TW201716883A - 檢查方法、微影裝置、光罩及基板 - Google Patents

Abstract

本發明揭示一種用於獲得與一微影程序相關之焦點資訊之方法及裝置。該方法包括：照明一目標，該目標具有交替之第一結構及第二結構，其中該等第二結構之形式係焦點相依的，而該等第一結構之形式不具有與該等第二結構之焦點相依性相同的焦點相依性；及偵測由該目標重導向之輻射以針對彼目標獲得表示該目標之一整體不對稱性的一不對稱性量測，其中該不對稱性量測指示形成該目標之光束之焦點。本發明揭示一種用於形成此目標之關聯光罩，及一種具有此目標之基板。

Description

檢查方法、微影裝置、光罩及基板

本發明係關於可用於(例如)藉由微影技術之器件製造中之檢查方法。

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一或多個參數。舉例而言，此等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/或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。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查工具為散射計，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一或多個屬性。藉由比較光束在其已由基板反射或散射之前與之後的一或多個屬性，可判定基板之屬性。舉例而言，可藉由比較反射光束與儲存於與一或多個已知基板屬性相關聯之已知量測庫中的資料而進行此判定。兩種主要類型之散射計為吾人所知。光譜散射計將寬頻帶輻射光束導向至基板上且量測散射至特定窄角度範圍中之輻射之光譜(依據波長而變化的強度)。角度解析散射計使用單色輻射光束且量測依據角度而變化的散射輻射之強度。

EUV微影中之焦點量測可基於經由不同焦點設定而進行的基板上之焦點校準標記之變化。美國專利申請公開案第US 2009-0135398號揭示一種可用以讀出該等標記之相位光柵對準感測器。使用彼文件中揭示之方法而讀取之焦點校準標記的大小為600×600平方微米。用以量測EUV微影中之焦點之方法係基於經由焦點之標記品質改變之偵測，且對劑量及程序變化極敏感。

為了使用一散射計以用於焦點讀出，目標應較小(例如，40×40平方微米)以達到諸如目標面積之客戶要求，而度量衡工具之光束寬度內之線空間的數目應多於10個週期。使用散射計進行焦點量測之方法可基於目標(例如，基板上之週期性結構(光柵))之臨界尺寸(CD)及側壁角(SWA)之量測。

然而，出於各種原因，此以繞射為基礎之度量衡方法針對EUV器件製造程序並不如此良好地起作用。詳言之，EUV抗蝕劑膜厚度相比於193奈米浸潤微影之EUV抗蝕劑膜厚度(~100奈米)顯著地較低(~50 奈米及以下)，此情形使難以自EUV基板提取準確SWA及/或CD資訊。

舉例而言，需要提供一種使能夠在使用EUV系統而曝光之結構上使用以繞射為基礎之度量衡的方法。

根據一態樣，提供一種獲得與一微影程序相關之焦點資訊之方法，該方法包含：提供至少一個目標，該目標包含交替之第一結構及第二結構，該等第二結構之形式係焦點相依的，使得其形式相依於用以形成該目標之一經圖案化光束之焦點，且該等第一結構之形式不具有與該等第二結構之焦點相依性相同的焦點相依性；照明該目標；及偵測由該目標散射之輻射以針對彼目標獲得表示該目標之一整體不對稱性的一不對稱性量測，其中該不對稱性量測指示在形成該目標時的該經圖案化光束之該焦點。

根據一態樣，提供一種光罩，其包含用於圖案化一光束以形成一目標之一圖案，該目標包含交替之第一結構及第二結構，該光罩包含用於形成該等第一結構之第一結構特徵及用於形成該等第二結構之第二結構特徵，其中該等第二結構特徵經組態成使得該等第二結構之形式係焦點相依的，使得其形式相依於在形成該目標時的該經圖案化光束之焦點，且該等第一結構特徵經組態成使得該等第一結構之形式不具有與該等第二結構之焦點相依性相同的焦點相依性。

根據一態樣，提供一種基板，其包含一目標，該目標具有交替之第一結構及第二結構，其中：該第一結構及該第二結構兩者包含一低解析度子結構；且至少該第二結構包含一或多個高解析度子結構，該目標中之高解析度子結構之數目及/或大小已藉由用以形成該目標之一經圖案化光束之焦點予以判定。

2‧‧‧寬頻帶輻射投影儀/輻射源

4‧‧‧光譜儀偵測器

10‧‧‧光譜

11‧‧‧背向投影式光瞳平面

12‧‧‧透鏡系統

13‧‧‧干涉濾光器

14‧‧‧參考鏡面

15‧‧‧顯微鏡接物鏡/透鏡系統

16‧‧‧部分反射表面/光束分裂器

17‧‧‧偏振器

18‧‧‧偵測器

30‧‧‧基板目標

502‧‧‧步驟

503‧‧‧步驟

504‧‧‧步驟

506‧‧‧步驟

508‧‧‧步驟

510‧‧‧步驟

512‧‧‧步驟

514‧‧‧步驟

602‧‧‧步驟

603‧‧‧步驟

604‧‧‧步驟

606‧‧‧步驟

608‧‧‧步驟

610‧‧‧步驟

612‧‧‧步驟

614‧‧‧步驟

616‧‧‧步驟

700‧‧‧交織式散射計疊對目標

705‧‧‧第一結構

710‧‧‧第二結構

715‧‧‧以繞射為基礎之焦點(DBF)目標

720‧‧‧以繞射為基礎之焦點(DBF)結構

725‧‧‧高解析度子結構/高解析度特徵

730‧‧‧經修改目標

730'‧‧‧目標

740‧‧‧第一目標

750‧‧‧第二目標/第二結構

760‧‧‧高解析度子結構

770‧‧‧低解析度子結構

775‧‧‧第一結構

810‧‧‧第一結構

810'‧‧‧第一結構

850‧‧‧第二結構

850'‧‧‧第二結構

850"‧‧‧第二結構

860‧‧‧高解析度子結構

860'‧‧‧水平子結構

860"‧‧‧子結構

870‧‧‧低解析度子結構

880‧‧‧高解析度子結構

890‧‧‧低解析度子結構

900‧‧‧目標

910‧‧‧目標

910'‧‧‧目標

920‧‧‧目標

920'‧‧‧目標

930‧‧‧目標

930'‧‧‧目標

950a‧‧‧第二結構

950b‧‧‧第二結構

950c‧‧‧第二結構

950d‧‧‧第二結構

960‧‧‧高解析度子結構

1040‧‧‧第一結構

1060‧‧‧第一有效結構

1060c‧‧‧第二有效結構

1100‧‧‧標繪圖

1110‧‧‧區

1200‧‧‧交織式目標設計/目標

1210‧‧‧第一結構

1220‧‧‧第二結構

1230‧‧‧交織式目標

1240‧‧‧第四結構

1250‧‧‧第三結構

1310‧‧‧曲線

1320‧‧‧線

1330‧‧‧曲線/不對稱性信號

1340‧‧‧曲線

1350‧‧‧不對稱線內容/不對稱性信號

1360‧‧‧焦點回應曲線/信號

1400‧‧‧圖案化器件

1400'‧‧‧圖案化器件

1405‧‧‧主產品區域

1410‧‧‧切割區域/切割道區域

1415‧‧‧第二結構

1415'‧‧‧第二結構

1420‧‧‧結構

1425‧‧‧第一結構

1425'‧‧‧第一結構

1430‧‧‧結構

1440‧‧‧重疊區域

1445‧‧‧經印刷結構

AD‧‧‧調整器

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

M₁‧‧‧圖案化器件對準標記

M₂‧‧‧圖案化器件對準標記

MA‧‧‧圖案化器件

MT‧‧‧支撐結構

P₁‧‧‧基板對準標記

P₂‧‧‧基板對準標記

PM‧‧‧第一定位器

PL‧‧‧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

SC‧‧‧旋塗器

SCS‧‧‧監督控制系統

SO‧‧‧輻射源

TCU‧‧‧塗佈顯影系統控制單元

W‧‧‧基板

WTa‧‧‧基板台

WTb‧‧‧基板台

現在將參看隨附示意性圖式而僅作為實例來描述本發明之實施例，在該等圖式中，對應元件符號指示對應部件，且在該等圖式中： 圖1示意性地描繪微影裝置；圖2示意性地描繪微影製造單元(lithographic cell)或叢集(cluster)；圖3示意性地描繪第一散射計；圖4示意性地描繪第二散射計；圖5描繪用於自散射計量測來重新建構結構之實例程序；圖6描繪用於自散射計量測來重新建構結構之另一實例程序；圖7a示意性地描繪交錯式疊對目標；圖7b示意性地描繪以繞射為基礎之焦點(diffraction based focus,DBF)量測目標；圖7c示意性地描繪根據本發明之一實施例之目標；圖7d示意性地描繪根據本發明之一另外實施例之目標；圖8示意性地描繪根據本發明之另外實施例之替代目標組態的細節；圖9示意性地描繪已以不同焦點設定而曝光之數個目標；圖10示意性地描繪以(a)最佳焦點而曝光及(b)以散焦度而曝光之兩個目標的細節，及散射計將因此偵測之事項的近似；圖11為y軸上之不對稱性或重心及x軸上之焦點的標繪圖，其用以說明如何獲得焦點正負號資訊；及圖12展示根據本發明之一實施例的用於提取焦點正負號資訊之雙目標配置；圖13a至圖13b展示針對圖12所說明之兩個目標(包括其組件信號)之不對稱性信號振幅(y軸)相對於焦點(x軸)的曲線圖，且圖13c展示圖13a至圖13b之曲線圖之差的判定；及圖14a及圖14b說明在無需第二圖案化器件或第二圖案化器件圖案的情況下在兩次分離曝光中產生第一結構集合及第二結構集合之方 法。

圖1示意性地描繪微影裝置。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)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)PL，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，包含一或多個晶粒)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。

支撐結構以相依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。支撐結構可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術以固持圖案化器件。支撐結構可為(例如)框架或台，其可根據需要而固定或可移動。支撐結構可確保圖案化器件(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)或兩個以上台(例如，兩個或兩個以上基板台及/或兩個或兩個以上圖案化器件台，及/或一基板台及不固持基板之台)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含(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可包含經組態以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可包含各種其他組件，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入射於被固持於支撐結構(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MA的情況下，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)來實現支撐結構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，支撐結構MT可僅連接至短衝程致動器，或可固定。可使用圖案化器件對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化器件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MA上之情形中，圖案化器件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，使支撐結構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，同步地掃描支撐結構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)及影像反轉特性來判定基板台WT相對於支撐結構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)。

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，使支撐結構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之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。

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一或多個旋塗器SC、用以顯影經曝光抗蝕劑之一或多個顯影器DE、一或多個冷卻板CH及/或一或多個烘烤板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。

為了正確地且一致地曝光由微影裝置曝光之基板，需要檢查經曝光基板以量測諸如後續層之間的疊對誤差、線厚度、臨界尺寸(CD)等等之屬性。若偵測到誤差，則可對後續基板之曝光進行調整，尤其是在檢查可足夠迅速地且快速地進行而使得同一批量之一或多個其他基板仍待曝光的情況下。又，可剝離及重工已經曝光之基板--以改良良率--或捨棄已經曝光之基板，藉此避免對已知有缺陷之基板執行曝光。在基板之僅一些目標部分有缺陷之狀況下，可僅對良好的彼等目標部分執行另外曝光。

使用檢查裝置以判定基板之屬性，且尤其判定不同基板或同一基板之不同層之一或多個屬性如何在層與層之間變化。檢查裝置可整合至微影裝置LA或微影製造單元LC中，或可為單機器件。為了實現 最快速之量測，需要使檢查裝置緊接地在曝光之後量測經曝光抗蝕劑層中之屬性。然而，抗蝕劑中之潛影具有極低對比度--在已曝光至輻射的抗蝕劑之部分與尚未曝光至輻射的抗蝕劑之部分之間僅存在極小折射率差--且並非所有檢查裝置皆具有足夠敏感度來進行潛影之有用量測。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進行之第一步驟且增加抗蝕劑之經曝光部分與未經曝光部分之間的對比度。在此階段，抗蝕劑中之影像可被稱作半潛像(semi-latent)。亦有可能進行經顯影抗蝕劑影像之量測--此時，抗蝕劑之經曝光部分或未經曝光部分已被移除--或在諸如蝕刻之圖案轉印步驟之後進行經顯影抗蝕劑影像之量測。後者可能性限制重工有缺陷基板之可能性，但仍可提供有用資訊。

圖3描繪可用於本發明之一實施例中之散射計。該散射計包含將輻射投影至基板W上之寬頻帶(白光)輻射投影儀2。反射輻射傳遞至光譜儀偵測器4，光譜儀偵測器4量測鏡面反射輻射之光譜10(依據波長而變化的強度)。自此資料，可由處理單元PU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之底部處所展示之經模擬光譜庫的比較。一般而言，對於重新建構，結構之一般形式為吾人所知，且自供製造結構之程序之知識來假定一些參數，從而僅留下結構之少許參數以自散射量測資料予以判定。此散射計可經組態為正入射散射計或斜入射散射計。

圖4中展示可使用之另一散射計。在此器件中，由輻射源2發射之輻射係使用透鏡系統12而準直且透射通過干涉濾光器13及偏振器17、由部分反射表面16反射且經由顯微鏡接物鏡15而聚焦至基板W上，顯微鏡接物鏡15具有高數值孔徑(NA)，理想地為至少0.9或至少0.95。浸潤散射計可甚至具有數值孔徑大於1之透鏡。反射輻射接著通過部分反射表面16而透射至偵測器18中，以便使散射光譜被偵測。 偵測器可位於背向投影式光瞳平面11中，背向投影式光瞳平面11處於透鏡系統15之焦距，然而，該光瞳平面可代替地運用輔助光學件(圖中未繪示)而再成像至該偵測器上。光瞳平面為輻射之徑向位置界定入射角且角度位置界定輻射之方位角的平面。偵測器理想地為二維偵測器，使得可量測基板目標30之二維角度散射光譜。偵測器18可為(例如)CCD或CMOS感測器陣列，且可使用為(例如)每圖框40毫秒之積分時間。

參考光束常常用以(例如)量測入射輻射之強度。為了進行此量測，當輻射光束入射於光束分裂器16上時，輻射光束之部分朝向參考鏡面14作為參考光束而透射通過該光束分裂器。參考光束接著投影至同一偵測器18之不同部分上或替代地投影至不同偵測器(圖中未繪示)上。

干涉濾光器13之集合可用以選擇在為(比如)405奈米至790奈米或甚至更低(諸如，200奈米至300奈米)之範圍內之所關注波長。該干涉濾光器可為可調諧的，而非包含不同濾光器之集合。可使用光柵來代替干涉濾光器。

偵測器18可量測在單一波長(或窄波長範圍)下之散射輻射之強度、分離地在多個波長下之散射輻射之強度，或遍及一波長範圍而整合之散射輻射之強度。此外，偵測器可分離地量測橫向磁偏振輻射及橫向電偏振輻射之強度，及/或橫向磁偏振輻射與橫向電偏振輻射之間的相位差。

使用寬頻帶輻射源(亦即，具有寬輻射頻率或波長範圍且因此具有寬顏色範圍之輻射源)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理想地各自具有為△λ之頻寬及為至少2△λ(亦即，為該頻寬之兩倍)之間隔。若干輻射「源」可為已使用光纖束而分裂的延伸型輻射源之不同部分。以此方式，可 並行地在多個波長下量測角度解析散射光譜。可量測3-D光譜(波長及兩個不同角度)，其相比於2-D光譜含有更多資訊。此情形允許量測更多資訊，此增加度量衡程序穩固性。以引用方式併入本文中之歐洲專利申請公開案第EP1628164號中更詳細地描述此情形。

基板W上之目標30可為1-D光柵，其經印刷成使得在顯影之後，桿體(bar)係由固體抗蝕劑線形成。目標30可為2-D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導柱或通孔形成。桿體、導柱或通孔可替代地經蝕刻至基板中。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，且照明對稱性及此像差之存在將使其自身表現為經印刷光柵之變化。因此，經印刷光柵之散射量測資料係用以重新建構光柵。1-D光柵之參數(諸如，線寬及形狀)或2-D光柵之參數(諸如，導柱或通孔寬度或長度或形狀)可經輸入至由處理單元PU自印刷步驟及/或其他散射量測程序之知識而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。此目標將常常採取光柵中之一系列線之形狀或2-D陣列中之實質上矩形結構之形狀。度量衡中之嚴密光學繞射理論之目的為有效地演算自目標反射之繞射光譜。換言之，獲得用於臨界尺寸(critical dimension,CD)均一性及疊對度量衡之目標形狀資訊。疊對度量衡為供量測兩個目標之疊對以便判定基板上之兩個層是否對準的量測。CD均一性簡單地為用以判定微影裝置之曝光系統如何運行的光譜上之光柵之均一性之量測。具體言之，CD或臨界尺寸為「書寫」於基板上之物件之寬度，且為微影裝置實體地能夠在基板上書寫之極限。

在結合諸如目標30之目標結構之模型及其繞射屬性而使用上文所描述之散射計中之一者的情況下，可以數種方式執行該結構之形狀及其他參數之量測。在由圖5表示的第一類型之程序中，演算基於目 標形狀(第一候選結構)之第一估計之繞射圖案，且比較該繞射圖案與所觀測繞射圖案。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，以產生新候選結構且因此達到最佳擬合。在由圖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，比較自量測目標觀測之繞射圖案與所演算光譜庫以找到最佳擬合。兩種方法可一起使用：可自庫獲得粗略擬合，接著進行反覆程序以找到最佳擬合。

更詳細地參看圖5，將概括地描述進行目標形狀及/或材料屬性之量測之方式。對於此描述，將假定目標在僅一個方向上係週期性的(1-D結構)。實務上，其可在2個或3個方向上係週期性的(2維或3維結構)，且將相應地調適處理。

在502處，使用散射計(諸如，上文所描述之彼等散射計)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。

在503處，建立「模型配方」，其依據數個參數p_i(p₁、p₂、p₃等等)而定義目標結構之經參數化模型。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，及/或特徵之寬度。目標材料及一或多個底層之一或多個屬性亦係由諸如折射率(在存在於散射量測輻射光束中之特定波長下)之參數表示。下文將給出特定實例。顯著地，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，模型配方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。下文中描述供在固定參數與浮動參數之間進行選擇之程序。此外，將引入可准許參數變化而不為完全非相依浮動參數之方式。出於描述圖5之目的，僅可變參數被認為是參數pi。

在504處，藉由設定用於浮動參數之初始值p_i ⁽⁰⁾(亦即，P₁ ⁽⁰⁾、P₂ ⁽⁰⁾、P₃ ⁽⁰⁾等等)來估計模型目標形狀。將在如配方中所定義之某一預定範圍內產生每一浮動參數。

在506處，在(例如)使用諸如RCWA之嚴密光學繞射方法或馬克士威(Maxwell)方程式之任何其他求解程序的情況下，使用表示經估計形狀之參數連同模型之不同元素之一或多個光學屬性以演算一或多個散射屬性。此演算給出經估計目標形狀之經估計或模型繞射圖案。

在508、510處，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度及/或差以演算用於模型目標形狀之「優質化函數」。

在512處，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，估計一或多個新參數P₁ ⁽¹⁾、P₂ ⁽¹⁾、P₃ ⁽¹⁾等等且將該一或多個新參數反覆地回饋至步驟506中。重複步驟506至512。

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，且此處將不予以詳細地描述。

在514處，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，將當前所估計之一或多個參數報告為實際目標結構之量測。

此反覆程序之計算時間係主要地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自經估計目標結構來演算經估計模型繞射圖案。若需要更多參數，則存在更多自由度。演算時間原則上隨著自由度之數目之冪而增加。可以各種形式來表達506處所演算之經估計或模型繞射圖案。若以與步驟502中所產生之測定圖案相同的形式表達所演算圖案，則會簡化比較。舉例而言，可容易地比較經模 型化光譜與由圖3之裝置量測之光譜；可容易地比較經模型化光瞳圖案與由圖4之裝置量測之光瞳圖案。

貫穿自圖5向前之此描述，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說明一另外實例程序，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，且將該複數個模型繞射圖案儲存於庫中以供與實際量測進行比較。基礎原理及術語相同於針對圖5之程序之基礎原理及術語。圖6之程序之步驟為：

在602處，開始產生庫之程序。可針對每一類型之目標結構來產生一分離庫。該庫可由量測裝置之使用者根據需要而產生，或可由裝置之供應商預產生。

在603處，建立「模型配方」，其依據數個參數p_i(p₁、p₂、p₃等等)而定義目標結構之經參數化模型。考慮因素相似於反覆程序之步驟503中之考慮因素。

在604處，(例如)藉由產生第一參數集合P₁ ⁽⁰⁾、P₂ ⁽⁰⁾、P₃ ⁽⁰⁾等等中之每一者之隨機值而產生該等參數，每一隨機值係在該參數集合之預期值範圍內。

在606處，演算模型繞射圖案且將模型繞射圖案儲存於庫中，該模型繞射圖案表示自由一或多個參數表示之目標形狀所預期之繞射圖案。

在608處，產生新形狀參數集合p₁ ⁽¹⁾、p₂ ⁽¹⁾、p₃ ⁽¹⁾等等。重複步驟606至608數十次、數百次或甚至數千次，直至包含所有所儲存經模型化繞射圖案之庫被判斷為足夠完整為止。每一所儲存圖案表示多維參數空間中之一樣本點。庫中之樣本應以足夠密度填入樣本空間，使得將足夠接近地表示任何實際繞射圖案。

在610處，在產生庫之後(但可在產生庫之前)，將實際目標30置放於散射計中且量測實際目標30之繞射圖案。

在612處，比較測定圖案與儲存於庫中之一或多個經模型化圖案以找到最佳匹配圖案。可與庫中之每一樣本進行該比較，或可使用更系統之搜尋策略，以縮減計算負擔。

在614處，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判定為近似物件結構。輸出對應於匹配樣本之一或多個形狀參數作為一或多個測定形狀參數。可直接地對模型繞射信號執行匹配程序，或可對經最佳化以供快速評估之取代模型執行匹配程序。

在616處，視情況，使用最靠近之匹配樣本作為起點，且使用改進程序以獲得供報告之一或多個最終參數。舉例而言，此改進程序可包含極相似於圖5所展示之反覆程序的反覆程序。

是否使用改進步驟616取決於實施者之選擇。若庫被極密集地取樣，則因為可總是找到良好匹配，所以可無需反覆改進。另一方面，此庫可能太大而不能供實務使用。因此，一實務解決方案係針對粗略參數集合來使用庫搜尋，接著使用優質化函數進行一或多次反覆以判定較準確之參數集合，以便以所要準確度報告目標基板之參數集合。在執行額外反覆的情況下，將所演算繞射圖案及關聯改進型參數集合作為新輸入項而添加於庫中將為一選項。以此方式，最初可使用基於相對少量計算努力但使用改進步驟616之計算努力而建置成較大庫的庫。不管使用哪一方案，亦可基於多個候選結構之匹配良好度來獲得經報告可變參數中之一或多者之值的進一步改進。舉例而言，可藉由在兩個或兩個以上候選結構之參數值之間進行內插而產生最終報告之參數值集合，此係假定彼等候選結構之兩者或全部皆具有高匹配記分。

此反覆程序之計算時間係主要地由步驟506及606處之前向繞射 模型判定，亦即，使用嚴密光學繞射理論自經估計目標形狀來演算經估計模型繞射圖案。

隨著使用微影所製造之特徵之尺寸變得愈來愈小，微影正變為用於使能夠製造小型IC或其他器件及/或結構之更具決定性因素。圖案印刷極限之理論估計可藉由瑞立(Rayleigh)解析度準則而給出，如方程式(1)所展示：

其中λ為所使用輻射之波長，NA為用以印刷圖案之投影系統之數值孔徑，k₁為程序相依調整因數(亦被稱為瑞立常數)，且CD為經印刷特徵之特徵大小(或臨界尺寸)。自方程式(1)可見，可以三種方式來獲得特徵之最小可印刷大小之縮減：藉由縮短曝光波長λ、藉由增加數值孔徑NA，或藉由減低k₁之值。

為了縮短曝光波長且因此縮減最小可印刷大小，已提議使用極紫外線(EUV)輻射。EUV輻射為具有在5奈米至20奈米之範圍內(例如，在13奈米至14奈米之範圍內)之波長之電磁輻射。已進一步提議可使用具有小於10奈米(例如，在5奈米至10奈米之範圍內，諸如，6.7奈米或6.8奈米)之波長之EUV輻射。此輻射被稱為極紫外線輻射或軟x射線輻射。舉例而言，可能之源包括雷射產生電漿源、放電電漿源，或基於由電子儲存環提供之同步加速器輻射之源。

一種使能夠在EUV系統中使用以繞射為基礎之度量衡之可能方式係使用相移圖案化器件。此相移圖案化器件包含在經重導向光束中產生相移以便使輻射光束離軸地偏轉之渠溝(或其他相移特徵)。相移度(及因此，偏轉度)相依於散焦度。所得目標可包含：第一結構，其係經由不具有渠溝之圖案化器件特徵而印刷，且因此印刷於基板上之非相依於焦點之位置處；及第二結構，其係經由具有渠溝之圖案化器件 特徵而印刷，且因此印刷於基板上之相依於焦點之位置處。以此方式，第二結構(相對於第一結構)之位置係焦點相依的。然而，此配置可不理想，此係因為其可需要複雜且難以製造之圖案化器件。

本文所提議之量測方法使用交織式散射計疊對目標之經修改版本以用於雙重圖案化疊對量測。經修改目標為此交織式疊對目標與上文所描述之焦點校準標記之組合。

圖7a展示交織式散射計疊對目標700，其包含交替之第一結構705及第二結構710。第一結構705及第二結構710兩者皆並非有意地係焦點相依的。特定地在此實例中，第一結構705及第二結構710之經印刷線不對稱性並不係焦點敏感的。當然，在任何特徵之形成中將總是存在某一焦點相依性(例如，該特徵之剖面將依據焦點而改變)，此情形精確地為焦點控制在微影程序中顯著之原因。

圖7b說明經組態以用於以繞射為基礎之焦點(DBF)量測之DBF目標715。其包含複數個DBF結構720，複數個DBF結構720中之每一者包含高解析度子結構725。基節距(base pitch)之頂部上之高解析度子結構725產生用於每一DBF結構720之不對稱抗蝕劑剖面，其中不對稱度相依於焦點。因此，度量衡工具可自此DBF目標715量測不對稱度且將此不對稱度轉譯成掃描器焦點。

雖然DBF目標715實現以繞射為基礎之焦點量測，但其可能不適合於在所有情形中使用。EUV抗蝕劑膜厚度顯著地小於用於浸潤微影中之EUV抗蝕劑膜厚度，此情形使難以自形成目標之部分之結構的不對稱剖面提取準確不對稱性資訊。另外，此等結構可能不遵照適用於某些產品結構之嚴格設計約束。在器件製造程序期間，圖案化器件之圖案之所有特徵應印刷且經得住後續處理步驟。器件製造商使用作為用以限定特徵設計之方式之設計規則，以幫助確保經印刷特徵符合其程序要求。一種此類設計規則與結構之容許大小相關。另一此類設計 規則為圖案密度，其將所得抗蝕劑圖案之密度限定為處於特定範圍內。

圖案密度係與缺陷度密切地相關，此係因為拋光及擴散步驟可需要某一程度之均一性以避免產生缺陷。此情形在(例如)間隔程序中顯著，在間隔程序中將薄層沈積於抗蝕劑特徵上方，且無論抗蝕劑邊緣曾經存在於何處，另外程序步驟皆將該等特徵縮減至小線。在間隔程序之後達成最小圖案密度要求意謂可沒有可能使用大特徵，此係因為僅抗蝕劑邊緣作為薄線被轉印至基板。就此而言，DBF目標715之DBF結構720可太大。因此，為了增加間隔程序圖案密度，可需要增加抗蝕劑圖案邊緣之數目。

度量衡特徵亦應遵照此等設計規則，此係因為其可能以其他方式變為缺陷來源。因此，度量衡目標應由小特徵組成，又仍能夠產生在給出波長及捕捉角度之限制的情況下可由度量衡工具偵測之信號。對於DBF目標715，在間隔程序之後的所得圖案密度可顯著地太小。

圖7c說明根據本發明之一實施例之經修改目標730。目標730包含第一結構740及第二結構750。第一結構740並非焦點相依的，且基本上相似於圖7a之第一結構705。第二結構750包含高解析度子結構760及低解析度子結構770。高解析度子結構760應具有小於200奈米之寬度，以便不被散射計偵測為個別結構。在各種實施例中，高解析度子結構760皆可具有小於100奈米、小於50奈米或小於25奈米之寬度。在一實施例中，高解析度子結構760及低解析度子結構770兩者可具有相似CD；例如，低解析度子結構770可比高解析度子結構760寬僅10奈米至40奈米。

子結構760之高解析度之效應為：子結構760在用以印刷目標730之輻射光束係在最佳焦點區內時僅印刷於基板上。在最佳焦點區外部(亦即，當光束散焦時)，子結構760(或其部分)並不印刷。因此，經 印刷第二結構750之形式相依於輻射光束之焦點。此與由上文所描述之相移光罩引起的目標形成對比，對於該等目標，第二結構之位置而非形式係焦點相依的。以此方式，可在無需渠溝或相似特徵用於變更相位的情況下使用更習知之圖案化器件。

第二結構750之形式改變可使其自身表現為第二結構750之重心(CoG)之移位，該移位可被散射計偵測為光瞳不對稱性。可對照經程式化焦點偏移基板來校準CoG移位。藉由曝光具有已知焦點偏移之基板，吾人可校準經設計目標依據焦點之行為(如由散射計所偵測)。結果為相似於圖11中之曲線1100的曲線。在運用此經校準曲線的情況下，可以最佳焦點而曝光基板，且可比較測定散射計回應與曲線1100以判定用於基板上之每一量測之焦點位置。

另外，相比於DBF目標715，在第二結構750之間存在第一結構740會增加圖案密度。

圖7d展示包含第一結構775及第二結構750之目標730'，第一結構775及第二結構750兩者係焦點相依的，此係因為其兩者皆包含高解析度子結構760及低解析度子結構770。由於如下原因而使第一結構775之焦點相依性不同於第二結構750之焦點相依性：高解析度子結構760對於第一結構775係在低解析度子結構770之一個側上，且對於第二結構750係在低解析度子結構770之對置側上。以此方式，對於第一結構775及第二結構750的經由焦點之CoG移位將處於相反方向上。

目標730、730'展示高解析度子結構760，其包含數個高解析度桿體，每一桿體具有相似線寬(大約15奈米至25奈米；例如，22奈米)，且在與第一結構740及低解析度子結構770相同之方向上延伸。然而，其他組態係可能的。

圖8展示第二結構750之實例另外組態的細節。在每一狀況下，展示第一結構810、810'及第二結構850、850'、850"之單一實例。為 了製造目標，以與圖7c所展示之方式相似的方式或在圖8(d)之實例中以與圖7d所展示之方式相似的方式將此等對之結構重複若干次。

圖8(a)展示第二結構850，其相似於第二結構750，惟如下情形除外：高解析度子結構860在解析度(線寬)方面變化，在遠離低解析度子結構870之方向上自較低解析度轉至較高解析度。此情形提供經由焦點的第二結構850之形式之增加變化，此在於：小散焦度將意謂僅具有最高解析度之高解析度子結構860將未能印刷，其中未能印刷之高解析度子結構860之數目隨著散焦度增加而增加。此意謂：相依於散焦度，存在第二結構850可採取之數個不同焦點相依形式，且因此存在第二結構850中之數個可能重心移位。高解析度子結構860中之最小高解析度子結構可與微影裝置解析度所允許之窄度一樣窄。

在一實施例中，高解析度子結構860之寬度在15奈米與25奈米之間變化。高解析度子結構860皆可具有不同線寬，或可包含具有相同線寬之鄰近子結構。舉例而言，雖然高解析度子結構860可以減低線寬之次序而配置(如先前段落中所描述)，但此配置可包括具有相同線寬之一些(例如，兩個最薄)鄰近高解析度子結構860。

圖8(b)展示包含水平子結構860'之第二結構850'，水平子結構860'在垂直於低解析度子結構870之方向的方向上延伸。第二結構850'基本上相同於圖7b中之DBF結構720。此等結構展示對產生第二結構850'依據焦點之CoG移位之線端(尖端至尖端)焦點回應。因為所有水平子結構860'在圖案化器件處具有相同CD，所以線端之右側依據散焦而「拉回」，使得每一子結構860'之長度隨著散焦而變化：散焦度愈大，每一水平子結構860'將愈短。

相依於應用，在具有垂直子結構或水平子結構時可具有優點。一個子結構或另一子結構可對程序變化、劑量變化或特定像差較敏感。當考慮儘可能接近於實際產品(關於焦點及像差敏感度)而表現之 目標設計時，吾人可考慮圖7或圖8所說明之任何設計，或屬於申請專利範圍之範疇的任何其他設計。

圖8(c)展示包含子結構860"之第二結構850"，子結構860"基本上組合子結構860及子結構860'之概念。第二結構850"包含子結構860"之二維陣列，子結構860"經配置成使得每一子結構860"之寬度在水平方向上減低。此配置可潛在地產生類產品像差敏感度。

圖8(d)展示基本上相似於圖8(a)所說明之第二結構的第二結構850，第二結構850鄰近於包含高解析度子結構880之第一結構810'。高解析度子結構880相似於高解析度子結構860，但在相反方向上配置(相比於厚至薄為薄至厚)。與高解析度子結構860相對於低解析度子結構870相比較，高解析度子結構880亦在低解析度子結構890之對置側上。

圖9展示以最佳焦點f₀而印刷的具有圖8(a)所展示之類型之第二結構950a之目標900，及以不同散焦度而印刷且具有第二結構950b、950c、950d的目標910、910'、920、920'、930、930'。目標900使所有高解析度子結構960被印刷，甚至是具有最高解析度之彼等子結構。目標910及910'(其中每一者係以參考最佳焦點f₀具有相同量值但具有不同正負號之散焦度而印刷)具有第二結構950b，其中較少高解析度子結構960被印刷。針對目標920、920'及目標930、930'重複此圖案；在每一狀況下，隨著散焦度之量值增加，經印刷高解析度子結構960之數目減低。

圖10說明(a)目標900之經印刷第二結構950a與(b)目標920(或920')之經印刷第二結構950c之間的重心移位。在每一狀況下，頂部圖式展示實際經印刷目標900、920，而底部圖式展示檢查每一目標900、920之散射計在實際散射量測信號之模型化/分析之後有效地「看到」(亦即，偵測)之事項的近似。在底部圖式中，可看出，第二 結構950a、950c係由散射計看作寬度相依於所印刷之高解析度子結構960之數目的有效結構1060、1060c。在圖10(a)中，所看到之第一有效結構1060(參考對應第一結構1040)之重心被標註為x。在圖10(b)中，所看到之第二有效結構1060c之重心可被看到不等於x。

重心移位可由散射計偵測為繞射輻射之正繞射階與負繞射階之間的不對稱性。因此，經偵測不對稱性為焦點之指示，且因此，藉由使用散射計以量測不對稱性，可判定用以印刷目標之焦點。目標之不對稱性將影響用於對應正繞射階及負繞射階之繞射圖案。若在目標中不存在不對稱性，則正繞射階及負繞射階將具有相同光譜剖面。正繞射階及負繞射階之光譜分量之差的分析可用以判定目標之不對稱性。片語「正繞射階及負繞射階」係指1繞射階及高繞射階中之任一者。繞射階包括既不為正亦不為負之零階(鏡面反射)，且接著包括以被方便地稱作正及負之互補對而存在之高階。非零階可被稱作高階。因此，+1階及-1階為正階及負階之實例，+2階及-2階、+3階及-3階等等亦為正階及負階之實例。將在無限制的情況下主要地參考+1階及-1階來說明實例。

圖11為y軸上之不對稱性或重心及x軸上之焦點的標繪圖1100，其用以說明如何獲得焦點正負號資訊。在圖9中，可看出，經印刷目標910及910'係不可區分的，目標920及920'以及目標930及930'亦係不可區分的。對於每一對，散焦度之量值相同，但正負號不同。此唯一性問題意謂需要用以提取焦點正負號資訊之方法。該方法包含以已知偏移故意離焦地曝光基板，使得所有焦點值係在標繪圖1100之峰值之一個側上。舉例而言，已知焦點偏移將意謂所有測定焦點值係在區1110內。可接著自測定焦點值減掉已知焦點偏移以找到具有正確正負號之實際焦點值。

所提議方法可包含校準程序，接著為監測與控制程序。校準程 序包含曝光焦點曝光矩陣(FEM)基板，及依據焦點而量測高階不對稱性以便演算焦點校準曲線。FEM基板可用作用於散射計之校準基板。如在此項技術中所知，FEM基板包含已被塗佈有光阻之基板，以焦點偏移與曝光偏移之多個組合而將一圖案曝光至該光阻上。監測與控制程序可包含離焦地曝光監測基板(以獲得如上文所描述之正負號資訊)，及量測高階不對稱性。可接著使用在校準程序期間演算之焦點校準曲線而將此測定高階不對稱性轉換至焦點。

為了自監測基板判定校準曲線，可以經程式化焦點偏移(例如，Rx傾角)而曝光數個場。此情形縮減程序相依性。

由於對離焦地曝光監測基板之需要，該方法更容易適用於產品外量測。在產品上而故意離焦地曝光係明確不理想的。然而，該方法可藉由提供具有利用三維光罩(M3D)效應之圖案化器件構形(topography)之目標設計而適應於產品上焦點控制。光罩圖案化器件可使得在曝光期間，產品結構係焦點對準地形成，且目標係以焦點偏移而焦點未對準地形成。此光罩圖案化器件可包含M3D特徵(諸如，散射桿體)，相對於以最佳焦點而曝光之產品特徵，M3D特徵用以產生至目標之M3D誘發性最佳焦點偏移。在一實施例中，M3D特徵可包含先前實施例之高解析度子結構。在考量由M3D效應引起之最佳焦點偏移的情況下，可接著以相似於已經描述之方式的方式來量測具有焦點相依M3D特徵之此等目標且判定焦點。

圖12及圖13說明用於獲得正負號資訊之另外方法。為了理解此方法，應瞭解，上文所描述之交織式目標之焦點回應實際上為經印刷不對稱線回應(其依據焦點而為大致線性)與交織式目標設計(兩個結構群體之間的重心(CoG)之差)之組合。此情形係由圖12(a)及圖13a說明。圖12(a)為如特別關於圖8(b)而已經論述之交織式目標設計1200(但此概念適用於本文所描述之其他交織式目標設計中之任一者)。目 標1200包含第一結構1210及第二結構1220。第一結構可屬於(例如)本文所揭示之任何形式。此處將第二結構1220展示為相似於DBF結構720(圖7b)或圖8(b)中之第二結構870。圖13a之曲線1330為經由焦點(x軸)之所得信號回應(y軸)。此曲線1330包含曲線1310與線1320之總和，曲線1310表示歸因於目標1200之CoG移位的對焦點之信號回應，線1320表示歸因於第二結構1220之不對稱性的對焦點之信號回應。

提議藉由組合多個(交織式)目標之信號來解決目標1200之正負號問題。藉由改變(例如)不對稱線之設計屬性，同時使相對於不對稱線之對稱線段置放保持相同，可處理唯一性問題。圖12(b)中說明此目標1230。該目標包含第四結構1240，第四結構1240之形式不同於第二結構1220之形式，但屬於相同基本設計，差異係與諸如高清晰度特徵之線寬及/或長度之參數相關。目標1230中的第三結構1250(其基本上相同於第一結構1210)與第四結構1240之相對置放相似於目標1200中的第一結構1210與第二結構1220之相對置放。

在圖13b中可看出，交織式目標1200及1230之柏桑(Bossung)類型行為保持相似，如由曲線1310及1340之相似度所展示(其中曲線1340表示歸因於目標1230之CoG移位的對焦點之信號回應)，而不對稱線內容1350改變，此係因為第四結構1240之形式不同於第二結構1220之形式。亦展示所得焦點回應曲線1360。實際上，此意謂不同交織式目標1200、1230之柏桑頂部將相對於彼此而移位。可接著藉由如下操作來處理唯一性問題：找到如圖13c所說明之不對稱性信號1330、1350兩者之差--所得信號1360將相依於CoG信號之類柏桑行為與不對稱性線信號之差之間的相似度；及/或藉由製造目標1200、1230兩者之(多變量)焦點(劑量)模型。

應注意，原則上，第三結構及第四結構可不相似於第一結構及 第二結構。原則上，第三結構及第四結構之置放可不相似於第一結構及第二結構之置放。

另外，可藉由執行交織式線結構之不對稱結構回應及置放之最佳化工序而將最佳焦點偏移預選擇至目標回應中。用於柏桑頂部偏移之此設計方法相比於使用如上文所描述之M3D效應之方法可較佳，此係因為M3D效應係不可預測的且可隨著不同圖案化器件及橫越圖案化器件圖案而變化。

獲得正負號資訊之此直接方法(如圖13c所說明)較適用於非EUV應用(較厚抗蝕劑)，其中結構之不對稱性較顯著。在此等較厚抗蝕劑應用中，使用交織式目標之主要原因係增加圖案密度。在使用如圖11所說明之正負號提取方法的情況下，可在EUV薄抗蝕劑應用中使用最佳焦點偏移之預選擇。然而，原則上，最佳焦點偏移方法適用於最佳焦點設定為最佳化參數的任何量測(因此亦適用於非EUV應用)。典型應用可為監測器類型應用。對於產品上應用，藉由使用者之程序來判定最佳焦點設定，且因此應設計在使用者指定條件下工作之焦點量測解決方案。

上文提及，圖7b所展示之DBF目標715可能不滿足某些設計規則之圖案密度要求。為了增加圖案密度，可藉由縮減基節距抑或將虛設特徵加入於目標內來改變目標設計。然而，縮減基節距很可能不可行，此係因為此情形將造成由度量衡工具使用之繞射階展開超出當前光學件之解析度。為了處理此情形，如已經描述，提議在DBF結構720之間提供另外結構(諸如，圖8中之第一結構810)。然而，此等第一結構之印刷亦困難，此係因為產生不對稱抗蝕劑剖面之高解析度特徵725限制用於第一結構之圖案化器件上可用之空間。因此，用於印刷含有在由度量衡工具捕捉之節距下之圖案剖面不對稱性及所需圖案密度兩者之目標的不同方法係理想的。

因此，提議在無需第二圖案化器件或第二圖案化器件圖案的情況下在兩次分離曝光中產生第二結構720及第一結構810。圖14a及圖14b中說明此方法。

圖14a展示圖案化器件1400區，其包含主產品區域1405及在主產品區域1405之周邊處之切割區域1410(出於清楚起見，切割區域1410被展示為相對於主產品區域1405比切割區域1410之實際區域更大)。在切割區域1410中，第二結構1415係在主產品區域之一個側上。亦展示在第二結構1415之曝光之後實際上將印刷於基板上之第二結構1415'及結構1420的細節。在切割區域1410中，第一結構1425係在主產品區域1405之另一側上與第二結構1415直接地對置。此外，展示在第一結構1425之曝光之後實際上將印刷於基板上之第一結構1425'及結構1430的細節。

圖14b展示如何印刷完整結構。其展示處於用於在基板上曝光之位置的圖案化器件1400區。其亦展示(點線)處於用於緊接地在目前曝光之前曝光之相對先前位置的圖案化器件1400'區。當將產品曝光至基板上時，其經曝光成使得產品區域之一個側上的切割道區域1410與先前曝光之產品區域之對置側上的切割道區域1410重疊。倘若第二結構1415及第一結構1425正確地定位於圖案化器件圖案上之產品區域之對置側上且彼此直接地對置(僅圍繞y軸)，則其區域在每一對曝光期間(在同一列上)重疊(1440)。當然，第二結構1415及第一結構1425應經定位成使得個別結構在重疊區域1440內交替，使得所得經印刷結構1445採取正確形式，其中第二結構1415與第一結構1425交織。

應注意，此方法涉及暗場(負)曝光，如圖式中所說明(其中暗區域指示抗蝕劑，所得目標為渠溝類型目標)。此係因為在供形成第二結構的習知目標之第一曝光之後抗蝕劑將不繼續存在於結構之間的基板上。

圖14a及圖14b描繪對稱結構與不對稱結構且特別是圖8(b)所展示之形式之結構的交織。然而，此方法可用以印刷本文所揭示之目標結構中之任一者。另外，亦有可能使用相同方法來使其他特徵及/或較小特徵陣列交織。

在另一實施例中，第一結構可為虛設結構。在此配置中，虛設結構不用以產生如上文所描述之CoG移位，僅自第二結構之不對稱性採取焦點量測。具有此等虛設結構之所得經印刷結構將具有所需圖案密度及在度量衡工具之捕捉窗內之節距下之不對稱剖面兩者。虛設結構可採取任何形式(例如，每一對第二結構之間的極高解析度多重線)。

用於增加圖案密度之此方法之使用並不限於DBF度量衡，而是可應用於用以增加圖案密度之任何度量衡特徵，及(例如)使用以放寬節距而印刷之特定成像效應之任何度量衡特徵。

最廣泛而言，此章節揭示一種經由一或多個圖案化器件或圖案化器件圖案而印刷一化合物結構之方法，其中該方法包含：對一基板執行一第一曝光，其中該第一曝光包含自位於一第一圖案化器件或一第一圖案化器件圖案上之第一圖案化器件結構印刷第一經印刷結構；及對一基板執行一第二曝光，該第二曝光鄰近於該第一曝光且使得在該基板上存在該第一曝光與該第二曝光之一重疊區，該重疊區包含該等第一經印刷結構，其中該第二曝光包含在該基板上之該重疊區中自位於該第一圖案化器件或第一圖案化器件圖案上或位於一第二圖案化器件或第二圖案化器件圖案上之第二圖案化器件結構印刷第二經印刷結構，藉此形成該化合物結構。

該圖案化器件或圖案化器件圖案可包含一產品區域及在該產品 區域周邊之一切割道區域，且該等第一圖案化器件結構及該等第二圖案化器件結構可位於該圖案化器件或圖案化器件圖案之該切割道區域中，或位於一不同圖案化器件或圖案化器件圖案之切割道區域中。該等第一圖案化器件結構可位於該切割道區域之一第一側處，且第二圖案化器件結構可位於與該產品區域之第一側對置的一側上，使得該等第一圖案化器件結構定位成相對於一單一軸線直接地對置於該等第二圖案化器件結構。

亦揭示一種圖案化器件，該圖案化器件包含一產品區域及在該產品區域周邊之一切割道區域，該圖案化器件進一步包含第一圖案化器件結構，及位於該圖案化器件之該切割道區域內之第二圖案化器件結構；該等第一圖案化器件結構位於該切割道區域之一第一側處，且第二圖案化器件結構位於與該產品區域之第一側對置的一側上，使得該等第一圖案化器件結構定位成相對於一單一軸線直接地對置於該等第二圖案化器件結構。

儘管實施例係關於EUV微影被描述，但本文中之實施例適用於使用處於其他(例如，較長)波長(例如，處於193奈米)之輻射之微影程序。

儘管在本文中可特定地參考微影裝置在IC製造中之使用，但應理解，本文所描述之微影裝置可具有其他應用，諸如，製造整合式光學系統、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。熟習此項技術者應瞭解，在此等替代應用之內容背景中，可認為本文中對術語「晶圓」或「晶粒」之任何使用分別與更一般之術語「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(通常將抗蝕劑層施加至基板且顯影經曝光抗蝕劑之工具)、度量衡工具及/或檢查工具中處理本文所提及之基板。適用時，可將本文中之揭示內容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，使得本文所使用之術語「基板」亦可指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內容背景中對本發明之實施例之使用，但應瞭解，本發明之實施例可用於其他應用(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，可以與所描述之方式不同的其他方式來實踐本發明。舉例而言，本發明可採取如下形式：電腦程式，其含有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)，其具有儲存於其中之此電腦程式。

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，可在不脫離下文所闡明之申請專利範圍之範疇的情況下對所描述之本發明進行修改。

810‧‧‧第一結構

810'‧‧‧第一結構

850‧‧‧第二結構

850'‧‧‧第二結構

850"‧‧‧第二結構

860‧‧‧高解析度子結構

860'‧‧‧水平子結構

860"‧‧‧子結構

870‧‧‧低解析度子結構

880‧‧‧高解析度子結構

890‧‧‧低解析度子結構

Claims (1)

1. 一種獲得與一微影程序相關之焦點資訊之方法，該方法包含：照明一第一目標，該第一目標包含交替之第一結構及第二結構，該等第二結構之形式係焦點相依的，使得其形式相依於用以形成該第一目標之一經圖案化光束之焦點，且該等第一結構之形式不具有與該等第二結構之焦點相依性相同的焦點相依性；及偵測由該第一目標散射之輻射以針對彼第一目標獲得表示該第一目標之一整體不對稱性的一不對稱性量測，該不對稱性量測指示在形成該第一目標時的該經圖案化光束之該焦點，其中使用一圖案化器件以產生該經圖案化光束，該圖案化器件包含用以形成該等第一結構之第一結構特徵及用以形成該等第二結構之第二結構特徵，其中：該等第一結構特徵及該等第二結構特徵兩者包含用以形成低解析度子結構之一低解析度子結構特徵；且該等第二結構特徵及在該等第一結構之該形式係焦點相依的情況下之該等第一結構特徵包含用以形成高解析度子結構之一高解析度子結構特徵，使得該第一目標中之高解析度子結構之數目及/或大小相依於在形成該第一目標時的該經圖案化光束之該焦點，其中該等高解析度子結構包含高解析度子結構之一個二維陣列。