TW201606449A - 判定劑量之方法、檢測裝置、圖案化器件、基板及器件製造方法 - Google Patents

判定劑量之方法、檢測裝置、圖案化器件、基板及器件製造方法 Download PDF

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Abstract

一種判定用於一微影程序中之一微影裝置在一基板上之曝光劑量之方法，該方法包含如下步驟：(a)收納包含使用該微影程序而產生之第一結構及第二結構之一基板；(b)在運用輻射來照明該第一結構的同時偵測散射輻射以獲得一第一散射計信號；(c)在運用輻射來照明該第二結構的同時偵測散射輻射以獲得一第二散射計信號；(d)使用該第一散射計信號及該第二散射計信號以判定用以產生該第一結構及該第二結構之一曝光劑量值，其中該第一結構具有：具有空間特性之一第一週期性特性，及具有經設計為受到該曝光劑量影響之空間特性之至少又一第二週期性特性；且該第二結構具有：具有空間特性之一第一週期性特性，及具有經設計為受到該曝光劑量影響之空間特性之至少又一第二週期性特性，其中該曝光劑量以一不同方式影響該第一結構及該第二結構之該等受曝光劑量影響之空間特性。

Description

判定劑量之方法、檢測裝置、圖案化器件、基板及器件製造方法
本發明係關於用於判定可(例如)在藉由微影技術進行器件製造時用於光瞳平面偵測或暗場散射量測之微影裝置之曝光劑量的方法及裝置，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)之製造中。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。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。
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，及用以量測微影裝置之疊對(器件中之兩個層之對準準確度)及散焦之特殊化工具。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導向至目標上且量測散射輻射之一或多個屬性--例如，作為波長之函數的在單一反射角下之強度；作為反射角之函數的在一或多個波長下之強度；或作為反射角之函數的偏振--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。
由習知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。然而，為了將目標之大小縮減(例如)至10微米乘10微米或更小，(例如)因此其可定位於產品特徵當中而非切割道中，已提議使光柵小於量測光點(亦即，光柵填充過度)之度量衡。通常使用暗場散射量測來量測此等目標，其中阻擋零階繞射(對應於鏡面反射)，且僅處理高階。
使用繞射階之暗場偵測的以繞射為基礎之疊對實現對較小目標之疊對量測。此等目標可小於照明光點且可由晶圓上之產品結構環繞。可在一個影像中量測多個目標。
在已知度量衡技術中，藉由在某些條件下量測目標兩次，同時使目標旋轉或改變照明模式或成像模式以分離地獲得-1繞射階強度及+1繞射階強度，來獲得疊對量測結果。針對給定光柵而比較此等強度會提供該光柵中之不對稱性之量測。
一對堆疊式光柵中之不對稱性可用作疊對誤差之指示符。相似地，聚焦敏感光柵中之不對稱性可用作散焦之指示符。
然而，導致散射計光瞳之不對稱性改變之任何效應將歸因於掃描器散焦。一種此類效應為曝光劑量之效應。曝光劑量變化難以量測，尤其是對於小晶粒內目標。
起因於微影裝置、光罩及處理之組合之有效曝光劑量通常係經由臨界產品結構之線寬(臨界尺寸，CD)而量測。用於此等量測之檢測裝置包括諸如掃描電子顯微鏡(CD-SEM)及散射計之度量衡工具。
然而，CD-SEM相對慢。使用散射計之光學重新建構亦為慢程序。此外，儘管散射計為極敏感度量衡工具，但敏感度將為廣泛範圍之特徵參數。需要細緻的散射計設置配方產生及最佳化以使CD變化與構成目標之底層材料堆疊之變化分離。此外，用於CD量測之散射量測通常需要大目標(例如，40微米×40微米)。
需要比現有方法更快速地量測曝光劑量。此外，若可將此量測方法應用於可運用以暗場影像為基礎之技術讀出之小目標結構，則將具有大優點。此外，將被認為有利的是將用於曝光劑量量測之度量衡特徵併入用於(例如)疊對或聚焦量測之度量衡特徵中，而不干涉該等量測，亦即，遵循設計規則且同時可嵌入於具有不同功能性之度量衡目標內之度量衡目標。
根據一第一態樣，提供一種判定用於一微影程序中之一微影裝置在一基板上之曝光劑量之方法，該方法包含如下步驟：(a)收納包含使用該微影程序而產生之第一結構及第二結構之一基板；(b)在運用輻射來照明該第一結構的同時偵測散射輻射以獲得一第一散射計信號；(c)在運用輻射來照明該第二結構的同時偵測散射輻射以獲得一第二散射計信號；(d)使用該第一散射計信號及該第二散射計信號以判定用以產生該第一結構及該第二結構之一曝光劑量值，其中該第一結構具有：具有空間特性之一第一週期性特性，及具有經設計為受到 該曝光劑量影響之空間特性之至少又一第二週期性特性；且該第二結構具有：具有空間特性之一第一週期性特性，及具有經設計為受到該曝光劑量影響之空間特性之至少又一第二週期性特性，其中該曝光劑量以一不同方式影響該第一結構及該第二結構之該等受曝光劑量影響之空間特性。
根據一態樣，提供一種用於判定用於一微影程序中之一微影裝置在一基板上之曝光劑量之檢測裝置，該檢測裝置包含：一照明系統，其經組態以運用輻射來照明使用該微影程序而在該基板上產生的第一結構及第二結構；一偵測系統，其經組態以偵測起因於該等第一結構之照明之散射輻射以獲得一第一散射計信號，且經組態以偵測起因於該等第二結構之照明之散射輻射以獲得一第二散射計信號；及一處理器，其經組態以使用該第一散射計信號及該第二散射計信號以基於如下情形而判定用以產生該第一結構之一曝光劑量值：該第一結構具有：具有空間特性之一第一週期性特性，及具有經設計為受到該曝光劑量影響之空間特性之至少又一第二週期性特性；且該第二結構具有：具有空間特性之一第一週期性特性，及具有經設計為受到該曝光劑量影響之空間特性之至少又一第二週期性特性，其中該曝光劑量以一不同方式影響該第一結構及該第二結構之該等受曝光劑量影響之空間特性。
根據一態樣，提供一種用於判定用於一微影程序中之一微影裝置在一基板上之曝光劑量之圖案化器件，該圖案化器件包含一目標圖案，該目標圖案包含：一第一子圖案，其經組態以使用該微影程序來產生一第一結構，該第一結構具有：具有具空間特性之一週期性特性及具有經設計為受到該曝光劑量影響之空間特性之又一第二週期性特性之結構；及一第二子圖案，其經組態以使用該微影程序來產生一第二結構，該等第二結構具有具空間特性之一第一週期性特性及具有經 設計為受到該曝光劑量影響之空間特性之至少又一第二週期性特性，其中該曝光劑量以一不同方式影響該第一結構及該第二結構之該等受曝光劑量影響之空間特性。
根據一態樣，提供一種基板，其用於判定用於一微影程序中之一微影裝置在該基板上之曝光劑量，該基板包含一目標，該目標包含：一第一結構，其具有至少一第一週期性特性及經設計為受到該曝光劑量影響之一空間特性之又一第二週期性特性；及一第二結構，其具有至少一第一週期性特性及具有經設計為受到該曝光劑量影響之空間特性之至少又一第二週期性特性，其中該曝光劑量以一基本不同方式影響該第一結構及該第二結構之該等受曝光劑量影響之空間特性。
根據一態樣，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施加至一系列基板，該方法包括：使用根據該第一態樣之一方法而使用該等基板中之至少一者來判定該微影裝置之曝光劑量；及根據判定曝光劑量之該方法之結果而針對稍後基板來控制該微影程序。
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。本文中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。
0‧‧‧零階射線/繞射射線
+1‧‧‧一階射線/繞射射線
+1(N)‧‧‧+1繞射射線
-1‧‧‧一階射線/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‧‧‧目標光柵
33‧‧‧目標光柵
34‧‧‧目標光柵
35‧‧‧目標光柵
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
601‧‧‧光柵
610‧‧‧光柵
620‧‧‧光柵
630‧‧‧光柵/週期性結構
640‧‧‧結構/特徵
701‧‧‧嵌入式特徵
702‧‧‧嵌入式特徵
710‧‧‧線/信號
711‧‧‧線/信號
712‧‧‧關係
720‧‧‧光柵之臨界尺寸之改變/曝光劑量
721‧‧‧測定高階信號
722‧‧‧差分信號
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
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
P1‧‧‧位置
P2‧‧‧位置
P3‧‧‧位置
P4‧‧‧位置
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
SC‧‧‧旋塗器
SCS‧‧‧監督控制系統
SO‧‧‧輻射源
T‧‧‧度量衡目標光柵
TCU‧‧‧塗佈顯影系統控制單元
W‧‧‧基板
WTa‧‧‧基板台
WTb‧‧‧基板台
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】一起進一步用以解釋本發明之原理且使熟習相關技術者能夠進行及使用本發明。
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之(a)至圖3之(d)展示(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)在針對以繞射為基礎之疊對量測來使用散射計時提供另外照明模式之第二對照明孔徑，及(d)組合第一對孔徑及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之(a)至圖6之(c)描繪根據本發明之一實施例之目標的實例。
圖7之(a)至圖7之(c)說明根據本發明之一實施例之目標的實例，及描繪高階繞射之強度係作為與曝光劑量成正比的光柵參數之函數的曲線圖。
根據下文結合圖式所闡述之【實施方式】，本發明之特徵及優點將變得更顯而易見，在該等圖式中，類似元件符號始終識別對應元件。在該等圖式中，類似元件符號通常指示相同、功能上相似及/或結構上相似之元件。一元件第一次出現之圖式係在對應元件符號中由最左側數位指示。
本說明書揭示併有本發明之特徵之一或多個實施例。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。本發明係由附加於此處之申請專利範圍界定。
所描述實施例及本說明書中對「一實施例」、「一實例實施例」等等之參考指示所描述實施例可能包括一特定特徵、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，此等片語未必係指同一實施例。另外，當結合一實施例描述一特定特徵、結構或特性時，應理解，無論是否予以明確描述，結合其他實施例來實現此特徵、結構或特性皆係在熟習此項技術者之認識範圍內。
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被實施為儲存於機器可讀媒體上之指令，該等指令可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以可由機器(例如，計算器件)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(ROM)；隨機存取記憶體(RAM)；磁碟儲存媒體；光學儲存媒體；快閃記憶體器件；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，韌體、軟體、常式、指令可在本文中被描述為執行某些動作。然而，應瞭解，此等描述僅僅為方便起見，且此等動作事實上係由計算器件、處理器、控制器或執行韌體、軟體、常式、指令等等之其他器件引起。
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)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，以便使入射輻射光束在不同方向上反射。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，使用如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，或可對一或多個台進行預備步驟，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之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的情況下，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。下文中進一步描述偵測對準標記之對準系統。
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，使圖案化器件支撐件(例如，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。在步進模式中， 曝光場之最大大小限制單次靜態曝光中成像之目標部分C之大小。
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，使圖案化器件支撐件(例如，光罩台)MT保持基本上靜止，從而固持可程式化圖案化器件，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WT之每一移動之後或在一掃描期間的順次輻射脈衝之間根據需要而更新可程式化圖案化器件。此操作模式可易於應用於利用可程式化圖案化器件(諸如，上文所提及之類型之可程式化鏡面陣列)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台上之一基板的同時，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。此情形實現裝置之產出率之相當大增加。若位置感測器IF在基板台處於量測站以及處於曝光站時不能夠量測基板台之位置，則可提供第二位置感測器以使能夠在兩個站處追蹤基板台之位置。
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。
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，該等專利申請案之文件的全文係據此以引用方式併入。專利公開案US20110027704A、US20110043791A及US20120123581A中已描述該技術之進一步開發。所有此等申請案之內容亦以引用方式併入本文中。美國專利公開案第US20110249247A號揭示使用來自聚焦敏感不對稱目標設計之測定散射計信號以量測微影裝置之散焦。彼申請案之內容以引用方式併入本文中。在此方法中，使用如可在散射計光瞳中以-1繞射階強度與+1繞射階強度之間的差之形式得到的不對稱資訊以自測定散射計信號推斷掃描器散焦。
圖3之(a)中展示適合用於本發明之實施例中之暗場度量衡裝置。圖3之(b)中更詳細地說明目標光柵T及繞射射線。暗場度量衡裝置可為單機器件，或(例如)在量測站處併入於微影裝置LA中抑或併入於微影製造單元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。本實例中之照明系統形成離軸照明模式。在第一照明模式中，孔徑板13N提供自僅出於描述起見被指明為「北」之方向之離軸。在第二照明模式中，孔徑板13S係用以提供相似照明，但提供來自被標註為「南」之相對方向之照明。 藉由使用不同孔徑，其他照明模式係可能的。其餘光瞳平面理想地暗，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)中所展示，在基板W垂直於接物鏡16之光軸O的情況下置放目標光柵T。與軸線O成一角度而照射於光柵T上之照明射線I引起一個零階射線(實線0)及兩個一階射線(點鏈線+1及雙點鏈點線-1)。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光柵T及其他特徵之基板區域的許多平行射線中之一者。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經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)中所說明之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。根據本發明之實施例，用於填充不足目標之光瞳平面影像可用作劑量及聚焦度量衡之輸入。
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，該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」。因而若存在-1階及+1階中之僅一者，則將不形成光柵線之影像。
圖3中所展示之孔徑板13及場光闌21之特定形式純粹為實例。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。在又其他實 施例中，代替一階光束或除了一階光束以外，亦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視線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。因此，在本發明中，實際上存在三種類型之量測方法，每一量測方法具有其自有優點及缺點。在一方法中，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。原則上，可藉由同時地改變照明模式及成像模式而獲得階之所要選擇，但此情形很可能由於無優點而帶來缺點，因此，將不對其進行進一步論述。
雖然在本實例中用於成像之光學系統具有受到場光闌21限定之寬入口光瞳，但在其他實施例或應用中，成像系統自身之入口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)及圖3之(d)中展示不同孔徑板，該等孔徑板可如下文進一步所描述予以使用。
通常，目標光柵將與其向南北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)中所展示之孔徑板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，圖3之(c)中所說明之離軸孔徑可提供於場光闌21中，而非提供於照明孔徑板13中。在彼狀況下，照明將同軸。
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4描繪根據已知實務形成於基板上之複合目標。該複合目標包含四個光柵32至35，該等光柵32至35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。該四個目標因此皆被同時地照明且同時地成像於感測器19及23上。在專用於散焦量測之實例中，光柵32至35自身為藉由在形成於基板W上之半導體器件層中圖案化之不對稱光柵而形成的聚焦敏感光柵。光柵32至35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。在一實例中，光柵32及34為X方向光柵。光柵33及35為Y方向光柵。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32至35，但影像感測器23可解析不同個別光柵32至35。暗矩形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。在此場內，矩形區域42至45表示小目標光柵32至35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。 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32至35之分離影像42至45。以此方式，影像並不必須在感測器框架內之特定部位處極精確地對準，此情形極大地改良整體上之量測裝置之產出率。然而，若成像程序橫越影像場經受非均一性，則繼續存在針對準確對準之需要。在本發明之一項實施例中，識別四個位置P1至P4，且使光柵與此等已知位置儘可能地對準。
一旦已識別光柵之分離影像，隨即可(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，諸如，全文以引用方式併入本文中之申請案US20110027704A中所說明之聚焦。
關於使用圖3之散射計及圖4中所說明之目標對圖5中所說明之對應影像進行之量測的困難在於：出於量測曝光劑量之目的，該等量測被認為慢。諸如CD-SEM之替代設備之使用導致量測時間相似地延伸。
另外，應認識到，為了克服度量衡工具對影響量測目標之各種參數之敏感度，需要細緻的配方設置。
另外，亦應認識到，當前曝光劑量量測技術係使用大度量衡目標，此有害，此係因為該等目標佔據將以其他方式用於半導體器件之基板表面。
本發明藉由提供用以使用經調變目標來量測曝光劑量之方法來應對上文提及之問題。該等經調變目標含有在一個方向上具有第一間距且在一任意方向上具有次級間距之光柵。對應於該次級間距之週期性特徵經設計為具有取決於曝光劑量之形狀。對應於該次級間距之該等週期性特徵將在繞射圖案中產生與曝光劑量成正比之高階。在考慮 具有經設計為以不同於曝光劑量之方式進行回應之特徵之兩個目標的情況下，吾人能夠自測定微分信號提取該曝光劑量，微分信號係基於來自該兩個目標之高階繞射強度之間的差。
本發明藉由提供判定用於微影程序中之微影裝置在基板上之曝光劑量的方法來應對上文提及之問題，該方法包含如下步驟：(a)收納包含使用微影程序而產生之第一結構及第二結構之基板；(b)在運用輻射來照明第一結構的同時偵測散射輻射以獲得第一散射計信號；(c)在運用輻射來照明第二結構的同時偵測散射輻射以獲得第二散射計信號；(d)使用第一散射計信號及第二散射計信號以判定用以產生該第一結構及該第二結構之曝光劑量值，其中該第一結構具有：具有空間特性之一第一週期性特性，及具有經設計為受到曝光劑量影響之空間特性之至少又一第二週期性特性；且該第二結構具有：具有空間特性之一第一週期性特性，及具有經設計為受到曝光劑量影響之空間特性之至少又一第二週期性特性，其中曝光劑量以不同方式影響第一結構及第二結構之受曝光劑量影響之空間特性。本發明進一步包含使用微影程序以在基板上產生第一結構，該第一結構具有至少一第一週期性特性及具有經設計為受到曝光劑量影響之空間特性之一第二週期性特性；及使用微影程序以在基板上產生第二結構，該第二結構具有至少一第一週期性特性及具有經設計為受到曝光劑量影響之空間特性之一第二週期性特性，其中該曝光劑量以不同方式影響第一結構及第二結構之受曝光劑量影響之空間特性。
經調變目標之優點在於：該等目標適合於用於現有以繞射為基礎之散射計中，此情形導致快速量測，因此減低提取曝光劑量所必需 之時間。經調變目標之第二間距疊置於現有度量衡目標上，該等度量衡目標具有用於其他量測(例如，疊對或聚焦)之第一間距光柵，此幫助縮減晶圓上之用於度量衡之區域。另一優點亦為在方法適於暗場影像散射量測時使用較小目標之可能性。
下文中描述使能夠使用具有劑量敏感之次級間距之目標進行快速曝光劑量量測的不同實施例。
圖6描述說明經調變目標之該概念之目標的三個不同實例。圖6之(a)描繪在光柵601之間具有恆定間距的週期性結構。圖6之(b)描繪另一週期性結構，藉以引入第二光柵。該結構之間距針對由元件620給出之光柵兩者係在相同方向上。元件610為相似光柵。圖6之(c)中給出又一實例，藉以每一光柵630之形狀係根據元件640予以修改。具有元件630之週期性結構在垂直於元件630之方向上係週期性的。結構640亦為週期性的，但在平行於元件630之方向上係週期性的。為了該圖之簡單起見，其未被展示。在圖6之(c)之實例中，元件630之間距可為100奈米，而對應於特徵640之間距為600奈米。可使用微影程序來產生圖6中所描繪之光柵。使用微影程序以在基板上產生第一結構，該第一結構具有至少一第一週期性特性及具有經設計為受到曝光劑量影響之空間特性之一第二週期性特性；及使用微影程序以在基板上產生第二結構，該第二結構具有至少一第一週期性特性及具有經設計為受到曝光劑量影響之空間特性之一第二週期性特性，其中該曝光劑量以不同方式影響第一結構及第二結構之受曝光劑量影響之空間特性。
在一實施例中，第一結構及第二結構之第一週期性特性為含有光柵之度量衡目標之間距。圖6中所描繪之光柵可形成圖4中所描述之種類之度量衡目標。圖6中所描繪之光柵亦可形成可用於單一層中之度量衡目標。
在又一實施例中，第一結構及第二結構之第二週期性特性為含有光柵之度量衡目標之間距。此外，第一結構及第二結構之第二週期性特性之方向係在平行於第一結構及第二結構所處之平面的平面中。在用作一實例之一實施例中，第一結構及第二結構之第二週期性特性之方向實質上平行於該第一結構及該第二結構之第一週期性特性之方向。在亦用作一實例之又一實施例中，第一結構及第二結構之第二週期性特性之方向實質上垂直於該第一結構及該第二結構之第一週期性特性之方向。
在另一實施例中，使用影像平面偵測散射量測來執行上文所提及的在照明第一結構及第二結構時偵測散射輻射之步驟。亦應認識到，使用光瞳平面偵測散射量測來執行上文所提及的在照明第一結構及第二結構時偵測散射輻射之步驟。藉由運用具有不同週期之元件640來調變圖6之(c)之現有週期性結構630，在繞射信號中產生高階。若吾人將元件640設計成對諸如曝光劑量或曝光焦點之微影曝光參數敏感，則高階繞射信號強度之量測將為非標稱劑量或焦點之效應之指示符。此量測將含有偵測散射輻射之步驟，其包含使零階散射輻射與高階散射輻射分離，且偵測高階散射輻射以獲得每一各別散射計信號。
圖7說明用於微影裝置中之曝光劑量之量測的方法。在使用該微影裝置的情況下，可產生含有元件601之光柵，藉以元件601可為運用微影裝置而轉印至抗蝕劑中之器件之元件。在由相似於器件特徵之元件601覆蓋之區域內，吾人可界定含有圖7之(a)(i)中之嵌入式特徵701及圖7之(a)(ii)中之嵌入式特徵702的兩個結構。在此特定實例中，元件701及702之週期相似於圖6中之元件640之週期。此週期垂直於元件601之週期。元件701及702之間距可為600奈米。元件701及702經設計為對曝光劑量敏感。在由具有運用元件701調變之元件601之目標製成 的第一結構上量測繞射信號，且在由具有運用元件702調變之元件601之目標製成的第二結構上量測繞射信號。圖7之(b)中由元素721表示之測定高階信號將為用於圖7之(a)(i)中表示之第一結構之線711及用於圖7之(a)(ii)中表示之第二結構之線710。元素711及712描繪對測定高階繞射信號強度之曝光劑量之不同相依性。圖7之(b)中之元素720為光柵之臨界尺寸之改變，且其與曝光劑量成正比。在此實施例之實際實施中，元素720將為曝光劑量。該方法進一步包含提取為信號710與711之間的差之差分信號722。差分信號722亦經正規化至對應於各別第一及第二測定散射計信號之強度之總和。在圖7之(c)中，對於每一測定元素722，通過關係712找到關於元素720之對應值，此情形導致以上文所提及之所有優點提取曝光劑量。該方法利用使用第一及第二散射計信號以判定用以產生該等第一及第二結構之曝光劑量值之步驟，其包含使用對應於各別第一及第二測定散射計信號之第一測定強度與第二測定強度之間的差。此外，使用第一及第二散射計信號以判定用以產生該等第一及第二結構之曝光劑量值之步驟包含正規化步驟，且正規化因數為對應於各別第一及第二測定散射計信號之強度之總和。該等第一及第二結構之第二週期性特性具有為600奈米之週期。
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。
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(例如)屬於圖3中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，本發明可藉由供應經更新電腦程式產品予以實施，該等經更新電腦程式產品用於使處理器執行本文所描述之方法且因此計算曝光劑量且亦以對曝光劑量之縮減之敏感度計算散焦。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執行用於量測複數個合適目標結構之步驟。
在以下編號條項中提供根據本發明之另外實施例：
1. 一種判定用於一微影程序中之一微影裝置在一基板上之曝光劑量之方法，該方法包含如下步驟：(a)收納包含使用該微影程序而產生之第一結構及第二結構之一基板；(b)在運用輻射來照明該第一結構的同時偵測散射輻射以獲得一第一散射計信號；(c)在運用輻射來照明該第二結構的同時偵測散射輻射以獲得一第二散射計信號；(d)使用該第一散射計信號及該第二散射計信號以判定用以產生該第一結構及該第二結構之一曝光劑量值，其中該第一結構具有：具有空間特性之一第一週期性特性，及具有經設計為受到該曝光劑量影響之空間特性之至少又一第二週期性特性；且該第二結構具有：具有空間特性之一第一週期性特性，及具有經設計為受到該曝光劑量影響之空間特性之至少又一第二週期性特性， 其中該曝光劑量以一不同方式影響該第一結構及該第二結構之該等受曝光劑量影響之空間特性。
2. 如條項1之方法，其進一步包含：使用該微影程序以在該基板上產生一第一結構，該第一結構具有至少一第一週期性特性及具有經設計為受到該曝光劑量影響之空間特性之一第二週期性特性；及使用該微影程序以在該基板上產生一第二結構，該第二結構具有至少一第一週期性特性及具有經設計為受到該曝光劑量影響之空間特性之一第二週期性特性，其中該曝光劑量以一不同方式影響該第一結構及該第二結構之該等受曝光劑量影響之空間特性。
3. 如條項1或2之方法，其中該第一結構及該第二結構之該等第一週期性特性為含有光柵之一度量衡目標之間距。
4. 如前述條項中任一項之方法，其中該第一結構及該第二結構之該第二週期性特性為含有光柵之一度量衡目標之間距。
5. 如前述條項中任一項之方法，其中該第一結構及該第二結構之該等第二週期性特性之方向係在平行於該第一結構及該第二結構所處之平面的一平面中。
6. 如條項5之方法，其中該第一結構及該第二結構之該等第二週期性特性之該方向實質上平行於該第一結構及該第二結構之該等第一週期性特性之方向。
7. 如條項5之方法，其中該第一結構及該第二結構之該等第二週期性特性之該方向實質上垂直於該第一結構及該第二結構之該等第一週期性特性之該方向。
8. 如前述條項中任一項之方法，其中使用影像平面偵測散射量測來執行在照明該第一結構及該第二結構的同時偵測散射輻射之該等步驟。
9. 如前述條項中任一項之方法，其中使用光瞳平面偵測散射量 測來執行在照明該第一結構及該第二結構的同時偵測散射輻射之該等步驟。
10. 如前述條項中任一項之方法，其中偵測散射輻射之該等步驟包含：使零階散射輻射與高階散射輻射分離；及偵測該高階散射輻射以獲得每一各別散射計信號。
11. 如前述條項中任一項之方法，其中使用該第一散射計信號及該第二散射計信號以判定用以產生該第一結構及該第二結構之一曝光劑量值之該步驟包含：使用對應於該等各別第一及第二測定散射計信號之第一測定強度與第二測定強度之間的一差。
12. 如條項11之方法，其中使用該第一散射計信號及該第二散射計信號以判定用以產生該第一結構及該第二結構之一曝光劑量值之該步驟包含一正規化步驟。
13. 如條項12之方法，其中正規化因數為對應於該等各別第一及第二測定散射計信號之該等強度之總和。
14. 如前述條項中任一項之方法，其中該第一結構及該第二結構之該第二週期性特性具有為600奈米之一週期。
15. 一種用於判定用於一微影程序中之一微影裝置在一基板上之曝光劑量之檢測裝置，該檢測裝置包含：一照明系統，其經組態以運用輻射來照明使用該微影程序而在該基板上產生的第一結構及第二結構；一偵測系統，其經組態以偵測起因於該等第一結構之照明之散射輻射以獲得一第一散射計信號，且經組態以偵測起因於該等第二結構之照明之散射輻射以獲得一第二散射計信號；及一處理器，其經組態以基於如下情形而使用該第一散射計信號及該第二散射計信號以判定用以產生該第一結構之一曝光劑量值：該第一結構具有：具有空間特性之一第一週期性特性，及具有 經設計為受到該曝光劑量影響之空間特性之至少又一第二週期性特性；且該第二結構具有：具有空間特性之一第一週期性特性，及具有經設計為受到該曝光劑量影響之空間特性之至少又一第二週期性特性，其中該曝光劑量以一不同方式影響該第一結構及該第二結構之該等受曝光劑量影響之空間特性。
16. 如條項15之檢測裝置，其中該第一結構及該第二結構之該等第一週期性特性為含有光柵之一度量衡目標之間距。
17. 如條項15之檢測裝置，其中該第一結構及該第二結構之該等第二週期性特性為含有光柵之一度量衡目標之間距。
18. 如條項16或17之檢測裝置，其中該第一結構及該第二結構之該等第二週期性特性之方向實質上平行於該第一結構及該第二結構之該等第一週期性特性之方向。
19. 如條項16或17之檢測裝置，其中該第一結構及該第二結構之該第二週期性特性之該方向實質上垂直於該第一結構及該第二結構之該等第一週期性特性之該方向。
20. 如條項15至19中任一項之檢測裝置，其中在照明該第一結構及該第二結構的同時偵測散射輻射之該等步驟係使用影像平面偵測散射量測予以執行。
21. 如條項15至19中任一項之檢測裝置，其中在照明該第一結構及該第二結構的同時偵測散射輻射之該等步驟係使用光瞳平面偵測散射量測予以執行。
22. 如條項15之檢測裝置，其中該處理器經組態以使用該第一散射計信號及該第二散射計信號以基於計算對應於該等各別第一及第二測定散射計信號之第一量測強度與第二量測強度之間的差而判定用以 產生該第一結構及該第二結構之一曝光劑量值。
23. 如條項22之檢測裝置，其中使用該第一散射計信號及該第二散射計信號以判定用以產生第一結構及第二結構之一曝光劑量值之該步驟包含一正規化步驟。
24. 如條項23之檢測裝置，其中正規化因數為對應於該等各別第一及第二測定散射計信號之該等強度之總和。
25. 如條項15至24中任一項之檢測裝置，其中該偵測系統經組態以藉由使零階散射輻射與任何高階散射輻射分離且偵測該高階散射輻射以獲得每一各別散射計信號來偵測散射輻射。
26. 一種基板，其用於判定用於一微影程序中之一微影裝置在該基板上之曝光劑量，該基板包含一目標，該目標包含：一第一結構，其具有至少一第一週期性特性及具有經設計為受到該曝光劑量影響之一空間特性之又一第二週期性特性；及一第二結構，其具有至少一第一週期性特性及具有經設計為受到該曝光劑量影響之空間特性之至少又一第二週期性特性，其中該曝光劑量以一不同方式影響該第一結構及該第二結構之該等受曝光劑量影響之空間特性。
27. 如條項26之基板，其中該第一結構及該第二結構之該第一週期性特性及該第二週期性特性為含有光柵之一度量衡目標之間距。
28. 一種用於判定用於一微影程序中之一微影裝置在一基板上之曝光劑量之圖案化器件，該圖案化器件包含一目標圖案，該目標圖案包含：一第一子圖案，其經組態以使用該微影程序來產生一第一結構，該第一結構具有：具有具空間特性之一週期性特性及具有經設計為受到該曝光劑量影響之空間特性之又一第二週期性特性之結構；及一第二子圖案，其經組態以使用該微影程序來產生一第二結 構，該等第二結構具有具空間特性之一第一週期性特性及具有經設計為受到該曝光劑量影響之空間特性之至少又一第二週期性特性，其中該曝光劑量以一不同方式影響該第一結構及該第二結構之該等受曝光劑量影響之空間特性。
29. 如條項28之圖案化器件，其中該第一結構及該第二結構之該第一週期性特性及該第二週期性特性為適合用於在一基板上形成含有光柵之一度量衡目標的一圖案化器件上之間距。
30. 一種製造器件之方法，其中使用一微影程序將一器件圖案施加至一系列基板，該方法包括：使用一如條項1至14中任一項之方法而使用該等基板中之至少一者來判定該微影裝置之曝光劑量；及根據判定曝光劑量之該方法之結果而針對稍後基板來控制該微影程序。
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。
應瞭解，【實施方式】章節而非【發明內容】及【中文發明摘要】章節意欲用以解譯申請專利範圍。【發明內容】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。
上文已憑藉說明特定功能及該等功能之關係之實施之功能建置區塊來描述本發明。為了便於描述，本文已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其關係，便可界定替代邊界。
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指導進行解譯。
本發明之廣度及範疇不應由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。
601‧‧‧光柵
610‧‧‧光柵
620‧‧‧光柵
630‧‧‧光柵/週期性結構
640‧‧‧結構/特徵

Claims (15)

  1. 一種判定用於一微影程序中之一微影裝置在一基板上之曝光劑量之方法，該方法包含如下步驟：(a)收納包含使用該微影程序而產生之第一結構及第二結構之一基板；(b)在運用輻射來照明該第一結構的同時偵測散射輻射以獲得一第一散射計信號；(c)在運用輻射來照明該第二結構的同時偵測散射輻射以獲得一第二散射計信號；(d)使用該第一散射計信號及該第二散射計信號以判定用以產生該第一結構及該第二結構之一曝光劑量值，其中該第一結構具有：具有空間特性之一第一週期性特性，及具有經設計為受到該曝光劑量影響之空間特性之至少又一第二週期性特性；且該第二結構具有：具有空間特性之一第一週期性特性，及具有經設計為受到該曝光劑量影響之空間特性之至少又一第二週期性特性，其中該曝光劑量以一不同方式影響該第一結構及該第二結構之該等受曝光劑量影響之空間特性。
  2. 如請求項1之方法，其進一步包含：使用該微影程序以在該基板上產生一第一結構，該第一結構具有至少一第一週期性特性及具有經設計為受到該曝光劑量影響之空間特性之一第二週期性特性；及使用該微影程序以在該基板上產生一第二結構，該第二結構具有至少一第一週期性特性及具有經設計為受到該曝光劑量影響之空間特性之一第二週期性特性，其中該曝光劑量以 一不同方式影響該第一結構及該第二結構之該等受曝光劑量影響之空間特性。
  3. 如請求項1或2之方法，其中該第一結構及該第二結構之該等第一週期性特性或該等第二週期性特性為含有光柵之一度量衡目標之間距。
  4. 如請求項1或2之方法，其中使用該第一散射計信號及該第二散射計信號以判定用以產生該第一結構及該第二結構之一曝光劑量值之該步驟包含：使用對應於該等各別第一及第二測定散射計信號之第一測定強度與第二測定強度之間的一差。
  5. 如請求項4之方法，其中使用該第一散射計信號及該第二散射計信號以判定用以產生該第一結構及該第二結構之一曝光劑量值之該步驟包含一正規化步驟。
  6. 如請求項5之方法，其中正規化因數為對應於該等各別第一及第二測定散射計信號之該等強度之總和。
  7. 一種用於判定用於一微影程序中之一微影裝置在一基板上之曝光劑量之檢測裝置，該檢測裝置包含：一照明系統，其經組態以運用輻射來照明使用該微影程序而在該基板上產生的第一結構及第二結構；一偵測系統，其經組態以偵測起因於該等第一結構之照明之散射輻射以獲得一第一散射計信號，且經組態以偵測起因於該等第二結構之照明之散射輻射以獲得一第二散射計信號；及一處理器，其經組態以基於如下情形而使用該第一散射計信號及該第二散射計信號以判定用以產生該第一結構之一曝光劑量值：該第一結構具有：具有空間特性之一第一週期性特性，及具有經設計為受到該曝光劑量影響之空間特性之至少又一第二週 期性特性；且該第二結構具有：具有空間特性之一第一週期性特性，及具有經設計為受到該曝光劑量影響之空間特性之至少又一第二週期性特性，其中該曝光劑量以一不同方式影響該第一結構及該第二結構之該等受曝光劑量影響之空間特性。
  8. 如請求項7之檢測裝置，其中該第一結構及該第二結構之該等第一週期性特性或該等第二週期性特性為含有光柵之一度量衡目標之間距。
  9. 如請求項7之檢測裝置，其中該處理器經組態以使用該第一散射計信號及該第二散射計信號以基於計算對應於該等各別第一及第二測定散射計信號之第一量測強度與第二量測強度之間的差而判定用以產生該第一結構及該第二結構之一曝光劑量值。
  10. 如請求項9之檢測裝置，其中使用該第一散射計信號及該第二散射計信號以判定用以產生第一結構及第二結構之一曝光劑量值之該步驟包含一正規化步驟。
  11. 如請求項10之檢測裝置，其中正規化因數為對應於該等各別第一及第二測定散射計信號之該等強度之總和。
  12. 如請求項7至11中任一項之檢測裝置，其中該偵測系統經組態以藉由使零階散射輻射與任何高階散射輻射分離且偵測該高階散射輻射以獲得每一各別散射計信號來偵測散射輻射。
  13. 一種基板，其用於判定用於一微影程序中之一微影裝置在該基板上之曝光劑量，該基板包含一目標，該目標包含：一第一結構，其具有至少一第一週期性特性及具有經設計為受到該曝光劑量影響之一空間特性之又一第二週期性特性；及一第二結構，其具有至少一第一週期性特性及具有經設計為 受到該曝光劑量影響之空間特性之至少又一第二週期性特性，其中該曝光劑量以一不同方式影響該第一結構及該第二結構之該等受曝光劑量影響之空間特性。
  14. 一種用於判定用於一微影程序中之一微影裝置在一基板上之曝光劑量之圖案化器件，該圖案化器件包含一目標圖案，該目標圖案包含：一第一子圖案，其經組態以使用該微影程序來產生一第一結構，該第一結構具有：具有具空間特性之一週期性特性及具有經設計為受到該曝光劑量影響之空間特性之又一第二週期性特性之結構；及一第二子圖案，其經組態以使用該微影程序來產生一第二結構，該等第二結構具有具空間特性之一第一週期性特性及具有經設計為受到該曝光劑量影響之空間特性之至少又一第二週期性特性，其中該曝光劑量以一不同方式影響該第一結構及該第二結構之該等受曝光劑量影響之空間特性。
  15. 一種製造器件之方法，其中使用一微影程序將一器件圖案施加至一系列基板，該方法包括：使用一如請求項1至14中任一項之方法而使用該等基板中之至少一者來判定該微影裝置之曝光劑量；及根據判定曝光劑量之該方法之結果而針對稍後基板來控制該微影程序。
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