TW201800738A - 檢測設備及方法、微影設備、元件製造方法及電腦程式 - Google Patents

Abstract

本發明揭示一種獲得描述一物件結構之資料之方法。該方法包含以下步驟：(a)藉由照明輻射照明該物件結構；(b)在藉由該物件結構散射之後調變該照明輻射之相位，該調變包含施加取決於至少一個可控制參數之一第一相位因數及具有一向量範數之一次加性函數之一形式之一像差函數；(c)捕獲複數個強度圖案，其中每一強度圖案對應於該至少一個可控制參數之一唯一值；以及(d)基於該複數個強度圖案重建構描述該物件結構之該資料。本發明亦揭示對應檢測及微影設備、製造元件之方法及電腦程式。

Description

檢測設備及方法、微影設備、元件製造方法及電腦程式

本發明係關於可用以(例如)在藉由微影技術進行元件製造中執行度量衡的檢測設備及方法。

微影設備為將所要之圖案施加至基板上(通常施加至基板之目標部分上)之機器。微影設備可用於(例如)積體電路(IC)之製造中。在彼情況下，圖案化元件(其替代地被稱作光罩或倍縮光罩)可用以產生待形成於IC之個別層上的電路圖案。可將此圖案轉印至基板(例如，矽晶圓)上之目標部分(例如，包括晶粒之一部分、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)層上來進行圖案之轉印。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的網路。 在微影程序中，常需要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(元件中兩個層之對準準確度)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。 已知散射計之實例常常依賴於專用度量衡目標之佈建。舉例而言，方法可需要呈簡單光柵形式的目標，該光柵足夠大以使得量測光束產生小於光柵之光點(亦即，光柵填充不足)。在所謂的重建構方法中，可藉由模擬散射輻射與目標結構之數學模型的互動來計算光柵之性質。調整該模型之參數直至經模擬互動產生類似於自真實目標所觀測之繞射圖案的繞射圖案為止。 除了藉由重建構進行特徵形狀之量測以外，亦可使用此設備來量測基於繞射之疊對，如公開專利申請案US2006066855A1中所描述。使用繞射階之暗場成像之以繞射為基礎之疊對度量衡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。可在諸如US2011102753A1及US20120044470A之眾多公開專利申請案中發現暗場成像度量衡之實例。可使用一複合光柵目標而在一個影像中量測多個光柵。已知散射計傾向於使用在可見或近IR波範圍內之光，此要求光柵比性質實際上受到關注之實際產品結構粗略得多。 另一方面，現代產品結構之尺寸如此小以使得其不能藉由光學度量衡技術而成像。舉例而言，小特徵包括藉由多重圖案化程序及/或間距倍增而形成之特徵。因此，用於大容量度量衡之目標常常使用比疊對誤差或臨界尺寸為所關注性質之產品大得多的特徵。量測結果僅與真實產品結構之尺寸間接地相關，且可不準確，此係由於度量衡目標不遭受微影設備中之光學投影下之相同失真，及/或製造程序之其他步驟中之不同處理。儘管掃描電子顯微法(SEM)能夠直接地解析此等現代產品結構，但SEM之耗時比光學量測之耗時多得多。諸如使用接觸墊來量測電性質之其他技術亦為吾人所知，但其僅提供真實產品結構之間接跡象。 替代性類型之檢測設備使用相位擷取技術。此類度量衡設備可用於直接量測可(例如)包含非週期性圖案之產品結構。相位擷取(PR)指代旨在自關於所量測強度之資訊及關於函數或其變換之一些先驗知識判定複合值函數之相位資訊的一類演算法。問題之複雜度係由於有關電磁場之相位及強度之方程式為非線性的，此使得相位擷取問題屬於反向不適定問題之種類。 將需要提供優於已經描述之彼等技術的改良相位擷取技術。

根據本發明的第一態樣，存在獲得描述物件結構之資料之方法，該方法包含以下步驟： (a) 藉由照明輻射照明該物件結構； (b) 在藉由該物件結構散射之後調變該照明輻射之相位，該調變包含施加取決於至少一個可控制參數之第一相位因數及具有向量範數之次加性函數之形式的像差函數； (c) 捕獲複數個強度圖案，其中每一強度圖案對應於該至少一個可控制參數之唯一值；以及 (d) 基於該複數個強度圖案重建構描述該物件結構之資料。 根據本發明之第二態樣，提供有檢測設備，其包含：照明光學系統，其可經操作以藉由照明輻射照明基板上之物件結構；調變器，其用於在藉由物件結構散射之後調變該照明輻射之相位，該調變包含施加取決於至少一個可控制參數之第一相位因數及具有向量範數之次加性函數之形式的像差函數；偵測器，其可經操作以在藉由該調變器調變之後捕獲相位調變輻射；以及處理單元，其可經操作以自所捕獲相位調變輻射判定複數個強度圖案(其中每一強度圖案對應於該至少一個可控制參數之唯一值)及基於該複數個強度圖案重建構描述物件結構之資料。 根據本發明之第三態樣，提供有製造元件之方法，其中物件結構藉由微影程序形成於一系列基板上，其中由第一態樣之方法量測一或多個經處理基板上之物件結構之性質，且其中所量測性質用於調整微影程序之參數以用於處理另外的基板。 其他相關態樣包含電腦程式產品及微影設備。 下文參看隨附圖式來詳細地描述本發明之另外態樣、特徵及優點，以及本發明之各種實施例的結構及操作。應注意，本發明不限於本文中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。基於本文中所含有之教示，額外實施例對於熟習相關技術者而言將為顯而易見的。

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示意性地描繪微影設備LA。該設備包括：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)；圖案化元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元件(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元件之第一定位器PM；兩個基板台(例如，晶圓台) WTa及WTb，其各自經建構以固持基板(例如，抗蝕劑塗佈晶圓) W，且各自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；以及投影系統(例如，折射投影透鏡系統) PS，其經組態以將由圖案化元件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。參考框架RF連接各個組件，且充當用於設定及量測圖案化元件及基板之位置以及圖案化元件及基板上之特徵之位置的參考。 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。舉例而言，在使用極紫外線(EUV)輻射之設備中，通常將使用反射光學組件。 圖案化元件支撐件以取決於圖案化元件之定向、微影設備之設計及其他條件(諸如，圖案化元件是否被固持於真空環境中)之方式來固持圖案化元件。圖案化元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元件。圖案化元件支撐件MT可為(例如)框架或台，其可視需要而固定或可移動。圖案化元件支撐件可確保圖案化元件(例如)相對於投影系統處於所要位置。 本文中所使用之術語「圖案化元件」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創製圖案的任何元件。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。一般而言，被賦予至輻射光束之圖案將對應於目標部分中所產生之元件(諸如，積體電路)中之特定功能層。 如此處所描繪，設備屬於透射類型(例如，採用透射圖案化元件)。或者，設備可屬於反射類型(例如，使用如上文所提及之類型之可程式化鏡面陣列，或使用反射性光罩)。圖案化元件之實例包括光罩、可程式化鏡面陣列及可程式化LCD面板。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「圖案化元件」同義。術語「圖案化元件」亦可被解譯為係指以數位形式儲存用於控制此可程式化圖案化元件之圖案資訊的元件。 本文中所使用之術語「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」之任何使用與更一般術語「投影系統」同義。 微影設備亦可屬於如下類型：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於微影設備中之其他空間，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大投影系統之數值孔徑。 在操作中，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，輻射源與微影設備可為分離實體。在此等狀況下，不認為輻射源形成微影設備之零件，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，當源為水銀燈時，源可為微影設備之整體零件。源SO及照明器IL連同光束遞送系統BD在需要時可被稱為輻射系統。 照明器IL可(例如)包括用於調整輻射光束之角強度分佈之調整器AD、積光器IN及聚光器CO。照明器可被用以調節輻射光束，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元件支撐件MT上之圖案化元件MA上，且係藉由該圖案化元件而圖案化。在已橫穿圖案化元件(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。藉助於第二定位器PW及位置感測器IF (例如，干涉量測元件、線性編碼器、2-D編碼器或電容式感測器)，可準確地移動基板台WTa或WTb，(例如)以便使不同目標部分C定位於輻射光束B之路徑中。類似地，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元件(例如，光罩)MA。 可使用光罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化元件(例如，光罩)MA及基板W。儘管如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)。類似地，在多於一個晶粒提供於圖案化元件(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。小對準標記亦可在元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相比於鄰近特徵無需任何不同成像或程序條件。下文進一步描述偵測對準標記之對準系統。 可在多種模式下使用所描繪設備。在掃描模式下，在將被賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時，同步地掃描圖案化元件支撐件(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相對於圖案化元件支撐件(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的寬度(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)。如在此項技術中為吾人所熟知，其他類型之微影設備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，使可程式化圖案化元件保持靜止，但具有改變之圖案，且移動或掃描基板台WT。 亦可採用對上文所描述之使用模式之組合及/或變體或完全不同之使用模式。 微影設備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EXP及量測站MEA--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。此使得設備之產出率能夠實質提高。預備步驟可包括使用位階感測器LS來映射基板之表面高度輪廓，及使用對準感測器AS來量測基板上之對準標記之位置。若位置感測器IF在其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相對於參考框架RF之位置。代替所展示之雙載物台配置，其他配置為吾人所知且可用。舉例而言，提供基板台及量測台之其他微影設備為吾人所知。此等基板台及量測台在執行預備量測時銜接在一起，且接著在基板台經歷曝光時不銜接。 如圖2中所展示，微影設備LA形成微影製造單元LC (有時亦被稱作微影單元或叢集)之零件，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設備。習知地，此等設備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、在不同程序設備之間移動基板，且將基板遞送至微影設備之裝載匣LB。常常統稱為自動化光阻塗佈及顯影系統(track)之此等元件係在自動化光阻塗佈及顯影系統控制單元TCU之控制下，自動化光阻塗佈及顯影系統控制單元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控制微影設備。因此，不同設備可經操作以最大化產出率及處理效率。 為了正確且一致地曝光由微影設備所曝光之基板，需要檢測經曝光基板以量測性質，諸如，後續層之間的疊對誤差、線厚度、臨界尺寸(CD)，等等。因此，經定位有微影單元LC之製造設施亦包括度量衡系統MET，度量衡系統MET接納已在微影製造單元中處理之基板W中的一些或全部。將度量衡結果直接或間接地提供至監督控制系統SCS。若偵測到誤差，則可對後續基板之曝光進行調整。 在度量衡系統MET內，檢測設備係用以判定基板之性質，且詳言之，判定不同基板或同一基板之不同層之性質如何在不同層間變化。檢測設備可整合至微影設備LA或微影單元LC中，或可為獨立元件。為了實現最快速的量測，可需要使檢測設備緊接地在曝光之後量測經曝光抗蝕劑層中之性質。然而，並非所有檢測設備皆具有足夠敏感度以對潛影進行有用量測。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所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影(semi-latent)。亦有可能對經顯影抗蝕劑影像進行量測-此時已移除抗蝕劑之經曝光部分或未經曝光部分。又，已經曝光之基板可被剝離及重工以改良良率，或被捨棄，藉此避免對已知有缺陷之基板執行進一步處理。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進一步曝光。 運用度量衡系統MET之度量衡步驟亦可在抗蝕劑圖案已被蝕刻至產品層中之後進行。後一可能性限制重工有缺陷之基板的可能性，但可提供關於製造程序整體上之效能之額外資訊。 任何類型的產品結構可經受藉由度量衡系統MET之量測。將假定已使用上文關於圖1及圖2所描述之類型之系統而藉由光學微影來形成產品結構。本發明適用於藉由任何技術(然而，不僅僅為光學微影)而形成之微觀結構之量測。 經製造元件之最終效能關鍵地取決於產品結構之各種特徵經由微影及其他處理步驟之定位及尺寸標註的準確度。藉由真實不完美的微影程序所製造的產品結構可產生略微不完美的結構。 疊對誤差可造成不完美地發生或在錯誤地點發生切割、接觸或其他修改。尺寸(CD)誤差可導致切割太大或太小(在極端狀況下，錯誤地切割相鄰線，或未能完全地切割預定柵格線)。元件之效能可受到微影效能之其他參數影響，諸如CD均一性(CDU)、線邊緣粗糙度(LER)及其類似者。出於上文所提及之原因，需要直接地對此等結構執行度量衡以針對CD、疊對及其類似者來判定微影程序之效能。 現將參看圖3描述用於獲得描述物件結構(諸如，產品結構)之資料之例示性檢測設備。應瞭解，檢測設備300可包含除下文描述之彼等光學組件之外的另外光學組件，例如額外成像光學件。 檢測設備300包含輻射源302，其發射照明輻射光束330。照明輻射光束330可包括所要波長之輻射，且可藉由適當之濾波機制濾波。光束傳播至照明光學系統304，其將照明輻射光束330聚焦至經聚焦照明輻射光束344中。照明輻射光束344應包含相干平面波或至少大致包含相干平面波。照明光學系統304可為反射或透射的，例如透鏡、二維彎曲鏡面或一系列一維彎曲鏡面。展示藉由將輻射光束聚焦至基板W上之實質上圓形光點S中而照明物件結構338(例如，產品結構)的照明光學系統。在本實例中，物件結構338為週期性產品結構，但當然將瞭解，例示性方法適用於任何類型的產品結構或其他微觀物件結構(且可包括例如包含週期性圖案、部分週期性圖案及/或非週期性圖案之產品結構)。 物件結構338處於光學配置350(例如，透鏡配置)之物件平面中。在光學配置350之光瞳平面內，定位有光學調變器360(例如，空間光調變器)，其可經操作以調變經散射輻射370之相位。偵測器308位於光學配置350之影像平面中，使得相位調變輻射380聚焦於偵測器308上。在本實例中，複數個強度圖案(影像)340藉由偵測器308捕獲，每一影像藉由具有相位調變輻射380之至少一個可變參數之唯一值的輻射形成。特定言之，至少一個可變參數係關於由光學調變器360提供之相位調變。所捕獲強度圖案隨後被傳輸至處理單元310。 經記錄強度圖案340及詳言之自其之強度量測用於重建構表示物件結構342之資料。在本實例中，藉由使用相位擷取演算法執行重建構。入射輻射與物件結構之互動表徵為複合值反射函數或透射函數，取決於正使用為反射或透射類型中之任一者的哪一量測設定。 存在用以自強度量測獲得相位資訊之若干方法，其包括： • 干涉法，其中光束干擾已知參考光束，因此將相位資訊轉化為可直接量測之強度資訊(例如，全息術)。 • 迭代演算法，諸如Gerchberg-Saxton-Fienup類型演算法，或ePIE (擴展疊層成像迭代引擎)。使用一個或若干強度量測及有可能之先前資訊，迭代演算法可用於自強度量測擷取相位資訊。 • 強度輸送方程式：此為描述強度作為側向相位分佈及強度分佈之函數如何沿著光軸變化之二階2D微分方程式。藉由適當之量測資料，可求解此微分方程式及擷取相位資訊。 • 相差顯微法，其中相位物件結構之傅立葉光譜之較低頻率經相位移位或移除，以使得可直接量測相位資訊作為強度資訊。 • 焦點變化，其中一系列穿過焦點強度量測用於直接或反覆地重建構物件結構之振幅及相位。 • 2D散光變化，其中藉由二階2D散光調變物件結構之傅立葉光譜之相位。該系列強度量測用於直接重建構物件結構之振幅及相位。 然而，此等方法中之每一者具有其各別缺點： • 干涉法需要在實驗上具有挑戰性之設定。 • 迭代演算法可展示停滯之問題，其在計算上可為昂貴的，不存在對收斂至正確之解之驗證(收斂至正確之解有時取決於隨機選擇之初始猜測)，有時需要大量先前資訊以用於成功重建構。 • 求解強度輸送方程式需要沿著光軸之強度之導數之近似值，且其需要二維二階微分方程式之數值整合，需要針對該微分方程式發現適當之邊界條件。因此，此方法需要一些近似值，及計算上昂貴之程序。 • 相差顯微法並非定量的且其僅施加至純相位物件結構：若物件結構具有不同於其相位分佈之振幅分佈，則振幅資訊及相位資訊可混合。 • 焦點變化基於相對於繞射階具有高信號振幅之零階之物件結構之傅立葉變換之假定提供對直接重建構之近似解，以使得可假設兩個繞射階之間的干擾項可忽略。 • 2D散光變化需要進行許多強度量測，部分由於需要改變兩個參數。 本文中所描述的改良相位擷取方法提供對直接(非迭代)重建構之更準確的解。 為了更好地理解改良相位擷取方法，認為相干平面波入射於物件結構338上，該物件結構具有2D複合值透射函數f (R )。此處，R 為真實空間中之2D向量。相位擷取方法之目標為僅使用來自偵測器340處之強度圖案之強度量測重建構f (R ) (亦即，發現其振幅及相位兩者)。物件結構338處於光學配置350之物件結構平面中，且在背焦平面中可發現物件結構338之傅立葉光譜(G )，該物件結構具有透射函數f (R ) (高達二次相位因數，與可出現之固定散焦設定相關)。此處，G 為透鏡之出射光瞳或背焦平面之傅立葉空間中之2D向量。在影像平面中，可量測強度I (R )：I (R )=|f (R )|² 。然而，(G )之相位可例如藉由將其與複合值相位因數相乘而經調變(例如，藉由使用調變器360)。複合值相位因數可取決於可控制參數A ，其可包含可改變之實數值純量參數，及固定像差函數f (G )。此複合相位因數可呈例如形式。類似技術用於相差顯微法中。在焦點變化之先前所描述之實例中，固定像差函數可為，且可控制參數A 接著為散焦。若藉由相位因數調變(G )，則偵測器308將量測。或者，複合值相位因數可取決於多於一個可控制參數，且其依附性相較於一參數A 及單一固定像差函數之簡單上述情況可較複雜。 然而，提議選擇呈以下形式之像差函數而非選擇為之像差函數：f (G )=h (n (G )), (1) 其中h ( x ) 為單調遞增次加性函數，及n(G )為向量範數。特定實例集合將為f (G )=|G | ^K ，其中|G |表示歐幾里德(Euclidian)範數，且K ∈(0,1)。可展示對於此函數，可藉由計算下式直接重建構物件結構f (R )之傅立葉變換(G ) (除了在點G =0 中，亦即零階空間頻率)：(2) 其中及A_n 可包含有限集合之N個參數值A，其可例如藉由間隔Δ _A 等距地間隔開。可展示此重建構以最適合充分小間隔Δ _A 及充分大範圍N Δ _A 。然而，可能需要減小量測之數目。此可藉由使用適當之濾波器H ( A ) (例如，高斯函數)達成，使得：(3) 界定：(4) 此等於除了在G =0 之情況下。重建構可因此藉由針對G =0 計算下式求解二次方程式而完成：(5) 圖4為描述根據一實施例之方法的流程圖。可例如使用諸如圖3中所說明之設備之設備執行此類方法。該方法包含以下例示性步驟： 在步驟400處，藉由照明輻射照明物件結構(例如，產品結構)。 在步驟410處，根據上述方程式(1)之形式之函數調變傅立葉光譜之相位。 在步驟420處，量測經散射、相位調變輻射之強度。 在步驟430處，判定是否已經執行足夠(例如，N個)量測，各自針對參數A之不同值。若未進行足夠量測，則在步驟440處，藉由恆定間隔Δ _A 改變參數A且重複前述步驟。在實施例中，經改變參數A可為相位像差分佈之強度之量度。舉例而言，參數A可包含相位像差函數之增益。 在步驟450處，在已經執行N個量測之後，此等N個(相位調變)量測經傅立葉變換，且隨後對其進行求和及乘以相位因數(例如，)以發現物件結構除了G =0 之傅立葉變換。可使用適當之濾波器(例如，高斯函數)執行此步驟。 在步驟460處，由透射函數f (R )所述之物件結構之重建構藉由求解用以判定「DC分量」(恆定分量)之方程式(5)之形式之二次方程式而完成。 上述實例為習知平面波「顯微法」實例，其中在真實空間(影像空間)中進行強度量測。然而，本文中所描述之相位擷取技術同樣適用於在傅立葉空間(繞射空間)中所進行之強度量測。此實施例可被稱為聚焦探測相干繞射成像(CDI)實施例。唯一差異為真實空間與傅立葉空間之角色調換。在已經描述之顯微法情況中，物件結構之傅立葉變換與相位因數及所量測之強度I (R )相乘。相比之下，在CDI情況中，將物件結構f (R )與焦點探測相乘，及在傅立葉空間中量測遠場之強度Ĩ(G )。在CDI情況之簡化記法中，在傅立葉空間中所量測之影像強度之模型為，其中藉由給定聚焦探測之相位分佈。 圖5展示此CDI實施例之簡化圖式。應注意，為簡單起見，此處將物件結構展示為透射而非反射，但應瞭解，原理相同。展示包含輻射源502、透鏡510、孔徑520、物件結構530、調變器540及偵測器550之檢測設備500。調變器540在透鏡510之影像平面處。偵測器550在傅立葉空間中且因此其捕獲之強度圖案包含遠場繞射圖案。尤其藉由散焦值∆z判定藉由透鏡形成之照明光點的有效大小。 理論 等式(1)至(5)之衍生如下： 已知對於參數A 之某一值的所量測強度I (R )之傅立葉變換Ĩ(G )藉由自相關函數給定：相對於A 傅立葉變換此產生：假定f(0 )=0(其可經假定而不丟失一般性，由於相位經界定高達可加常數)，可選擇： ω_A =f (G ) 以使得對於G ' =0 ，德耳塔函數之自變量為0。調用德耳塔函數之自變量：g (G,G' )=f (G )−f (G +G' )+f (G ') 若僅對於G'=0g (G ,G ' )為0，則其為之直接重建構。然而，存在三個問題 · 必須發現函數f (G )使得g (G ,G ' )僅針對G ' =0 。 · 無法相對於A 執行連續傅立葉變換，由於僅可執行在A 之不同值之情況下之有限數目個量測。 · 若G =0 ，則德耳塔函數之自變量對於任何G ' 均為0，因此對於G =0 此方式無法重建構。發現 f ( G ) 為了發現函數f (G )使得g (G ,G ' )僅針對G ' =0 ，首先考慮方程式式(1)之像差函數：f (G )=h (n (G )), 其中h ( x ) 對於x ≥0為單調遞增次加性函數(亦即，h (a + b )≤h (a )+h (b ))，僅在a =0或b =0之情況下保持該等式。n (G )為向量範數，按照定義三角不等式保持：n (G +G' )≤n (G )+n (G ') 以及n (G )=0⇔G =0 實例將為：n (G )=√(G_x ² + G_y ² ) 以及h( x)=x^K 其中K ∈(0,1)：g (G ,G ')=h (n (G ))+h (n (G '))−h (n (G +G ')) 為了判定哪一G ' 產生g (G ,G' )=0，注意到：h (n (G +G ')) ≤h (n (G )+n (G ')) (三角不等式，h 單調遞增) ≤h (n (G ))+h (n (G ')) (h 為次加性的) 其中僅在n (G )=0或n (G ' )=0時且因此僅在G =0 或G ' =0 時保持等式。因此：g (G ,G ')=0 僅當G =0 或G ' =0 時 (13) 換言之，若g(G ,G ')=0且G ≠0 ，則必須保持G ' =0 。因此，對於所有G 除了G =0 ，可重建構物件結構，亦即波場或波函數之振幅及相位。取樣有限數目個 A 給定有限數目個強度量測I (R ;A )，僅可估算對於A 之足夠大之範圍，此可給出良好重建構，但此可需要待執行之過多量測為切實可行的及/或可較佳地減小量測之數目。藉由使用如上矩形取樣窗口之對於估算 之問題為將在相對於A 之連續傅立葉變換之情況中獲得之德耳塔峰值現變為具有顯著旁瓣之一系列sinc函數。或者，應使用適當之濾波器H (A )(例如，高斯函數)：此重建構需要更少強度量測I (R ,A )成功。應注意，有限寬度(與無限窄德耳塔峰值相反)之峰值足夠，由於G 經像素化，且因此g (G ,G ' )呈離散值範圍。以 0 重建構 上述程序描述對於除了G =0 之所有G 如何重建構。因此，之計算將完成重建構。為了發現此值，應注意，對於經重建構：第一關係來自影像強度之DC位準等於傅立葉空間中波場或波函數之總功率的事實。給定，可界定以下方程式：數量Y給出之二次方程式，其可經求解為另外，應瞭解，本文中所描述之方法中之任一者可包含額外方法步驟。此外，應瞭解，上述方法本質上與波長無關。在其他方面，可使用適合於成像特定物件結構的具有任何波長之輻射來應用上述方法。 與光學系統硬體相關聯，一實施例可包括含有機器可讀指令之一或多個序列的電腦程式，該等機器可讀指令界定重建構強度圖案及/或描述物件結構之資料之方法以及控制檢測設備300、500實施彼等度量衡配方之照明模式及其他態樣。可(例如)在用於影像計算/控制程序之單獨電腦系統中予以執行此電腦程式。或者，可在圖3之設備及/或圖1及圖2之控制單元LACU中之單元PU內完全或部分執行計算步驟。亦可提供有其中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)。 在以下編號條項中提供根據本發明之另外實施例： 1. 一種獲得描述一物件結構之資料之方法，該方法包含以下步驟： (a) 藉由照明輻射照明該物件結構； (b) 在藉由該物件結構散射之後調變該照明輻射之相位，該調變包含施加取決於至少一個可控制參數之一第一相位因數及具有一向量範數之一次加性函數之一形式的一像差函數； (c) 捕獲複數個強度圖案，其中每一強度圖案對應於該至少一個可控制參數之一唯一值；以及 (d) 基於該複數個強度圖案重建構描述該物件結構之該資料。 2. 如條項1之方法，其中描述該物件結構之該資料為描述散射該照明輻射之該物件結構之散射性質的一複合值波場。 3. 如條項1或2之方法，其中該重建構步驟包含對該等強度圖案執行相位擷取。 4. 如條項1、2或3之方法，其中在傅立葉空間中執行調變相位之該步驟及在真實空間中執行捕獲複數個強度圖案之該步驟，該等強度圖案包含2D影像。 5. 如條項4之方法，其中該傅立葉空間對應於形成該等2D影像之一光學配置之一出射光瞳。 6. 如條項1、2或3之方法，其中在真實空間中執行調變相位之該步驟及在傅立葉空間中執行捕獲複數個強度圖案之該步驟，該等強度圖案包含2D繞射圖案。 7. 如前述條項中任一項之方法，其中該至少一個可控制參數之該等唯一值包含一系列等間隔之唯一值。 8. 如前述條項中任一項之方法，其中該像差函數包含至K次方的該向量範數，其中K ∈(0,1)。 9. 如前述條項中任一項之方法，其中該向量範數包含一長度。 10. 如前述條項中任一項之方法，其中重建構該資料之該步驟包含求和乘以對應於該第一相位因數之一第二相位因數之該複數個強度圖案；以及藉由求解一二次方程式而判定一DC分量。 11. 如條項10之方法，其中該第二相位因數為該第一相位因數之一倒數。 12. 如條項10或11之方法，其中該複數個強度圖案之該求和進一步包含施加一濾波函數。 13. 如前述條項中任一項之方法，其中該可控制參數包含一實數值純量參數。 14. 如前述條項中任一項之方法，其中該可控制參數包含該像差函數之一增益。 15. 一種檢測設備，其包含用於實施如條項1至14中任一項之該方法之構件。 16. 如條項15之檢測設備，其進一步包含： 一照明光學系統，其可經操作以藉由照明輻射照明一基板上之一物件結構； 一調變器，其用於在藉由該物件結構散射之後調變該照明輻射之相位，該調變包含施加取決於至少一個可控制參數之一第一相位因數及具有一向量範數之一次加性函數之一形式的一像差函數； 一偵測器，其可經操作以在藉由該調變器調變之後捕獲相位調變輻射；以及 一處理單元，其可經操作以自該捕獲相位調變輻射判定複數個強度圖案，其中每一強度圖案對應於該至少一個可控制參數之一唯一值；及基於該複數個強度圖案重建構描述該物件結構之資料。 17. 如條項16之檢測設備，其中該處理單元可經操作以對該等強度圖案執行相位擷取。 18. 如條項16及17之檢測設備，其中該調變器包含一空間光調變器。 19. 如條項16、17或18之檢測設備，其中該檢測設備包含用以在該偵測器上形成該等強度圖案作為2D影像之一光學配置，及該調變器位於該光學配置之一出射光瞳中。 20.如條項16、17或18之檢測設備，其中該檢測設備包含界定一影像平面之一光學配置，且其中該調變器定位在該影像平面處，及該偵測器位於該光學配置之一出射光瞳中。 21. 一種微影設備，其包含如條項15至20中任一項之一檢測設備。 22. 一種製造元件之方法，其中藉由一微影程序而將物件結構形成於一系列基板上，其中由如條項1至14中任一項之一方法量測一或多個經處理基板上之該等物件結構之性質，且其中使用該等經量測性質以調整該微影程序之參數以用於另外基板之處理。 23. 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條項1至14中任一項之一方法之該重建構步驟(d)。 24. 一種微影系統，其包含： 一微影設備，該微影設備包含： 一照明光學系統，其經配置以照明一圖案， 一投影光學系統，其經配置以將該圖案之一影像投影至一基板上；以及 一如條項15至20中任一項之檢測設備， 其中該微影設備經配置以使用藉由該檢測設備計算之一或多個參數以將該圖案施加至另外基板。 儘管上文已特定地參考在光學微影之內容背景中的本發明之實施例之使用，但將瞭解，本發明可用於其他應用中，例如，壓印微影。在壓印微影中，圖案化元件中之構形(topography)界定產生於基板上之圖案。可將圖案化元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，將圖案化元件移出抗蝕劑，從而在其中留下圖案。 對特定實施例之前述說明將因此充分地揭露本發明之一般本質：在不脫離本發明之一般概念的情況下，其他人可藉由應用此項技術之技能範圍內之知識、根據各種應用而容易修改及/或調適此等特定實施例，而無需進行不當實驗。因此，基於本文中所呈現之教示及導引，此等調適及修改意欲在所揭示之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，以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導引進行解譯。 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。

300‧‧‧檢測設備
302‧‧‧輻射源
304‧‧‧照明光學系統
308‧‧‧偵測器
310‧‧‧處理單元
330‧‧‧照明輻射光束
338‧‧‧物件結構
340‧‧‧強度圖案
342‧‧‧物件結構
344‧‧‧經聚焦照明輻射光束
350‧‧‧光學配置
360‧‧‧光學調變器
370‧‧‧經散射輻射
380‧‧‧相位調變輻射
410‧‧‧步驟
420‧‧‧步驟
430‧‧‧步驟
440‧‧‧步驟
450‧‧‧步驟
460‧‧‧步驟
500‧‧‧檢測設備
502‧‧‧輻射源
510‧‧‧透鏡
520‧‧‧孔徑
530‧‧‧物件結構
540‧‧‧調變器
550‧‧‧偵測器
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
EXP‧‧‧曝光站
IF‧‧‧位置感測器
IL‧‧‧照明器
IN‧‧‧積光器
I/01‧‧‧輸入/輸出埠
I/O2‧‧‧輸入/輸出埠
LA‧‧‧微影設備
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‧‧‧圖案化元件
MEA‧‧‧量測站
MET‧‧‧度量衡系統
MT‧‧‧圖案化元件支撐件
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
PW‧‧‧第二定位器
RF‧‧‧參考框架
RO‧‧‧機器人
SC‧‧‧旋塗器
SCS‧‧‧監督控制系統
SO‧‧‧輻射源/源
TCU‧‧‧自動化光阻塗佈及顯影系統控制單元
W‧‧‧基板
WTa‧‧‧基板台
WTb‧‧‧基板台

現將參看隨附示意性圖式僅藉助於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零件，且在該等圖式中： 圖1描繪微影設備； 圖2描繪其中可使用根據本發明之檢測設備的微影製造單元或叢集； 圖3示意性地說明根據本發明之第一實施例的用於獲得描述物件結構之資料之檢測設備； 圖4說明用於使用例如圖3之設備獲得描述物件之資料之方法；以及 圖5示意性地說明根據本發明之第二實施例的用於獲得描述物件結構之資料之檢測設備。

300‧‧‧檢測設備

302‧‧‧輻射源

304‧‧‧照明光學系統

308‧‧‧偵測器

310‧‧‧處理單元

330‧‧‧照明輻射光束

338‧‧‧物件結構

340‧‧‧強度圖案

342‧‧‧物件結構

344‧‧‧經聚焦照明輻射光束

350‧‧‧光學配置

360‧‧‧光學調變器

370‧‧‧經散射輻射

380‧‧‧相位調變輻射

W‧‧‧基板

Claims (15)

1. 一種獲得描述一物件結構之資料之方法，該方法包含以下步驟： (a) 藉由照明輻射照明該物件結構； (b) 在藉由該物件結構散射之後調變該照明輻射之相位，該調變包含施加取決於至少一個可控制參數之一第一相位因數及具有一向量範數之一次加性函數之一形式的一像差函數； (c) 捕獲複數個強度圖案，其中每一強度圖案對應於該至少一個可控制參數之一唯一值；以及 (d) 基於該複數個強度圖案重建構描述該物件結構之該資料。
2. 如請求項1之方法，其中描述該物件結構之該資料為描述散射該照明輻射之該物件結構之散射性質的一複合值波場。
3. 如請求項1或2之方法，其中該重建構步驟包含對該等強度圖案執行相位擷取。
4. 如請求項1或2之方法，其中在傅立葉空間中執行調變相位之該步驟及在真實空間中執行捕獲複數個強度圖案之該步驟，該等強度圖案包含2D影像。
5. 如請求項1或2之方法，其中在真實空間中執行調變相位之該步驟及在傅立葉空間中執行捕獲複數個強度圖案之該步驟，該等強度圖案包含2D繞射圖案。
6. 如請求項1或2之方法，其中該至少一個可控制參數之該等唯一值包含一系列等間隔之唯一值。
7. 如請求項1或2之方法，其中該像差函數包含至K次方的該向量範數，其中K ∈(0,1)。
8. 如請求項1或2之方法，其中該向量範數包含一長度。
9. 如請求項1或2之方法，其中重建構該資料之該步驟包含：求和乘以對應於該第一相位因數之一第二相位因數之該複數個強度圖案；以及藉由求解一二次方程式而判定一DC分量。
10. 一種檢測設備，其包含用於實施如請求項1至9中任一項之方法之構件。
11. 如請求項10之檢測設備，其進一步包含： 一照明光學系統，其可經操作以藉由照明輻射照明一基板上之一物件結構； 一調變器，其用於在藉由該物件結構散射之後調變該照明輻射之相位，該調變包含施加取決於至少一個可控制參數之一第一相位因數及具有一向量範數之一次加性函數之一形式的一像差函數； 一偵測器，其可經操作以在藉由該調變器調變之後捕獲相位調變輻射；以及 一處理單元，其可經操作以自該捕獲相位調變輻射判定複數個強度圖案，其中每一強度圖案對應於該至少一個可控制參數之一唯一值；及基於該複數個強度圖案重建構描述該物件結構之資料。
12. 一種微影設備，其包含如請求項10或11之一檢測設備。
13. 一種製造元件之方法，其中物件結構藉由一微影程序形成於一系列基板上，其中一或多個經處理基板上之該等物件結構之性質由如請求項1至9中任一項之一方法量測，且其中該等所量測性質用於調整該微影程序之參數以用於另外基板之處理。
14. 一種電腦程式產品，其包含用於使得一處理器執行如請求項1至9中任一項之一方法之重建構步驟(d)的機器可讀指令。
15. 一種微影系統，其包含： 一微影設備，該微影設備包含： 一照明光學系統，其經配置以照明一圖案， 一投影光學系統，其經配置以將該圖案之一影像投影至一基板上；以及 如請求項10或11之一檢測設備， 其中該微影設備經配置以使用藉由該檢測設備計算之一或多個參數以將該圖案施加至另外基板。