CN115769150A - 显示摩尔效应的类装置的叠加计量目标 - Google Patents

显示摩尔效应的类装置的叠加计量目标 Download PDF

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CN115769150A CN202180043666.3A CN202180043666A CN115769150A CN 115769150 A CN115769150 A CN 115769150A CN 202180043666 A CN202180043666 A CN 202180043666A CN 115769150 A CN115769150 A CN 115769150A
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Abstract

本发明公开一种计量系统及计量方法。所述计量系统包括：一组装置特征，其在样本的第一层上；第一组目标特征，其在所述样本的第二层上且与所述一组装置特征重叠；及第二组目标特征，其在所述样本的所述第二层上且与所述一组装置特征重叠。第一组摩尔条纹及第二组摩尔条纹的相对位置指示所述样本的所述第一层与所述样本的所述第二层之间的叠加误差。

Description

显示摩尔效应的类装置的叠加计量目标
相关申请案的交叉引用
本申请案依据35U.S.C.§119(e)主张2020年7月9日申请的标题为“具有摩尔效应的类装置目标(DEVICE LIKE TARGETS WITH MOIRE EFFECT)”、将罗伊·沃尔科维奇(RoieVolkovich)、利兰·叶鲁沙尔米(Liran Yerushalmi)、拉维夫·约哈南(Raviv Yohanan)及马克·吉诺夫克(Mark Ghinovker)命名为公开人的第63/049,637号美国临时申请案的权益，所述申请案的全部内容以引用的方式并入本文中。
技术领域
本公开大体上涉及成像叠加计量，且更特定来说，涉及具有摩尔元件的成像叠加目标。
背景技术
叠加计量的缩小的设计规则及更苛刻的规范驱使对叠加计量方法的灵敏性及稳健性的需求增加。叠加计量通常通过在多个所关注样本层中制造具有所制造特征的专用计量目标来执行。据此，所制造计量目标的分析可提供所关注样本层之间的叠加误差(例如，相对对准误差)的测量。虽然已提出各种各样的叠加计量目标设计，但仍需要不断改进计量目标设计以及测量方法以准确地且有效地分析所制造计量目标。
发明内容
根据本公开的一或多个阐释性实施例公开一种叠加计量目标。在一个阐释性实施例中，所述叠加计量目标包括样本的第一层上的一组装置特征。所述一组装置特征的至少一部分以装置周期为周期。在另一阐释性实施例中，所述叠加计量目标包括在所述样本的第二层上且与所述一组装置特征重叠的第一组目标特征。所述第一组目标特征以第一测量周期为周期，且选择所述第一测量周期以当通过检测器使所述目标成像时提供所述检测器可见的第一组摩尔条纹。在另一阐释性实施例中，所述叠加计量目标包括在所述样本的所述第二层上且与所述一组装置特征重叠的第二组目标特征。所述第二组目标特征以第二测量周期为周期，且选择所述第二测量周期以当通过所述检测器使所述目标成像时提供所述检测器可见的第二组摩尔条纹。在另一阐释性实施例中，所述第一组摩尔条纹及所述第二组摩尔条纹的相对位置指示所述样本的所述第一层与所述样本的所述第二层之间的叠加误差。
根据本公开的一或多个阐释性实施例公开一种叠加计量系统。在一个阐释性实施例中，所述叠加计量系统包括用来照明样本的照明源。所述样本包含叠加目标，所述叠加目标包括所述样本的第一层上的一组装置特征，其中所述一组装置特征的至少一部分以装置周期为周期。所述样本进一步包含在所述样本的第二层上且与所述一组装置特征重叠的第一组目标特征，其中所述第一组目标特征以第一测量周期为周期。所述样本进一步包含在所述样本的所述第二层上且与所述一组装置特征重叠的第二组目标特征，其中所述第二组目标特征以第二测量周期为周期。在另一阐释性实施例中，所述叠加计量系统包括经配置以当被所述照明源照明时使所述叠加目标成像的检测器，其中选择所述第一测量周期以当通过所述检测器使所述目标成像时提供所述检测器可见的第一组摩尔条纹，且选择所述第二测量周期以当通过所述检测器使所述目标成像时提供所述检测器可见的第二组摩尔条纹。在另一阐释性实施例中，所述叠加计量系统包括与所述检测器通信地耦合的控制器。所述控制器包含经配置以执行程序指令的一或多个处理器，所述程序指令致使所述一或多个处理器：接收所述叠加目标的图像；测量所述第一摩尔条纹及所述第二摩尔条纹在所述图像中的相对位置作为表观叠加误差；及凭借通过与所述装置周期、所述第一测量周期及所述第二测量周期相关联的摩尔增益因子调整所述表观叠加误差来确定所述样本的所述第一层与所述样本的所述第二层之间的叠加误差。
根据本公开的一或多个阐释性实施例公开一种叠加计量方法。在一个阐释性实施例中，所述叠加计量方法包括在样本的第一层上制造一组装置特征，其中所述一组装置特征的至少一部分以装置周期为周期。在另一阐释性实施例中，所述叠加计量方法包括在所述样本的第二层上制造第一组目标特征且使其与所述一组装置特征重叠。所述第一组目标特征以第一测量周期为周期，且选择所述第一测量周期以当通过检测器使所述目标成像时提供所述检测器可见的第一组摩尔条纹。在另一阐释性实施例中，所述叠加计量方法包括在所述样本的所述第二层上制造第二组目标特征且使其与所述一组装置特征重叠。所述第二组目标特征以第二测量周期为周期，且选择所述第二测量周期以当通过所述检测器使所述目标成像时提供所述检测器可见的第二组摩尔条纹。
根据本公开的一或多个阐释性实施例公开一种叠加计量方法。在一个阐释性实施例中，所述叠加计量方法包括使用照明源照明样本。所述样本包含叠加目标，所述叠加目标包括：一组装置特征，其在所述样本的第一层上，其中所述一组装置特征的至少一部分以装置周期为周期；第一组目标特征，其在所述样本的第二层上且与所述一组装置特征重叠，其中所述第一组目标特征以第一测量周期为周期；及第二组目标特征，其在所述样本的所述第二层上且与所述一组装置特征重叠，其中所述第二组目标特征以第二测量周期为周期。在另一阐释性实施例中，所述叠加计量方法包括使用检测器使所述叠加目标成像，其中选择所述第一测量周期以当通过所述检测器使所述目标成像时提供所述检测器可见的第一组摩尔条纹，且选择所述第二测量周期以当通过所述检测器使所述目标成像时提供所述检测器可见的第二组摩尔条纹。在另一阐释性实施例中，所述叠加计量方法包括使用与所述检测器通信地耦合的控制器：(1)接收所述叠加目标的图像；(2)测量所述第一摩尔条纹及所述第二摩尔条纹在所述图像中的相对位置作为表观叠加误差；及(3)凭借通过与所述装置周期、所述第一测量周期及所述第二测量周期相关联的摩尔增益因子调整所述表观叠加误差来确定所述样本的所述第一层与所述样本的所述第二层之间的叠加误差。
应理解，前文一般描述及下文详细描述两者仅为实例性及阐释性的且如所主张那样不一定限制本发明。并入说明书中且构成说明书的一部分的附图说明本发明的实施例且连同所述一般描述一起用来解释本发明的原理。
附图说明
通过参考附图，所属领域的技术人员可更好地理解本公开的众多优点，其中：
图1是根据本公开的一或多个实施例的计量系统的框图视图。
图2A是根据本公开的一或多个实施例的具有基于多个旋转对称工作区中的光栅上光栅结构的摩尔图案的计量目标的俯视平面图。
图2B是根据本公开的一或多个实施例的图2A的摩尔图案中的多层光栅结构的俯视平面图。
图2C是根据本公开的一或多个实施例的基于图2A及2B的用于沿着两个正交方向测量的计量目标的俯视平面图。
图3说明根据本公开的一或多个实施例的由两个光栅层的干涉引起的表观摩尔周期。
图4说明根据本公开的一或多个实施例的其中摩尔图案层与装置层重叠的计量目标。
图5是说明根据本公开的一或多个实施例的制造叠加计量目标的方法的流程图。
图6是说明根据本公开的一或多个实施例的确定叠加误差的方法的流程图。
具体实施方式
现在将详细地参考附图中所说明的所公开目标物。已关于某些实施例及其特定特征特定地展示及描述本公开。本文中所阐述的实施例被认为是阐释性的而非限制性的。
在常规叠加测量方法中，预期测量目标应重现装置(例如，DRAM、SRAM、CPU等)行为且提供对应于装置的实际叠加的准确叠加测量。此类常规目标可包含AIMTM、rAIMTM及tAIMTM目标(KLA公司的商标)。在这些常规目标中，不存在对应于实际装置图案的结构。此装置结构缺失降低常规目标与装置之间的相关性，且影响由计量目标提供的叠加准确度。
本公开旨在使用实际装置图案(例如，DRAM或SRAM层)及摩尔效应来改进计量叠加准确度的叠加计量目标。本公开通过测量实际装置结构以消除非扫描仪误差来有利地减少装置到目标误差。另外，本公开的实施例可实现测量装置，代替常规计量目标。此装置测量可通过采用规则生产晶片且运行具有作为摩尔图案层的顶层的主光罩来执行。在叠加测量之后，可重新加工晶片以仅留下扫描仪误差(约0.7纳米产品上叠加[OPO])。
计量目标上的摩尔图案可包含由具有不同周期的不同样本层上的光栅结构形成的光栅上光栅结构。出于本公开的目的，“光栅”或“光栅结构”可描述可包含(但不限于)线/空间图案的任何周期性结构或元件系列。摩尔图案的图像将包含处于摩尔节距的摩尔条纹，这与不同样本层上的光栅之间的空间变动重叠相关联。摩尔节距通常是长于光栅结构中的任一者的节距且与光栅结构的节距之间的差相关。例如，摩尔节距(pM)可被特性化为：
Figure BDA0004005756920000041
其中p1是第一层上的第一光栅结构的周期，p2是第二层上的第二光栅结构的周期。
本文中考虑包含摩尔图案的计量目标可促进灵敏的叠加测量。特定来说，在摩尔图案中一个光栅相对于另一光栅沿着周期性方向的物理位移(例如，与样本上的两个样本层的相对位移相关联的叠加误差)将导致摩尔条纹沿着测量方向的对应横向位移。此外，摩尔条纹的位移的量值通常大于物理位移的量值。特定来说，摩尔条纹的位移的量值通过条件摩尔因子而与物理位移(例如，叠加误差)成比例，这取决于参考系。继续以上实例，第二层相对于第一层的位移将导致摩尔条纹从标称位置(例如，无叠加误差)的位移达条件摩尔因子(M)：
Figure BDA0004005756920000042
然而，在本公开的上下文中，对“第一层”、“第二层”、“第三层”或类似者的引用仅仅旨在区分各种样本层且不指示样本上的层的物理排序。据此，在样本上“第一层”可在“第二层”上方或下方。
在此方面，可凭借测量摩尔条纹沿着计量目标上的相关联光栅结构的周期性方向的位移及通过摩尔增益调整此值来执行叠加测量，这将取决于计量目标的特定设计及进行的特定测量。例如，可期望测量摩尔条纹相对于另一结构或另一组摩尔条纹的位移，因为对于一些目标设计来说，单个摩尔条纹位移的绝对测量可能是困难的、不切实际的或不可能的。2008年10月21日发布的第7,440,105号美国专利、2008年3月25日发布的第7,349,105号美国专利及2018年7月5日公布的第2018/0188663号美国专利申请公开案中大体上描述摩尔图案在叠加计量中的使用，所有所述专利及公开案的全部内容并入本文中。
本文中进一步应认知，以对称配置布置计量目标的元件可促进基于对称性的利用(exploitation)确定元件的相对位置。例如，叠加计量目标可经形成使得第一样本层上的元件的对称中心与第二样本层上的元件的对称中心重叠。据此，在所制造计量目标中第一层中的元件之间的对称中心相对于第二层的任何差异可归因于叠加误差。2006年6月27日发布的第7,068,833号美国专利、2005年7月26日发布的第6,921,916号美国专利及2007年2月13日发布的第7,177,457号美国专利中概括地描述叠加计量目标(例如，先进成像计量(AIM)目标)中的对称性的利用，所有所述专利的全部内容以引用的方式并入本文中。
本公开的实施例可旨在具有包含以对称分布布置的一或多个摩尔图案的至少一个工作区的叠加计量目标。例如，工作区内的摩尔图案可以镜像对称分布或旋转对称分布(例如，90°旋转对称分布、180°旋转对称分布或类似者)分布。在此方面，可组合及一起利用摩尔图案的优势及计量目标中的对称性的优势以促进准确且稳健的叠加计量。
本文中应认知，物理叠加误差对包含摩尔图案的一或多个例子的工作组的影响可能是基于如本文中先前描述的摩尔条纹的位移而使对称中心移位。据此，必须基于摩尔增益因子调整基于对称中心的任何叠加测量。本文中进一步应认知，摩尔增益因子可取决于叠加计量目标中的元件的特定布置。
图1是根据本公开的一或多个实施例的计量系统100的框图视图。计量系统100可使用此项技术中已知的任何方法在至少一个检测器104上产生样本102的一或多个图像。
在一个实施例中，计量系统100包含用来产生照明光束108的照明源106。照明光束108可包含一或多个选定波长的光，包含(但不限于)真空紫外线辐射(VUV)、深紫外线辐射(DUV)、紫外线(UV)辐射、可见光辐射或红外线(IR)辐射。照明源106可进一步产生包含选定波长的任何范围的照明光束108。在另一实施例中，照明源106可包含用来产生具有可调谐光谱的照明光束108的光谱可调谐照明源。
照明源106可进一步产生具有任何时间轮廓的照明光束108。例如，照明源106可产生连续照明光束108、脉冲照明光束108或调制照明光束108。另外，照明光束108可经由自由空间传播或引导光(例如光纤、光管或类似者)从照明源106递送。在一些实施例中，照明光束108可包括非相干光。在其它实施例中，照明光束108可包括相干光。
在另一实施例中，照明源106经由照明路径110将照明光束108引导到样本102。照明路径110可包含适合于修改及/或调节照明光束108的一或多个透镜112或额外照明光学组件114。例如，一或多个照明光学组件114可包含(但不限于)一或多个偏光器、一或多个滤光器、一或多个光束分裂器、一或多个漫射器、一或多个均匀器、一或多个变迹器、一或多个光束整形器、或一或多个快门(例如，机械快门、电光快门、声光快门或类似者)。作为另一实例，一或多个照明光学组件114可包含用来控制样本102上的照明角度的孔径光阑及/或用来控制样本102上的照明空间范围的场光阑。在一个例子中，照明路径110包含位于与物镜116的后焦平面共轭的平面处以提供样本的远心照明的孔径光阑。在另一实施例中，计量系统100包含用来将照明光束108聚焦到样本102上的物镜116。
在另一实施例中，样本102经安置于样本台118上。样本台118可包含适合于将样本102定位于计量系统100内的任何装置。例如，样本台118可包含线性平移台、旋转台、歪斜/倾斜台或类似者的任何组合。
在另一实施例中，检测器104经配置以通过收集路径122捕获从样本102发出的辐射(例如，样本光120)。例如，收集路径122可包含但不要求包含收集透镜(例如，如图1中所说明的物镜116)或一或多个额外收集路径透镜124。在此方面，检测器104可接收从样本102反射或散射(例如，经由镜面反射、漫反射及类似者)或由样本102产生(例如与照明光束108的吸收相关联的发光或类似者)的辐射。
收集路径122可进一步包含任何数目个收集光学组件126以引导及/或修改由物镜116收集的照明，包含(但不限于)一或多个收集路径透镜124、一或多个滤光器、一或多个偏光器或一或多个光束阻挡器。另外，收集路径122可包含用来控制成像到检测器104上的样本的空间范围的场光阑或用来控制来自用于在检测器104上产生图像的样本的照明的角度范围的孔径光阑。在另一实施例中，收集路径122包含位于与物镜116的光学元件的后焦平面共轭的平面中以提供样本的远心成像的孔径光阑。
检测器104可包含此项技术中已知的适合于测量从样本102接收的照明的任何类型的光学检测器。例如，检测器104可包含适合于产生静态样本102的一或多个图像的传感器(例如，在静态操作模式下)，例如(但不限于)电荷耦合装置(CCD)、互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器、光电倍增管(PMT)阵列或雪崩光电二极管(APD)阵列。此外，检测器104可包含每像素具有两个或更多个分接头的多分接头传感器，包含(但不限于)多分接头CMOS传感器。在此方面，多分接头像素中的电荷可在曝光窗口期间基于到像素的一或多个驱动信号引导到任何选定分接头。据此，包含多分接头像素的阵列的多分接头传感器可在单个读出阶段期间产生多个图像，每一图像与相关联像素的不同分接头相关联。此外，出于本公开的目的，多分接头传感器的分接头可指代连接到相关联像素的输出分接头。在此方面，读出多分接头传感器的每一分接头(例如，在读出阶段中)可产生单独图像。
作为另一实例，检测器104可包含适合于产生运动中的样本102的一或多个图像的传感器(例如，扫描操作模式)。例如，检测器104可包含内含像素行的线传感器。在此方面，计量系统100可通过沿垂直于像素行的扫描方向平移样本102通过测量视场及在连续曝光窗口期间对线传感器连续地计时来一次一行地产生连续图像(例如，条带图像)。
在另一例子中，检测器104可包含内含多个像素行及读出行的TDI传感器。TDI传感器可以类似于线传感器的方式操作，但计时信号可将电荷从一个像素行连续地移动到下一像素行直到电荷到达读出行除外，其中产生图像行。通过将电荷转移(例如，基于计时信号)与样本沿着扫描方向的运动同步，电荷可继续跨像素行累积以与线传感器相较提供相对较高的信噪比。
在另一实施例中，检测器104可包含适合于识别从样本102发出的辐射的波长的光谱检测器。在另一实施例中，计量系统100可包含多个检测器104(例如与由一或多个光束分裂器产生以促进计量系统100的多次计量测量的多个光束路径相关联)。例如，计量系统100可包含适合于静态模式成像的一或多个检测器104及适合于扫描模式成像的一或多个检测器104。在另一实施例中，计量系统100可包含适合于静态及扫描成像模式两者的一或多个检测器104。
在一个实施例中，如图1中所说明，计量系统100包含光束分裂器128，所述光束分裂器128经定向使得物镜116可同时将照明光束108引导到样本102且收集从样本102发出的辐射。
在另一实施例中，照明光束108在样本102上的入射角度是可调整的。例如，照明光束108通过光束分裂器128及物镜116的路径可经调整以控制照明光束108在样本102上的入射角度。在此方面，照明光束108可具有通过光束分裂器128及物镜116的标称路径使得照明光束108在样本102上具有法向入射角度。作为另一实例，照明光束108在样本102上的入射角度可通过修改照明光束108在光束分裂器128上的位置及/或角度(例如通过可旋转镜、空间光调制器、自由形式照明源或类似者)来控制。在另一实施例中，照明源106成角度(例如掠射角、45度角或类似者)将一或多个照明光束108引导到样本102。
在另一实施例中，计量系统100包含控制器130。在另一实施例中，控制器130包含经配置以执行维持于存储器媒体134上的程序指令的一或多个处理器132。在此方面，控制器130的一或多个处理器132可执行贯穿本公开所描述的各种过程步骤中的任一者。此外，控制器130可经配置以从检测器104接收包含(但不限于)样本102的图像的数据。
控制器130的一或多个处理器132可包含此项技术中已知的任何处理元件。在此意义上，一或多个处理器132可包含经配置以执行算法及/或指令的任何微处理器型装置。在一个实施例中，一或多个处理器132可由台式计算机、主计算机系统、工作站、图像计算机、平行处理器或经配置以执行经配置以操作计量系统100的程序的任何其它计算机系统(例如，经联网计算机)组成，如贯穿本公开所描述。进一步应认知，术语“处理器”可广义地被定义为涵盖具有一或多个处理元件的任何装置，所述一或多个处理元件执行来自非暂时性存储器媒体134的程序指令。此外，贯穿本公开所描述的步骤可由单个控制器130或替代地由多个控制器来实行。另外，控制器130可包含容置于共同外壳中或多个外壳内的一或多个控制器。以此方式，任何控制器或控制器组合可单独地被封装为适合于集成到计量系统100中的模块。此外，控制器130可分析从检测器104接收的数据且将数据馈送到计量系统100内或计量系统100外部的额外组件。
存储器媒体134可包含此项技术中已知的适合于存储可由相关联的一或多个处理器132执行的程序指令的任何存储媒体。例如，存储器媒体134可包含非暂时性存储器媒体。作为另一实例，存储器媒体134可包含(但不限于)只读存储器、随机存取存储器、磁性或光学存储器装置(例如，磁盘)、磁带、固态驱动器及类似者。进一步应注意，存储器媒体134可与一或多个处理器132一起容置于共同控制器外壳中。在一个实施例中，存储器媒体134可相对于一或多个处理器132及控制器130的物理位置远程地定位。例如，控制器130的一或多个处理器132可存取可通过网络(例如，因特网、内联网及类似者)存取的远程存储器(例如，服务器)。因此，以上描述不应被解释为限制而是应解释为仅仅阐释本发明。
在另一实施例中，控制器130通信地耦合到计量系统100的一或多个元件。在此方面，控制器130可从计量系统100的任何组件传输及/或接收数据。此外，控制器130可通过产生相关联组件的一或多个驱动信号来直接地或以其它方式控制计量系统100的任何组件。例如，控制器130可通信地耦合到检测器104以从检测器104接收一或多个图像。
此外，控制器130可将一或多个驱动信号提供到检测器104以实行本文中所描述的检测技术中的任一者。作为另一实例，控制器130可通信地耦合到组件的任何组合以控制与图像相关联的光学配置，包含(但不限于)照明源106、照明光学组件114、收集光学组件126、检测器104或类似者。
图2A是具有基于多个旋转对称工作区中的光栅上光栅结构的摩尔图案的计量目标202的俯视平面图。图2B是图2A的摩尔图案中的多层光栅结构的概念图。
计量目标202可包含由第一摩尔图案206的两个例子形成的第一工作区204，所述第一摩尔图案206经布置使得第一工作区204是旋转对称的。在另一实施例中，计量目标202包含由第二摩尔图案210的两个例子形成的第二工作区208，所述第二摩尔图案210经布置成第二工作区208是旋转对称的。在本公开的上下文中，工作区是旨在一起被分析的特征群组。例如，可通过将一个工作区与另一工作区的特性进行比较来执行叠加测量。
如图2A(其描绘没有叠加误差的情况)中所说明，第一工作区204及第二工作区208关于对称中心212旋转180°对称。
图2中的计量目标202可具有类似于先进成像计量(AIM)目标的旋转对称特性，所述先进成像计量(AIM)目标在2006年6月27日发布的第7,068,833号美国专利、2005年7月26日发布的第6,921,916号美国专利及2007年2月13日发布的第7,177,457号美国专利中大体上进行描述。然而，尽管典型AIM目标中的每一工作区包含单个层中的特征，但计量目标202的至少一个工作区(例如，第一工作区204及第二工作区208)包含由多个所关注层中的光栅结构形成的摩尔图案。如图2B中所说明，第一摩尔图案206由在第一层(层A)中具有节距Q的第一光栅结构214及在第二层(层B)中具有节距P的第二光栅结构216形成，其中P≠Q。此外，第二摩尔图案210由在第一层(A层)中具有节距T的第三光栅结构218及在第二层(B层)中具有节距S的第四光栅结构220形成，其中S≠T。在一般意义上，P、Q、S及T的值可独立地变动使得图2A及2B表示通用摩尔AIM目标。
如本文中先前关于等式(1)及(2)所描述，第一工作区204接着将具有摩尔节距(pM1)
Figure BDA0004005756920000091
且第二工作区208将具有摩尔节距(pM2)
Figure BDA0004005756920000101
第一工作区204接着将具有与层A相对于层B的欠对准相关联的条件摩尔因子(M1)
Figure BDA0004005756920000102
，且第二工作区208将具有与层A相对于层B的位移相关联的条件摩尔因子(M2)
Figure BDA0004005756920000103
类似地，层B相对于层A的位移将提供
Figure BDA0004005756920000104
及
Figure BDA0004005756920000105
在一个实施例中，第一摩尔图案206及/或第二摩尔图案210包含其中相应光栅完全重叠的光栅上光栅结构。例如，第一摩尔图案206的第一光栅结构214及第二光栅结构216可完全重叠于样本102上。类似地，第二摩尔图案210的第三光栅结构218及第四光栅结构220可完全重叠于样本102上。在此方面，计量目标202的大小可经最小化以有效地利用样本102上的空间。
包含相邻摩尔图案的计量目标202可能易受串扰。此外，串扰的严重性可取决于若干因素，包含(但不限于)堆叠厚度、材料性质、光栅设计或测量系统(例如，计量系统100)的条件。计量目标202包含工作区之间的禁区，或与不同工作区相关联的摩尔图案，以将串扰减少到选定容限内。例如，第一摩尔图案206及第二摩尔图案210的例子可通过足够大以将对应摩尔条纹之间的串扰减轻到指定容限内的禁区222而分开。在一些实施例中，禁区222在0.25到0.5微米或更大的范围内。
禁区222可为空的或可填充有一些设计规则可能需要的次分辨率辅助特征。在一个实施例中，禁区222填充有正交于测量方向(在此X方向)定向的次分辨率辅助特征。在一般意义上，只要每一工作区是旋转对称的，每一工作区中的元件(包含摩尔图案)即可放置于适合于将串扰减轻到选定容限范围内的任何2D分布中。
此外，尽管图2A描绘与沿着单个方向(例如，X方向)的测量相关联的工作区，但用于沿着额外方向(例如，Y方向)测量的计量目标202目标及方法在本公开的精神及范围内。计量目标202可包含适合于沿着Y方向测量的第三工作区224及第四工作区226。此外，第三工作区224及/或第四工作区226中的特征可具有适合于叠加测量的任何特征且可但不要求包含一或多个摩尔图案。在另一实施例中，尽管未展示，但计量目标202包含具有2D摩尔图案的工作区，包含沿多个方向(例如，X及Y方向)的周期性特征。在此方面，2D摩尔图案可展现同时沿着多个维度的摩尔条纹且因此可适合于沿多个方向的同时叠加测量。
图2C是根据本公开的一或多个实施例的基于图2A及2B的用于沿着两个正交方向测量的计量目标202的俯视平面图。特定来说，图2C中所说明的计量目标202表示其中P＝T及Q＝S的实例。此外，图2C说明沿X方向抑或Y方向皆没有叠加误差的情况。在此方面，第一工作区204及第二工作区208的对称轴沿着X及Y方向两者重叠(例如，第一工作区204及第二工作区208的对称轴重叠)。然而，应理解，图2C及相关联描述仅为了阐释目的而提供且不应被解释为限制性。
在一个实施例中，计量目标202包含具有用于沿着X方向测量的第一摩尔图案206的两个例子的第一工作区204、包含第二摩尔图案210的两个例子的第二工作区208、具有用于沿着Y方向测量的第一摩尔图案206的两个例子的第三工作区224及具有用于沿着垂直方向测量的第二摩尔图案210的两个例子的第四工作区226。在此方面，第三工作区224及第四工作区226分别是第一工作区204及第二工作区208的旋转版本。
本文中应认知，摩尔增益取决于计量目标202的特定布局。例如，与图2A中的计量目标202相关联的摩尔增益因子(Mg)(其中叠加与层A相对于层B的位移相关)可被特性化为：
Figure BDA0004005756920000111
类似地，与层A相对于层B的位移相关联的摩尔增益因子可被特性化为-Mg＝M2-M1。
如等式(7)中可看出，摩尔增益受与第一摩尔图案206及第二摩尔图案210相关联的条件摩尔因子影响，所述条件摩尔因子又是光栅节距P、Q、S及T的特定值的函数。据此，可选择光栅节距P、Q、S及T的值以增加或以其它方式优化组合摩尔增益且因此优化对物理叠加误差的灵敏性。例如，通常可通过选择光栅节距P、Q、S及T的值使得第一工作区204及第二工作区208的摩尔增益具有不同正负号来增加组合摩尔增益。
为了额外阐明摩尔图案的概念，图3说明由每一者具有不同周期的两个光栅层的干涉引起的表观摩尔周期。如所展示，第一光栅层可具有周期301，第二光栅层可具有周期303，且表观摩尔图案可具有由第一及第二光栅层的干涉引起的表观摩尔周期305。
图4说明其中至少一个摩尔图案层405(例如，一组目标特征)与至少一个装置层403(例如，一组装置特征)重叠的叠加计量目标。图4的叠加计量目标可包含如关于图2A到3所描述的计量目标202的任何特征(例如，光栅结构、工作区、表观摩尔图案等)。
在一些实施例中，叠加计量目标可包括样本的第一层403上的一组装置特征。所述一组装置特征的至少一部分可以装置周期为周期。所述一组装置特征可对应于随机存取存储器特征(例如，动态随机存取存储器[DRAM]特征或静态随机存取存储器[SRAM]特征中的至少一者)。所述一组装置特征可包括样本的第一层上的全组装置特征的一部分的复制部分(例如，复制部分可能并非功能性装置特征，且可仅为了叠加计量测量目的而制造)。在其它实施例中，所述一组装置特征可包括样本的第一层上的全组装置特征的一部分(全组装置特征的部分可为全功能性装置特征且并非仅为了测量目的而制造)。
在一些实施例中，样本的第二层405上的第一组目标特征可与所述一组装置特征重叠。第一组目标特征可以第一测量周期为周期。可选择第一测量周期以当通过检测器使所述目标成像时提供所述检测器可见的第一组摩尔条纹。第一组目标特征可大体上类似于例如如关于图2B所描述的光栅结构214、216、218及/或220。
在一些实施例中，样本的第二层405上的第二组目标特征可与所述一组装置特征重叠。第二组目标特征可以第二测量周期为周期。可选择第二测量周期以当通过所述检测器使所述目标成像时提供所述检测器可见的第二组摩尔条纹。第二组目标特征可大体上类似于例如如关于图2B所描述的光栅结构214、216、218及/或220。
在一些实施例中，第一组摩尔条纹及第二组摩尔条纹的相对位置指示样本的第一层与样本的第二层之间的叠加误差。可通过将第一组摩尔条纹及第二组摩尔条纹的相对位置除以与装置周期、第一测量周期及第二测量周期相关联的摩尔增益因子来确定叠加误差(参见，例如，关于图2A到2C的描述)。在一些实施例中，第二测量周期可不同于第一测量周期，且装置周期可低于检测器的分辨率。
在一些实施例中，叠加计量系统可包括用来照明样本(例如，样本102)的照明源(例如，照明源106)。所述样本可包含如关于图4所描述的叠加目标。叠加计量系统可进一步包括经配置以当被照明源照明时使叠加目标成像的检测器(例如，检测器104)。可选择第一测量周期以当通过所述检测器使所述目标成像时提供所述检测器可见的第一组摩尔条纹，且可选择第二测量周期以当通过所述检测器使所述目标成像时提供所述检测器可见的第二组摩尔条纹。
叠加计量系统可进一步包括与检测器通信地耦合的控制器。所述控制器可包含经配置以执行程序指令的一或多个处理器，所述程序指令致使一或多个处理器(1)接收叠加目标的图像；(2)测量第一摩尔条纹及第二摩尔条纹在所述图像中的相对位置作为表观叠加误差；及(3)凭借通过与装置周期、第一测量周期及第二测量周期相关联的摩尔增益因子调整表观叠加误差来确定样本的第一层与样本的第二层之间的叠加误差。
图5是说明制造叠加计量目标的方法的流程图500。
在步骤510，可在样本的第一层上制造一组装置特征。所述一组装置特征的至少一部分可以装置周期为周期。所述一组装置特征可对应于随机存取存储器特征(例如，动态随机存取存储器[DRAM]特征或静态随机存取存储器[SRAM]特征中的至少一者)。所述一组装置特征可包括样本的第一层上的全组装置特征的一部分的复制部分(例如，复制部分可能并非功能性装置特征，且可仅为了叠加计量测量目的而制造)。在其它实施例中，所述一组装置特征可包括样本的第一层上的全组装置特征的一部分(全组装置特征的部分可为全功能性装置特征且并非仅为了测量目的而制造)。
在步骤520，第一组目标特征可经制造于样本的第二层上且可与所述一组装置特征重叠。第一组目标特征可以第一测量周期为周期。第一测量周期可提供检测器可见的第一组摩尔条纹。第一组目标特征可大体上类似于例如如关于图2B所描述的光栅结构214、216、218及/或220。
在步骤530，第二组目标特征可经制造于样本的第二层上且可与第一组目标特征重叠。第二组目标特征可以第二测量周期为周期。第二测量周期可提供检测器可见的第二组摩尔条纹。第二组目标特征可大体上类似于例如如关于图2B所描述的光栅结构214、216、218及/或220。
图6是说明确定叠加误差的方法的流程图600。
在步骤610，可使用照明源(例如，照明源106)照明样本(例如，样本102)。所述样本可包含如关于图4所描述的叠加目标。叠加目标可包括样本的第一层上的一组装置特征。所述一组装置特征的至少一部分可以装置周期为周期。叠加目标可进一步包括在样本的第二层上且与所述一组装置特征重叠的第一组目标特征。第一组目标特征可以第一测量周期为周期。叠加目标可进一步包括在样本的第二层上且与所述一组装置特征重叠的第二组目标特征。第二组目标特征可以第二测量周期为周期。
在步骤620，检测器(例如，检测器104)可在被照明源照明时使叠加目标成像。可选择第一测量周期以当通过所述检测器使所述目标成像时提供所述检测器可见的第一组摩尔条纹，且可选择第二测量周期以当通过所述检测器使所述目标成像时提供所述检测器可见的第二组摩尔条纹。
在步骤630，可由控制器(例如，控制器130)接收叠加目标的图像。所述控制器可与所述检测器通信地耦合。所述控制器可包含经配置以执行程序指令(例如，存储在存储器134上)的一或多个处理器(例如，处理器132)，所述程序指令致使一或多个处理器执行确定叠加误差的步骤。
在步骤640，可测量第一摩尔条纹及第二摩尔条纹在所述图像中的相对位置作为表观叠加误差。
在步骤650，可凭借通过与装置周期、第一测量周期及第二测量周期相关联的摩尔增益因子调整表观叠加误差来确定样本的第一层与样本的第二层之间的叠加误差。
本文中所描述的目标物有时说明装纳于其它组件内或与其它组件连接的不同组件。应理解，此类所描绘架构仅为实例性的，且实际上可实施实现相同功能性的许多其它架构。在概念意义上，实现相同功能性的组件的任何布置有效地“相关联”使得实现所要功能性。因此，本文中经组合以实现特定功能性的任何两个组件可被视为彼此“相关联”使得实现所要功能性，而与架构或中间组件无关。同样地，如此相关联的任何两个组件也可被视为彼此“连接”或“耦合”以实现所要功能性，且能够如此相关联的任何两个组件也可被视为彼此“可耦合”使得实现所要功能性。可耦合的特定实例包含(但不限于)可物理交互及/或物理交互组件及/或可无线交互及/或无线交互组件及/或可逻辑交互及/或逻辑交互组件。
相信通过前文描述将理解本公开及其许多附带优点，且将显而易见的是，在不脱离所公开目标物的情况下或在不牺牲所有其重要优点的情况下，可对组件的形式、构造及布置进行各种改变。所描述形式仅仅为解释性的，且所附权利要求书旨在涵盖及包含此类改变。此外，应理解，本发明由所附权利要求书界定。

Claims (22)

1.一种叠加计量目标，其包括：
一组装置特征，其在样本的第一层上，其中所述一组装置特征的至少一部分以装置周期为周期；
第一组目标特征，其在所述样本的第二层上且与所述一组装置特征重叠，其中所述第一组目标特征以第一测量周期为周期，其中选择所述第一测量周期以当通过检测器使所述目标成像时提供所述检测器可见的第一组摩尔条纹；及
第二组目标特征，其在所述样本的所述第二层上且与所述一组装置特征重叠，其中所述第二组目标特征以第二测量周期为周期，其中选择所述第二测量周期以当通过所述检测器使所述目标成像时提供所述检测器可见的第二组摩尔条纹，
其中所述第一组摩尔条纹及所述第二组摩尔条纹的相对位置指示所述样本的所述第一层与所述样本的所述第二层之间的叠加误差。
2.根据权利要求1所述的叠加计量目标，其中可通过将所述第一组摩尔条纹及所述第二组摩尔条纹的所述相对位置除以与所述装置周期、所述第一测量周期及所述第二测量周期相关联的摩尔增益因子来确定所述叠加误差。
3.根据权利要求1所述的叠加计量目标，其中所述一组装置特征包括：
所述样本的所述第一层上的全组装置特征的一部分的复制部分。
4.根据权利要求1所述的叠加计量目标，其中所述一组装置特征包括：
所述样本的所述第一层上的全组装置特征的一部分。
5.根据权利要求1所述的叠加计量目标，其中所述第二测量周期不同于所述第一测量周期。
6.根据权利要求1所述的叠加计量目标，其中所述装置周期低于所述检测器的分辨率。
7.根据权利要求1所述的叠加计量目标，其中所述一组装置特征对应于随机存取存储器特征。
8.根据权利要求7所述的叠加计量目标，其中所述随机存取存储器(RAM)特征包括：
动态随机存取存储器(DRAM)特征或静态随机存取存储器(SRAM)特征中的至少一者。
9.一种叠加计量系统，其包括：
照明源，其用来照明样本，其中所述样本包含叠加目标，所述叠加目标包括：
一组装置特征，其在所述样本的第一层上，其中所述一组装置特征的至少一部分以装置周期为周期；
第一组目标特征，其在所述样本的第二层上且与所述一组装置特征重叠，其中所述第一组目标特征以第一测量周期为周期；及
第二组目标特征，其在所述样本的所述第二层上且与所述一组装置特征重叠，其中所述第二组目标特征以第二测量周期为周期；
检测器，其经配置以当被所述照明源照明时使所述叠加目标成像，其中选择所述第一测量周期以当通过所述检测器使所述目标成像时提供所述检测器可见的第一组摩尔条纹，且选择所述第二测量周期以当通过所述检测器使所述目标成像时提供所述检测器可见的第二组摩尔条纹；及
控制器，其与所述检测器通信地耦合，所述控制器包含经配置以执行程序指令的一或多个处理器，所述程序指令致使所述一或多个处理器：
接收所述叠加目标的图像；
测量所述第一摩尔条纹及所述第二摩尔条纹在所述图像中的相对位置作为表观叠加误差；及
凭借通过与所述装置周期、所述第一测量周期及所述第二测量周期相关联的摩尔增益因子调整所述表观叠加误差来确定所述样本的所述第一层与所述样本的所述第二层之间的叠加误差。
10.根据权利要求9所述的叠加计量系统，其中所述一组装置特征包括：
所述样本的所述第一层上的全组装置特征的一部分的复制部分。
11.根据权利要求9所述的叠加计量系统，其中所述一组装置特征包括：
所述样本的所述第一层上的全组装置特征的一部分。
12.根据权利要求9所述的叠加计量系统，其中所述第二测量周期不同于所述第一测量周期。
13.根据权利要求9所述的叠加计量系统，其中所述装置周期低于所述检测器的分辨率。
14.根据权利要求9所述的叠加计量系统，其中所述一组装置特征对应于随机存取存储器特征。
15.根据权利要求14所述的叠加计量系统，其中所述随机存取存储器(RAM)特征包括：
动态随机存取存储器(DRAM)特征或静态随机存取存储器(SRAM)特征中的至少一者。
16.一种叠加计量方法，其包括：
在样本的第一层上制造一组装置特征，其中所述一组装置特征的至少一部分以装置周期为周期；
在所述样本的第二层上制造第一组目标特征且使其与所述一组装置特征重叠，其中所述第一组目标特征以第一测量周期为周期，其中选择所述第一测量周期以当通过检测器使所述目标成像时提供所述检测器可见的第一组摩尔条纹；及
在所述样本的所述第二层上制造第二组目标特征且使其与所述一组装置特征重叠，其中所述第二组目标特征以第二测量周期为周期，其中选择所述第二测量周期以当通过所述检测器使所述目标成像时提供所述检测器可见的第二组摩尔条纹。
17.根据权利要求16所述的叠加计量方法，其进一步包括：
在所述样本的第三层上制造第二组装置特征，其中所述第二组装置特征的至少一部分以所述装置周期为周期；
在所述样本的第四层上制造第三组目标特征且使其与所述第二组装置特征重叠，其中所述第三组目标特征以第三测量周期为周期，其中选择所述第三测量周期以当通过所述检测器使所述目标成像时提供所述检测器可见的第三组摩尔条纹；及
在所述样本的所述第四层上制造第四组目标特征且使其与所述第二组装置特征重叠，其中所述第四组目标特征以第四测量周期为周期，其中选择所述第四测量周期以当通过所述检测器使所述目标成像时提供所述检测器可见的第四组摩尔条纹。
18.根据权利要求17所述的叠加计量方法，其中所述第三测量周期等于所述第一测量周期。
19.根据权利要求18所述的叠加计量方法，其中所述第四测量周期等于所述第二测量周期。
20.根据权利要求17所述的叠加计量方法，其中所述第三测量周期不同于所述第一测量周期。
21.根据权利要求20所述的叠加计量方法，其中所述第四测量周期不同于所述第二测量周期。
22.一种叠加计量方法，其包括：
使用照明源照明样本，其中所述样本包含叠加目标，所述叠加目标包括：
一组装置特征，其在所述样本的第一层上，其中所述一组装置特征的至少一部分以装置周期为周期；
第一组目标特征，其在所述样本的第二层上且与所述一组装置特征重叠，其中所述第一组目标特征以第一测量周期为周期；及
第二组目标特征，其在所述样本的所述第二层上且与所述一组装置特征重叠，其中所述第二组目标特征以第二测量周期为周期；
使用检测器使所述叠加目标成像，其中选择所述第一测量周期以当通过所述检测器使所述目标成像时提供所述检测器可见的第一组摩尔条纹，且选择所述第二测量周期以当通过所述检测器使所述目标成像时提供所述检测器可见的第二组摩尔条纹；及
使用与所述检测器通信地耦合的控制器：
接收所述叠加目标的图像；
测量所述第一摩尔条纹及所述第二摩尔条纹在所述图像中的相对位置作为表观叠加误差；及
凭借通过与所述装置周期、所述第一测量周期及所述第二测量周期相关联的摩尔增益因子调整所述表观叠加误差来确定所述样本的所述第一层与所述样本的所述第二层之间的叠加误差。
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