TW201527900A - 檢測裝置及方法，微影系統及器件製造方法 - Google Patents

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Abstract

使用一散射計以量測一基板上之結構之一屬性。一目標光柵包含在一第一方向上遍及一距離gP而週期性地配置之線，每一線在一第二方向上個別地延伸一距離gL。運用一輻射光點來照明該光柵，且偵測及使用繞射輻射以演算臨界尺寸(CD)、側壁角及其類似者之一量測。該光點界定為該光柵所自訂之一視場，使得該光點在該第一方向上之一範圍fP大於距離gP，而該光點在該第二方向上之一範圍fL小於距離gL。該光柵可小於習知光柵。在使用假定該光柵在該第一方向上有限但在該第二方向上無限之一數學模型的情況下，可簡化該演算且使該演算更穩固。

Description

檢測裝置及方法，微影系統及器件製造方法
本發明係關於用於可用於(例如)藉由微影技術進行器件製造之度量衡方法及裝置，且係關於使用微影技術來製造器件之方法。
微影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)之機器。微影裝置可用於(例如)積體電路(IC)製造中。在彼情況下，圖案化器件(其替代地被稱作光罩或比例光罩)可用以產生待形成於IC之個別層上之電路圖案。可將此圖案轉印至基板(例如，矽晶圓)上之目標部分(例如，包括晶粒之部分、一個晶粒或若干晶粒)上。通常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之網路。
在微影程序中，需要頻繁地進行所產生結構之量測(例如)以用於程序控制及驗證。用於進行此等量測之各種工具為吾人所知，包括常常用以量測臨界尺寸(CD)之掃描電子顯微鏡，及用以量測疊對(器件中兩個層之對準準確度)之專門工具。近來，已開發供微影領域中使用的各種形式之散射計。此等器件將輻射光束引導至目標上且量測散射輻射之一或多個屬性--例如，依據波長而變化的在單一反射角下之強度；依據反射角而變化的在一或多個波長下之強度；或依據反射角 而變化的偏振--以獲得可供判定目標之所關注屬性之「光譜(spectrum)」。可藉由各種技術來執行所關注屬性之判定：例如，藉由反覆途徑對目標結構之重建構，反覆途徑諸如，嚴密耦合波分析或有限元素方法；程式庫搜尋；及主成份分析。
已知散射計之實例包括US2006033921A1及US2010201963A1所描述之類型之角度解析散射計。由此等散射計使用之目標為相對大(例如，40微米乘40微米)光柵，且量測光束產生小於光柵之光點(亦即，光柵填充不足)。光點有效地界定散射計之視場(field of view,FOV)，而使光柵填充不足會簡化目標之數學重建構，此係因為目標實際上可被視為無限的。然而，由此等大目標佔據之「佔據面積(real estate)」之成本為主要問題。橫越基板包括較多度量衡目標將有用。特別關注將目標之大小縮減(例如)至10微米乘10微米或更小，例如，5微米乘5微米，因此其可經定位於產品特徵當中而非切割道中。已提議用於疊對之度量衡，其中使光柵小於量測光點(亦即，光柵填充過度)。呈暗場影像之形式的繞射階之偵測使能夠對較小目標進行疊對量測。可在國際專利申請案WO 2009/078708及WO 2009/106279中找到暗場度量衡之實例。
雖然使用暗場成像之偵測允許對小填充過度目標進行疊對之有用量測，但其並不提供用於其他類型之度量衡之合適信號。此外，疊對量測在很大程度上取決於惟疊對除外的所有參數不變之假定。用以判定諸如臨界尺寸(CD)、側壁角(SWA)或高度之參數之目標結構之重建構仍需要由照明光點(視場)填充不足的大目標。專利申請案US 2012/0123748A1更詳細地描述此重建構程序。在專利US 6850333中，提議形成狹長之照明光點。此光點係用以在光柵之週期性方向上照明儘可能多的線，而在該等線之方向(橫向於週期性之方向)上不過度填充光柵。然而使光柵填充不足之要求限制光柵可收縮之範圍。縮減照 明光點之大小以便允許光柵將較小會帶來可在給定時間內捕捉之輻射量的縮減，從而導致量測程序緩慢及/或準確度損耗。
需要提供一種用於度量衡之技術。
在一第一態樣中，本發明提供一種量測一基板上之結構之一屬性之方法，該方法包含如下步驟：(a)向一基板提供一光柵，在該光柵中，在一第一方向上遍及一距離gP週期性地配置複數個結構，每一結構在橫向於該第一方向之一第二方向上個別地延伸一距離gL；(b)運用一輻射光點來照明該結構，該輻射光點具有一經界定大小及形狀，使得該光點在該第一方向上之一範圍fP大於距離gP，而該光點在該第二方向上之一範圍fL小於距離gL；(c)在由該光點界定之一視場內偵測起因於該輻射與該結構之間的相互作用的一信號；及(d)基於該經偵測信號來演算該屬性之一量測。
在本發明之一些實施例中，該光柵狹長，使得gL為gP的兩倍或兩倍以上，或為gP的三倍或三倍以上。該光柵可小於習知光柵，使得gP小於8微米，例如，小於6微米或小於4微米。
在一些實施例中，該視場狹長，使得fP為fL的兩倍或兩倍以上，或為fL的三倍或三倍以上。該視場可在至少一個方向上小於習知照明光點，使得(例如)fL小於6微米、小於4微米或小於3微米。
在一些實施例中，該光點之該大小及形狀係由一照明光學系統中之一可調整場光闌界定。與此對比，上文所提及之專利US'333提議僅限制一照明光瞳以將照明光點塑形。
該方法之該步驟(d)可包含(例如)：(d1)定義一數學模型，在該數學模型中，該結構之形狀及材 料屬性係由包括至少一所關注參數之複數個參數表示；(d2)藉由在變化該或該等所關注參數的同時模擬該輻射與該數學模型之間的相互作用來演算複數個模型信號；(d3)演算該經偵測信號與步驟(d2)中所演算之該等模型信號中之至少一些之間的匹配度；及(d4)基於該等所演算匹配度來報告該所關注參數之一量測。
歸功於該光柵與該照明光點之間的關係，可簡化該等模型信號之計算。舉例而言，可在假定在該第二方向上之該結構係無限的情況下僅關於兩個維度來演算該等模型信號。在一些實施例中，在一反覆循環中執行該等步驟(d2)及(d3)以藉由回歸找到該所關注參數之一值。
在一另外態樣中，本發明提供一種用於量測一基板上之結構之一屬性之檢測裝置，該裝置包含：- 用於一基板之一支撐件，該基板在其上形成有一目標結構；- 一光學系統，其用於運用一輻射光點來照明該目標結構且偵測起因於該輻射與該目標結構之間的相互作用的一信號；- 一處理器，其經配置以基於該經偵測信號來演算該屬性之一量測，其中該處理器經配置以在假定該目標結構包含一光柵的情況下演算該量測，在該光柵中，在一第一方向上遍及一距離gP週期性地配置複數個結構，每一結構在橫向於該第一方向之一第二方向上個別地延伸一距離gL，且其中該光學系統可操作以照明界定該輻射光點之形狀及大小，使得該光點在該第一方向上之一範圍fP大於距離gP，而該光點在該第二方向上之一範圍fL小於距離gL。
該裝置之特徵可經調適以執行上文所闡述之該方法之該等實施 例。
在一些實施例中，該裝置經自動配置以對該同一基板上之複數個光柵重複該照明、該偵測及該演算，且其中該第一方向及該第二方向之定向針對該等光柵中之不同光柵而不同。該裝置亦可操作以將光點之該大小及形狀用於不同定向之光柵。
在該第四態樣中，本發明進一步提供一種包含機器可讀指令之電腦程式產品，該等機器可讀指令用於使一處理器執行如上文所闡述之一方法之該步驟(d)。
該電腦程式產品可進一步包含用於使一處理器控制一檢測裝置以對複數個光柵執行該方法之該等步驟(b)及(c)之指令。
本發明又進一步提供一種微影系統，其包含：- 一微影裝置，其經配置而以一上覆方式將一圖案序列自圖案化器件轉印至一基板上；及- 根據如上文所闡述的本發明之該等態樣中任一者之一檢測裝置。
該微影系統可經配置以控制該微影裝置以回應於使用該檢測裝置對一先前基板進行之量測而應用校正。
本發明又進一步提供一種製造器件之方法，其中使用一微影程序將一器件圖案序列施加至一系列基板，該方法包括使用根據上文所闡述之本發明之一量測方法來量測作為該等器件圖案之部分或除了該等器件圖案以外而形成於該等基板中之至少一者上的度量衡光柵之一屬性，其中回應於對一或多個先前基板所量測之該屬性而控制用於一或多個基板之該微影程序。
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，本發明不限於本文所描述之特定實施例。本文僅出於說明性目的而呈現此等實施例。基於 本文所含有之教示，額外實施例對於熟習相關技術者將顯而易見。
100‧‧‧檢測裝置
110‧‧‧源
120‧‧‧透鏡
130‧‧‧孔徑板
140‧‧‧透鏡系統/透鏡
150‧‧‧光束分裂器
160‧‧‧接物鏡/透鏡
170‧‧‧照明射線/入射射線
172‧‧‧照明射線/入射射線
174‧‧‧繞射射線
176‧‧‧繞射射線
180‧‧‧第二光束分裂器
182‧‧‧光學系統
190‧‧‧第一感測器
200‧‧‧第二量測分支
300‧‧‧可調整場光闌/場光闌/孔徑板
302X‧‧‧孔徑
302Y‧‧‧孔徑
400X‧‧‧目標光柵
400Y‧‧‧Y方向光柵
402X‧‧‧邊界
410X‧‧‧照明光點/視場
410Y‧‧‧照明光點
412X‧‧‧部分
414X‧‧‧部分
502‧‧‧步驟
503‧‧‧步驟
504‧‧‧步驟
506‧‧‧步驟
508‧‧‧步驟
510‧‧‧步驟
512‧‧‧步驟
514‧‧‧步驟
600‧‧‧孔徑輪
602‧‧‧孔徑輪之旋轉軸線
604‧‧‧第一環/內部環
606‧‧‧第二環/外部環
610L‧‧‧圓形孔徑
610M‧‧‧圓形孔徑
610S‧‧‧圓形孔徑
620‧‧‧矩形孔徑
620'‧‧‧矩形孔徑/正方形孔徑
622‧‧‧矩形孔徑
624‧‧‧矩形孔徑
626‧‧‧矩形孔徑
626'‧‧‧矩形孔徑
628‧‧‧矩形孔徑
630‧‧‧矩形孔徑
700X‧‧‧正方形光柵
700Y‧‧‧正方形光柵
702X‧‧‧排除區域
702Y‧‧‧排除區域
710X‧‧‧矩形照明光點
710Y‧‧‧矩形照明光點
800X‧‧‧狹長光柵
800Y‧‧‧狹長光柵
810X‧‧‧粗略或確切正方形視場
810Y‧‧‧粗略或確切正方形視場
AD‧‧‧調整器
AS‧‧‧對準感測器
B‧‧‧輻射光束
BD‧‧‧光束遞送系統
BK‧‧‧烘烤板
C‧‧‧目標部分
CH‧‧‧冷卻板
CO‧‧‧聚光器
DE‧‧‧顯影器
IF‧‧‧位置感測器
IL‧‧‧照明系統/照明器
IN‧‧‧積光器
I/O1‧‧‧輸入/輸出埠
I/O2‧‧‧輸入/輸出埠
LA‧‧‧微影裝置
LACU‧‧‧微影控制單元
LB‧‧‧裝載匣
LC‧‧‧微影製造單元
LS‧‧‧位階感測器
M1‧‧‧光罩對準標記
M2‧‧‧光罩對準標記
MA‧‧‧圖案化器件
MT‧‧‧圖案化器件支撐件或支撐結構/光罩台
O‧‧‧光軸
P1‧‧‧基板對準標記
P2‧‧‧基板對準標記
PM‧‧‧第一定位器
PS‧‧‧投影系統
PU‧‧‧處理單元
PW‧‧‧第二定位器
RO‧‧‧基板處置器或機器人
S11‧‧‧步驟
S12‧‧‧步驟
S13‧‧‧步驟
S14‧‧‧步驟
SC‧‧‧旋塗器
SCS‧‧‧監督控制系統
SO‧‧‧輻射源
T‧‧‧光柵目標/度量衡目標
TCU‧‧‧塗佈顯影系統控制單元
W‧‧‧基板
WTa‧‧‧基板台
WTb‧‧‧基板台
現在將參看隨附圖式僅作為實例來描述本發明之實施例，在該等圖式中：圖1描繪根據本發明之一實施例之微影裝置；圖2描繪根據本發明之一實施例之微影製造單元或叢集；圖3包含根據本發明之一實施例的形成檢測裝置之散射計的示意圖；圖4描繪在圖3之裝置之操作中的基板上之目標光柵，及基板上之每一目標光柵上之量測光點的輪廓，照明光點及目標之相對尺寸係根據本發明之一實施例予以設定；圖5描繪用於自使用圖3及圖4之裝置及目標光柵所偵測之信號而進行結構之重建構的實例程序；圖6示意性地展示准許圖3之散射計中之自訂照明光點尺寸之選擇的孔徑輪；圖7及圖8說明可應用於本發明之實施例中之目標光柵及照明光點的替代設計；及圖9說明併有使用圖3至圖8之裝置及方法進行參數之量測的器件製造方法。
在詳細地描述本發明之實施例之前，有指導性的是呈現可供實施本發明之實施例之實例環境。
圖1示意性地描繪微影裝置LA。該裝置包括：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)；圖案化器件支撐件或支撐結構(例如，光罩台)MT，其經建構以支撐圖案化器件(例如，光罩)MA，且連接至經組態以根據某些參數而準確地定 位該圖案化器件之第一定位器PM；基板台(例如，晶圓台)WT，其經建構以固持基板(例如，抗蝕劑塗佈晶圓)W，且連接至經組態以根據某些參數而準確地定位該基板之第二定位器PW；及投影系統(例如，折射投影透鏡系統)PS，其經組態以將由圖案化器件MA賦予至輻射光束B之圖案投影至基板W之目標部分C(例如，包括一或多個晶粒)上。
照明系統可包括用於引導、塑形或控制輻射的各種類型之光學組件，諸如，折射、反射、磁性、電磁、靜電或其他類型之光學組件，或其任何組合。
圖案化器件支撐件以取決於圖案化器件之定向、微影裝置之設計及其他條件(諸如，圖案化器件是否被固持於真空環境中)之方式來固持圖案化器件。圖案化器件支撐件可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術以固持圖案化器件。圖案化器件支撐件可為(例如)框架或台，其可根據需要而固定或可移動。圖案化器件支撐件可確保圖案化器件(例如)相對於投影系統處於所要位置。可認為本文中對術語「比例光罩」或「光罩」之任何使用皆與更一般術語「圖案化器件」同義。
本文所使用之術語「圖案化器件」應被廣泛地解譯為係指可用以在輻射光束之橫截面中向輻射光束賦予圖案以便在基板之目標部分中產生圖案的任何器件。應注意，舉例而言，若被賦予至輻射光束之圖案包括相移特徵或所謂輔助特徵，則該圖案可能不會確切地對應於基板之目標部分中之所要圖案。通常，被賦予至輻射光束之圖案將對應於目標部分中所產生之器件(諸如，積體電路)中之特定功能層。
圖案化器件可為透射的或反射的。圖案化器件之實例包括光罩、可程式化鏡面陣列，及可程式化LCD面板。光罩在微影中為吾人所熟知，且包括諸如二元、交變相移及衰減相移之光罩類型，以及各 種混合式光罩類型。可程式化鏡面陣列之一實例使用小鏡面之矩陣配置，該等小鏡面中每一者可個別地傾斜，以便在不同方向上反射入射輻射光束。傾斜鏡面在由鏡面矩陣反射之輻射光束中賦予圖案。
本文所使用之術語「投影系統」應被廣泛地解譯為涵蓋適於所使用之曝光輻射或適於諸如浸潤液體之使用或真空之使用之其他因素的任何類型之投影系統，包括折射、反射、反射折射、磁性、電磁及靜電光學系統，或其任何組合。可認為本文對術語「投影透鏡」之任何使用皆與更一般術語「投影系統」同義。
如此處所描繪，裝置屬於透射類型(例如，使用透射光罩)。替代地，裝置可屬於反射類型(例如，使用上文所提及之類型之可程式化鏡面陣列，或使用反射光罩)。
微影裝置可屬於具有兩個(雙載物台)或兩個以上基板台(及/或兩個或兩個以上光罩台)之類型。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。
微影裝置亦可屬於如下類型：其中基板之至少一部分可由具有相對高折射率之液體(例如，水)覆蓋，以便填充投影系統與基板之間的空間。亦可將浸潤液體施加至微影裝置中之其他空間，例如，光罩與投影系統之間的空間。浸潤技術在此項技術中被熟知用於增加投影系統之數值孔徑。本文所使用之術語「浸潤」不意謂諸如基板之結構必須浸沒於液體中，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IL自輻射源SO接收輻射光束。舉例而言，當輻射源為準分子雷射時，輻射源及微影裝置可為分離實體。在此等狀況下，不認為輻射源形成微影裝置之部件，且輻射光束係憑藉包括(例如)合適引導鏡面及/或光束擴展器之光束遞送系統BD而自輻射源SO 傳遞至照明器IL。在其他狀況下，舉例而言，當輻射源為水銀燈時，輻射源可為微影裝置之整體部件。輻射源SO及照明器IL連同光束遞送系統BD(在需要時)可被稱作輻射系統。
照明器IL可包括用於調整輻射光束之角強度分佈之調整器AD。通常，可調整照明器之光瞳平面中之強度分佈的至少外部徑向範圍及/或內部徑向範圍(通常分別被稱作σ外部及σ內部)。另外，照明器IL可包括各種其他組件，諸如，積光器IN及聚光器CO。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B入射於被固持於圖案化器件支撐件(例如，光罩台MT)上之圖案化器件(例如，光罩)MA上，且係由該圖案化器件而圖案化。在已橫穿圖案化器件(例如，光罩)MA之後，輻射光束B傳遞通過投影系統PS，投影系統PS將該光束聚焦至基板W之目標部分C上。憑藉第二定位器PW及位置感測器IF(例如，干涉量測器件、線性編碼器、2D編碼器或電容性感測器)，可準確地移動基板台WT，例如，以便使不同目標部分C定位於輻射光束B之路徑中。相似地，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之路徑來準確地定位圖案化器件(例如，光罩)MA。一般而言，可憑藉形成第一定位器PM之部件之長衝程模組(粗略定位)及短衝程模組(精細定位)來實現圖案化器件支撐件(例如，光罩台)MT之移動。相似地，可使用形成第二定位器PW之部件之長衝程模組及短衝程模組來實現基板台WT之移動。在步進器(相對於掃描器)之狀況下，圖案化器件支撐件(例如，光罩台)MT可僅連接至短衝程致動器，或可固定。
可使用光罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化器件(例如，光罩)MA及基板W。儘管所說明之基板對準標記佔據專用目標部分，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)。相似地，在一個以上晶粒提供於圖案化器件(例如，光罩)MA上之情形中，圖案化器件對準標記可位於該等晶粒之間。小對準標記亦可包括於器件特徵當中之晶粒內，在此狀況下，需要使標記儘可能地小且無需與鄰近特徵不同的任何成像或程序條件。
可在多種模式中使用所描繪裝置。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，同步地掃描圖案化器件支撐件(例如，光罩台)MT及基板台WT(亦即，單次動態曝光)。可藉由投影系統PS之放大率(縮小率)及影像反轉特性來判定基板台WT相對於圖案化器件支撐件(例如，光罩台)MT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之寬度(在非掃描方向上)，而掃描運動之長度判定目標部分之長度(在掃描方向上)。如在此項技術中為吾人所熟知，其他類型之微影裝置及操作模式係可能的。舉例而言，步進模式為吾人所知。在所謂「無光罩」微影中，可程式化圖案化器件經保持靜止，但具有改變之圖案，且移動或掃描基板台WT。
亦可使用對上文所描述之使用模式之組合及/或變化或完全不同之使用模式。
微影裝置LA屬於所謂雙載物台類型，其具有兩個基板台WTa、WTb以及兩個站--曝光站及量測站--在該兩個站之間可交換基板台。在曝光站處曝光一個基板台上之一個基板的同時，可在量測站處將另一基板裝載至另一基板台上且進行各種預備步驟。該等預備步驟可包括使用位階感測器LS來映射基板之表面控制，及使用對準感測器AS來量測基板上之對準標記之位置。
如圖2所展示，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，微影製造單元LC亦包括用以對基板執行曝光前程序及 曝光後程序之裝置。通常，此等裝置包括用以沈積抗蝕劑層之旋塗器SC、用以顯影經曝光抗蝕劑之顯影器DE、冷卻板CH，及烘烤板BK。基板處置器或機器人RO自輸入/輸出埠I/O1、I/O2拾取基板、在不同程序裝置之間移動基板，且接著將基板遞送至微影裝置之裝載匣LB。常常被集體地稱作塗佈顯影系統(track)之此等器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自身受到監督控制系統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。
圖3說明適於用於本文所揭示之本發明之實施例中的檢測裝置100之實例。在此實例中，裝置為經調適以用於執行角度解析散射量測與其他功能的散射計。上文所提及之先前專利申請案US2006033921A1及US2010201963A1更詳細地解釋散射計之操作原理。散射計可為單獨器件或併入於(例如)量測站處之微影裝置LA中或微影製造單元LC中。遍及裝置具有若干分支之光軸係由點線O表示。在此裝置中，由源110(例如，氙氣燈)發射之光係經由光學系統而引導至基板W上，該光學系統包含：透鏡120、孔徑板130、透鏡系統140、光束分裂器150及接物鏡160。此等透鏡120、140、160係以4F配置之雙重序列而配置。可視需要使用不同透鏡配置。可藉由界定在呈現基板平面之空間光譜之平面(此處被稱作(共軛)光瞳平面)中的空間強度分佈來選擇輻射入射於基板上之角程。詳言之，可藉由在為接物鏡光瞳平面之背向投影式影像之平面中在透鏡120與140之間插入合適形式之孔徑板130來進行此選擇。藉由使用不同孔徑，不同照明模式係可能的。其餘光瞳平面理想地係暗的，此係因為所要照明模式外部之任何不必要光將干涉所要量測信號。在徑向及圓周方向上之照明之角度分佈以及諸如輻射之波長、偏振及相干性之屬性皆可經調整，以 獲得所要結果。此等概念對於熟習此項技術者而言係熟悉的，且在此處將不對其進行更相似地描述。
如圖3所展示，在基板W垂直於接物鏡160之光軸O的情況下置放光柵目標T。照明射線170、172與軸線O成某些角度而聚焦至照射於目標T上之照明光點，從而引起繞射射線174、176。應記住，在運用填充過度之小目標光柵的情況下，此等射線僅僅為覆蓋包括度量衡目標T及其他特徵之基板區域的許多平行射線中之一者。照明光點內之每一元件係在散射計之視場內。因為板13中之孔徑具有有限寬度(為接納有用量之光所必要)，所以入射射線170、172事實上將佔據一角度範圍，且繞射射線174、176將稍微散開。根據小目標之點散佈函數(point spread function)，每一繞射階將遍及一角度範圍而進一步散佈，而非如所展示之單一理想射線。
由基板W上之目標繞射之至少0階及+1階係由接物鏡160收集，且被返回引導通過光束分裂器150。第二光束分裂器180將繞射光束劃分成兩個量測分支。在第一量測分支中，光學系統182使用零階繞射光束及一階繞射光束在第一感測器190(例如，CCD或CMOS感測器)上形成目標之繞射光譜(光瞳平面影像)。每一繞射階射中感測器上之一不同點，使得影像處理可比較及對比若干階。該裝置亦可用於不為本發明之主題的許多量測目的，諸如，暗場成像。舉例而言，提供第二量測分支200以在第二感測器23(例如，CCD或CMOS感測器)上形成基板W上之目標之影像。第二管理分支可用於各種輔助功能，諸如，使散射計聚焦，且用於序言中所提及之類型之暗場成像。
為了針對光柵之不同大小及形狀提供自訂視場，在自源110至物鏡之路徑上在透鏡系統140內提供可調整場光闌300。場光闌300含有孔徑302且位於與目標T之平面共軛的平面中，使得照明光點變為孔徑302之影像。可根據放大因數而按比例調整影像，或孔徑與照明光點 之大小之關係可為1：1。為了使照明可適應於此等不同類型之量測，孔徑板300可包含圍繞一圓盤而形成之數個孔徑圖案，該圓盤旋轉以使所要圖案處於適當位置。下文所描述之圖6說明此情形之一簡單實例。替代地或另外，可提供及調換一組板300，以達成相同效應。亦可使用諸如可變形鏡面陣列或透射空間光調變器之可程式化孔徑器件。
圖3展示軸線X及Z。軸線Y通向頁面中。通常，目標光柵將與其平行於Y軸或平行於X軸而延行之光柵線對準。關於目標光柵之繞射行為，線平行於Y軸而延行的光柵在X方向上具有週期性，而線平行於X軸而延行的光柵在Y方向上具有週期性。為了在兩個方向上量測微影程序之效能，通常提供兩種類型之光柵或兩種類型之光柵在基板W之Y方向上係週期性的。雖然吾人將出於簡單起見提及光柵線，但實務上，每一線及/或線之間的空間可為由較小子結構形成之結構。光柵可經形成為同時在兩個維度中具有週期性，例如，在經模型化結構為導柱或通孔的情況下。此等變化為熟習此項技術者所熟知。
出於本發明之目的，孔徑302可狹長且以兩個版本提供孔徑302(如302X及302Y處所說明)，使得照明光點(視場)之較長軸可相對於光柵之週期性方向以所要方式予以定向。
圖4說明在第一實施例中之照明光點(視場)及目標光柵之自訂設計的原理。目標被展示，一個目標在X方向上具有週期性且另一目標在Y方向上具有週期性。將使用具有字尾X之參考正負號來描述X方向光柵。Y方向光柵具有具字尾Y之對應特徵。X方向光柵及Y方向光柵之尺寸及其他特性在此說明中相同。然而，一般而言，其可不同。此外，具有不同尺寸之光柵可提供於同一基板上。具有不同尺寸之照明光點可用以照明同一光柵以及不同光柵。
目標光柵400X包含數個光柵線，亦即，由微影裝置LA形成且在 平行於Y軸之方向上延伸之線性結構，如所展示。光柵400XR之尺寸在週期性方向(第一方向)上被標記且標註為gPX，且在平行於該等線之方向(第二方向)上被標記且標註為gLX。圍繞光柵，邊界402X界定排除區域。在此排除區域內，不允許出現可干涉光柵屬性之量測的產品特徵。照明光點410X被展示，其在此實例中具有狹長形式。照明光點之形式可為矩形，或橢圓形/卵形，如所展示。如已經提及，照明光點410X之大小及形狀有效地界定散射計之視場(FOV)。尺寸fPX為在光柵之週期性方向上之視場之尺寸，且尺寸fLX為在橫向於週期性方向的光柵線之方向上之視場之尺寸。
應看到，已進行光柵400X及視場410X之設計，使得視場在週期性方向上長於光柵(fPX>gPX)，而視場之尺寸在平行於光柵線之方向上小於光柵之尺寸(fLX<gLX)。因此，由照明光點410X界定之視場包括在週期性方向上延伸超出光柵之基板之部分412X。相反地，光柵線具有在平行於該等線之方向上良好地延伸超出視場之部分414X。
參看Y方向光柵400Y，由照明光點410Y界定之視場經設計成具有如剛才針對X方向光柵所描述一樣的關係。尺寸被標記為展示：視場在週期性方向上長於光柵(fPY>gPY)且在該等線之方向上小於光柵之尺寸(fLY<gLY)。因此，一般而言，設計係使得fP>gP且fL<gL，而不管光柵之定向。光柵與照明光點之許多不同組合可經配置以滿足此兩種準則。吾人通常將此等組合稱作具有為本發明之主題的「自訂視場」。
使用自訂視場之重建構程序
可在US 2012/0123748A1中找到諸如「以回歸為基礎」之方法及「以程式庫為基礎」之方法之圖案重建構程序的詳細描述，以及不同類型之散射計的描述。本文件描述在「以回歸為基礎」之重建構程序中使用散射計與自訂視場。自訂視場可用於其它重建構模型中，諸 如，「以程式庫為基礎」之程序，及回歸程序與程式庫程序之混合。自訂視場可視需要應用於不同重建構程序中。
圖5說明用於使用經參數化模型及繞射圖案(繞射光譜)而重建構目標的「以回歸為基礎」之程序，該經參數化模型及該等繞射圖案(繞射光譜)係使用諸如散射計之檢測裝置而偵測。在此類型之重建構程序中，演算基於目標形狀(第一候選結構)之第一估計之繞射圖案，且比較該繞射圖案與測定繞射圖案。該演算模擬輻射與由模型描述之結構之間的相互作用。接著系統地變化模型之參數且以一系列反覆重新演算繞射圖案，以產生新候選結構且因此達到最佳擬合。對於此描述，目標將被假定為在一個方向上為週期性之結構，如(例如)參看圖3所描述。實務上，目標可在兩個(或兩個以上)方向上為週期性的，且將相應地調適處理。繞射圖案可為(例如)由圖3之散射計中之感測器190偵測的2-D光瞳影像。
在序言及申請專利範圍之術語中，由散射計量測之繞射圖案為經偵測信號之實例。使用經參數化模型所演算之繞射圖案為模型信號之實例。更詳細的方法之步驟係如下：502：建立依據數個參數P i (P 1 、P 2 、P 3 等等)來定義目標結構之經參數化模型之「重建構模型」。在1-D週期性結構中，此等參數可表示(例如)側壁之角度、特徵之高度或深度、特徵之寬度。目標及底層之材料屬性亦由諸如折射率(在存在於散射量測輻射光束中之特定波長下)之參數表示。重要的是，雖然目標結構可由描述其形狀及材料屬性之許多參數定義，但出於以下程序步驟之目的，重建構模型將此等參數中之許多參數定義為具有固定值，而其他參數將為可變或「浮動」參數。在先前公開案US 2012/0123748A1中，描述藉以在固定參數與浮動參數之間作出選擇之程序。選擇之集合可被稱作用於重建構程序之「配方」，且可嘗試不同配方。舉例而言，先前公開案引入可 准許參數變化而不為完全獨立浮動參數之方式。在實施本發明時可採用或不採用此等技術。出於描述圖5之目的，僅浮動參數被認為是參數pi。
503：藉由設定用於浮動參數之初始值P i (0) (亦即，P 1 (0) 、P 2 (0) 、P 3 (0) 等等)來估計模型目標形狀。將在配方中所定義之某些預定範圍內產生每一浮動參數。
504：使用散射計且使用圖4所展示之自訂視場來量測基板上之實際目標之繞射圖案。將此測定繞射圖案轉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。506：使用表示目標之所估計形狀連同經模型化目標之不同元件之材料屬性之參數以演算散射行為。可(例如)使用諸如RCWA或電磁學之馬克士威方程式之其他求解程序(被稱作EM求解程序)之嚴密光學繞射方法來進行此演算。如下文進一步所解釋，當使用為本申請案之主題的自訂視場時，可採用適於有限光柵之特定求解程序。此情形給出用於所估計目標形狀之模型繞射圖案。
508、510：接著比較測定繞射圖案與模型繞射圖案，且使用測定繞射圖案與模型繞射圖案之相似性及差以演算用於模型目標形狀之「優質化函數」。
512：在假定優質化函數指示模型需要在其準確地表示實際目標形狀之前得以改良的情況下，估計新參數P 1 (1) 、P 2 (1) 、P 3 (1) 等等且將該等新參數反覆地回饋至步驟506中。重複步驟506至512，以便搜尋最佳地描述測定目標之參數值集合。為了輔助搜尋，步驟506中之演算可在參數空間中之此特定區中進一步產生優質化函數之偏導數，其指示增加或減低參數將會增加或減低優質化函數之敏感度。優質化函數之演算及導數之使用在此項技術中通常為吾人所知，且此處將不對其進行詳細描述。
514：當優質化函數指示此反覆程序已以所要準確度收斂於一解時，將當前所估計參數報告為實際目標結構之量測。
為了解釋起見，已以某一次序呈現以上程序之步驟。並不必須以所描述之次序執行該等步驟。舉例而言，可在步驟504中進行量測之後執行步驟502及/或503。此反覆程序之計算時間係主要地藉由所使用之前向繞射模型判定，亦即，使用嚴密光學繞射理論而自所估計目標結構來演算所估計模型繞射圖案。若需要更多浮動參數，則存在更多自由度。演算時間隨著自由度之數目而增加。可以各種形式來表達506處所演算之所估計或模型繞射圖案。舉例而言，當模型包括裝置之自照明源110至偵測器190之光學行為以及在檢測下之目標之散射行為時，可容易比較經模型化繞射光譜與由圖3之散射計裝置量測之繞射光譜。此在每一基板上之許多目標被量測時變為重要的考慮因素。
自圖5向前遍及此描述，術語「繞射圖案」將用作經偵測信號之一實例(在假定使用角度解析散射計的情況下)，如圖3之實例裝置所描述及上文所提及之先前公開案US 2012/0123748A1所描述。熟習此項技術者可易於使教示適於不同類型之散射計，或甚至適於其他類型之量測器具。
總之，圖5之程序使用模型擬合途徑以自散射量測信號推斷目標結構之參數。雖然概念原則上簡單，但實務上難以設計重建構模型。模型應經最佳化以達成對所關注參數之實際變化之最佳量測回應，同時對雜訊、校準誤差、模型近似及其他參數之變化之影響不敏感。最後，應最小化模型運轉時間。雖然已設計且不斷地改良對此等問題之途徑，但當前不存在對準確地量測小於檢測裝置之FOV之目標的解決方案。在目標填充過度的情況下，來自目標之有限性以及目標之環境之資訊貢獻於經偵測信號，且將偏置引入於經重建構量測中。可嘗試 縮減FOV，但可用光之量相應地縮減。研究不同光源及其他方法，但其皆遭受目標之有限性。亦即，即使光點足夠小以使目標填充不足，但由於邊緣繞射，照明光點之實際範圍較大且目標之有限性仍為經偵測繞射圖案中之顯著影響因素。
小於FOV之目標可在模型化術語中被稱作「經隔離」目標，而大於FOV之目標(填充不足)可被視為無限的。自經偵測信號重建構3-D經隔離目標需要軟體開發且必然具有較慢重建構程序。3-D EM求解程序在處理時間及/或記憶體方面要求高。本發明人已認識到，對縮減目標大小之問題之替代解決方案應為產生可在一方向上小於視場但在另一方向上大於視場的目標之自訂組合。藉由適當選擇此等尺寸，可最小化或消除有限性之效應。此外，可利用額外資訊以改良量測相對於除了所關注參數以外之參數之變化的穩固性。另外，在使用自訂設計之知識的情況下，可簡化用於重建構模型之步驟506中之EM求解程序，從而縮減計算負擔。
此處所呈現之實施例中之設計的目標為以使可在模型中進行以下假定之方式來照明目標(線光柵)：- 光柵線沿著橫向於週期性方向之方向上係無限的；且- 光柵自身在週期性方向上係有限的(經隔離)。
此可藉由相對於光柵尺寸及定向選擇適當FOV來達成，如圖4所展示。舉例而言，矩形FOV形狀(將此孔徑形狀置放於器具之場光闌300中)將使FOV看見二維經隔離目標(維度X、Z；在Y上無限)。可藉由將3-D經隔離結構轉變為模擬簡單得多的2-D經隔離結構而極大地簡化步驟506中之散射分析，且諸如RCWA之合適求解程序已經可用。Pisarenco及Setija在US 20130035911 A1中揭示對有限光柵具有特性適合性的求解程序。應注意，術語1-D可用於文獻中，其係指在X(或Y)方向上而非在該兩個方向上經模型化的光柵。在提及「1-D」光柵 時，為Z之第二維度被視為隱含的。
應進一步預期，相比於用於2-D無限光柵之重建構問題，用於2-D經隔離光柵之重建構問題得以較佳地調節(相對於未知變數更穩固)。歸因於來自超出光柵的視場之部分(圖4中之412X)之經漫射場貢獻而咸信此情形。此等部分可幫助自底層堆疊之材料及幾何形狀之其他影響提取散射結構之幾何參數。
同時，因為可更準確地進行模擬及/或可簡化處理，所以可縮減目標之總尺寸。作為尺寸之一實例，使目標在一個方向上較小可導致為(例如)2.5微米×10微米之形狀。在使用自訂FOV的情況下，此目標可佔據與5微米×5微米正方形光柵一樣的面積，但提供改良之準確度及/或經簡化處理。應注意，在此實例中，較短尺寸係在週期性方向上(gP<gL)，其與序言中所提及之專利US 6,850,333所說明之形狀相反。
圖6展示可用作圖3之裝置中之場光闌300的孔徑輪600。孔徑輪係呈薄板之形式，其可在適當平面中以各種定向及位置安裝於透鏡系統140內，使得不同個別孔徑視需要可位於光軸上。在此簡單實例中，602處展示孔徑輪之旋轉軸線。個別孔徑形成於各種部位處，其經配置於(例如)第一環604及第二環606上。藉由將軸線602移動朝向或遠離散射計之光軸O，可使用任一環上之選定孔徑。在內部環604上，提供多種圓形孔徑，其被標註為610S(最小)、610L(最大)，及610M(中間大小)。在一實際實例中，可提供比此處所展示之中間大小多的中間大小。圓形孔徑之直徑可經設計成給出直徑在(例如)1微米至8微米之範圍內的光點(視場)。在此實例中存在照明光學系統之縮小率，使得圓形孔徑界定為直徑小於實體孔徑之圓形光點的視場。舉例而言，在使用為0.015之放大率的情況下，吾人可使用直徑200微米(0.2毫米)之孔徑以獲得直徑3微米之視場。使用比輻射波長大許多 倍的孔徑會避免孔徑中之繞射效應，且當然使孔徑板更容易製造。
在外部環606上，界定數個矩形孔徑，其被標註為620至630。620為小正方形孔徑，而其他孔徑具有不同伸長度。出於實例起見，最長最窄孔徑626被展示為與光軸O對準。在一實務器具中，可提供較大數目個矩形孔徑，且可在X及Y定向兩者上提供該等矩形孔徑。同一孔徑622至630之經旋轉版本亦圍繞環606以點輪廓來展示。舉例而言，孔徑626'為孔徑626之經旋轉版本。此等孔徑中哪一者係用於X方向且哪一者係用於Y方向為光學系統之詳細設計以及軸線之標註的問題。舉例而言，大小之範圍可包括經設計以給出視場3微米×3微米的由具有諸如0.3微米×4.5微米、3微米×7.5微米、3微米×12微米之FOV尺寸的另外狹長孔徑伴隨之正方形。可提供較窄孔徑(例如)以給出FOV尺寸1.5微米×10.5微米，以及可提供較寬矩形孔徑以給出諸如5.25微米×10.5微米之FOV尺寸。亦可提供不同大小之正方形孔徑，例如，如以620'處之點輪廓所展示。應理解，代替旋轉輪，可提供可互換孔徑板，或由數位微鏡面器件(DMD)或液晶器件形成之可程式化孔徑器件(空間光調變器)。當然，使用諸如DMD之反射器件或任何反射光點以界定照明光點大小及形狀將暗示光學系統之重新配置。“「孔徑」應被理解為亦包括合適反射光點，其具有與在經重新配置照明系統之內容背景中之孔徑相同的效應。
圖7及圖8說明根據關於圖3所描述之原理的用於運用自訂視場進行目標之設計的另外選項。光柵700X及700Y在X方向及Y方向上具備週期性，之前分別提供排除區域702X及702Y。光柵700X及700Y在此實例中係實質上正方形。照明光點710X及710Y在週期性方向上狹長且在光柵線之方向上窄化，以便遵照上文所闡明之條件。該配置相似於圖3所展示之配置，惟孔徑更像矩形除外。正方形光柵700X、700Y之側之尺寸可能為(例如)5微米，而矩形照明光點710X、710Y為(例 如)2.5微米×10微米。因為半導體器件之製造想要面積待縮減至(例如)5微米×5微米之光柵，所以應瞭解，FOV之尺寸在一個方向上將小於5微米，例如，小於4微米或甚至小於3微米。
查看圖8，以相同於圖7之方式但以第一數位「8」來標註對應特徵。注意，圖7之實例以正方形光柵與狹長視場為特徵，但圖8之實例展示狹長光柵800X、800Y與粗略或確切正方形視場810X、810Y。在此狀況下，光柵在橫向於其週期性方向的光柵線之方向上狹長。視場針對X光柵及Y光柵兩者實質上相同，使得同一光點可用於X光柵及Y光柵兩者。
可設想對視場及光柵設計之眾多變化。舉例而言，在圖7及圖8已說明矩形/正方形視場的情況下，可使用卵形及/或圓形視場。若彎曲輪廓縮減孔徑內及周圍之繞射效應，則彎曲輪廓可有益。(此等效應之強度取決於孔徑尺寸與所使用之輻射波長之間的關係)。
光柵目標可佔據較小面積，如圖7中之5微米×5微米之光柵，但具有尺寸2.5微米×7.5微米。在彼狀況下，FOV可(例如)在一個方向上具有小於3.5微米×5微米之尺寸。在所有實例中，排除區域應大於視場之範圍。合適排除區域可經設計(例如)以提供圍繞光柵的至少1微米之清晰界限。應理解，界限在週期性方向上更重要，其中藉由設計之視場延伸超出光柵。
圖9為說明製造程序之流程圖，其中上文所描述之類型之量測係用作用於控制度量衡及/或生產程序之基礎。在步驟S11中，處理晶圓(基板)以產生包含具有小尺寸之光柵的產品特徵及度量衡目標，如上文所描述。在步驟S12處，運用自訂視場來偵測來自光柵之繞射圖案，且演算光柵之屬性(皆在使用圖5之方法的情況下進行)。測定屬性可(例如)為光柵線之CD、SWA及高度。在步驟S13處，視情況使用測定屬性(連同如可得到之其他資訊)，以更新度量衡配方，使得可更 準確地及/或更快速地進行未來目標之量測。經更新度量衡配方可用於重新量測同一目標及晶圓，及/或用於量測隨後經處理晶圓上之目標。可視需要使更新程序自動化。
關於度量衡程序之主要目的，一般而言亦可將測定屬性用作用於微影步驟及處理效應之品質的指示符。在步驟S14中，自步驟S12得到之屬性之知識係用以更新控制器件製造程序中之微影圖案化步驟及/或程序步驟之配方。量測亦可用以觸發以用於有缺陷晶圓之重工，及/或用以調整配方中之參數以用於另外晶圓之處理。再次，可視需要使此更新自動化。
結論
本文所揭示之技術使能夠設計及使用較小度量衡目標以達成除了疊對以外的所關注參數之重建構。實現大量製造中之較大品質控制。
除了已經在上文所提及之變化及修改以外，眾多變化及修改亦係可能的。
雖然上文所描述之目標結構為出於量測之目的而特定地設計及形成之度量衡目標，但在其他實施例中，可在為形成於基板上之器件之功能部件的目標上量測屬性。許多器件具有規則的類光柵結構。本文所使用之術語「目標光柵」及「目標結構」無需已特定地針對所執行之量測來提供結構。如已經提及，諸如光柵之線及空間之粗略結構特徵可藉由較精細子結構之集合而形成。
與在基板及圖案化器件上實現的目標之實體光柵結構相關聯地，一實施例可包括含有機器可讀指令之一或多個序列之電腦程式，該等機器可讀指令描述在基板上產生目標、量測基板上之目標及/或分析量測以獲得關於微影程序之資訊的方法。可(例如)在圖3之裝置中之單元PU內及/或圖2之控制單元LACU內執行此電腦程式。亦可提 供經儲存有此電腦程式之資料儲存媒體(例如，半導體記憶體，磁碟或光碟)。在屬於(例如)圖3所展示之類型之現有度量衡裝置已經在生產中及/或在使用中的情況下，可藉由供應經更新電腦程式產品來實施本發明，該等經更新電腦程式產品用於使處理器執行經修改步驟506且因此演算所關注參數。程式可視情況經配置以控制光學系統、基板支撐件及其類似者以自動執行步驟504等等以用於對合適複數個目標結構進行量測。控制程式之特定功能將用以選擇適當場光闌(孔徑302)以界定用於每一目標之自訂視場。用於每一目標之適當視場可連同度量衡配方中之量測程序之其他參數一起被指示，該度量衡配方連同基板或基板批量一起被接收。
下文中在編號條項中提供根據本發明之另外實施例：
1.一種量測一基板上之結構之一屬性之方法，該方法包含如下步驟：(a)向一基板提供一光柵，在該光柵中，在一第一方向上遍及一距離gP週期性地配置複數個結構，每一結構在橫向於該第一方向之一第二方向上個別地延伸一距離gL；(b)運用一輻射光點來照明該結構，該輻射光點具有一經界定大小及形狀，使得該光點在該第一方向上之一範圍fP大於距離gP，而該光點在該第二方向上之一範圍fL小於距離gL；(c)在由該光點界定之一視場內偵測起因於該輻射與該結構之間的相互作用的一信號；及(d)基於該經偵測信號來演算該屬性之一量測。
2.如條項1之方法，其中gL為gP的兩倍或兩倍以上，或為gP的三倍或三倍以上。
3.如條項1或2之方法，其中gP小於6微米。
4.如前述條項中任一項之方法，其中fP為fL的兩倍或兩倍以 上，或為fL的三倍或三倍以上。
5.如前述條項中任一項之方法，其中fL小於4微米。
6.如前述條項中任一項之方法，其中針對該同一基板上之複數個光柵重複該等步驟(a)至(d)，且其中該第一方向及該第二方向之定向針對該等光柵中之不同光柵而不同。
7.如條項6之方法，其中該光點之該大小及形狀針對該等不同定向而不變。
8.如前述條項中任一項之方法，其中該光點之該大小及形狀係由一照明光學系統中之一可調整場光闌界定。
9.如前述條項中任一項之方法，其中該步驟(d)包含：(d1)定義一數學模型，在該數學模型中，該結構之形狀及材料屬性係由包括至少一所關注參數之複數個參數表示；(d2)藉由在變化該或該等所關注參數的同時模擬該輻射與該數學模型之間的相互作用來演算複數個模型信號；(d3)演算該經偵測信號與步驟(d2)中所演算之該等模型信號中之至少一些之間的匹配度；及(d4)基於該等所演算匹配度來報告該所關注參數之一量測。
10.如條項9之方法，其中在一反覆循環中執行該等步驟(d2)及(d3)以藉由回歸找到該所關注參數之一值。
11.如條項9或10之方法，其中在假定在該第二方向上之該結構係無限的情況下僅關於兩個維度來演算該等模型信號。
12.如前述條項中任一項之方法，其中該經偵測信號為藉由角度解析散射量測而獲得之一個二維繞射圖案。
13.一種用於量測一基板上之結構之一屬性之檢測裝置，該裝置包含：- 用於一基板之一支撐件，該基板在其上形成有一目標結構； - 一光學系統，其用於運用一輻射光點來照明該目標結構且偵測起因於該輻射與該目標結構之間的相互作用的一信號；- 一處理器，其經配置以基於該經偵測信號來演算該屬性之一量測，其中該處理器經配置以在假定該目標結構包含一光柵的情況下演算該量測，在該光柵中，在一第一方向上遍及一距離gP週期性地配置複數個結構，每一結構在橫向於該第一方向之一第二方向上個別地延伸一距離gL，且其中該光學系統可操作以照明界定該輻射光點之形狀及大小，使得該光點在該第一方向上之一範圍fP大於距離gP，而該光點在該第二方向上之一範圍fL小於距離gL。
14.如條項13之裝置，其經配置成使得gL為gP的兩倍或兩倍以上，或為gP的三倍或三倍以上。
15.如條項13或14之裝置，其經配置成使得gP小於6微米。
16.如條項13至15中任一項之裝置，其中fP可經設定為fL的兩倍或兩倍以上。
17.如條項13至16中任一項之裝置，其中fL可經設定為小於4微米。
18.如條項13至17中任一項之裝置，其中該裝置經自動配置以對該同一基板上之複數個光柵重複該照明、該偵測及該演算，且其中該第一方向及該第二方向之定向針對該等光柵中之不同光柵而不同。
19.如條項18之裝置，其可操作以將光點之該大小及形狀用於不同定向之光柵。
20.如條項13至19中任一項之裝置，其中該光點之該大小及形狀係由該光學系統中之一可調整場光闌界定。
21.如條項13至20中任一項之裝置，其中該處理器經配置以藉 由如下操作來演算該屬性之該量測：- 定義一數學模型，在該數學模型中，該結構之形狀及材料屬性係由包括至少一所關注參數之複數個參數表示；- 藉由在變化該或該等所關注參數的同時模擬該輻射與該數學模型之間的相互作用來演算複數個模型信號；- 演算該經偵測信號與該等所演算模型信號中之至少一些之間的匹配度；及- 基於該等所演算匹配度來報告該所關注參數之一量測。
22.如條項21之裝置，其經配置以在一反覆循環中執行該等演算步驟以藉由回歸找到該所關注參數之一值。
23.如條項21或22之裝置，其中在假定在該第二方向上之該結構係無限的情況下僅關於兩個維度來演算該等模型信號。
24.如條項13至23中任一項之裝置，其中該經偵測信號為藉由角度解析散射量測而獲得之一個二維繞射圖案。
25.一種包含機器可讀指令之電腦程式產品，該等機器可讀指令用於使一處理器執行一如條項1至12中任一項之方法之該步驟(d)。
26.如條項25之電腦程式產品，其進一步包含用於使一處理器控制一檢測裝置以對複數個光柵執行該方法之該等步驟(b)及(c)之指令。
27.一種微影系統，其包含：- 一微影裝置，其經配置以將一圖案序列自圖案化器件轉印至一基板上；及- 一如條項13至24中任一項之檢測裝置，其經配置以量測由該微影裝置轉印之該等圖案之一屬性。
28.如條項27之微影系統，其經配置以控制該微影裝置以回應於使用該檢測裝置對一先前基板進行之量測而應用校正。
29.一種製造器件之方法，其中使用一微影程序將一器件圖案序列施加至一系列基板，該方法包括使用一如條項1至12中任一項之量測方法來量測作為該等器件圖案之部分或除了該等器件圖案以外而形成於該等基板中之至少一者上的度量衡光柵之一屬性，其中回應於對一或多個先前基板所量測之該屬性而控制用於一或多個基板之該微影程序。
儘管上文可特定地參考在光學微影之內容背景中對本發明之實施例之使用，但應瞭解，本發明可用於其他應用(例如，壓印微影)中，且在內容背景允許時不限於光學微影。在壓印微影中，圖案化器件中之構形(topography)界定產生於基板上之圖案。可將圖案化器件之構形壓入被供應至基板之抗蝕劑層中，在基板上，抗蝕劑係藉由施加電磁輻射、熱、壓力或其組合而固化。在抗蝕劑固化之後，將圖案化器件移出抗蝕劑，從而在其中留下圖案。
本文所使用之術語「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365奈米、355奈米、248奈米、193奈米、157奈米或126奈米之波長)及極紫外線(EUV)輻射(例如，具有在5奈米至20奈米之範圍內之波長)；以及粒子束(諸如，離子束或電子束)。
術語「透鏡」在內容背景允許時可指各種類型之光學組件中任一者或其組合，包括折射、反射、磁性、電磁及靜電光學組件。
對特定實施例之前述描述將因此充分地揭露本發明之一般性質：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所瞭解之知識針對各種應用而容易地修改及/或調適此等特定實施例，而無需不當實驗。因此，基於本文所呈現之教示及指導，此等調適及修改意欲在所揭示實施例之等效者的涵義及範圍內。應理解，本文中之措辭或術語係出於(例如)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譯。
本發明之範圍及範疇不應由上述例示性實施例中任一者限制，而應僅根據以下申請專利範圍及其等效者進行界定。
400X‧‧‧目標光柵
400Y‧‧‧Y方向光柵
402X‧‧‧邊界
410X‧‧‧照明光點/視場
410Y‧‧‧照明光點
412X‧‧‧部分
414X‧‧‧部分
W‧‧‧基板

Claims (19)

  1. 一種量測一基板上之結構之一屬性之方法，該方法包含如下步驟：(a)向一基板提供一光柵，在該光柵中，在一第一方向上遍及一距離gP週期性地配置複數個結構，每一結構在橫向於該第一方向之一第二方向上個別地延伸一距離gL；(b)運用一輻射光點來照明該結構，該輻射光點具有一經界定大小及形狀，使得該光點在該第一方向上之一範圍fP大於距離gP，而該光點在該第二方向上之一範圍fL小於距離gL；(c)在由該光點界定之一視場內偵測起因於該輻射與該結構之間的相互作用的一信號；及(d)基於該經偵測信號來演算該屬性之一量測。
  2. 如請求項1之方法，其中gL為gP的兩倍或兩倍以上，或為gP的三倍或三倍以上。
  3. 如請求項1或2之方法，其中gP小於6微米。
  4. 如請求項1或2之方法，其中fP為fL的兩倍或兩倍以上，或為fL的三倍或三倍以上。
  5. 如請求項1或2之方法，其中fL小於4微米。
  6. 如請求項1或2之方法，其中該步驟(d)包含：(d1)定義一數學模型，在該數學模型中，該結構之形狀及材料屬性係由包括至少一所關注參數之複數個參數表示；(d2)藉由在變化該或該等所關注參數的同時模擬該輻射與該數學模型之間的相互作用來演算複數個模型信號；(d3)演算該經偵測信號與步驟(d2)中所演算之該等模型信號中之至少一些之間的匹配度；及 (d4)基於該等所演算匹配度來報告該所關注參數之一量測。
  7. 如請求項6之方法，其中在假定在該第二方向上之該結構係無限的情況下僅關於兩個維度來演算該等模型信號。
  8. 如請求項1或2之方法，其中該經偵測信號為藉由角度解析散射量測而獲得之一個二維繞射圖案。
  9. 一種用於量測一基板上之結構之一屬性之檢測裝置，該裝置包含：用於一基板之一支撐件，該基板在其上形成有一目標結構；一光學系統，其用於運用一輻射光點來照明該目標結構且偵測起因於該輻射與該目標結構之間的相互作用的一信號；一處理器，其經配置以基於該經偵測信號來演算該屬性之一量測，其中該處理器經配置以在假定該目標結構包含一光柵的情況下演算該量測，在該光柵中，在一第一方向上遍及一距離gP週期性地配置複數個結構，每一結構在橫向於該第一方向之一第二方向上個別地延伸一距離gL，且其中該光學系統可操作以照明界定該輻射光點之形狀及大小，使得該光點在該第一方向上之一範圍fP大於距離gP，而該光點在該第二方向上之一範圍fL小於距離gL。
  10. 如請求項9之裝置，其經配置成使得gL為gP的兩倍或兩倍以上，或為gP的三倍或三倍以上。
  11. 如請求項9或10之裝置，其經配置成使得gP小於6微米。
  12. 如請求項9或10之裝置，其中fP可經設定為fL的兩倍或兩倍以上。
  13. 如請求項9或10之裝置，其中fL可經設定為小於4微米。
  14. 如請求項9或10之裝置，其中該處理器經配置以藉由如下操作來演算該屬性之該量測： 定義一數學模型，在該數學模型中，該結構之形狀及材料屬性係由包括至少一所關注參數之複數個參數表示；藉由在變化該或該等所關注參數的同時模擬該輻射與該數學模型之間的相互作用來演算複數個模型信號；演算該經偵測信號與該等所演算模型信號中之至少一些之間的匹配度；及基於該等所演算匹配度來報告該所關注參數之一量測。
  15. 如請求項14之裝置，其中在假定在該第二方向上之該結構係無限的情況下僅關於兩個維度來演算該等模型信號。
  16. 如請求項9或10之裝置，其中該經偵測信號為藉由角度解析散射量測而獲得之一個二維繞射圖案。
  17. 一種包含機器可讀指令之電腦程式產品，該等機器可讀指令用於使一處理器執行一如請求項1至8中任一項之方法之該步驟(d)。
  18. 一種微影系統，其包含：一微影裝置，其經配置以將一圖案序列自圖案化器件轉印至一基板上；及一如請求項9至16中任一項之檢測裝置，其經配置以量測由該微影裝置轉印之該等圖案之一屬性。
  19. 一種製造器件之方法，其中使用一微影程序將一器件圖案序列施加至一系列基板，該方法包括使用一如請求項1至8中任一項之量測方法來量測作為該等器件圖案之部分或除了該等器件圖案以外而形成於該等基板中之至少一者上的度量衡光柵之一屬性，其中回應於對一或多個先前基板所量測之該屬性而控制用於一或多個基板之該微影程序。
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