TW201209886A - Method and apparatus for determining an overlay error - Google Patents
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Description
201209886 六、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於用於(例如)在藉由使用微影裝置之微影技 術來製造元件時決定疊對誤差之方法及檢測裝置。 【先前技術】 Μ景4裝置為將所要圖案施加至基板上(通常施加至基板 之目標部分上)的機器。微影裝置可用於(例如)積體電路 (1C)之製造中。在該情況下,圖案化元件(其或者被稱作光 罩或比例光罩)可用以產生待形成於IC之個別層上的電路 圖案。可將此圖案轉印至基板(例如,矽晶圓)上之目標部 分(例如,包含晶粒之部分、一個晶粒或若干晶粒)上。通 节經由成像至提供於基板上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上 而進行圖案之轉印。一般而言,單一基板將含有經順次地 圖案化之鄰近目標部分的網路。已知微影裝置包括:所謂 的步進器,其中藉由一次性將整個圖案曝光至目標部分上 來轄照每—目標部分;及所謂的掃描ϋ,#巾藉由在給定 方向(掃描」方向)上經由輻射光束而掃描圖案同時平行 或反平行於此方向而同步地掃描基板來輻照每一目標部 分。亦有可能藉由將圖案壓印至基板上而將圖案自圖案化 元件轉印至基板。 為了監控微影程序’量測經圖案化基板之參數。舉例而 言,參數可包括形成於經圖案化基板中或經圖案化基板上 之兩個層之間的叠對誤差,及經顯影感光性抗蝕劑之臨界 •I寬T對產。π基板及/或對專用度量衡目標執行此量 157550.doc 201209886 測。存在用於進行純影程序巾所形成之顯微鏡結構之量 測的各種技術,包括掃描電子顯微鏡及各種專門工具之使 用。-種快速且非破壞性形式之專門檢測工具為散射計, 其中將輻射光束引導至基板之表面上之目標上,且量測散 射光束或反射光束之屬性。藉由比較光束在其已藉由基板 ㈣或散射之前與之後的屬性,可決定基板之屬性。此決 疋可(例如)藉由比較反射光束與儲存於相關聯於已知基板 屬性之已知量測庫中的資料而進行。吾人已知兩種主要類 型之散射計。光譜散射計將寬頻帶輻射光束引導至基板 上且里測經散射成特定窄角範圍之輻射的光譜(作為波 長之函數的強度)。角解析散射計使用單色輻射光束且量 測作為角度之函數的散射輻射之強度。 半導體凡件製造商使用存在於晶圓上之光柵來對準晶 ^。對準感測器量測具有次奈米可重複性之光柵之部位。 製知商亦使用重疊光栅來量測產品上疊對(on-product overlay)。此處’同樣容易地達成次奈米總量測不確定度 (Total Measurement Uncertainty,TMU)數。然而,疊對度 里衡及對準感測器對由比如蝕刻、化學機械拋光(CMp)及 沈積之處理步驟造成的標記不對稱性敏感。此等不對稱性 導致大約幾奈米之疊對及對準誤差。此效應開始支配疊對 預算,且因此需要解決方案。 田别’使用諸如中值工具誘發移位(T〇〇i Induced Shift, TIS)及/或TIS變率(亦稱,TIS 3均方偏幻之參數來執行散 射。十里測配方選擇(例如,#中每-配方具有各種照明波 157550.doc 201209886 長及偏振)。當參考層展現不對稱剖面時會存在一問題。 通㊉’目標光拇之形狀的不對稱性將對經量測疊對有影 響°此影響可取決於用於量測之照明設定而變化。 在不具有對在處理及成像之後光柵之形狀之實際認識的 情況下執行目標配方選擇。此外,當前程序之内容背景不 用於配方選擇決策中。基於TIS及/或TMU之限詞的使用 並不始終導致相對於目標不對稱性最強健之量測配方。 【發明内容】 根據本發明之—第__態樣,提供__種決定—疊對誤差之 方法,該方法包含:量測包含—第__結構之—第―目標之 ^射屬性;使㈣等經量測散射屬性來建構該第__結構之 模型,該模型包含對應於該第一結構之一第一模型結 構;基於該第一模型結構之不對稱性來修改該模型;演算 該第一模型結構與—第二模型結構之間的-不對稱性誘發 /誤差該第_模型結構與該第二模型結構在該經修改 模51中相對於彼此疊對;及使用該經演算不對稱性誘發疊 對誤差來決定一第二目標中之一疊對誤差。 據本I明之一第二態樣,提供一種用於決定一疊對誤 差之檢測裝置’該檢測裝置經組態以量測包含一第一結構 之第一目標之散射屬性,且該檢測裝置包含至少一處理 益’該至少-處理器經組態以:使用該等經量測散射屬性 來建構該第—結構之—模型,該模型包含對應於該第一結 構之第—模型結構;基於該第一模型結構之不對稱性來 /文„亥模型,演算該第__模型結構與—第:模型結構之間 157550.doc 201209886 的-不對稱性誘發4對誤差,該第—模型結構與該第二模 型結構在該經修改模型中相對於彼此疊對;使用該經演算 不對稱性誘發疊對誤差來決第二目標中之_疊對誤 差。 、 根據本發明之一第三態樣’提供一種微影裝置,該微影 裝置包含:一照明光學系統,該照明光學系統經配置以照 明一圖案;一投影光學系統,該投影光學系統經配置以將 該圖案之一影像投影至一基板上;及根據該第二態樣之一 檢測裝置。 根據本發明之一第四態樣,提供—種微影製造單元 (lithographic cell),該微影製造單元包含:一塗佈器該 塗佈器經配置以使基板塗佈有一輻射敏感層;一微影裝 置’該微影裝置經配置以將影像曝光至藉由該塗佈器塗佈 的基板之該輻射敏感層上;一顯影器,該顯影器經配置以 顯影藉由該微影裝置曝光之影像;及根據該第二態樣之一 檢測裝置。 根據本發明之一第四態樣,提供一種電腦程式產品,該 電腦程式產品含有用於決定一疊對誤差的機器可讀指令之 或多個序列’該等指令經調適以使一或多個處理器執行 決定一疊對誤差之一方法,該方法包含以下步驟:量測包 含一第一結構之一第一目標之散射屬性;使用該等經量測 散射屬性來建構該第一結構之一模型,該模型包含對應於 該第一結構之一第一模型結構;基於該第一模型結構之不 對稱性來修改該模型;演算該第一模型結構與一第二模型 157550.doc 201209886 結構之間的一不對稱性誘發疊對誤差’該第一模型結構與 該第二模型結構在該經修改模型中相對於彼此疊對;及使 用S亥經演算不對稱性誘發疊對誤差來決定一第二目標中之 一疊對誤差。 下文參看隨附圖式來詳細地描述本發明之另外特徵及優 點以及本發明之各種實施例之結構及操作。應注意,本發 明不限於本文中所描述之特定實施例。本文中僅出於說明 性目的而呈現此等實施例。基於本文中所含有之教示,額 外實施例對於熟習相關技術者將係顯而易見的。 【實施方式】 併入本文中且形成本說明書之部分的隨附圖式說明本發 明,且連同[實施方式]進一步用以解釋本發明之原理,且 使熟習相關技術者能夠製造及使用本發明。 根據上文在結合該等圖式時所闡述之[實施方式],本發 明之特徵及優點已變得更顯而易見,在該等圖式中,相似 兀件符號始終識別對應器件。在該等圖式中,相似元件符 號通常指示相同、功能上類似及/或結構上類似之器件。 一器件第一次出現時之圖式係藉由對應元件符號中之最左 邊數位進行指示。 本說明書揭示併有本發明之特徵的一或多個實施例。所 揭示實施例僅僅例示本發明。本發明之範疇不限於所揭示 實施例。本發明係藉由此處所附加之申請專利範圍界定。 所描述之實施例及在本說明書中對「一實施例」、「一實 例實施例」等等之參考指示所描述之實施例可能包括一特 157550.doc ⑧ 201209886 疋特徵、結構或特性,但每一實施例可能未必包括該特定 特徵、結構或特性。此外,此等短語未必指代同—實施 例《另外,當結合一實施例來描述一特定特徵、結構或特 性時,應理解,無論是否明確地進行描述,結合其他實施 例來實現此特徵、結構或特性均係在熟習此項技術者之認 識範圍内》 可以硬體、韌體、軟體或其任何組合來實施本發明之實 施例本發明之實施例亦可實施為儲存於機器可讀媒體上 之私令,該等指令可藉由一或多個處理器讀取及執行。機 器可讀媒體可包括用於儲存或傳輸呈可藉由機器(例如, 計算元件)讀取之形式之資訊的任何機構。舉例而言,機 器可讀媒體可包括:唯讀記憶體(R0M);隨機存取記憶體 (RAM);磁碟儲存媒體;光學儲存媒體;快閃記憶體元 件,電學、光學、聲學或其他形式之傳播信號(例如,載 波、紅外線信號、數位信號·,等等);及其他者。另外, 勤體、軟體、常式、指令可在本文中被描料執行特定動 作。然而’應瞭解’此等描述僅僅係出於方便起見,且此 等動作事實上係由計算元件、處理器、控制器或執行韌 體、軟體、常式、指令等等之其他元件引起。 然而’在更詳細地描述此等實施例之前,有指導性的是 呈現可供實施本發明之實施例的實例環境。 圖1示意性地描繪微影裝置❶該裝置包含:照明系統(照 明器)IL,其經組態以調節輻射光束B(例如,uv輻射或 DUV輻射);支撐結構(例如,光罩台)Μτ,其經建構以支 157550.doc 201209886 _案化元件(例如’光罩)MA’且連接至經組態以根據特 疋參數來準確地定位該圖案化元件之第一定位器PM;基 板台(例如,晶圓台)资,其經建構以固持基板(例如 钮劑塗佈Ba®)w’且連接至經組態以_特 地定位該基板之第二定位器PW;及投影系統(例如,= 投影透鏡系統)PL,其經組態以將藉由圖案化元件 至輕射光束B之圓案投影至基板w之目標部分C(例如。 含一或多個晶粒)上。 匕 照明系統可包括用於引導、塑形或控制輻射 之光學組件,諸如,折射、反射、磁性、電磁、靜電t 他類型之光學組件,或其任何組合。 /其 決亦:’承载)圖案化元件。支樓結構以取 _ I之疋向、微影裝置之設計及其他條件(諸 。’圖案化π件是否被固持於真空環境中)的方式 圖案化π件。支撐結構可使用機械 、 持技術來固持圖案化元件。支樓〜…靜電或其他夾 ㈣可根據需要咖定二; 圖案化元件(例如)相對於投影系統處於所要 「比例光罩」或「光罩」之任何使用均二 通用之術5吾圖案化元件」同義。 '、 本文中所使用之術語「圖案化元 指代可用以在輻射光束之橫截 ^地解釋為 ^ 田射先束賦予圖案以 :=標部分中產生圆案的任何元件, 如,右被賦予至輻射光束之圖案包括相移特徵或所謂的輔 I57550.doc •10· 201209886 助特徵’ %圖案可能不會確切地對應絲板之目標部分中 :所要圖案。通常’被賦予至輻射光束之圖案將對應於目 枯邛刀中所產生之元件(諸如’積體電路)中的特定功能 層0 圓案化凡件可為透射或反射的。圓案化元件之實例包括 光罩、可程式化鏡面陣列,及可程式化LCD面板。光罩在 微影中係熟知的’ i包括諸如二元、交變相移及衰減相移 之光罩類型’以及各種混合光罩類型。可程式化鏡面陣列 之一實例制小鏡面之矩陣配置,該等小鏡面中每一者可 別地傾斜,以便在不同方向上反射人射輕射光束。傾斜 鏡面將圖案賦予於藉由鏡面矩陣反射之輻射光束中。 本文中所使用之術語「投影系統」應被廣泛地解釋為涵 蓋任何類型之投影系統,包括折射、反射、反射折射、磁 陡电磁及靜電光學系統或其任何組合,其適於所使用之 曝光輻射,或適於諸如浸沒液體之使用或真空之使用的其 他因素。可認為本文中對術語「投影透鏡」之任何使用均 與更通用之術語「投影系統」同義。 如此處所描繪,裝置為透射類型(例如,使用透射光 罩)或者冑I:可為反射類型(例,使用上文所提及之 類型的可程式化鏡面陣列,或使用反射光罩)。 微衫裝置可為具有兩個(雙載物台)或兩個以上基板台⑷ 或兩個或兩個以上光罩台)的類型。在此等「多載物台」 機器中,可並行地使用額外台,或可在一或多個台上進行 預備步驟’同時將一或多個其他台用於曝光。 157550.doc 201209886 微影農置亦可為如下類型:其中基板之至少一部分可藉 由具有相對高折射率之㈣(例如,水)覆蓋,以便填充投 系統”基板之間的空間。亦可將浸沒液體施加至微影裝 =之其他空間’例如,在光罩與投影系統之間的空間。 技術在此項技術中被熟知用於增加投影系統之數值孔 仅本文中所使用之術語厂浸沒」不意謂諸如基板之結構 · 頁/又潰於液體中’而是僅意謂液體在曝光期間位於投影 系統與基板之間。 參看圖1 ’照明器江自輻射源so接收輕射光束。舉例而 ^當輻㈣為準分子雷射時’輕射源與微影裝置可為分 離實體。在此等情況下,不認為輻射源形成微影裝置之部 件,且輻射光束係憑藉包含(例如)適當引導鏡面及/或光束 擴展器之光束傳送系統BD而自輻射源so傳遞至照明器 在其他If况下,例如,當輪射源為水銀燈時,輻射源 可為微影裝置之整體部件。輻射源80及照明器比連同光束 傳送系統BD(在需要時)可被稱作輻射系統。 ’’、、月器IL可包含用於調整輻射光束之角強度分佈的調整 器AD。通常,可調整照明器之光曈平面中之強度分佈的 至少外部徑向範圍及/或内部徑向範圍(通常分別被稱作口 外部及σ内部)。此外,照明器比可包含各種其他組件,諸 士積光器以及聚光器c〇。照明器可用以調節輻射光 束,以在其橫截面中具有所要均一性及強度分佈。 輻射光束Β入射於被固持於支撐結構(例如,光罩台Μτ) 上之圖案化元件(例如’光罩ΜΑ)上,且係藉由該圖案化元 ]5755〇.d〇C -12- ⑧ 201209886 件而圖案化》在橫穿光罩]^八後,輻射光束b傳遞通過投影 系統PL ’投影系統PL將該光束聚焦至基板%之目標部分c 上。憑藉第二定位器pW及位置感測器IF(例如,干涉量測 元件、線性編碼器、2_D編碼器或電容性感測器),基板台 WT可準確地移動’例如,以使不同目標部分^定位於輻射 光束B之路徑中。類似地,第一定位器PM及另一位置感測 器(其未在圖1中被明確地描繪)可用以(例如)在自光罩庫之 機械擷取之後或在掃描期間相對於輻射光束B之路徑準確 地定位光罩MA。一般而言,可憑藉形成第一定位器pM之 部件的長衝程模組(粗略定位)及短衝程模組(精細定位)來 實現光罩台MT之移動。類似地’可使用形成第二定位器 PW之件的長衝程模組及短衝程模組來實現基板台资之 移動。在步進器(相對於掃描器)之情況下,光罩台可僅 連接至短衝程致動H,或可為固定的。可制光罩對準標 記ΜΙ、M2及基板對準標記?1、Ρ2來對準光罩ΜΑ及基板 W。儘f所說明之基板對準標記佔用專用目標部分,但該 等標記可位於目標部分之間的空間中(此等標記被稱為切 割道對準標記)。類似地,在—個以上晶粒提供於光罩ma 上之情形中’光罩對準標記可位於該等晶粒之間。 所描繪裝置可用於以下模式中之至少一者中: 1.在步進模式中,在將被賦予至輻射光束之整個圖案一 次性投影至目標部分C上時,使光罩台MT及基板台WT保 持基本上靜止(亦即’單次靜態曝光)。接著,使基板台WT 在X及/或Y方向上移位,使得可曝光不同目標部分C。在 157550.doc 201209886 步進模式中,曝光場之最大大小限制單次靜態曝光中所成 像之目標部分c的大小。 2 ·在掃描模式中,在將被賦予至輻射光束之圖案投影至 目標部分C上時’同步地掃描光罩台MT及基板台WT(亦 即’單次動態曝光)。可藉由投影系統PL之放大率(縮小率) 及影像反轉特性來決定基板台WT相對於光罩台Μτ之速度 及方向。在掃描模式中,曝光場之最大大小限制單次動態 曝光中之目標部分的寬度(在非掃描方向上),而掃描運動 之長度決定目標部分之高度(在掃描方向上)。 3.在另一模式中,在將被賦予至輻射光束之圖案投影至 目標部分C上時,使光罩#MT保持基本上靜止,從而固持 可程式化圖案化元件,且移動或掃描基板台WT。在此模 式中,通常使用脈衝式輻射源,且在基板台賈7之每一移 動之後或在掃描期間的順次輻射脈衝之間根據需要而更新 可程式化®案化元件°此操作模式可易於應用於利用可程 式化圖案化元件(諸如,上文所提及之類型的可程式化鏡 面陣列)之無光罩微影。 亦可使用對上文所描述之使用模式之組合及/或變化或 完全不同的使用模式。 如圖2所示,微影裝置LA形成微影製造單元Lc(有時亦 被稱作叢集)之部件’其亦包括用以對基板執行曝光前程 序及曝光後程序之裝置。通當, ^ 通吊此萼裝置包括用以沈積抗 蝕劑層之旋塗态sc、用以顯影經曝光抗蝕劑之顯影器 DE冷部板⑶,及棋烤板BK。基板處置器或機器人RO自 157550.doc ⑧ •14· 201209886 輸入/輸出埠I/Ol、1/02拾取基板、在不同程序裝置之間移 動基板,且接著將基板傳送至微影裝置之裝載匣lb。通常 被集體地稱作塗佈顯影系統(track)之此等元件係在塗佈顯 影系統控制單元TCU之控制下,塗佈顯影系統控制單元 TCU自身係藉由監督控制系統scs控制,監督控制系統 SCS亦經由微影控制單元LACU而控制微影裝置。因此, 不同裝置可經操作以最大化產出率及處理效率。 為了正確地且一致地曝光藉由微影裝置曝光之基板,需 要檢測經曝光基板以量測屬性,諸如,兩個層之間的疊對 誤差、線厚度、臨界尺寸(CD),等等。若谓測到誤差,則 可對後續基板之曝光進行調整,尤其是在檢測可足夠迅速 且快速地進行以使得同一批量之其他基板仍待曝光的情況 下。又,已經曝光之基板可被剝離及重做(以改良良率)或 被捨棄,藉此避免對已知有缺陷之基板執行#光。在基板 之僅-些目標部分有缺陷的情況下,可僅對為良好之該 目標部分執行另外曝光。 使用檢測裝置以決定基板之屬性,且特別是決定不同基 板或同一基板之不同層之屬性如何在層與層之間變化。檢 測裝置可整合至微影裝置LA或微影製造單元^中,或可 為早獨X件。A 了實現最快速量測,需要使檢測裝置在曝 光之後立即里測經曝光抗#劑層中之屬性。然而,抗钱劑 I之:和具有極低對比度(在已曝光至輻射的抗蝕劑之部 刀^尚未曝光至輕射的抗钮劑之部分之間僅存在極小的折 射率差)’且並非所有檢測裝置均具有足夠敏感性來進行 157550.doc J5 201209886 潛影之有用量測。因此,可在曝光後烘烤步驟(peb)之後 採取量測,曝光後烘烤步驟(PEB)通常為對經曝光基板所 進行之第-步驟且其增加抗钱劑之經曝光部分與未經曝光 部分之間的對比度。在此階段,抗韻劑中之影像可被稱作 半潛像(_i-latent)。亦有可能進行經顯影抗钮劑影像之 量測(此時’抗蝕劑之經曝光部分或未經曝光部分已被移 除)’或在圖案轉印步驟(諸如,钱刻)之後進行經顯影抗蝕 劑影像之量測。後者可能性限制重做有缺 性,但仍可提供有用資訊。 圖3描繪可用於本發明中之散射計。該散射計包含寬頻 帶(白光)輻射投影儀2,其將輻射投影至基板w上。反射輻 射傳遞至光譜儀偵測器4,其量測鏡面反射輻射之光譜 10(作為波長之函數的強度)。自此資料,可藉由處理單元 PU來重新建構引起經偵測光譜之結構或剖面,例如,藉由 嚴密耦合波分析及非線性回歸,或藉由與圖3之底部處所 展示之模擬光譜庫比較。一般而言,對於重新建構,結構 之通用形式係已知的,且根據對製造該結構所採用之程序 的認識來假定一些參數,從而僅留下該結構之少許參數以 自政射里測資料予以決定。此散射計可經組態為正入射散 射計或斜入射散射計。然而,在正入射下,此散射計不具 有針對圖案不對稱性之敏感性。為了偵測在第〇繞射階中 之圖案不對稱性,需要斜入射。 圖4中展示更適於本發明之另—散射計。在此元件中, 藉由輻射源2發射之輻射係使用透鏡系統丨2予以準直,且 157550.doc -16 - 201209886 透射通過干涉濾光器13及偏振器17、藉由部分反射表面i6 反射且經由顯微鏡接物鏡15而聚焦至基板臀上,顯微鏡接 物鏡15具有高數值孔徑(NA),較佳地為至少〇 9且更佳地 為至少0.95。浸沒散射計可甚至具有數值孔徑超過丨之透 鏡。反射轄㈣著通過部分反射表面16而透射至偵測器18 中以便偵測散射光譜。該偵測器可位於處於透鏡系統i 5 之焦距的背部投影式光瞳平㈣中,然而,該光瞳^面可 ❹地藉由輔助光學器件(圖中未繪示)而再成像至該偵測 =上。光瞳平面為輻射之徑向位置界定人射角且角位置界 定輻射之方位角的平面。偵測器較佳地為二㈣測器,使 得可量測基板目標30之二維角散射光譜1貞測器18可為 (例如)CCD或CM〇S感測器陣列’且可使用為(例如)每圖框 40毫秒之積分時間。 舉例而言’通常使用參考光束以量測入射輻射之強度。 為此’當輻射光束入射於光束分裂器16上時,將該輻射光 束之部分透射通過該光束分裂器以作為朝向參考鏡面"之 參考光束。接著將參考光束投影至同一偵測器此不同部 件上,或者,投影至不同偵測器(圖中未繪示)上。 太:組干涉渡光器⑽可用以選擇在(比如)他奈米至79〇 =甚至更低(諸如’ 200奈米至3。〇奈旬之範圍 =波h干涉據光器可為可調譜的,而非包含不同組據 ° 了使用光拇以代替干涉濟光器。 強:測器-量測散射光在二波長—之 度、分離地在多個波長下之強度,或在-波長範圍内所 157550.doc -17- 201209886 積分之強度。此外,偵測器可分離地量測橫向磁偏振光及 橫向電偏振光之強度,及/或橫向磁偏振光與橫向電偏振 光之間的相位差。 使用寬頻帶光源(亦即’具有寬光頻率或波長範圍(且因 此具有寬顏色範圍)之光源)係可能的,其給出大光展量 (etendue),從而允許多個波長之混合。寬頻帶中之複數個 波長較佳地各自具有為Δλ之頻寬及為至少2 Δλ(亦即,為 s亥頻寬之兩倍)之間隔。若干輻射「源」可為已使用光纖 束予以分裂的延伸型輻射源之不同部分。以此方式,可在 多個波長下並行地量測角解析散射光譜。可量測3_d光譜 (波長及兩個不同角度),其相比於2_D光譜含有較多資 訊。此情形允許量測更多資訊,其增加度量衡程序強健 度。全文以引用之方式併入本文中的£1>1,628,164八中更詳 細地描述此情形。 基板W上之目標30可為i—D週期性光栅,其經印刷成使 得在顯影之後,條狀物(bar)係由固體抗蝕劑線形成。目標 30可為2-D週期性光柵,其經印刷成使得在顯影之後,光 柵係由抗蝕劑中之固體抗蝕劑柱狀物或導孔形成。或者, 條狀物、柱狀物或導孔可經蝕刻至基板_。此圖案對微影 投影裝置(特別是投影系統PL)中之色像差敏感,且照明對 稱性及此等像差之存在將使其自身表現為經印刷光柵之變 化。因此,使用經印刷光柵之散射量測資料以重新建構該 等光栅。根據對印刷步驟及/或其他散射量測程序之認 識’可將1-D光柵之參數(諸如,'線寬及形狀)或2_D光拇之 157550.doc ⑧ •18- 201209886 參數(諸如,柱狀物或導孔寬度或長度或形狀)輸入至藉由 處理單元PU執行之重新建構程序。 如上文所描述,目標係在基板之表面上。此目標將通常 知取在光柵中之U線或在2_D陣列中之實質上矩形結 構的形狀。度1衡中之嚴密光學繞射理論之目的實際上係 廣算自目標所反射之繞射光譜。換言之,針對CD(臨界尺 寸)均一性及疊對度量衡來獲得目標形.狀資訊。疊對度量 衡為如下量測系統··其中量測兩個目標之疊對,以便決定 基板上之兩個層是否對準。CD均一性僅僅為在光譜上光 栅之均_性的量測’其用以決定微影裝置之曝光系統如何 起作用。具體而言,CD或臨界尺寸$「書寫」於基板上 之物件的寬度,且為微影裝置實體上能夠在基板上進行書 寫之限度。 θ 在結合諸如目標30之目標結構之模型化及其繞射屬性來 使用上文所描述之散射計甲之一者的情況下’可以許多方 式來執打該結構之形狀及其他參數之量測。在藉由圖5表 不的第一類型之程序中,演算基於目標形狀(第一候選結 構)之第一估計的繞射圖案且比較該繞射圖案與經觀測繞 射圖案。接著’系統地變化模型之參數且在一系列反覆中 重新演算繞射,以產生新候選結構且因此達到最佳擬合。 在藉由圖6表示的第二類型之程序中,預先演算用於許多 不同候選結構之繞射光譜以產生繞射光譜「庫」。接著, =較自量測目彳示所觀測之繞射圖案與經演算光譜庫以找到 最佳擬合。可共同地使用兩财法:可自庫獲得粗略擬 157550.doc •19- 201209886 °接著進行反覆程序,以找到最佳擬合。 半也 > 看圖5,將概括地描述進行目標形狀及/或材 料屬性之量測的方式。對於此描述,將假定目標僅在一個 方向上係週期性的(1_D結構)。實務上,目標可在兩個方 向上係週期性的(2維結構),且將相應地調適處理。 步驟502中.使用諸如上文所描述之散射計的散射計 來量測基板上之實際目標的繞射圖案。將此經量測繞射圖 ㈣遞至諸如電腦之演算系統。演算系統可為上文所提及 之處理單元PU,或其可為分離裝置。 在步驟503中:建立「模型配方」,其依據參數Pi(Pl、 P2、p3等等)之數目來界定目標結構之參數化模型。舉例而 言,此等參數可在⑴週期性結構十表示側壁之角度、特徵 之高度或深度 '特徵之寬度。亦#由諸如折射率(在存在 於散射量測輻射光束中之特定波長下)之參數來表示目標 材料及下層之屬性。下文將給出特定實例。重要地,雖然 目標結構可藉由描述其形狀及材料屬性之許多參數予以界 定,但模型配方將界定此等參數中之許多參數以具有固定 值,而其他參數將出於以下程序步驟之目的而為可變或 「洋動」參數。下文進一步描述進行固定參數與浮動參數 之間的選擇的程序。此外,吾人將引入可容許參數變化而 不為完全獨立浮動參數的方式。出於描述圖5之目的,僅 將可變參數認為參數Pi 504 :藉由設定浮動參數之初始值 Pi(〇)(亦即,Pl(〇)、p2(〇)、p3(〇)等等)來估計模型目標形狀。 將在特定預定範圍(如在配方十所界定)内產生每一浮動參 157550.doc -20* ⑧ 201209886 數。 在步驟506中:使用表示經估計形狀連同模型之不同器 件之光學屬性的參數,以(例如)使用嚴密光學繞射方法(諸 如,RCWA或馬克士威(MaxweU)方程式之任何其他解算 器)來演算散射屬性。此情形給出經估計目標形狀之經估 . 計或模型繞射圖案。 在步驟5 0 8、5 10中:接著,比較經量測繞射圖案與模型 繞射圖案’且使用該等圖案之類似性及差異以演算用於模 型目才示形狀之「優質化函數」(merit function)。 在步驟512中:假定優質化函數指示出模型需要在其準 確地表示實際目標形狀之前予以改良,新參數ρι⑴、 P2(1)、P3(1)等等被估計且反覆地回饋至步驟506中。重複步 驟506至512 。 為了辅助搜尋,步驟506中之演算可在參數空間中之此 特定區域中進一步產生優質化函數之偏導數,其指示如下 敏感性:在該敏感性的情況下,增加或縮減一參數將會增 加或縮減該優質化函數。優質化函數之演算及導數之使用 在此項技術中通常係已知的,且在此處將不予以詳細地描 ; 述。 • 在步驟5 14中··當優質化函數指示出此反覆程序已以所 要準確度收斂於一解時,將當前估計之參數報告為實際目 標結構之量測。 此反覆程序之計异時間很大程度上係藉由所使用之前向 繞射模型(亦即,自經估計目標結構使用嚴密光學繞射理 157550.doc •21- 201209886 論的經估計模型繞射圖案之演算)決定。若需要更多參 數,則存在更多自由度。原則上,演算時間隨著自由度之 數目之幂而增加。可以各種形式來表達在5〇6處所演算之 經估計或模型繞射圖案。若以與在步驟5丨〇中所產生之經 量測圖案相同的形式來表達經演算圖案,則會簡化比較。 舉例而言’可容易地比較模型化光譜與藉由圖3之裝置量 測之光譜;可容易地比較模型化光瞳圖案與藉由圖4之裝 置量測之光瞳圖案。 貫穿自圖5向前的此描述,在假定使用圖4之散射計的情 況下,將使用術語「繞射圖案」。熟習此項技術者可易於 使本教示適應於不同類型之散射計,或甚至適應於其他類 型之量測器具。 圖6說明一替代實例程序,其中預先演算用於不同經估 計目標形狀(候選結構)之複數個模型繞射圖案,且將該等 模型繞射圖案儲存於一庫中以與一實際量測進行比較。基 礎原理及術語與針對圖5之程序的原理及術語相同。圖6之 程序之步驟為: 在步驟602申:產生該庫之程序開始。可針對每一類型 之目標結構來產生一分離庫。可根據需要由量測裝置之使 用者產生該庫,或可由該裝置之供應者預產生該庫。 在步驟603中:建立「模型配方」,其依據參數ρΚρι、 P2、P3等等)之數目來界定目標結構之參數化模型。考慮事 項類似於反覆程序之步驟5〇3中的考慮事項。 在步驟604中:舉例而言,藉由產生所有參數之隨機值 157550.doc •22· 201209886 來產生第-參數集ρι⑼、P2(0)、P3(0)等等,每一參數處於 其期望值範圍内。 在v驟606中.凉舁模型繞射圖案且將模型繞射圖案健 存於一庫令,其表示自藉由參數表示之目標形狀所期望的 繞射圖案。 在步驟608中:產生新形狀參數集η⑴、Μ⑴、m⑴等 等將步驟606至608重複達數十次、數百次或甚至數千 -人,直到包含所有經儲存模型化繞射圓案之庫被判斷為足 夠地完整為止。每—經儲存圖案表示多維參數空間中之一 ,本點。庫中之樣本應以足以使得將^夠接近地表示任何 實際繞射圖案之密度來填入樣本空間。 在^驟610中.在產生庫之後(但可在產生庫之前),將 實際目標3G置放於散射計中且量測其繞射圖案。 在步驟612中:比較經量測圖案與儲存於庫中之模型化 圖案以找到最佳匹配圖案。可與庫中之每—樣本進行比 較’或可使用更系統的搜尋策略,以減少計算負擔。 在步驟614中.若找到匹配,則可將用以產生匹配庫圖 案之經估計目標形狀決定為近似物件結構。將對應於匹配 樣本之形狀參數輸出為經量測形狀參數。可直接對模型繞 射信號執行匹配程序’或可對為了快速評估而最佳化之代 用模型執行匹配程序。 在步驟616中.視情況,將最近匹配樣本用作起始點, 錢用—改進程序以獲得用於報告之最終參數。舉例而 吕’此改進程序可包含極類似於圖5所示之反覆程序的反 157550.doc •23- 201209886 覆程序。 是否需要改進步驟616為實施者之選擇事情,若極密集 地取樣庫,則可能無需反覆改進,此係因為將始終找到良 好匹配。另一方面,對於實務使用,此庫可能過大。因 此’一實務解決方案係將庫搜尋用於粗略參數集,接著使 用優質化函數以決定更準確的參數集以用所要準確度報告 目標基板之參數而進行一或多次反覆。在執行額外反覆 時,將經演算繞射圖案及關聯改進參數集作為新輸入項而 添加於庫中將為-選項。以此方式,可最初使用-庫,該 庫係基於相對小量計算努力,但其使用改進步驟6丨6之計 算努力而建置成較大庫。無論使用哪一方案,均亦可基於 多個候選結構之匹配的良好性而獲得經報告可變參數中之 -或多者之值的進一步改進。舉例而言,可藉由内插於兩 個或兩個以上候選結構之參數值之間來產生最終所報告之 參數值(假定該等候選結構中之兩者或全部均具有高匹配 記分)。 此反覆程序之計算時間很大程度上係藉由在步驟506及 6〇6之前向繞射模型(亦即,自經估計目標形狀使用嚴密光 學繞射理論的經估計模型繞射圖案之演算)決定。 本發明係關於用於決定疊對誤差之實施例。 、圖根據本發明之—實施例的決定疊對誤差之 法’其說明模型中之居中頂部光柵之定位。 在步驟702中:吾.、目丨丨曰同 目#包八第沾標之散射屬性。經量測 目心包3第一結構7〇6,咕心 . 褥,4如,經處理光柵,其形成於層 I57550.doc •24· 201209886 708及710中。結構706具有程序誘發不對稱失真,其中在 此貫例中,在左側處之側壁相比於在右側處之側壁具有較 淺斜度。在使用諸如參看圖4所描述之SM2的散射計的情 況下,用輻射712之照明剖面711 (例如,使用孔隙)來照明 目標。在光瞳平面中偵測散射輻射714以獲得角解析光譜 716 ^照明剖面711係使得使用分離地偵測之第零繞射階及 更高繞射階來重新建構目標之至少一特性。在解析光譜 7 16中可看出,第一階繞射圖案被描繪於對應於照明剖面 中之暗象限的兩個象限(右頂部及左底部)中,且第零階(反 射)繞射圖案被描繪於另外兩個象限中。因此,繞射階被 分離,而無習知環形刮面之缺點,習知環形剖面導致第一 繞射階之部分在光瞳平面中與第零階混合。環形照明剖面 可導致經量測目標不對稱性之誤差,此係因為環形照明在 繞射光中提供較少資訊。舉例而言,在環形照明中,不存 在接近正入射之光束,該等光束含有可用於量測目標不對 稱性之資訊。 在步驟718中:使用如參看圖5及圖6所描述之模型化程 序來建構目標之模型。模型結構722至726分別對應於目標 結構706至710。因此重新建構經處理疊對目標,包括其不 對稱失真。 在步驟728中:基於第一模型結構722之不對稱性來修改 模型。此情形涉及界定第一模型結構722之位置參數(在此 實例中為中心點),以補償其不對稱性。界定經處理之經 重新建構光柵之「0」位置(亦即,「中心」)732。半導體元 157550.doc •25- 201209886 件製造商(亦即,終端使用者)可給出輸入,以基於該程序 或其他方法之實體解釋或模型(諸如,與電疊對量測或元 件良率之相關)來界定此中心位置732。舉例而言,可藉由 對所欲結構形狀(無任何程序誘發不對稱性)之認識來界定 中心732。 在此貫細例中,在此階段將第二模型結構73〇(在此實例 中表不抗蝕劑光柵)引入至模型。使用位置參數而將第一 模型結構722與第一模型結構73〇相對於彼此定位。在圖7 中,藉由在模型結構722及730中之一者或兩者之模型中插 入(但亦可藉由移動而進行,如圖9所示)位置來達成此情 形。此定位可疊對模型結構,使得模型結構相對於彼此居 中(圖7、圖9及圖1 〇) 〇或者,可以故意偏移χ而將模型結 構722與模型結構730相對於彼此定位(圖8及圖u)。 在分析軟體中,以使得抗|虫劑光柵7 3 〇居中於經處理光 柵722之中心732之頂部上(亦即,疊對誤差為零)的方式將 抗姓劑光栅7 3 0插入及置放於經重新建構程序堆疊上。可 完全地以軟體執行此情形,因此無需實際實驗。如圖7所 示’已調整位置,使得在箭頭b之間的頂部結構73〇之中心 與在箭頭a之間的下層結構722之中心732處於相同位置。 在圖7中’上部模型結構720及730之寬度b+b與下部模型結 構之寬度a+a相同(無任何程序誘發不對稱性)^然而,應瞭 解,寬度可不同,亦即,a关b。 在步驟734中:使用經修改模型來決定第一模型結構722 與第二模型結構730之間的不對稱性誘發疊對誤差△〇%。 -26· 157550.doc ⑧ 201209886 Z不對稱性誘發4對誤差演算為正第—繞 =階之間的在光瞳平面中之強度差量,如在橫越二 ^之偵測11的像素處所決定。可在光瞳平面t識別像 、’該等像素針對甚至小量不對稱性亦具有㈣大 性誘發疊對誤差。在以下步㈣…可«針對整^ 瞳+面之不對稱性誘發疊對誤差數δ…的演算而排除 像素。 _可藉由數值演算來演算不對稱性誘發疊對誤差,以模擬 經修改模型上之散射計疊對量測。美國專利公開案 2006/0033921 A1中揭示此量測’該公開案之全文以引用 之方式併入本文中。通常,針對若干散射計量測配方r來 重複此情形’使得預備校正集以隨後用於不同配方, 4 Η用於4明波長及偏振之不同組合。此不對稱性誘發 且對誤差Δ〇νι為隨後在半導體元件生產期間應用於疊對量 測之校正,如在下一步驟736中所描述。 在步驟736中.在諸如參看圖4所描述之sm2的散射計中 使用配方r來獲得經量測(未經校正)疊對誤差〇v,r,以量測 諸如生產半導體晶圓上之第二目標之角解析光譜748。經 s測之第二目標包含第一結構738,諸如,經處理光柵, 其形成於層740及742中。結構738具有類似於結構7〇6之程 序誘發不對稱失真的程序誘發不對稱性失真。在使用諸如 參看圖4所描述之SM2的散射計的情況下,用輻射744之照 明剖面743來照明目標8偵測散射輻射746以獲得角解析光 谱748。環形照明剖面743適於待使用之以繞射為基礎之疊 157550.doc -27- 201209886 對量測’諸如美國專利公開案2006/0033921 A1中所揭 不°亥方法不包括任何重新建構,因此對於生產晶圓足夠 决速’但ϋ下層經處理光柵之不對稱性而降級,且需要校 正此不對稱性β 藉由演算不對稱性誘發疊對誤差A〇Vr與第二目標之經量 測疊對誤差〇V,r之間的差來決定經校正疊對誤差〇v,。因 此,經校正疊對誤差OV'=〇V,r-A〇Vr。 在考量量測光曈平面中之座標X及少處的所有像素的情況 下,可使用經演算疊對數〇v,r來演算疊對校正,亦即, ov,=I〇vw-Sa〇vw 0 x^y x,y 或者,可首先個別地演算針對每一像素之疊對校正,且 接著藉由遍及所有像素而求疊對的平均值來演算淨疊對誤 差,亦即, 〇v,=X(〇Lr,J。 對於第二目#中之疊對誤差ov.之量㈣,根據下文參看 圖10及圖11所描述之貫施例,最佳配方r,可經決定及選擇 以用於此步驟。 因為目標形狀將遍及晶圓而變化,所以w m Μ可針對晶圓上之 每一目標或代表性目標子集來執行步驟7〇2、718、728及 734以及 736。 此實施例具有減少半導體製造之處理變化的效應,且最 終有助於改良疊對。此情形又増加半導體製造^率。 157550.doc •28- 201209886 可針對如參看圖7所描述之居中光栅來執行針對不同量 測配方r之不對稱性誘發疊料的此等演算,此情 形可用於校正接近於零之疊對誤差的量測,其中〇^=〇。 然而,為了量測大疊對誤差仍,抑,有用的是演算圍繞經 量測疊對誤差X之此不對稱性誘發疊對誤差,亦即, △〇vr,x看r。因此,經校正疊對誤差為〇v=〇v,^〇Vuw。 此係由於以繞射為基礎之疊對的非線性行為。相比於大疊 對誤差,㈣量之目標不對稱性將針對接近零之疊對誤差 給出稍微不同的不對稱性誘發疊對誤差。參看圖8及圖u 描述此方法。 圖8描繪根據本發明之一實施例的決定疊對誤差之方 法,其說明模型中之偏移頂部光柵之定位。在圖8中,與 圖7中之數字相同的數字對應於相同步驟及物件。然而, 在圖8中’在步驟828中’藉由以使得抗姓劑光栅830自經 處理光柵722之中心732偏移達距離X(亦即,疊對誤差為X) 的方式而在經重新建構程序堆疊上插入第二模型結構 830(其表示頂部抗蝕劑光柵)來修改模型。 可針對X之若干值來重複此情形,以針對偏移χ之範圍 來建置不對稱性誘發疊對誤差之庫或查找表。χ可等於〇, 其等效於藉由圖7說明之情況。在步驟834中,針對又之值 中每一者使用經修改模型來決定第一模型結構722與第二 模型結構830之間的不對稱性誘發疊對誤差A〇VqX。 在圖8中,頂部產品光柵結構840經展示成具有自下層產 品光柵73 8的大約χ之偏移。步驟836與步驟736相同,惟如 157550.doc -29- 201209886 下情況除外:不對稱性誘發疊對誤差之值經選擇以匹配於 經量測叠對誤差X(亦即,A〇Vr X=〇v.r),因而,如上文所描 述’經校正疊對誤差變為0νι=0ν、·Δ〇、㈣ν'。 圖9描繪根據本發明之一實施例的決定疊對誤差之方 法,其說明底部光栅及頂部光柵兩者之量測及重新建構。 在圖9中,與圖7中之數字相同的數字對應於相同步驟及物 件。然而,在圖9中,第一目標之單位製造單元在橫截面 中經展示成具有疊對於經處理結構7〇6上之抗蝕劑結構 9 0 4,諸如’抗触劑光栅。 在步驟918中,使用如參看圖5及圖6所描述之模型化程 序來建構目標之模型。模型結構920對應於目標結構9〇4。 在步驟928中,修改模型,使得使用位置參數而將第一模 型結構722與第二模型結構73〇相對於彼此定位。在圖9中 藉由將模型結構920之模型中的位置移動至位置730來達成 此情形》此移動疊對模型結構,使得模型結構相對於彼此 居中。或者,可以如參看圖8所論述之故意偏移χ而將模型 結構722與模型結構73〇相對於彼此定位。 或者’代替移動任何模型結構,可藉由調整用以模型化 模型結構722與模型結構92〇之間的疊對誤差的疊對參數來 執行修改模型。因此,模型結構之位置在模型中保持不 變。 圖10描繪根據本發明之一實施例的決定疊對誤差之方 法’其說明用以決定最佳配方之變化模型化不對稱性。 在步驟1002中:量測晶圓(圖中未繪示)上之目標之散射 157550.doc 201209886 屬性。如參看圖7所論述,使用散射計來獲得角解析光譜 716 ° 在步驟1004中:如參看圖7所描述,建構目標之模型。 幾何參數pU)為對應於圖7中之下部目標结構706之形狀的 模型結構722之參數。詳言之’ p⑷為描述下部模型結構 722之不對稱性的形狀參數。在此實例中,P⑷指定特定側 壁斜度角。另一類型之幾何參數為層厚度參數。代替幾何 參數或除了幾何參數以外,模型結構參數亦可包含影響輻 射散射之材料參數。 在以下步驟1006及ι008中,將經重新建構形狀及其(期 望)變化之模型饋入至前向演算器中以演算不對稱性誘發 疊對誤差。 在步驟1006中:基於下層模型結構722之不對稱性來修 改模型。在此實施例中,此情形涉及將參數p⑷調整至不 同值p()及p(n〕,以變化模型結構中之不對稱性且因此變 化下部模型結構722與所插入之上部模型結構1〇3〇之間的 不對稱性誘發疊對誤差。在此實例十,及p(n"〉對應於 不同特定側壁斜度角。 在步驟10〇8中··對於具有參數P(n.}及p(〇之每一經修改 模型且對於具有參數P⑷之原始模型,針對若干 測配方r來重複不對稱性誘發疊對誤差AOVu之演算。在數 值演算中使用經修改模型來執行演算,以模擬每'經修改 模型上之散射計疊對量測。 在步驟HHOt··藉由首先使⑽演算不對龍誘發疊對 157550.doc 201209886 誤差Δ〇νΓ,ρ來決定生產目標中之疊對誤差ον,以選擇(例 如)具有最佳波長及偏振的用以量測生產目標之最佳散射 δ十量測配方r’。將展示對此等模型變化之最穩定行為的配 方選擇為最佳配方r’。可將穩定行為決定為對模型形狀參 數變化之低敏感性》可在分析變化時使用内容背景資訊, 例如’若一線待置放於觸點之頂部上,則重要的是聚焦於 藉由剖面之頂部對散射之量測,以選擇給出最佳結果之配 方。 在步驟1012中:在使用如步驟1〇1〇中所決定之最佳配方 r’以量測角解析光譜1〇14的情況下,使用諸如參看圖4所描 述之SM2的散射計來獲得經量測疊對誤差〇v、,。 可將參看圖10及圖11所描述之實施例與參看圖7至圖9所 4田述之貫施例組合。舉例而言,可使用如參看圖1 〇所描述 而決定之最佳配方r,以量測產品疊對,且接著,可自如參 看圖7所描述之經量測產品疊對誤差減去不對稱性誘發疊 對誤差。 圖11描繪根據本發明之一實施例的決定疊對誤差之方 法,其說明用以決定針對大疊對誤差之最佳配方之變化模 型化不對稱性。在圖11中,與圖10中之數字相同的數字對 應於相同步驟及物件。然而,在步驟丨丨〇6中,出於與參看 圖8所論述之目的相同的目的,以偏移χ插入上部模型結構 1130。此外,在步驟1108中,對於每一配方r,針對每一 偏移X來執行不對稱性誘發疊對誤差之演算。因此,在步 驟1110中,可針對每一偏移又來決定最佳配方。最後,在 157550.doc -32- 201209886 步驟⑴2中,使用非最佳配方之產品晶圓上的量測可提供 疊對誤差之粗略值。接著’可選擇具有匹配於粗略經量測 產品疊對誤差之偏移X的最佳配方,以對經期望具有相同 產品疊對誤差之相同或後續目標執行量測。 參看圖1G及圖11所描述的本發明之實施例提供選擇散射 . 彳量測配方之強健方式。使用本發明之此等實施例會避免 在使用具有不對稱剖面之參考層之疊對目標時增加程序複 雜性以及生產成本及時間。 可藉由執行一電腦程式產品而將根據本發明之實施例的 方法實施於圖4中之散射計SM2之處理器pu中,該電腦程 式產品含有機器可讀指令之一或多個序列以使一或多個處 理器執行本文中所描述之方法。 散射。十可為單獨檢測裝置,或可分別併入至圖丨及圖2之 微影裝置LA或微影製造單元lc中。 儘管在本文中可特定地參考方法及裝置在1C製造中之使 用’但應理解,本文中所描述之檢測方法及裝置可具有其 他應用諸如,製造整合光學系統、用於磁疇記憶體之導 引及偵測圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁 頭等等。热習此項技術者應瞭解,在此等替代應用之内 ' 合月景中,可認為本文中對術語「晶圓」或「晶粒」之任 何使用分別與更通用之術語「基板」或「目標部分」同 義可在曝光之前或之後在(例如)塗佈顯影系統(通常將抗 蝕Μ層施加至基板且顯影經曝光抗蝕劑之工具)、度量衡 工具及/或檢測工具中處理本文中所提及之基板。適用 157550.doc •33· 201209886 時,可將本文中之揭示應用於此等及其他基板處理工具。 另外,可將基板處理一次以上’(例如)以便產生多層ic, 使得本文中所使用之術語「基板」亦可指代已經含有多個 經處理層之基板。 儘管上文可特定地參考在光學微影之内容背景中對本發 明之實施例的使用,但應瞭解,本發明可用於其他應用 (η壓印微影)中’且在内容背景允許時不限於光學微 f。在Μ印微影中’圖案化元件中之構形(邮。啊㈣界 疋產生於基板上之圖案。可將圖案化元件之構形塵入被供 應至基板之抗钮劑層中,在基板上,抗钱劑係藉由施加電 磁輪射、熱、壓力或其組合而固化。在抗姓劑固化之後, 將圖案化元件移出抗敍劑,從而在其中留下圖案。 本文中所使用之術語「輻射」及「光束」涵蓋所有類型 之電磁輻射,包括紫外線(uv)輻射(例如,具有為或為約 如奈米、355奈米、248奈米、193奈米、157奈米或126奈 未之波長)及極紫外線(EUV)輻射(例如,具有在為5奈米至 2〇奈米之範圍内的波長);以及粒子束(諸如,離子束或電 子束)。 術语「透鏡」在内容背景允許時可指代各種類型之光學 組件中之任一者或其組合,包括折射、反射、磁性、電磁 及靜電光學組件》 雖然上文已描述本發明之特定實施例,但應瞭解,可以 f所描述之方式不同的其他方式來實踐本發明。舉例而 吕’本發明可採取如下形式:電腦程式,該電腦程式含有 I57550.doc -34· 201209886 描述如上文所揭示之方法的機器可讀指令之一或多個序 列;或資料儲存媒體(例如,半導體記憶體、磁碟或光 碟),該資料儲存媒體具有儲存於其中之此電腦程式。 應瞭解,[實施方式]章節而非[發明内容]及[中文發明摘 要]章節意欲用以解釋申請專利範圍。[發明内容]及[中文 發明摘要]章節可闡述如由本發明之發明人所預期的本發. 明之一或多個而非所有例示性實施例,且因此,不意欲以 任何方式來限制本發明及附加申請專利範圍。 上文已憑藉說明指定功能及其關係之實施之功能建置區 塊來描述本發明。本文中已為了便於描述而任意地界定此 等功能建置區塊之邊界。只要適當地執行指定功能及該等 功能之關係,便可界定替代邊界。 特定實施例之前述描述將充分地揭露本發明之一般性質 以使得·在不脫離本發明之一般概念的情況下,其他人可 藉由應用熟習此項技術者之知識針對各種應用而易於修改 及/或調適此等特定實施例,而無不當實驗。因此,基於 本文中所呈現之教示及指導,此等調適及修改意欲係在所 揭示實施例之等效物的意義及範圍内。應理解,本文中之 措辭或術語係出於描述而非限制之目的,使得本說明書之 術語或措辭待由熟習此項技術者按照該等教示及該指導進 行解釋。 本發明之廣度及範疇不應受到上述例示性實施例中之任 —者限制’而應僅根據以下申請專利範圍及其等效物進行 界定。 157550.doc -35· 201209886 以上描述意欲為說明性而非限制性的。因此,對於熟習 此項技術者將顯而易見’可在不脫離以下所闡明之申靖專 利範圍之範疇的情況下對所描述之本發明進行修改。 【圖式簡單說明】 圖1描繪微影裝置。 圖2描繪微影製造單元或叢集。 圖3描繪第一散射計。 圖4描繪第二散射計。 圖5描繪用於自散射計量測重新建構結構之第一實例程 序0 圖6描繪用於自散射計量測重新建構結構之第二實例程 序。 圖7描繪根據本發明之一實施例的決定疊對誤差之方 法,其說明模型中之居中頂部光柵之定位。 圖8描繪根據本發明之一實施例的決定疊對誤差之方 法,其說明模型中之偏移頂部光柵之定位。 圖9描繪根據本發明之一實施例的決定疊對誤差之方 法’其說明底部光柵及頂部光柵兩者之量測及重新建構。 圖1 〇描繪根據本發明之一實施例的決定疊對誤差之方 法’其說明用以決定最佳配方之變化模型化不對稱性。 圖11描繪根據本發明之一實施例的決定疊對誤差之方 法’其說明用以決定針對大疊對誤差之最佳配方之變化模 型化不對稱性。 【主要元件符號說明】 157550.doc •36· 201209886 2 寬頻帶(白光)輕射投影 4 光譜儀偵測器 10 光譜 11 背部投影式光瞳平面 12 透鏡系統 13 干涉濾光器 14 參考鏡面 15 顯微鏡接物鏡 16 部分反射表面/光束分裂 17 偏振器 18 偵測器 30 目標 706 第一結構/目標結構 708 層/目標結構 710 層/目標結構 711 照明剖面 712 輻射 714 散射輻射 716 角解析光譜 722 第—模型結構/下層結構, 724 模型結構 726 模型結構 730 第二模型結構/頂部結構/ 732 中心位置 器 157550.doc -37- 201209886 738 740 742 743 744 746 748 830 840 904 920 1014 1030 1130 AD B BD BK C CH CO DE I/Ol 1/02 第一結構/下層產品光柵 層 層 照明剖面 輻射 散射輻射 角解析光譜 第二模型結構/抗蝕劑光柵 頂部產品光柵結構 抗蝕劑結構/目標結構 模型結構 角解析光譜 上部模型結構 上部模型結構 調整器 輻射光束 光束傳送系統 烘烤板 目標部分 冷卻板 聚光器 顯影器 輸入/輸出埠 輸入/輸出埠 157550.doc • 38 - 201209886 IF 位置感測器 IL 照明系統/照明器 IN 積光器 LA 微影裝置 LACU 微影控制單元 LB 裝載匣 LC 微影製造單元 Ml 光罩對準標記 M2 光罩對準標記 MA 圖案化元件/光罩 MT 支撐結構/光罩台 PI 基板對準標記 P2 基板對準標記 PL 投影系統 PM 第一定位器 PU 處理單元/處理器 PW 第二定位器 RO 機器人 SC 旋塗器 SCS 監督控制系統 SM2 散射計 SO 轄射源 TCU 塗佈顯影系統控制單元 w 基板 WT 基板台 -39- 157550.doc
Claims (1)
- 201209886 七、申請專利範圍: 1. 一種決定一疊對誤差之方法,該方法包含以下步驟: 量測包含一第一結構之一第一目標之散射屬性; 使用該等經量測散射屬性來建構該第—姓 、、、°傅之一根 型,該模型包含對應於該第一結構之—第—模型結構.、 基於該第一模型結構之不對稱性來修改該模型; 演算該第一模型結構與一第二模型結構之間的—不 稱性誘發疊對誤差,該第—模型結構與該第:模型結2 在該經修改模型中相對於彼此疊對;及 使用該經演算不對稱性誘發疊對誤差來決定一第_ 標中之一疊對誤差。 目 2.如請求項1之方法,纟中修改該模型之該步驟包含 步驟: 卜 界定該第一模型結構之一位置參數以補償該不對稱 使用該經界定位置參數而將該第一模型結構與該第二 模型結構相對於彼此定位。 3. 4. 5. 如請求項2之方法,其中該定位步驟包含:調整該等模 型結構中至少—者之該模型中的位置。 如請求項2之方法,其中該定位步驟包含:將該第二模 型結構插入於該模型中。 =睛求項1之方法’其中該修改步驟包含:調整用以模 型化該第—模型結構與該第二模型結構之間的疊對誤差 的一疊對參數。 157550.doc 201209886 6 · όΗ ✓IV >θ y A* < rh 一項之方法,其中決定一第二目標中 亨差差之該步驟包含:演算該不對稱性誘發疊對 ^ 、 钻之一經量測疊對誤差之間的差。 7.項1之方法’其_修改該模型之該步驟包含調整 構參數值以變化該不對稱性誘發疊對牟差,且 2複㈣散㈣性量測配方之複數個模型結構參數值 複决算對稱性誘發疊對誤差之好驟,且決定 ::目標中之—疊對誤差之該步驟包含使用該等經演 异十稱性誘發4對誤差以選擇用以量測該第二目標之 一最佳散射屬性量測配方。 8·如請求項7之方法,其令該參數包含一幾何參數。 9如吻求項7之方法’其中該參數包含一材料參數。 10·如請求項7至9中任一項之古^ 貝之方法,其中該模型結構參數模 孓化该第一模型結構之不對稱性。 11. 如請求項1至5中任一 項之方法,其中該第一目標包含一 構,該第-結構與該第二結構相對於彼此疊對, 且違第二模型結構對應於該第二結構。 12. 如請求項1至5中任一 項之方法,其中演算一不對稱性誘 發且對誤差之該步驟包含:演算在一角解析散射計之一 先瞳平面中之複數個像素處的一疊對誤差,同時回應於 该第-模型結構之該不對稱性而排除具有最大疊對誤差 之像素。 !3.二種用於決定4對誤差之檢測裝置,該檢測裝置經組 態以量測包含-第-結構之一第一目標之散射屬性,且 157550.doc 201209886 ,該至少一處理器經組態 該檢測裝置包含至少一處理器 以: 使用該等經量測散射屬性來建構該第一結構之一模 t •-亥模型包合對應於該第一結構之一第一模型結構; 基於°玄帛冑型結構之不對稱性來修改該模型; 演算該第-模型結構與—第二模型結構之間的一不對 稱陡誘發疊對誤差,該第_模型結構與該第三模型結構 在該經修改模型中相對於彼此疊對; 使用5亥經演算不董十稱性誘發疊對誤差纟決定一第二目 標中之一疊對誤差。 14. 一種微影襄置,其包含: …、明光學系統’該照明光學系統經配置以照明一圖 案; 一投影光學系統,該投影光學系統經配置以將該圖案 之一影像投影至一基板上;及 一如請求項13之檢測裝置。 I5. —種微影製造單元,其包含: 一塗佈器’該塗佈器經配置以使基板塗佈有一輻射敏 感層; 被影裝置,該微影裝置經配置以將影像曝光至藉由 該塗佈器塗佈的基板之該輻射敏感層上; 一顯影器,該顯影器經配置以顯影藉由該微影裝置曝 光之影像;及 一如請求項13之檢測裝置。 157550.doc
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