CN115552221A - 包括目标布置的衬底和相关联的至少一个图案形成装置、光刻方法和量测方法 - Google Patents

包括目标布置的衬底和相关联的至少一个图案形成装置、光刻方法和量测方法 Download PDF

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Abstract

披露了一种衬底和相关联的图案形成装置。所述衬底包括适于光刻过程的量测的至少一个目标布置，所述目标布置包括至少一对相似的目标区，所述至少一对相似的目标区被布置成使得所述目标布置是中心对称的、或至少用于在单个方向上的测量的目标区一起是中心对称的。也披露了一种用于测量所述衬底的量测方法。也披露了一种量测方法，包括测量这种目标布置和根据散射辐射确定所关注的参数的值，同时校正所使用的量测设备的变形。

Description

包括目标布置的衬底和相关联的至少一个图案形成装置、光 刻方法和量测方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年5月7日递交的欧洲申请20173476.1和于2020年6月25日递交的欧洲申请20182160.0的优先权，并且这些欧洲申请的全部内容通过引用并入本文中。
技术领域
本发明涉及一种用于光刻过程的量测的目标布置，以及涉及一种用于测量光刻过程的参数的方法。
背景技术
光刻设备是将期望的图案施加至衬底上(通常施加至衬底的目标部分上)的机器。光刻设备可以用于例如集成电路(IC)的制造中。在那种情况下，图案形成装置(其替代地被称为掩模或掩模版)可以用于产生待形成在IC的单层上的电路图案。可以将这种图案转印至衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括管芯的一部分、一个管芯或若干管芯)上。通常经由成像至被设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上来进行图案的转印。通常，单个衬底将包含被连续地图案化的相邻目标部分的网络。在光刻过程中，期望频繁地对所产生的结构进行测量，例如，用于过程控制和验证。用于进行这些测量的各种工具是众所周知的，包括常常用于测量临界尺寸(CD)的扫描电子显微镜，和用于测量重叠(器件中两个层的对准准确度的量度)的专用工具。可以依据两个层之间的未对准程度来描述重叠，例如，对为1nm的所测量的重叠的参考可以描述两个层未对准1nm的情形。
近来，已开发用于光刻领域中的各种形式的散射仪。这些装置将辐射束引导至目标上且测量散射辐射的一个或更多个性质-例如，作为波长的函数的在单个反射角下的强度；作为反射角的函数的在一个或更多个波长下的强度；或作为反射角的函数的偏振-以获得可以用于确定目标的所关注的性质的“光谱”。可以通过各种技术来执行所关注的性质的确定：例如，通过诸如严格耦合波分析或有限元方法之类的迭代方法来进行的目标的重构；库搜索；和主成份分析。
由常规散射仪使用的目标是相对较大的光栅，例如40μm乘40μm，并且测量束产生小于光栅的斑(即，光栅欠填充)。这种情形简化了目标的数学重构，这是因为目标可以被视为无限的。然而，为了减小目标的大小，例如减小至10μm乘10μm或更小，例如因此其可以定位在产品特征当中而不是划线中，已提议使光栅小于测量斑(即光栅过填充)的量测。通常使用暗场散射测量来测量这些目标，其中阻挡零衍射阶(对应于镜面反射)，并且仅处理较高阶。可以在国际专利申请WO 2009/078708和WO 2009/106279中找到暗场量测的示例，所述申请的文件的全文由此以引用方式并入。专利公开US20110027704A、US20110043791A和US20120242970A已描述技术的进一步开发。在US2010201963A1和US2011102753A1中描述为了改善生产量对设备的修改。所有这些申请的内容也以引用方式并入本文中。使用衍射阶的暗场检测的基于衍射的重叠实现对较小目标的重叠测量。这些目标可以小于照射斑且可以由晶片上的产品结构环绕。目标可以包括可以在一个图像中测量的多个光栅。
在已知量测技术中，通过在某些条件下测量重叠目标两次，同时旋转重叠目标或改变照射模式或成像模式以分开地获得-1衍射阶强度和+1衍射阶强度来获得重叠测量结果。关于给定重叠目标的强度不对称性(这些衍射阶强度的比较)提供目标中的不对称性的测量结果。重叠目标中的这种不对称性可以用作重叠(两个层的不期望的未对准)的指示器。
量测测量的已知方法可能受到量测设备的不利影响，例如，光学柱的缺陷可能引发所形成的图像的变形，变形可能会不利地影响所得到的量测。
发明内容
将会期望能够以提高的准确度执行光刻过程的量测。
在第一方面中，本发明提供一种衬底，包括适于光刻过程的量测的至少一个目标布置，所述目标布置包括至少一对相似的目标区，所述至少一对相似的目标区被布置成使得所述目标布置是中心对称的、或至少用于在单个方向上的测量的目标区一起是中心对称的。
在第二方面中，本发明提供至少一个图案形成装置，包括被配置成用于对束进行图案化以形成适于光刻过程的量测的至少一个目标布置的一个或更多个目标特征，所述目标布置包括至少一对相似的目标区，所述至少一对相似的目标区被布置成使得所述目标布置是中心对称的、或至少用于在单个方向上的测量的目标区一起是中心对称的。
在第三方面中，本发明提供一种光刻方法，包括：获得至少一个图案形成装置，所述至少一个图案形成装置包括被配置成用于对束进行图案化以形成适于光刻过程的量测的至少一个目标布置的一个或更多个目标特征，所述目标布置包括至少一对相似的目标区，所述至少一对相似的目标区被布置成使得所述目标布置是中心对称的、或至少用于在单个方向上的测量的目标区一起是中心对称的；和使用所述至少一个图案形成装置在衬底上形成至少一个目标布置。
在第四方面中，本发明提供一种量测方法，包括：a)获得包括适于光刻过程的量测的至少一个目标布置的衬底，所述目标布置包括至少一对相似的目标区，所述至少一对相似的目标区被布置成使得所述目标布置是中心对称的、或至少用于在单个方向上的测量的目标区一起是中心对称的；b)利用测量照射来照射所述目标布置并且捕获来自所述目标布置的所得到的散射辐射；和c)根据所述散射辐射确定所关注的参数的值，同时校正用于执行至少步骤b)的量测设备的变形。
下文参考随附附图详细地描述本发明的另外的特征和优点，以及本发明的各个实施例的结构和操作。应注意，本发明不限于本文中所描述的特定实施例。本文中仅出于说明性目的而呈现这样的实施例。基于本文中包含的教导，另外的实施例将会对于相关领域技术人员显而易见。
附图说明
现在将参考随附附图仅作为示例来描述本发明的实施例，在所述附图中：
图1描绘根据本发明的实施例的光刻设备；
图2描绘根据本发明的实施例的光刻单元或光刻簇；
图3包括：(a)用于使用第一对照射孔来测量目标的暗场散射仪的示意图；(b)针对给定照射方向的目标光栅的衍射光谱的细节；(c)在使用散射仪以用于基于衍射的重叠测量时提供另外的照射模式的第二对照射孔；和(d)将第一对孔与第二对孔组合的第三对照射孔；
图4描绘在衬底上的已知形式的多光栅目标、以及测量斑轮廓；
图5描绘在图3的散射仪中所获得的图4的目标的图像；
图6(a)至图6(h)描绘根据本发明的实施例的目标布置的示例；
图7(a)和图7(b)描绘根据本发明的实施例的能够如何从非中心对称布置提取中心对称的目标区；和
图8(a)和图(b)图示根据本发明的实施例的目标布置的两种测量配置。
具体实施方式
在详细地描述本发明的实施例之前，呈现可以用于实施本发明的实施例的示例环境是有指导性的。
图1示意性地描绘光刻设备LA。所述设备包括：照射光学系统(照射器)IL，所述照射光学系统被配置成调节辐射束B(例如UV辐射或DUV辐射)；图案形成装置支撑件或支撑结构(例如掩模台)MT，所述图案形成装置支撑件或支撑结构被构造成支撑图案形成装置(例如掩模)MA且连接至被配置成根据某些参数来准确地定位所述图案形成装置的第一定位器PM；衬底台(例如晶片台)WT，所述衬底台被构造成保持衬底(例如涂覆有抗蚀剂的晶片)W且连接至被配置成根据某些参数来准确地定位所述衬底的第二定位器PW；和投影光学系统(例如折射型投影透镜系统)PS，所述投影光学系统被配置成将由图案形成装置MA赋予至辐射束B的图案投影至衬底W的目标部分C(例如包括一个或更多个管芯)上。
照射光学系统可以包括用于引导、成形或控制辐射的各种类型的光学或非光学部件，诸如折射型、反射型、磁性型、电磁型、静电型或其它类型的部件、或其任何组合。
图案形成装置支撑件以依赖于图案形成装置的取向、光刻设备的设计和其它条件(诸如(例如)图案形成装置是否被保持在真空环境中)的方式来保持图案形成装置。图案形成装置支撑件可以使用机械、真空、静电或其它夹持技术以保持图案形成装置。图案形成装置支撑件可以是(例如)框架或台，其可以根据需要而是固定的或可移动的。图案形成装置支撑件可以确保图案形成装置(例如)相对于投影系统处于期望的位置。可以认为本文中对术语“掩模版”或“掩模”的任何使用都与更上位的术语“图案形成装置”同义。
本文中所使用的术语“图案形成装置”应被广义地解释为是指可以用于在辐射束的横截面中向辐射束赋予图案以便在衬底的目标部分中产生图案的任何装置。应注意，例如，如果被赋予至辐射束的图案包括相移特征或所谓的辅助特征，则所述图案可以不确切地对应于衬底的目标部分中的期望的图案。通常，被赋予至辐射束的图案将对应于目标部分中所产生的装置(诸如集成电路)中的特定功能层。
图案形成装置可以是透射型的或反射型的。图案形成装置的示例包括掩模、可编程反射镜阵列，和可编程LCD面板。掩模在光刻中是众所周知的，并且包括诸如二元、交替相移和衰减相移的掩模类型，以及各种混合式掩模类型。可编程反射镜阵列的示例使用小反射镜的矩阵布置，所述小反射镜中的每个小反射镜可以被单独倾斜，以便使入射辐射束在不同方向上反射。被倾斜的反射镜在由反射镜矩阵反射的辐射束中赋予图案。
如这里所描绘的，设备属于透射类型(例如使用透射型掩模)。替代地，设备可以属于反射类型(例如，使用如上文提及的类型的可编程反射镜阵列，或使用反射型掩模)。
光刻设备也可以属于如下类型：其中衬底的至少一部分可以由具有相对较高折射率的液体(例如，水)覆盖，以便填充投影系统与衬底之间的空间。也可以将浸没液体施加至光刻设备中的其它空间，例如，掩模与投影系统之间的空间。浸没技术在本领域中被众所周知地用于增大投影系统的数值孔径。本文中所使用的术语“浸没”不意味着诸如衬底之类的结构必须浸没在液体中，而是仅意味着液体在曝光期间位于投影系统与衬底之间。
参考图1，照射器IL从辐射源SO接收辐射束。例如，当源是准分子激光器时，源和光刻设备可以是分立的实体。在这样的情况下，不认为源形成光刻设备的部分，并且辐射束是借助于包括(例如)合适的定向反射镜和/或扩束器的束传递系统BD而从源SO传递至照射器IL。在其它情况下，例如，当源是汞灯时，源可以是光刻设备的组成部分。源SO和照射器IL连同束传递系统BD(在需要时)可以被称为辐射系统。
照射器IL可以包括用于调整辐射束的角强度分布的调整器AD。通常，可以调整照射器的光瞳平面中的强度分布的至少外部径向范围和/或内部径向范围(通常分别被称为σ-外部和σ-内部)。另外，照射器IL可以包括各种其它部件，诸如，积分器IN和聚光器CO。照射器可以用于调节辐射束，以在其横截面中具有期望的均一性和强度分布。
辐射束B入射到被保持在图案形成装置支撑件(例如，掩模台MT)上的图案形成装置(例如，掩模)MA上，并且由所述图案形成装置来图案化。在已横穿图案形成装置(例如掩模)MA的情况下，辐射束B穿过投影光学系统PS，投影光学系统PS将所述束聚焦至衬底W的目标部分C上，由此将图案的图像投影于目标部分C上。借助于第二定位器PW和位置传感器IF(例如干涉装置、线性编码器、2D编码器或电容式传感器)，可以准确地移动衬底台WT，例如以便将不同的目标部分C定位在辐射束B的路径中。类似地，第一定位器PM和另一位置传感器(其未在图1中明确地描绘的)可以用于(例如)在从掩模库的机械获取之后或在扫描期间相对于辐射束B的路径来准确地定位图案形成装置(例如，掩模)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(例如，掩模)MA和衬底W。虽然如所图示的衬底对准标记占据专用目标部分，但所述衬底对准标记可以位于目标部分之间的空间中(这些标记被称为划线对准标记)。类似地，在多于一个管芯被设置在图案形成装置(例如，掩模)MA上的情形中，掩模对准标记可以位于所述管芯之间。小的对准标记物也可以被包括在装置特征当中的管芯内，在这种情况下，期望使标记物尽可能地小且无需与邻近特征不同的任何成像或过程条件。下文进一步描述检测对准标记物的对准系统。
这种示例中的光刻设备LA属于所谓的双平台类型，其具有两个衬底台WTa、WTb以及两个站-曝光站和测量站-在所述两个站之间可以交换衬底台。在曝光站处曝光一个台上的一个衬底的同时，可以在测量站处将另一衬底装载至另一衬底台上且进行各种预备步骤。所述预备步骤可以包括使用水平传感器LS来映射衬底的表面控制，和使用对准传感器AS来测量衬底上的对准标记物的位置。这种情形实现设备的生产量的相当大增加。
所描绘的设备可以用于多种模式中，包括例如步进模式或扫描模式。光刻设备的构造和操作对于本领域技术人员来说是众所周知的，并且为理解本发明，无需对其进行进一步描述。
如图2中示出的，光刻设备LA形成光刻系统的部分，其被称为光刻单元LC或光刻元或光刻簇。光刻单元LC也可以包括用于对衬底执行曝光前过程和曝光后过程的设备。通常，这些设备包括用于沉积抗蚀剂层的旋涂器SC、用于显影曝光后的抗蚀剂的显影器DE、激冷板CH和焙烤板BK。衬底输送装置或机器人RO从输入/输出端口I/O1、I/O2拾取衬底，在不同过程设备之间移动衬底，并且接着将衬底传递至光刻设备的进料台LB。常常被统称为轨道或涂覆显影系统的这些装置是在轨道或涂覆显影系统控制单元TCU的控制下，轨道或涂覆显影系统控制单元TCU自身受到管理控制系统SCS控制，管理控制系统SCS也经由光刻控制单元LACU来控制光刻设备。因此，不同的设备可以被操作以最大化生产量和处理效率。
为了正确地且一致地曝光由光刻设备曝光的衬底，期望检查曝光后的衬底以测量性质，诸如后续层之间的重叠误差、线厚度、临界尺寸(CD)等。因此，定位有光刻单元LC的制造设施也包括测量系统MET，量测系统MET接收已在光刻单元中处理的衬底W中的一些或全部。将量测结果直接或间接地提供至管理控制系统SCS。如果检测到误差，则可以对后续衬底的曝光进行调整，尤其是在可以足够迅速地且快速地完成检查以使得同一批量的其它衬底仍待曝光的情况下。此外，已被曝光的衬底可以被剥离和返工以改善产率或被舍弃，由此避免对已知有缺陷的衬底执行进一步处理。在衬底的仅一些目标部分有缺陷的情况下，可以仅对良好的那些目标部分执行进一步曝光。
在量测系统MET内，使用检查设备以确定衬底的性质，并且尤其确定不同衬底或同一衬底的不同层的性质如何在不同层间变化。检查设备可以集成至光刻设备LA或光刻单元LC中，或可以是单独的装置。为了实现最快速测量，期望使检查设备紧接在曝光之后测量曝光后的抗蚀剂层中的性质。然而，抗蚀剂中的潜像具有非常低的对比度-在已曝光至辐射的抗蚀剂的部分与还未曝光至辐射的抗蚀剂的部分之间仅存在非常小的折射率差-且不是所有检查设备都具有足够的敏感度以对潜像进行有用测量。因此，可以在曝光后焙烤步骤(PEB)之后采取测量，曝光后焙烤步骤(PEB)通常是对曝光后的衬底所进行的第一步骤且增大抗蚀剂的曝光部分与未曝光部分之间的对比度。在这样的阶段，抗蚀剂中的图像可以被称为半潜像。也可能对显影后的抗蚀剂图像进行测量-这时，抗蚀剂的曝光部分或未曝光部分已被移除-或在诸如蚀刻之类的图案转印步骤之后对显影后的抗蚀剂图像进行测量。后一种可能性限制返工有缺陷衬底的可能性，但仍可以提供有用信息。
图3(a)中示出量测设备。图3(b)中更详细地图示目标T和用于照射所述目标的测量辐射的衍射射线。所图示的量测设备属于被称为暗场量测设备的类型。在这样的所描绘的量测设备仅是示例性的，以提供对暗场量测的解释。量测设备可以是单独的装置，或被并入例如测量站处的光刻设备LA中或被并入光刻单元LC中。在整个设备中具有若干分支的光轴由虚线O表示。在这样的设备中，由源11(例如氙气灯)发射的光由包括透镜12、14和物镜16的光学系统经由分束器15而引导至衬底W上。这些透镜被布置成4F布置的双重序列。可以使用不同的透镜布置，只要这些透镜布置仍将衬底图像提供至检测器上，并且同时地允许访问即通往中间光瞳平面以用于空间频率滤波。因此，可以通过定义在呈现衬底平面的空间光谱的平面(这里被称为(共轭)光瞳平面)中的空间强度分布来选择辐射入射到衬底上的角度范围。特别地，这可以通过在为物镜光瞳平面的背向投影式图像的平面中在透镜12与透镜14之间插入合适的形式的孔板13来进行这种选择。在所图示的示例中，孔板13具有不同的形式，被标注为13N和13S，从而允许选择不同的照射模式。本示例中的照射系统形成离轴照射模式。在第一照射模式中，孔板13N提供从仅出于描述起见被指明为“北”的方向的离轴。在第二照射模式中，孔板13S用于提供相似的照射，但提供从被标注为“南”的相反方向的照射。通过使用不同的孔或孔阑，其它照射模式是可能的。光瞳平面的其余部分期望地是暗的，这是由于期望的照射模式之外的任何不必要的光将干涉期望的测量信号。
如图3(b)中示出，目标T被放置成使得衬底W垂直于物镜16的光轴O。衬底W可以由支撑件(图中未示出)支撑。与轴线O成角度而照射到目标T上的测量辐射射线I引起一个零阶射线(实线0)和两个一阶射线(点划线+1和双点划线-1)。应记住，在利用过填充的小目标的情况下，这些射线仅仅是覆盖包括量测目标T和其它特征的衬底区域的许多平行射线中的一条射线。由于板13中的孔具有有限的宽度(接收有用量的光所必要的)，因此入射射线I实际上将占据一角度范围，并且衍射射线0和+1/-1将稍微散开。根据小目标的点扩散函数，每个阶+1和-1将在角度范围上而进一步散布，而不是如所示出的单条理想射线。应注意，目标的光栅间距和照射角度可以被设计或调整成使得进入物镜的一阶射线与中心光轴接近地对准。图3(a)和图3(b)中所图示的射线被示出为稍微离轴，以仅地使其能够在图示中被更容易地区分。
由衬底W上的目标T衍射的至少0阶和+1阶由物镜16收集，并且被返回引导通过分束器15。返回至图3(a)，通过指明被标注为北(N)和南(S)的完全相反的孔来图示第一照射模式和第二照射模式两者。当测量辐射的入射射线I来自光轴的北侧时(即，当使用孔板13N来应用第一照射模式时)，被标注为+1(N)的+1衍射射线进入物镜16。与此对比，当使用孔板13S来应用第二照射模式时，-1衍射射线(标注为-1(S))是进入透镜16的衍射射线。
第二分束器17将衍射束划分成两个测量分支。在第一测量分支中，光学系统18使用零阶衍射束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)。每个衍射阶射中传感器上的不同点，使得图像处理可以比较和对比若干阶。由传感器19捕获的光瞳平面图像可以用于聚焦量测设备和/或归一化一阶束的强度测量。也可以出于诸如重构之类的许多测量目的来使用光瞳平面图像。
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，在与光瞳平面共轭的平面中提供孔径光阑21。孔径光阑21用于阻挡零阶衍射束，使得形成在传感器23上的目标的图像是仅由-1或+1阶束形成。由传感器19和23捕获的图像被输出至处理图像的处理器PU，所述处理器的功能将依赖于正在被执行的测量的特定类型。应注意，这里在广义上使用术语“图像”。因而，如果存在-1阶和+1阶中的仅一个，则将不形成光栅线的图像。
图3中示出的孔板13和场光阑21的具体形式仅是示例。在本发明的另一实施例中，使用目标的同轴照射，并且使用具有离轴孔的孔径光阑以将大致仅一个一阶衍射光传递至传感器。在其它示例中，可以使用两个象限孔。这可以使得能够同时检测正阶和负阶，如上文提及的US2010201963A1中所描述的。如上文提及的US2011102753A1所描述的，在检测分支中具有光楔(分段棱镜或其它合适的元件)的实施例可以用于分离所述阶以用于在单个图像中空间上成像。在又一其它实施例中，代替一阶束或除了一阶束以外，也在测量中使用二阶束、三阶束和更高阶束(图3中未图示)。在又一其它实施例中，可以使用分段棱镜来代替孔径光阑21，从而使得能够在图像传感器23上的空间上分离的部位处同时捕获+1和-1阶两者。
为了使测量辐射可以适应于这些不同类型的测量，孔板13可以包括围绕圆盘而形成的多个孔图案，所述圆盘旋转以使期望的图案处于适当的位置。应注意，孔板13N或13S可以仅用于测量在一个方向(依赖于设置而是X或Y)上定向的光栅。为了测量正交光栅，可以实施达90°和270°的目标旋转。图3(c)和图3(d)中示出不同的孔板。上文提及的先前已公布申请中描述这些孔板的使用以及设备的许多其它变化和应用。
图4描绘根据已知实践而形成在衬底上的重叠目标或复合重叠目标。这种示例中的重叠目标包括四个子目标(例如，光栅)32至35，所述子目标紧密定位在一起，使得其将全部在量测设备的由量测辐射照射束形成的测量斑31内。所述四个子重叠目标因此全部被同时地照射且同时地成像在传感器23上。在专用于重叠测量的示例中，子目标32至35自身是由在形成在衬底W上的半导体器件的不同层中被图案化的重叠光栅形成的复合结构。子目标32至35可以具有被不同偏置的重叠偏移，以便促进形成有复合子目标的不同部分的层之间的重叠的测量。子目标32至35也可以在其定向方面不同(如所示出的)，以便使入射辐射在X方向和Y方向上衍射。在一个示例中，子目标32和34是分别具有为+d、-d的偏置的X方向子目标。光栅33和35是分别具有偏移+d和-d的Y方向子目标。可以在由传感器23捕获的图像中识别这些子目标的单独的图像。这种仅是重叠目标的一个示例。重叠目标可以包括多于或少于4个子目标。
图5示出在使用来自图3(d)的孔板13NW或13SE的情况下在图3的设备中使用图4的重叠目标而可以形成在传感器23上且由传感器23检测的图像的示例。虽然光瞳平面图像传感器19不能分辨不同的单独的子目标32至35，但图像传感器23可以进行这种分辨。阴影区域40表示传感器上的图像的场，在所述场内，衬底上的照射斑31成像至对应的圆形区域41中。在这样的圆形区域内，矩形区域42至45表示小重叠目标子目标32至35的图像。如果重叠目标位于产品区域中，则该图像场的周边中产品特征也可以是可见的。图像处理器和控制器PU使用图案识别来处理这些图像以识别子目标32至35的单独的图像42至45。以这种方式，图像不必须在传感器框架内的特定部位处非常精确地对准，这种情形非常大地改善了量测设备整体上的生产量。
一旦已识别重叠目标的单独的图像，就可以(例如)通过对所识别的区域内的所选像素强度值求平均值或求和来测量那些单独的图像的强度。可以将所述图像的强度和/或其它性质彼此进行比较。可以组合这些结果以测量光刻过程的不同参数。重叠性能是这种参数的重要示例。
例如，使用诸如上文提及的US20110027704A的申请中所描述的方法，测量子目标32至35内的两个层之间的重叠误差(即，不期望的和非有意的重叠未对准)。这种方法可以被称为基于微衍射的重叠(μDBO)。这种测量可以由重叠目标不对称性来进行，如通过比较其在+1阶和-1阶暗场图像中的强度所揭示(可以比较其它对应较高阶的强度，例如+2阶和-2阶)以获得强度不对称性的量度。
在使用诸如图4中所图示的多光栅目标的已知方法中，其中可以由以下方程确定重叠OV：
Figure BDA0003926976140000131
其中
Figure BDA0003926976140000132
是来自正偏置目标的+1衍射阶(例如强度值)；
Figure BDA0003926976140000133
是来自正偏置目标的-1衍射阶；
Figure BDA0003926976140000134
是来自负偏置目标的+1衍射阶；
Figure BDA0003926976140000135
是来自负偏置目标的-1衍射阶；
Figure BDA0003926976140000136
(例如在从正偏置目标的+1和-1强度中的不对称性)；以及
Figure BDA0003926976140000137
(例如从负偏置目标的+1和-1强度中的不对称性)。
可以就敏感度系数K对方程式1进行重新调配，所述系数K是具有与重叠无关的特定性质的依赖于叠层的参数(呈现完美目标)：
A+d+A-d＝K·OV (方程式2)
其中：
Figure BDA0003926976140000138
方程式2是简单的线性方程式，基于小的偏置值和重叠误差的假定(与形成子目标的光栅的间距进行比较)。然而，不对称性对在较宽范围内的重叠误差和偏置的依赖性具有大致正弦形式，并且也可以使用正弦模型而不是方程式2的线性模型。
使用四个不同的子目标的已知方法要求围绕每个子目标存在边界(图4和图5中未示出)，以使所述子目标在图像40中是独特的。这意味着归因于边缘效应，被图案化的区域的某一部分不可用。另外，仅两个特定偏移的使用强制执行上述线性的假定，这在真实关系非线性时可能导致不准确度。
光刻过程的量测的已知方法可能受到量测设备的不利影响，例如，光学柱的缺陷可能引发所形成的图像的变形，变形可能会不利地影响所得到的量测。另外，这样的缺陷是特定量测设备的具体性质，因此不同量测设备之间的差异可以不利地影响包括多个量测设备的环境中的量测过程。更具体地，这种变形对于目标、传感器和测量轮廓的给定组合是非常恒定的，并且因此将不会显现在横跨晶片测量的任何指纹中；其将给出恒定变形偏移。然而，由于这种变形偏移是取决于工具的，因此其将立即造成不可接受的高匹配问题。
因此，将会期望能够以提高的准确度执行光刻过程的量测。
本文中披露一种适于光刻过程的量测的目标布置，所述目标布置包括以中心对称方式布置的至少一对相似的目标区。所述中心对称布置可以使得至少一对相似的目标区(至少用于在单个方向上测量)在围绕中心对称点旋转过180度时将对于所述量测设备呈现为相同的；即，每对目标区的两个相似的目标区(或至少用于在单个方向上的测量的目标区)有效地调换位置。中心对称意味着如果目标布置是由在x和y(平行于衬底平面)中绘制的点组描述的，则每个点x、y具有不可区分的对应点-x、-y，其中原点限定中心对称点。
目标布置内的目标或目标区可以是适于测量存在于光刻晶片上的器件结构的重叠、焦距、剂量或物理参数的目标，所述物理参数诸如倾角、侧壁角、临界尺寸、和其它所关注的尺寸。目标布置内的目标可以是适于基于图像的量测(IBO)、适于基于衍射的量测(DBO)或其它形式的量测的目标。本文中所描述的目标可以适于数字全息量测。这种目标布置可以显现于衬底上(例如，如所印制的)或一个或更多个图案形成装置(例如，用于在所关注的参数是重叠时形成目标布置的两个层的两个图案形成装置)上。
所述目标布置可以包括至少第一对相似的目标区和第二对相似的目标区。每对中的目标区可以在它的多个构成周期性结构(其中目标区具有多于一个构成周期性结构)中的每个构成周期性结构的尺寸(长度和宽度)、间距、线宽和线/空间比率方面是类似的。如此，在这种情境下相似意味着大小和形式大致相同(例如，除了处理和其它非预期差异/变化之外)。在这样的情境下，“中心对称的一对目标区”或“一对目标区”可以包括两个对应且类似的区，这些区在衬底/晶片台围绕中心对称点旋转通过180度时在测量斑内相互代替。
在特定示例(例如，用于重叠量测)中，所述目标布置可以包括第一类型的第一对相似的目标区和第二类型的第二对目标区。在实施例中，两种类型的目标区每个可以包括分别具有第一间距和第二间距的两个构成周期性结构(每个层一个)，其中所述周期性结构的次序在所述两种类型之间调换；即，第一类型的目标区可以具有在其顶层中具有第一间距的结构以及在其底层中具有第二间距的结构，其中这些结构的次序对于第二类型的目标区反转。
在实施例中，所述目标布置可以包括每个测量方向的至少一对目标区(例如以在两个正交方向上执行量测)。在实施例中，所述目标布置可以包括每个测量方向的第一对目标区和第二对目标区(例如如上文所描述的)。两个方向目标布置的中心对称性可能与整个目标布置相关(即，在目标布置的中心处存在单个中心对称点)，或仅与单个方向的目标区相关(即，存在两个中心对称点，每个中心对称点在单个方向的目标区的中心处)。
目标区中的一个、一些或全部目标区各自可以包括整个目标(例如单个目标)，和/或目标区域的一个、一些或全部目标区可以包括较大(单个)目标的一部分。例如，如果针对所述目标布置可以识别中心对称的多对目标区(例如所关注的区)，则仍可以使用本身不是中心对称的目标布置。此外，单个目标可以被划分成多个目标区，即，其可以包括一对目标区，例如如果在中心对称点上居中(即以中心对称点为中心)。
量测设备中的缺陷的存在性在由所述设备所执行的测量中显现为变形。这种变形是特定量测设备的特性，并且因此当在不同量测设备上测量同一量测目标时，所述变形将不同。为了在对不同量测设备执行量测时使量测步骤准确，则期望将光刻过程的量测与每个量测设备的特定贡献进行解耦。可以通过在对目标的测量中产生例如具有所测量的参数(即被测参数)的已知改变的变换来实现这种解耦。例如，在平台旋转WR0的情况下(例如，在第一定向的情况下)测量所述量测参数且在WR180的平台旋转的情况下(例如，在相对于第一定向成180度的第二定向的情况下)测量同一参数通过例如改变所测量的重叠的正负号而引发所测量的重叠的改变，而基于变形的贡献保持不变。可以提取所关注的参数作为所述测量之间的相位的改变。换句话说，在两个定向的情况下，测量了基本上相同的目标布置，并且因而所述测量受到来自工具的确切相同变形的影响。然而，由于在多次采集之间旋转所述晶片，因此重叠具有改变的正负号。因此，在测量基本上相同(除了重叠具有改变的正负号之外)的情况下，可以获取重叠而作为测量之间的(例如相位)差。
这种机制特别适于量测目标，其中所测量的信号(即被测信号)的相位用于由所述量测步骤确定所述量测过程的所关注的参数。
图6描述各种目标布置使得测量了所关注的参数，而同时减轻(例如消除)所使用的量测设备的特定变形。符号“Ax”描述属于A型且适于测量在方向x上的光刻过程的参数的目标。类似地，“Bx”描述适于测量在方向x上的参数的B型目标。“Ay”和“By”是用于描述用于测量在方向y上的参数的A型和B型的目标。呈矩形或正方形形式的每个衬垫是量测目标，例如包括叠置光栅的目标，其中顶部光栅的间距不同于底部光栅的间距。在图6的标记中，A型目标具有比底部光栅的间距更小的顶部光栅间距，并且B型目标具有比底部光栅的间距更大的顶部光栅间距。
图6(a)和图6(b)示出其中每个目标区是单个正方形或矩形目标的布置，其中两者的目标围绕共同的中心对称点来布置。在图6(c)和图6(d)的布置中，多个中心目标区中的两个中心目标区由单个目标(被标注为Bx)形成，其中中心对称点处于这种目标的中心以便在点线的任一侧限定一对目标区。这样的布置示出用于不同的多对目标区的目标区的大小可以不同。图6(e)示出矩形目标布置，而图6(f)示出相似的布置，但其中目标区被划分成两个组。图6(g)示出一种布置，其中所述目标布置根据测量方向来分组并且其中仅这些方向组围绕相应的中心对称点CSPx、CSPy是中心对称的，而非整个目标布置为中心对称的。图6(h)示出第二布置，其中所述目标布置根据测量方向来分组，并且其中每个组具有奇数个目标(例如，3个目标)，使得中心目标区中的两个中心目标区在每个方向上由单个目标形成。
在图6的所有布置中，如衬底上所限定的所述目标布置具有期望的中心对称性(虽然仅在图6(g)和图6(h)示例中的每个方向)。然而，可以使用适于光刻过程的量测的任何目标布置，只要其包括被定位在所述目标布置内的至少两个目标区使得所述至少两个目标区的所测量的性质即被测性质(例如所关注的区)是中心对称的或在旋转(通过180度)后具有对称性。所述目标布置可能不以所需的中心对称方式布置。然而，假设可以识别对应的类似中心对称的目标区或所关注的区(ROI)，则可以执行所测量参数与不期望的量测对于工具特定的贡献的解耦。
图7图示这种实施例。图7(b)是自身不具有所需的中心对称性质的目标布置的示例。然而，通过谨慎选择ROI，可以识别对应的中心对称的多对目标区或ROI(具有相同尺寸和类型)。例如，虽然目标Ax和Ax'具有不同形状/尺寸，但其具有可以被选择为所关注的区ROI的对应的中心对称的多对目标区。以这种方式，图7(b)的非中心对称的目标布置可以与图7(a)/图6(a)的中心对称的目标布置、以及使得中心对称ROI放置能够属于本公开的范围的任何目标布置(包括至少两个目标)基本上相同的方式来测量。
用于测量所述光刻过程的参数的量测方法可以包括通过以下操作测量量测目标布置的至少两个目标区：利用辐射照射对应目标，检测由所述目标散射的辐射并且确定所述目标的测量中的性质，其中所述性质在旋转后具有对称性。测量的性质可以是所述目标布置的所测量的图像即被测图像中的所关注的区(ROI)。所述方法包括算法，所述算法用于选择ROI使得所选ROI在旋转通过180度之后是对称的(即，中心对称)。
例如，这种算法可以识别目标布置的图像(其可以是光瞳/傅里叶平面图像或像平面图像)内的具有大致相似图像标志(强度和/或相位图案)的类似区域，并且识别这些相似区域内的一对或更多对目标区(至少每个方向)，使得它们具有共同尺寸并且围绕中心对称点是中心对称的。中心对称点可以在确定ROI时由算法限定，或其可以是预定中心对称点(例如，如在图7(b)上被标注为CSP)。
所述方法的优点是:用以确定光刻过程的参数所必需的测量与量测设备的妨碍性贡献解耦,以及与目标布置内的目标的位置的可能的错误布置解耦。
在实施例中，形成所述目标布置中的目标的每个周期性结构的间距可以通过光辐射来分辨或可以不通过光辐射来分辨。
存在测量如本文中所披露的目标布置的多种方法。在每种情况下，可以分开地或同时地测量在每个方向上的目标。
在图8中所图示的实施例中，每次采集仅测量一组目标区，其中一组目标区包括每对相似的目标区中的仅一个目标区。这允许目标区是较大的，这是因为无需整个目标布置适配于测量斑内。图8(a)示出针对第一采集，在定向WR0处的目标布置，并且图8(b)示出针对第二采集，在WR180处的相同目标布置。应注意，在两种情况下，在测量斑MS中捕获目标区的基本上相似布置(除了重叠将具有改变的方向之外)。为了更好地图示这种情形，分开地识别每对相似的目标区中的每个目标区(即，针对x方向第一类型目标区的Ax1、Ax2等)，使得可以看到，其为图8(a)的测量斑MS中的被标注为“1”的目标区以及图8(b)的测量斑MS中的被标注为“2”的目标区。
应注意，对不同定向的提及不必意味着使衬底/目标布置实体地旋转。替代地，所述定向是相对于照射方向，并且可以例如通过从完全对置(即在直径方向上对置的)方向照射所述目标布置来改变照射，而不是旋转所述衬底。例如，这可以通过使用图3(a)(或图3(d))中所图示的完全相反孔13N、13S(或13E、13W)来进行。类似地，对旋转的任何提及同样地是指代照射方向/照射轮廓的改变。也已知可以同时地使用这些完全相反的孔对(或其它同时双向照射轮廓)，其中所得到的图像以光学方式分离且同时地被捕获，因此术语第一采集和第二采集不必暗指或暗示时间次序，这些采集可以是同时获取。
在另一实施例中，可以在两个定向测量整个目标布置。替代地，可以仅在单个定向(并且利用单次采集)测量整个目标布置。例如，如果不存在明显的变形梯度(即不论所述目标布置在测量斑内的哪个位置，变形都相同)，则这是可能的。这种方法可以包括：仅在单个定向(例如WR0)测量整个目标布置；以及根据第一类型目标区中的一个第一类型目标区和第二类型目标区中的一个第二类型目标区(例如图8的附图中的Ax1至Bx1或Ay1至By1)的重叠与第一类型目标区中的另一个第一类型目标区和第二类型目标区中的另一个第二类型目标区(例如图8的附图中的Ax2至Bx2或Ay2至By2)的重叠的差，来对重叠求平均值(例如每方向)。这是因为所述目标区将经受相反的变形，这些变形将抵消。
在实施例中，提出针对少于3个目标布置(例如，仅单个目标布置(使用(例如)前述方法中的任一方法))来测量变形偏移，并且将这种偏移应用于晶片上的所有其它目标布置。如果偏移非常稳定，则这种情形起作用。这意味着仅需要印制一个中心对称目标布置(例如每场一次，这是由于掩模版在不同场间重复)，并且可以使所有其它目标布置较小(例如，大小的一半)。这种构思还可以被扩展且包括在WR0和WR180两者的情况下测量晶片上的多个目标布置，以及训练模型(例如回归模型或机器学习模型，诸如神经网络)以针对所有其它目标布置来预测变形偏移。这也可以对于每场1个中心对称目标受训练，从而使所有其它目标是非中心对称的。也应注意，中心对称校准可以被包括在模型训练中，从而改善吞吐量。
在实施例中，形成每个衬垫(例如图8(a)的Ax1和Bx1)的顶部和底部光栅的线是以如下方式布置：当从上方成像时，Ax1的顶部光栅的至少一条线叠加在来自Ax1的底部光栅的线上或位于顶部上。这种布置在现有技术中被已知为“线上线(line-on-line)”。由于每个衬垫的顶部和底部光栅的不同间距，线上线对于遍及本发明中的多个实施例中所描述的目标是指代了单条线，或是指代了数对线(在若衬垫的间距与大小之间的关系允许的情况下)。在另一实施例中，相邻衬垫(例如图8(a)的Ax1和Bx1，或By2和Ay2，或Ay1和By1，或Bx2和Ax2)的线相对于彼此移位达由被形成在图像传感器上的条纹的间距的倍数除以8给出的距离。
在实施例中，可以由图4和图5中所描述的目标形成图6、图7和图8中所呈现的目标布局。在实施例中，图6(a)的衬垫Ax可以具有顶部光栅与底部光栅的相同的间距且相对于彼此移位达偏置+d，并且图6(a)的衬垫Bx可以在顶部光栅与底部光栅之间具有相同的间距且相对于彼此移位达偏置-d，其中+和-号指示偏置的方向(如例如从图4所理解的“正”和“负”偏置)。相似的偏置可以用于所述目标布置中的其余衬垫。以这种方式形成的这种目标是图4中所描述的目标的中心对称变体。这种经改善的中心对称目标可以考虑到照射变形(即，强度不均匀性)而更具有弹性。
量测工具的照射光学器件可能造成“均匀”变形，这可能不利于准确地测量所关注的量测的值。中心对称布局由于其几何形状而移除这样的效应。在实施例中，可以通过连续将图4中所描述的目标的中心对称变体的每个衬垫或2个图像采集步骤中的如图6、图7或图8中所描述的每对衬垫重新定中心来实现“均匀”变形抑制。
在重叠实施例中，如已经描述的，目标布置可以包括(例如每方向)：一对A型目标，其具有在具备第二间距p2的光栅的顶部上的具备第一间距p1的光栅；和一对B型目标，针对所述目标调换这些光栅使得第二间距p2光栅在第一间距p1光栅的顶部上。在这种实施例中，可以根据以下方程式从分别正常和互补图像(例如分别来自+1衍射阶和-1衍射阶的傅里叶平面图像)中的A型与B型目标图像之间的相位差
Figure BDA0003926976140000201
提取重叠OV：
Figure BDA0003926976140000202
其中可以从每个图像测量相位来作为目标区的条纹(例如强度条纹)之间的距离。
可以了解，所示出的所有具体布置仅是示例，并且存在属于本公开的范围内的接近无限数目个可能的目标布置。例如，目标布置可以仅包括用于在仅单个方向上测量的目标区。也可以在衬垫之间添加间距以对抗串扰和/或视差问题。所图示的目标布置已是被设计成用于对于重叠进行的测量的那些目标布置。然而，本文中的构思也适用于被设计成用于对于另一所关注的参数的测量的目标布置。例如，聚焦布置(例如，形成有具有聚焦敏感不对称性的区)也可以受益，这是因为取决于聚焦的不对称性也将在测量中改变正负号且因此与取决于量测工具的变形偏移解耦。
与实现于衬底和图案形成装置上的所述目标的实体光栅结构相关联地，实施例可以包括计算机程序，所述计算机程序包含机器可读指令的一个或更多个序列，所述机器可读指令描述测量衬底上的目标和/或分析测量以获得关于光刻过程的信息的方法。可以(例如)在图3的设备中的单元PU内和/或图2的控制单元LACU内执行这种计算机程序。也可以提供其中储存有这种计算机程序的数据储存介质(例如半导体存储器、磁盘或光盘)。在例如属于图3所示类型的现有量测设备已在生产中和/或在使用中的情况下，本发明可以通过提供经更新的计算机程序产品来实施，所述经更新的计算机程序产品用于导致处理器执行计算重叠误差所必需的步骤。
所述程序可以可选地被布置成控制光学系统、衬底支撑件等等，以执行用以计算重叠误差以供测量合适的多个目标上的不对称性所必需的步骤。
因此，披露了适于光刻过程的量测的目标布置，所述目标布置包括被定位在所述目标布置内的至少两个目标使得所述目标布置在旋转后具有对称性。所述至少两个目标可以被定位在所述目标布置内，使得所述至少两个目标的所测量的性质在旋转后具有对称性。也披露了用于测量光刻过程的参数的方法，包括通过以下操作测量量测目标布置的至少两个目标：利用辐射照射所述目标，和检测由所述目标散射的辐射以及确定对所述目标的测量中的性质，其中所述性质在旋转后具有对称性。
在以下被编号的方面中描述本发明的另外的实施例：
1.一种衬底，包括适于光刻过程的量测的至少一个目标布置，所述目标布置包括至少一对相似的目标区，所述至少一对相似的目标区被布置成使得所述目标布置是中心对称的、或至少用于在单个方向上的测量的目标区一起是中心对称的。
2.根据方面1所述的衬底，其中，所述目标布置使得所述至少一对相似的目标区或至少用于在单个方向上的测量的目标区在围绕中心对称点旋转通过180度时对于所述量测设备而言将看来是相同的。
3.根据方面1或2所述的衬底，其中，所述至少一对相似的目标区包括至少第一对相似的目标区和第二对相似的目标区。
4.根据方面3所述的衬底，其中，所述第一对相似的目标区包括第一类型的目标区，并且所述第二对相似的目标区包括第二类型的目标区。
5.根据方面4所述的衬底，其中，所述第一类型的目标区包括在第一层中的具有第一间距的周期性结构和在第二层中的具有第二间距的周期性结构，并且所述第二类型的目标区包括在所述第一层中的具有所述第二间距的周期性结构和在所述第二层中的具有所述第一间距的周期性结构。
6.根据任一前述方面所述的衬底，其中，所述至少一对目标区包括每个测量方向的至少一对目标区，以用于在两个正交方向上执行量测。
7.根据任一前述方面所述的衬底，其中，所述目标布置具有对于每个测量方向的所述目标区而言的共同的中心对称点。
8.根据任一前述方面所述的衬底，其中，所述目标布置是中心对称的。
9.根据方面1至6中任一项所述的衬底，其中，所述目标布置对于每个测量方向的所述目标区具有单独的中心对称点。
10.根据方面9所述的衬底，其中，所述目标布置是每个测量方向均为中心对称的。
11.根据任一前述方面所述的衬底，其中，所述目标区中的每个目标区包括单独的目标结构。
12.根据方面1至10中任一项所述的衬底，其中，所述目标区中的至少一些目标区包括较大目标结构的一部分。
13.根据任一前述方面所述的衬底，其中，所述目标布置适于测量以下各项中的一项或更多项：重叠、焦距、剂量和与存在于所述衬底上的器件结构相关的物理参数。
14.根据任一前述方面所述的衬底，其中，所述目标布置适于基于图像的量测和/或适于基于衍射的量测。
15.至少一个图案形成装置，包括被配置成用于对束进行图案化以形成适于光刻过程的量测的至少一个目标布置的一个或更多个目标特征，所述目标布置包括至少一对相似的目标区，所述至少一对相似的目标区被布置成使得所述目标布置是中心对称的、或至少用于在单个方向上的测量的目标区一起是中心对称的。
16.根据方面15所述的至少一个图案形成装置，其中，所述一个或更多个目标特征被配置成使得形成所述目标布置，使得所述至少一对相似的目标区、或至少用于在单个方向上的测量的目标区在围绕中心对称点旋转通过180度时对于所述量测设备而言将看来是相同的。
17.根据方面15或16所述的至少一个图案形成装置，其中，所述一个或更多个目标特征被配置成使得所述至少一对相似的目标区包括至少第一对相似的目标区和第二对相似的目标区。
18.根据方面17所述的至少一个图案形成装置，其中，所述一个或更多个目标特征被配置成使得所述第一对相似的目标区包括第一类型的目标区且所述第二对相似的目标区包括第二类型的目标区。
19.根据方面18所述的至少一个图案形成装置，其中：
所述至少一个图案形成装置包括：第一图案形成装置，所述第一图案形成装置包括用于对束进行图案化以在第一层中形成结构的一个或更多个目标特征；和第二图案形成装置，所述第二图案形成装置包括用于对束进行图案化以在第二层中形成结构的一个或更多个目标特征；以及
所述第一图案形成装置和第二图案形成装置的所述一个或更多个目标特征使得：所述第一类型的目标区包括所述第一层中的具有第一间距的周期性结构和所述第二层中的具有第二间距的周期性结构，并且所述第二类型的目标区包括在所述第一层中的具有所述第二间距的周期性结构和在所述第二层中的具有所述第一间距的周期性结构。
20.根据方面15至19中任一项所述的至少一个图案形成装置，其中，所述一个或更多个目标特征被配置成使得所述至少一对目标区包括每个测量方向的至少一对目标区，以用于在两个正交方向上执行量测。
21.根据方面15至20中任一项所述的至少一个图案形成装置，其中，所述一个或更多个目标特征被配置成使得所述目标布置具有对于每个测量方向的所述目标区而言的共同的中心对称点。
22.根据方面15至21中任一项所述的至少一个图案形成装置，其中所述一个或更多个目标特征被配置成使得所述目标布置是中心对称的。
23.根据方面15至20中任一项所述的至少一个图案形成装置，其中，所述一个或更多个目标特征被配置成使得所述目标布置对于每个测量方向的所述目标区具有单独的中心对称点。
24.根据方面23所述的至少一个图案形成装置，其中，所述一个或更多个目标特征被配置成使得所述目标布置是每个测量方向均为中心对称的。
25.根据方面15至24中任一项所述的至少一个图案形成装置，其中，所述一个或更多个目标特征被配置成使得将所述目标区中的每个目标区限定为单独的目标结构。
26.根据方面15至25中任一项所述的至少一个图案形成装置，其中，所述一个或更多个目标特征被配置成使得所述目标布置适于测量以下各项中的一项或更多项：重叠、焦距、剂量和与存在于所述至少一个图案形成装置上的器件结构相关的物理参数。
27.根据方面15至26中任一项所述的至少一个图案形成装置，其中，所述一个或更多个目标特征被配置成使得所述目标布置适于基于图像的量测和/或适于基于衍射的量测。
28.根据方面15至27中任一项所述的至少一个图案形成装置，包括多个所述目标特征，每个目标特征用于形成目标布置或其构成层，其中所述多个目标特征中的仅一个目标特征或适当子集被配置成与所述至少一对相似的目标区形成目标布置或其构成层。
29.根据方面28所述的至少一个图案形成装置，其中，其余目标特征各自被配置成与所述至少一对相似的目标区中的仅一个目标区形成目标布置或其构成层。
30.一种光刻方法，包括：
获得至少一个图案形成装置，所述至少一个图案形成装置包括被配置成用于对束进行图案化以形成适于光刻过程的量测的至少一个目标布置的一个或更多个目标特征，所述目标布置包括至少一对相似的目标区，所述至少一对相似的目标区被布置成使得所述目标布置是中心对称的、或至少用于在单个方向上的测量的目标区一起是中心对称的；和
使用所述至少一个图案形成装置在衬底上形成至少一个目标布置。
31.根据方面30所述的光刻方法，其中，所述至少一个图案形成装置包括根据方面16至29中任一项所述的至少一个图案形成装置。
32.一种量测方法，包括：
a)获得包括适于光刻过程的量测的至少一个目标布置的衬底，所述目标布置包括至少一对相似的目标区，所述至少一对相似的目标区被布置成使得所述目标布置是中心对称的、或至少用于在单个方向上的测量的目标区一起是中心对称的；
b)利用测量照射来照射所述目标布置并且捕获来自所述目标布置的所得到的散射辐射；和
c)根据所述散射辐射确定所关注的参数的值，同时校正用于执行至少步骤b)的量测设备的变形。
33.根据方面32所述的量测方法，包括：
在其中所述衬底处于第一定向的第一采集并且其中所述衬底处于第二定向的第二采集中执行步骤b)，所述第二定向围绕所述目标布置的中心对称点相对于照射方向与所述第一定向成180度；并且
其中步骤c)包括使用来自所述第一采集和所述第二获取的测量数据以消除所述变形对所述所关注的参数的影响。
34.根据方面33所述的量测方法，包括每次采集仅测量一组目标区，其中一组目标区包括每对相似的目标区中的仅一个目标区。
35.根据方面33所述的量测方法，其中，在每次采集时测量所述完整目标布置。
36.根据方面32至35中任一项所述的量测方法，其中，所述至少一对相似的目标区包括至少第一对相似的目标区和第二对相似的目标区；以及
所述第一对相似的目标区包括第一类型的目标区，并且所述第二对相似的目标区包括第二类型的目标区。
37.根据方面36所述的量测方法，其中，所述第一类型的目标区包括在第一层中的具有第一间距的周期性结构和在第二层中的具有第二间距的周期性结构，并且所述第二类型的目标区包括在所述第一层中的具有所述第二间距的周期性结构和在所述第二层中的具有所述第一间距的周期性结构。
38.根据方面36或37所述的量测方法，包括仅在单个定向测量所述完整目标布置；并且其中步骤c)包括：
对第一差与第二差求平均值以消除所述变形对所述所关注的参数的所述影响，其中所述第一差包括从所述第一对相似的目标区中的第一目标区与所述第二对相似的目标区中的第一目标区获得的所关注的参数的值的差，并且所述第二差包括从所述第一对相似的目标区中的第二目标区与所述第二对相似的目标区中的第二目标区获得的所关注的参数的值的差。
39.根据方面32至38中任一项所述的量测方法，包括根据从所采集的散射辐射获得的所述目标布置的图像来识别对应的中心对称的相似的多对所关注的区。
40.根据方面39所述的量测方法，其中，所述所关注的区限定所述目标区。
41.根据方面32至40中任一项所述的量测方法，其中，所述衬底包括多个目标布置，并且所述衬底上的目标布置的仅适当子集包括被布置成中心对称的所述至少一对相似的目标区；并且所述方法包括：
仅根据对目标布置的所述适当子集的测量确定描述所述变形的变形偏移；和
利用所述变形偏移来校正来自不在所述适当子集中的所述多个目标布置中的至少一些目标布置的测量结果。
42.根据方面41所述的量测方法，其中，目标布置的所述适当子集包括每曝光场少于三个目标布置，并且其余目标布置中的至少一些目标布置包括所述曝光场中的其余目标布置。
43.根据方面32至40中任一项所述的量测方法，其中，所述衬底包括多个目标布置，并且所述衬底上的目标布置的仅适当子集包括被布置成中心对称的所述至少一对相似的目标区；并且所述方法包括：
获得能够操作以预测描述所述变形的变形偏移的经训练的模型；和
利用所述变形偏移来校正来自不在所述适当子集中的所述多个目标布置中的至少一些目标布置的测量结果。
44.根据方面43所述的量测方法，包括通过在其中所述衬底处于第一定向的第一采集以及其中所述衬底处于第二定向的第二采集中测量所述多个目标布置来训练所述模型的初始步骤，所述第二定向包括180度旋转。
45.根据方面32至44中任一项所述的量测方法，其中，所述至少一对目标区包括每个测量方向的至少一对目标区，以用于在两个正交方向上执行量测。
46.根据方面32至45中任一项所述的量测方法，其中，所述所关注的参数包括以下各项中的一项或更多项：重叠、焦距、剂量和与存在于所述衬底上的器件结构相关的物理参数。
47.一种计算机程序，包括能够操作以在运行于合适的设备上时导致量测设备执行根据方面32至45中任一项所述的方法的程序指令。
48.一种非暂时性计算机程序载体，包括根据方面47所述的计算机程序。
49.一种处理布置，包括：
根据方面47所述的非暂时性计算机程序载体；和
能够操作以运行所述计算机程序的处理器。
50.一种量测设备，包括根据方面49所述的处理布置。
51.一种光刻设备，包括：
用于支撑图案形成装置的图案形成装置支撑件；
用于支撑衬底的衬底支撑件；
其中所述光刻设备能够操作以执行根据方面30或31所述的方法。
虽然上文可以具体地参考在光学光刻术的情境下对本发明的实施例的使用，但应了解，本发明的实施例可以用于其它应用(例如，压印光刻术)中，并且在情境允许时不限于光学光刻术。在压印光刻术中，图案形成装置中的形貌限定产生于衬底上的图案。可以将图案形成装置的形貌压入被供应至衬底的抗蚀剂层中，在衬底上，抗蚀剂是通过施加电磁辐射、热、压力或其组合而固化。在抗蚀剂固化之后，将图案形成装置移出抗蚀剂，从而在其中留下图案。
本文中所使用的术语“辐射”和“束”涵盖所有类型的电磁辐射，包括紫外(UV)辐射(例如具有为或为约365nm、355nm、248nm、193nm、157nm或126nm的波长)和极紫外(EUV)辐射(例如具有在5nm至20nm的范围内的波长)，以及粒子束(诸如离子束或电子束)。
术语“透镜”在情境允许的情况下可以指各种类型的元件(包括折射型、反射型、磁性型、电磁型和静电型元件)中的任一个或其组合。
对具体实施例的前述描述将因此充分地揭示本发明的一般性质：在不背离本发明的一般概念的情况下，其他人可以通过应用本领域技术人员所了解的知识，针对各种应用容易地修改和/或调适这样的特定实施例，而无需进行过度实验。因此，基于本文中所呈现的教导和指导，这样的调适和修改意图在所公开的实施例的等效物的涵义和范围内。应理解，本文中的措辞或术语是出于(例如)描述而不是限制的目的，以使得本说明书的术语或措辞将要由本领域技术人员按照所述教导和所述指导来解释。
因此，本发明的广度和范围不应受上述示例性实施例中的任一示例性实施例的限制，而应仅根据随附的权利要求及其等效物来限定。

Claims (14)

1.一种衬底，包括适于光刻过程的量测的至少一个目标布置，所述目标布置包括至少一对相似的目标区，所述至少一对相似的目标区被布置成使得所述目标布置是中心对称的、或至少用于在单个方向上的测量的目标区一起是中心对称的。
2.根据权利要求1所述的衬底，其中，所述目标布置使得所述至少一对相似的目标区或至少用于在单个方向上的测量的目标区在围绕中心对称点旋转通过180度时对于所述量测设备而言将看来是相同的。
3.根据权利要求1或2所述的衬底，其中，所述至少一对相似的目标区包括至少第一对相似的目标区和第二对相似的目标区。
4.根据权利要求3所述的衬底，其中，所述第一对相似的目标区包括第一类型的目标区，并且所述第二对相似的目标区包括第二类型的目标区。
5.根据权利要求4所述的衬底，其中，所述第一类型的目标区包括在第一层中的具有第一间距的周期性结构和在第二层中的具有第二间距的周期性结构，并且所述第二类型的目标区包括在所述第一层中的具有所述第二间距的周期性结构和在所述第二层中的具有所述第一间距的周期性结构。
6.根据任一前述权利要求所述的衬底，其中，所述至少一对目标区包括每个测量方向的至少一对目标区，以用于在两个正交方向上执行量测。
7.根据任一前述权利要求所述的衬底，其中，所述目标布置具有对于每个测量方向的所述目标区而言的共同的中心对称点。
8.根据任一前述权利要求所述的衬底，其中，所述目标布置是中心对称的。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的衬底，其中，所述目标布置对于每个测量方向的所述目标区具有单独的中心对称点。
10.根据权利要求9所述的衬底，其中，所述目标布置是每个测量方向均为中心对称的。
11.根据任一前述权利要求所述的衬底，其中，所述目标区中的每个目标区包括单独的目标结构。
12.根据权利要求1至10中任一项所述的衬底，其中，所述目标区中的至少一些目标区包括较大目标结构的一部分。
13.根据任一前述权利要求所述的衬底，其中，所述目标布置适于测量以下各项中的一项或更多项：重叠、焦距、剂量和与存在于所述衬底上的器件结构相关的物理参数。
14.根据任一前述权利要求所述的衬底，其中，所述目标布置适于基于图像的量测和/或适于基于衍射的量测。
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