S1P2)2344，所述S1P2与第二层2304一起形成且沿着第一堆叠轴2332中的另一者具有被指定为
的S1P2间距。
应了解，S1P1 2342与S1P2 2344至少部分地彼此覆叠，且因此在将第一堆叠2322成像后即刻可见第一堆叠莫尔图案2350。如此项技术中已知，第一堆叠莫尔图案2350由间距
表征，间距
是间距
及
的函数，如方程式54中所展示：
优选地，第一堆叠2322不包含与第三层2306或第四层2308一起形成的影响莫尔图案2350的周期性结构。然而，第一堆叠2322可包含与第三层2306或第四层2308一起形成的不影响莫尔图案2350的周期性结构，例如沿着垂直于第一堆叠轴2332的轴在平行于x-y平面的平面中是周期性的周期性结构或具有不影响莫尔图案2350的间距大小的周期性结构。
在本发明的另一实施例中，第一堆叠2322仅包含周期性结构2342及2344中的一者，且在将第一堆叠2322成像后不可见任何莫尔图案2350。
如特定来说在图23C中所见，在本发明的优选实施例中，第二堆叠2324包含第二堆叠第一周期性结构(S2P1)2352，所述S2P1与第一层2302一起形成且沿着第二堆叠轴2334中的一者具有被指定为
的S2P1间距。优选地，第二堆叠2324进一步包含第二堆叠第二周期性结构(S2P2)2354，所述S2P2与第二层2304一起形成且沿着第二堆叠轴2334中的另一者具有被指定为
的S2P2间距。
应了解，S2P1 2352与S2P2 2354至少部分地彼此覆叠，且因此在将第二堆叠2324成像后即刻可见第二堆叠莫尔图案2360。如此项技术中已知，第二堆叠莫尔图案2360由间距
表征，间距
是间距
及间距
的函数，如方程式55中所展示：
优选地，第二堆叠2324不包含与第三层2306或第四层2308一起形成的影响莫尔图案2360的周期性结构。然而，第二堆叠2324可包含与第三层2306或第四层2308一起形成的不影响莫尔图案2360的周期性结构，例如沿着垂直于第二堆叠轴2334的轴在平行于x-y平面的平面中是周期性的周期性结构或具有不影响莫尔图案2360的间距大小的周期性结构。
如特定来说在图23D中所见，在本发明的优选实施例中，第三堆叠2326包含第三堆叠第一周期性结构(S3P1)2362，所述S3P1与第二层2304一起形成且沿着第三堆叠轴2336中的一者具有被指定为
的S3P1间距。优选地，S3P1间距
通过被指定为w的第三堆叠乘法因子而与S2P2间距
相关。第三堆叠乘法因子w可为任何正数。优选地，第三堆叠2326进一步包含第三堆叠第二周期性结构(S3P2)2364，所述S3P2与第三层2306一起形成且沿着第三堆叠轴2336中的另一者具有被指定为
的S3P2间距。优选地，S3P2间距
通过第三堆叠乘法因子w而与S2P1间距
相关。应了解，使S3P2间距
与S2P1间距
相关的第三堆叠乘法因子w具有与使S3P1间距
与S2P2间距
相关的第三堆叠乘法因子w相同的值。在本发明的实施例中，w的值是1且因此S3P1间距
与S2P2间距
相同并且S3P2间距
与S2P1间距
相同。
应了解，S3P1 2362与S3P2 2364至少部分地彼此覆叠，且因此在将第三堆叠2326成像后即刻可见第三堆叠莫尔图案2370。如此项技术中已知，第三堆叠莫尔图案2370由间距
表征，间距
是第三堆叠乘法因子w、间距
及间距
的函数，如方程式56中所展示：
优选地，第三堆叠2326不包含与第一层2302或第四层2308一起形成的影响莫尔图案2370的周期性结构。然而，第三堆叠2326可包含与第一层2302或第四层2308一起形成的不影响莫尔图案2370的周期性结构，例如沿着垂直于第三堆叠轴2336的轴在平行于x-y平面的平面中是周期性的周期性结构或具有不影响莫尔图案2370的间距大小的周期性结构。
如特定来说在图23E中所见，在本发明的优选实施例中，第四堆叠2328包含第四堆叠第一周期性结构(S4P1)2372，所述S4P1与第三层2306一起形成且沿着第四堆叠轴2338中的一者具有被指定为
的S4P1间距。优选地，S4P1间距
通过被指定为x的第四堆叠乘法因子而与S2P1间距
相关。第四堆叠乘法因子x可为任何正数。优选地，第四堆叠2328进一步包含第四堆叠第二周期性结构(S4P2)2374，所述S4P2与第四层2308一起形成且沿着第四堆叠轴2338中的另一者具有被指定为
的S4P2间距。优选地，S4P2间距
通过第四堆叠乘法因子x而与S2P2间距
相关。应了解，使S4P2间距
与S2P2间距
相关的第四堆叠乘法因子x具有与使S4P1间距
与S2P1间距
相关的第四堆叠乘法因子x相同的值。在本发明的实施例中，x的值是1且因此S4P1间距
与S2P1间距
相同并且S4P2间距
与S2P2间距
相同。
应了解，S4P1 2372与S4P2 2374至少部分地彼此覆叠，且因此在将第四堆叠2328成像后即刻可见第四堆叠莫尔图案2380。如此项技术中已知，第四堆叠莫尔图案2380由间距
表征，间距
是第四堆叠乘法因子x、间距
及间距
的函数，如方程式57中所展示：
优选地，第四堆叠2328不包含与第一层2302或第二层2304一起形成的影响莫尔图案2380的周期性结构。然而，第四堆叠2328可包含与第一层2302或第二层2304一起形成的不影响莫尔图案2380的周期性结构，例如沿着垂直于第四堆叠轴2338的轴在平行于x-y平面的平面中是周期性的周期性结构或具有不影响莫尔图案2380的间距大小的周期性结构。
优选地使用具有可调整偏振、波长及数值孔径设定的成像偏移计量工具来测量层2302、2304、2306及2308中的任何两者之间的偏移。适合成像偏移计量工具的实例是可从美国加利福尼亚州苗必达的KLA公司商业购得的ArcherTM 700。间距
及
不需要可由用于产生目标2300的图像的偏移计量工具光学分辨。然而，优选地，间距
及
中的每一者可由用于产生目标2300的图像的偏移计量工具光学分辨。
现在参考图24A及24B，其一起是经简化流程图，所述经简化流程图图解说明使用多层莫尔目标2400(例如目标2200(图22A到22E)或目标2300(图23A到23E))在平行于x方向或y方向的方向上计算形成有目标2400的多层半导体装置晶片的第一层2402、第二层2404、第三层2406与第四层2408(例如层2202、2204、2206及2208(图22A到22E)或2302、2304、2306及2308(图23A到23E))之间的偏移的优选方法。进一步参考图24C及24D，其分别是图24A及24B的方法的部分的第一实施例及第二实施例的经简化图示图解说明。
尽管应了解，当利用目标2300(图23A到23E)时，参考图24A到24D所描述的方法可仅被执行一次以在x方向或y方向上计算偏移，但通常图24A到24D中所描述的方法将被执行两次，以在x方向及y方向中的每一者上计算偏移。也应了解，当利用目标2200(图22A到22E)时，可仅在第一堆叠轴2232、第二堆叠轴224、第三堆叠轴2236及第四堆叠轴2238与之平行的一个方向上计算偏移。
如在第一步骤2409处所见，选择测量偏移的方向。当在图24A及24B的方法中使用目标2200时，将测量偏移的方向自动选择为第一堆叠轴2232、第二堆叠轴2234、第三堆叠轴2236及第四堆叠轴2238与之平行的方向。当在图24A及24B的方法中使用目标2300时，利用象限2314及2318的结构来在平行于x轴的方向上测量偏移，且利用象限2312及2316的结构来在平行于y轴的方向上测量偏移。
优选地，在下一步骤2410处，使用具有可调整偏振、波长及数值孔径设定的成像偏移计量工具来产生目标2400的图像。适合成像偏移计量工具的实例是可从美国加利福尼亚州苗必达的KLA公司商业购得的ArcherTM 700。应注意，间距
及
不需要可由用于产生目标2400的图像的偏移计量工具光学分辨。然而，优选地，间距
及
中的每一者可由用于产生目标2400的图像的偏移计量工具光学分辨。
在下一步骤2411中且如图24C及24D中所见，针对在步骤2409中所选择的象限中的相应第一堆叠2422、第二堆叠2424、第三堆叠2426及第四堆叠2428(例如第一堆叠2222、第二堆叠2224及第三堆叠2226及2228(图22A到22E)或第一堆叠2322、第二堆叠2324、第三堆叠2326及第四堆叠2328(图23A到23E))中的每一者而选择第一所关注区域2412、第二所关注区域2414、第三所关注区域2416及第四所关注区域2418。应了解，如图24C及24D的所图解说明实施例中所见，尽管第一所关注区域2412、第二所关注区域2414、第三所关注区域2416及第四所关注区域2418优选地完全位于相应第一堆叠2422、第二堆叠2424、第三堆叠2426及第四堆叠2428中的每一者内(如针对完全位于相应第一堆叠2422及第四堆叠2428内的第一所关注区域2412及第四所关注区域2418所图解说明)，但第一所关注区域2412、第二所关注区域2414、第三所关注区域2416及第四所关注区域2418可延伸超出相应第一堆叠2422、第二堆叠2424、第三堆叠2426及第四堆叠2428，如延伸超出相应第二堆叠2424及第三堆叠2426的所关注区域2414及2416所图解说明。应进一步了解，图24C及24D中所展示的所关注区域2412、2414、2416及2418是代表性所关注区域，且可在步骤2411处选择其它适合所关注区域。
在下一步骤2431中且如图24C及24D中所见，计算在步骤2411中所选择的第一所关注区域2412的所有例子之间的对称点2432的位置。在下一步骤2433中且如图24C及24D中所见，计算在步骤2411中所选择的第二所关注区域2414的所有例子之间的对称点2434的位置。在下一步骤2435中且如图24C及24D中所见，计算在步骤2411中所选择的第三所关注区域2416的所有例子之间的对称点2436的位置。在下一步骤2437中且如图24C及24D中所见，计算在步骤2411中所选择的第四所关注区域2418的所有例子之间的对称点2438的位置。
在下一步骤2439处，计算在步骤2431处所识别的一或若干第一所关注区域2412的对称点2432的位置与在步骤2433处所识别的一或若干第二所关注区域2414的对称点2434的位置之间的在步骤2409处所选择的方向上的距离。在步骤2439处所找到的距离除以增益
所述增益针对目标2200是间距
及
的函数，如方程式58a中所展示：
且针对目标2300是间距
及
的函数，如方程式58b中所展示：
并且将结果报告为在于步骤2409处所选择的方向上第一层2402与第二层2404之间的偏移。应了解，除在步骤2439处所计算的距离之外，所述方法进一步计算调整方向，例如向右、向左、向上或向下。所述调整方向随间距
及
或间距
及
的相对值以及将调整层2402及2404中的哪一者而变。
在下一步骤2441处，计算在步骤2433处所识别的一或若干第二所关注区域2414的对称点2434的位置与在步骤2435处所识别的一或若干第三所关注区域2416的对称点2436的位置之间的在步骤2409处所选择的方向上的距离。在步骤2441处所找到的距离除以增益
所述增益针对目标2200是间距
及间距
的函数，如方程式59a中所展示：
且针对目标2300是间距
及间距
的函数，如方程式59b中所展示：
并且将结果报告为在于步骤2409处所选择的方向上第一层2402与第三层2406之间的偏移。应了解，除在步骤2441处所计算的距离之外，所述方法进一步计算调整方向，例如向右、向左、向上或向下。所述调整方向随间距
及
或间距
及
的相对值以及将调整层2402及2406中的哪一者而变。
在下一步骤2443处，计算在步骤2435处所识别的一或若干第三所关注区域2416的对称点2436的位置与在步骤2437处所识别的一或若干第四所关注区域2418的对称点2438的位置之间的在步骤2409处所选择的方向上的距离。在步骤2443处所找到的距离除以增益
所述增益针对目标2200是间距
及间距
的函数，如方程式60a中所展示：
且针对目标2300是间距
及间距
的函数，如方程式60b中所展示：
并且将结果报告为在于步骤2409处所选择的方向上第二层2404与第四层2408之间的偏移。应了解，除在步骤2443处所计算的距离之外，所述方法进一步计算调整方向，例如向右、向左、向上或向下。所述调整方向随间距
及
或间距
及
的相对值以及将调整层2404及2408中的哪一者而变。
在下一步骤2445处，计算在步骤2439处所报告的偏移值与在步骤2443处所报告的偏移值之间的差。将在步骤2445处所计算的差报告为在于步骤2409处所选择的方向上第一层2402与第四层2408之间的偏移。应了解，除在步骤2445处所计算的距离之外，所述方法进一步计算调整方向，例如向右、向左、向上或向下。所述调整方向随间距
及
或间距
及
的相对值以及将调整层2402及2408中的哪一者而变。
在下一步骤2447处，计算在步骤2439处所报告的偏移值与在步骤2441处所报告的偏移值之间的差。将在步骤2447处所计算的差报告为在于步骤2409处所选择的方向上第二层2404与第三层2406之间的偏移。应了解，除在步骤2447处所计算的距离之外，所述方法进一步计算调整方向，例如向右、向左、向上或向下。所述调整方向随间距
及
的相对值或随间距
及
以及将调整层2404及2406中的哪一者而变。
在下一步骤2449处，计算在步骤2441处所报告的偏移值与在步骤2445处所报告的偏移值之间的差。另一选择是，在下一步骤2449处，计算在步骤2447处所报告的偏移值与在步骤2443处所报告的偏移值之间的差。将在步骤2449处所计算的差报告为在于步骤2409处所选择的方向上第三层2406与第四层2408之间的偏移。应了解，除在步骤2449处所计算的距离之外，所述方法进一步计算调整方向，例如向右、向左、向上或向下。所述调整方向随间距
及
或间距
及
的相对值以及将调整层2406及2408中的哪一者而变。
优选地，在上文中所描述的实施例中，其中被展示为与第一层2402及第三层2406一起形成的结构可全部与层2402一起形成，在上文中参考图24A到24D所描述的方法继续计算并报告在步骤2439处所报告的偏移值与在步骤2447处所报告的偏移值之间的差。在步骤2439及2447处所报告的偏移值之间的差在对用于图24A到24D的方法中的偏移计量工具进行校准时是有用的。
类似地，在上文中所描述的实施例中，其中被展示为与第一层2402及第三层2406一起形成的结构可全部与层2402一起形成，在上文中参考图24A到24D所描述的方法继续计算并报告在步骤2445处所报告的偏移值与在步骤2449处所报告的偏移值之间的差。在步骤2445及2449处所报告的偏移值之间的差在对用于图24A到24D的方法中的偏移计量工具进行校准时是有用的。
优选地，在上文中所描述的实施例中，其中被展示为与第一层2402及第四层2408一起形成的结构可全部与层2402一起形成，在上文中参考图24A到24D所描述的方法继续计算并报告在步骤2439处所报告的偏移值与在步骤2443处所报告的偏移值之间的差。在步骤2439及2443处所报告的偏移值之间的差在对用于图24A到24D的方法中的偏移计量工具进行校准时是有用的。
类似地，在上文中所描述的实施例中，其中被展示为与第一层2402及第四层2408一起形成的结构可全部与层2402一起形成，在上文中参考图24A到24D所描述的方法继续计算并报告在步骤2441处所报告的偏移值与在步骤2449处所报告的偏移值之间的差。在步骤2441及2449处所报告的偏移值之间的差在对用于图24A到24D的方法中的偏移计量工具进行校准时是有用的。
优选地，在上文中所描述的实施例中，其中被展示为与第二层2404及第四层2408一起形成的结构可全部与层2404一起形成，在上文中参考图24A到24D所描述的方法继续计算并报告在步骤2439处所报告的偏移值与在步骤2445处所报告的偏移值之间的差。在步骤2439及2445处所报告的偏移值之间的差在对用于图24A到24D的方法中的偏移计量工具进行校准时是有用的。
类似地，在上文中所描述的实施例中，其中被展示为与第二层2404及第四层2408一起形成的结构可全部与层2404一起形成，在上文中参考图24A到24D所描述的方法继续计算并报告在步骤2447处所报告的偏移值与在步骤2449处所报告的偏移值之间的差。在步骤2447及2449处所报告的偏移值之间的差在对用于图24A到24D的方法中的偏移计量工具进行校准时是有用的。
现在参考图25A到25E，其是本发明的多层莫尔目标2500的另一实施例的经简化图解说明。图25A到25E包含在由x轴、y轴及z轴指示的三个不同维度中的图解说明，所述三个维度在下文中分别称为x-y平面、x-z平面及y-z平面。应注意，图25A一般图解说明x-y平面，而图25B、25C、25D及25E图解说明平行于x-z平面的平面。
目标2500优选地形成于半导体装置晶片上，在所述半导体装置晶片上优选地形成至少第一层2502、第二层2504、第三层2506及第四层2508。应了解，第一层2502、第二层2504、第三层2506及第四层2508中的每一者界定平行于x-y平面的大体上平面表面。第一层2502、第二层2504、第三层2506及第四层2508可为邻近层但无需如此。优选地，第一层2502、第二层2504、第三层2506与第四层2508之间的任何材料至少部分地对电磁辐射透明。在图25A到25E中所图解说明的实施例中，第一层2502位于第二层2504、第三层2506及第四层2508下方，第二层2504位于第三层2506及第四层2508下方，且第四层2508位于第一层2502、第二层2504及第三层2506上方。然而，应了解，层2502、2504、2506及2508可相对于彼此沿着z轴以任何适合次序进行布置。
另外，在本发明的实施例中，被展示为与第一层2502及第三层2506一起形成的结构可全部与层2502一起形成。在此实施例中，目标2500的任何部分均不与层2506一起形成。此实施例对于校准尤其有用，如在下文中参考图27A到27D所描述。另外，在本发明的另一实施例中，被展示为与第一层2502及第四层2508一起形成的结构可全部与层2502一起形成。在此实施例中，目标2500的任何部分均不与层2508一起形成。此实施例对于校准尤其有用，如在下文中参考图27A到27D所描述。另外，在本发明的另一实施例中，被展示为与第二层2504及第四层2508一起形成的结构可全部与层2504一起形成。在此实施例中，目标2500的任何部分均不与层2508一起形成。此实施例对于校准尤其有用，如在下文中参考图27A到27D所描述。
应了解，图25A到25E图解说明目标2500的一个可能布局，且在本发明的其它实施例中，目标2500可包含额外结构。举例来说，如在下文中参考图26A到26E及34到39所描述，适合目标可包含图25A到25E中所展示的结构的多个例子，且那些多个例子可以各种方式进行布置。
优选地，目标2500包含周期性结构的第一堆叠2522、周期性结构的第二堆叠2524、周期性结构的第三堆叠2526及周期性结构的第四堆叠2528。第一堆叠2522、第二堆叠2524、第三堆叠2526及第四堆叠2528中的每一者包含一或多个周期性结构，每一周期性结构具有间距。优选地，第一堆叠2522、第二堆叠2524、第三堆叠2526及第四堆叠2528均不彼此重叠。
应了解，虽然在图25A到25E中，将第一堆叠2522、第二堆叠2524、第三堆叠2526及第四堆叠2528的周期性结构中的每一者展示为由多个线及空间形成，但在本发明的其它实施例中，第一堆叠2522、第二堆叠2524、第三堆叠2526及第四堆叠2528的周期性结构可由任何适合周期性特征形成。应进一步了解，形成包含于第一堆叠2522、第二堆叠2524、第三堆叠2526及第四堆叠2528中的周期性结构的周期性特征可由子结构形成。第一堆叠2522、第二堆叠2524、第三堆叠2526及第四堆叠2528的周期性结构中的每一者的间距是优选地介于10nm到3000nm之间，且更优选地介于200nm到800nm之间。
第一x-z平面2531与第一堆叠2522相交。多个第一轴2532位于第一x-z平面2531内且平行于x轴。第二x-z平面2533与第二堆叠2524相交。多个第二轴2534位于第二x-z平面2533内且平行于x轴。第三x-z平面2535与第三堆叠2526相交。多个第三轴2536位于第三x-z平面2535内且平行于x轴。第四x-z平面2537与第四堆叠2528相交。多个第四轴2538位于第四x-z平面2537内且平行于x轴。
如特定来说在图25B中所见，在本发明的优选实施例中，第一堆叠2522包含第一堆叠第一周期性结构(S1P1)2542，所述S1P1与第一层2502一起形成且沿着第一堆叠轴2532中的一者具有被指定为
的S1P1间距。优选地，第一堆叠2522进一步包含第一堆叠第二周期性结构(S1P2)2544，所述S1P2与第二层2504一起形成且沿着第一堆叠轴2532中的另一者具有被指定为
的S1P2间距。
应了解，S1P1 2542与S1P2 2544至少部分地彼此覆叠，且因此在将第一堆叠2522成像后即刻可见第一堆叠莫尔图案2550。如此项技术中已知，第一堆叠莫尔图案2550由间距
表征，间距
是间距
及
的函数，如方程式61中所展示：
优选地，第一堆叠2522不包含与第三层2506或第四层2508一起形成的影响莫尔图案2550的周期性结构。然而，第一堆叠2522可包含与第三层2506或第四层2508一起形成的不影响莫尔图案2250的周期性结构，例如沿着平行于y轴的轴是周期性的周期性结构或具有不影响莫尔图案2250的间距大小的周期性结构。
在本发明的另一实施例中，第一堆叠2522仅包含S1P1 2542并不包含S1P2 2544，且在将第一堆叠2522成像后不可见任何莫尔图案2550。
如特定来说在图25C中所见，在本发明的优选实施例中，第二堆叠2524包含第二堆叠第一周期性结构(S2P1)2552，所述S2P1与第一层2502一起形成且沿着第二堆叠轴2534中的一者具有被指定为
的S2P1间距。优选地，第二堆叠2524不包含与第一层2502、第三层2506或第四层2508中的任一者一起形成的周期性结构，在将第二堆叠2524成像后，所述周期性结构将即刻与S2P1 2552一起产生莫尔图案。然而，第二堆叠2524可包含与第一层2502、第三层2506或第四层2508一起形成的周期性结构，在将第二堆叠2524成像后，所述周期性结构不产生莫尔图案，所述周期性结构例如沿着平行于y轴的轴是周期性的周期性结构或具有在将第二堆叠2524成像后不产生莫尔图案的间距大小的周期性结构。
如特定来说在图25D中所见，在本发明的优选实施例中，第三堆叠2526包含第三堆叠第一周期性结构(S3P1)2562，所述S3P1与第二层2504一起形成且沿着第三堆叠轴2536中的一者具有被指定为
的S3P1间距。优选地，第三堆叠2526进一步包含第三堆叠第二周期性结构(S3P2)2564，所述S3P2与第三层2506一起形成且沿着第三堆叠轴2536中的另一者具有被指定为
的S3P2间距。
应了解，S3P1 2562与S3P2 2564至少部分地彼此覆叠，且因此在将第三堆叠2526成像后即刻可见第三堆叠莫尔图案2570。如此项技术中已知，第三堆叠莫尔图案2570由间距
表征，间距
是间距
及间距
的函数，如方程式62中所展示：
优选地，第三堆叠2526不包含与第一层2502或第四层2508一起形成的影响莫尔图案2570的周期性结构。然而，第三堆叠2526可包含与第一层2502或第四层2508一起形成的不影响莫尔图案2570的周期性结构，例如沿着平行于y轴的轴是周期性的周期性结构或具有不影响莫尔图案2570的间距大小的周期性结构。
如特定来说在图25E中所见，在本发明的优选实施例中，第四堆叠2528包含第四堆叠第一周期性结构(S4P1)2572，所述S4P1与第三层2506一起形成且沿着第四堆叠轴2538中的一者具有被指定为
的S4P1间距。优选地，S4P1间距
通过被指定为y的第四堆叠乘法因子而与S3P2间距
相关。第四堆叠乘法因子y可为任何正数。优选地，第四堆叠2528进一步包含第四堆叠第二周期性结构(S4P2)2574，所述S4P2与第四层2508一起形成且沿着第四堆叠轴2538中的另一者具有被指定为
的S4P2间距。优选地，S4P2间距
通过第四堆叠乘法因子y而与S3P1间距
相关。应了解，使S4P2间距
与S3P1间距
相关的第四堆叠乘法因子y具有与使S4P1间距
与S3P2间距
相关的第四堆叠乘法因子y相同的值。在本发明的实施例中，y的值是1且因此S4P1间距
与S3P2间距
相同并且S4P2间距
与S3P1间距
相同。
应了解，S4P1 2572与S4P2 2574至少部分地彼此覆叠，且因此在将第四堆叠2528成像后即刻可见第四堆叠莫尔图案2580。如此项技术中已知，第四堆叠莫尔图案2580由间距
表征，间距
是第四堆叠乘法因子y、间距
及间距
的函数，如方程式63中所展示：
优选地，第四堆叠2528不包含与第一层2502或第二层2504一起形成的影响莫尔图案2580的周期性结构。然而，第四堆叠2528可包含与第一层2502或第二层2504一起形成的不影响莫尔图案2580的周期性结构，例如沿着平行于y轴的轴是周期性的周期性结构或具有不影响莫尔图案2580的间距大小的周期性结构。
优选地使用具有可调整偏振、波长及数值孔径设定的成像偏移计量工具来测量层2502、2504、2506及2508中的任何两者之间的偏移。适合成像偏移计量工具的实例是可从美国加利福尼亚州苗必达的KLA公司商业购得的ArcherTM 700。间距
及
不需要可由用于产生目标2500的图像的偏移计量工具光学分辨。然而，优选地，间距
及
中的每一者可由用于产生目标2500的图像的偏移计量工具光学分辨。
现在参考图26A到26E，其是本发明的多层莫尔目标2600的另一实施例的经简化图解说明。图26A到26E包含在由x轴、y轴及z轴指示的三个不同维度中的图解说明，所述三个维度在下文中分别称为x-y平面、x-z平面及y-z平面。应注意，图26A一般图解说明x-y平面，而图26B、26C、26D及26E图解说明平行于x-z平面的平面。
应注意，目标2600是上文参考图25A到25E描述的目标2500的替代布局的一个实例，且下文参考图34到39描述额外布局。目标2600优选地形成于半导体装置晶片上，所述半导体装置晶片上优选地形成至少第一层2602、第二层2604、第三层2606及第四层2608。应了解，第一层2602、第二层2604、第三层2606及第四层2608中的每一者界定平行于x-y平面的大体上平面表面。第一层2602、第二层2604、第三层2606及第四层2608可为邻近层但无需如此。优选地，第一层2602、第二层2604、第三层2606与第四层2608之间的任何材料至少部分地对电磁辐射透明。在图26A到26E中所图解说明的实施例中，第一层2602位于第二层2604、第三层2606及第四层2608下方，第二层2604位于第三层2606及第四层2608下方，且第四层2608位于第一层2602、第二层2604及第三层2606上方。然而，应了解，层2602、2604、2606及2608可相对于彼此沿着z轴以任何适合次序进行布置。
另外，在本发明的实施例中，被展示为与第一层2602及第三层2606一起形成的结构可全部与层2602一起形成。在此实施例中，目标2600的任何部分均不与层2606一起形成。此实施例对于校准尤其有用，如在下文中参考图27A到27D所描述。另外，在本发明的另一实施例中，被展示为与第一层2602及第四层2608一起形成的结构可全部与层2602一起形成。在此实施例中，目标2600的任何部分均不与层2608一起形成。此实施例对于校准尤其有用，如在下文中参考图27A到27D所描述。另外，在本发明的另一实施例中，被展示为与第二层2604及第四层2608一起形成的结构可全部与层2604一起形成。在此实施例中，目标2600的任何部分均不与层2608一起形成。此实施例对于校准尤其有用，如在下文中参考图27A到27D所描述。
如特定来说在图26A中所见，目标2600包含四个目标象限2612、2614、2616及2618。在图26A中所展示的实施例中，在目标象限2612、2614、2616及2618中的每一者的x-y平面中的旋转定向优选地与在其它目标象限2612、2614、2616及2618中的每一者的x-y平面中的旋转定向相差90°的整数倍。另外，目标2600优选地由在x方向或y方向或者此两者上的旋转对称性表征。在本发明的优选实施例中，目标2600经设计使得当处于对齐状态中时，目标2600的整体由x方向上的单个对称点及y方向上的单个对称点表征。然而，即使在此实施例中，当处于偏移状态中时，目标2600的各种元件将由独特对称点表征。
目标象限2612、2614、2616及2618中的每一者包含周期性结构的第一堆叠2622、周期性结构的第二堆叠2624、周期性结构的第三堆叠2626及周期性结构的第四堆叠2628。第一堆叠2622、第二堆叠2624、第三堆叠2626及第四堆叠2628中的每一者包含一或多个周期性结构，每一周期性结构具有间距。优选地，第一堆叠2622、第二堆叠2624、第三堆叠2626及第四堆叠2628均不彼此重叠。在图26A到26E中，将第一堆叠2622图解说明为位于比第二堆叠2624、第三堆叠2626及第四堆叠2628更接近于目标2600的中心处，将第二堆叠2624图解说明为位于比第三堆叠2626及第四堆叠2628更接近于目标2600的中心处，将第三堆叠2626图解说明为位于比第一堆叠2622及第二堆叠2624更接近于目标2600的边缘处，且将第四堆叠2628图解说明为位于比第三堆叠2626更接近于目标2600的边缘处。然而，第一堆叠2622、第二堆叠2624、第三堆叠2626及第四堆叠2628可相对于彼此以相对于x-y平面的任何适合布置来进行布置。
应了解，虽然在图26A到26E中，将第一堆叠2622、第二堆叠2624、第三堆叠2626及第四堆叠2628的周期性结构中的每一者展示为由多个线及空间形成，但在本发明的其它实施例中，第一堆叠2622、第二堆叠2624、第三堆叠2626及第四堆叠2628的周期性结构可由任何适合周期性特征形成。应进一步了解，形成包含于第一堆叠2622、第二堆叠2624、第三堆叠2626及第四堆叠2628中的周期性结构的周期性特征可由子结构形成。第一堆叠2622、第二堆叠2624、第三堆叠2626及第四堆叠2628的周期性结构中的每一者的间距是优选地介于10nm到3000nm之间，且更优选地介于200nm到800nm之间。
如图26A中所见，在象限2612、2614、2616及2618中的每一者中，界定与第一堆叠2622相交并包含位于其中的多个第一轴2632的第一平面2631、与第二堆叠2624相交并包含位于其中的多个第二轴2634的第二平面2633、与第三堆叠2626相交并包含位于其中的多个第三轴2636的第三平面2635，及与第四堆叠2628相交并包含位于其中的多个第四轴2638的第四平面2637。取决于象限2612、2614、2616及2618中的每一者内的第一堆叠2622、第二堆叠2624、第三堆叠2626及第四堆叠2628的定向，第一平面2631、第二平面2633、第三平面2635及第四平面2637中的每一者是x-z平面或y-z平面，且第一轴2632、第二轴2634、第三轴2636及第四轴2638平行于相应x轴或y轴。应了解，在象限2612、2614、2616及2618中的每一者中，第一平面2631、第二平面2633、第三平面2635及第四平面2637全部彼此平行。
如特定来说在图26B中所见，在本发明的优选实施例中，第一堆叠2622包含第一堆叠第一周期性结构(S1P1)2642，所述S1P1与第一层2602一起形成且沿着第一堆叠轴2632中的一者具有被指定为
的S1P1间距。优选地，第一堆叠2622进一步包含第一堆叠第二周期性结构(S1P2)2644，所述S1P2与第二层2604一起形成且沿着第一堆叠轴2632中的另一者具有被指定为Б的S1P2间距。
应了解，S1P1 2642与S1P2 2644至少部分地彼此覆叠，且因此在将第一堆叠2622成像后即刻可见第一堆叠莫尔图案2650。如此项技术中已知，第一堆叠莫尔图案2650由间距Д1表征，间距Д1是间距
及Б的函数，如方程式64中所展示：
优选地，第一堆叠2622不包含与第三层2606或第四层2608一起形成的影响莫尔图案2650的周期性结构。然而，第一堆叠2622可包含与第三层2606或第四层2608一起形成的不影响莫尔图案2650的周期性结构，例如沿着垂直于第一堆叠轴2632的轴在平行于x-y平面的平面中是周期性的周期性结构或具有不影响莫尔图案2650的间距大小的周期性结构。
在本发明的另一实施例中，第一堆叠2622仅包含S1P1 2642并不包含S1P2 2644，且在将第一堆叠2622成像后不可见任何莫尔图案2650。
如特定来说在图26C中所见，在本发明的优选实施例中，第二堆叠2624包含第二堆叠第一周期性结构(S2P1)2652，所述S2P1与第一层2602一起形成且沿着第二堆叠轴2634中的一者具有被指定为Ж的S2P1间距。优选地，第二堆叠2624不包含与第一层2602、第三层2606或第四层2608中的任一者一起形成的周期性结构，在将第二堆叠2624成像后，所述周期性结构即刻与S2P1 2652一起产生莫尔图案。然而，第二堆叠2624可包含与第一层2602、第三层2606或第四层2608一起形成的周期性结构，在将第二堆叠2624成像后，所述周期性结构不产生莫尔图案，所述周期性结构例如沿着垂直于第二堆叠轴2634的轴在平行于x-y平面的平面中是周期性的周期性结构或具有在将第二堆叠2624成像后不产生莫尔图案的间距大小的周期性结构。
如特定来说在图26D中所见，在本发明的优选实施例中，第三堆叠2626包含第三堆叠第一周期性结构(S3P1)2662，所述S3P1与第二层2604一起形成且沿着第三堆叠轴2636中的一者具有被指定为И的S3P1间距。优选地，第三堆叠2626进一步包含第三堆叠第二周期性结构(S3P2)2664，所述S3P2与第三层2606一起形成且沿着第三堆叠轴2636中的另一者具有被指定为Й的S3P2间距。
应了解，S3P1 2662与S3P2 2664至少部分地彼此覆叠，且因此在将第三堆叠2626成像后即刻可见第三堆叠莫尔图案2670。如此项技术中已知，第三堆叠莫尔图案2670由间距Д3表征，间距Д3是间距И及间距Й的函数，如方程式65中所展示：
优选地，第三堆叠2626不包含与第一层2602或第四层2608一起形成的影响莫尔图案2670的周期性结构。然而，第三堆叠2626可包含与第一层2606或第四层2608一起形成的不影响莫尔图案2670的周期性结构，例如沿着垂直于第三堆叠轴2636的轴在平行于x-y平面的平面中是周期性的周期性结构或具有不影响莫尔图案2670的间距大小的周期性结构。
如特定来说在图26E中所见，在本发明的优选实施例中，第四堆叠2628包含第四堆叠第一周期性结构(S4P1)2672，所述S4P1与第三层2606一起形成且沿着第四堆叠轴2638中的一者具有被指定为zЙ的S4P1间距。优选地，S4P1间距zЙ通过被指定为z的第四堆叠乘法因子而与S3P2间距Й相关。第四堆叠乘法因子z可为任何正数。优选地，第四堆叠2628进一步包含第四堆叠第二周期性结构(S4P2)2674，所述S4P2与第四层2608一起形成且沿着第四堆叠轴2638中的另一者具有被指定为zИ的S4P2间距。优选地，S4P2间距zИ通过第四堆叠乘法因子z而与S3P1间距И相关。应了解，使S4P2间距zИ与S3P1间距И相关的第四堆叠乘法因子z具有与使S4P1间距zЙ与S3P2间距Й相关的第四堆叠乘法因子z相同的值。在本发明的实施例中，z的值是1且因此S4P1间距zЙ与S3P2间距Й相同并且S4P2间距zИ与S3P1间距И相同。
应了解，S4P1 2672与S4P2 2674至少部分地彼此覆叠，且因此在将第四堆叠2628成像后即刻可见第四堆叠莫尔图案2680。如此项技术中已知，第四堆叠莫尔图案2680由间距Д4表征，间距Д4是第四堆叠乘法因子z、间距И及间距Й的函数，如方程式66中所展示：
优选地，第四堆叠2628不包含与第一层2602或第二层2604一起形成的影响莫尔图案2680的周期性结构。然而，第四堆叠2628可包含与第一层2602或第二层2604一起形成的不影响莫尔图案2680的周期性结构，例如沿着垂直于第四堆叠轴2638的轴在平行于x-y平面的平面中是周期性的周期性结构或具有不影响莫尔图案2680的间距大小的周期性结构。
优选地使用具有可调整偏振、波长及数值孔径设定的成像偏移计量工具来测量层2602、2604、2606及2608中的任何两者之间的偏移。适合成像偏移计量工具的实例是可从美国加利福尼亚州苗必达的KLA公司商业购得的ArcherTM 700。间距
Б、И、Й、zИ及zЙ不需要可由用于产生目标2600的图像的偏移计量工具光学分辨。然而，优选地，间距Ж、Д1、Д3及Д4中的每一者可由用于产生目标2600的图像的偏移计量工具光学分辨。
现在参考图27A及27B，其一起是经简化流程图，所述经简化流程图图解说明使用多层莫尔目标2700(例如目标2500(图25A到25E)或目标2600(图26A到26E))在平行于x方向或y方向的方向上计算形成有目标2700的多层半导体装置晶片的第一层2702、第二层2704、第三层2706与第四层2708(例如层2502、2504、2506及2508(图25A到25E)或2602、2604、2606及2608(图26A到26E))之间的偏移的优选方法。进一步参考图27C及27D，其分别是图27A及27B的方法的部分的第一实施例及第二实施例的经简化图示图解说明。
尽管应了解，当利用目标2600(图26A到26E)时，参考图27A到27D所描述的方法可仅被执行一次以在x方向或y方向上计算偏移，但通常图27A到27D中所描述的方法将被执行两次，以在x方向及y方向中的每一者上计算偏移。也应了解，当利用目标2500(图25A到25E)时，可仅在第一堆叠轴2532、第二堆叠轴2534、第三堆叠轴2536及第四堆叠轴2538与之平行的一个方向上计算偏移。
如在第一步骤2709处所见，选择测量偏移的方向。当在图27A及27B的方法中使用目标2500时，将测量偏移的方向自动选择为第一堆叠轴2532、第二堆叠轴2534、第三堆叠轴2536及第四堆叠轴2538与之平行的方向。当在图27A及27B的方法中使用目标2600时，利用象限2614及2618的结构来在平行于x轴的方向上测量偏移，且利用象限2612及2616的结构来在平行于y轴的方向上测量偏移。
优选地，在下一步骤2710处，使用具有可调整偏振、波长及数值孔径设定的成像偏移计量工具来产生目标2700的图像。适合成像偏移计量工具的实例是可从美国加利福尼亚州苗必达的KLA公司商业购得的ArcherTM 700。应注意，间距
Б、И、Й、zИ及zЙ不需要可由用于产生目标2700的图像的偏移计量工具光学分辨。然而，优选地，间距
Ж、Д1、Д3及Д4中的每一者可由用于产生目标2700的图像的偏移计量工具光学分辨。
在下一步骤2711中且如图27C及27D中所见，针对在步骤2709中所选择的象限中的相应第一堆叠2722、第二堆叠2724、第三堆叠2726及第四堆叠2728(例如第一堆叠2522、第二堆叠2524、第三堆叠2526及第四堆叠2528(图25A到25E)或第一堆叠2622、第二堆叠2624、第三堆叠2626及第四堆叠2628(图26A到26E))中的每一者而选择第一所关注区域2712、第二所关注区域2714、第三所关注区域2716及第四所关注区域2718。应了解，如图27C及27D的所图解说明实施例中所见，尽管第一所关注区域2712、第二所关注区域2714、第三所关注区域2716及第四所关注区域2718优选地完全位于相应第一堆叠2722、第二堆叠2724、第三堆叠2726及第四堆叠2728中的每一者内(如针对完全位于相应第一堆叠2722及第四堆叠2728内的第一所关注区域2712及第四所关注区域2718所图解说明)，但第一所关注区域2712、第二所关注区域2714、第三所关注区域2716及第四所关注区域2718可延伸超出相应第一堆叠2722、第二堆叠2724、第三堆叠2726及第四堆叠2728，如延伸超出相应第二堆叠2724及第三堆叠2726的所关注区域2714及2716所图解说明。应进一步了解，图27C及27D中所展示的所关注区域2712、2714、2716及2718是代表性所关注区域，且可在步骤2711处选择其它适合所关注区域。
在下一步骤2731中且如图27C及27D中所见，计算在步骤2711中所选择的第一所关注区域2712的所有例子之间的对称点2732的位置。在下一步骤2733中且如图27C及27D中所见，计算在步骤2711中所选择的第二所关注区域2714的所有例子之间的对称点2734的位置。在下一步骤2735中且如图27C及27D中所见，计算在步骤2711中所选择的第三所关注区域2716的所有例子之间的对称点2736的位置。在下一步骤2737中且如图27C及27D中所见，计算在步骤2711中所选择的第四所关注区域2718的所有例子之间的对称点2738的位置。
在下一步骤2739处，计算在步骤2731处所识别的一或若干第一所关注区域2712的对称点2732的位置与在步骤2733处所识别的一或若干第二所关注区域2714的对称点2734的位置之间的在步骤2709处所选择的方向上的距离。在步骤2739处所找到的距离除以增益Л1，所述增益针对目标2500是间距
及
的函数，如方程式67a中所展示：
且针对目标2600是间距
及Б的函数，如方程式67b中所展示：
并且将结果报告为在于步骤2709处所选择的方向上第一层2702与第二层2704之间的偏移。应了解，除在步骤2739处所计算的距离之外，所述方法进一步计算调整方向，例如向右、向左、向上或向下。所述调整方向随间距
及
或间距
及Б的相对值以及将调整层2702及2704中的哪一者而变。
在下一步骤2741处，计算在步骤2733处所识别的一或若干第二所关注区域2714的对称点2734的位置与在步骤2735处所识别的一或若干第三所关注区域2716的对称点2736的位置之间的在步骤2709处所选择的方向上的距离。在步骤2741处所找到的距离除以增益Л2，所述增益针对目标2500是间距
及间距
的函数，如方程式68a中所展示：
且针对目标2600是间距И及间距Й的函数，如方程式68b中所展示：
并且将结果报告为在于步骤2709处所选择的方向上第二层2704与第三层2706之间的偏移。应了解，除在步骤2741处所计算的距离之外，所述方法进一步计算调整方向，例如向右、向左、向上或向下。所述调整方向随间距
及
或间距И及Й的相对值以及将调整层2704及2706中的哪一者而变。
在下一步骤2743处，计算在步骤2735处所识别的一或若干第三所关注区域2716的对称点2736的位置与在步骤2737处所识别的一或若干第四所关注区域2718的对称点2738的位置之间的在步骤2709处所选择的方向上的距离。在步骤2743处所找到的距离除以增益Л3，所述增益针对目标2500是间距
及间距
的函数，如方程式69a中所展示：
且针对目标2600是间距И及间距Й的函数，如方程式69b中所展示：
并且将结果报告为在于步骤2709处所选择的方向上第二层2704与第四层2708之间的偏移。应了解，除在步骤2743处所计算的距离之外，所述方法进一步计算调整方向，例如向右、向左、向上或向下。所述调整方向随间距
及
或间距И及Й的相对值以及将调整层2704及2708中的哪一者而变。
在下一步骤2745处，计算在步骤2739处所报告的偏移值与在步骤2741处所报告的偏移值之间的差。将在步骤2745处所计算的差报告为在于步骤2709处所选择的方向上第一层2702与第三层2706之间的偏移。应了解，除在步骤2745处所计算的距离之外，所述方法进一步计算调整方向，例如向右、向左、向上或向下。所述调整方向随间距
及
或间距И及Й的相对值以及将调整层2702及2706中的哪一者而变。
在下一步骤2747处，计算在步骤2739处所报告的偏移值与在步骤2743处所报告的偏移值之间的差。将在步骤2747处所计算的差报告为在于步骤2709处所选择的方向上第一层2702与第四层2708之间的偏移。应了解，除在步骤2747处所计算的距离之外，所述方法进一步计算调整方向，例如向右、向左、向上或向下。所述调整方向随间距
及
或间距И及Й的相对值以及将调整层2702及2708中的哪一者而变。
在下一步骤2749处，计算在步骤2745处所报告的偏移值与在步骤2747处所报告的偏移值之间的差。另一选择是，在下一步骤2749处，计算在步骤2741处所报告的偏移值与在步骤2743处所报告的偏移值之间的差。将在步骤2749处所计算的差报告为在于步骤2709处所选择的方向上第三层2706与第四层2708之间的偏移。应了解，除在步骤2749处所计算的距离之外，所述方法进一步计算调整方向，例如向右、向左、向上或向下。所述调整方向随间距
及
或间距И及Й的相对值以及将调整层2706及2708中的哪一者而变。
优选地，在上文中所描述的实施例中，其中被展示为与第一层2702及第三层2706一起形成的结构可全部与层2702一起形成，在上文中参考图27A到27D所描述的方法继续计算并报告在步骤2739处所报告的偏移值与在步骤2741处所报告的偏移值之间的差。在步骤2739及2741处所报告的偏移值之间的差在对用于图27A到27D的方法中的偏移计量工具进行校准时是有用的。
类似地，在上文中所描述的实施例中，其中被展示为与第一层2702及第三层2706一起形成的结构可全部与层2702一起形成，在上文中参考图27A到27D所描述的方法继续计算并报告在步骤2747处所报告的偏移值与在步骤2749处所报告的偏移值之间的差。在步骤2747及2749处所报告的偏移值之间的差在对用于图27A到27D的方法中的偏移计量工具进行校准时是有用的。
优选地，在上文中所描述的实施例中，其中被展示为与第一层2702及第四层2708一起形成的结构可全部与层2702一起形成，在上文中参考图27A到27D所描述的方法继续计算并报告在步骤2739处所报告的偏移值与在步骤2743处所报告的偏移值之间的差。在步骤2739及2743处所报告的偏移值之间的差在对用于图27A到27D的方法中的偏移计量工具进行校准时是有用的。
类似地，在上文中所描述的实施例中，其中被展示为与第一层2702及第四层2708一起形成的结构可全部与层2702一起形成，在上文中参考图27A到27D所描述的方法继续计算并报告在步骤2745处所报告的偏移值与在步骤2749处所报告的偏移值之间的差。在步骤2745及2749处所报告的偏移值之间的差在对用于图27A到27D的方法中的偏移计量工具进行校准时是有用的。
优选地，在上文中所描述的实施例中，其中被展示为与第二层2704及第四层2708一起形成的结构可全部与层2704一起形成，在上文中参考图27A到27D所描述的方法继续计算并报告在步骤2739处所报告的偏移值与在步骤2747处所报告的偏移值之间的差。在步骤2739及2747处所报告的偏移值之间的差在对用于图27A到27D的方法中的偏移计量工具进行校准时是有用的。
类似地，在上文中所描述的实施例中，其中被展示为与第二层2704及第四层2708一起形成的结构可全部与层2704一起形成，在上文中参考图27A到27D所描述的方法继续计算并报告在步骤2741处所报告的偏移值与在步骤2749处所报告的偏移值之间的差。在步骤2741及2749处所报告的偏移值之间的差在对用于图27A到27D的方法中的偏移计量工具进行校准时是有用的。
现在参考图28A到28E，其是本发明的多层莫尔目标2800的另一实施例的经简化图解说明。图28A到28E包含在由x轴、y轴及z轴指示的三个不同维度中的图解说明，所述三个维度在下文中分别称为x-y平面、x-z平面及y-z平面。应注意，图28A一般图解说明x-y平面，而图28B、28C、28D及28E图解说明平行于x-z平面的平面。
目标2800优选地形成于半导体装置晶片上，在所述半导体装置晶片上优选地形成至少第一层2802、第二层2804、第三层2806及第四层2808。应了解，第一层2802、第二层2804、第三层2806及第四层2808中的每一者界定平行于x-y平面的大体上平面表面。第一层2802、第二层2804、第三层2806及第四层2808可为邻近层但无需如此。优选地，第一层2802、第二层2804、第三层2806与第四层2808之间的任何材料至少部分地对电磁辐射透明。在图28A到28E中所图解说明的实施例中，第一层2802位于第二层2804、第三层2806及第四层2808下方，第二层2804位于第三层2806及第四层2808下方，且第四层2808位于第一层2802、第二层2804及第三层2806上方。然而，应了解，层2802、2804、2806及2808可相对于彼此沿着z轴以任何适合次序进行布置。
另外，在本发明的实施例中，被展示为与第一层2802及第四层2808一起形成的结构可全部与层2802一起形成。在此实施例中，目标2800的任何部分均不与层2808一起形成。此实施例对于校准尤其有用，如在下文中参考图30A到30D所描述。另外，在本发明的另一实施例中，被展示为与第二层2804及第四层2808一起形成的结构可全部与层2804一起形成。在此实施例中，目标2800的任何部分均不与层2808一起形成。此实施例对于校准尤其有用，如在下文中参考图30A到30D所描述。
应了解，图28A到28E图解说明目标2800的一个可能布局，且在本发明的其它实施例中，目标2800可包含额外结构。举例来说，如在下文中参考图29A到29E及34到39所描述，适合目标可包含图28A到28E中所展示的结构的多个例子，且那些多个例子可以各种方式进行布置。
优选地，目标2800包含周期性结构的第一堆叠2822、周期性结构的第二堆叠2824、周期性结构的第三堆叠2826及周期性结构的第四堆叠2828。第一堆叠2822、第二堆叠2824、第三堆叠2826及第四堆叠2828中的每一者包含一或多个周期性结构，每一周期性结构具有间距。优选地，第一堆叠2822、第二堆叠2824、第三堆叠2826及第四堆叠2828均不彼此重叠。
应了解，虽然在图28A到28E中，将第一堆叠2822、第二堆叠2824、第三堆叠2826及第四堆叠2828的周期性结构中的每一者展示为由多个线及空间形成，但在本发明的其它实施例中，第一堆叠2822、第二堆叠2824、第三堆叠2826及第四堆叠2828的周期性结构可由任何适合周期性特征形成。应进一步了解，形成包含于第一堆叠2822、第二堆叠2824、第三堆叠2826及第四堆叠2828中的周期性结构的周期性特征可由子结构形成。第一堆叠2822、第二堆叠2824、第三堆叠2826及第四堆叠2828的周期性结构中的每一者的间距是优选地介于10nm到3000nm之间，且更优选地介于200nm到800nm之间。
第一x-z平面2831与第一堆叠2822相交。多个第一轴2832位于第一x-z平面2831内且平行于x轴。第二x-z平面2833与第二堆叠2824相交。多个第二轴2834位于第二x-z平面2833内且平行于x轴。第三x-z平面2835与第三堆叠2826相交。多个第三轴2836位于第三x-z平面2835内且平行于x轴。第四x-z平面2837与第四堆叠2828相交。多个第四轴2638位于第四x-z平面2837内且平行于x轴。
如特定来说在图28B中所见，在本发明的优选实施例中，第一堆叠2822包含第一堆叠第一周期性结构(S1P1)2842，所述S1P1与第一层2802一起形成且沿着第一堆叠轴2832中的一者具有被指定为У的S1P1间距。优选地，第一堆叠2822进一步包含第一堆叠第二周期性结构(S1P2)2844，所述S1P2与第二层2804一起形成且沿着第一堆叠轴2832中的另一者具有被指定为Ц的S1P2间距。
应了解，S1P1 2842与S1P2 2844至少部分地彼此覆叠，且因此在将第一堆叠2822成像后即刻可见第一堆叠莫尔图案2850。如此项技术中已知，第一堆叠莫尔图案2850由间距Ч1表征，间距Ч1是间距У及Ц的函数，如方程式70中所展示：
优选地，第一堆叠2822不包含与第三层2806或第四层2808一起形成的影响莫尔图案2850的周期性结构。然而，第一堆叠2822可包含与第三层2806或第四层2808一起形成的不影响莫尔图案2850的周期性结构，例如沿着平行于y轴的轴是周期性的周期性结构或具有不影响莫尔图案2850的间距大小的周期性结构。
如特定来说在图28C中所见，在本发明的优选实施例中，第二堆叠2824包含第二堆叠第一周期性结构(S2P1)2852，所述S2P1与第二层2804一起形成且沿着第二堆叠轴2834中的一者具有被指定为a1Ц的S2P1间距。优选地，S2P1间距a1Ц通过被指定为a1的第二堆叠乘法因子而与S1P2间距Ц相关。第二堆叠乘法因子a1可为任何正数。优选地，第二堆叠2824进一步包含第二堆叠第二周期性结构(S2P2)2854，所述S2P2与第三层2806一起形成且沿着第二堆叠轴2834中的另一者具有被指定为a1У的S2P2间距。优选地，S2P2间距a1У通过第二堆叠乘法因子a1而与S1P1间距У相关。应了解，使S2P2间距a1У与S1P2间距У相关的第二堆叠乘法因子a1具有与使S2P1间距a1Ц与S1P2间距Ц相关的第二堆叠乘法因子a1相同的值。在本发明的实施例中，a1的值是1且因此S2P1间距a1Ц与S1P2间距Ц相同并且S2P2间距a1У与S1P1间距У相同。
应了解，S2P1 2852与S2P2 2854至少部分地彼此覆叠，且因此在将第二堆叠2824成像后即刻可见第二堆叠莫尔图案2860。如此项技术中已知，第二堆叠莫尔图案2860由间距Ч2表征，间距Ч2是第二堆叠乘法因子a1、间距У及间距Ц的函数，如方程式71中所展示：
优选地，第二堆叠2824不包含与第一层2802或第四层2808一起形成的影响莫尔图案2860的周期性结构。然而，第二堆叠2824可包含与第一层2802或第四层2808一起形成的不影响莫尔图案2860的周期性结构，例如沿着平行于y轴的轴是周期性的周期性结构或具有不影响莫尔图案2860的间距大小的周期性结构。
如特定来说在图28D中所见，在本发明的优选实施例中，第三堆叠2826包含第三堆叠第一周期性结构(S3P1)2862，所述S3P1与第一层2802一起形成且沿着第三堆叠轴2836中的一者具有被指定为b1У的S3P1间距。优选地，S3P1间距b1У通过被指定为b1的第三堆叠乘法因子而与S1P1间距У相关。第三堆叠乘法因子b1可为任何正数。优选地，第三堆叠2826进一步包含第三堆叠第二周期性结构(S3P2)2864，所述S3P2与第三层2806一起形成且沿着第三堆叠轴2836中的另一者具有被指定为b1Ц的S3P2间距。优选地，S3P2间距b1Ц通过第三堆叠乘法因子b1而与S1P2间距Ц相关。应了解，使S3P2间距b1Ц与S1P2间距Ц相关的第三堆叠乘法因子b1具有与使S3P1间距b1У与S1P1间距У相关的第三堆叠乘法因子b1相同的值。在本发明的实施例中，b1的值是1且因此S3P1间距b1У与S1P1间距У相同并且S3P2间距b1Ц与S1P2间距Ц相同。
应了解，S3P1 2862与S3P2 2864至少部分地彼此覆叠，且因此在将第三堆叠2826成像后即刻可见第三堆叠莫尔图案2870。如此项技术中已知，第三堆叠莫尔图案2870由间距Ч3、第三堆叠乘法因子b1、间距У及间距Ц表征，如方程式72中所展示：
优选地，第三堆叠2826不包含与第二层2804或第四层2808一起形成的影响莫尔图案2870的周期性结构。然而，第三堆叠2826可包含与第二层2804或第四层2808一起形成的不影响莫尔图案2870的周期性结构，例如沿着平行于y轴的轴是周期性的周期性结构或具有不影响莫尔图案2870的间距大小的周期性结构。
如特定来说在图28E中所见，在本发明的优选实施例中，第四堆叠2828包含第四堆叠第一周期性结构(S4P1)2872，所述S4P1与第三层2806一起形成且沿着第四堆叠轴2838中的一者具有被指定为c1Ц的S4P1间距。优选地，S4P1间距c1Ц通过被指定为c1的第四堆叠乘法因子而与S1P2间距Ц相关。第四堆叠乘法因子c1可为任何正数。优选地，第四堆叠2828进一步包含第四堆叠第二周期性结构(S4P2)2874，所述S4P2与第四层2808一起形成且沿着第四堆叠轴2838中的另一者具有被指定为c1У的S4P2间距。优选地，S4P2间距c1У通过第四堆叠乘法因子c1而与S1P1间距У相关。应了解，使S4P2间距c1У与S1P1间距У相关的第四堆叠乘法因子c1具有与使S4P1间距c1Ц与S1P2间距Ц相关的第四堆叠乘法因子c1相同的值。在本发明的实施例中，c1的值是1且因此S4P1间距c1Ц与S1P2间距Ц相同并且S4P2间距c1У与S1P1间距У相同。
应了解，S4P1 2872与S4P2 2874至少部分地彼此覆叠，且因此在将第四堆叠2828成像后即刻可见第四堆叠莫尔图案2880。如此项技术中已知，第四堆叠莫尔图案2880由间距Ч4表征，间距Ч4是第四堆叠乘法因子c1、间距У及间距Ц的函数，如方程式73中所展示：
优选地，第四堆叠2828不包含与第一层2802或第二层2804一起形成的影响莫尔图案2880的周期性结构。然而，第四堆叠2828可包含与第一层2802或第二层2804一起形成的不影响莫尔图案2880的周期性结构，例如沿着平行于y轴的轴是周期性的周期性结构或具有不影响莫尔图案2880的间距大小的周期性结构。
优选地使用具有可调整偏振、波长及数值孔径设定的成像偏移计量工具来测量层2802、2804、2806及2808中的任何两者之间的偏移。适合成像偏移计量工具的实例是可从美国加利福尼亚州苗必达的KLA公司商业购得的ArcherTM 700。间距У、Ц、a1У、a1Ц、b1У、b1Ц、c1У及c1Ц不需要可由用于产生目标2800的图像的偏移计量工具光学分辨。然而，优选地，间距Ч1、Ч2、Ч3及Ч4中的每一者可由用于产生目标2800的图像的偏移计量工具光学分辨。
现在参考图29A到29E，其是本发明的多层莫尔目标2900的另一实施例的经简化图解说明。图29A到29E包含在由x轴、y轴及z轴指示的三个不同维度中的图解说明，所述三个维度在下文中分别称为x-y平面、x-z平面及y-z平面。应注意，图29A一般图解说明x-y平面，而图29B、29C、29D及29E图解说明平行于x-z平面的平面。
应注意，目标2900是上文参考图28A到28E描述的目标2800的替代布局的一个实例，且下文参考图34到39描述额外布局。目标2900优选地形成于半导体装置晶片上，所述半导体装置晶片上优选地形成至少第一层2902、第二层2904、第三层2906及第四层2908。应了解，第一层2902、第二层2904、第三层2906及第四层2908中的每一者界定平行于x-y平面的大体上平面表面。第一层2902、第二层2904、第三层2906及第四层2908可为邻近层但无需如此。优选地，第一层2902、第二层2904、第三层2906与第四层2908之间的任何材料至少部分地对电磁辐射透明。在图29A到29E中所图解说明的实施例中，第一层2902位于第二层2904、第三层2906及第四层2908下方，第二层2904位于第三层2906及第四层2908下方，且第四层2908位于第一层2902、第二层2904及第三层2906上方。然而，应了解，层2902、2904、2906及2908可相对于彼此沿着z轴以任何适合次序进行布置。
另外，在本发明的实施例中，被展示为与第一层2902及第四层2908一起形成的结构可全部与层2902一起形成。在此实施例中，目标2900的任何部分均不与层2908一起形成。此实施例对于校准尤其有用，如在下文中参考图30A到30D所描述。另外，在本发明的另一实施例中，被展示为与第二层2904及第四层2908一起形成的结构可全部与层2904一起形成。在此实施例中，目标2900的任何部分均不与层2908一起形成。此实施例对于校准尤其有用，如在下文中参考图30A到30D所描述。
如特定来说在图29A中所见，目标2900包含四个目标象限2912、2914、2916及2918。在图29A中所展示的实施例中，在目标象限2912、2914、2916及2918中的每一者的x-y平面中的旋转定向优选地与在其它目标象限2912、2914、2916及2918中的每一者的x-y平面中的旋转定向相差90°的整数倍。另外，目标2900优选地由在x方向或y方向或者此两者上的旋转对称性表征。在本发明的优选实施例中，目标2900经设计使得当处于对齐状态中时，目标2900的整体由x方向上的单个对称点及y方向上的单个对称点表征。然而，即使在此实施例中，当处于偏移状态中时，目标2900的各种元件将由独特对称点表征。
目标象限2912、2914、2916及2918中的每一者包含周期性结构的第一堆叠2922、周期性结构的第二堆叠2924、周期性结构的第三堆叠2926及周期性结构的第四堆叠2928。第一堆叠2922、第二堆叠2924、第三堆叠2926及第四堆叠2928中的每一者包含一或多个周期性结构，每一周期性结构具有间距。优选地，第一堆叠2922、第二堆叠2924、第三堆叠2926及第四堆叠2928均不彼此重叠。在图29A到29E中，将第一堆叠2922图解说明为位于比第二堆叠2924、第三堆叠2926及第四堆叠2928更接近于目标2900的中心处，将第二堆叠2924图解说明为位于比第三堆叠2926及第四堆叠2928更接近于目标2900的中心处，将第三堆叠2926图解说明为位于比第一堆叠2922及第二堆叠2924更接近于目标2900的边缘处，且将第四堆叠2928图解说明为位于比第三堆叠2926更接近于目标2900的边缘处。然而，第一堆叠2922、第二堆叠2924、第三堆叠2926及第四堆叠2928可相对于彼此以相对于x-y平面的任何适合布置来进行布置。
应了解，虽然在图29A到29E中，将第一堆叠2922、第二堆叠2924、第三堆叠2926及第四堆叠2928的周期性结构中的每一者展示为由多个线及空间形成，但在本发明的其它实施例中，第一堆叠2922、第二堆叠2924、第三堆叠2926及第四堆叠2928的周期性结构可由任何适合周期性特征形成。应进一步了解，形成包含于第一堆叠2922、第二堆叠2924、第三堆叠2926及第四堆叠2928中的周期性结构的周期性特征可由子结构形成。第一堆叠2922、第二堆叠2924、第三堆叠2926及第四堆叠2928的周期性结构中的每一者的间距是优选地介于10nm到3000nm之间，且更优选地介于200nm到800nm之间。
如图29A中所见，在象限2912、2914、2916及2918中的每一者中，界定与第一堆叠2922相交并包含位于其中的多个第一轴2932的第一平面2931、与第二堆叠2924相交并包含位于其中的多个第二轴2934的第二平面2933、与第三堆叠2926相交并包含位于其中的多个第三轴2936的第三平面2935，及与第四堆叠2928相交并包含位于其中的多个第四轴2938的第四平面2937。取决于象限2912、2914、2916及2918中的每一者内的第一堆叠2922、第二堆叠2924、第三堆叠2926及第四堆叠2928的定向，第一平面2931、第二平面2933、第三平面2935及第四平面2937中的每一者是x-z平面或y-z平面，且第一轴2932、第二轴2934、第三轴2936及第四轴2938平行于相应x轴或y轴。应了解，在象限2912、2914、2916及2918中的每一者中，第一平面2931、第二平面2933、第三平面2935及第四平面2937全部彼此平行。
如特定来说在图29B中所见，在本发明的优选实施例中，第一堆叠2922包含第一堆叠第一周期性结构(S1P1)2942，所述S1P1与第一层2902一起形成且沿着第一堆叠轴2932中的一者具有被指定为Ш的S1P1间距。优选地，第一堆叠2922进一步包含第一堆叠第二周期性结构(S1P2)2944，所述S1P2与第二层2904一起形成且沿着第一堆叠轴2932中的另一者具有被指定为Щ的S1P2间距。
应了解，S1P1 2942与S1P2 2944至少部分地彼此覆叠，且因此在将第一堆叠2950成像后即刻可见第一堆叠莫尔图案2922。如此项技术中已知，第一堆叠莫尔图案2950由间距Ъ1表征，间距Ъ1是间距Ш及间距Щ的函数，如方程式74中所展示：
优选地，第一堆叠2922不包含与第三层2906或第四层2908一起形成的影响莫尔图案2950的周期性结构。然而，第一堆叠2922可包含与第三层2906或第四层2908一起形成的不影响莫尔图案2950的周期性结构，例如沿着垂直于第一堆叠轴2932的轴在平行于x-y平面的平面中是周期性的周期性结构或具有不影响莫尔图案2950的间距大小的周期性结构。
如特定来说在图29C中所见，在本发明的优选实施例中，第二堆叠2924包含第二堆叠第一周期性结构(S2P1)2952，所述S2P1与第二层2904一起形成且沿着第二堆叠轴2934中的一者具有被指定为d1Щ的S2P1间距。优选地，S2P1间距d1Щ通过被指定为d1的第二堆叠乘法因子而与S1P2间距Щ相关。第二堆叠乘法因子d1可为任何正数。优选地，第二堆叠2924进一步包含第二堆叠第二周期性结构(S2P2)2954，所述S2P2与第三层2906一起形成且沿着第二堆叠轴2934中的另一者具有被指定为d1Ш的S2P2间距。优选地，S2P2间距d1Ш通过第二堆叠乘法因子d1而与S1P1间距Ш相关。应了解，使S2P2间距d1Ш与S1P2间距Ш相关的第二堆叠乘法因子d1具有与使S2P1间距d1Щ与S1P2间距Щ相关的第二堆叠乘法因子d1相同的值。在本发明的实施例中，d1的值是1且因此S2P1间距d1Щ与S1P2间距Щ相同并且S2P2间距d1Ш与S1P1间距Ш相同。
应了解，S2P1 2952与S2P2 2954至少部分地彼此覆叠，且因此在将第二堆叠2924成像后即刻可见第二堆叠莫尔图案2960。如此项技术中已知，第二堆叠莫尔图案2960由间距Ъ2表征，间距Ъ2是第二堆叠乘法因子d1、间距Ш及间距Щ的函数，如方程式75中所展示：
优选地，第二堆叠2924不包含与第一层2902或第四层2908一起形成的影响莫尔图案2960的周期性结构。然而，第二堆叠2924可包含与第一层2902或第四层2908一起形成的不影响莫尔图案2960的周期性结构，例如沿着垂直于第二堆叠轴2934的轴在平行于x-y平面的平面中是周期性的周期性结构或具有不影响莫尔图案2960的间距大小的周期性结构。
如特定来说在图29D中所见，在本发明的优选实施例中，第三堆叠2926包含第三堆叠第一周期性结构(S3P1)2962，所述S3P1与第一层2902一起形成且沿着第三堆叠轴2936中的一者具有被指定为e1Ш的S3P1间距。优选地，S3P1间距e1Ш通过被指定为e1的第三堆叠乘法因子而与S1P1间距Ш相关。第三堆叠乘法因子e1可为任何正数。优选地，第三堆叠2926进一步包含第三堆叠第二周期性结构(S3P2)2964，所述S3P2与第三层2906一起形成且沿着第三堆叠轴2936中的另一者具有被指定为e1Щ的S3P2间距。优选地，S3P2间距e1Щ通过第三堆叠乘法因子e1而与S1P2间距Щ相关。应了解，使S3P2间距e1Щ与S1P2间距Щ相关的第三堆叠乘法因子e1具有与使S3P1间距e1Ш与S1P1间距Ш相关的第三堆叠乘法因子e1相同的值。在本发明的实施例中，e1的值是1且因此S3P1间距e1Ш与S1P1间距Ш相同并且S3P2间距e1Щ与S1P2间距Щ相同。
应了解，S3P1 2962与S3P2 2964至少部分地彼此覆叠，且因此在将第三堆叠2926成像后即刻可见第三堆叠莫尔图案2970。如此项技术中已知，第三堆叠莫尔图案2970由间距Ъ3、第三堆叠乘法因子e1、间距Ш及间距Щ表征，如方程式76中所展示：
优选地，第三堆叠2926不包含与第二层2904或第四层2908一起形成的影响莫尔图案2970的周期性结构。然而，第三堆叠2926可包含与第二层2904或第四层2908一起形成的不影响莫尔图案2970的周期性结构，例如沿着垂直于第三堆叠轴2936的轴在平行于x-y平面的平面中是周期性的周期性结构或具有不影响莫尔图案2970的间距大小的周期性结构。
如特定来说在图29E中所见，在本发明的优选实施例中，第四堆叠2928包含第四堆叠第一周期性结构(S4P1)2972，所述S4P1与第三层2906一起形成且沿着第四堆叠轴2938中的一者具有被指定为f1Щ的S4P1间距。优选地，S4P1间距f1Щ通过被指定为f1的第四堆叠乘法因子而与S1P2间距Щ相关。第四堆叠乘法因子f1可为任何正数。优选地，第四堆叠2928进一步包含第四堆叠第二周期性结构(S4P2)2974，所述S4P2与第四层2908一起形成且沿着第四堆叠轴2938中的另一者具有被指定为f1Ш的S4P2间距。优选地，S4P2间距f1Ш通过第四堆叠乘法因子f1而与S1P1间距Ш相关。应了解，使S4P2间距f1Ш与S1P1间距Ш相关的第四堆叠乘法因子f1具有与使S4P1间距f1Щ与S1P2间距Щ相关的第四堆叠乘法因子f1相同的值。在本发明的实施例中，f1的值是1且因此S4P1间距f1Щ与S1P2间距Щ相同并且S4P2间距f1Ш与S1P1间距Ш相同。
应了解，S4P1 2972与S4P2 2974至少部分地彼此覆叠，且因此在将第四堆叠2928成像后即刻可见第四堆叠莫尔图案2980。如此项技术中已知，第四堆叠莫尔图案2980由间距Ъ4表征，间距Ъ4是第四堆叠乘法因子f1、间距Ш及间距Щ的函数，如方程式77中所展示：
优选地，第四堆叠2928不包含与第一层2902或第二层2904一起形成的影响莫尔图案2980的周期性结构。然而，第四堆叠2928可包含与第一层2902或第二层2904一起形成的不影响莫尔图案2980的周期性结构，例如沿着垂直于第四堆叠轴2938的轴在平行于x-y平面的平面中是周期性的周期性结构或具有不影响莫尔图案2980的间距大小的周期性结构。
优选地使用具有可调整偏振、波长及数值孔径设定的成像偏移计量工具来测量层2902、2904、2906及2908中的任何两者之间的偏移。适合成像偏移计量工具的实例是可从美国加利福尼亚州苗必达的KLA公司商业购得的ArcherTM 700。间距Ш、Щ、d1Ш、d1Щ、e1Ш、e1Щ、f1Ш及f1Щ不需要可由用于产生目标2900的图像的偏移计量工具光学分辨。然而，优选地，间距Ъ1、Ъ2、Ъ3及Ъ4中的每一者可由用于产生目标2900的图像的偏移计量工具光学分辨。
现在参考图30A及30B，其一起是经简化流程图，所述经简化流程图图解说明使用多层莫尔目标3000(例如目标2800(图28A到28E)或目标2900(图29A到29E))在平行于x方向或y方向的方向上计算形成有目标3000的多层半导体装置晶片的第一层3002、第二层3004、第三层3006与第四层3008(例如层2802、2804、2806及2808(图28A到28E)或2902、2904、2906及2908(图29A到29E))之间的偏移的优选方法。进一步参考图30C及30D，其分别是图30A及30B的方法的部分的第一实施例及第二实施例的经简化图示图解说明。
尽管应了解，当利用目标2900(图29A到29E)时，参考图30A到30D所描述的方法可仅被执行一次以在x方向或y方向上计算偏移，但通常图30A到30D中所描述的方法将被执行两次，以在x方向及y方向中的每一者上计算偏移。也应了解，当利用目标2800(图28A到28E)时，可仅在第一堆叠轴2832、第二堆叠轴2834、第三堆叠轴2836及第四堆叠轴2838与之平行的一个方向上计算偏移。
如在第一步骤3009处所见，选择测量偏移的方向。当在图30A及30B的方法中使用目标2800时，将测量偏移的方向自动选择为第一堆叠轴2832、第二堆叠轴2834、第三堆叠轴2836及第四堆叠轴2838与之平行的方向。当在图30A及30B的方法中使用目标2900时，利用象限2914及2918的结构来在平行于x轴的方向上测量偏移，且利用象限2912及2916的结构来在平行于y轴的方向上测量偏移。
优选地，在下一步骤3010处，使用具有可调整偏振、波长及数值孔径设定的成像偏移计量工具来产生目标3000的图像。适合成像偏移计量工具的实例是可从美国加利福尼亚州苗必达的KLA公司商业购得的ArcherTM 700。应注意，间距У、Ц、a1У、a1Ц、b1У、b1Ц、c1У、c1Ц、Ш、Щ、d1Ш、d1Щ、e1Ш、e1Щ、f1Ш及f1Щ不需要可由用于产生目标3000的图像的偏移计量工具光学分辨。然而，优选地，间距Ч1、Ч2、Ч3、Ч4、Ъ1、Ъ2、Ъ3及Ъ4中的每一者可由用于产生目标3000的图像的偏移计量工具光学分辨。
在下一步骤3011中且如图30C及30D中所见，针对在步骤3009中所选择的象限中的相应第一堆叠3022、第二堆叠3024、第三堆叠3026及第四堆叠3028(例如第一堆叠2822、第二堆叠2824及第三堆叠2826及2828(图28A到28E)或第一堆叠2922、第二堆叠2924、第三堆叠2926及第四堆叠2928(图29A到29E))中的每一者而选择第一所关注区域3012、第二所关注区域3014、第三所关注区域3016及第四所关注区域3018。应了解，如图30C及30D的所图解说明实施例中所见，尽管第一所关注区域3012、第二所关注区域3014、第三所关注区域3016及第四所关注区域3018优选地完全位于相应第一堆叠3022、第二堆叠3024、第三堆叠3026及第四堆叠3028中的每一者内(如针对完全位于相应第一堆叠3022及第四堆叠3028内的第一所关注区域3012及第四所关注区域3018所图解说明)，但第一所关注区域3012、第二所关注区域3014、第三所关注区域3016及第四所关注区域3018可延伸超出相应第一堆叠3022、第二堆叠3024、第三堆叠3026及第四堆叠3028，如延伸超出相应第二堆叠3024及第三堆叠3026的所关注区域3014及3016所图解说明。应进一步了解，图30C及30D中所展示的所关注区域3012、3014、3016及3018是代表性所关注区域，且可在步骤3011处选择其它适合所关注区域。
在下一步骤3031中且如图30C及30D中所见，计算在步骤3011中所选择的第一所关注区域3012的所有例子之间的对称点3032的位置。在下一步骤3033中且如图30C及30D中所见，计算在步骤3011中所选择的第二所关注区域3014的所有例子之间的对称点3034的位置。在下一步骤3035中且如图30C及30D中所见，计算在步骤3011中所选择的第三所关注区域3016的所有例子之间的对称点3036的位置。在下一步骤3037中且如图30C及30D中所见，计算在步骤3011中所选择的第四所关注区域3018的所有例子之间的对称点3038的位置。
在下一步骤3039处，计算在步骤3009处所识别的一或若干第一所关注区域3032的对称点3012的位置与在步骤3031处所识别的一或若干第二所关注区域3034的对称点3014的位置之间的在步骤3033处所选择的方向上的距离。在步骤3039处所找到的距离除以增益Э1，所述增益针对目标2800是间距У及间距Ц的函数，如方程式78a中所展示：
且针对目标2900是间距Ш及间距Щ的函数，如方程式78b中所展示：
并且将结果报告为在于步骤3009处所选择的方向上第一层3002与第二层3004之间的偏移。应了解，除在步骤3039处所计算的距离之外，所述方法进一步计算调整方向，例如向右、向左、向上或向下。所述调整方向随间距У及间距Ц或间距Ш及间距Щ的相对值以及将调整层3002及3004中的哪一者而变。
在下一步骤3041处，计算在步骤3031处所识别的一或若干第一所关注区域3012的对称点3032的位置与在步骤3035处所识别的一或若干第三所关注区域3016的对称点3036的位置之间的在步骤3009处所选择的方向上的距离。在步骤3041处所找到的距离除以增益Э2，所述增益针对目标2800是间距У及间距Ц的函数，如方程式79a中所展示：
且针对目标2900是间距Ш及间距Щ的函数，如方程式79b中所展示：
并且将结果报告为在于步骤3009处所选择的方向上第一层3002与第三层3006之间的偏移。应了解，除在步骤3041处所计算的距离之外，所述方法进一步计算调整方向，例如向右、向左、向上或向下。所述调整方向随间距У及间距Ц或间距Ш及间距Щ的相对值以及将调整层3002及3006中的哪一者而变。
在下一步骤3043处，计算在步骤3035处所识别的一或若干第三所关注区域3016的对称点3036的位置与在步骤3037处所识别的一或若干第四所关注区域3018的对称点3038的位置之间的在步骤3009处所选择的方向上的距离。在步骤3043处所找到的距离除以增益Э3，所述增益针对目标2800是间距У及间距Ц的函数，如方程式80a中所展示：
且针对目标2900是间距Ш及间距Щ的函数，如方程式80b中所展示：
并且将结果报告为在于步骤3009处所选择的方向上第一层3002与第四层3008之间的偏移。应了解，除在步骤3043处所计算的距离之外，所述方法进一步计算调整方向，例如向右、向左、向上或向下。所述调整方向随间距У及间距Ц或间距Ш及间距Щ的相对值以及将调整层3002及3008中的哪一者而变。
在下一步骤3045处，计算在步骤3039处所报告的偏移值与在步骤3041处所报告的偏移值之间的差。将在步骤3045处所计算的差报告为在于步骤3009处所选择的方向上第二层3004与第三层3006之间的偏移。应了解，除在步骤3045处所计算的距离之外，所述方法进一步计算调整方向，例如向右、向左、向上或向下。所述调整方向随间距У及间距Ц或间距Ш及间距Щ的相对值以及将调整层3004及3006中的哪一者而变。
在下一步骤3047处，计算在步骤3039处所报告的偏移值与在步骤3043处所报告的偏移值之间的差。将在步骤3047处所计算的差报告为在于步骤3009处所选择的方向上第二层3004与第四层3008之间的偏移。应了解，除在步骤3047处所计算的距离之外，所述方法进一步计算调整方向，例如向右、向左、向上或向下。所述调整方向随间距У及间距Ц或间距Ш及间距Щ的相对值以及将调整层3004及3008中的哪一者而变。
在下一步骤3049处，计算在步骤3041处所报告的偏移值与在步骤3043处所报告的偏移值之间的差。另一选择是，在下一步骤3049处，计算在步骤3045处所报告的偏移值与在步骤3047处所报告的偏移值之间的差。将在步骤3049处所计算的差报告为在于步骤3009处所选择的方向上第三层3006与第四层3008之间的偏移。应了解，除在步骤3049处所计算的距离之外，所述方法进一步计算调整方向，例如向右、向左、向上或向下。所述调整方向随间距У及间距Ц或间距Ш及间距Щ的相对值以及将调整层3006及3008中的哪一者而变。
优选地，在上文中所描述的实施例中，其中被展示为与第一层3002及第四层3008一起形成的结构可全部与层3002一起形成，在上文中参考图30A到30D所描述的方法继续计算并报告在步骤3039处所报告的偏移值与在步骤3047处所报告的偏移值之间的差。在步骤3039及3047处所报告的偏移值之间的差在对用于图30A到30D的方法中的偏移计量工具进行校准时是有用的。
类似地，在上文中所描述的实施例中，其中被展示为与第一层3002及第四层3008一起形成的结构可全部与层3002一起形成，在上文中参考图30A到30D所描述的方法继续计算并报告在步骤3041处所报告的偏移值与在步骤3049处所报告的偏移值之间的差。在步骤3041及3049处所报告的偏移值之间的差在对用于图30A到30D的方法中的偏移计量工具进行校准时是有用的。
优选地，在上文中所描述的实施例中，其中被展示为与第二层3004及第四层3008一起形成的结构可全部与层3004一起形成，在上文中参考图30A到30D所描述的方法继续计算并报告在步骤3039处所报告的偏移值与在步骤3043处所报告的偏移值之间的差。在步骤3039及3043处所报告的偏移值之间的差在对用于图30A到30D的方法中的偏移计量工具进行校准时是有用的。
类似地，在上文中所描述的实施例中，其中被展示为与第二层3004及第四层3008一起形成的结构可全部与层3004一起形成，在上文中参考图30A到30D所描述的方法继续计算并报告在步骤3045处所报告的偏移值与在步骤3049处所报告的偏移值之间的差。在步骤3045及3049处所报告的偏移值之间的差在对用于图30A到30D的方法中的偏移计量工具进行校准时是有用的。
现在参考图31A到31E，其是本发明的多层莫尔目标3100的另一实施例的经简化图解说明。图31A到31E包含在由x轴、y轴及z轴指示的三个不同维度中的图解说明，所述三个维度在下文中分别称为x-y平面、x-z平面及y-z平面。应注意，图31A一般图解说明x-y平面，而图31B、31C、31D及31E图解说明平行于x-z平面的平面。
目标3100优选地形成于半导体装置晶片上，在所述半导体装置晶片上优选地形成至少第一层3102、第二层3104、第三层3106及第四层3108。应了解，第一层3102、第二层3104、第三层3106及第四层3108中的每一者界定平行于x-y平面的大体上平面表面。第一层3102、第二层3104、第三层3106及第四层3108可为邻近层但无需如此。优选地，第一层3102、第二层3104、第三层3106与第四层3108之间的任何材料至少部分地对电磁辐射透明。在图31A到31E中所图解说明的实施例中，第一层3102位于第二层3104、第三层3106及第四层3108下方，第二层3104位于第三层3106及第四层3108下方，且第四层3108位于第一层3102、第二层3104及第三层3106上方。然而，应了解，层3102、3104、3106及3108可相对于彼此沿着z轴以任何适合次序进行布置。
另外，在本发明的实施例中，被展示为与第一层3102及第三层3106一起形成的结构可全部与层3102一起形成。在此实施例中，目标3100的任何部分均不与层3106一起形成。此实施例对于校准尤其有用，如在下文中参考图33A到33D所描述。另外，在本发明的另一实施例中，被展示为与第一层3102及第四层3108一起形成的结构可全部与层3102一起形成。在此实施例中，目标3100的任何部分均不与层3108一起形成。此实施例对于校准尤其有用，如在下文中参考图33A到33D所描述。另外，在本发明的另一实施例中，被展示为与第二层3104及第三层3106一起形成的结构可全部与层3104一起形成。在此实施例中，目标3100的任何部分均不与层3106一起形成。此实施例对于校准尤其有用，如在下文中参考图33A到33D所描述。另外，在本发明的另一实施例中，被展示为与第二层3104及第四层3108一起形成的结构可全部与层3104一起形成。在此实施例中，目标3100的任何部分均不与层3108一起形成。此实施例对于校准尤其有用，如在下文中参考图33A到33D所描述。另外，在本发明的另一实施例中，被展示为与第三层3106及第四层3108一起形成的结构可全部与层3106一起形成。在此实施例中，目标3100的任何部分均不与层3108一起形成。此实施例对于校准尤其有用，如在下文中参考图33A到33D所描述。
应了解，图31A到31E图解说明目标3100的一个可能布局，且在本发明的其它实施例中，目标3100可包含额外结构。举例来说，如在下文中参考图32A到32E及34到39所描述，适合目标可包含图31A到31E中所展示的结构的多个例子，且那些多个例子可以各种方式进行布置。
优选地，目标3100包含周期性结构的第一堆叠3122、周期性结构的第二堆叠3124、周期性结构的第三堆叠3126及周期性结构的第四堆叠3128。第一堆叠3122、第二堆叠3124、第三堆叠3126及第四堆叠3128中的每一者包含一或多个周期性结构，每一周期性结构具有间距。优选地，第一堆叠3122、第二堆叠3124、第三堆叠3126及第四堆叠3128均不彼此重叠。
应了解，虽然在图31A到31E中，将第一堆叠3122、第二堆叠3124、第三堆叠3126及第四堆叠3128的周期性结构中的每一者展示为由多个线及空间形成，但在本发明的其它实施例中，第一堆叠3122、第二堆叠3124、第三堆叠3126及第四堆叠3128的周期性结构可由任何适合周期性特征形成。应进一步了解，形成包含于第一堆叠3122、第二堆叠3124、第三堆叠3126及第四堆叠3128中的周期性结构的周期性特征可由子结构形成。第一堆叠3122、第二堆叠3124、第三堆叠3126及第四堆叠3128的周期性结构中的每一者的间距是优选地介于10nm到3000nm之间，且更优选地介于200nm到800nm之间。
第一x-z平面3131与第一堆叠3122相交。多个第一轴3132位于第一x-z平面3131内且平行于x轴。第二x-z平面3133与第二堆叠3124相交。多个第二轴3134位于第二x-z平面3133内且平行于x轴。第三x-z平面3135与第三堆叠3126相交。多个第三轴3136位于第三x-z平面3135内且平行于x轴。第四x-z平面3137与第四堆叠3128相交。多个第四轴3138位于第四x-z平面3137内且平行于x轴。
如特定来说在图31B中所见，在本发明的优选实施例中，第一堆叠3122包含第一堆叠第一周期性结构(S1P1)3142，所述S1P1与第一层3102一起形成且沿着第一堆叠轴3132中的一者具有被指定为Ю的S1P1间距。优选地，第一堆叠3122进一步包含第一堆叠第二周期性结构(S1P2)3144，所述S1P2与第二层3104一起形成且沿着第一堆叠轴3132中的另一者具有被指定Я的S1P2间距。
应了解，S1P1 3142与S1P2 3144至少部分地彼此覆叠，且因此在将第一堆叠3122成像后即刻可见第一堆叠莫尔图案3150。如此项技术中已知，第一堆叠莫尔图案3150由间距б1表征，间距б1是间距Ю及Я的函数，如方程式81中所展示：
优选地，第一堆叠3122不包含与第三层3106或第四层3108一起形成的影响莫尔图案3150的周期性结构。然而，第一堆叠3122可包含与第三层3106或第四层3108一起形成的不影响莫尔图案3150的周期性结构，例如沿着平行于y轴的轴是周期性的周期性结构或具有不影响莫尔图案3150的间距大小的周期性结构。
如特定来说在图31C中所见，在本发明的优选实施例中，第二堆叠3124包含第二堆叠第一周期性结构(S2P1)3152，所述S2P1与第二层3104一起形成且沿着第二堆叠轴3134中的一者具有被指定为ф的S2P1间距。优选地，第二堆叠3124不包含与第一层3102、第三层3106或第四层3108中的任一者一起形成的周期性结构，在将第二堆叠3124成像后，所述周期性结构即刻与S2P1 3152一起产生莫尔图案。然而，第二堆叠3124可包含与第一层3102、第三层3106或第四层3108一起形成的周期性结构，在将第二堆叠3124成像后，所述周期性结构不产生莫尔图案，所述周期性结构例如沿着平行于y轴的轴是周期性的周期性结构或具有在将第二堆叠3124成像后不产生莫尔图案的间距大小的周期性结构。
如特定来说在图31D中所见，在本发明的优选实施例中，第三堆叠3126包含第三堆叠第一周期性结构(S3P1)3162，所述S3P1与第三层3106一起形成且沿着第三堆叠轴3136中的一者具有被指定为ы的S3P1间距。优选地，第三堆叠3126不包含与第一层3102、第二层3104或第四层3108中的任一者一起形成的周期性结构，在将第三堆叠3126成像后，所述周期性结构即刻与S3P1 3162一起产生莫尔图案。然而，第三堆叠3126可包含与第一层3102、第二层3104或第四层3108一起形成的周期性结构，在将第三堆叠3126成像后，所述周期性结构不产生莫尔图案，所述周期性结构例如沿着平行于y轴的轴是周期性的周期性结构或具有在将第三堆叠3126成像后不产生莫尔图案的间距大小的周期性结构。
如特定来说在图31E中所见，在本发明的优选实施例中，第四堆叠3128包含第四堆叠第一周期性结构(S4P1)3172，所述S4P1与第三层3106一起形成且沿着第四堆叠轴3138中的一者具有被指定为è的S4P1间距。优选地，第四堆叠3128不包含与第一层3102、第二层3104或第三层3106中的任一者一起形成的周期性结构，在将第四堆叠3128成像后，所述周期性结构即刻与S4P1 3172一起产生莫尔图案。然而，第四堆叠3128可包含与第一层3102、第二层3104或第三层3106一起形成的周期性结构，在将第四堆叠3128成像后，所述周期性结构不产生莫尔图案，所述周期性结构例如沿着平行于y轴的轴是周期性的周期性结构或具有在将第四堆叠3128成像后不产生莫尔图案的间距大小的周期性结构。
优选地使用具有可调整偏振、波长及数值孔径设定的成像偏移计量工具来测量层3102、3104、3106及3108中的任何两者之间的偏移。适合成像偏移计量工具的实例是可从美国加利福尼亚州苗必达的KLA公司商业购得的ArcherTM 700。间距Ю及Я不需要可由用于产生目标3100的图像的偏移计量工具光学分辨。然而，优选地，间距б1、ф、ы及è中的每一者可由用于产生目标3100的图像的偏移计量工具光学分辨。
现在参考图32A到32E，其是本发明的多层莫尔目标3200的另一实施例的经简化图解说明。图32A到32E包含在由x轴、y轴及z轴指示的三个不同维度中的图解说明，所述三个维度在下文中分别称为x-y平面、x-z平面及y-z平面。应注意，图32A一般图解说明x-y平面，而图32B、32C、32D及32E图解说明平行于x-z平面的平面。
应注意，目标3200是上文参考图31A到31E描述的目标3100的替代布局的一个实例，且下文参考图34到39描述额外布局。目标3200优选地形成于半导体装置晶片上，所述半导体装置晶片上优选地形成至少第一层3202、第二层3204、第三层3206及第四层3208。应了解，第一层3202、第二层3204、第三层3206及第四层3208中的每一者界定平行于x-y平面的大体上平面表面。第一层3202、第二层3204、第三层3206及第四层3208可为邻近层但无需如此。优选地，第一层3202、第二层3204、第三层3206与第四层3208之间的任何材料至少部分地对电磁辐射透明。在图32A到32E中所图解说明的实施例中，第一层3202位于第二层3204、第三层3206及第四层3208下方，第二层3204位于第三层3206及第四层3208下方，且第四层3208位于第一层3202、第二层3204及第三层3206上方。然而，应了解，层3202、3204、3206及3208可相对于彼此沿着z轴以任何适合次序进行布置。
另外，在本发明的实施例中，被展示为与第一层3202及第三层3206一起形成的结构可全部与层3202一起形成。在此实施例中，目标3200的任何部分均不与层3206一起形成。此实施例对于校准尤其有用，如在下文中参考图33A到33D所描述。另外，在本发明的另一实施例中，被展示为与第一层3202及第四层3208一起形成的结构可全部与层3202一起形成。在此实施例中，目标3200的任何部分均不与层3208一起形成。此实施例对于校准尤其有用，如在下文中参考图33A到33D所描述。另外，在本发明的另一实施例中，被展示为与第二层3204及第三层3206一起形成的结构可全部与层3204一起形成。在此实施例中，目标3200的任何部分均不与层3206一起形成。此实施例对于校准尤其有用，如在下文中参考图33A到33D所描述。另外，在本发明的另一实施例中，被展示为与第二层3204及第四层3208一起形成的结构可全部与层3204一起形成。在此实施例中，目标3200的任何部分均不与层3208一起形成。此实施例对于校准尤其有用，如在下文中参考图33A到33D所描述。另外，在本发明的另一实施例中，被展示为与第三层3206及第四层3208一起形成的结构可全部与层3206一起形成。在此实施例中，目标3200的任何部分均不与层3208一起形成。此实施例对于校准尤其有用，如在下文中参考图33A到33D所描述。
如特定来说在图32A中所见，目标3200包含四个目标象限3212、3214、3216及3218。在图32A中所展示的实施例中，在目标象限3212、3214、3216及3218中的每一者的x-y平面中的旋转定向优选地与在其它目标象限3212、3214、3216及3218中的每一者的x-y平面中的旋转定向相差90°的整数倍。另外，目标3200优选地由在x方向或y方向或者此两者上的旋转对称性表征。在本发明的优选实施例中，目标3200经设计使得当处于对齐状态中时，目标3200的整体由x方向上的单个对称点及y方向上的单个对称点表征。然而，即使在此实施例中，当处于偏移状态中时，目标3200的各种元件将由独特对称点表征。
目标象限3212、3214、3216及3218中的每一者包含周期性结构的第一堆叠3222、周期性结构的第二堆叠3224、周期性结构的第三堆叠3226及周期性结构的第四堆叠3228。第一堆叠3222、第二堆叠3224、第三堆叠3226及第四堆叠3228中的每一者包含一或多个周期性结构，每一周期性结构具有间距。优选地，第一堆叠3222、第二堆叠3224、第三堆叠3226及第四堆叠3228均不彼此重叠。在图32A到32E中，将第一堆叠3222图解说明为位于比第二堆叠3224、第三堆叠3226及第四堆叠3228更接近于目标3200的中心处，将第二堆叠3224图解说明为位于比第三堆叠3226及第四堆叠3228更接近于目标3200的中心处，将第三堆叠3226图解说明为位于比第一堆叠3222及第二堆叠3224更接近于目标3200的边缘处，且将第四堆叠3228图解说明为位于比第三堆叠3226更接近于目标3200的边缘处。然而，第一堆叠3222、第二堆叠3224、第三堆叠3226及第四堆叠3228可相对于彼此以相对于x-y平面的任何适合布置来进行布置。
应了解，虽然在图32A到32E中，将第一堆叠3222、第二堆叠3224、第三堆叠3226及第四堆叠3228的周期性结构中的每一者展示为由多个线及空间形成，但在本发明的其它实施例中，第一堆叠3222、第二堆叠3224、第三堆叠3226及第四堆叠3228的周期性结构可由任何适合周期性特征形成。应进一步了解，形成包含于第一堆叠3222、第二堆叠3224、第三堆叠3226及第四堆叠3228中的周期性结构的周期性特征可由子结构形成。第一堆叠3222、第二堆叠3224、第三堆叠3226及第四堆叠3228的周期性结构中的每一者的间距是优选地介于10nm到3000nm之间，且更优选地介于200nm到800nm之间。
如图32A中所见，在象限3212、3214、3216及3218中的每一者中，界定与第一堆叠3222相交并包含位于其中的多个第一轴3232的第一平面3231、与第二堆叠3224相交并包含位于其中的多个第二轴3234的第二平面3233、与第三堆叠3226相交并包含位于其中的多个第三轴3236的第三平面3235，及与第四堆叠3228相交并包含位于其中的多个第四轴3238的第四平面3237。取决于象限3212、3214、3216及3218中的每一者内的第一堆叠3222、第二堆叠3224、第三堆叠3226及第四堆叠3228的定向，第一平面3231、第二平面3233、第三平面3235及第四平面3237中的每一者是x-z平面或y-z平面，且第一轴3232、第二轴3234、第三轴3236及第四轴3238平行于相应x轴或y轴。应了解，在象限3212、3214、3216及3218中的每一者中，第一平面3231、第二平面3233、第三平面3235及第四平面3237全部彼此平行。
如特定来说在图32B中所见，在本发明的优选实施例中，第一堆叠3222包含第一堆叠第一周期性结构(S1P1)3242，所述S1P1与第一层3202一起形成且沿着第一堆叠轴3232中的一者具有被指定为ё的S1P1间距。优选地，第一堆叠3222进一步包含第一堆叠第二周期性结构(S1P2)3244，所述S1P2与第二层3204一起形成且沿着第一堆叠轴3232中的另一者具有被指定为
的S1P2间距。
应了解，S1P1 3242与S1P2 3244至少部分地彼此覆叠，且因此在将第一堆叠3222成像后即刻可见第一堆叠莫尔图案3250。如此项技术中已知，第一堆叠莫尔图案3250由间距
表征，间距
是间距ё及
的函数，如方程式82中所展示：
优选地，第一堆叠3222不包含与第三层3206或第四层3208一起形成的影响莫尔图案3250的周期性结构。然而，第一堆叠3222可包含与第三层3206或第四层3208一起形成的不影响莫尔图案3250的周期性结构，例如沿着垂直于第一堆叠轴3232的轴在平行于x-y平面的平面中是周期性的周期性结构或具有不影响莫尔图案3250的间距大小的周期性结构。
如特定来说在图32C中所见，在本发明的优选实施例中，第二堆叠3224包含第二堆叠第一周期性结构(S2P1)3252，所述S2P1与第二层3204一起形成且沿着第二堆叠轴3234中的一者具有被指定为
的S2P1间距。优选地，第二堆叠3224不包含与第一层3202、第三层3206或第四层3208中的任一者一起形成的周期性结构，在将第二堆叠3224成像后，所述周期性结构即刻与S2P1 3252一起产生莫尔图案。然而，第二堆叠3224可包含与第一层3202、第三层3206或第四层3208一起形成的周期性结构，在将第二堆叠3224成像后，所述周期性结构不产生莫尔图案，所述周期性结构例如沿着垂直于第二堆叠轴3234的轴在平行于x-y平面的平面中是周期性的周期性结构或具有在将第二堆叠3224成像后不产生莫尔图案的间距大小的周期性结构。
如特定来说在图32D中所见，在本发明的优选实施例中，第三堆叠3226包含第三堆叠第一周期性结构(S3P1)3262，所述S3P1与第三层3206一起形成且沿着第三堆叠轴3236中的一者具有被指定为
的S3P1间距。优选地，第三堆叠3226不包含与第一层3202、第二层3204或第四层3208中的任一者一起形成的周期性结构，在将第三堆叠3226成像后，所述周期性结构即刻与S3P1 3262一起产生莫尔图案。然而，第三堆叠3226可包含与第一层3202、第二层3204或第四层3208一起形成的周期性结构，在将第三堆叠3226成像后，所述周期性结构不产生莫尔图案，所述周期性结构例如沿着垂直于第三堆叠轴3236的轴在平行于x-y平面的平面中是周期性的周期性结构或具有在将第三堆叠3226成像后不产生莫尔图案的间距大小的周期性结构。
如特定来说在图32E中所见，在本发明的优选实施例中，第四堆叠3228包含第四堆叠第一周期性结构(S4P1)3272，所述S4P1与第三层3206一起形成且沿着第四堆叠轴3238中的一者具有被指定为
的S4P1间距。优选地，第四堆叠3228不包含与第一层3202、第二层3204或第四层3208中的任一者一起形成的周期性结构，在将第四堆叠3228成像后，所述周期性结构即刻与S4P1 3272一起产生莫尔图案。然而，第四堆叠3228可包含与第一层3202、第二层3204或第四层3208一起形成的周期性结构，在将第四堆叠3228成像后，所述周期性结构不产生莫尔图案，所述周期性结构例如沿着垂直于第四堆叠轴3238的轴在平行于x-y平面的平面中是周期性的周期性结构或具有在将第四堆叠3228成像后不产生莫尔图案的间距大小的周期性结构。
优选地使用具有可调整偏振、波长及数值孔径设定的成像偏移计量工具来测量层3202、3204、3206及3208中的任何两者之间的偏移。适合成像偏移计量工具的实例是可从美国加利福尼亚州苗必达的KLA公司商业购得的ArcherTM 700。间距ё及
不需要可由用于产生目标3200的图像的偏移计量工具光学分辨。然而，优选地，间距
及
中的每一者可由用于产生目标3200的图像的偏移计量工具光学分辨。
现在参考图33A及33B，其一起是经简化流程图，所述经简化流程图图解说明使用多层莫尔目标3300(例如目标3100(图31A到31E)或目标3200(图32A到32E))在平行于x方向或y方向的方向上计算形成有目标3300的多层半导体装置晶片的第一层3302、第二层3304、第三层3306与第四层3308(例如层3102、3104、3106及3108(图31A到31E)或3202、3204、3206及3208(图32A到32E))之间的偏移的优选方法。进一步参考图33C及33D，其分别是图33A及33B的方法的部分的第一实施例及第二实施例的经简化图示图解说明。
尽管应了解，当利用目标3200(图32A到32E)时，参考图33A到33D所描述的方法可仅被执行一次以在x方向或y方向上计算偏移，但通常图33A到33D中所描述的方法将被执行两次，以在x方向及y方向中的每一者上计算偏移。也应了解，当利用目标3100(图31A到31E)时，可仅在第一堆叠轴3132、第二堆叠轴3134、第三堆叠轴3136及第四堆叠轴3138与之平行的一个方向上计算偏移。
如在第一步骤3309处所见，选择测量偏移的方向。当在图33A及33B的方法中使用目标3100时，将测量偏移的方向自动选择为第一堆叠轴3132、第二堆叠轴3134、第三堆叠轴3136及第四堆叠轴3138与之平行的方向。当在图33A及33B的方法中使用目标3200时，利用象限3214及3218的结构来在平行于x轴的方向上测量偏移，且利用象限3212及3216的结构来在平行于y轴的方向上测量偏移。
优选地，在下一步骤3310处，使用具有可调整偏振、波长及数值孔径设定的成像偏移计量工具来产生目标3300的图像。适合成像偏移计量工具的实例是可从美国加利福尼亚州苗必达的KLA公司商业购得的ArcherTM 700。应注意，间距Ю、Я、ё及
不需要可由用于产生目标3300的图像的偏移计量工具光学分辨。然而，优选地，间距б1、ф、ы、è、
及
中的每一者可由用于产生目标3300的图像的偏移计量工具光学分辨。
在下一步骤3311中且如图33C及33D中所见，针对在步骤3309中所选择的象限中的相应第一堆叠3322、第二堆叠3324、第三堆叠3326及第四堆叠3328(例如第一堆叠3122、第二堆叠3124及第三堆叠3126及3128(图31A到31E)或第一堆叠3222、第二堆叠3224、第三堆叠3226及第四堆叠3228(图32A到32E))中的每一者而选择第一所关注区域3312、第二所关注区域3314、第三所关注区域3316及第四所关注区域3318。应了解，如图33C及33D的所图解说明实施例中所见，尽管第一所关注区域3312、第二所关注区域3314、第三所关注区域3316及第四所关注区域3318优选地完全位于相应第一堆叠3322、第二堆叠3324、第三堆叠3326及第四堆叠3328中的每一者内(如针对完全位于相应第一堆叠3322及第四堆叠3328内的第一所关注区域3312及第四所关注区域3318所图解说明)，但第一所关注区域3312、第二所关注区域3314、第三所关注区域3316及第四所关注区域3318可延伸超出相应第一堆叠3322、第二堆叠3324、第三堆叠3326及第四堆叠3328，如延伸超出相应第二堆叠3324及第三堆叠3326的所关注区域3314及3316所图解说明。应进一步了解，图33C及33D中所展示的所关注区域3312、3314、3316及3318是代表性所关注区域，且可在步骤3311处选择其它适合所关注区域。
在下一步骤3331中且如图33C及33D中所见，计算在步骤3311中所选择的第一所关注区域3312的所有例子之间的对称点3332的位置。在下一步骤3333中且如图33C及33D中所见，计算在步骤3311中所选择的第二所关注区域3314的所有例子之间的对称点3334的位置。在下一步骤3335中且如图33C及33D中所见，计算在步骤3311中所选择的第三所关注区域3316的所有例子之间的对称点3336的位置。在下一步骤3337中且如图33C及33D中所见，计算在步骤3311中所选择的第四所关注区域3318的所有例子之间的对称点3338的位置。
在下一步骤3339处，计算在步骤3331处所识别的一或若干第一所关注区域3312的对称点3332的位置与在步骤3333处所识别的一或若干第二所关注区域3314的对称点3334的位置之间的在步骤3309处所选择的方向上的距离。在步骤3339处所找到的距离除以增益
所述增益针对目标3100是间距Ю及间距Я的函数，如方程式83a中所展示：
且针对目标3200是间距ё及间距
的函数，如方程式83b中所展示：
并且将结果报告为在于步骤3309处所选择的方向上第一层3302与第二层3304之间的偏移。应了解，除在步骤3339处所计算的距离之外，所述方法进一步计算调整方向，例如向右、向左、向上或向下。所述调整方向随间距Ю及间距Я或间距ё及间距
的相对值以及将调整层3302及3304中的哪一者而变。
在下一步骤3341处，计算在步骤3333处所识别的一或若干第二所关注区域3314的对称点3334的位置与在步骤3335处所识别的一或若干第三所关注区域3316的对称点3336的位置之间的在步骤3309处所选择的方向上的距离。将在步骤3341处所找到的距离报告为在于步骤3309处所选择的方向上第二层3304与第三层3306之间的偏移。应了解，除在步骤3341处所计算的距离之外，所述方法进一步计算调整方向，例如向右、向左、向上或向下。所述调整方向随间距Ю及间距Я或间距ё及间距
的相对值以及将调整层3304及3306中的哪一者而变。
在下一步骤3343处，计算在步骤3333处所识别的一或若干第二所关注区域3314的对称点3334的位置与在步骤3337处所识别的一或若干第四所关注区域3318的对称点3338的位置之间的在步骤3309处所选择的方向上的距离。将在步骤3343处所找到的距离报告为在于步骤3309处所选择的方向上第二层3304与第四层3308之间的偏移。应了解，除在步骤3343处所计算的距离之外，所述方法进一步计算调整方向，例如向右、向左、向上或向下。所述调整方向随间距Ю及间距Я或间距ё及间距
的相对值以及将调整层3304及3308中的哪一者而变。
在下一步骤3345处，计算在步骤3335处所识别的一或若干第三所关注区域3316的对称点3336的位置与在步骤3337处所识别的一或若干第四所关注区域3318的对称点3338的位置之间的在步骤3309处所选择的方向上的距离。将在步骤3345处所找到的距离报告为在于步骤3309处所选择的方向上第三层3306与第四层3308之间的偏移。应了解，除在步骤3345处所计算的距离之外，所述方法进一步计算调整方向，例如向右、向左、向上或向下。所述调整方向随间距Ю及间距Я或间距ё及间距
的相对值以及将调整层3306及3308中的哪一者而变。
在下一步骤3347处，计算在步骤3339处所报告的偏移值与在步骤3341处所报告的偏移值之间的差。将在步骤3347处所计算的差报告为在于步骤3309处所选择的方向上第一层3302与第三层3306之间的偏移。应了解，除在步骤3347处所计算的距离之外，所述方法进一步计算调整方向，例如向右、向左、向上或向下。所述调整方向随间距Ю及间距Я或间距ё及间距
的相对值以及将调整层3302及3306中的哪一者而变。
在下一步骤3349处，计算在步骤3339处所报告的偏移值与在步骤3343处所报告的偏移值之间的差。另一选择是，在下一步骤3349处，计算在步骤3347处所报告的偏移值与在步骤3345处所报告的偏移值之间的差。将在步骤3349处所计算的差报告为在于步骤3309处所选择的方向上第一层3302与第四层3308之间的偏移。应了解，除在步骤3349处所计算的距离之外，所述方法进一步计算调整方向，例如向右、向左、向上或向下。所述调整方向随间距Ю及间距Я或间距ё及间距
的相对值以及将调整层3302及3308中的哪一者而变。
优选地，在上文中所描述的实施例中，其中被展示为与第一层3302及第三层3306一起形成的结构可全部与层3302一起形成，在上文中参考图33A到33D所描述的方法继续计算并报告在步骤3339处所报告的偏移值与在步骤3341处所报告的偏移值之间的差。在步骤3339及3341处所报告的偏移值之间的差在对用于图33A到33D的方法中的偏移计量工具进行校准时是有用的。
类似地，在上文中所描述的实施例中，其中被展示为与第一层3302及第三层3306一起形成的结构可全部与层3302一起形成，在上文中参考图33A到33D所描述的方法继续计算并报告在步骤3349处所报告的偏移值与在步骤3345处所报告的偏移值之间的差。在步骤3349及3345处所报告的偏移值之间的差在对用于图33A到33D的方法中的偏移计量工具进行校准时是有用的。
优选地，在上文中所描述的实施例中，其中被展示为与第一层3302及第四层3308一起形成的结构可全部与层3302一起形成，在上文中参考图33A到33D所描述的方法继续计算并报告在步骤3339处所报告的偏移值与在步骤3343处所报告的偏移值之间的差。在步骤3339及3343处所报告的偏移值之间的差在对用于图33A到33D的方法中的偏移计量工具进行校准时是有用的。
类似地，在上文中所描述的实施例中，其中被展示为与第一层3302及第四层3308一起形成的结构可全部与层3302一起形成，在上文中参考图33A到33D所描述的方法继续计算并报告在步骤3347处所报告的偏移值与在步骤3345处所报告的偏移值之间的差。在步骤3347及3345处所报告的偏移值之间的差在对用于图33A到33D的方法中的偏移计量工具进行校准时是有用的。
优选地，在上文中所描述的实施例中，其中被展示为与第二层3304及第三层3306一起形成的结构可全部与层3304一起形成，在上文中参考图33A到33D所描述的方法继续计算并报告在步骤3339处所报告的偏移值与在步骤3347处所报告的偏移值之间的差。在步骤3339及3347处所报告的偏移值之间的差在对用于图33A到33D的方法中的偏移计量工具进行校准时是有用的。
类似地，在上文中所描述的实施例中，其中被展示为与第二层3304及第三层3306一起形成的结构可全部与层3304一起形成，在上文中参考图33A到33D所描述的方法继续计算并报告在步骤3343处所报告的偏移值与在步骤3345处所报告的偏移值之间的差。在步骤3343及3345处所报告的偏移值之间的差在对用于图33A到33D的方法中的偏移计量工具进行校准时是有用的。
优选地，在上文中所描述的实施例中，其中被展示为与第二层3304及第四层3308一起形成的结构可全部与层3304一起形成，在上文中参考图33A到33D所描述的方法继续计算并报告在步骤3339处所报告的偏移值与在步骤3349处所报告的偏移值之间的差。在步骤3339及3349处所报告的偏移值之间的差在对用于图33A到33D的方法中的偏移计量工具进行校准时是有用的。
类似地，在上文中所描述的实施例中，其中被展示为与第二层3304及第四层3308一起形成的结构可全部与层3304一起形成，在上文中参考图33A到33D所描述的方法继续计算并报告在步骤3341处所报告的偏移值与在步骤3345处所报告的偏移值之间的差。在步骤3341及3345处所报告的偏移值之间的差在对用于图33A到33D的方法中的偏移计量工具进行校准时是有用的。
优选地，在上文中所描述的实施例中，其中被展示为与第三层3306及第四层3308一起形成的结构可全部与层3306一起形成，在上文中参考图33A到33D所描述的方法继续计算并报告在步骤3347处所报告的偏移值与在步骤3349处所报告的偏移值之间的差。在步骤3347及3349处所报告的偏移值之间的差在对用于图33A到33D的方法中的偏移计量工具进行校准时是有用的。
类似地，在上文中所描述的实施例中，其中被展示为与第三层3306及第四层3308一起形成的结构可全部与层3306一起形成，在上文中参考图33A到33D所描述的方法继续计算并报告在步骤3341处所报告的偏移值与在步骤3343处所报告的偏移值之间的差。在步骤3341及3343处所报告的偏移值之间的差在对用于图33A到33D的方法中的偏移计量工具进行校准时是有用的。
现在参考图34，其是展示多层莫尔目标3400的替代布局的经简化图解说明，所述多层莫尔目标例如是目标100(图1)、200(图2A到2D)、400(图4)、500(图5A到5D)、700(图7)、800(图8A到8D)、1000(图10)、1100(图11A到11D)、1300(图13)、1400(图14A到14D)、1600(图16)、1700(图17A到17D)、1900(图19A到19D)、2000(图20A到20D)、2200(图22A到22E)、2300(图23A到23E)、2500(图25A到25E)、2600(图26A到26E)、2800(图28A到28E)、2900(图29A到29E)、3100(图31A到31E)或3200(图32A到32E)。
如图34中所见，目标3400包含中心轴3410，沿着所述中心轴优选地布置周期性结构的第一堆叠3422(例如第一堆叠122、222、422、522、722、822、1022、1122、1322、1422、1622、1722、1922、2022、2222、2322、2522、2622、2822、2922、3122或3222)，所述第一堆叠的结构沿着中心轴3410是周期性的。优选地，在中心轴3410的任一侧上对称地布置周期性结构的一对第二堆叠3424(例如第二堆叠124、224、424、524、724、824、1024、1124、1324、1424、1624、1724、1924、2024、2224、2324、2524、2624、2824、2924、3124或3224)，及周期性结构的一对第三堆叠3426(例如第三堆叠126、226、426、526、726、826、1026、1126、1326、1426、1626、1726、1926、2026、2226、2326、2526、2626、2826、2926、3126或3226)。在本发明的一些实施例中，目标3400进一步包含对称地布置于中心轴3510的任一侧上的周期性结构的一对第四堆叠3428，例如第四堆叠2228、2328、2528、2628、2828、2928、3128或3228。
优选地，第一堆叠3422、第二堆叠3424、第三堆叠3426及第四堆叠3428均不彼此重叠。在图34中，将第一堆叠3422图解说明为位于比第二堆叠3424、第三堆叠3426及第四堆叠3428更接近于目标3400的中心处，将第二堆叠3424图解说明为位于比第三堆叠3426及第四堆叠3428更接近于目标3400的中心处，将第三堆叠3426图解说明为位于比第一堆叠3422及第二堆叠3424更接近于目标3400的边缘处，且将第四堆叠3428图解说明为位于比第三堆叠3426更接近于目标3400的边缘处。然而，第一堆叠3422、第二堆叠3424、第三堆叠3426及第四堆叠3428可相对于彼此沿着y轴以任何适合布置来进行布置。
现在参考图35，其是展示多层莫尔目标3500的替代布局的经简化图解说明，所述多层莫尔目标例如是目标100(图1)、200(图2A到2D)、400(图4)、500(图5A到5D)、700(图7)、800(图8A到8D)、1000(图10)、1100(图11A到11D)、1300(图13)、1400(图14A到14D)、1600(图16)、1700(图17A到17D)、1900(图19A到19D)、2000(图20A到20D)、2200(图22A到22E)、2300(图23A到23E)、2500(图25A到25E)、2600(图26A到26E)、2800(图28A到28E)、2900(图29A到29E)、3100(图31A到31E)或3200(图32A到32E)。
如图35中所见，目标3500包含中心轴3510，优选地在所述中心轴的任一侧上对称地布置周期性结构的一对第一堆叠3522(例如第一堆叠122、222、422、522、722、822、1022、1122、1322、1422、1622、1722、1922、2022、2222、2322、2522、2622、2822、2922、3122或3222)，所述对第一堆叠的结构沿着中心轴3510是周期性的。优选地，在中心轴3510的任一侧上也对称地布置周期性结构的一对第二堆叠3524(例如第二堆叠124、224、424、524、724、824、1024、1124、1324、1424、1624、1724、1924、2024、2224、2324、2524、2624、2824、2924、3124或3224)，及周期性结构的一对第三堆叠3526(例如第三堆叠126、226、426、526、726、826、1026、1126、1326、1426、1626、1726、1926、2026、2226、2326、2526、2626、2826、2926、3126或3226)。在本发明的一些实施例中，目标3500进一步包含对称地布置于中心轴3510的任一侧上的周期性结构的一对第四堆叠3528，例如第四堆叠2228、2328、2528、2628、2826、2928、3128或3228。
优选地，第一堆叠3522、第二堆叠3524、第三堆叠3526及第四堆叠3528均不彼此重叠。在图35中，将第一堆叠3522图解说明为位于比第二堆叠3524、第三堆叠3526及第四堆叠3528更接近于目标3500的中心处，将第二堆叠3524图解说明为位于比第三堆叠3526及第四堆叠3528更接近于目标3500的中心处，将第三堆叠3526图解说明为位于比第一堆叠3522及第二堆叠3524更接近于目标3500的边缘处，且将第四堆叠3528图解说明为位于比第三堆叠3526更接近于目标3500的边缘处。然而，第一堆叠3522、第二堆叠3524、第三堆叠3526及第四堆叠3528可相对于彼此沿着y轴以任何适合布置来进行布置。
现在参考图36，其是展示多层莫尔目标3600的替代布局的经简化图解说明，所述多层莫尔目标例如是目标100(图1)、200(图2A到2D)、400(图4)、500(图5A到5D)、700(图7)、800(图8A到8D)、1000(图10)、1100(图11A到11D)、1300(图13)、1400(图14A到14D)、1600(图16)、1700(图17A到17D)、1900(图19A到19D)、2000(图20A到20D)、2200(图22A到22E)、2300(图23A到23E)、2500(图25A到25E)、2600(图26A到26E)、2800(图28A到28E)、2900(图29A到29E)、3100(图31A到31E)或3200(图32A到32E)。
如图36中所见，目标3600包含四个目标象限3612、3614、3616及3618。在图36中所展示的实施例中，在目标象限3612、3614、3616及3618中的每一者的x-y平面中的旋转定向优选地与在其它目标象限3612、3614、3616及3618中的每一者的x-y平面中的旋转定向相差90°的整数倍。另外，目标3600优选地由在x方向或y方向或者此两者上的旋转对称性表征。在本发明的优选实施例中，目标3600经设计使得当处于对齐状态中时，目标3600的整体由x方向上的单个对称点及y方向上的单个对称点表征。然而，即使在此实施例中，当处于偏移状态中时，目标3600的各种元件将由独特对称点表征。
目标象限3612、3614、3616及3618中的每一者包含：周期性结构的第一堆叠3622，例如第一堆叠122、222、422、522、722、822、1022、1122、1322、1422、1622、1722、1922、2022、2222、2322、2522、2622、2822、2922、3122或3222；周期性结构的第二堆叠3624，例如第二堆叠124、224、424、524、724、824、1024、1124、1324、1424、1624、1724、1924、2024、2224、2324、2524、2624、2824、2924、3124或3224；以及周期性结构的第三堆叠3626，例如第三堆叠126、226、426、526、726、826、1026、1126、1326、1426、1626、1726、1926、2026、2226、2326、2526、2626、2826、2926、3126或3226。在本发明的一些实施例中，目标象限3612、3614、3616及3618中的每一者进一步包含周期性结构的第四堆叠3628，例如第四堆叠2228、2328、2528、2628、2826、2928、3128或3228。
优选地，第一堆叠3622、第二堆叠3624、第三堆叠3626及第四堆叠3628均不彼此重叠。在图36中，将第一堆叠3622图解说明为位于比第二堆叠3600、第三堆叠3624及第四堆叠3626更接近于目标3628的中心处，将第二堆叠3624图解说明为位于比第三堆叠3600及第四堆叠3626更接近于目标3628的中心处，将第三堆叠3626图解说明为位于比第一堆叠3600及第二堆叠3622更接近于目标3624的边缘处，且将第四堆叠3628图解说明为位于比第三堆叠3600更接近于目标3626的边缘处。然而，第一堆叠3622、第二堆叠3624、第三堆叠3626及第四堆叠3628可相对于彼此以相对于x-y平面的任何适合布置来进行布置。
现在参考图37，其是展示多层莫尔目标3700的替代布局的经简化图解说明，所述多层莫尔目标例如是目标2200(图22A到22E)、2300(图23A到23E)、2500(图25A到25E)、2600(图26A到26E)、2800(图28A到28E)、2900(图29A到29E)、3100(图31A到31E)或3200(图32A到32E)。
如图37中所见，目标3700包含四个目标象限3712、3714、3716及3718。在图37中所展示的实施例中，在目标象限3712、3714、3716及3718中的每一者的x-y平面中的旋转定向优选地与在其它目标象限3712、3714、3716及3718中的每一者的x-y平面中的旋转定向相差90°的整数倍。另外，目标3700优选地由在x方向或y方向或者此两者上的旋转对称性表征。在本发明的优选实施例中，目标3700经设计使得当处于对齐状态中时，目标3700的整体由x方向上的单个对称点及y方向上的单个对称点表征。然而，即使在此实施例中，当处于偏移状态中时，目标3700的各种元件将由独特对称点表征。
目标象限3712、3714、3716及3718中的每一者包含：周期性结构的第一堆叠3722，例如第一堆叠2222、2322、2522、2622、2822、2922、3122或3222；周期性结构的第二堆叠3724，例如第二堆叠2224、2324、2524、2624、2824、2924、3124或3224；以及周期性结构的第三堆叠3726，例如第三堆叠2226、2326、2526、2626、2826、2926、3126或3226。
优选地，目标3700进一步包含周期性结构的多个第四堆叠3728，例如第四堆叠2228、2328、2528、2628、2826、2928、3128或3228。在本发明的优选实施例中，第四堆叠3728中的每一者平行于目标象限3712、3714、3716及3718中的一者的第一堆叠3722、第二堆叠3724及第三堆叠3726。另外，第四堆叠3728优选地比第一堆叠3722、第二堆叠3724及第三堆叠3726中的每一者更远地延伸。
优选地，第一堆叠3722、第二堆叠3724、第三堆叠3726及第四堆叠3728均不彼此重叠。在图37中，将第一堆叠3722图解说明为位于比第二堆叠3700、第三堆叠3724及第四堆叠3726更接近于目标3728的中心处，将第二堆叠3724图解说明为位于比第三堆叠3700及第四堆叠3726更接近于目标3728的中心处，将第三堆叠3726图解说明为位于比第一堆叠3700及第二堆叠3722更接近于目标3724的边缘处，且将第四堆叠3728图解说明为位于比第三堆叠3700更接近于目标3726的边缘处。然而，第一堆叠3722、第二堆叠3724、第三堆叠3726及第四堆叠3728可相对于彼此以相对于x-y平面的任何适合布置来进行布置。
现在参考图38，其是展示多层莫尔目标3800的替代布局的经简化图解说明，所述多层莫尔目标例如是目标2200(图22A到22E)、2300(图23A到23E)、2500(图25A到25E)、2600(图26A到26E)、2800(图28A到28E)、2900(图29A到29E)、3100(图31A到31E)或3200(图32A到32E)。
如图38中所见，目标3800包含四个目标象限3812、3814、3816及3818。在图38中所展示的实施例中，在目标象限3812、3814、3816及3818中的每一者的x-y平面中的旋转定向优选地与在其它目标象限3812、3814、3816及3818中的每一者的x-y平面中的旋转定向相差90°的整数倍。另外，目标3800优选地由在x方向或y方向或者此两者上的旋转对称性表征。在本发明的优选实施例中，目标3800经设计使得当处于对齐状态中时，目标3800的整体由x方向上的单个对称点及y方向上的单个对称点表征。然而，即使在此实施例中，当处于偏移状态中时，目标3800的各种元件将由独特对称点表征。
目标象限3812、3814、3816及3818中的每一者包含：周期性结构的第一堆叠3822，例如第一堆叠2222、2322、2522、2622、2822、2922、3122或3222；周期性结构的第二堆叠3824，例如第二堆叠2224、2324、2524、2624、2824、2924、3124或3224；周期性结构的第三堆叠3826，例如第三堆叠2226、2326、2526、2626、2826、2926、3126或3226；以及周期性结构的第四堆叠3828，例如第四堆叠2228、2328、2528、2628、2826，2928、3128或3228。
优选地，第一堆叠3822、第二堆叠3824、第三堆叠3826及第四堆叠3828均不彼此重叠。在图38中，将第一堆叠3822及第二堆叠3824图解说明为位于比第三堆叠3826及第四堆叠3828更接近于目标3800的中心处，且将第二堆叠3824及第四堆叠3828图解说明为位于比第一堆叠3822及第三堆叠3826更接近于目标3800的边缘处。然而，第一堆叠3822、第二堆叠3824、第三堆叠3826及第四堆叠3828可相对于彼此以相对于x-y平面的任何适合布置来进行布置。
现在参考图39，其是展示多层莫尔目标3900的替代布局的经简化图解说明，所述多层莫尔目标例如是目标100(图1)、200(图2A到2D)、400(图4)、500(图5A到5D)、700(图7)、800(图8A到8D)、1000(图10)、1100(图11A到11D)、1300(图13)、1400(图14A到14D)、1600(图16)、1700(图17A到17D)、1900(图19A到19D)、2000(图20A到20D)、2200(图22A到22E)、2300(图23A到23E)、2500(图25A到25E)、2600(图26A到26E)、2800(图28A到28E)、2900(图29A到29E)、3100(图31A到31E)或3200(图32A到32E)。
如图39中所见，目标3900包含两个目标部分3914及3918。在图39中所展示的实施例中，在目标部分3914的x-y平面中的旋转定向优选地与在目标部分3918中的每一者的x-y平面中的旋转定向相差180°。另外，目标3900优选地由在x方向上的旋转对称性表征。在本发明的优选实施例中，目标3900经设计使得当处于对齐状态中时，目标3900的整体由x方向上的单个对称点表征。然而，即使在此实施例中，当处于偏移状态中时，目标3900的各种元件将由独特对称点表征。
目标部分3914及3918中的每一者包含：周期性结构的第一堆叠3922，例如第一堆叠122、222、422、522、722、822、1022、1122、1322、1422、1622、1722、1922、2022、2222、2322、2522、2622、2822、2922、3122或3222；周期性结构的第二堆叠3924，例如第二堆叠124、224、424、524、724、824、1024、1124、1324、1424、1624、1724、1924、2024、2224、2324、2524、2624、2824、2924、3124或3224；以及周期性结构的第三堆叠3926，例如第三堆叠126、226、426、526、726、826、1026、1126、1326、1426、1626、1726、1926、2026、2226、2326、2526、2626、2826、2926、3126或3226。在本发明的一些实施例中，目标部分3914及3918中的每一者进一步包含周期性结构的第四堆叠3928，例如第四堆叠2228、2328、2528、2628、2826、2928、3128或3228。
优选地，第一堆叠3922、第二堆叠3924、第三堆叠3926及第四堆叠3928均不彼此重叠。在图39中，将第一堆叠3922图解说明为位于比第二堆叠3924、第三堆叠3926及第四堆叠3928更接近于目标3900的中心处，将第二堆叠3924图解说明为位于比第三堆叠3926及第四堆叠3928更接近于目标3900的中心处，将第三堆叠3926图解说明为位于比第一堆叠3922及第二堆叠3924更接近于目标3900的边缘处，且将第四堆叠3928图解说明为位于比第三堆叠3926更接近于目标3900的边缘处。然而，第一堆叠3922、第二堆叠3924、第三堆叠3926及第四堆叠3928可相对于彼此以相对于x-y平面的任何适合布置来进行布置。
在本发明的额外实施例中，目标3900可包含具有额外结构的额外目标部分，所述额外结构优选地使得能够沿着平行于y轴的方向测量偏移。此些额外结构可或可不与目标部分3914及3918中的结构相关。
所属领域的技术人员将了解，本发明不限于在上文中已特定地展示及描述的内容。本发明的范围包含在上文中所描述的各种特征的组合及子组合两者以及其修改，所有所述内容均不在现有技术中。
Claims (41)
1.一种用于计算至少第一层、第二层与第三层之间的偏移的多层莫尔目标，所述第一层、所述第二层及所述第三层形成于半导体装置晶片上，所述半导体装置晶片界定x-y平面，所述多层莫尔目标包括：
周期性结构堆叠的至少一个群组，所述至少一个群组中的每一者包括：
周期性结构的第一堆叠，其至少包括第一堆叠第一周期性结构(S1P1)，所述S1P1与所述第一层、所述第二层及所述第三层中的至少一者一起形成，所述S1P1沿着第一轴具有S1P1间距；
周期性结构的第二堆叠，其至少包括第二堆叠第一周期性结构(S2P1)，所述S2P1与所述第一层、所述第二层及所述第三层中的至少一者一起形成，所述S2P1沿着第二轴具有S2P1间距；及
周期性结构的第三堆叠，其至少包括第三堆叠第一周期性结构(S3P1)，所述S3P1与所述第一层、所述第二层及所述第三层中的至少一者一起形成，所述S3P1沿着第三轴具有S3P1间距，
当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述第一轴平行于x轴或y轴；
当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述第二轴及所述第三轴平行于所述第一轴，且
所述第一堆叠、所述第二堆叠及所述第三堆叠中的至少一者包括第二周期性结构，所述第二周期性结构沿着至少一个第四轴具有第二周期性结构间距，当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述至少一个第四轴平行于所述第一轴且与所述第一轴、所述第二轴及所述第三轴中的一者同轴。
2.根据权利要求1所述的多层莫尔目标，且其中：
所述第一层界定平行于所述x-y平面的第一大体上平面表面；
所述第二层界定平行于所述x-y平面的第二大体上平面表面；
所述第三层界定平行于所述x-y平面的第三大体上平面表面；
所述第一轴位于平行于x-z平面或y-z平面中的一者的第一平面中，x-z平面或y-z平面中的所述一者与所述x-y平面一起界定三维x-y-z坐标系统；
所述第二轴位于平行于所述第一平面的第二平面中；
所述第三轴位于平行于所述第一平面的第三平面中；且
所述至少一个第四轴位于所述第一平面、所述第二平面及所述第三平面中的相应一者中且平行于所述第一轴、所述第二轴或所述第三轴中的相应一者。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的多层莫尔目标，且其中：
周期性结构的所述第一堆叠包括与所述第一层一起形成的所述S1P1及与所述第二层一起形成的第一堆叠第二周期性结构(S1P2)，所述S1P2沿着所述至少一个第四轴中的第一者具有S1P2间距，当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述第一者与所述第一轴同轴；
周期性结构的所述第二堆叠包括与所述第二层一起形成的所述S2P1及与所述第三层一起形成的第二堆叠第二周期性结构(S2P2)，所述S2P2沿着所述至少一个第四轴中的第二者具有S2P2间距，当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述第二者与所述第二轴同轴；且
周期性结构的所述第三堆叠包括与所述第一层一起形成的所述S3P1及与所述第三层一起形成的第三堆叠第二周期性结构(S3P2)，当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述S3P2沿着所述至少一个第四轴中的第三者具有S3P2间距。
4.根据权利要求3所述的多层莫尔目标，且其中：
所述S2P1间距通过第二堆叠乘法因子而与所述S1P2间距相关；
所述S2P2间距通过所述第二堆叠乘法因子而与所述S1P1间距相关；
所述S3P1间距通过第三堆叠乘法因子而与所述S1P1间距相关；且
所述S3P2间距通过所述第三堆叠乘法因子而与所述S1P2间距相关。
5.根据权利要求4所述的多层莫尔目标，且其中
所述第二堆叠乘法因子等于1；且
所述第三堆叠乘法因子等于1。
6.根据权利要求1或权利要求2所述的多层莫尔目标，且其中：
周期性结构的所述第一堆叠包括与所述第一层一起形成的所述S1P1及与所述第二层一起形成的第一堆叠第二周期性结构(S1P2)，所述S1P2沿着所述至少一个第四轴中的第一者具有S1P2间距；
周期性结构的所述第二堆叠包括与所述第一层一起形成的所述S2P1及与所述第二层一起形成的第二堆叠第二周期性结构(S2P2)，所述S2P2沿着所述至少一个第四轴中的第二者具有S2P2间距；且
周期性结构的所述第三堆叠包括与所述第二层一起形成的所述S3P1及与所述第三层一起形成的第三堆叠第二周期性结构(S3P2)，所述S3P2沿着所述至少一个第四轴中的第三者具有S3P2间距。
7.根据权利要求1或权利要求2所述的多层莫尔目标，且其中：
周期性结构的所述第一堆叠包括与所述第一层一起形成的所述S1P1及与所述第二层一起形成的第一堆叠第二周期性结构(S1P2)，所述S1P2沿着所述至少一个第四轴中的第一者具有S1P2间距；
周期性结构的所述第二堆叠包括与所述第一层一起形成的所述S2P1及与所述第二层一起形成的第二堆叠第二周期性结构(S2P2)，所述S2P2沿着所述至少一个第四轴中的第二者具有S2P2间距；且
周期性结构的所述第三堆叠包括与所述第二层一起形成的所述S3P1及与所述第一层一起形成的第三堆叠第二周期性结构(S3P2)，所述S3P2沿着所述至少一个第四轴中的第三者具有S3P2间距。
8.根据权利要求6或权利要求7所述的多层莫尔目标，且其中
所述S3P1间距通过第三堆叠乘法因子而与所述S2P2间距相关；且
所述S3P2间距通过所述第三堆叠乘法因子而与所述S2P1间距相关。
9.根据权利要求8所述的多层莫尔目标，且其中所述第三堆叠乘法因子等于1。
10.根据权利要求9所述的多层莫尔目标，且其中
所述S1P1间距与所述S2P2间距相同；且
所述S1P2间距与所述S2P1间距相同。
11.根据权利要求6或权利要求7所述的多层莫尔目标，且其中
所述S1P1间距与所述S2P1间距相同；
所述S1P2间距与所述S1P1间距相差附加项；
所述S2P2间距与所述S1P1间距相差所述附加项；
所述S3P1间距与所述S1P1间距相差所述附加项；且
所述S3P2间距与所述S1P1间距相同。
12.根据权利要求1或权利要求2所述的多层莫尔目标，且其中：
周期性结构的所述第一堆叠包括与所述第二层一起形成的所述S1P1；
周期性结构的所述第二堆叠包括与所述第一层一起形成的所述S2P1及与所述第二层一起形成的第二堆叠第二周期性结构(S2P2)，所述S2P2沿着所述至少一个第四轴中的第二者具有S2P2间距；且
周期性结构的所述第三堆叠包括与所述第二层一起形成的所述S3P1及与所述第三层一起形成的第三堆叠第二周期性结构(S3P2)，所述S3P2沿着所述至少一个第四轴中的第三者具有S3P2间距。
13.根据权利要求12所述的多层莫尔目标，且其中
所述S2P1间距与所述S3P2间距相同；且
所述S2P2间距与所述S3P1间距相同。
14.根据权利要求1或权利要求2所述的多层莫尔目标，且其中：
周期性结构的所述第一堆叠包括与所述第二层一起形成的所述S1P1；
周期性结构的所述第二堆叠包括与所述第一层一起形成的所述S2P1；且
周期性结构的所述第三堆叠包括与所述第二层一起形成的所述S3P1及与所述第三层一起形成的第三堆叠第二周期性结构(S3P2)，所述S3P2沿着所述至少一个第四轴具有S3P2间距。
15.根据权利要求1或权利要求2所述的多层莫尔目标，且其中：
周期性结构的所述第一堆叠包括与所述第一层一起形成的所述S1P1；
周期性结构的所述第二堆叠包括与所述第一层一起形成的所述S2P1；且
周期性结构的所述第三堆叠包括与所述第一层一起形成的所述S3P1及与所述第三层一起形成的第三堆叠第二周期性结构(S3P2)，所述S3P2沿着所述至少一个第四轴具有S3P2间距。
16.根据权利要求1或权利要求2所述的多层莫尔目标，且其中：
周期性结构的所述第一堆叠包括与所述第二层一起形成的所述S1P1；
周期性结构的所述第二堆叠包括与所述第一层一起形成的所述S2P1；且
周期性结构的所述第三堆叠包括与所述第二层一起形成的所述S3P1及与所述第一层一起形成的第三堆叠第二周期性结构(S3P2)，所述S3P2沿着所述至少一个第四轴具有S3P2间距。
17.根据权利要求1或权利要求2所述的多层莫尔目标，且其中：
周期性结构的所述第一堆叠包括与所述第一层一起形成的所述S1P1；
周期性结构的所述第二堆叠包括与所述第一层一起形成的所述S2P1及与所述第二层一起形成的第二堆叠第二周期性结构(S2P2)，所述S2P2沿着所述至少一个第四轴中的第一者具有S2P2间距；且
周期性结构的所述第三堆叠包括与所述第二层一起形成的所述S3P1及与所述第三层一起形成的第三堆叠第二周期性结构(S3P2)，所述S3P2沿着所述至少一个第四轴中的第二者具有S3P2间距。
18.根据权利要求1到17中任一权利要求所述的多层莫尔目标，且其中：
周期性结构堆叠的所述至少一个群组包含：
周期性堆叠的至少一个第一群组，其中当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述第一轴平行于所述x轴；及
周期性堆叠的至少一个第二群组，其中当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述第一轴平行于所述y轴。
19.根据权利要求18所述的多层莫尔目标，且其中周期性堆叠的所述至少一个第一群组与周期性堆叠的所述至少一个第二群组除了其定向外均相同。
20.根据权利要求18或权利要求19所述的多层莫尔目标，且其中所述目标由镜像对称性表征。
21.根据权利要求18或权利要求19所述的多层莫尔目标，且其中所述目标由旋转对称性表征。
22.一种用于计算至少第一层、第二层、第三层与第四层之间的偏移的多层莫尔目标，所述第一层、所述第二层、所述第三层及所述第四层形成于半导体装置晶片上，所述半导体装置晶片界定x-y平面，所述多层莫尔目标包括：
周期性结构堆叠的至少一个群组，所述至少一个群组中的每一者包括：
周期性结构的第一堆叠，其至少包括第一堆叠第一周期性结构(S1P1)，所述S1P1与所述第一层、所述第二层、所述第三层及所述第四层中的至少一者一起形成，所述S1P1沿着第一轴具有S1P1间距；
周期性结构的第二堆叠，其至少包括第二堆叠第一周期性结构(S2P1)，所述S2P1与所述第一层、所述第二层、所述第三层及所述第四层中的至少一者一起形成，所述S2P1沿着第二轴具有S2P1间距；
周期性结构的第三堆叠，其至少包括第三堆叠第一周期性结构(S3P1)，所述S3P1与所述第一层、所述第二层、所述第三层及所述第四层中的至少一者一起形成，所述S3P1沿着第三轴具有S3P1间距；及
周期性结构的第四堆叠，其至少包括第四堆叠第一周期性结构(S4P1)，所述S4P1与所述第一层、所述第二层、所述第三层及所述第四层中的至少一者一起形成，所述S4P1沿着第四轴具有S4P1间距，
当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述第一轴平行于x轴或y轴；
当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述第二轴、所述第三轴及所述第四轴平行于所述第一轴，且
所述第一堆叠、所述第二堆叠、所述第三堆叠及所述第四堆叠中的至少一者包括第二周期性结构，所述第二周期性结构沿着至少一个第五轴具有第二周期性结构间距，当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述至少一个第五轴平行于所述第一轴且与所述第一轴、所述第二轴、所述第三轴及所述第四轴中的一者同轴。
23.根据权利要求22所述的多层莫尔目标，且其中：
所述第一层界定平行于所述x-y平面的第一大体上平面表面；
所述第二层界定平行于所述x-y平面的第二大体上平面表面；
所述第三层界定平行于所述x-y平面的第三大体上平面表面；
所述第四层界定平行于所述x-y平面的第一大体上平面表面；
所述第一轴位于平行于x-z平面或y-z平面中的一者的第一平面中，x-z平面或y-z平面中的所述一者与所述x-y平面一起界定三维x-y-z坐标系统；
所述第二轴位于平行于所述第一平面的第二平面中；
所述第三轴位于平行于所述第一平面的第三平面中；
所述第四轴位于平行于所述第一平面的第三平面中；且
所述至少一个第五轴位于所述第一平面、所述第二平面、所述第三平面及所述第四平面中的相应一者中且平行于所述第一轴、所述第二轴、第三轴或所述第四轴中的相应一者。
24.根据权利要求22或权利要求23所述的多层莫尔目标，且其中：
周期性结构的所述第一堆叠包括与所述第一层一起形成的所述S1P1及与所述第二层一起形成的第一堆叠第二周期性结构(S1P2)，所述S1P2沿着所述至少一个第五轴中的第一者具有S1P2间距，当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述第一者与所述第一轴同轴；
周期性结构的所述第二堆叠包括与所述第一层一起形成的所述S2P1及与所述第二层一起形成的第二堆叠第二周期性结构(S2P2)，所述S2P2沿着所述至少一个第五轴中的第二者具有S2P2间距，当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述第二者与所述第二轴同轴；
周期性结构的所述第三堆叠包括与所述第二层一起形成的所述S3P1及与所述第三层一起形成的第三堆叠第二周期性结构(S3P2)，所述S3P2沿着所述至少一个第五轴中的第三者具有S3P2间距，当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述第三者与所述第三轴同轴；且
周期性结构的所述第四堆叠包括与所述第三层一起形成的所述S4P1及与所述第四层一起形成的第四堆叠第二周期性结构(S4P2)，所述S4P2沿着所述至少一个第五轴中的第四者具有S4P2间距，当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述第四者与所述第四轴同轴。
25.根据权利要求23所述的多层莫尔目标，且其中：
所述S3P1间距通过第三堆叠乘法因子而与所述S2P2间距相关；
所述S3P2间距通过所述第三堆叠乘法因子而与所述S2P1间距相关；
所述S4P1间距通过第四堆叠乘法因子而与所述S2P1间距相关；且
所述S4P2间距通过所述第四堆叠乘法因子而与所述S2P2间距相关。
26.根据权利要求22或权利要求23所述的多层莫尔目标，且其中：
周期性结构的所述第一堆叠包括与所述第一层一起形成的所述S1P1及与所述第二层一起形成的第一堆叠第二周期性结构(S1P2)，所述S1P2沿着所述至少一个第五轴中的第一者具有S1P2间距，当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述第一者与所述第一轴同轴；
周期性结构的所述第二堆叠包括与所述第二层一起形成的所述S2P1；
周期性结构的所述第三堆叠包括与所述第二层一起形成的所述S3P1及与所述第三层一起形成的第三堆叠第二周期性结构(S3P2)，所述S3P2沿着所述至少一个第五轴中的第二者具有S3P2间距，当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述第二者与所述第三轴同轴；且
周期性结构的所述第四堆叠包括与所述第三层一起形成的所述S4P1及与所述第四层一起形成的第四堆叠第二周期性结构(S4P2)，所述S4P2沿着所述至少一个第五轴中的第三者具有S4P2间距，当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述第三者与所述第四轴同轴。
27.根据权利要求25所述的多层莫尔目标，且其中：
所述S4P1间距通过第四堆叠乘法因子而与所述S3P2间距相关；且
所述S4P2间距通过所述第四堆叠乘法因子而与所述S3P1间距相关。
28.根据权利要求22或权利要求23所述的多层莫尔目标，且其中：
周期性结构的所述第一堆叠包括与所述第一层一起形成的所述S1P1及与所述第二层一起形成的第一堆叠第二周期性结构(S1P2)，所述S1P2沿着所述至少一个第五轴中的第一者具有S1P2间距，当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述第一者与所述第一轴同轴；
周期性结构的所述第二堆叠包括与所述第二层一起形成的所述S2P1及与所述第三层一起形成的第二堆叠第二周期性结构(S2P2)，所述S2P2沿着所述至少一个第五轴中的第二者具有S2P2间距，当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述第二者与所述第二轴同轴；
周期性结构的所述第三堆叠包括与所述第一层一起形成的所述S3P1及与所述第三层一起形成的第三堆叠第二周期性结构(S3P2)，所述S3P2沿着所述至少一个第五轴中的第三者具有S3P2间距，当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述第三者与所述第三轴同轴；且
周期性结构的所述第四堆叠包括与所述第三层一起形成的所述S4P1及与所述第四层一起形成的第四堆叠第二周期性结构(S4P2)，所述S4P2沿着所述至少一个第五轴中的第四者具有S4P2间距，当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述第四者与所述第四轴同轴。
29.根据权利要求27所述的多层莫尔目标，且其中：
所述S2P1间距通过第二堆叠乘法因子而与所述S1P2间距相关；
所述S2P2间距通过所述第二堆叠乘法因子而与所述S1P1间距相关；
所述S3P1间距通过第三堆叠乘法因子而与所述S1P1间距相关；
所述S3P2间距通过所述第三堆叠乘法因子而与所述S1P2间距相关；
所述S4P1间距通过第四堆叠乘法因子而与所述S1P2间距相关；且
所述S4P2间距通过所述第四堆叠乘法因子而与所述S1P1间距相关。
30.根据权利要求22或权利要求23所述的多层莫尔目标，且其中：
周期性结构的所述第一堆叠包括与所述第一层一起形成的所述S1P1及与所述第二层一起形成的第一堆叠第二周期性结构(S1P2)，所述S1P2沿着所述至少一个第五轴中的第一者具有S1P2间距，当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述第一者与所述第一轴同轴；
周期性结构的所述第二堆叠包括与所述第二层一起形成的所述S2P1；
周期性结构的所述第三堆叠包括与所述第三层一起形成的所述S3P1；且
周期性结构的所述第四堆叠包括与所述第四层一起形成的所述S4P1。
31.根据权利要求22或权利要求23所述的多层莫尔目标，且其中：
周期性结构的所述第一堆叠包括与所述第一层一起形成的所述S1P1及与所述第二层一起形成的第一堆叠第二周期性结构(S1P2)，所述S1P2沿着所述至少一个第五轴中的第一者具有S1P2间距，当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述第一者与所述第一轴同轴；
周期性结构的所述第二堆叠包括与所述第二层一起形成的所述S2P1；
周期性结构的所述第三堆叠包括与所述第二层一起形成的所述S3P1；且
周期性结构的所述第四堆叠包括与所述第四层一起形成的所述S4P1。
32.根据权利要求22或权利要求23所述的多层莫尔目标，且其中：
周期性结构的所述第一堆叠包括与所述第一层一起形成的所述S1P1及与所述第二层一起形成的第一堆叠第二周期性结构(S1P2)，所述S1P2沿着所述至少一个第五轴中的第一者具有S1P2间距，当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述第一者与所述第一轴同轴；
周期性结构的所述第二堆叠包括与所述第二层一起形成的所述S2P1；
周期性结构的所述第三堆叠包括与所述第三层一起形成的所述S3P1；且
周期性结构的所述第四堆叠包括与所述第二层一起形成的所述S4P1。
33.根据权利要求22或权利要求23所述的多层莫尔目标，且其中：
周期性结构的所述第一堆叠包括与所述第一层一起形成的所述S1P1及与所述第二层一起形成的第一堆叠第二周期性结构(S1P2)，所述S1P2沿着所述至少一个第五轴中的第一者具有S1P2间距，当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述第一者与所述第一轴同轴；
周期性结构的所述第二堆叠包括与所述第二层一起形成的所述S2P1；
周期性结构的所述第三堆叠包括与所述第三层一起形成的所述S3P1；且
周期性结构的所述第四堆叠包括与所述第三层一起形成的所述S4P1。
34.根据权利要求22到32中任一权利要求所述的多层莫尔目标，且其中：
周期性结构堆叠的所述至少一个群组包含：
周期性堆叠的至少一个第一群组，其中当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述第一轴平行于所述x轴；及
周期性堆叠的至少一个第二群组，其中当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述第一轴平行于所述y轴。
35.根据权利要求33所述的多层莫尔目标，且其中周期性堆叠的所述至少一个第一群组与周期性堆叠的所述至少一个第二群组除了其定向外均相同。
36.根据权利要求33或权利要求34所述的多层莫尔目标，且其中所述目标由镜像对称性表征。
37.根据权利要求33或权利要求34所述的多层莫尔目标，且其中所述目标由旋转对称性表征。
38.一种用于计算至少第一层、第二层、第三层与第四层之间的偏移的多层莫尔目标，所述第一层、所述第二层、所述第三层及所述第四层形成于半导体装置晶片上，所述半导体装置晶片界定x-y平面，所述多层莫尔目标包括：
周期性结构堆叠的至少一个群组，所述至少一个群组中的每一者包括：
周期性结构的第一堆叠，其至少包括第一堆叠第一周期性结构(S1P1)，所述S1P1与所述第一层、所述第二层、所述第三层及所述第四层中的至少一者一起形成，所述S1P1沿着第一轴具有S1P1间距；
周期性结构的第二堆叠，其至少包括第二堆叠第一周期性结构(S2P1)，所述S2P1与所述第一层、所述第二层、所述第三层及所述第四层中的至少一者一起形成，所述S2P1沿着第二轴具有S2P1间距；及
周期性结构的第三堆叠，其至少包括第三堆叠第一周期性结构(S3P1)，所述S3P1与所述第一层、所述第二层、所述第三层及所述第四层中的至少一者一起形成，所述S3P1沿着第三轴具有S3P1间距；
当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述第一轴平行于x轴或y轴；
当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述第二轴及所述第三轴平行于所述第一轴，且
所述第一堆叠、所述第二堆叠及所述第三堆叠中的至少一者包括第二周期性结构，所述第二周期性结构沿着至少一个第四轴具有第二周期性结构间距，当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述至少一个第四轴平行于所述第一轴且与所述第一轴、所述第二轴及所述第三轴中的一者同轴。
39.根据权利要求37所述的多层莫尔目标，且其中：
周期性结构的所述第一堆叠包括与所述第一层一起形成的所述S1P1及与所述第二层一起形成的第一堆叠第二周期性结构(S1P2)，所述S1P2沿着所述至少一个第四轴中的第一者具有S1P2间距；
周期性结构的所述第二堆叠包括与所述第一层一起形成的所述S2P1及与所述第三层一起形成的第二堆叠第二周期性结构(S2P2)，所述S2P2沿着所述至少一个第四轴中的第二者具有S2P2间距；且
周期性结构的所述第三堆叠包括与所述第一层一起形成的所述S3P1及与所述第四层一起形成的第三堆叠第二周期性结构(S3P2)，所述S3P2沿着所述至少一个第四轴中的第三者具有S3P2间距。
40.根据权利要求37或权利要求38所述的多层莫尔目标，且其中：
周期性结构堆叠的所述至少一个群组包含：
周期性堆叠的至少一个第一群组，其中当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述第一轴平行于所述x轴；及
周期性堆叠的至少一个第二群组，其中当所述目标在所述x-y平面中成像时，所述第一轴平行于所述y轴。
41.根据权利要求39所述的多层莫尔目标，且其中周期性堆叠的所述至少一个第一群组与周期性堆叠的所述至少一个第二群组除了其定向外均相同。
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