TW201535068A - 目標配置最佳化及相關聯的目標 - Google Patents

Abstract

本發明揭示一種設計一目標配置之方法，以及相關聯的目標及光罩。該目標包含複數個光柵，每一光柵包含複數個子結構。該方法包含如下步驟：界定一目標區域；將該等子結構定位於該目標區域內以便形成該等光柵；及將輔助特徵定位於該等光柵之周邊處，該等輔助特徵經組態以縮減該等光柵之該周邊處之測定強度峰值。該方法可包含一最佳化程序，該最佳化程序包含：模型化藉由使用一度量衡程序進行的該目標之檢測而獲得的一所得影像；及評估是否為了使用一度量衡程序之偵測而最佳化該目標配置。

Description

目標配置最佳化及相關聯的目標

本發明係關於(例如)藉由微影技術之器件製造中的半導體晶圓度量衡方法及裝置。更具體言之，本發明係關於用於目標配置之最佳化工序，及如此配置之目標。

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，包含晶粒之部分、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。已知微影裝置包括：所謂步進器，其中藉由一次性將整個圖案曝光至目標部分上來輻照每一目標部分；及所謂掃描器，其中藉由在給定方向(「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器件轉印至基板。

為了監測微影程序，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上之順次層之間的疊對誤差，及經 顯影感光性抗蝕劑之臨界線寬。可對產品基板及/或對專用度量衡目標執行此量測。舉例而言，度量衡目標(或標記)可包含形成(例如)諸如光柵之週期性結構的水平長條與垂直長條之組合。

存在用於進行在微影程序中形成之顯微結構之量測的各種技術，包括使用掃描電子顯微鏡及各種其他特殊化工具。快速且非侵入之形式的特殊化檢測工具為散射計，其中將輻射光束導向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。

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導向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，藉由諸如嚴密耦合波分析或有限元素方法之反覆途徑而進行的目標結構之重新建構；庫搜尋；及主成份分析。

已知散射計之實例包括US2006033921A1及US2010201963A1中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)。此情形簡化目標之數學重新建構，此係因為可將目標視為無限的。

為了在每一生產晶圓上出於度量衡目的而限制面積消耗(real-estate consumption)，正在大小方面縮減度量衡及對準目標。舉例而言，用於疊對度量衡之目標大小的範圍介於20×20平方微米至10×10平方微米之間。較小目標大小之使用係在研究中。通常，使用「暗場」散射量測來量測此等目標，在「暗場」散射量測中，阻擋零階繞射(對應於鏡面反射)，且僅處理一或多個高階以產生目標之灰階影像(亦即，「暗場」影像)。使用此暗場技術的以繞射為基礎之疊對實現對較 小目標之疊對量測，且被稱為以微繞射為基礎之疊對(micro-diffraction based overlay,μDBO)。可在國際專利申請案WO2009/078708、WO2009/106279、WO2013178422及WO2013/143814中找到暗場度量衡之實例。已公佈專利公開案US20110027704A、US20110043791A、US20120044470A、US20120123581A、US20130258310A及US20130271740A中以及美國專利申請案61/652,552及61/803,673中已描述該技術之進一步開發。此等目標可小於照明光點，且可由晶圓上之產品結構環繞。因此，可在一個影像中完全地量測「複合(composite)」目標(例如，包含不同疊對偏置之複數個個別光柵部分之目標)。因此，光柵邊緣在目標之灰階影像中亦係可見的。光柵邊緣常常呈現偏離於平均光柵強度之強度位準(在本文中被稱作「邊緣效應(edge effect)」)。

在影像後處理(例如，圖案辨識)之後，可在暗場影像中識別每一個別光柵內之所關注區(region-of-interest,ROI)。可針對每一ROI來計算一平均光柵強度，同時排除邊緣效應之影響。可接著自平均強度推斷光柵結構之不對稱性，且因此推斷疊對誤差。

因而，自(例如)對應於暗場影像中之光柵之中心的少數CCD影像感測器像素(亦即，感測器上之選定ROI之大小)推斷平均光柵強度。

當前μDBO目標設計/佈局係基於無限大的光柵。取決於應用而最佳化諸如線空間尺寸、間距、子分段等等之光柵特徵。光柵在界定目標之區中圍繞預定義光柵中心而定位。

計算微影模型化(例如，微影-OPC，其中OPC表示光學近接校正(optical proximity correction))通常用以設計及最佳化可印刷目標。目標佈局可包括子解析度「輔助特徵」(亦即，未由感測器偵測)以改良暗場影像解析度。此等輔助特徵可位於圍繞「可偵測(detectable)」目標結構(例如，圍繞目標光柵中之一者，及/或圍繞經分配為含有目標 之晶圓部位，亦被稱為目標區)之任意位置處，且可藉由圖案辨識程序而使用。藉由圍繞「可偵測」目標結構產生「空白(empty)」區，圖案辨識程序可接著以比僅使用(例如)光柵之邊緣之準確度實質上更大的準確度來識別ROI之位置。藉由提供多達(例如)目標光柵之邊界之兩倍、三倍或三倍以上的可辨識輔助特徵，可增加辨識ROI之準確度。然而，界定目標之標稱區因此擴大，例如，針對μDBO目標自10×10平方微米擴大至12×12平方微米。

需要提供一種改良型目標設計方法且因此提供改良型目標。

在本發明之一第一態樣中，提供一種設計一目標配置之方法，該目標包含複數個光柵，每一光柵包含複數個子結構，該方法包含如下步驟：界定一目標區域；將該等子結構定位於該目標區域內以便形成該等光柵；及將輔助特徵定位於該等光柵之周邊處，該等輔助特徵經組態以縮減該等光柵之該周邊處之測定強度峰值。

在本發明之一第二態樣中，提供一種目標，其包含：複數個光柵，每一光柵包含複數個子結構；輔助特徵，其包含具有實質上小於該等光柵之間距的一間距之線；其中該目標包含該等光柵之周邊處之輔助特徵，該等輔助特徵經組態以縮減該等光柵之該周邊處之測定強度峰值。

亦揭示一種設計一目標配置之方法，該目標包含複數個光柵，每一光柵包含複數個子結構，該方法包含如下步驟：界定一目標區域；將該等子結構定位於該目標區域內以便形成該等光柵；模型化藉由使用一度量衡程序進行的該目標之檢測而獲得的一所得影像；及評估是否為了使用一度量衡程序之偵測而最佳化該目標配置。

0‧‧‧零階射線/繞射射線/繞射零階輻射

+1‧‧‧一階射線/繞射射線/一階繞射光束

-1‧‧‧一階射線/繞射射線/一階繞射光束/一階輻射

+1(N)‧‧‧+1繞射射線

-1(S)‧‧‧-1繞射射線

11‧‧‧源

12‧‧‧透鏡

13‧‧‧孔徑板

13E‧‧‧孔徑板

13N‧‧‧孔徑板

13NW‧‧‧孔徑板

13S‧‧‧孔徑板

13SE‧‧‧孔徑板

13W‧‧‧孔徑板

14‧‧‧透鏡

15‧‧‧光束分裂器

16‧‧‧接物鏡/透鏡

17‧‧‧第二光束分裂器

18‧‧‧光學系統

19‧‧‧第一感測器/光瞳平面影像感測器

20‧‧‧光學系統

21‧‧‧孔徑光闌/場光闌/光瞳光闌

22‧‧‧光學系統

23‧‧‧影像感測器

31‧‧‧量測光點/經照明光點

32‧‧‧光柵

33‧‧‧光柵

34‧‧‧光柵

35‧‧‧光柵

40‧‧‧交叉影線矩形

41‧‧‧圓形區域

42‧‧‧矩形區域/影像

43‧‧‧矩形區域/影像

44‧‧‧矩形區域/影像

45‧‧‧矩形區域/影像

700‧‧‧複合光柵目標/目標佈局

710‧‧‧虛線形狀/可用目標區域

720‧‧‧組件光柵/光柵結構

730‧‧‧暗場影像

740‧‧‧較高強度位準區

750‧‧‧中/高強度位準區

800‧‧‧目標佈局/目標

810‧‧‧度量衡工具驅動光學近接校正(MT-OPC)輔助特徵

820‧‧‧度量衡工具驅動光學近接校正(MT-OPC)輔助特徵

830‧‧‧極高強度量測區

840‧‧‧光柵區

1000‧‧‧目標

1010‧‧‧可用目標區域

1020‧‧‧間隙區

1035‧‧‧度量衡工具驅動光學近接校正(MT-OPC)輔助特徵

1040‧‧‧度量衡工具驅動光學近接校正(MT-OPC)輔助特徵

1050‧‧‧光柵

1210‧‧‧度量衡工具驅動光學近接校正(MT-OPC)輔助特徵

1220‧‧‧光柵線

1230‧‧‧度量衡工具驅動光學近接校正(MT-OPC)輔助特徵

1240‧‧‧線

1250‧‧‧度量衡工具驅動光學近接校正(MT-OPC)輔助特徵

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

I‧‧‧照明射線/入射射線/入射輻射

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‧‧‧影像處理器及控制器

PW‧‧‧第二定位器

RO‧‧‧基板處置器或機器人

ROI‧‧‧所關注區

S1‧‧‧步驟

S2‧‧‧步驟

S3‧‧‧步驟

S4‧‧‧步驟

S5‧‧‧步驟

S6‧‧‧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

T1‧‧‧步驟

T2‧‧‧步驟

T3‧‧‧步驟

T4‧‧‧步驟

T5‧‧‧步驟

T6‧‧‧步驟

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(lithographic cell)或叢集(cluster)；圖3包含(a)用於根據本發明之實施例而使用第一對照明孔徑來量測目標之暗場散射計的示意圖、(b)用於給定照明方向之目標光柵之繞射光譜的細節、(c)在使用散射計以用於以繞射為基礎之疊對量測時提供另外照明模式之第二對照明孔徑，及(d)組合第一對孔徑與第二對孔徑之第三對照明孔徑；圖4描繪基板上的多重光柵度量衡目標之已知形式及量測光點之輪廓；圖5描繪圖3之散射計中獲得的圖4之目標之影像；圖6為展示使用圖3之散射計及圖4之度量衡目標的已知疊對量測方法之步驟的流程圖，其可經調適以實施本發明之實施例；圖7之(a)描繪非最佳化目標佈局之實例；且(b)描繪所得暗場影像；圖8之(a)至(f)說明非最佳化目標佈局及根據本發明之一實施例之目標佈局的實例，以及使用不同波長而檢測的此等目標之所得暗場影像的實例；圖9說明根據本發明之一實施例之目標的部分橫截面；圖10之(a)至(b)說明非最佳化目標佈局及根據本發明之一實施例之目標佈局的實例，以及使用不同波長而檢測的此等目標之所得暗場影像的實例；圖11為根據本發明之一實施例的設計目標配置之方法的流程圖；及圖12之(a)至(f)說明經執行以設計目標配置的圖11所描繪之方 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來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來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導向、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)的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之術語「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，則該圖案可不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，該等小鏡面中之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。可認為本文中對術語「投影透鏡」之任何使用皆與更一般之術語「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)合適導向鏡面及/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，且係藉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，光罩對準標記可位於該等晶粒之間。小對準標記亦可在器件特徵當中包括於晶粒內，在此狀況下，需要使該等標記儘可能地小且無需與鄰近特徵不同之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，使可程式化圖案化器件保持靜止，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該等基板台。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之(a)中展示度量衡裝置(散射計)。圖3之(b)中更詳細地說明光柵目標T及繞射射線。上文所提及之US 2011027704及其他先前專利申請案中提供該裝置以及其形式及使用之變化的更多細節。彼等先前申請案之全部內容係以引用方式併入本文中。散射計可為單機器件，或併入於(例如)量測站處之微影裝置LA中抑或微影製造單元LC中。貫穿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11(例如，氙氣燈)發射之光係由包含透鏡12、14及接物鏡16之光學系統經由光束分裂器15而導向至基板W上。此等透鏡係以4F配置之雙重序列而配置。可使用不同透鏡配置，其限制條件為：該透鏡配置仍將基 板影像提供至偵測器上，且同時地允許存取中間光瞳平面以用於空間頻率濾光。因此，可藉由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)中界定空間強度分佈來選擇輻射入射於基板上之角度範圍。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12與透鏡14之間插入合適形式之孔徑板13來進行此選擇。在所說明實例中，孔徑板13具有不同形式(被標註為13N及13S)，從而允許選擇不同照明模式。本實例中之孔徑板形成各種離軸照明模式。在第一照明模式中，孔徑板13N提供來自僅出於描述起見而經指定為「北」之方向的離軸照明。在第二照明模式中，孔徑板13S用以提供相似照明，但提供來自被標註為「南」之相對方向的照明。藉由使用不同孔徑，其他照明模式係可能的。光瞳平面之其餘部分理想地暗，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。

如圖3之(b)所展示，在基板W垂直於接物鏡16之光軸O的情況下置放光柵目標T。與軸線O成一角度而照射於目標T上之照明射線I引起一個零階射線(實線標示0階射線)及兩個一階射線(點鏈線標示+1階射線，及標示雙點鏈線-1階射線)。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。在提供複合光柵目標的情況下，該目標內之每一個別光柵將引起其自有繞射光譜。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I事實上將佔據一角度範圍，且繞射射線0及+1/-1將稍微散開。根據小目標之點散佈函數(point spread function)，每一階+1及-1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。應注意，光柵間距及照明角度可經設計或調整成使得進入接物鏡之一階射線與中心光軸緊密地對準。圖3之(a)及圖3之(b)所說明的射線被展示為稍微離軸，以 純粹地使其能夠在圖解中被更容易地區分。

由基板W上之目標繞射之至少0階及+1階係由接物鏡16收集，且被返回導向通過光束分裂器15。返回至圖3之(a)，藉由指明被標註為北(N)及南(S)之完全相對孔徑而說明第一照明模式及第二照明模式兩者。當入射射線I係來自光軸之北側時，亦即，當使用孔徑板13N來應用第一照明模式時，被標註為+1(N)之+1繞射射線進入接物鏡16。與此對比，當使用孔徑板13S來應用第二照明模式時，-1繞射射線(被標註為-1(S))為進入透鏡16之繞射射線。

第二光束分裂器17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18使用零階繞射光束及一階繞射光束而在第一感測器19(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。由感測器19捕捉之光瞳平面影像可用於聚焦度量衡裝置及/或正規化一階光束之強度量測。光瞳平面影像亦可用於不對稱性量測以及用於諸如重新建構之許多量測目的，其並非本發明之主題。待描述之第一實例將使用第二量測分支以量測不對稱性。

在第二量測分支中，光學系統20、22在感測器23(例如，CCD或CMOS感測器)上形成基板W上之目標之影像。在第二量測分支中，在與光瞳平面共軛之平面中提供孔徑光闌21。孔徑光闌21用以阻擋零階繞射光束，使得形成於感測器23上的目標之影像係僅由-1或+1一階光束形成。將由感測器19及23捕捉之影像輸出至影像處理器及控制器PU，影像處理器及控制器PU之功能將取決於正被執行之量測之特定類型。應注意，此處在廣泛意義上使用術語「影像」。因而，若僅存在-1階及+1階中之一者，則光柵線之影像將不形成於感測器23上。

圖3所展示之孔徑板13及場光闌21之特定形式純粹地為實例。在本發明之另一實施例中，使用目標之同軸照明，且使用具有離軸孔徑 之孔徑光闌以將實質上僅一個一階繞射光傳遞至感測器。(在彼狀況下實際上調換13及21處所展示之孔徑)。在又其他實施例中，代替一階光束或除了一階光束以外，亦可在量測中使用二階光束、三階光束及高階光束(圖3中未繪示)。

為了使照明可適應於此等不同類型之量測，孔徑板13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。替代地或另外，可提供及調換板13之集合，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照明器件。可使用移動鏡面或稜鏡作為用以調整照明模式之另一方式。

如剛才關於孔徑板13所解釋，替代地，藉由變更光瞳光闌21，或藉由取代具有不同圖案之光瞳光闌，或藉由運用可程式化空間光調變器來替換固定場光闌，可達成用於成像之繞射階之選擇。在彼狀況下，量測光學系統之照明側可保持恆定，而成像側具有第一模式及第二模式。實務上，存在量測方法之許多可能類型，每一類型具有其自有優點及缺點。在一種方法中，改變照明模式以量測不同階。在另一方法中，改變成像模式。在第三方法中，照明模式及成像模式保持不變，但使目標旋轉達180度。在每一狀況下，所要效應相同，即，用以選擇在目標之繞射光譜中彼此對稱地相對的非零階繞射輻射之第一部分及第二部分。

雖然在本實例中用於成像之光學系統具有受到場光闌21限定之寬入射光瞳，但在其他實施例或應用中，成像系統自身之入射光瞳大小可足夠小以限定至所要階，且因此亦用作場光闌。圖3之(c)及(d)中展示不同孔徑板，該等孔徑板可如下文進一步所描述而使用。

通常，目標光柵將與其向南北抑或東西延行之光柵線對準。亦即，光柵將在基板W之X方向或Y方向上對準。應注意，孔徑板13N或13S可僅用以量測在一個方向(取決於設置而為X或Y)上定向之光柵。 為了量測正交光柵，可能實施達90°及270°之目標旋轉。然而，更方便地，在使用圖3之(c)所展示之孔徑板13E或13W的情況下，在照明光學件中提供來自東或西之照明。可分離地形成及互換孔徑板13N至13W，或孔徑板13N至13W可為可旋轉達90度、180度或270度之單一孔徑板。如已經提及，可在場光闌21中而非在照明孔徑板13中提供圖3之(c)所說明之離軸孔徑。在彼狀況下，照明將為同軸的。

圖3之(d)展示可用以組合第一對及第二對之照明模式的第三對孔徑板。孔徑板13NW具有處於北及東之孔徑，而孔徑板13SE具有處於南及西之孔徑。倘若此等不同繞射信號之間的串擾不太大，則可執行X光柵及Y光柵兩者之量測，而不改變照明模式。圖12及圖13之實例中將說明另外種類之孔徑板13Q。

圖4描繪根據已知實務而形成於基板W上之複合光柵目標700(亦即，包含光柵結構之目標)。複合目標700包含四個個別光柵720，光柵720緊密地定位在一起，使得其將皆在由度量衡裝置之照明光束形成之量測光點31內。該四個光柵因此皆被同時地照明且同時地成像於感測器19及23上。在專用於疊對量測之實例中，光柵720自身為由在形成於基板W上之半導體器件之不同層中圖案化之上覆光柵形成的複合光柵。光柵720可具有經不同偏置之疊對偏移，以便促進經形成有複合光柵之不同部分之層之間的疊對之量測。光柵720亦可在其定向方面不同(如所展示)，以便在X方向及Y方向上繞射入射輻射。在一項實例中，光柵32及34為分別具有+d、-d之偏置之X方向光柵。此意謂光柵32使其上覆組件經配置成使得若該等上覆組件兩者確切地印刷於其標稱部位處，則該等組件中之一者將相對於另一者偏移達距離d。光柵34使其組件經配置成使得若被完美地印刷，則將存在為d但在與第一光柵等等相對之方向上的偏移。光柵33及35為分別具有偏移+d及-d之Y方向光柵。雖然說明四個光柵，但另一實施例可能需要更大矩 陣以獲得所要準確度。舉例而言，九個複合光柵之3×3陣列可具有偏置-4d、-3d、-2d、-d、0、+d、+2d、+3d、+4d。可在由感測器23捕捉之影像中識別此等光柵之分離影像。

圖5展示在使用來自圖3之(d)之孔徑板13NW或13SE的情況下在圖3之裝置中使用圖4之目標700而可形成於感測器23上且由感測器23偵測的影像之實例。雖然光瞳平面影像感測器19不能解析不同個別光柵720，但影像感測器23可解析不同個別光柵720。交叉影線矩形40表示感測器上之影像之場，在此場內，基板上之經照明光點31成像至對應圓形區域41中。理想地，該場係暗的。在此暗場影像內，矩形區域42至45表示個別光柵720之影像。若光柵位於產品區域中，則在此影像場之周邊中亦可看見產品特徵。雖然圖5之暗場影像中展示僅單一複合光柵目標，但實務上，藉由微影而製造之半導體器件或其他產品可具有許多層，且需要在不同對之層之間進行疊對量測。對於一對層之間的每一疊對量測，需要一或多個複合光柵目標，且因此，在影像場內可存在其他複合光柵目標。影像處理器及控制器PU使用圖案辨識來處理此等影像以識別光柵720之分離影像42至45。

一旦已識別光柵之分離影像，就可(例如)藉由平均化或求和經識別區域內之選定像素強度值來量測彼等個別影像之強度。可將該等影像之強度及/或其他屬性彼此進行比較。可組合此等結果以量測微影程序之不同參數。疊對效能為此參數之一重要實例，且比較該等強度會揭露可用作疊對之量度之不對稱性。在用於量測不對稱性且因此量測疊對之另一技術中，使用光瞳平面影像感測器19。

圖6說明使用上文所描述之裝置及目標來量測疊對的基本方法。本發明不限於暗場技術，甚至亦不限於角度解析散射量測。此實例中之方法係基於使用圖3及圖4之裝置之申請案US 2011027704中描述的方法。原則上，含有組件光柵720之兩個層之間的疊對誤差係經由如 藉由比較該等光柵在+1階及-1階暗場影像中之強度所揭露的該等光柵之不對稱性予以量測。在步驟S1處，經由圖2之微影製造單元而處理基板(例如，半導體晶圓)一或多次，以產生包括形成度量衡目標之疊對光柵720之結構。

在S2處，在使用圖3之度量衡裝置的情況下，使用一階繞射光束中之僅一者(比如，-1)來獲得光柵720之影像。接著，無論藉由改變照明模式或改變成像模式，抑或藉由在度量衡裝置之視場中使基板W旋轉達180º，皆可使用另一一階繞射光束(+1)來獲得光柵之第二影像(步驟S3)。因此，在第二影像中捕捉+1繞射輻射。是否可在每一影像中捕捉所有光柵720或是否需要移動散射計及基板以便在分離影像中捕捉該等光柵為設計選擇問題。在任一狀況下，假定經由影像感測器23而捕捉所有組件光柵之第一影像及第二影像。

應注意，藉由在每一影像中包括一階繞射輻射之僅一半，此處所提及之「影像」不為習知暗場顯微法影像。每一光柵將簡單地由某一強度位準之區域表示。因為存在+1及-1階繞射輻射中之僅一者，所以個別光柵線將未被解析。在步驟S4中，在每一組件光柵之影像內謹慎地識別所關注區(ROI，參見圖4)，將自該所關注區量測強度位準。之所以進行此識別係因為：特別是在個別光柵影像之邊緣周圍，強度值通常可高度地取決於諸如抗蝕劑厚度、組合物、線形狀以及邊緣效應之程序變數。

在已識別用於每一個別光柵之ROI且已量測其強度的情況下，可接著判定光柵結構之不對稱性且因此判定疊對誤差。如先前申請案中所描述，此判定係由影像處理器及控制器PU在步驟S5中比較針對每一光柵720之+1階及-1階所獲得之強度值以識別其強度之任何差而進行。在步驟S5處計算強度差以獲得用於每一光柵之不對稱性之量測。在步驟S6處，自不對稱性量測且自光柵之疊對偏置之知識，處理器計 算目標T附近之疊對誤差。

使用諸如μDBO目標之嵌入式度量衡目標之當前申請案(部分地)忽略整個目標佈局相對於藉由度量衡裝置之最佳可偵測性之最佳化。舉例而言，光柵間距離、邊緣效應問題及未能最大化可用光柵區域之失敗可導致以下問題：

1.-若在暗場影像中觀測到每一光柵之周邊處之大邊緣效應，則：

‧可用所關注區(ROI)之大小可縮減(歸因於用以排除光柵邊緣之影像裁剪)，從而導致所計算信號之不良再現性。

‧所計算光柵信號(平均強度)之準確度可歸因於該信號受到來自歸因於邊緣效應之發射之光學串擾的污染而縮減。

‧圖案辨識失敗之例項可歸因於隨著晶圓及程序之時間變化而具有明顯邊緣效應之影像的變化而增加。

‧所計算信號對ROI定位誤差之敏感度可增加；例如，若大邊緣強度偶然地包括至信號估計中。

‧CCD感測器(之全動態灰度範圍)之全尺度之使用可縮減，從而導致對處於低灰度之系統性非線性攝影機問題之再現性及敏感度縮減。

2.-包含光柵結構之總區域未在目標區內最大化。因此，未達到最大光子計數(亦即，未為了再現性而最佳化)。

圖7之(a)給出包含四個光柵結構720之目標700佈局的實例。虛線形狀710表示可用目標區域。在圖7之(a)中可看出，目標700佈局未針對可用目標區域710而最佳化。計算依據間距及可用目標區域710而變化的光柵線之數目。隨後，使預定義光柵線以預定光柵中點為中心。此情形引起非最佳化光柵間距離(亦即，光柵結構之間的空間未在目標區域內最佳化)。圖7之(b)說明在目標700之檢測之後的所得暗場影 像730。可在光柵位置處看到中/高強度位準區750。然而，在光柵周邊處，存在由邊緣效應引起的甚至較高強度位準區740。此情形可使目標難以使用圖案辨識程序進行分析，從而導致易於失敗之圖案辨識。

用以量測目標700之檢測工具實際上充當頻帶濾光器。當檢測工具量測單一光柵720時，其實際上偵測兩種結構類型。第一結構為包含具有某一間距之重複光柵線的結構。第二結構為被視為具有某一大小(一半間距)之單一實體的線集合；此係因為此等光柵如此小，使得其可被視為單一結構以及光柵。此等「結構」兩者給出其自有傅立葉(Fourier)頻率集合。若此兩個集合未擬合在一起，則其將產生步進傅立葉頻率集合。最後頻率集合將總是具有將通過檢測工具之頻帶濾光器之一或多個頻率。遺憾地，此等頻率之強度高，藉此造成邊緣效應。在許多狀況下，邊緣效應引起比最大強度柵格之強度大2至4倍的強度。

為了最佳化目標佈局/設計以用於改良型度量衡工具偵測，本文所描述之實施例提議使用：

1-考量全可用目標區域之目標佈局之最佳化。

2-.使用相似於光學近接校正(OPC)之方法以為了改良型度量衡程序回應而最佳化目標佈局之計算微影模型化(相對於僅為了使用微影程序來印刷目標之能力而最佳化)。所得目標可使用度量衡工具驅動光學近接校正(MT-OPC)輔助特徵以輔助度量衡程序回應之最佳化。

舉例而言，目標佈局之最佳化可藉由如下操作而開始：將MT-OPC輔助特徵置放於可用目標區域之周邊處，以便將目標與環境「隔離」且縮減暗場影像中之光柵之邊緣效應。在由度量衡裝置捕捉之暗場影像中未觀測到此等輔助特徵，此係因為該等輔助特徵之高繞射階通常未透射至CCD感測器(應注意，零階亦被阻擋)。

此後，運用光柵線來填充MT-OPC輔助特徵內部之可用目標區域。對於每一光柵，可在朝向中心之方向上自周邊開始來進行此填充。可以此方式來定位光柵線，同時調適該等光柵線之長度以與相鄰光柵之所要間距及線空間值相稱地擬合。額外MT-OPC輔助特徵可定位於光柵之間以縮減光柵邊緣效應且將暗場影像中之光柵分離。因此，每一光柵可具有圍繞其整個周邊之MT-OPC輔助特徵。此等目標佈局幫助改良圖案辨識且限制串擾。

全目標設計之最佳化可包含3個步驟：

1-光柵相對於設計限定之最佳化。此等設計限定取決於被給出特定產品設計之應用，例如：線寬、子分段、線上線，或渠溝上線。

2-用於最佳度量衡程序偵測之整個目標佈局之最佳化，在一些狀況下使用MT-OPC輔助特徵。子分段及/或其他設計限定可在適當時應用於MT-OPC輔助特徵。

3-對整個目標佈局執行微影OPC循環以確保步驟1及2中設計之所要目標佈局適當地印刷於晶圓上。

圖8展示10×10平方微米目標設計之實例。圖8之(a)展示包含四個光柵結構720之非最佳化600奈米間距目標佈局700(相似於圖7所展示之目標佈局)。每一光柵結構720包含複數個光柵子結構760(光柵線)。圖8之(b)展示圖8之(a)之目標佈局800的改良型版本，其包含與圖8之a之配置之光柵結構相同的光柵結構720，且進一步包含MT-OPC輔助特徵810、820。MT-OPC輔助特徵810之第一集合係圍繞目標之周邊而定位，以便環繞該周邊，且MT-OPC輔助特徵820之第二集合位於每一光柵之間。以此方式，每一光柵720係由MT-OPC輔助特徵810、820環繞。圖8之(c)說明在650奈米波長下的圖8之(a)之目標佈局之暗場影像模擬結果。圖8之(d)說明在使用650奈米波長檢測輻射的情況下的圖8之(b)之目標佈局之暗場影像模擬結果。圖8之(e)說明在使用 425奈米波長檢測輻射的情況下的圖8之(a)之目標佈局之暗場影像模擬結果。圖8之(f)說明在使用425奈米波長檢測輻射的情況下的圖8之(b)之目標佈局之暗場影像模擬結果。在圖8之(c)至圖8之(f)中，具有較暗陰影之區指示較高強度。

圖8之(c)與圖8之(d)的比較展示在每一光柵之區中的均一得多之強度分佈，與較少邊緣效應。此等邊緣效應可被視為光柵區840之周邊處之極高強度量測區830。圖8之(e)與圖8之(f)的比較展示增強型暗場影像解析度，與光柵之改良型分離(亦即，相比於圖8之(e)，在圖8之(f)中之光柵之間的較低強度)，從而改良暗場圖案辨識。

目標之最佳化可包括目標之任何參數或態樣之最佳化。此參數或態樣可尤其包括光柵間距、MT-OPC輔助特徵間距、任何特徵之長度及寬度、光柵作用區間循環。最佳化程序考量整個可用目標區。在此實例中，MT-OPC輔助特徵具有較小間距(例如，為大約160奈米，從而引起消散波)。MT-OPC輔助特徵提供邊緣效應縮減及光柵與環境之分離。

圖9說明包含光柵720及MT-OPC輔助特徵820之目標800之橫截面的放大部分視圖。MT-OPC輔助特徵820係以光柵空間-線-空間節律而定位，從而避免突然步進。以此方式，輔助特徵820經定位成接近於光柵720線，同時破壞光柵內由輔助特徵820之有限尺寸引起的激發。確保光柵720與MT-OPC輔助特徵820彼此同相會避免造成高強度邊緣效應之「步進頻率集合(step frequency set)」。光柵720與MT-OPC輔助特徵820同相意謂MT-OPC輔助特徵820延伸光柵720之連續表面。雖然仍存在邊緣效應，但高強度之邊緣效應係在檢測工具之透射頻帶外部且未由檢測工具偵測到。以此方式，縮減了實際上由檢測工具量測之強度峰值。

自此等輔助特徵820繞射之光學波標稱地不攜載任何能量(消散或 破壞性地干涉)，或在透射至偵測器之光譜部分外部(經阻擋傳播波)。在此特定實例中，展示入射輻射I、繞射零階輻射0及一階輻射-1。由輔助特徵820繞射之-1階輻射被阻擋，且由光柵720繞射之僅-1階輻射透射至感測器。然而，歸因於輔助特徵820之有限性，輔助特徵反射之「尾端(tail)」將洩漏至被透射至CCD感測器之光譜中，且將與光柵線光譜相互作用。

對於暗場影像中之經良好分離光柵，推薦到，MT-OPC輔助特徵820填充具有為檢測工具之波長之至少一半的寬度之光柵之間的空間。相同情形對於目標上自環境之分離及串擾縮減亦成立。

可在合適度量衡感測器模擬工具中評估潛在目標佈局。其可需要若干反覆以達到對於感測器組態為特定之最佳目標佈局。

圖10之(a)展示一目標配置，其中目標1000實務上佔據為12×12平方微米之區域1010。目標佈局包括目標邊界處之1微米「間隙(clearance)」區1020，以改良暗場圖案辨識且縮減來自環境之串擾。在圖10之(b)中，圖10之(a)之目標佈局係由針對12×12平方微米之整個目標區而最佳化之目標佈局1030替換。該目標佈局包括圍繞其周邊之MT-OPC輔助特徵1035，及在每一光柵1050之間的另外MT-OPC輔助特徵1040。MT-OPC輔助特徵1035、1040保證暗場圖案辨識效能及自環境之光學串擾縮減，使得將無需「間隙」區1020。因此，每一光柵1050之線之大小、數目及間距可針對可用目標區域1010而最佳化。對應暗場影像模擬結果(未說明)展示出邊緣效應強烈地縮減，而圖案辨識係藉由光柵間分離而改良。

圖11為說明設計目標配置之方法的流程圖。該方法包含以下步驟：

步驟T1-將具有「子解析度」間距之MT-OPC輔助特徵拖曳於(例如)邊界附近及/或目標區內部。此情形界定「可用/空白」目標區。輔 助特徵之特性(例如，線寬、形狀……)可經選擇為(例如)在暗場影像中將目標與環境有效地隔離。

步驟T2-基於置放於目標邊界處之MT-OPC輔助特徵，在朝向目標區內部之方向上在邊界處開始而依序地置放第一光柵之光柵線。置放線(例如)直至經最後置放之線之部分位於在光柵方向上的可用目標區域之半途點上方為止。

步驟T3-添加具有基於光柵線之大小及間距之形式且進一步具有「子解析度」間距的MT-OPC輔助特徵(在需要時)。

步驟T4-基於後者MT-OPC輔助特徵，使下一光柵之線長度適應於剩餘可用目標區。

步驟T5-針對剩餘光柵來重複步驟T2至T4。

步驟T6-視情況，運用MT-OPC輔助特徵來填滿目標區之中心部分。

圖12中說明此方法之實例應用。圖12之(a)對應於步驟T1。將MT-OPC輔助特徵1210拖曳為接近於可用目標區之界限，其中間距經選擇成將目標與環境隔離且縮減光柵邊緣效應。圖12之(b)及(c)對應於步驟T2，其中光柵線1220經置放成填滿被分配給此光柵結構之目標區的大約四分之一。圖12之(d)對應於步驟T3，其中添加另外MT-OPC輔助特徵1230，使其匹配於光柵線。圖12之(d)亦說明步驟T4之開始，其中已使線1240之線長度適應於剩餘可用區域。圖12之(e)對應於步驟T5期間之中間點，其中置放兩個光柵且開始置放第三光柵。圖12之(f)說明已完成之目標配置，其中將額外MT-OPC輔助特徵1250置放於目標佈局之中心區內，如步驟T6中所描述。此方法可需要若干反覆，其中使用度量衡模擬工具來評估在步驟T6處獲得之每一目標配置。評估可包含判定一特定配置是否符合一或多個預定義準則，及/或比較根據此方法而設計之多個不同配置以便判定最佳配置(基於一或多個 預定義準則)。

代替運用額外MT-OPC輔助特徵1250來填充目標之中心區，可運用特殊目標(十字形)來填充此區以用於執行光罩寫入品質量測。

可較佳地以自動化方式進行此方法。一種「自動化」方法包括(非獨占式地)(i)可在可接受時間框內準確地預測度量衡裝置回應之準確光學模型，及(ii)用於最佳化之經良好界定準則。舉例而言，最佳化準則可包括：

-具有與光柵中心強度相同之數量級的光柵邊緣強度。

-在存在度量衡感測器之疊對、散焦及像差的情況下的邊緣效應之最小變化。

-針對相關波長範圍之用於最佳目標圖案辨識之在光柵結構之間的足夠間隔(間隔λ/2，其中λ表示檢測波長)。

-最大光柵區域。

理想地，在設計最終目標配置時平衡此等準則。

疊對度量衡需要兩個堆疊式光柵(亦即，雙層目標)。對於此等目標，可使用圖12之方法來設計底部目標佈局。頂部光柵結構通常含有在五奈米至數十奈米之範圍內的疊對偏置。在此配置中，頂部目標配置可簡單地匹配於底部光柵結構，惟偏置除外。在一實例中，可將偏置僅應用於頂部目標層中之光柵線，其中不將偏置應用於此頂部層中之MT-OPC輔助特徵。替代地，可在頂部層中省略MT-OPC輔助特徵。此後者途徑可幫助避免產生擾動疊對量測之不對稱信號，且在頂部光柵結構之背向反射式繞射弱且主背向反射式繞射起源於底部光柵結構的情況下尤其適用。

對於渠溝上線而非線上線之目標組態，可倒轉頂部光柵佈局，以獲得渠溝上線組態。對於相差50%之作用區間循環，有可能將頂部目標設計為具有反轉作用區間循環(100%-作用區間循環)之線上線版 本，該線上線版本接著經倒轉以獲得渠溝上線組態。在頂部光柵結構與底部光柵結構之間的作用區間循環差之狀況下的MT-OPC輔助特徵之設計可導致較複雜之佈局最佳化工序，然而，熟習此項技術者將能夠實施及自訂用於此等配置之本方法。

應注意，為了保證可印刷性及對半導體製造商設計規則之順應性，MT-OPC輔助特徵之尺寸可允許此等MT-OPC輔助特徵之子分段。

可根據應用之需要來自訂MT-OPC輔助特徵之尺寸及/或形狀。舉例而言，在圖9之實例中，MT-OPC輔助特徵820係由「連續正方形」形狀表示。然而，連續正方形形狀可導致對尖銳邊緣處之光罩或印刷電路之充電效應。為了克服此問題，可自佈局「刪除」形狀邊緣。

在上文所提及之實例中，MT-OPC輔助特徵具有「子解析度」(亦即，具有比產品特徵之解析度更小的解析度)。然而，取決於應用，MT-OPC輔助特徵可具有低於感測器之解析度、在感測器之解析度內或高於感測器之解析度的尺寸。

可(例如)在用於所有度量衡應用(包括對準)之度量衡/對準目標之設計/最佳化程序期間應用用於最佳化目標佈局/設計之本方法。舉例而言，本方法可應用於用於疊對校正系統中及/或用於進階對準系統中之對準目標。

如以上實例中所展示，MT-OPC輔助特徵可置放於目標邊界處及/或可圍繞每一光柵結構而置放以便縮減邊緣效應。除了此置放以外，MT-OPC輔助特徵亦可置放於光柵結構線之間(例如，針對諸如對準光柵之大間距光柵結構)以便銳化或軟化線渠溝轉變。此情形可幫助藉由最佳化用於經偵測階之固有繞射效率或最佳化能量成為相關繞射階之排序而將繞射效率增強成理想階。此情形可輔助針對低「晶圓品質」堆疊之可偵測性。此外，在遍及對準目標之讀出及掃描期間，特 別是針對低晶圓品質堆疊可改良對準感測器電子件中之增益設定點。

本方法亦可與用於改良(例如)暗場度量衡中之參數估計之當前方法進行組合。

上文所揭示之方法引起較大ROI，且因此在強度量測期間引起較大光子計數。此情形改良針對恆定目標區之再現性。改良型再現性亦可由邊緣效應之縮減引起，邊緣效應之縮減會縮減ROI定位之不準確度。另外，由於經較好界定之暗場目標影像，邊緣效應之縮減會改良圖案辨識。此外，可使用攝影機之全灰階動態範圍，此係因為邊緣效應將不使暗場影像飽和。因此，進一步改良了再現性，且避免了由低強度下之光子雜訊引起之非線性攝影機效應。光子雜訊為測定光子之數目的平方根。測定光子之數目為所使用像素之數目、灰度與敏感度的乘積。為了獲得更穩定之量測，需要增加像素之數目抑或灰度之數目；使攝影機敏感度固定。藉由使用MT-OPC輔助特徵，可獲得更多灰度。

當在器件結構當中分離地分配每一光柵結構時，將MT-OPC輔助特徵添加至個別光柵結構會改良與晶粒內環境之隔離。因此，針對目標/光柵之晶粒內置放之靈活性歸因於光柵與環境之隔離而改良。

最後，亦可在保持相同再現性的同時縮減目標區(亦即，較小目標尺寸)。縮減之目標尺寸實現較緻密之場內量測。此情形改良對產品上晶圓上之晶粒之高階疊對校正，及掃描器效能特性化。

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。如本文所使用之術語「目標光柵」及「目標結構」不要求已特定地針對所執行之量測來提供該結構。本文中使用術語「結構」，而不限於結構之任何特定形式，諸如，簡單光柵線。實際上，可藉由較精細子結 構之集合而形成粗略結構特徵，諸如，光柵之線及空間。

與如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S4至S6且因此計算(例如)待校正之疊對誤差。該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地執行步驟S2至S5等等，以量測關於複數個合適目標結構之不對稱性。

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。

在以下編號條項中提供根據本發明之另外實施例：

1.一種設計一目標配置之方法，該目標包含複數個光柵，每一光柵包含複數個子結構，該方法包含如下步驟：界定一目標區域；將該等子結構定位於該目標區域內以便形成該等光柵；及將輔助特徵定位於該等光柵之周邊處，該等輔助特徵經組態以 縮減該等光柵之該周邊處之測定強度峰值。

2.如條項1之方法，其中定位該等子結構之該步驟包含依序地形成每一個別光柵。

3.如條項1或2之方法，其中定位該等子結構之該步驟包含：對於每一光柵，自該目標區域之周邊朝向該目標區域之中心開始而依序地定位該等子結構。

4.如前述條項中任一項之方法，其包含：在定位形成一特定光柵之該等子結構之前，使該等光柵子結構之長度適應於剩餘目標區域。

5.如前述條項中任一項之方法，其中鄰近於一特定光柵且與該特定光柵一起定向之該等輔助特徵經定位成與彼光柵同相。

6.如前述條項中任一項之方法，其中該等輔助特徵包含第一輔助特徵，且該目標區域係由實質上環繞該目標區域之複數個該等第一輔助特徵界定。

7.如條項6之方法，其中該等輔助特徵包含提供於該目標區域內之每一光柵之間的第二輔助特徵。

8.如條項7之方法，其中該等第二輔助特徵經定位成填充包含相關檢測波長之一波長之至少一半的在該等光柵之間的一空間。

9.如前述條項中任一項之方法，其中每一光柵係由該等輔助特徵實質上環繞以便將每一光柵與其周圍環境隔離。

10.如前述條項中任一項之方法，其中該等輔助特徵包含具有實質上小於光柵間距的一間距之線。

11.如前述條項中任一項之方法，其中該等輔助特徵之該間距係使得未在使用一度量衡程序進行的該目標之檢測期間偵測到該等輔助特徵。

12.如前述條項中任一項之方法，其中輔助特徵經定位成緊鄰於 每一光柵之每一最外部子結構。

13.如前述條項中任一項之方法，其中每一光柵具有大致相等區域。

14.如前述條項中任一項之方法，其中該方法包含模型化藉由使用一度量衡程序進行的該目標之檢測而獲得的一所得影像；及評估是否為了使用一度量衡程序之偵測而最佳化該目標配置。

15.如條項14之方法，其中反覆地重複該方法以便最佳化該目標配置。

16.如條項14或15之方法，其中用於考慮一特定目標配置是否被認為經最佳化之準則包括如下各者中之一或多者：當使用該以繞射為基礎之度量衡程序進行檢測時，判定光柵周邊處之強度是否具有與光柵中心處之強度相同的數量級；當使用該以繞射為基礎之度量衡程序進行檢測時，判定在存在疊對、散焦及像差的情況下在該光柵周邊處是否存在最小強度變化；針對相關檢測波長範圍判定在該等光柵之間是否存在用於最佳目標辨識之足夠間隔；及判定總光柵區域是否最大化。

17.如前述條項中任一項之方法，其中該目標包含兩個或兩個以上經疊對目標層，其中頂部目標層包含一疊對偏置，且其中該偏置未應用於包含於該頂部層中之輔助特徵。

18.如條項1至16中任一項之方法，其中該目標包含兩個或兩個以上經疊對目標層，其中頂部目標層包含一疊對偏置，且其中該頂部層不包含任何輔助特徵。

19.一種目標，其包含：複數個光柵，每一光柵包含複數個子結構；輔助特徵，其包含具有實質上小於該等光柵之間距的一間距之 線；其中該目標包含該等光柵之周邊處之輔助特徵，該等輔助特徵經組態以縮減該等光柵之該周邊處之測定強度峰值。

20.如條項19之目標，其中每一光柵係由該等輔助特徵實質上環繞以便將每一光柵與其周圍環境隔離。

21.如條項19或20之目標，其中該等輔助特徵包含第一輔助特徵，且該目標區域係由實質上環繞該目標區域之複數個該等第一輔助特徵界定。

22.如條項21之目標，其中該等輔助特徵包含提供於該目標區域內之每一光柵之間的第二輔助特徵。

23.如條項19至22中任一項之目標，其中該等輔助特徵包含具有實質上小於該光柵間距的一間距之線。

24.如條項19至23中任一項之目標，其中該等輔助特徵之該間距係使得未在使用一度量衡程序進行的該目標之檢測期間偵測到該等輔助特徵。

25.如條項19至24中任一項之目標，其中該等輔助特徵經組態以縮減每一光柵周邊處之繞射強度峰值。

26.如條項19至25中任一項之目標，其中輔助特徵經定位成緊鄰於每一光柵之每一最外部子結構。

27.如條項19至26中任一項之目標，其中鄰近於一特定光柵且與該特定光柵一起定向之該等輔助特徵係與彼光柵同相。

28.如條項19至27中任一項之目標，其中每一光柵具有大致相等區域。

29.一種光罩，其包含經組態以形成如條項19至28中任一項之目標之特徵。

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。

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，而無需進行不當實驗。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。

本發明之廣度及範疇不應受到上述例示性實施例中之任一者限制，而應僅根據以下申請專利範圍及其等效者進行界定。

0‧‧‧零階射線/繞射射線/繞射零階輻射

-1‧‧‧一階射線/繞射射線/一階繞射光束/一階輻射

720‧‧‧組件光柵/光柵結構

800‧‧‧目標佈局/目標

820‧‧‧度量衡工具驅動光學近接校正(MT-OPC)輔助特徵

I‧‧‧照明射線/入射射線/入射輻射

W‧‧‧基板

Claims (15)

1. 一種設計一目標配置之方法，該目標包含複數個光柵，每一光柵包含複數個子結構，該方法包含如下步驟：界定一目標區域；將該等子結構定位於該目標區域內以便形成該等光柵；及將輔助特徵定位於該等光柵之周邊處，該等輔助特徵經組態以縮減該等光柵之該周邊處之測定強度峰值。
2. 如請求項1之方法，其中定位該等子結構之該步驟包含：依序地形成每一個別光柵。
3. 如請求項1或2之方法，其中定位該等子結構之該步驟包含：對於每一光柵，自該目標區域之周邊朝向該目標區域之中心開始而依序地定位該等子結構。
4. 如請求項1或2之方法，其包含：在定位形成一特定光柵之該等子結構之前，使該等光柵子結構之長度適應於剩餘目標區域。
5. 如請求項1或2之方法，其中鄰近於一特定光柵且與該特定光柵一起定向之該等輔助特徵經定位成與彼光柵同相。
6. 如請求項1或2之方法，其中每一光柵係由該等輔助特徵實質上環繞以便將每一光柵與其周圍環境隔離。
7. 如請求項1或2之方法，其中該等輔助特徵包含具有實質上小於光柵間距的一間距之線。
8. 如請求項1或2之方法，其中該等輔助特徵之該間距係使得未在使用一度量衡程序進行的該目標之檢測期間偵測到該等輔助特徵。
9. 如請求項1或2之方法，其中輔助特徵經定位成緊鄰於每一光柵之每一最外部子結構。
10. 如請求項1或2之方法，其中該方法包含模型化藉由使用一度量衡程序進行的該目標之檢測而獲得的一所得影像；及評估是否為了使用一度量衡程序之偵測而最佳化該目標配置。
11. 如請求項10之方法，其中反覆地重複該方法以便最佳化該目標配置。
12. 如請求項10之方法，其中用於考慮一特定目標配置是否被認為經最佳化之準則包括如下各者中之一或多者：當使用該以繞射為基礎之度量衡程序進行檢測時，判定光柵周邊處之強度是否具有與光柵中心處之強度相同的數量級；當使用該以繞射為基礎之度量衡程序進行檢測時，判定在存在疊對、散焦及像差的情況下在該光柵周邊處是否存在最小強度變化；針對相關檢測波長範圍判定在該等光柵之間是否存在用於最佳目標辨識之足夠間隔；及判定總光柵區域是否最大化。
13. 如請求項1或2之方法，其中該目標包含兩個或兩個以上經疊對目標層，其中頂部目標層包含一疊對偏置，且其中該偏置未應用於包含於該頂部層中之輔助特徵。
14. 一種目標，其包含：複數個光柵，每一光柵包含複數個子結構；輔助特徵，其包含具有實質上小於該等光柵之間距的一間距之線；其中該目標包含該等光柵之周邊處之輔助特徵，該等輔助特徵經組態以縮減該等光柵之該周邊處之測定強度峰值。
15. 一種光罩，其包含經組態以形成如請求項14之目標之特徵。