TW201618206A - 圖案化結構中之量測用度量衡測試結構設計及量測方法 - Google Patents

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Abstract

在樣本圖案的計量測量中使用的一種測試結構係加以提出。該測試結構包含主要圖案及一或多個輔助圖案。該主要圖案係由複數個主要特徵部組成，該等主要特徵部沿著第一縱軸延伸且沿著第二橫軸彼此間隔。該一或多個輔助圖案係由複數個輔助特徵部形成，該等複數個輔助特徵部與至少一些該等主要特徵部相關聯，使得輔助特徵部的尺寸係與各自的主要特徵部的尺寸有預定的關係。這使得輔助特徵部的尺寸從標稱數值的變化，影響在預定的光學測量方法中來自測試結構之非零階數繞射響應的改變，且此改變係指示主要圖案之一或多個參數從標稱數值的偏離。

Description

圖案化結構中之量測用度量衡測試結構設計及量測方法
本發明係大致上在光學計量的領域中且關於測試結構的設計，以及將此測試結構利用於圖案化結構（諸如具有光柵的半導體晶圓）中之計量量測的量測方法及系統。
微電子元件係廣泛地使用且在尺寸上逐漸變小以及更複雜。此等微電子元件的製造需要準確的檢測及計量以識別基板（例如晶圓基板）上之適當的圖案，以及識別在此等圖案中的缺陷。大致而言，結構的特性（幾何形狀及材料組成）可藉由分析不同波長、不同極化狀態及/或不同方向之結構的光學響應而加以決定。
當臨界尺寸變得比以往更小且元件變得更複雜時，微電子元件之幾何及材料特性之準確的特徵化變得逐漸具有挑戰性。光學反射法（包含光譜反射法及光譜橢圓偏振術）對於在此等結構的幾何及材料特性上獲得資訊係極為有效的方法。在此方法中，寬帶光係照射在樣本上，且在從樣本反射之後加以收集。藉由分析不同波長的鏡面反射率及在不同方向入射之入射光的極化分量，可能獲得關於結構/樣本的資訊。一般而言，光學反射法係應用於由相同元件之重複陣列組成的測試結構，例如光柵。
計量（metrology）係常被使用以識別測量之結構的特定屬性（諸如幾何參數或材料特徵）及典型地使用光譜量測。可加以測得的這些參數之準確性係直接藉由其在測量之光譜上的效應加以決定。
在本技術領域中對於增加這些關注之參數的靈敏度有所需求，可能以較不感興趣之參數（例如不需用於監測製程）的靈敏度為代價。
本發明提供可用於製程控制（例如圖案化製程）之新穎的方法。例如：本發明的技術可用以識別在相對應的生產結構中之圖案化層的未對準，如在重疊、雙或多圖案化、SADP、SATP等的情況下。更具體而言，本發明係高度適合包含分離分割製程的現代應用。
如上所示，計量方法係用於決定樣本的參數（樣本中圖案的幾何參數及材料特徵），而測量這些參數的準確性係由在所測量的光學響應（例如光譜響應）中之這些參數的效果直接決定。因此，期望能夠以對於監測製程較少關注或不關注之那些參數的靈敏度為代價，提高關注的參數之測量的靈敏度關注。這些在數值上微小的改變會在來自樣本的測得反射（光學響應）上有強烈影響的參數係通常稱作為「強參數」，且可高準確地加以監測。相反地，「弱參數」係那些在測量的反射（光學響應）上有小影響的參數，且其準確的計量係高度挑戰性的。應注意如在本發明中使用之術語「反射的」或「反射」應廣泛地解釋為「對照明的光學回應」，且包含鏡面及非鏡面反射（諸如散射）。
本發明提供針對關注之參數的改變之光學測量的靈敏度係顯著提高之新穎的方式。為此，本發明對於計量測試結構的配置提供幾個設計原理。應注意測試結構係關於待測量/待檢視的實際結構/樣本，亦即，測試結構的製造與實際樣本的製造具有共同的步驟。考慮半導體產業，測試結構典型地位於晶圓（實際樣本）的邊緣或切割道之內。
根據本發明，測試結構係用於使用暗場（DF）測量模式的光學測量。此對關注的參數提供高靈敏、極低背景雜訊的測量。
測試結構係設計以包含對應於樣本圖案的主要圖案，及至少一個大節距或大週期性的輔助圖案，該輔助圖案的週期性（節距/週期）顯著大於主要圖案的週期性（節距/週期），使得來自測試結構的高階數繞射可被引導至光收集路徑之上。
因此，根據本發明的一個廣泛的實施態樣，提供在樣本圖案的計量測量中使用的測試結構。該測試結構包含：由複數個主要特徵部組成的主要圖案，該等主要特徵部沿著第一縱軸延伸且沿著第二橫軸彼此間隔；及定義至少一個輔助圖案的複數個輔助特徵部。該等輔助特徵部與至少一些該等主要特徵部相關聯，使得輔助特徵部的尺寸係與各自的主要特徵部的尺寸有預定的關係，俾使輔助特徵部的尺寸從標稱數值的變化，影響在預定的光學測量方法中來自測試結構之在非零階數繞射響應的改變，且此改變係指示主要圖案之一或多個參數從標稱數值的偏離。
在一些實施例中，輔助圖案的輔助特徵部係沿著第二橫軸以間隔開的關係加以排列，其中輔助圖案的節距/週期係顯著地大於主要圖案的節距/週期。輔助圖案的輔助特徵部可為在主要圖案的兩個局部毗鄰特徵部之間之實質上V形橫剖面的槽，且槽的側向尺寸根據預定的函數從主要圖案的頂部表面沿著槽的深度縮減。測試結構可加以配置使得主要圖案的主要特徵部包含由突出物間隔開的槽，且輔助特徵部係與一些槽相關聯，這些輔助特徵部修改槽以形成V形的橫剖面。
在一些實施例中，輔助圖案的輔助特徵部係沿著第一縱軸以間隔開的關係加以排列。
在一些實施例中，輔助圖案的輔助特徵部係位在主要圖案的特徵部中且係加以配置，使得輔助特徵部的側向尺寸匹配主要圖案之各自特徵部的側向尺寸。
在一些實施例中，主要圖案包含至少第一及第二子圖案，該第一及第二子圖案由沿著第二橫軸以交替的方式排列之主要特徵部的至少第一及第二陣列加以形成。複數個輔助特徵部可定義分別關於至少第一及第二子圖案的至少第一及第二輔助圖案，且每個輔助圖案的輔助特徵部係沿著第一軸以間隔開的關係加以排列，其中週期顯著地大於沿著第二軸之相同子圖案之主要特徵部的週期。此外，第一及第二輔助圖案係沿著第一軸相對於彼此偏移一預定的距離。
輔助圖案可為相同的週期性。在輔助圖案之間預定距離的偏移可大約相等於輔助圖案之週期性的一半。
相對於其他輔助圖案的側向尺寸，一個輔助圖案之輔助特徵部之側向尺寸的變化影響來自測試結構的非零階數繞射響應，因而標示主要特徵部的側向尺寸從標稱數值的改變。
第一及第二偏移的輔助圖案定義具有單位格子的結合圖案。相對於其他輔助圖案的側向尺寸，一個輔助圖案之輔助特徵部之側向尺寸的變化修改結合圖案的單位格子，因而影響來自測試結構之非零階數繞射響應，標示主要特徵部的側向尺寸從標稱數值的改變。
此外，在一些實施例中，第一及第二子圖案之主要特徵部的側向尺寸可以一預定的已知數值彼此不同。
測量的非零階數繞射可包含第一及第二階數繞射的其中至少一者。
測試結構可位在半導體晶圓中的測試地點內（例如在切割道內）。
因此，本發明亦提供包含樣本圖案及至少一測試地點的樣本（例如半導體晶圓），該至少一測試地點各自包含上述的測試結構。
根據本發明的進一步實施態樣，提供在樣本圖案的測量中使用的一種方法。上述的測試結構係以與待測量的樣本圖案相關聯的方式加以提供。光學測量係在測試結構上加以執行，來自測試結構的至少一個非零階數的繞射響應係加以偵測，且指示此響應之測量的資料係加以產生。該測量資料係加以處理及分析，且當識別在繞射響應中的改變之時，指示樣本圖案的一或多個參數從標稱數值之偏離的資料係加以產生。
本方法可用於控制圖案化製程，其應用至樣本以產生樣本圖案。此可為多重的圖案化製程，其中特徵部的兩個以上陣列係以不同的圖案化階段加以產生而一起形成樣本圖案。
本發明提供用於監測/控制樣本圖案的參數之特別設計的新型測試結構，其中該測試結構係與該樣本圖案相關聯，例如位在樣本上的測試地點內。測試結構係用以在測試結構之繞射響應內之非零階（例如高階）繞射與樣本圖案中關注的一或多個參數之間產生連結。爲此，該測試結構具有主要圖案及輔助圖案。主要圖案對應於樣本圖案（實際結構）。在最簡單的情況下，該測試結構的主要圖案係與樣本圖案的產生同時產生/製造，使得於製造期間測試結構參數的行為反映樣本圖案中關注之參數的行為。該輔助圖案係意圖被配置成使得高階的繞射從測試結構（主要及輔助圖案）發生且可被偵測以提供關於主要圖案之參數的資訊，且據此提供關於樣本圖案之參數的資訊。如將在下面進一步舉例說明，測試結構的主要圖案可與樣本圖案的主要圖案相同；或可為與樣本圖案有已知的關聯（亦即，主要圖案的特徵部可以一已知的數值/函數不同於樣本圖案之各自的特徵部）。
參照示意性說明本發明之原理的圖1。與圖案化的樣本12有關聯的測試結構10係示意性地加以說明。在此例子中，測試結構10係與樣本合為一體，且係位在樣本的測試區域內（通常在切割道上）。更具體而言，該樣本具有：圖案化區域R1 （構成實際圖案化結構），其中形成實際圖案或樣本圖案Psamp 20；及測試區域R2 ，測試結構10係位於其中。
應理解為了幫助說明及解釋，該圖係非常示意性的（例如：測試地點與樣本圖案區域可能不相鄰）且係非按照比例。該圖實際上顯示樣本圖案的一小部分，以及測試區域的一小部分。
在實際的圖案化結構區域R1 內的樣本圖案20係通常包含複數個特徵部的光柵，該等特徵部以週期性的單位格子排列。該等特徵部可為由空間S間隔的線L。該等特徵部（線與空間）沿著第一縱軸A1 延伸且係沿著第二橫軸A2 （圖軸）加以排列（彼此間隔）。測試結構可用以控制樣本圖案的一或多個參數，例如：線L的寬度及/或空間S的寬度。
如上所示，本發明可用以偵測多段式圖案化製程，諸如間隔物輔助雙圖案化（SADP）技術。此等技術使用節距分割法（pitch division）的原理，該節距分割法通常旨在產生具有非常小且密集之特徵部的最終圖案。該整個圖案（樣本圖案）係由使用連續的圖案化步驟所產生特徵部的兩個或多個陣列（子圖案）加以形成。此造成如「節距擺動（pitch walking）」之不期望的結果，這應加以控制。因此，在此非限制的例子中，該樣本圖案包含以交替的方式分別設置之主要特徵部22A及22B的第一及第二陣列20A及20B。
測試結構10具有由主要圖案Pmain 形成的測試圖案18及複數個輔助特徵部32，該主要圖案Pmain 對應於樣本圖案20（以預定關聯及/或相似的行為）且係由複數個主要特徵部22’加以形成，該主要特徵部22’沿著該第一縱軸A1 延伸且沿著第二橫軸A2 彼此間隔。該輔助特徵部32係加以排列以定義一或多個輔助圖案Paux （一般性指定為30）。該輔助特徵部32係位在至少某些主要特徵部22’內，使得輔助特徵部32的側向尺寸（寬度）係與各自的主要特徵部22’之側向尺寸有預定的關聯。
因此，在此由節距分割多重圖案化製程產生之樣本圖案的特定例子中，測試結構10中的主要圖案Pmain 包含第一及第二子圖案（例如於不同製造步驟期間所產生的）。這些第一及第二子圖案定義以交替的方式排列之主要特徵部22A及22B之第一及第二陣列20A及20B。
然而，應理解只要測試結構內的主要圖案對應於待控制的樣本圖案，本發明係非限於多步驟圖案化製程的控制，亦非限於樣本圖案之特徵部的任何特定配置。
應理解測試結構10（例如：位在樣本的測試區域R2 內）進行與樣本（樣本的圖案化區域R1 ）相同的圖案化製程。因此，在測試結構內之主要圖案Pmain 之特徵部的配置與樣本的圖案化區域R1 內之特徵部的配置係相同，而輔助圖案Pauxil 係意圖在測試結構內（只在測試區域R2 內）產生。
輔助特徵部相對於主要圖案的配置係使得當使用預定之光學測量方案應用光學量測於測試結構時，測試結構的非零階數繞射響應係指示樣本圖案之關注的參數。更具體而言，輔助特徵部的側向尺寸從標稱數值的變化影響測試結構之非零階數繞射響應從某個標稱/參考繞射特徵的改變。此改變主要係相關聯的且係因而（主要）指示主要圖案之關注的一或多個參數從其標稱數值的改變。根據本發明配置之測試結構的例子將在下面進一步更具體地描述。
總括而言，本發明提供允許使用暗場訊號於關注的參數之高靈敏、極低背景雜訊測量的測試結構。現代半導體元件係基於週期性的結構，其中節距由技術節點加以決定。在今天先進的技術節點中，使用的節距係非常小，例如：數十 nm或甚至更少（7 nm的節點已在測試中）。因此，對標準寬帶計量（UV-Vis-IR）而言，僅有零（鏡面的）繞射階數係加以反射，或至多是，非常少的高階數（非鏡面的）繞射階數係加以反射。
本發明提供測試結構，其包含對應於樣本圖案的主要圖案，舉例來說，測試結構係相似於樣本圖案（通常表現得與樣本圖案相似），且係藉由意圖產生至少一輔助圖案而進一步加以修正。輔助圖案係相對於主要圖案加以配置和排列以從測試結構產生非零階數繞射之暗場訊號，該測試結構對關注的參數係高靈敏的。在此方面，非鏡面的暗場訊號係透過高繞射階數的反射加以產生。此係藉由重疊輔助圖案（其係相對大節距的圖案）在主要圖案（其支持反射的高階數）之上而達成。接著，可使用暗場計量，其中僅收集非鏡面反射。
參照圖2，其藉由方塊圖示意性地說明本發明的量測系統100，該量測系統100係配置並可操作以在測試結構10上量測。在此非限制的例子中，測試結構10係位在樣本的測試區域R2 內。
量測系統100包含光學單元102，光學單元102係相對於樣本固定器115而加以調視，且可（經由有線或無線訊號傳輸）與控制單元140連接。
光學單元102包含定義照明通道C1 及收集/偵測通道C2 的照明及偵測組件。該照明通道包含光源單元120，配置並可操作以經由照明通道C1 照明測試結構10所在之處的測試區域R2 。該偵測組件包含偵測單元130，配置並可操作以接收從測試結構返回並沿收集/偵測通道C2 傳送的光。
光學單元102係用以實現暗場模式，亦即，偵測來自測試結構之實質上非零階數的繞射圖案。為此，任何適合的光傳播方法可加以使用，包含遮蔽光路徑方案可加以使用，如將在下面進一步舉例說明。
控制單元140典型為電子元件，除其他者外包含諸如資料輸入（或資料讀出）模組140A與資料輸出端140B、記憶體140C、及資料處理器140D之軟體/硬體的工具（utility）/模組。控制單元140亦可包含暗場控制器142（依照使用的暗場方案配置和操作）以及照明控制器140E及/或位置控制器140F。
控制單元140係用以接收及處理偵測單元130所提供的量測資料，如以下將進一步說明的，且可用以操作光學單元，例如：其暗場方案（例如：偵測通道）及/或光源單元120。位置控制器140F可用於控制在樣本固定器115與光學單元102的至少一些元件之間的相對調視（accommodation），例如：在樣本上預設或期望的位置上提供量測，以及提供期望的檢測平面定向、及/或照明及偵測通道之相對定向。
控制單元140的資料處理器140D（軟體工具）係加以修改（預程式化）以分析指示高階數繞射資料之所偵測的光，且識別其是否偏離某個標稱/參考的繞射圖案。如將在下面進一步描述，該偏離係由主要圖案（樣本圖案）的一或多個參數中的改變所造成。
參照圖3A及3B，其舉例說明使用遮蔽光路徑方案之光學單元102中光傳播方法的各種可能配置。為了便於說明及理解，相同的參考數字係用作識別在所有例子中共同的元件。
在圖3A的例子中，暗場（非零階數）偵測模式係藉由在照明及偵測通道中使用一共同的圖案而影響光傳播通過照明及偵測通道而加以達成。光學單元102包含光源單元120、偵測單元130、及包含分光器16與聚焦光學元件（物鏡）118之適合的光導裝置。來自光源單元120的光L1 係沿著照明通道C1 引導至樣本之上，且係藉由分光器16反射在部分屏蔽的遮罩14之上。自遮罩14發出的光L’1 係藉由物鏡118聚焦在樣本之上。從照明的樣本返回的光L2 係藉由物鏡118加以收集且聚焦在遮罩14之上，而由遮罩發射的光L’2 係接著藉由分光器16發射至偵測單元130。如圖所示，若使物鏡118孔徑的一半18’不透光，入射光線I係自平面S鏡面地反射進入在該孔徑之不透光的半邊內的點R，且係因而被阻擋。只有藉由樣本使其傳播方向改變的光線（亦即，由於繞射而以在鏡面反射的傳播方向之外的角度傳播）可加以收集並執行暗場（非零階數）量測。換句話說，位在共同的照明及偵測路徑中的遮罩可適當地設計以阻擋零階繞射且因此實現暗場偵測模式。
在圖3B的例子中，光學單元102係配置成使得暗場（非零階數）偵測模式係藉由在照明及收集通道內放置互補的遮罩以影響光傳播通過照明及偵測通道而達成。來自光源單元120的光L1 通過照明遮罩14，且穿過遮罩14的中心區域的光部分L’1 係藉由分光器16及物鏡118引導至樣本之上。反射的光L2 係藉由物鏡118加以收集且藉由分光器16發射至收集遮罩40之上。通過遮罩40之透明的週邊區域的光部分L’2 係藉由偵測單元130加以偵測。在此實施方式中，入射的光路徑係受遮罩14部分地阻擋，且在視場的中央留下圓形透明的區域。遮擋中央圓形區域的共軛遮罩40係在偵測光通道C2 中加以使用，使得自樣本平坦的水平表面鏡面反射的光係受阻擋且只有由測試結構繞射的光係加以收集。再次，為了避免明場貢獻，遮罩係設計成具有重疊。與之前描述之基於單一遮罩的方法相比，在此方式中圓柱狀對稱係加以保持。
圖3C至3E示意性地說明基於分開的照明及收集路徑使用暗場（非零階數）量測之光學單元中的配置和光傳播方法的例子。在此方式中，暗場量測係藉由以一個方向照亮樣本且以不收集來自表面之光鏡面反射的定向放置偵測器而加以實施。
根據一個可能的例子，一個傾斜及一個垂直的通道可加以使用。該照明係以法線方向入射測試結構，且獨立的偵測器係以傾斜的角度加以放置，反之亦然。如圖3C所示，來自光源單元120的光L1 係垂直樣本表面入射且藉由偵測單元130偵測的光L2 係以傾斜的角度加以收集。此配置可加以顚倒，使得光以傾斜的角度入射且以垂直表面的方式加以收集。以此方式，只有由測試圖案繞射成非零階數的光可藉由偵測器加以收集。
根據顯示在圖3D中的另一個例子，兩個傾斜的通道係加以使用。光係相對於表面以相同的角度a 但不同的方位角加以入射及收集，使得從表面鏡面反射的光係不被收集。應注意兩個不同傾斜角度的傾斜通道亦可用以提供非零階數繞射訊號的收集（例如：±1等）。
根據圖3E的另一個例子，單一、傾斜的照明及收集路徑可加以使用。光係以傾斜的角度入射測試結構，且以相同的方向加以收集。
通常，所有實施方式係基於以某入射角度照射光到樣本之上。收集通道C2 係設定使得其不收集鏡面反射（零階數）。測試結構包含大節距的輔助圖案，使得高繞射階數（非零階數）係引導至收集路徑之上。
為了簡單起見，在下面的說明中，大節距的光柵週期係設定在垂直於入射平面之方向的情況下，亦即，測量平面係實質上定向於垂直於圖案軸或第二橫軸（圖1中的A2 ）。然而，應理解此假設對本發明之技術的應用性係非決定性的，且其他的可能性係同樣地可適用的。若此假設係不成立，該反射的高繞射階數係以在入射平面之外的方向加以定向，且在偵測通道C2 內的收集孔徑係將被適當地放置以便收集此反射。
如上所示，本發明提供包含主要圖案（樣本圖案）及相對大節距之輔助圖案的測試結構，該相對大節距的輔助圖案產生來自測試結構的非零階數（暗場）訊號。讓我們考慮一種光學系統，其中樣本係以角度的範圍加以照明，且收集通道以角度範圍收集反射的輻射。增加至主要圖案的大節距輔助結構（一或多種輔助圖案）具有節距L。該反射的繞射階數係沿著角度加以分布，其中l 係波長且m 係列舉繞射階數的一整數。換言之，該第m 階繞射階數將從照明通道散射進入收集通道，其中波長範圍滿足下述方程式： (1)
應注意當角度分布、代表允許的角度之範圍時，具有一波長範圍，針對該波長範圍高反射繞射階數係加以收集。為了最佳化測試結構的設計，該實施的大節距L係加以選擇以便保證高階數的反射係藉由光學系統在反射的訊號係強的波長範圍加以收集。
此外，對於某個波長範圍或一些此種範圍而言，標稱測試結構（在根據本發明修正之前）使高繞射階數的光將反射進入收集通道係可能的。在此情況下，L的數值可被選擇使得於方程式1中描述的波長範圍不會與此範圍重疊。
為了澄清實際上如何達到此目標設計，測試結構的一些具體例子係參考圖4及5A-5C描述於下。
通常，輔助結構引入新週期性（L）的圖案，該新週期性例如與主要圖案（對應於樣本圖案）的原始週期（P）位於同一維度（圖4），例如：列印的光柵。該「大週期結構」係加以設定使得其對關注的參數係高靈敏的（且對其他參數較佳是弱靈敏性的）。因此，收集的暗場訊號可用以對關注的參數得到準確的探測，其與使樣本特徵化的其他參數係顯著地較少相關。
圖4代表用於此測試結構設計的一個例子。在此具體但非限制的例子中，該探測的結構（樣本圖案及相應地主要圖案）係深溝的光柵，其中關注的參數係溝的頂部寬度（同樣地，關注的參數可為線寬度）。
測試結構10包含由複數個主要特徵部（通常為22，典型地由線L及空間S形成）形成的主要圖案Pmain ，該等主要特徵部沿著第一縱軸A1 延伸且沿著第二橫軸A2 （圖軸）彼此間隔。如上所示，主要圖案中之主要特徵部22的配置可相似於樣本圖案的配置，該樣本圖案使用測試結構10加以控制，亦即，藉由測試結構上的光學量測加以控制。
通常，在樣本圖案中，特徵部包含以交替的方式排列的至少兩種不同的特徵部（例如：不同幾何形狀）。在這些例子中有線及空間。將被控制的參數可包含線的側向尺寸（寬度）L 及/或空間S的寬度W 。在本例子中，測試結構係用以控制空間S的寬度W 。
因此，測試結構包含具有主要圖案週期性P （由節距/特徵部之配置的週期/單位格子所定義）的主要圖案。該測試結構10進一步包含定義至少一輔助圖案30的複數個輔助特徵部32（只有兩個此等特徵部在圖中顯示）。該輔助特徵部32係與至少一些主要特徵部22相關聯，且係加以配置使得輔助特徵部32的側向尺寸係與各自的主要特徵部22之側向尺寸有預定的關聯。在本例子中，輔助特徵部32係以間隔開的關係沿著橫軸A2 加以排列，使得在兩毗鄰的輔助特徵部之間的空間包含主要圖案的多個（兩者以上）主要特徵部22。一般而言，輔助圖案具有遠大於主要圖案節距P 的節距L 。
在本例子中，輔助特徵部32係配置成在兩個局部毗鄰的主要特徵部22之間的橫剖面為實質上V形的槽，且該槽的側向尺寸W 從主要圖案的頂部表面沿著其深度d 降低，使得尺寸W 的數值係深度d 之預定的函數。事實上，該配置如同此例子可為使得主要圖案係以由槽（空間）相隔之投影（線）的形式。在此情況下，主要圖案的一些槽（具大的週期性）係加以修正以具有V形的橫剖面。
通常，輔助特徵部32（輔助圖案）之週期配置的添加修改測試結構10，使得每n個空間S係窄（或寬）Δ ，且因此，由於在溝寬度及蝕刻深度之間之有關製程的連結係淺於其他空間。此設計定義測試圖案的新週期性，其中節距為L = P × n – Δ 。
此測試結構在暗場方法中藉由第一繞射階數以角度回應照明。
n 的數值係設定使得收集路徑收集這些角度（對於所選的波長範圍）。例如：圖4代表n=8的情況。
尤其，Δ 的數值可加以選擇以便誘導測試結構對製程變化之較高的靈敏度。例如：Δ 可加以設定使得溝深度d強烈地取決於其寬度W ，例如：使用小的溝寬度，對於此溝寬度該溝係未完全蝕刻而產生尖的底部。接著，圖案化製程的小偏離對大節距的溝造成放大的變化，及對關注的參數（亦即，在主要特徵部22之間之空間S的寬度W ）增加暗場訊號靈敏度。
一種相似的方法可對另一種應用加以實施，亦即節距分割的光柵。在這方面，參照圖5A至5C。圖5A舉例說明呈節距分割之光柵的形式的樣本圖案20/主要圖案Pmain 。該主要圖案Pmain 係由兩個交錯的子光柵（主要特徵部的子陣列20A及20B）所組成，該等子光柵係名義上相同（均等的線寬，L1=L2）且係加以均等配置（線之間固定的間距，S1=S2）。
應理解依據製造過程，主要圖案的主要特徵部通常可沿著橫軸A2 以多於兩個陣列以交錯的方式加以排列。
在此情況下，測試結構可設計成在高階數的繞射與關注的參數之間產生直接的連結。在設計測試結構的此方法中，高階數的繞射名義上係非藉由收集通道（至少對某個波長範圍而言）加以收集。更準確地說，高階數的繞射係只當關注的參數偏離其標稱數值時加以收集，且提供光學靈敏度及極低的背景訊號。
作為一個特定的例子，節距分割的應用係加以考慮。在這些應用中，製程過程係設計成提供具有由單一微影印刷允許之節距的一半之週期性的結構。此等方法的例子係微影-蝕刻-微影-蝕刻或間隔物輔助雙圖案化。這些技術本身係眾所皆知且不構成本發明的一部分而因此不需具體描述，除了注意節距分割的結構係由非常小的節距（常小於100 nm）加以特徵化，且不支持任何高繞射階數的反射。
透過多重圖案化實施的這些節距分割的方法對今日及可預見的未來而言係關鍵的方法以達成小節距的結構，且因此在所有先進的半導體元件製造中扮演重要的角色。然而，這些方法對製造過程引入一些挑戰。節距分割製程在節距係未以完美的方式分割開的地方易於出錯；一個此種錯誤係在兩個子光柵的線寬度（L1¹L2）的差異，而另一個係在連續的溝寬度（S1¹S2）的差異。
主要的挑戰包含在兩個子節距的結構之間的這些差異的識別，因為標準光學計量對此差異係非常弱靈敏性的。
本發明之適合有效地識別以上錯誤的測試結構包含在多個額外的輔助圖案內排列的輔助特徵部，其相關於主要圖案之特徵部的各自多個陣列。例如：在兩個陣列之主要特徵部的情況下，該輔助特徵部定義兩個相關的輔助圖案。在輔助圖案內的輔助特徵部係沿著第一軸A1 以間隔開的關係加以排列，其中節距顯著地大於沿著第二軸A2 之主要特徵部之陣列的節距。此外，兩個毗鄰的輔助圖案係沿著第一軸A1 相對於另一者偏移一預定的距離。
考慮例如當關注的參數係在節距分割的線寬度之間不一致時的一種情況，計量係需提供L1-L2的準確測量，其中該製程係意圖提供0的標稱差異。
圖5B及5C舉例說明測試結構（頂視圖），其中圖5B顯示標稱設計（L1=L2），且圖5C顯示當線寬度有錯誤時（L1¹L2）的情況。
在此例子中，測試結構10包含主要圖案Pmain ，該主要圖案Pmain 由以交錯方式排列之主要特徵部22A及22B的第一及第二陣列20A及20B形成。這些陣列的線L1 及L2 沿著第一軸A1 延伸且係沿著第二軸A2 彼此間隔。該測試結構10係藉由添加相對應的第一及第二輔助圖案30A及30B加以修改，該第一及第二輔助圖案30A及30B由輔助特徵部32A及32B加以形成。該圖案的輔助特徵部係沿著主要圖案之各自陣列的主要特徵部（線）以節距L 間隔開的關係加以排列。該輔助特徵部可在列印的線中配置成介層窗。介層窗（輔助特徵部）的添加可被容易地執行，因為在任何情況下晶圓（樣本）在線的產生之後進行所需的製造步驟。應理解此重疊之大節距輔助圖案的產生係可能使用任何添加的輔助特徵部於主要圖案，且該測試結構的配置係非限於介層窗。
介層窗32A、32B係沿著線L1 、L2 以週期L相對應地放置。輔助圖案30A及30B係沿著軸A1 （沿著主要圖案的線）相對於彼此偏移一定距離，例如L /2 。
該介層窗係以週期性L沿著每一條線放置。此週期係顯著地大於原始的光柵節距（亦即主要圖案的節距），且可在無顯著之製造的複雜性的情況下加以執行。在兩個輔助陣列內的介層窗係沿著軸A1 相對於彼此位移L /2 。
如圖5B中所示，名義上當L1=L2時，單位格子UC1 （由虛線標記）係由寬度L /2 形成，亦即，沿著軸A1 之全部測試圖案的週期性係L /2 。如圖5C中所示，當結構偏離目標設計（L1¹L2）時，兩個圖案之輔助特徵部的配置定義修改的單位格子UC2 ，亦即，週期性L /2 不再維持。反之，在軸A1 中的週期係L 。
應注意輔助特徵部（例如介層窗）的具體設計（例如其寬度）可選擇以便提供最佳的非零階數（暗場）訊號。輔助特徵部的側向尺寸（介層窗其頂部處的寬度）可為實質上與各自的主要特徵部（線）的側向尺寸相等。
參照圖6，說明從測試結構10計算之暗場光譜的例子。在圖中顯示三個圖G1、G2及G3，其分別對應於L1-L2=d的三個數值：2.5、5、10。對於d=0，暗場訊號為0，這是由於此目標設計及使用的暗場方法。該非零階數繞射訊號係限於特定的波長範圍，如上述方程式1所示。雖然訊號強度係小，但由於極低的背景（亦即不相關的）訊號，暗場測量方法允許其準確的測量。
高階數的暗場訊號I 係被發現與從目標設計之偏離的平方成比例，亦即 (2)。
應注意預期的訊號提供自L1=L2 之期望的情況偏離的直接訊息。除了暗場方法之外，標準OCD計量可加以應用，其提供結構之關注的其他特性的訊息。
然而，上述的測量未提供在此偏離之方向上的訊息，亦即，暗場訊號對於L1=L2+d及L1=L2-d的情況係相同的。此訊息可能需要直接用於製程控制。在此情況下，測試結構可藉由意圖在不同陣列之主要圖案的特徵部之間引入已知的差異而進一步修改。此在圖7中具體說明，其顯示測試結構10，該測試結構10配置成大致相似於圖5A的結構，亦即，包含：主要圖案Pmain ，由主要特徵部22A及22B之第一和第二交錯的子圖案20A及20B構成，該主要特徵部22A及22B以交錯的方式沿著第一軸A1 延伸且沿著第二軸A2 與另一者彼此間隔；及相對應的第一及第二輔助圖案30A及30B，沿著主要圖案之各自陣列的主要特徵部（線）以節距L 之間隔開的關係加以排列。然而，在此例子中，取代使用以其標稱設計（亦即L1=L2 ）列印的主要特徵部，從此標稱狀態之故意偏離係加以使用（L1=L2+ D，其中D 為正或負）。在此情況下，若製程在主要圖案Pmain 的兩陣列20A及20B（子光柵）之間誘導偏離，使得在樣本圖案L1=L2+ d 時，測試結構10中的偏離將給定為L1=L2+ D + d （d可為正或負）。
如上所解釋，預期的訊號係與L1-L2 的平方成比例。在此方法中，該訊號係因此給定為 (3)。
此故意偏離D係選擇以便顯著地大於製程偏離d的預期範圍，但仍足夠小使得測試結構與樣本圖案係相似的，且任何製程的錯誤將在兩者上造成相似的效果。
在此情況下，訊號係顯著地被放大（在使用大D數值之後）。此外，不再有關於d正負號的誤差。然而，在此設計中，測試結構中的主要圖案故意地偏離樣本圖案。
圖8具體說明從圖7中具體說明之測試結構之預期暗場光譜訊號的計算結果，亦即，具有故意誘導之偏離（L1=L2+ D ）的測試結構。三個曲線係顯示為H1 、H2 及H3 ，其對應於L1-L2=d為-5、0、5的不同數值。暗場訊號事實上係比具有圖5B-5C之測試結構的例子大一個數量級。此外，在相反方向中之同等的製程偏離產生完全不同的訊號（在訊號強度上有相反的效果），且可完全加以區分。
應理解多於一個具有測試結構的測試地點可加以使用。此將進一步降低對量測錯誤及雜訊的靈敏度。例如：上述具有故意誘導偏離（L1=L2+ D ）之測試結構可被使用於兩個測試地點，對一個地點使用故意偏移D，而對第二個使用-D。此設計具有一些潛在的益處。例如：基於方程式3，很明顯在這兩個測試結構上之暗場測量之間的差值係與2D×d成比例。此訊號名義上為0，且與關注的參數d成線性比例。
根據另一個使用一些測試結構的例子，測量方法可利用在對於不同測試結構使用不同波長範圍情況下收集測試結構的光響應。此促使解決方案穩定且避免當測量時使用小波長範圍可能產生的錯誤源。
測量的暗場訊號之解讀可基於標準的OCD計量進行。在這些方法中，測量的訊號係與基於計算的模型（實時計算或基於預先計算的資料庫）之標稱/參考訊號相比。不同的計算訊號係對應於具有不同幾何形狀的結構加以使用。在計算和測量訊號之間良好的一致性表示在計算模型中使用的結構具有與測量的結構有良好相關性的尺寸。
重要的是注意基於專門設計的測試結構之本發明的上述技術不必然需要此基於模型的解讀。特別是，使用圖5B-5C的測試結構獲得的暗場測量訊號以及具故意誘導偏離（L1=L2+ D ）之圖7的測試結構，具有對關注的參數簡單的相依性（方程式2、3）。此訊號的解讀可使用更簡單的方式完成，亦即透過簡單的比例關係。該訊號可進一步對波長積分以提供總暗場反射性的單一數值。此數值直接依據關注的參數。此積分可相當地降低雜訊及錯誤源。
如上所述，暗場計量係基於一測量系統，藉由該測量系統光透過一光學系統入射樣本，且只有非鏡面的反射係加以收集。此方式可以許多方式加以執行，且本身在顯微鏡系統內廣泛地使用。事實上，添加偏光鏡及/或補償器於照明及/或收集通道通常係有利的。
如上所述參照圖3A-3B，對於測量設定的一個可能性係基於遮蔽光路徑。遮蔽元件可在物鏡之前放置（圖3A）且限制物鏡上照明區域及因此限制入射樣本之角度的範圍。相似地，此遮罩部分地阻擋返回路徑且限制在反射之後可接受的反射光線。此方法係基於確定對於在遮罩上的每一個透明的點，共軛點（對應於光線反射所至位置）係不透光的。使物鏡孔徑O的一半不透光，使得自平坦表面S鏡面反射的入射光線I係反射進入在孔徑之不透光半邊的點R，且係受阻擋。只有藉由樣本使傳播方向改變的光線係加以收集，實現暗場（非零階數）測量。或者是，在入射及反射的光學路徑中允許之光路徑的分別遮蔽係加以使用（圖3B）。
基於用於照明及收集兩者之單一/共同的光學路徑的這些方法，可造成收集的高繞射模式相對於入射方向具有相對小的角度。此代表樣本節距係將為極大且導致降低的暗場訊號。
如上所述參照圖3C-3E，替代的暗場測量方法係基於獨立的照明及收集通道的使用。在此方法中，實施暗場測量係藉由在一個方向照明樣本，且在一定向中放置收集/偵測通道，該定向不收集從樣本鏡面反射的光。在圖3C中，照明係以法線方向入射樣本且獨立的偵測器係一傾斜的角度放置，反之亦然。更具體而言，照明及收集通道兩者可相對於樣本具有傾斜的角度（圖3D）或甚至以相同（傾斜）的光學路徑加以執行（圖3E）。測試結構設計及測量方法係選擇使得測試結構之光響應中的高繞射階數係引進收集路徑。
因此，本發明提供設計在樣本圖案的測量中使用的測試結構，該樣本圖案提供使用簡單的暗場測量方法以高準確地識別參數錯誤。
10‧‧‧測試結構
12‧‧‧樣本
14‧‧‧遮罩
16‧‧‧分光器
18‧‧‧測試圖案
18’‧‧‧物鏡孔徑的一半
20‧‧‧樣本圖案
20A‧‧‧陣列（子圖案）
20B‧‧‧陣列（子圖案）
22‧‧‧主要特徵部
22A‧‧‧主要特徵部
22B‧‧‧主要特徵部
22’‧‧‧主要特徵部
30‧‧‧輔助圖案
30A‧‧‧輔助圖案
30B‧‧‧輔助圖案
32‧‧‧輔助特徵部
32A‧‧‧輔助特徵部（介層窗）
32B‧‧‧輔助特徵部（介層窗）
40‧‧‧遮罩
100‧‧‧量測系統
102‧‧‧光學單元
115‧‧‧樣本固定器
118‧‧‧物鏡
120‧‧‧光源單元
130‧‧‧偵測單元
140‧‧‧控制單元
140A‧‧‧資料輸入（或資料讀出）模組
140B‧‧‧資料輸出端
140C‧‧‧記憶體
140D‧‧‧資料處理器
140E‧‧‧照明控制器
140F‧‧‧位置控制器
142‧‧‧暗場控制器
為了更能瞭解此處揭露的申請標的且為了舉例說明在實務上可如何執行，現將參照隨附圖式藉由僅為非限制性的例子來敘述實施例，其中：
圖1示意性地說明本發明用於測試結構之配置的原理；
圖2示意性地說明適合在本發明的測試結構上執行暗場量測的量測系統；
圖3A及圖3B顯示適合在圖2的系統中使用的光學單元的兩個例子，其基於遮蔽之光路徑的方式執行暗場測量方法；
圖3C至圖3E顯示適合在圖2的系統中使用的光學單元的三個例子，其基於在照明及收集通道之間的分隔執行暗場測量方法；
圖4根據本發明的一些實施例具體說明測試結構；
圖5A至圖5C根據本發明的進一步實施例具體說明測試結構之配置的原理；
對於在圖案參數中製程錯誤的不同數值，圖6具體說明對於圖5B-5C之測試結構之測量的暗場訊號；以及
圖7示意性地說明根據本發明之另一個例子的測試結構；
對於在圖案參數中製程錯誤的不同數值，圖8說明以圖7的測試結構配置獲得之測量的暗場訊號。
10‧‧‧測試結構
12‧‧‧樣本
18‧‧‧測試圖案
20‧‧‧樣本圖案
20A‧‧‧陣列(子圖案)
20B‧‧‧陣列(子圖案)
22A‧‧‧主要特徵部
22B‧‧‧主要特徵部
22’‧‧‧主要特徵部
30‧‧‧輔助圖案
32‧‧‧輔助特徵部

Claims (27)

  1. 一種在樣本圖案的計量測量中使用的測試結構，該測試結構包含： 由複數個主要特徵部形成的一主要圖案，該複數個主要特徵部沿著一第一縱軸延伸且沿著一第二橫軸彼此間隔；以及 定義至少一輔助圖案的複數個輔助特徵部，該等輔助特徵部係相關於至少一些該等主要特徵部，使得該輔助特徵部的一尺寸係與各別的該主要特徵部的一尺寸有一預定的關聯，俾使該輔助特徵部的該尺寸從一標稱數值的變化，影響在一預定的光學測量方法中來自該測試結構之非零階數繞射響應的改變，該改變係因此指示該主要圖案之一或多個參數從標稱數值的偏離。
  2. 根據申請專利範圍第1項之在樣本圖案的計量測量中使用的測試結構，其中，該輔助圖案的該等輔助特徵部係沿著該第二橫軸以一間隔開的關係加以排列，該輔助圖案的週期性係顯著地大於該主要圖案的週期性。
  3. 根據申請專利範圍第2項之在樣本圖案的計量測量中使用的測試結構，其中，該輔助圖案的該輔助特徵部係在該主要圖案的兩個局部毗鄰特徵部之間的實質上V形橫剖面的一槽，該槽的一側向尺寸根據一預定的函數從該主要圖案的一頂部表面沿著該槽的深度縮減。
  4. 根據申請專利範圍第3項之在樣本圖案的計量測量中使用的測試結構，其中，該主要圖案的該等主要特徵部包含由複數個突出物間隔開的複數個槽，該等輔助特徵部係與該複數個槽其中一些相關聯，該等輔助特徵部修改該複數個槽的該其中一些以形成該V形的橫剖面。
  5. 根據申請專利範圍第1-4項其中任一者之在樣本圖案的計量測量中使用的測試結構，其中，該輔助圖案的該等輔助特徵部係沿著該第一縱軸以一間隔開的關係加以排列。
  6. 根據申請專利範圍第1項之在樣本圖案的計量測量中使用的測試結構，其中，該輔助圖案的該等輔助特徵部係位在該主要圖案的特徵部中且係加以配置，使得該輔助特徵部的側向尺寸匹配該主要圖案之各別特徵部的側向尺寸。
  7. 根據申請專利範圍第1項之在樣本圖案的計量測量中使用的測試結構，其中，該主要圖案至少包含第一及第二子圖案，該第一及第二子圖案由沿著該第二橫軸以一交替的方式排列之該等主要特徵部的至少第一及第二陣列加以形成。
  8. 根據申請專利範圍第7項之在樣本圖案的計量測量中使用的測試結構，其中，該複數個輔助特徵部定義至少一額外的輔助圖案，從而形成分別相關於該第一及第二子圖案的至少第一及第二輔助圖案，該至少第一及第二輔助圖案之各自的該等輔助特徵部係沿著該第一縱軸以一間隔開的關係以顯著大於沿著該第二橫軸之相同子圖案之該等主要特徵部週期性的週期性加以排列，且該第一及第二輔助圖案係沿著該第一縱軸相對於彼此偏移一預定的距離。
  9. 根據申請專利範圍第8項之在樣本圖案的計量測量中使用的測試結構，其中，該等輔助圖案具有相同的週期性。
  10. 根據申請專利範圍第8項或第9項之在樣本圖案的計量測量中使用的測試結構，其中，相對於其他輔助圖案的側向尺寸，該至少第一及第二輔助圖案的其中一者之輔助特徵部之側向尺寸的變化影響來自該測試結構的非零階數繞射響應，因而指示該主要特徵部之側向尺寸從標稱數值的改變。
  11. 根據申請專利範圍第10項之在樣本圖案的計量測量中使用的測試結構，其中，該至少第一及第二偏移的輔助圖案定義具有一單位格子的一結合圖案，相對於其他輔助圖案的側向尺寸，該至少第一及第二輔助圖案的該其中一者之該輔助特徵部之側向尺寸的變化修改該結合圖案的該單位格子，從而影響來自該測試結構之非零階數繞射響應，指示該主要特徵部之側向尺寸從標稱數值之改變。
  12. 根據申請專利範圍第9項之在樣本圖案的計量測量中使用的測試結構，其中，該預定距離的偏移係選擇為大約相等於該輔助圖案之週期性的一半。
  13. 根據申請專利範圍第8、9、及12項其中任一者之在樣本圖案的計量測量中使用的測試結構，其中，該至少第一及第二子圖案之該等主要特徵部的側向尺寸係以一預定的數值彼此不同。
  14. 根據申請專利範圍第1-4、6-9、及12項其中任一者之在樣本圖案的計量測量中使用的測試結構，其中，該非零階數繞射包含第一及第二階數繞射的其中至少一者。
  15. 根據申請專利範圍第1-4、6-9、及12項其中任一者之在樣本圖案的計量測量中使用的測試結構，其中，該等主要特徵部係線，該等線係與該等線之間的空間（space）一起加以排列。
  16. 根據申請專利範圍第1-4、6-9、及12項其中任一者之在樣本圖案的計量測量中使用的測試結構係位在一半導體晶圓內的一測試地點內。
  17. 根據申請專利範圍第1-4、6-9、及12項其中任一者之在樣本圖案的計量測量中使用的測試結構，建構成藉由偵測該主要圖案的該尺寸從標稱數值的改變控制應用至該樣本的一圖案化製程，該改變係指示該樣本圖案之一或多個參數之從標稱數值之相對應的偏離。
  18. 一種測試結構，用於樣本圖案的計量測量，該樣本圖案具有樣本圖案特徵部的一配置，該等樣本圖案特徵部沿著一第一縱軸延伸且沿著一第二橫軸彼此間隔，該測試結構包含： 由複數個主要特徵部形成的一主要圖案，該複數個主要特徵部根據該等樣本圖案特徵部的該配置加以排列；以及 關聯於至少一些該等主要特徵部的複數個輔助特徵部，該等輔助特徵部係沿著該第二橫軸以一間隔開的關係加以排列，以顯著地大於該主要圖案節距的一節距定義沿著該第二橫軸延伸的一輔助圖案，該輔助特徵部係建構成在該主要圖案的兩個局部毗鄰特徵部之間之實質上V形橫剖面的一槽，該槽的一側向尺寸根據一預定的函數從該主要圖案的一頂部表面沿著該槽的深度縮減，俾使該輔助特徵部之側向尺寸從標稱數值的變化，影響在一預定的光學測量方法中來自該測試結構之非零階數繞射響應的改變，該改變係因而指示該主要圖案之一或多個參數從標稱數值的偏離。
  19. 根據申請專利範圍第18項之測試結構，其中，該等輔助特徵部的配置使得該輔助特徵部之側向尺寸的變化係指示在該主要圖案之特徵部之間的空間從一標稱數值的偏離。
  20. 一種在樣本圖案的計量測量中使用的測試結構，該測試結構包含： 對應於該樣本圖案的一主要圖案，該主要圖案包含複數個主要特徵部，該複數個主要特徵部沿著一第一縱軸延伸且沿著一第二橫軸彼此間隔，該主要圖案包含至少第一及第二子圖案，該至少第一及第二子圖案定義沿著該第二橫軸以一交替的方式排列之該等主要特徵部的至少第一及第二陣列；以及 複數個輔助特徵部，定義至少第一及第二週期性輔助圖案，該至少第一及第二週期性輔助圖案分別相關於該主要圖案的該第一及第二子圖案，該至少第一及第二輔助圖案之各自的該等輔助特徵部係沿著該第一縱軸以一間隔開的關係以顯著大於沿著該第二橫軸之該等主要特徵部的子圖案週期性的週期性加以排列，且該至少第一及第二輔助圖案係沿著該第一縱軸相對於彼此偏移一預定的距離，該輔助圖案的該等輔助特徵部係位在該主要圖案的特徵部內，使得該輔助特徵部的側向尺寸匹配各別該主要特徵部的側向尺寸，俾使該輔助特徵部之側向尺寸從一標稱數值的變化，影響在一預定的光學測量方法中來自該測試結構之非零階數繞射響應的改變，該改變因而指示該主要圖案之一或多個參數從標稱數值的偏離。
  21. 一種在樣本圖案的計量測量中使用的測試結構，該測試結構包含： 對應於該樣本圖案的一主要圖案，該主要圖案包含複數個主要特徵部，該複數個主要特徵部沿著一第一縱軸延伸且沿著一第二橫軸彼此間隔，該主要圖案包含至少第一及第二子圖案，該至少第一及第二子圖案定義沿著該第二橫軸以一交替的方式排列之該等主要特徵部的至少第一及第二陣列，其中，該第一及第二子圖案的該等主要特徵部具有差異一預定的數值之側向尺寸；以及 複數個輔助特徵部，定義至少第一及第二週期性輔助圖案，該至少第一及第二週期性輔助圖案分別相關於該主要圖案的該第一及第二子圖案，該輔助圖案的該等輔助特徵部係位在該主要圖案的特徵部內，使得該輔助特徵部的側向尺寸匹配各別該主要特徵部的側向尺寸，該至少第一及第二輔助圖案之各自的該等輔助特徵部係沿著該第一縱軸以一間隔開的關係以顯著大於沿著該第二橫軸之該等主要特徵部的子圖案週期性的週期性加以排列，且該至少第一及第二輔助圖案係沿著該第一縱軸相對於彼此偏移一預定的距離。
  22. 一種包含一樣本圖案及至少一測試地點的樣本，該測試地點包含根據前述申請專利範圍中之任一項的測試結構。
  23. 根據申請專利範圍第22項的樣本係一半導體晶圓。
  24. 根據申請專利範圍第23項的樣本，其中，該至少一測試地點係位在該樣本圖案的一切割道內。
  25. 一種在樣本圖案的測量中使用的方法，該方法包含： 提供根據申請專利範圍第1-21項其中任一者的一測試結構； 在該測試結構上執行一光學測量並偵測來自該測試結構的至少一非零階數繞射響應，及產生指示該至少一非零階數繞射響應的測量資料； 處理及分析該測量資料，且當識別繞射響應中的改變之時，產生指示該樣本圖案的一或多個參數從標稱數值之偏離的資料。
  26. 根據申請專利範圍第25項之在樣本圖案的測量中使用的方法，用於控制一圖案化製程，該圖案化製程應用至該樣本以產生該樣本圖案。
  27. 根據申請專利範圍第26項之在樣本圖案的測量中使用的方法，其中，該圖案化的製程包含至少兩個連續的圖案化階段，該至少兩個連續的圖案化階段連續產生一起形成該樣本圖案的至少二個特徵部的陣列。
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