CN114080569A

CN114080569A - 量测目标的改进

Info

Publication number: CN114080569A
Application number: CN202080048483.6A
Authority: CN
Inventors: N·梅塔; J·科塔尔; 帕特里克·华纳; M·范德斯卡; M·G·M·M·范卡拉埃吉; H·A·J·克瑞姆; O·V·兹维尔
Original assignee: ASML Holding NV
Current assignee: ASML Holding NV
Priority date: 2019-07-23
Filing date: 2020-07-06
Publication date: 2022-02-22
Also published as: US20220260929A1; EP3611567A2; EP3611567A3; TWI803763B; US11982946B2; TW202115504A; WO2021013519A1

Abstract

公开了一种图案形成装置和使用该图案形成装置进行图案化的辅助衬底，该图案形成装置用于将产品结构图案化到衬底上。该图案形成装置包括目标图案化元件，其用于图案化至少一个目标，从至少一个目标能够推断感兴趣参数。目标图案化元件和用于图案化产品结构的产品图案化元件。目标图案化元件和产品图案化元件被配置为使得所述至少一个目标具有至少一个边界，该至少一个边界既不平行也不垂直于所述衬底上的所述产品结构。

Description

量测目标的改进

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年7月23日提交的US申请62/877,569的优先权和2019年8月29日提交的EP申请19194215.0的优先权，该申请通过引用整体并且入本文。

技术领域

本发明涉及在集成电路制造中的量测应用。

背景技术

光刻设备是一种被构造为将期望图案施加到衬底上的机器。光刻设备可以用于例如集成电路(IC)的制造中。光刻设备可以例如在图案形成装置(例如，掩模)处将图案(通常也称为“设计布局”或“设计”)投影到设置在衬底(例如，晶片)上的辐射敏感材料(抗蚀剂)的层上。

为了将图案投影到衬底上，光刻设备可以使用电磁辐射。该辐射的波长决定了可以在衬底上形成的特征的最小尺寸。当前使用的典型波长是365nm(i线)、248nm、193nm和13.5nm。与使用例如波长为193nm的辐射的光刻设备相比，使用波长在4-20nm范围内(例如，6.7nm或13.5nm)的极紫外(EUV)辐射的光刻设备可以用于在衬底上形成更小的特征。

低k₁光刻可以用于处理尺寸小于光刻设备的经典分辨率极限的特征。在这样的过程中，分辨率公式可以表示为CD＝k₁×λ/NA，其中λ是所采用的辐射波长，NA是光刻设备中投影光学器件的数值孔径，CD是“临界尺寸”(通常印制的最小特征尺寸，但在这种情况下为半节距)，k₁是经验分辨率因子。通常，k1越小，就越难以在衬底上复制与电路设计者为实现特定电气功能和性能而计划的形状和尺寸类似的图案。为了克服这些困难，可以将复杂的微调步骤应用于光刻投影设备和/或设计布局。这些包括例如但不限于NA的优化、定制的照射方案、相移图案形成装置的使用、设计布局的各种优化(诸如设计布局中的光学邻近校正(OPC，有时也称为“光学过程校正”))、或通常定义为“分辨率增强技术”(RET)的其它方法。替代地，可以使用用于控制光刻设备的稳定性的严格控制回路来改善低k1下的图案的再现。

量测工具用于IC制造工艺的许多方面，例如作为用于在曝光之前正确定位衬底的对准工具和用于在过程控制中检查/测量曝光产品和/或蚀刻产品(例如，以测量重叠)的基于散射测量的工具。

相邻产品结构的存在的影响可影响这种量测工具，例如当测量重叠时。将期望减轻这个问题。

发明内容

在本发明的第一方面中，提供了一种图案形成装置，该图案形成装置用于将产品结构图案化到衬底上，该图案形成装置包括：目标图案化元件，其用于图案化至少一个目标，从至少一个目标能够推断感兴趣参数，以及产品图案化元件，其用于图案化所述产品结构；其中，所述目标图案化元件和产品图案化元件被配置为使得所述至少一个目标具有至少一个边界，该至少一个边界既不平行也不垂直于所述衬底上的所述产品结构。

在本发明的第二方面中，提供了一种图案形成装置，该图案形成装置用于将产品结构图案化到衬底上，该图案形成装置包括：目标图案化元件，其用于图案化至少一个目标，从至少一个目标能够推断感兴趣参数，所述目标图案化元件被配置为形成子分段式目标；以及产品图案化元件，其用于图案化所述产品结构；其中，所述目标图案化元件和产品图案化元件被配置为使得子分段式目标的子分段的周期特性的方向既不平行也不垂直于所述衬底上的所述产品结构。

在本发明的第三方面中，提供了一种衬底，包括：产品结构，其能够操作以形成功能集成电路或功能集成电路的部分；以及用于测量的目标，从该目标能够推断感兴趣参数，其中，所述目标具有至少一个边界，该至少一个边界既不平行也不垂直于所述产品结构。

附图说明

现在将仅通过示例的方式，参考所附的示意图来描述本发明的实施例，在附图中：

图1示出了光刻设备的示意概述图；

图2示出了光刻单元的示意概述图；

图3示出了整体光刻的示意表示图，以表示用于优化半导体制造的三种关键技术之间的协作；

图4描绘了用作可测量根据本发明实施例的目标的量测装置的散射测量设备的示意概述图；

图5包括(a)使用第一对照射孔径来用于测量根据本发明实施例的目标的暗场散射仪的示意图，(b)在给定照射方向下的目标光栅的衍射光谱的细节，(c)提供使用散射仪进行基于衍射的重叠测量的另外照射模式的第二对照射孔径，以及(d)组合第一对孔径和第二对孔径的第三对照射孔径；

图6描绘了(a)已知形式的多个光栅目标和衬底上的测量斑点的轮廓；(b)在图5的散射仪中获得的目标图像；

图7从概念上说明了来自周围产品结构的串扰问题；

图8示出了根据本发明的不同实施例的三种包括目标的目标布置；

图9示出了根据本发明实施例的两种一般化的包括目标的目标布置；

图10示出了根据本发明实施例的包括用于在单个倾斜方向上测量重叠的目标的目标布置；

图11示出了根据本发明实施例的包括用于在四个方向上测量重叠的目标的目标布置；

图12示出了根据本发明实施例的包括用于测量重叠和对准的目标的目标布置；

图13示出了用于同时测量多个目标或目标布置的并行测量布置(a)以常规晶片取向；(b)以本发明实施例中提出的倾斜晶片取向；并且

图14描绘了可以测量根据本发明实施例的目标的另外量测装置的示意概述图。

具体实施方式

在本文档中，术语“辐射”和“束”用于涵盖所有类型的电磁辐射，包括紫外线辐射(例如，波长为365、248、193、157或126nm)和EUV(极紫外线辐射，例如，波长在约5-100nm的范围内)。

本文中使用的术语“掩模版”、“掩模”或“图案形成装置”可以被广义地解释为是指通用图案形成装置，该通用图案形成装置可用于向入射的辐射束赋予与将在衬底的目标部分中产生的图案相对应的图案化横截面。在该上下文中也可以使用术语“光阀”。除了经典掩模(透射或反射掩模、二元掩模、相移掩模、混合式掩模等)，其它这种图案形成装置的示例包括可编程反射镜阵列和可编程LCD阵列。

图1示意性地描绘了光刻设备LA。光刻设备LA包括：照射系统(也称为照射器)IL，其被配置为调节辐射束B(例如，UV辐射、DUV辐射或EUV辐射)；掩模支撑件(例如，掩模台)MT，其被构造为支撑图案形成装置(例如，掩模)MA并且连接到第一定位器PM，第一定位器PM被配置为根据特定参数准确地定位图案形成装置MA；衬底支撑件(例如，晶片台)WT，其被构造为保持衬底(例如，涂覆有抗蚀剂的晶片)W并且连接到第二定位器PW，第二定位器PW被配置为根据特定参数准确地定位衬底支撑件；以及投影系统(例如，折射投影透镜系统)PS，其被配置为将通过图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C(例如，包括一个或多个管芯)上。

在操作中，照射系统IL接收来自辐射源SO的辐射束，例如经由束传输系统BD。照射系统IL可以包括用于引导、整形和/或控制辐射的各种类型的光学部件，诸如折射、反射、磁性、电磁、静电和/或其它类型的光学部件、或其任何组合。照射器IL可以用于调节辐射束B以使其在图案形成装置MA的平面处在其横截面中具有期望的空间和角度强度轮廓。

本文中使用的术语“投影系统”PS应当被广义地解释为涵盖包括以下的各种类型的投影系统：折射、反射、折反射、变形、磁性、电磁和/或静电或者其任何组合，该投影系统适用于所使用的曝光辐射和/或其它因素(诸如浸没液体的使用或真空的使用)。本文中对术语“投影透镜”的任何使用可被认为与更通用的术语“投影系统”PS同义。

光刻设备LA可以是如下这样的类型：其中衬底的至少一部分可以被具有相对较高折射率的液体(例如，水)覆盖，以填充投影系统PS和衬底W之间的空间，这也称为浸没式光刻。关于浸没技术的更多信息在US6952253(其通过引用并且入本文)中给出。

光刻设备LA也可以是具有两个(也称为“双台”)或更多个衬底支撑件WT的类型。在这种“多台”机器中，可以并行使用衬底支撑件WT，和/或可以在位于衬底支撑件WT中的一个上的衬底W上执行对衬底W的后续曝光准备的步骤的同时，另一衬底支撑件WT上的另一衬底W被用于在另一衬底W上曝光图案。

除了衬底支撑件WT之外，光刻设备LA可以包括测量台。测量台被布置成保持传感器和/或清洁装置。传感器可以被布置为测量投影系统PS的性质或辐射束B的性质。测量台可以保持多个传感器。清洁装置可以被布置为清洁光刻设备的一部分，例如投影系统PS的一部分或提供浸没液体的系统的一部分。当衬底支撑件WT远离投影系统PS时，测量台可以在投影系统PS的下方移动。

在操作中，辐射束B入射到被保持在掩模支撑件MT上的图案形成装置MA(例如，掩模)上，并且由图案形成装置MA上的图案(设计布局)图案化。在通过掩模MA之后，辐射束B穿过投影系统PS，投影系统PS将束聚焦到衬底W的目标部分C上。借助于第二定位器PW和位置测量系统IF，可以准确地移动衬底支撑件WT，例如，以便在辐射束B的路径中将不同目标部分C定位在聚焦和对准位置处。类似地，第一定位器PM和可能的另一位置传感器(其未在图1中明确地示出)可用于相对于辐射束B的路径而准确地定位图案形成装置MA。可以使用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准图案形成装置MA和衬底W。尽管所示的衬底对准标记P1、P2占据了专用目标部分，但是它们可以位于目标部分之间的空间中。当衬底对准标记P1、P2位于目标部分C之间时，它们被称为划线对准标记。

如图2所示，光刻设备LA可以形成光刻单元LC的一部分，光刻单元LC有时也称为光刻单元或(光刻)簇，光刻单元LC通常还包括用于在衬底W上执行预曝光和后曝光工艺的设备。通常，这些设备包括用于沉积抗蚀剂层的旋涂器SC、用于显影曝光抗蚀剂的显影剂DE、激冷板CH和烘烤板BK，例如用于调整衬底W的温度，例如用于调整抗蚀剂层中的溶剂。衬底输送装置(或机器手)RO从输入/输出端口I/O1、I/O2拾取衬底W，在不同处理设备之间移动衬底W，并且将衬底W输送到光刻设备LA的装载台LB。光刻单元中的装置(通常也统称为轨道)通常受轨道控制单元TCU的控制，轨道控制单元TCU本身可由管理控制系统SCS控制，管理控制系统SCS也可以控制光刻设备LA，例如经由光刻控制单元LACU。

为了正确地且一致地曝光由光刻设备LA曝光衬底W，期望检查衬底以测量图案化结构的性质，诸如后续层之间的重叠误差、线厚度、临界尺寸(CD)等。为此，光刻单元LC中可以包括检查工具(未示出)。如果检测到错误，尤其是如果在曝光或处理相同批次或相同批的其它衬底W之前进行检查，则例如可以对后续衬底的曝光和/或待在衬底W上执行的其它处理步骤进行调整。

检查设备(也可以称为量测设备)用于确定衬底W的性质，特别是确定不同衬底W的性质如何变化或者与相同衬底W的不同层相关联的性质如何在层之间变化。替代地，检查设备可被构造为识别衬底W上的缺陷，并且可以例如是光刻单元LC的一部分，或者可以被集成到光刻设备LA中，或者甚至可以是独立装置。检查设备可以测量潜像(在曝光之后在抗蚀剂层中的图像)，或半潜像(在曝光后烘烤步骤PEB之后在抗蚀剂层中的图像)，或显影抗蚀剂图像(其中已经移除抗蚀剂的已曝光部分或未曝光部分)，或甚至蚀刻图像(在诸如蚀刻等图案转移步骤之后)上的性质。

通常，光刻设备LA中的图案化过程是要求在衬底W上进行结构的高精度定尺寸和放置的处理中的最关键的步骤之一。为了确保这种高精度，可以将三个系统组合成所谓的“整体”控制环境，如图3所示出的。这些系统中的一个是连接到量测工具MT(第二系统)和计算机系统CL(第三系统)的光刻设备LA。这种“整体”环境的关键是优化这三个系统之间的协作以增强整个过程窗口，并且提供严格控制回路以确保由光刻设备LA执行的图案化保持在过程窗口内。过程窗口定义了过程参数(例如，剂量、聚焦、重叠精度)的范围，在这些过程参数的范围内，特定制造过程会产生定义的结果(例如，功能性半导体装置)，通常允许光刻过程或图案化过程中的过程参数在这些过程参数的范围内变化。

计算机系统CL可以使用待图案化的设计布局(的一部分)来预测待使用哪种分辨率增强技术并且执行计算光刻模拟和计算，以确定哪些掩模布局和光刻设备设置实现了图案化过程的最大的总体过程窗口(在图3中由第一标度SC1中的双箭头表示)。通常，分辨率增强技术被布置为匹配光刻设备LA的图案化可能性。计算机系统CL还可用于检测光刻设备LA当前正在过程窗口内的哪个位置操作(例如，通过使用来自量测工具MT的输入)，以预测是否由于例如次最佳过程而可能存在缺陷(在图3中由第二标度SC2中的指向“0”的箭头表示)。

量测工具MT可以向计算机系统CL提供输入，以实现准确的模拟和预测，并且可以向光刻设备LA提供反馈以识别，在例如光刻设备LA的校准状态下的可能漂移(在图3中由第三标度SC3中的多个箭头表示)。

在光刻过程中，期望经常测量所产生的结构，例如以用于过程控制和验证。进行这种测量的工具通常称为量测工具MT。用于进行这种测量的不同类型的量测工具MT是已知的，包括扫描电子显微镜或各种形式的散射仪量测工具MT。散射仪是多功能仪器，其允许通过将传感器置于散射仪物镜的光瞳中或者与该光瞳的共轭平面中来测量光刻过程的参数，测量通常称为基于光瞳的测量，或者在通过将传感器置于图像平面或与图像平面共轭的平面中进行测量的情况下，测量通常称为基于图像或场的测量。这种散射仪和相关的测量技术被进一步描述在专利申请US20100328655、US2011102753A1、US20120044470A、US20110249244、US20110026032或EP1,628,164A中，其全部内容通过引用并且入本文。上述散射仪可以使用来自软X-射线和可见光至近IR波长范围的光来测量光栅。

在第一实施例中，散射仪MT是角分辨散射仪。在这种散射仪中，可以对所测量的信号应用重构方法以重构或计算光栅的性质。例如，可以通过模拟经散射的辐射与目标结构的数学模型的相互作用并且将模拟结果与测量结果进行比较来得到这种重构。调整数学模型的参数，直到模拟的相互作用产生与从真实目标观察到的衍射图案相似的衍射图案。

在第二实施例中，散射仪MT是光谱散射仪MT。在这种光谱散射仪MT中，由辐射源发射的辐射被引导到目标，并且从目标反射或散射的辐射被引导到光谱检测器，该光谱检测器测量镜面反射辐射的光谱(即，强度作为波长函数的测量)。根据该数据，可例如通过严格耦合波分析和非线性回归或者通过与模拟光谱库进行比较，来重构产生检测到的光谱的目标的结构或轮廓。

在第三实施例中，散射仪MT是椭圆偏振散射仪。椭圆偏振散射仪允许通过针对每个偏振状态，测量经散射的辐射来确定光刻过程的参数。这种量测设备通过例如在量测设备的照射部分中使用合适的偏振滤光器来发射偏振光(诸如，线性、圆形或椭圆形)。适用于量测设备的源也可以提供偏振辐射。现有的椭圆偏振散射仪的各种实施例被描述在美国专利申请11/451,599、11/708,678、12/256,780、12/486,449、12/920,968、12/922,587、13/000,229、13/033,135、13/533,110和13/891,410中，其全部内容通过引用并且入本文。

图4描绘了一种量测设备，诸如散射仪。该量测设备包括宽带(白光)辐射投影仪2，其将辐射投影到衬底W上。经反射或散射的辐射被传输到光谱检测器4，光谱检测器4测量镜面反射辐射的光谱6(即，作为波长函数的强度的测量结果)。根据该数据，例如通过如在图3的底部所示出的严格耦合波分析和非线性回归或者通过与模拟光谱库进行比较，处理单元PU可以重构产生检测到的光谱的结构或轮廓8。通常，对于重构，已知结构的通用形式，并且根据形成结构的过程的知识来假设一些参数，所以结构的仅较少参数需要根据散射测量数据来确定。这种散射仪可以被配置为正入射散射仪或斜入射散射仪。

图5(a)呈现了量测设备的实施例，更具体地，呈现了暗场散射仪。图5(b)更详细地说明了目标T和用于照射目标的测量辐射的衍射射线。所示的量测设备是一种称为暗场量测设备的类型。量测设备可以是独立装置，或者并且入光刻设备LA中(例如，在测量部分处)或光刻单元LC中。在整个设备中具有多个分支的光轴线由虚线O表示。在该设备中，光源11(例如，氙气灯)发射的光通过包括透镜12、14和物镜16的光学系统、经由分束器15而引导到衬底W。这些透镜以4F布置的双序列布置。可以使用不同的透镜布置，只要它将衬底图像提供到检测器，并且允许同时访问中间光瞳平面以进行空间频率滤波。因此，可以设计或调整照射角度，使得进入物镜的一阶射线与中心光轴线接近于对准。图5(a)和3(b)中所示的射线被示出为稍微偏离光轴线，这仅是为了在附图中更容易地区分它们。

至少由衬底W上的目标T衍射的0阶和+1阶被物镜16收集并且通过分束器15引导返回。返回到图5(a)，通过指定标记为北(N)和南(S)的完全相反的孔径，示出了第一照射模式和第二照射模式。当测量辐射的入射射线I来自光轴线的北侧时，即当通过使用孔径板13N而应用第一照射模式时，+1衍射射线(被标记为+1(N))进入物镜16。相反，当通过使用孔径板13S而应用第二照射模式时，-1衍射射线(被标记为1(S))是进入透镜16的射线。

第二分束器17将衍射束分成两个测量分支。在第一测量分支中，光学系统18使用零阶和一阶衍射束在第一传感器19(例如，CCD或CMOS传感器)上形成目标的衍射光谱(光瞳平面图像)。每个衍射阶击中传感器上的不同点，因此图像处理可以比较和对比多个阶。由传感器19捕获的光瞳平面图像可用于聚焦量测设备和/或使一阶束的强度测量归一化。光瞳平面图像还可用于许多测量目的，诸如重构。

在第二测量分支中，光学系统20、22在传感器23(例如，CCD或CMOS传感器)上形成目标T的图像。在第二测量分支中，孔径光阑21设置在与光瞳平面共轭的平面中。孔径光阑21用于阻挡零阶衍射束的作用，使得仅从-1或+1的一阶束来形成在传感器23上形成的目标图像。由传感器19和23捕获的图像被输出到处理图像的处理器PU，处理器PU的功能将取决于正在执行的测量的具体类型。注意的是，此处使用的术语“图像”是广义的。如果仅存在-1和+1阶中的一个，则将不会形成这样的光栅线图像。

图5中所示的孔径板13和场光阑21的特定形式仅仅是示例。在本发明的另一实施例中，使用目标的轴线上照射并且使用具有离轴孔径的孔径光阑来基本上仅使一个一阶衍射光通过到传感器。在又一实施例中，代替一阶束或除了一阶束之外，可以在测量中使用二阶、三阶和更高阶束(图5中未示出)。

为了使测量辐射能够适用于这些不同类型的测量，孔径板13可以包括围绕圆盘形成的多个孔径图案，该圆盘进行旋转以将期望图案引入到位。注意的是，孔径板13N或13S仅能用于测量沿一个方向(X或Y，取决于设置)取向的光栅。对于正交光栅的测量，可以实现目标旋转90°和270°。图5(c)和(d)示出了不同的孔径板。在上面提到的先前公开申请中描述了这些的使用以及该装置的许多其他变型和应用。

图6(a)描绘了根据已知实践在衬底上形成的目标布置或复合目标。该示例中的目标布置包括靠近地定位在一起的四个目标(例如，光栅)32至35，使得四个目标将全部处于由量测设备的量测辐射照射束形成的测量斑点31内。因此，四个目标全部被同时照射并且同时成像在传感器19和23上。在专用于测量重叠的示例中，目标32至35本身是复合光栅，该复合光栅由被图案化在衬底W上形成的半导体装置的不同层中的重叠光栅形成。目标32至35可以具有不同偏置的重叠偏移，以便于测量形成了复合光栅的不同部分的层之间的重叠。下面将参考图7解释重叠偏置的含义。目标32至35的取向也可以不同(如所示出的)，从而在X和Y方向上衍射入射辐射。在一个示例中，目标32和34是分别具有+d偏置和-d偏置的X方向光栅。目标33和35是分别具有+d偏移和-d偏移的Y方向光栅。可以在传感器23捕获的图像中识别这些光栅的分离的图像。这仅是目标布置的一个示例。目标布置可以包括多于或少于4个目标，或者仅包括单个目标。

图6(b)示出了通过在图5的设备中使用图6(a)的目标并且通过使用来自图5(d)的孔径板13NW或13SE，可以形成在传感器23上并且由传感器23检测的图像的示例。虽然光瞳平面图像传感器19不能分辨不同的单个目标32至35，但图像传感器23可以这样。黑色矩形表示传感器上的图像场，在该图像区域内，衬底上的照射点31被成像到相应的圆形区域41。在圆形区域41内，矩形区域42-45表示小目标光栅32至35的图像。如果目标位于产品区域，则产品特征在图像场的外围也可能是可见的。图像处理器和控制器PU使用图案识别来处理这些图像，从而识别目标32至35的各自图像42至45。以这种方式，图像不必非常精准地在传感器帧内的特定位置处对准，这显著地在整体上改善了测量设备的产出。

一旦已识别目标的各自图像，就可以例如通过对所识别区域(例如，感兴趣区域ROI)内的所选择像素强度值求平均值或求和，来测量那些单个图像的强度。可以相互比较图像的强度和/或其他性质。可以组合这些结果以测量光刻过程的不同参数。重叠性能是这样的参数的重要示例。

在量测设备(例如，散射仪)的一个实施例中，量测设备适于通过测量反射光谱和/或检测配置中的不对称性来测量两个未对准光栅或周期性结构的重叠，不对称性与重叠程度相关。可以使用类似的方法来测量对特定目标的聚焦，这些特定目标被形成有取决于聚焦的不对称性。在重叠的情况下，两个(通常是两个重叠的)光栅结构可以应用于两个不同的层(不一定是连续层)中，并且可以基本上形成在晶片上的相同位置处。散射仪可具有如例如在申请人的另一专利申请EP1,628,164A中描述的对称检测配置，使得能够清楚滴区分任何不对称。这提供了一种测量光栅未对准的直接方法。通过周期性结构的不对称性来测量包含周期性结构的两层(作为目标)之间的重叠误差的进一步示例可以在PCT专利申请公开号WO 2011/012624或美国专利申请US 20160161863中找到，其通过引用整体并且入本文。

对于基于衍射的重叠(DBO)量测，仅使用来自由堆叠光栅衍射的辐射的强度信息就可导出重叠。这产生了高度依赖于波长的测量敏感性，由于测量了堆叠的折射率。这种波长依赖性(通常由摆动曲线描述)也高度依赖于堆叠的组成和厚度，这导致了过程稳定性挑战。

在产品区域附近、产品区域内部或与产品区域相邻的目标上的重叠测量问题是光学串扰问题。在相邻(产品)结构和量测目标之间的光学串扰可干扰重叠测量。例如，使用完全空间相干照射可能由于复杂场的相干相加而引起系统伪影(诸如振影和散斑)。通过示例的方式，已经在模拟中证明了这种效应。为了估计相邻产品对重叠测量的影响，除了存在和不存在相邻产品之外，模拟还在相同条件下对相同目标进行测量。根据ROI的尺寸函数(即，根据对应于光栅的区域的百分比的函数，该对应于光栅的区域被求平均值以获得该光栅的强度值)，从模拟测量来计算重叠误差(即，重叠测量相对于模拟的实际重叠的误差)。该模拟示出了相比于不存在相邻产品，当存在相邻产品时存在更大摆动和更大峰值(更大的重叠误差)，这种增加的摆动以数倍增大。

来自周围产品的光学串扰是来自周围特征的光学场相干衍射的表现。不连续特征，诸如边界(例如，相邻产品(其类似于用作相邻光栅焊盘或目标)的边界边缘)可导致特别强烈的串扰问题。这可以通过考虑如下的已知现象来理解：利用相干源照射的有限孔径表现来自其边界的衍射，并且来自边界的衍射条纹与边界共形。

图7是上述模拟的示意性布局，该布局说明了这一点。相邻产品P被建模为具有沿x取向的光栅向量的衍射光栅。目标X^+d、X^-d、Y^+d、Y^-d的每个以及相邻产品P的纵向边界表现出振影特征，该振影特征与边界自相似并且横跨x方向传播(假设x方向上照射入射)。这由箭头表示，其说明(x取向光栅的)相邻产品P引起了对X目标X^+d、X^-d的串扰，但是沿y方向不明显或者至少影响不显著。因此，来自X目标X^+d、X^-d的±1阶衍射信号将受到相邻产品P的影响。

现在将描述旨在减轻该特征的多个目标设计。在全文中，术语“目标”将用于描述单个焊盘或区域，该单个焊盘或区域可以形成较大目标布置或复合目标的部分(如图6中说明的)，例如以用于测量感兴趣参数，诸如重叠。目标包括至少一个既不平行于也不垂直于(即，倾斜于)产品结构的方向(例如，主要方向)(例如，该方向可以限定衬底或管芯的x/y坐标系)的边界。在此上下文中，目标的边界可以描述用于标记目标范围的外围或包络，并且可以包括复合目标布置(包括多于一个目标(目标焊盘))的内部边界；即，内部边界可以是在典型的基于衍射的重叠类型目标布置中，将+d偏置X方向目标与+d偏置Y方向目标分开的边界中的一个或两个。

在实施例中，目标包括至少一个既不平行于也不垂直于(即，倾斜于)衬底上的产品结构(更具体地为相邻产品)的边界或边缘。在进一步的实施例中，目标可以包括至少两个既不平行于也不垂直于相邻产品的边界。相邻产品的取向是指相邻产品的边界的方向和/或包括在相邻产品内的重复结构的周期特性的方向中的一个或多个。在本公开的上下文中，相邻或邻近可被认为是指在用于执行测量的量测工具的视场内。在其他实施例中，相邻或邻近可表示在60μm以内、50μm以内、40μm以内、30μm以内、20μm以内或10μm以内。

例如，至少一个边界的角度可以相对于相邻产品在10和80度之间、相对于相邻产品在20和70度之间、或者相对于相邻产品在30和60度之间。在一些实施例中，至少一个边界与相邻产品成45度。例如，光栅取向(光栅向量的取向)可以沿至少一个边界取向或以常规方式取向(例如，沿产品取向)。

图8示出了三种不同的目标布置设计，每个目标布置设计包括四个目标；第一方向上的第一对目标X^+d、X^-d、U^+d、U^-d以及第二方向上的第二对目标Y^+d、Y^-d、V^+d、V^-d，一对中的每个目标具有不同的偏置(例如，常规上用于在两个方向上测量重叠)。在每种情况下，目标布置中的至少一个目标的倾斜边界(即，既不平行于也不垂直于产品结构和/或衬底的坐标系的边界)被标记为B_O。

在图8(a)中，目标布置的边界(因此全部四个目标的目标区域)相对于相邻产品以45度取向。然而，光栅向量在倾斜目标区域内通常沿x和y方向取向。因此，在衬底和产品的坐标系内，每个目标X^+d、X^-d、Y^+d、Y^-d可以包括菱形形状，并且更具体地，可以包括45度倾斜的正方形(90度菱形)或矩形(实际上，目标可以为接近正方形的矩形，类似于目前通常使用的常规取向目标)。注意的是，图8的实施例中的这些目标可包括以除了45度之外的(倾斜)角度倾斜的矩形。

图8(b)示出了以与图8(a)类似的方式布置和取向的目标边界和目标区域，但是目标区域内的光栅向量也沿边界取向，使得第一对目标U^+d、U^-d的光栅向量与第二对目标V^+d、V^-d的光栅向量正交。以这种方式，光栅以及目标区域和边界也以45/-45度取向。注意的是，这些目标中的每个将在x和y方向两者上测量重叠信号；下面描述将捕获的测量信号转换成x和y方向上的重叠的方法。

图8(c)示出了一种布置，其中目标U^+d、U^-d、V^+d、V^-d是三角形并且组装在一起使得完整的复合目标布置是正方形或矩形形状。这可有助于将目标布置容纳在典型层设计(通常假设正方形目标布置)中的为量测保留的区域中。此外，这种目标布置具有更高的面积效率和紧凑性，以为给定衬底区域(例如，每个可用衬底面(real estate))提供更多的焊盘。这种对可用衬底面的更优化使用为选择更佳ROI提供了更多机会，因此能够提高重叠测量的稳定性(这也使用于下面描述的图9和10布置)。

在每种情况下，(至少一些)目标边界的取向使来自目标和来自产品的衍射条纹之间的重叠最小化。通过这种方式，提出的具有倾斜边界的布局通过最小化目标产品相互作用来实现减少串扰的目的。通过将光栅角度(光栅向量)也不同于产品取向，可以进一步增强这种效果。更具体地，倾斜边界最小化图像平面中的重叠，并且另一方面，倾斜光栅最小化光瞳(傅立叶)平面中的重叠。

所示的目标布置的另一优点在于，在每种情况下，具有平行光栅向量的目标对被定位以最小化它们的在场内衍射特征之间的重叠。这最小化了具有平行光栅向量的目标之间的光栅内串扰。例如，在图8(a)的目标布置的情况下，，两个x目标沿y维度放置(反之亦然)。类似地，在图8(b)、图8(c)、图9(a)和图9(b)以及图11(a)的目标布置中，包括平行光栅向量的目标对没有对准与目标对的光栅向量轴线正交的方向，而是发生偏移(例如，没有目标在光栅向量方向上以平行于光栅方向直接位于另一目标的前方或后方)。更具体地，在这些示例(除了图9(b)的示例)的每个中，偏移使得在与目标对的光栅向量轴线正交的方向上没有目标的重叠。诸如使得衍射重叠最小化的目标放置导致来自目标对的两个目标的衍射信号同相相加(无相对相位)。

旋转的重叠目标理想地应该在照射时并且检测角度与光栅节距的取向对准的情况下测量。这可以在光学器件中得到解决，但是非常困难和/或昂贵。虽然这仍然在本公开的范围内，但是替代地，提出了在与光栅相同的角度下旋转晶片。

图9(a)示出了针对任意节距取向角度概括的目标布置。在该示例中，将沿新坐标系u，v提供重叠结果OV_u，OV_v。可通过以下将这些重叠结果OV_u，OV_v转换为常规坐标系(x，y)中的重叠值OV_x，OV_y：

OV_x＝OV_u·cos(θ)-OV_v·sin(θ)

OV_y＝OV_u·sin(θ)+OV_v·cos(θ)

其中θ是相对于x的光栅角度。这种处理也适用于图8(b)和8(c)的示例，其中θ＝45°。

图9(b)说明了图9(a)的概括的节距角度目标布置的变型。在该示例中，每个U^+d、U^-d、V^+d、V^-d包括相同形状和尺寸，其中如常规一样在中心处(而不是偏离中心)具有“孔”或间隙。注意的是，图8的目标也可以适用于提供这样的孔。

图9的目标布置的一种应用是使光栅向量能够沿倾斜产品结构取向。倾斜产品结构(例如，具有倾斜字线和/或位线的存储器布置)有时用于优化产品收缩率。使光栅沿产品结构取向将有助于重叠测量并且使它们更加稳定。

代替图9的布置，可优选地采用图8(b)或图8(c)的布置，使得目标边界保持在45/-45度，但光栅沿(倾斜)产品结构取向，其中倾斜产品结构以除了45度以外的角度倾斜(相对于x/y坐标系)。这所具有额外的主要好处在于，目标边界不沿产品结构取向，从而抑制已经讨论的串扰。在某些这种情况下，可能仅针对单个方向就足以测量重叠，而无需两个方向。因此，诸如图10中示出的双目标布置可能是合适的。这将简化目标布置布局并且减小衬底面。图10示例的光栅沿产品方向取向(每个目标具有不同的偏移)。两个目标的边界处的边界角度可以与光栅成相同的角度、成45度(如此处所示的)或成其他角度。

在另一变型中，四个目标布置可以包括在两个非正交方向上的目标(而不是以上示例中的两个正交方向)。光栅角度可以独立于单个层约束进行对准。例如，第一目标对可以与存储器(例如，DRAM)阵列的位线对准，而第二目标对可以与字线对准。注意的是，当测量这种目标布置时，由于非垂直衍射角，传感器中存在额外的反射风险。因此，当测量非正交光栅角度的目标布置时，应当考虑波长/节距范围的限制，以避免某些衍射角。

与产品结构对准的目标可以与被旋转为不与产品结构对准(倾斜于产品结构)的这种目标组合。这种目标可用于调查和/或估计串扰对产品结构的影响并且纠正这种影响。

图11(a)示出了具有对准目标(由平行于x或y的箭头指示的四个目标)和倾斜目标(由不平行于x或y的箭头指示的四个目标)的目标布置的具体示例。对于这种目标布置，应当针对每个目标对(例如，按方向划分的对)分别地计算重叠敏感度(K)。这由图11(b)进行说明，图11(b)示出了u、v、x和y方向中的每个方向的重叠敏感度K_u、K_v、K_x和K_y。由于重叠参数中的冗余信息，存在用于两个附加(强度或不对称)校正参数的空间，例如空间地或偏置角度相关的参数。这种特定的八边形布置进一步在区域有效的封装中提供了90度旋转对称性。

图12示出了目标的另一实施例，该目标包括与作为下层中的底部光栅BG的筛型倾斜2D光栅(例如，2D对准光栅)组合的上层中的倾斜顶部光栅TG(诸如以上描述的)。这种目标可以用作组合的对准和重叠目标，从而减小衬底面并且减少对准至重叠误差。顶部光栅TG可以包括上述倾斜光栅目标布置中的任何一种；并且更具体地，可以包括作为图8(c)所示的布置的替代方案的图9(b)的布置(例如，具有中心孔以帮助对准测量)。

在进一步的实施例中，提出了一种目标(例如，正方形/矩形目标)，其中所有边界平行于产品或垂直于产品的，光栅平行于或垂直于产品，但是具有倾斜取向的子分段。目标光栅的子分段有时用于遵守某些设计规则。例如，子分段可以包括类似产品的结构，例如该结构可低于用于测量它们的量测工具的分辨率极限。倾斜取向的子分段也可用于与上述其他目标和目标布置中的任何一种组合。这种布置可能有助于整体重叠准确度(例如更好地限定起始/结束基线)。

在具有子分段的其他实施例中，目标可以包括本文中描述的目标布置中的任何一种，以及具有一个或多个倾斜边界和可选地倾斜光栅向量，并且包括与衬底的x/y坐标系中的一个或两个和产品结构对准的子分段。

在一些量测工具(目前的或未来的)中，平行的传感器阵列可用于同时地测量多个目标以增加产出。图13(a)示出了常规晶片取向(例如，零度)情况下测量的这种布置。每个方块表示目标，每个圆圈表示相应的用于测量目标的传感器。当测量旋转到倾斜角度的晶片时(例如，测量具有上述的倾斜光栅的目标中的任何一个)，很明显的是因为传感器阵列不能简单地相应旋转，所以这种平行测量会造成问题。然而，图13(b)示出了，如果旋转角度是场尺寸高/宽比的一部分，则旋转晶片上的目标仍然可以用平行传感器阵列测量(例如，同时地使用一半传感器)。

已经(基于数值模拟)证明上述目标能够将周围结构放置为非常接近于目标，并且甚至具有与目标相似的节距，但是对导致光学串扰的影响是鲁棒的。例如，图8(a)中示出的目标的模拟显示了当存在相邻产品区域时，相比于传统目标具有小得多的重叠误差。此外，图8(b)中示出的目标的模拟附加地显示了重叠误差之间的极小的差异，以及在存在相邻产品区域和不存在相邻产品区域的情况下被测量时的作为ROI大小的函数的重叠误差摆动曲线。因此，这种设计不仅减少了由于来自产品的串扰引起的重叠误差，而且还减少了光栅内串扰的影响，从而使得对于存在相邻产品几乎完全不敏感。

上述概念扩展至用于形成所描述和公开的目标的图案形成装置或掩模版，和/或这种目标被曝光/印制在其上的衬底或晶片。

作为光学量测方法的替代方案，还考虑使用软X-射线或EUV辐射，例如波长范围在0.1nm和100nm之间，或可选地在1nm和50nm之间或可选地在10nm和20nm之间的辐射。使用以上呈现的波长范围的一个的量测工具的一个示例是透射小角度X-射线散射(如US2007224518A中的T-SAXS，其内容通过引用整体并入本文)。Lemaillet等人在“FinFET结构的光学测量和X-射线散射测量的相互比较”(SPIE规程，2013,8681)中讨论了使用T-SAXS的轮廓(CD)测量。使用X射线(GI-XRS)和极紫外(EUV)辐射进行掠入射的反射技术是已知用于测量衬底上的层的薄膜和堆叠的性质。在反射量测的通用领域内，可以应用测角和/或光谱技术。在测角技术中，测量具有不同入射角的反射束的变化。另一方面，光谱反射量测技术测量(使用宽带辐射)以给定角度反射的波长的光谱。例如，在制造用于EUV光刻的掩模版(图案形成装置)之前，已经使用EUV反射量测技术来检查掩模底板。

应用的范围可能使得在软X-射线或EUV域中无法充分使用波长。因此，公开的专利申请US20130304424A1和US2014019097A1(Bakeman等人/KLA)描述了混合量测技术，其中将使用X-射线进行的测量和利用在120nm和2000nm的范围内的波长的光学测量组合在一起，以获得参数(诸如CD)的测量。通过一个或多个共同点将X-射线数学模型和光学数学模型进行耦合来获得CD测量。所引用的美国专利申请的内容通过引用整体并入本文。

图14描绘了量测设备302的示意表示图，其中可使用波长范围从0.1nm至100nm的辐射来测量衬底上的结构的参数。图4中呈现的量测设备302适用于软X-射线或EUV域。

图14示出了量测设备302的示意性物理布置，该量测设备302包括以掠入射方式使用EUV和/或SXR辐射的光谱散射仪，这仅作为示例。可以以角度分辨散射仪的形式提供检查设备的替代形式，该角度分辨散射仪使用正入射或接近正入射的辐射，这与在较长波长下操作的常规散射仪类似。

检查设备302包括辐射源310、照射系统312、衬底支撑件316、检测系统318、398和量测处理单元(MPU)320。

在该示例中，源310包括基于高次谐波生成(HHG)技术的EUV或软X-射线辐射发生器。这种源例如可从美国科罗拉多州博尔德市的KMLabs获得(http://www.kmlabs.com/)。辐射源的主要部件是驱动激光器330和HHG气室332。气体供应件334向气室提供合适的气体，在气室气体可选地被电源336电离。例如，驱动激光器300可以是一种带有光学放大器的基于光纤的激光器，其产生每个脉冲可持续例如小于1ns(1纳秒)并且根据需要脉冲重复率高达几兆赫兹的红外辐射脉冲。例如，红外辐射的波长可以在1μm(1微米)的范围内。激光脉冲作为第一辐射束340被传送到HHG气室332，其中在气体中，一部分辐射被转换成比第一辐射更高的频率，从而成为包括期望波长或多个波长的相干第二辐射的束342。

第二辐射可以包含多个波长。如果辐射是单色的，则可以简化测量计算(例如重构)，但是使用HHG更易于产生具有多个波长的辐射。气室332内的气体体积限定了HHG空间，尽管该空间不需要被完全封闭并且可以使用气体流代替静态体积。例如，气体可以是稀有气体，诸如氖(Ne)或氩(Ar)。N2、O2、He、Ar、Kr、Xe气体都可以被考虑。这些是设计选择的问题，并且甚至在相同设备内可以是可选择的选项。例如，在对不同材料的结构进行成像时，不同的波长将提供不同的对比度水平。例如，对于金属结构或硅结构的检查，可以选择不同的波长来用于(碳基材料的)抗蚀剂的成像特征，或用于检测这些不同材料的污染。可以提供一个或多个滤光装置344。例如，诸如铝(Al)薄膜的滤光器可用于阻止基础IR辐射进一步穿过进入检查设备。可以提供光栅(未示出)以从在气室中产生的那些波长中选择一个或多个特定谐波波长。部分或全部束路径可被包括在真空环境中，并且注意的是，SXR辐射在空气中行进时会被吸收。辐射源310和照射光学器件312的各种部件可以是可调整的，以在相同设备内实施不同的量测“选配方案”。例如，可以选择不同的波长和/或偏振。

根据进行检查的结构的材料，不同的波长可以提供进入下层中的期望穿透水平。为了解决最小器件特征和最小器件特征中的缺陷，短波长很可能是优选的。例如，可以选择在1-20nm的范围内的波长、或可选地在1-10nm的范围内的波长、或可选地在10-20nm的范围内的波长中的一个或多个。当半导体制造中通常感兴趣的材料发生反射时，小于5nm的波长的临界角非常低。因此，选择大于5nm的波长将提供具有更高入射角的更强信号。另一方面，如果检查任务是用于检测某种材料的存在(例如检测污染)，则高达50nm的波长可能会很有用。

过滤束342从辐射源310束进入检查室350，其中包括感兴趣结构的衬底W由衬底支撑件316保持以在测量位置处进行检查。感兴趣结构被标记为T。通过真空泵352将检查室350内的空气环境保持为接近真空，从而EUV辐射可以穿过该空气环境而不会过度衰减。照射系统312具有将辐射聚焦成聚焦束356的功能，并且可以如公开的美国专利申请US2017/0184981A1(其内容通过引用整体并入本文)中描述的包括例如二维曲面镜或一系列一维曲面镜。当投影到感兴趣结构时，执行聚焦来实现直径小于10μm的圆形或椭圆形斑点S。衬底支撑件316包括例如X-Y平移台和旋转台，通过它们可以将衬底W中的任何部分以期望的取向移动到束的焦点。因此，在感兴趣结构上形成辐射点S。替代地或附加地，衬底支撑件316包括例如倾斜台，倾斜台可以以特定角度使衬底W倾斜，从而控制聚焦束在感兴趣结构T上的入射角。

可选地，照射系统312向参考检测器314提供参考辐射束，参考检测器314可以被配置为测量过滤束342中的不同波长的光谱和/或强度。参考检测器314可以被配置为产生被提供给处理器310和滤光器的信号315，该信号315可以包括关于过滤束342的光谱和/或过滤束中的不同波长的强度的信息。

反射辐射360被检测器318捕获，并且光谱被提供给处理器320以用于计算目标结构T的性质。照射系统312和检测系统318因此形成检查设备。该检查设备可以包括在US2016282282A1(其内容通过引用整体并入本文)中描述的那种类型的软X-射线和/或EUV光谱反射仪。

如果目标T具有一定的周期特性，则聚焦束356的辐射也可能被部分地衍射。衍射辐射397以相对于入射角随后相对于反射辐射360以明确定义的角度沿着另一路径是。在图4中，以示意方式示出了所绘制的衍射辐射397并且衍射辐射397可以沿着许多其他路径而不是所绘制的路径。检查设备302还可以包括另外的检测系统398，其检测和/或成像衍射辐射397的至少一部分。在图4中绘制了单个另外的检测系统398，但是检查设备302的实施例还可以包括多于一个的另外的检测系统398，它们被布置在不同位置处以在多个衍射方向检测和/或成像衍射辐射397。换言之，通过一个或多个另外的检测系统398来检测和/或成像撞击在目标T上的(更高)衍射阶的聚焦辐射束。一个或多个检测系统398产生被提供到量测处理器320的信号399。信号399可以包括衍射光397的信息和/或可以包括从衍射光397获得的图像。

为了帮助斑点S与期望的产品结构对准和聚焦，检查设备302还可以在量测处理器320的控制下使用辅助辐射来提供辅助光学器件。量测处理器320还可以与位置控制器372通信，位置控制器372操作平移台、旋转台和/或倾斜台。处理器320通过传感器接收关于衬底的位置和取向的高准确度反馈。例如，传感器374可以包括可以给出皮米范围内的准确度的干涉仪。在检查设备302的操作中，由检测系统318捕获的光谱数据382被传输到量测处理单元320。

如上所述，检查设备的替代形式使用软X-射线和/或EUV辐射进行正入射或接近正入射，以例如执行基于衍射的不对称性测量。可以在混合量测系统中提供两种类型的检查设备。待测量的性能参数可以包括重叠(OVL)、临界尺寸(CD)、相干衍射成像(CDI)和分辨率重叠(ARO)量测。软-X射线和/或EUV辐射可以例如具有小于100nm的波长，例如使用5-30nm的范围内的辐射，可选地使用在10nm至20nm的范围内的辐射。辐射在特征上可以是窄带或宽带。辐射可在特定波长带中具有离散的峰值，或者可具有更连续的特征。

与目前生产设施中使用的光学散射仪一样，检查设备302可用于测量光刻单元内处理的抗蚀剂材料内的结构(显影后检查或ADI)，和/或在它们已经形成硬材料中之后测量结构(蚀刻后检查或AEI)。例如，在衬底已经被显影装置、蚀刻装置、退火装置和/或其他装置处理之后，可以使用检查装置302来检查衬底。

对于SXR量测，尤其被认为是针对较小(5x5μm)目标在技术上非常难以实现低满溢(0.01％)。对于这种工具，应当理解的是，使用旋转或倾斜的目标(如本文中所公开的，特别是在目标光栅也相对于产品旋转的情况下)会使得目标的整个衍射信号相对于产品的光瞳而围绕着该光瞳的中心旋转，从而将来自目标和产品的衍射完全分开。这完全消除了满溢的影响。原则上任意的小角度都可以实现这一点，但是在实践中，由于有限的束发散(这表示它实际上在锥体中衍射，而不是以单个角度衍射)，因此应当使用5mrad或更大数量级的角度。以这种方式，在检测器398上检测到的图案相对于周围产品结构具有用于旋转目标的单独区域。

在包括多个目标的复合目标布置的另一实施例中，诸如包括用于DBO类测量的多个重叠偏置的目标布置，这种目标布置可以使用多个旋转(即，每个目标包括不同的旋转)进行组合并且通过一次采集进行测量。这节省了移动时间并且消除了测量之间的漂移。

对此的另一种实现是在目标中仅使用单个偏置，并且使目标小到大约一半的入射测量辐射落在目标上而另一半落在产品结构上。可以使用无偏置产品结构作为DBO测量中的DBO对的不同偏置目标。

这种旋转/倾斜目标(包括具有旋转节距的目标)易于实现(印制)。这些设计不仅限于空间相干照射，还可以与使用空间非相干照射或部分空间相干照射的工具结合使用。本文中描述的方法通常可以应用于需要光学串扰抑制的任何情况。所提出的方法独立于现有的专注于传感器和成像方面的方法(例如，瞳孔掩模、瞳孔变迹等)。因此，所提出的方法提供了一种附加的解决方案，其可以协同实施以增强其他方法。简而言之，它在用于减轻光学串扰的“工具包”中提供了附加的独立“工具”。

虽然上面的原理是关于重叠目标和重叠目标布置进行描述的，但它们也可以应用于其他感兴趣参数；例如用于推断用于印制目标的聚焦设置的聚焦目标。这种聚焦目标可以包括例如印制具有依赖于聚焦的不对称性的基于衍射的聚焦目标，依赖于聚焦的不对称性可以通过例如图5的量测工具测量。其他应用包括用于测量CD和/或其他感兴趣尺寸的目标(例如，作为轮廓重构的一部分)。另一可能的应用是基于图像的重叠(IBO)，其中可以针对每个层旋转目标。每层的目标取向甚至可能不同。

在以下编号条项中公开了其它实施例：

1.一种图案形成装置，该图案形成装置用于将产品结构图案化到衬底上，该图案形成装置包括：

目标图案化元件，所述目标图案化元件用于图案化能够推断感兴趣参数的至少一个目标，以及

产品图案化元件，所述产品图案化元件用于图案化所述产品结构；

其中，所述目标图案化元件和所述产品图案化元件被配置为使得所述至少一个目标具有至少一个边界，所述至少一个边界既不平行也不垂直于所述衬底上的所述产品结构。

2.根据条项1限定的图案形成装置，所述目标图案化元件被配置为使得所述至少一个边界相对于所述产品结构在10度和80度之间。

3.根据条项1限定的图案形成装置，所述目标图案化元件被配置为使得所述至少一个边界相对于所述产品结构在20度和70度之间。

4.根据前述条项中的任一项限定的图案形成装置，所述目标图案化元件被配置为使得所述目标包括周期性结构，该周期性结构具有平行或垂直于所述产品结构的周期特性的方向。

5.根据条项1至3中的任一项限定的图案形成装置，其中所述目标图案化元件被配置为使得所述目标包括周期性结构，该周期性结构具有既不平行也不垂直于所述产品结构的周期特性的方向。

6.根据条项5限定的图案形成装置，其中所述目标图案化元件被配置为图案化至少一对所述目标，每个目标具有周期性结构，所述周期性结构具有相互不同的周期特性的方向，所述周期特性的方向既不平行也不垂直于所述产品结构。

7.根据前述条项中的任一项限定的图案形成装置，其中所述目标图案化元件被配置为使得所述至少一个目标的所有边界既不平行也不垂直于所述产品结构。

8.根据条项7限定的图案形成装置，其中所述目标图案化元件被配置为使得所述目标包括菱形形状。

9.根据条项8限定的图案形成装置，其中所述目标图案化元件被配置为使得所述目标包括以既不垂直于也不平行于所述产品结构的角度取向的矩形或正方形。

10.根据条项1至6中的任一项限定的图案形成装置，其中所述目标图案化元件被配置为使得所述目标包括三角形形状。

11.根据条项10限定的图案形成装置，其中所述目标图案化元件被配置为以矩形或正方形的目标布置来图案化四个所述目标。

12.根据前述条项中的任一项限定的图案形成装置，其中所述目标图案化元件被配置为以目标布置来图案化两对所述目标，该目标布置包括用于在第一测量方向上测量感兴趣参数的第一对和用于在第二测量方向上测量感兴趣参数的第二对，并且使得第一对目标不对准在第二测量方向上并且第二对目标不对准在第一测量方向上。

13.根据条项12限定的图案形成装置，其中所述第一测量方向和所述第二测量方向相互垂直。

14.根据前述条项中的任一项限定的图案形成装置，其中所述目标图案化元件被配置为使得所述至少一个目标具有至少一个边界，该至少一个边界既不平行也不垂直于由产品图案化元件限定的产品区域的边界和产品图案化元件的周期特性的方向中的一个或两者。

15.根据条项14限定的图案形成装置，其中衬底具有由产品结构的主要取向限定的坐标系；并且所述目标图案化元件被配置为使得所述至少一个目标具有所述至少一个边界，该至少一个边界既不平行也不垂直于衬底的坐标系。

16.根据条项15限定的图案形成装置，其中由产品图案化元件限定的产品区域的所述边界和/或产品图案化元件的周期特性的方向都平行于或垂直于衬底的坐标系。

17.根据条项14至16中的任一项限定的图案形成装置，其中产品图案化元件的至少一些相对于目标图案化元件定位。

18.根据条项14至16中的任一项限定的图案形成装置，其被配置为与包括量测工具的特定光刻系统一起使用，所述量测工具具有限定的视场；并且产品图案化元件的至少一些位于图案形成装置上的目标图案化元件的距离内，使得在衬底上目标和产品结构之间的相应距离在量测工具的所述视场内。

19.根据条项17或18限定的图案形成装置，其中产品图案化元件的至少一些位于图案形成装置上的目标图案化元件的距离内，使得在衬底上目标和产品结构之间的相应距离在彼此50μm内。

20.根据前述条项中的任一项限定的图案形成装置，其中所述目标图案化元件和产品图案化元件被配置为使得所述至少一个目标包括具有周期特性的第一方向的周期性结构，所述周期特性的第一方向平行于产品结构的周期特性的第一方向。

21.根据条项20限定的图案形成装置，其中所述目标图案化元件被配置为图案化仅由一对所述目标组成的目标布置，每个所述目标具有所述周期特性的第一方向。

22.根据条项20限定的图案形成装置，其中所述目标图案化元件被配置为图案化包括具有所述周期特性的第一方向的第一对所述目标和具有周期特性的第二方向的第二对所述目标的目标布置。

23.根据条项22限定的图案形成装置，其中所述目标图案化元件被配置为使得所述第二方向垂直于第一方向。

24.根据条项22限定的图案形成装置，其中所述目标图案化元件和产品图案化元件被配置为使得所述第二方向不垂直于第一方向并且平行于产品结构的周期特性的第二方向。

25.根据前述条项中的任一项限定的图案形成装置，其中所述目标图案化元件被配置为使目标具有子分段；其中子分段的周期特性的方向既不平行于也不垂直于所述产品结构。

26.根据条项1至24中的任一项限定的图案形成装置，其中所述目标图案化元件被配置为使目标具有子分段；并且其中子分段的周期特性的方向平行于或垂直于所述产品结构。

27.一种图案形成装置，该图案形成装置用于将产品结构图案化到衬底上，该图案形成装置包括：

目标图案化元件，所述目标图案化元件用于图案化至少一个目标，从至少一个目标能够推断感兴趣参数，所述目标图案化元件被配置为形成子分段式目标；以及产品图案化元件，所述产品图案化元件用于图案化所述产品结构；

其中，所述目标图案化元件和产品图案化元件被配置为使得子分段式目标的子分段的周期特性的方向既不平行也不垂直于所述衬底上的所述产品结构。

28.一对互补图案形成装置，其包括第一图案形成装置和第二图案形成装置，其中所述一对互补图案形成装置中的至少一个包括根据前述条项中的任一项的图案形成装置，其中所述第一图案形成装置中的目标图案化元件被配置为在第一层中提供第一目标，并且所述第二图案形成装置中的目标图案化元件被配置为在第二层中提供与所述第一目标重叠的第二目标，所述第一目标和第二目标一起形成重叠目标，所述感兴趣参数重叠。

29.根据条项28限定的一对互补图案形成装置，其中所述第一图案形成装置和第二图案形成装置各自包括根据前述条项中的任一项限定的互补图案形成装置中的一个。

30.根据条项28限定的一对互补图案形成装置，其中所述第一图案形成装置包括目标图案化元件，所述目标图案化元件被配置为使得所述第一目标包括既不平行也不垂直于所述产品结构对准的二维光栅；并且目标图案化元件能够用于测量对准。

31.一种衬底，其包括使用根据前述条项中的任一项限定的图案形成装置或一对图案形成装置来在光刻过程中形成的目标或目标布置。

32.一种衬底，包括：

产品结构，所述产品结构能够操作以形成功能集成电路或功能集成电路的部分；以及

用于测量的目标，从该目标能够推断感兴趣参数，

其中，所述目标具有至少一个边界，该至少一个边界既不平行也不垂直于所述产品结构。

尽管在本文中可以具体地参考光刻设备在IC制造中的使用，但是应当理解，本文中描述得光刻设备可具有其他应用。可能的其他应用包括集成光学系统、用于磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等的制造。

尽管在本文中可以在光刻设备的上下文中具体参考本发明的实施例，但是本发明的实施例可以在其他设备中使用。本发明的实施例可以形成掩模检查设备、量测设备、或者测量或处理诸如晶片(或其他衬底)或掩模(或其他图案形成装置)的物体的任何设备。这些设备通常可以称为光刻工具。这种光刻工具可以使用真空条件或环境(非真空)条件。

尽管上面可能已经在光学光刻的上下文中具体参考了本发明的实施例的使用，但是应当理解，本发明不限于光学光刻，并且在上下文允许的情况下，本发明可以在例如压印光刻的其他应用中使用。

尽管上面已经描述了本发明的特定实施例，但是应当理解，本发明可以以不同于所描述的方式来实践。上面的描述旨在是说明性的，而不是限制性的。因此，对于本领域技术人员将很清楚的是，可以在不脱离下面阐述的权利要求的范围的情况下，对所描述的本发明进行修改。

Claims

1.一种图案形成装置，所述图案形成装置用于将产品结构图案化到衬底上，所述图案形成装置包括：

目标图案化元件，所述目标图案化元件用于对能够推断感兴趣参数的至少一个目标图案化，以及

其中，所述目标图案化元件和所述产品图案化元件被配置为使得所述至少一个目标具有至少一个边界，所述至少一个边界既不平行于也不垂直于所述衬底上的所述产品结构。

2.根据权利要求1所述的图案形成装置，所述目标图案化元件被配置为使得所述至少一个边界相对于所述产品结构在10度和80度之间。

3.根据前述权利要求中的任一项所述的图案形成装置，所述目标图案化元件被配置为使得所述目标包括周期性结构，所述周期性结构具有平行或垂直于所述产品结构的周期特性的方向。

4.根据权利要求1或2中的任一项所述的图案形成装置，其中所述目标图案化元件被配置为使得所述目标包括周期性结构，所述周期性结构具有既不平行于也不垂直于所述产品结构的周期特性的方向，

以及其中，可选地，所述目标图案化元件被配置为图案化至少一对所述目标，每一个目标具有周期性结构，所述周期性结构具有既不平行于也不垂直于所述产品结构的周期特性的相互不同的方向。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的图案形成装置，其中所述目标图案化元件被配置为使得所述至少一个目标的所有边界既不平行于也不垂直于所述产品结构，并且

其中可选地，所述目标图案化元件被配置为使得所述目标包括菱形形状。

6.根据权利要求5所述的图案形成装置，其中所述目标图案化元件被配置为使得所述目标包括以既不垂直于也不平行于所述产品结构的角度取向的矩形或正方形。

7.根据权利要求1至4中的任一项所述的图案形成装置，其中所述目标图案化元件被配置为使得所述目标包括三角形形状，

其中可选地，所述目标图案化元件被配置为以矩形或正方形的目标布置来图案化四个所述目标。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的图案形成装置，其中所述目标图案化元件被配置为以目标布置来图案化两对所述目标，所述目标布置包括用于在第一测量方向上测量所述感兴趣参数的第一对目标和用于在第二测量方向上测量所述感兴趣参数的第二对目标，并且使得所述第一对目标不与所述第二测量方向对准并且所述第二对目标不与所述第一测量方向对准，并且

其中可选地，所述第一测量方向和所述第二测量方向相互垂直。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的图案形成装置，其中所述目标图案化元件被配置为使得所述至少一个目标具有至少一个边界，所述至少一个边界既不平行于也不垂直于由所述产品图案化元件限定的产品区域的边界和所述产品图案化元件的周期特性的方向中的一者或两者。

10.根据权利要求9所述的图案形成装置，其中所述衬底具有由所述产品结构的主要取向限定的坐标系；并且所述目标图案化元件被配置为使得所述至少一个目标具有所述至少一个边界，所述至少一个边界既不平行于也不垂直于所述衬底的坐标系。

11.根据权利要求9至10中的任一项所述的图案形成装置，其被配置为与包括量测工具的特定光刻系统一起使用，所述量测工具具有限定的视场；并且所述产品图案化元件的至少一些位于所述图案形成装置上的所述目标图案化元件的距离内，使得在所述衬底上所述目标和所述产品结构之间的相应距离在所述量测工具的所述视场内。

12.一种图案形成装置，所述图案形成装置用于将产品结构图案化到衬底上，所述图案形成装置包括：

目标图案化元件，所述目标图案化元件用于图案化至少一个目标，从所述至少一个目标能够推断感兴趣参数，所述目标图案化元件被配置为形成子分段式目标；以及产品图案化元件，所述产品图案化元件用于图案化所述产品结构；

其中，所述目标图案化元件和所述产品图案化元件被配置为使得所述子分段式目标的子分段的周期特性的方向既不平行于也不垂直于所述衬底上的所述产品结构。

13.一对互补图案形成装置，其包括第一图案形成装置和第二图案形成装置，其中所述一对互补图案形成装置中的至少一个包括根据前述权利要求中的任一项所述的图案形成装置，其中所述第一图案形成装置中的目标图案化元件被配置为在第一层中提供第一目标，并且所述第二图案形成装置中的目标图案化元件被配置为在第二层中提供与所述第一目标重叠的第二目标，所述第一目标和第二目标一起形成重叠目标，所述感兴趣参数重叠。

14.一种衬底，其包括使用根据前述权利要求中的任一项所述的图案形成装置或一对图案形成装置来在光刻过程中形成的目标或目标布置。

15.一种衬底，包括：

产品结构，所述产品结构能够操作以形成功能集成电路或所述功能集成电路的部分；以及

用于测量的目标，从所述目标能够推断感兴趣参数，

其中，所述目标具有至少一个边界，所述至少一个边界既不平行于也不垂直于所述产品结构。