TW201812459A

TW201812459A - 半導體製程的量測方法與設備

Info

Publication number: TW201812459A
Application number: TW106119247A
Authority: TW
Inventors: 克里斯托弗奧斯夫尼特; 文森特魯費特
Original assignee: 愛美科公司
Priority date: 2016-06-10
Filing date: 2017-06-09
Publication date: 2018-04-01
Also published as: KR20190007000A; JP6753958B2; TWI704421B; JP2019526064A; US10481504B2; CN109313392A; KR102201794B1; CN109313392B; US20190137881A1; WO2017212035A1; US20200050112A1

Abstract

本發明係關於一種方法及設備，其用於判定產生於一半導體生產晶圓(即，用於在一晶圓上產生多個晶片之一製程中所使用之晶圓)上之一晶片之一圖案化層中之特徵之尺寸。該圖案化層之產生包含一微影步驟及一蝕刻步驟，其中用於產生該圖案化層之微影光罩具有一或多個不對稱標記。經印刷及經蝕刻之標記特徵之位置對微影及蝕刻參數敏感。根據較佳實施例，藉由疊對量測來量測此等位置變動，即，量測一標記相對於另一標記之位置變動。將獲得之「偽」疊對資料與一參數模型擬合，同時在一測試晶圓上量測特性特徵尺寸。經反轉之模型允許判定一生產晶圓上之特徵尺寸。將該方法應用於兩個不同層上允許判定該兩個層之特徵之間的邊緣放置誤差。

Description

半導體製程的量測方法與設備

本發明係關於半導體處理，特定言之，本發明係關於一種用於在製造一半導體晶片期間監測微影及/或蝕刻程序之量測方法。

半導體處理包含諸多微影及蝕刻步驟，其中將界定於一微影光罩中之一圖案暴露於一光源以導致該圖案印刷於沈積於逐層建立於一半導體晶圓上之一層堆疊上之一光阻膜上。在光阻劑顯影之後，蝕刻在堆疊之一層中重新產生圖案，例如，用於在一積體電路晶片之後段製程(back-end-of-line)堆疊之一層中實現一金屬導體圖案。現代處理技術中之經印刷及經蝕刻之圖案之特徵尺寸以奈米為單位，且監測經印刷/經蝕刻之特徵需要特定量測工具。特徵尺寸與複數個微影參數之相關性係廣泛研究之標的。US2005/0168716描述用於藉由建立使特定控制圖案之臨界尺寸與微影工具中所應用之劑量及焦點之設定值相關聯之一參數模型來監測微影程序之一方法。控制圖案之尺寸之量測藉由掃描電子顯微法(SEM)、原子力顯微法(AFM)、光學顯微術或其他方式來發生。然而，藉由SEM或AFM來判定特徵尺寸係耗時的且通常具破壞性。此外，此方法中所應用之控制圖案不符合設計規則。因此，不考量蝕刻參數對製造之圖案之影響。因此，需要允許在微影及蝕刻之後驗證一圖案之一可靠且非侵入性方式之替代方法。

本發明係關於一種如隨附申請專利範圍中所揭示之方法。本發明因此係關於一種用於判定一半導體生產晶圓(即，用於在一晶圓上產生多個晶片之一製程中所使用之晶圓)上所產生之一晶片之一圖案化層中之特徵之尺寸的方法。在本文中，術語「生產晶圓」相異於包含於本發明之方法中之校準步驟中所使用之一「測試晶圓」。圖案化層之產生包含一微影步驟及一蝕刻步驟，其中用於產生圖案化層之微影光罩具有符合設計規則之一或多個不對稱標記(即，其等重新產生於包含該等標記之精細元件之光阻層中)。經印刷且經蝕刻之標記特徵之位置對微影及蝕刻參數敏感。根據較佳實施例，藉由疊對量測來量測此等位置變動，即，量測一標記相對於另一標記之位置變動。明確而言，光學疊對量測係快速、非破壞性的，且由於疊對具固有差分，所以可實現所關注之圖案下方之層中變動之隔離。當前疊對量測能力通常展現單埃位準精確度。將在一焦點曝光矩陣(FEM)晶圓上獲得之所得「偽」疊對資料(亦可包含蝕刻參數之調變)擬合成一參數模型，同時在該FEM上量測特性特徵尺寸。反轉模型允許判定一生產晶圓上之特徵尺寸。將該方法應用於兩個不同層上允許判定該兩層之特徵之間的邊緣放置誤差。根據本發明，提供一種用於判定產生於一半導體晶圓上之一晶片之一圖案化層中之特徵尺寸的方法，該層之產生包含一微影步驟及一蝕刻步驟，該微影步驟包含： · 應用界定特徵之一圖案之一微影光罩，及 · 將一光阻層暴露於穿過該光罩之一光源，藉此獲得印刷圖案特徵，該方法包括下列步驟： - 在該微影步驟之後使導致該光阻層中之印刷標記特徵(即，在用於各不對稱標記之一印刷標記圖案中)之一或多個不對稱標記包含於該光罩中，且在該蝕刻步驟之後使該一或多個不對稱標記包含於經蝕刻之標記特徵中，其中： · 經印刷之標記特徵之位置取決於應用於該微影步驟中之一或多個微影參數之設定值， · 經蝕刻之標記特徵之位置取決於應用於該蝕刻步驟中之一或多個蝕刻參數之設定值， - 針對該等微影及/或蝕刻參數之複數個不同「設定」值而判定一或多個測試晶圓上之該等經印刷及/或經蝕刻之標記特徵之位置或代表其之一值， - 針對該等微影及/或蝕刻參數之相同複數個設定值判定該圖案化層之一或多個圖案特徵之尺寸， - 判定一或多個第一參數模型，其等使該等經印刷及/或經蝕刻之不對稱標記特徵之位置(即，表示該位置之一值)與該等微影及/或蝕刻參數之複數個不同設定值相關聯， - 判定一或多個第二參數模型，其等使經量測之特徵尺寸與該等微影及/或蝕刻參數之複數個不同值相關聯， - 反轉該一或多個第一參數模型，先前步驟係該方法之校準步驟。下列步驟可指稱該方法之「生產步驟」。該等校準步驟被一次執行且導致該第一參數模型及該第二參數模型及該反轉第一模型。可在複數個位置處將該等生產步驟應用於產生與一或多個生產晶圓上之複數個晶片上： - 在該生產晶圓上執行該微影步驟及該蝕刻步驟且判定相同經印刷及/或經蝕刻之不對稱標記特徵之位置， - 自經反轉之一或多個第一模型計算該等微影及/或蝕刻參數之一組「所得」值， - 藉由將該等「所得」值應用於該一或多個第二參數模型來判定該生產晶圓上之一或多個特性特徵之尺寸。藉由沿不對稱方向判定該經印刷或經蝕刻之標記圖案之質心之位置來較佳地判定經印刷或經蝕刻之一不對稱標記特徵之位置或代表其之一值，或代表該質心位置的一位置。代表該質心位置的一值係(例如)該質心至一偏移位置(其可為同樣包含於該微影光罩中之一對稱或不對稱偏移標記圖案之質心之位置)之一距離。可基於該標記圖案之一影像之一強度分佈來沿不對稱方向判定代表經印刷或經蝕刻之一不對稱標記圖案之質心位置的一位置。可藉由相對於一參考強度值來整合該強度分佈且判定該參考強度及該分佈之間之區域之質心而獲得代表質心之位置。根據一實施例，該等標記包括至少一對對稱標記及一不對稱標記或至少一對相反定向之不對稱標記，且其中在方法步驟「針對該等微影及/或蝕刻參數之複數個不同「設定」值判定一或多個測試晶圓上之該等經印刷及/或經蝕刻之標記特徵之位置或代表其之一值」中，判定代表所得對之經印刷或經蝕刻之標記特徵之位置的一值，該值依據該對經印刷或經蝕刻之特徵之間的距離而變化，其係藉由一疊對量測獲得，該值被稱為一「偽疊對回應」。該距離較佳地被判定為相反定向之不對稱標記對或一對稱標記及一不對稱標記對之質心之間的距離。該偽疊對回應可為該距離相對於一參考值之一改變，或其本身可為距離。根據一實施例，該疊對量測係一基於影像之疊對(IBO)量測。在後者情況中，該疊對量測可基於該不對稱標記之一影像之質心之判定，例如藉由沿不對稱方向判定跨該標記之一強度分佈之邊緣來獲得。根據一實施例，該等標記配置於一或多個IBO目標中，定位於該圖案化層內或附近，且其中一IBO目標包括複數個不同不對稱標記及/或依不同定向之相同不對稱標記之複數個重現以允許獲得根據該等微影及/或蝕刻參數而變化之多個偽疊對回應。根據一實施例，該等IBO目標之一或多者包括圍繞一中心點配置之相同標記之重現之一或多個交叉狀或風車狀叢集。根據一實施例，該疊對量測係一基於繞射之疊對(DBO)量測。根據一實施例，該等標記配置於一或多個DBO目標中，定位於該圖案化層內或附近，且其中一DBO目標包括一對交錯格柵，各格柵由相鄰地且依一重複方式配置之兩個標記(A,B)形成，該等標記(A,B)之至少一者係一不對稱標記，且其中與第二格柵相比，第一格柵中之兩個相鄰標記A與B之間的距離係不同的，該等距離之間的差異係預定。根據一進一步實施例，一DBO目標包括該等交錯格柵對之兩者，該第一對定向成垂直於該第二對。根據一實施例，藉由內插複數個特性特徵尺寸來判定該生產晶圓之該圖案化層中之額外特徵尺寸。根據一實施例，該等不對稱標記之至少若干者包括標記特徵，其等經定尺寸及/或依一方式配置以最佳化標記圖案之位置或代表位置之值對一或多個微影及/或蝕刻參數中之一變動之回應的類型，使得至少一回應展現依據該等微影及/或蝕刻參數而變動之一單調變動。根據本發明之方法之一實施例，在一或多個半導體生產晶圓上多次產生該晶片，且： - 在產生於該一或多個生產晶圓上之一晶片上判定該等特性特徵尺寸， - 基於一製造容限來驗證該等特性特徵尺寸， - 驗證結果用於計算該等微影及/或蝕刻參數之更新值，該等更新值經組態以將該等特性特徵尺寸維持於該容限內， - 將該等更新值應用於一或多個後續晶片之生產中。本發明係進一步關於一種用於判定一半導體晶片之兩個各自圖案化層之兩個特徵之間的一邊緣放置誤差(EPE)，其包括下列步驟： - 藉由上述方法來判定第一特徵及第二特徵之尺寸， - 判定第一層與第二層之間的疊對誤差， - 基於該疊對誤差來判定該邊緣放置誤差，其考量第一步驟中所判定之該第一特徵及該第二特徵之尺寸。根據用於判定一EPE之方法之一實施例，用於產生該兩層之微影光罩包括一混合目標之各自部件，第一部件包括第一光罩中所提供之標記，第二部件包括第二光罩中所提供之標記，且其中自量測於由該第一部件及該第二部件所致之印刷及/或蝕刻標記特徵之間之一疊對值獲得該第一層與該第二層之間之該疊對誤差之量測。可使用各層上之對稱標記之相對層至層放置或各層上之相反不對稱標記之總數中之相對層至層放置來判定該疊對誤差。根據較佳實施例，在一或多個半導體生產晶圓上多次產生該晶片，且： - 在產生於該一或多個生產晶圓上之一晶片上進行該EPE之判定，其基於由該方法之該等校準步驟判定之該第一參數模型及該第二參數模型， - 基於一製造容限來驗證該等特性特徵尺寸， - 驗證結果用於計算該等微影及/或蝕刻參數之更新值，該等更新值經組態以將該EPE維持於該容限內， - 將該等更新值應用於一或多個後續晶片之生產中。根據上述方法之任何者之較佳實施例，該等微影參數係劑量及失焦值且其中蝕刻參數係蝕刻偏差。根據該方法之較佳實施例，該微影光罩包括如圖4至圖10及圖16a之任何者中所描述之一或多個IBO目標及其任何組合，及根據標記之數目、標記類型之數目、彼此相對之標記之相對定位等等之其任何顯著變動。本發明同樣係關於可應用於本發明之方法中之任何IBO目標，且明確而言，本發明係關於本說明書中所描述之IBO目標。本發明因此係關於一種包括圍繞一中心點配置之相同標記之重現之一或多個交叉狀或風車狀叢集。本發明進一步係關於如圖4至圖10及圖16a之任何者中所描述之IBO目標及其任何組合，及根據標記之數目、標記類型之數目、彼此相對之標記之相對定位等等之其任何顯著變動。根據一實施例，該等IBO目標之至少一者包括其等均勻及週期性部分沿一第一方向配置之一第一群組之不對稱標記，及其等均勻且週期性部分沿垂直於該第一方向之一第二方向配置之一第二群組之相同不對稱標記。本發明同樣係關於一種可應用於本發明之方法中之DBO目標，且明確而言，本發明係關於本說明書中所描述之DBO目標。本發明因此係關於如圖11b、圖11c及圖12a及圖12b中所描述之DBO目標，及根據標記之數目、標記類型之數目、彼此相對之標記之相對定位等等之其任何顯著變動。根據一實施例，根據本發明之一DBO目標包括一對交錯格柵，各格柵由相鄰地且依一重複方式配置之兩個標記(A,B)形成，該等標記(A,B)之至少一者係一不對稱標記，且其中與第二格柵相比，第一格柵中之兩個相鄰標記A與B之間的距離係不同的，該等距離之間的差異係預定。根據一進一步實施例，根據本發明之一DBO目標包括該等交錯格柵對之兩者，該第一對定向成垂直於該第二對。本發明同樣係關於一種用於微影及蝕刻一半導體晶圓上之特徵之設備，其中該設備包括： · 一量測工具，其經組態以判定自包含於應用於該設備中之一微影光罩中之一不對稱量測標記獲得之一印刷標記圖案及一蝕刻標記圖案的位置， · 一電腦實施驗證單元，其包括具有用於執行至少下列步驟之一電腦程式之一記憶體，當運行該驗證單元時： o 藉由該量測工具獲取分別與複數個不對稱標記相關聯之複數個代表位置之值， o 基於使該等代表位置之值與微影及/或蝕刻參數聯繫之一第一參數模型來計算該等參數之值， o 基於使該等微影及/或蝕刻參數與晶圓上之特徵之特性尺寸聯繫之一第二參數模型來計算該等特性尺寸， o 對比一容限來評估該等特性尺寸。該驗證單元可進一步經組態以更新該等微影及/或蝕刻參數之一或多者，如評估結果所要求。該量測工具可為一IBO工具或一DBO工具。該驗證單元可包括具有用於當該程式在該驗證單元上運行時執行該等步驟之一電腦程式之一記憶體。本發明係亦關於一種當該程式在該驗證單元上運行時可應用於本發明之驗證單元中且經組態以執行該等步驟之一電腦程式產品。

根據本發明之較佳實施例，用於產生一圖案化層之微影光罩具有一或多個量測目標，各目標包括至少一不對稱標記。較佳地，目標包括至少一對對稱標記及一不對稱標記及/或一或多對相反定向、可鏡像化不對稱標記。在本文內，一「標記」經界定為經設計用於量測目的之一預定圖案。一目標包括一或多個標記且包含於含有待印刷之實際圖案之光罩之區域內或附近。對稱及不對稱標記之典型實例展示於圖1中，其繪示梳狀對稱(圖1a)及不對稱(圖1b至圖1d)標記及軌條狀對稱(圖1e)及不對稱(圖1f至圖1g)標記。因而熟知此類型之不對稱標記，亦熟知藉由根據此等圖案之微影來印刷之特徵對各種微影參數之調變敏感的事實。本發明將此特性應用於可用於監測一半導體晶片生產線中之微影印刷特徵且亦用於監測在蝕刻之後獲得之特徵的一方法中。為此，應用於本發明之方法中之對稱及不對稱標記需要符合設計規則，意謂：標記經定尺寸且經設計使得圖案之細間距特徵(諸如梳狀標記之細間距齒)可被轉移至一光阻層，使得細間距圖案可由一蝕刻程序被進一步轉移至一下伏層。應注意，可沿橫向於梳狀物或軌條之方向進一步分段不對稱標記以維持包括二維圖案之層(例如接觸或阻擋層)上之設計規則相容性。在本發明說明書中用於描述本發明之兩個微影參數係劑量及失焦值，失焦係與暴露工具上之一預定零失焦設定之偏差，例如以nm表示。劑量被界定為在暴露期間穿過光罩施加之能量，例如以mJ/cm²表示。失焦及劑量係可在微影工具上設定之值。此等劑量及失焦「設定」值在下文分別指稱「E_set 」及「F_set 」，或簡單指稱「E」及「F」。本發明中所使用之蝕刻參數係蝕刻偏差，其係指經蝕刻之影像與微影印刷影像之間之橫向尺寸的差異。蝕刻偏差E之判定需要一精確界定微影印刷特徵。蝕刻偏差之一「設定」值在本發明中指稱「B_set 」或「B」，例如以nm表示。可在蝕刻程序期間藉由將特定設定用於控制參數來設定蝕刻偏差(諸如蝕刻時間、蝕刻速率、電壓、腔室壓力等等)。應指出：替代劑量、失焦及蝕刻偏差或除劑量、失焦及蝕刻偏差之外，可使用其他參數。首先將解釋可應用於本發明中之標記之數個組態。根據本發明之較佳實施例，自一不對稱標記獲得之「經印刷或經蝕刻之標記特徵之位置」將被理解為沿不對稱方向(即，在如圖式中所展示之長形標記的情況中垂直於標記之縱向方向的方向)分別在微影或蝕刻之後獲得之標記圖案之質心之位置。質心係一標記圖案(對稱或不對稱)之整合區域之中心線，即，由經印刷或經蝕刻之標記圖案涵蓋之區域在質心之左側及右側係相同的。在本發明之方法之較佳實施例中，根據自標記圖案之質心至與微影及蝕刻參數無關或其本身依如標記圖案之一類似方式變動(依據該等參數而變動)之一偏移位置的距離來表達經印刷及/或經蝕刻之一不對稱標記圖案之位置。根據一較佳實施例，該偏移位置本身由包含於微影光罩中之一對稱標記或一不對稱標記界定。偏移不對稱標記可為其位置被判定之標記之鏡像影像。接著，目標包括一或多個標記對，其等經設計用於量測目的。圖2a展示包括一對對稱標記及一不對稱梳狀標記之一目標。圖2b展示包括一對兩個鏡像化不對稱梳狀標記之一目標。在圖2a/2b之各者中，在圖式頂部展示一視圖，其為標記之設計形狀，即，兩個標記之質心之間的距離S_ref 係當藉由微影或蝕刻來依一本質上最佳方式重現該等標記時獲得之距離：標記之寬度w、間距p及梳狀特徵之形狀及尺寸係恰好根據標記之設計。此等「最佳」程序條件在下文中亦稱作標稱程序條件。在微影步驟之後，在圖式之底部說明，此等標記導致一光阻層中之標記之印刷重現，即，印刷標記特徵。由於標記符合設計規則，所以在蝕刻之後被同樣重現，例如，採用光阻劑下方之一層中之溝槽之形式(「經蝕刻之標記特徵」)。經印刷及經蝕刻之重現取決於諸如E、F及B之程序參數。當此等參數不同於「最佳」組參數時，重現之標記圖案之尺寸不同於按設計之值，如圖2b中所繪示。然而，經印刷或經蝕刻之一對稱標記圖案之質心之位置對E、F及B之變動不敏感，此係因為對稱性。由於其不對稱結構，所以經印刷或經蝕刻之一不對稱標記圖案之質心之位置依據E、F及B之變動而沿垂直於該標記之縱向方向的方向改變。該改變被指示為依據圖2a及圖2b中之d(E,F,B)而變動。當使用兩個鏡像化不對稱標記時，該兩個標記之間的改變等於2d。在圖式中同樣指示質心之間的距離S。且如下獲得d及2d：在圖2a之情況中：在圖2b之情況中：在本發明之方法之較佳實施例中，藉由用於量測疊對誤差之技術中熟知之量測工具來偵測及量測改變d或2d以判定不對稱標記之位置，即，用於判定由不同微影光罩產生且由用於印刷兩層之光罩之間的一疊對誤差引起之兩個不同層之間之改變的量測。由於現在一單層中量測改變，所以經量測之改變在內文中係指一「偽疊對值」或「偽疊對回應」作為回應於用於印刷及蝕刻標記特徵之微影及蝕刻參數(對微影及蝕刻參數敏感)之值。偽疊對回應在下文中將由字母「O」表示。替代改變d或2d，距離S本身可被量測且可用作一「偽疊對回應」。偽疊對回應在隨附申請專利範圍之用語中係「表示經印刷及/或經蝕刻之一不對稱標記圖案之位置」之一值。可藉由基於影像之疊對(IBO)工具或基於繞射之疊對(DBO)工具來量測偽疊對回應。熟知此等工具本身用於疊對誤差之量測。標記之佈局在如下文將解釋之各情況中係不同的。可應用於本發明之方法及設備中之一IBO目標由如圖2a及圖2b中所展示之類型之複數個標記組成，其等分佈於IBO工具之視場(FOV)之間。經印刷之特徵具有可被IBO工具分辨之一總寬度「w」。例如，「w」可為近似500nm。精細梳狀結構具有無法被IBO工具分辨之一間距「p」，例如，「p」近似100 nm。IBO工具因此能夠一起判定目標特徵之質心之間的相對距離(如繪示由一對稱標記圖案及一不對稱梳狀標記圖案之IBO工具所見之影像之圖3a及圖3b中所繪示)及依據沿垂直於標記圖案之方向之位置而變動之強度分佈。由於細間距p無法被IBO工具分辨，所以工具沿不對稱方向橫跨標記看見一不對稱強度分佈。其可藉由量測一給定強度設定I_set 處之強度分佈之邊緣之相對位置來近似質心位置X_C ，即，X_C = (X₁ +X₂ )/2。判定質心位置之一更準確方式係藉由相對於一參考值I_ref 整合強度分佈(即，計算I_ref 與強度分佈之間的面積)，且判定分佈之質心(即，判定質心線之位置使得線之左側及右側之計算面積相同)。由於質心位置係基於影像，所以其可不同於上文關於圖2a及圖2b所界定之經印刷或經蝕刻之標記圖案之數學質心位置。然而，影像質心之經量測之改變d或2d在由IBO根據量測時可與數學質心改變成比例。包括至少一對相反定向不對稱標記或一對對稱標記及一不對稱標記之量測目標(如圖2a及圖2b中所展示)在下文中指稱IBO目標。圖4展示佔據經印刷或經蝕刻之面積之一最小比例之一IBO目標。經印刷之目標之面積可為約2平方微米。該目標包括具有相同不對稱設計且彼此相對旋轉180°之兩個標記1及1'。該等標記可為圖1中所展示之不對稱類型之任何者。藉由部分2及3之一相異影線類型來依一符號方式繪示該等標記之不對稱性以指示橫跨兩個區域之一圖案密度梯度。例如，針對一梳狀標記，部分2係一完整矩形且部分3係梳狀特徵之一陣列。該等標記沿其等縱向方向(即，部分2及3之不同圖案密度之間之分界線之方向)並排定位。圖4展示按設計之經印刷或經蝕刻之標記(在標稱程序條件下獲得)：質心之間的距離係S_ref 。當程序條件被擾亂且藉此偏離標稱條件時，質心之間的一改變2d可被一光學IBO工具偵測(參閱圖4b)。圖5及圖6中繪示其他類型之IBO目標。其等包括依一風車圖案(圖5)或一十字圖案(圖6)配置之兩對互相相反定向之不對稱標記4/4'及5/5'。四個標記係相同標記設計之全部重現。藉此可沿正交方向x及y量測質心改變2d。可見四個標記之四個質心形成具有一固定中心O_C 之一矩形，不論是否應用標稱程序條件(圖5a及圖6a)或擾亂程序條件(圖5b及圖6b)。此特性(即，點O_C 固定於一特定層中的事實)可用於偵測應用於程序中之兩層之間之一疊對誤差。當圖5或圖6之IBO目標在相同位置包含於連續應用於程序中之兩個光罩中時，IBO工具可偵測兩層之間之點O_C 之改變，且藉此沿兩個正交方向偵測一疊對誤差。應注意，圖4之目標中之質心之間的中點(線)係一固定線路，且可因此用於沿一方向判定疊對誤差。被圖5及圖6之目標佔據之經印刷/蝕刻之表面之面積可為約4平方微米。圖7a展示由在標稱條件下印刷之一標記叢集形成之又另一IBO目標。同樣地，設計係具有相同設計之不對稱標記之一風車叢集，但此時分別沿x方向及y方向延伸之兩對標記6/6'及7/7'之各者由具有相同定向之2個標記(6及6'為一對且7及7'為第二對)形成。因此，當程序被擾亂時(圖7b)，由質心形成之矩形之中心O_C 改變至一新位置O_C '。為了量測改變2d，需要圖7a之風車叢集之一180°定向版本。圖8展示包括在目標佈局之右上及左下象限中重複之圖7a之叢集10之一目標設計，及兩個剩餘象限(左上及右下)中之該叢集之一180°旋轉版本10'。此目標允許藉由量測中心點O_C1 相對於中心點O_C2 之相對移動來量測沿兩個方向之質心改變。然而，四個叢集之中心點O_D 保持固定而無關於來自標稱程序之擾亂，且可因此依上文所描述之方式用於經印刷/經蝕刻之層之間的實際疊對量測。圖9最終展示如同圖8之一類似目標設計，但其中應用兩個不同標記M1及M2 (例如一梳狀及一軌條狀標記)，藉此允許區分沿x及y之兩個不同E,F,B回應(所以事實上總共四個偽疊對回應)。中心點O_D 同樣可用於疊對量測。圖10展示可應用於本發明之方法中之一IBO目標之一進一步實例。包含於所展示之IBO目標中之標記配置成擬合於該IBO工具之視場(FOV)內之24個x定向及y定向十字之一矩陣，其中FOV中心由一唯一圖案識別標記15指示。圖10中一起識別不對稱標記十字A1、A2、A3及A4及對稱標記十字S1及S2。不對稱標記十字A1至A4之各者包括經定向使得十字之中心點依據程序參數而改變(如同圖7)之4個相同標記(即，相同標記設計之重現)。但四個十字形A1至A4中之標記係全部相異的。可見右上(UR)及左下(LL)目標象限中之不對稱標記A1至A4之不對稱性與左上(UL)及右下(LR)目標象限中之標記之不對稱性相反。由一特定不對稱設計之標記組成之一組4個十字(例如四個象限中之4個A1十字)接著界定沿x及y兩者之一特定(E, F, B)回應。IBO目標之一優點在於：其實現一目標內之多個(E, F, B)回應之同時擷取。在圖4之實例中，兩組對稱標記S1及S2可用作一參考。此使4組4個不對稱標記A1至A4無法區分沿x方向及y方向兩者之4個不同(E, F, B)回應(即，8個偽疊對回應)。作為IBO目標之一替代，可應用基於繞射之疊對(DBO)目標。圖11a展示技術中熟知之一DBO疊對目標之佈局，其由具有一間距「P」之一交錯繞射格柵組態中之光學相異元件(A,B)之一配置形成，通常近似500 nm至1000 nm。換言之，由元件A組成之一第一格柵與由元件B組成之一第二格柵交錯。各週期「P」內係重複元件(A,B)。格柵元件A及B必須足夠不同以引起加上第一階繞射強度與減去第一階繞射強度之一可量測差DI =I₊₁ – I_-1 。在一DBO疊對工具中量測此強度差。此係用於允許在穿過不同微影光罩打印元件A及B時判定疊對誤差之疊對值OVL之一量測。可應用於本發明中之一DBO目標包括一類似交錯格柵組態，但其中元件A及B包含於相同微影光罩中。在本發明之術語中，元件A及B在下文中指稱「光罩」。另外，光罩A或B之至少一者在上文所描述之意義上係不對稱的。圖11b及圖11c展示可應用於本發明中之一DBO目標之佈局之兩個實例。在第一實例(圖11b)中，標記A係對稱的且標記B係不對稱的：其係包括依一最大間距p ＜＜ P配置之一精細結構之一梳狀標記，該最大間距排除由該精細結構本身所引發之繞射，其可混淆或減損來自粗間距P處之格柵元件之繞射。圖11c展示其中A及B兩者係不對稱的之一實例。然而，A及B無法為鏡像影像：其等必須具有足夠不同以引起加上第一階繞射強度及減去第一階繞射強度之一可量測差異的尺寸。應用於至少一格柵中之標記必須為不對稱的以圖案化程序條件(E, F, B)來引發經印刷及/或經蝕刻之一格柵之一不對稱標記B之質心C相對於對稱格柵之標記A之質心C' (圖11b)或相對於相反不對稱格柵之標記A之質心C' (圖11c)的一相對移動。此等相對移動引起格柵之加上第一階繞射及減去第一階繞射之相對強度之一成比例變動。因此，一DBO工具可藉由量測DBO目標之一印刷或蝕刻版本上之強度差來量測一(E, F, B)回應，其由包括經印刷或經蝕刻之標記A及B之格柵形成。為了判定一交錯格柵內之兩個相鄰標記A及B之間之距離S之改變，提供包括由相同標記A及B形成之兩個格柵30及31但在兩個相鄰標記A與B之間之距離中具有一精確界定差異之一DBO目標(參閱圖12a)。用於格柵30及31之週期P係相同的。在格柵30中，兩個相鄰標記A及B之質心之間的「按設計」之距離係0.5P + DD。在格柵31中，此距離係0.5P - DD。改變DD係顯著小於0.5P使得格柵30及31表示格柵之稍微改變版本(其中DD = 0)的一精確界定值。當目標被印刷或蝕刻時，不對稱標記B之質心位置將被改變一距離d，如參考圖2所解釋。此意謂： · 格柵30中之經印刷或經蝕刻之標記圖案A與B之間的距離係0.5 P + DD + d。 · 格柵31中之經印刷或經蝕刻之標記圖案A與B之間的距離係0.5 P - DD + d。使用一DBO工具在兩個格柵之印刷或蝕刻版本上量測強度差DI₁ 及DI₂ 。此等參數與DD + d及-DD + d成比例(比例係數為一繞射係數k)：自此等不等式解出k及d得出：後一方程式允許基於DI₁ 及DI₂ 之一量測來判定偽疊對回應d。圖12中展示一典型DBO目標佈局。該目標包括兩對格柵。第一對35,36具有標記A及B，其中不對稱標記B之不對稱方向沿x方向且其中改變+DD及-DD應用於標記A與B之位置之間(即，相同於圖12a之格柵30及31)。第二對37,38相同於35,36但旋轉超過90°。該組4個格柵因此經設計以量測沿x方向及y方向之一(E,F,B)回應(即，兩個偽疊對回應d，一回應沿x方向且一回應沿y方向)。與IBO目標相比，DBO目標因此具有下列優點：若需要沿多個定向之多個回應，則其等需要一較大面積之光罩。因此根據本發明之較佳實施例，用於產生一給定圖案之一微影光罩具有如上文所描述之一或多個IBO及/或DBO目標，各目標提供呈偽疊對值O₁ 至O_n 之形式之一或多個(E,F,B)回應。為了建立O₁ ...O_n 與E，F及B之設定值之間的關係，執行一校準程序。將針對僅關於劑量及失焦之校準詳細描述該程序，但當包含蝕刻偏差時，方法係類似的。舉例而言，可提供容許量測總計n個偽疊對值O₁ ...O_n (例如，在圖10之目標之情況中，4個沿x方向且4個沿y方向)，其等依據劑量及失焦設定而變動。為了判定該等變動，在一或多個測試晶圓(被稱為焦點曝光矩陣(FEM)晶圓)上執行一校準程序。在此一測試晶圓上，在一光阻層中進行連續印刷，使用設定劑量值E_set 及設定失焦值F_set 之一不同值來進行各印刷。例如，針對數個恆定劑量設定而在恆定步驟中遞增失焦值，同樣在恆定步驟中遞增劑量設定。劑量及失焦設定之範圍可基於(例如)初步模擬。在各印刷中，如上文所描述般在一疊對量測工具中量測O₁ ...O_n 之值。此導致其中O₁ ...O_n 被描繪成一圖表中之資料點(依據E及F而變動)之一資料集。除此之外，同樣在FEM晶圓上之各印刷中量測印刷圖案內之數個特徵之尺寸。在圖案內(較佳地在目標附近)選擇此等特徵。選擇判定晶片之功能性之特徵，即，當未根據一預定製造規範來生產此等特徵時，晶片將會發生故障或極有可能發生故障。在本說明書中，此等選定特徵指稱「特性特徵」。替代在印刷圖案上量測特性特徵尺寸或除在印刷圖案上量測特性特徵尺寸之外，可在依蝕刻偏差之一給定值蝕刻圖案之後量測尺寸。可藉由任何適當技術(諸如SEM、AFM或其類似者)來量測此等尺寸。總計m個此等量測產生依據E及F而變動之一組資料CD₁ ...CD_m 。接著將一第一參數模型擬合成偽疊對資料O₁ ...O_n 。換言之，判定表示經量測之疊對資料之最佳近似值之數學函數O₁ =f₁ (E,F)...O_n =f_n (E,F)。將一第二參數模型擬合成特性特徵尺寸資料，即，判定表示經量測之特徵尺寸資料之最佳近似值之數學函數CD₁ =d₁ (E,F)...CD_m =d_m (E,F)。接著使該第一參數模型反轉。此係一數學運算，其產生函數E_get =F(O₁ ,...,O_n )及F_get = G(O₁ ,...,O_n )。劑量及失焦值標有「E_get 」及「F_get 」以使其等與最初所應用之「設定」值區分。「所得」值係自一特定目標之疊對量測導出之劑量及焦點值。E_get 及F_get 可歸因於模型近似值且歸因於其他因數(諸如量測雜訊、映射至有效劑量/焦點或劑量/焦點設定中之誤差上之FEM晶圓上之程序變動)而不同於設定值。根據本發明，經反轉之第一模型及第二模型隨後用於判定一生產晶圓上之特性特徵之尺寸，即，在生產包括使用相同光罩來印刷及蝕刻之一層之一晶片(包含校準中所使用之相同目標)期間。當在該生產晶片上印刷及蝕刻該層時，藉由一疊對工具來量測n個疊對值O₁ ...O_n 。此等值用於使用該反轉第一參數模型來計算E_get 及F_get ，其等隨後后進入第二參數模型來計算該生產晶圓上之特性特徵尺寸CD₁ (E_get ,F_get )...CD_m (E_get ,F_get )。藉此在無需該生產晶圓上之潛在破壞性量測(諸如SEM及AFM)的情況下判定特徵尺寸。當蝕刻偏差B被視為模型中之一參數時，則上述量測係相同的。需要將依據B而變動之校準資料集中於相同或進一步FEM晶圓上，藉由蝕刻至一下伏層中來將先前產生之光阻圖案轉移至FEM晶圓上。在FEM晶圓之連續晶粒上，蝕刻工具之設定經組態使得各晶粒或各群組之晶粒藉由一不同蝕刻偏差B被蝕刻。蝕刻後之(若干) FEM晶圓之偽疊對之量測產生依據E、F及B而變動之一資料集。可依上文所描述之一類似方式將一參數模型擬合成此等資料。亦可在微影之後且在蝕刻之前收集可能偽疊對資料。接著可基於預蝕刻偽疊對來建立依據劑量及失焦而變動之一「第一參數模型」，且可基於蝕刻後資料來建立依據劑量、失焦及蝕刻偏差而變動之另一「第一參數模型」。另一實施例將牽涉將校準僅基於蝕刻偏差B而非E及F。如先前所指示，可在印刷圖案上或蝕刻圖案上或兩者上量測特性特徵尺寸CD₁ ...CD_m 。當在兩者上量測時，事實上，將針對印刷特徵且針對蝕刻特徵兩者判定第二參數模型。替代E、F及B或除E、F及B之外，可在方法中使用任何數個其他微影及蝕刻參數。例如影響光阻劑之成像之系統條件(諸如透鏡系統之像差及微影工具中之掃描穩定性、光阻劑厚度及光阻劑處理工具中之烤板溫度)及影響藉由蝕刻之光阻劑影像之轉移之系統條件(諸如晶圓上之壓力、電壓、蝕刻反應器之氣體混合及圖案負載效應)。藉由本發明之方法在生產晶片上獲得之特性特徵尺寸回饋至併入或連接至應用於生產程序中之微影及/或蝕刻工具之一控制單元，其中相對於理論值而基於一給定製造容限來驗證該等特性特徵尺寸。驗證允許計算第一參數模型及第二參數模型(較佳為E、F、B)中所使用之處理參數之更新值。此等更新值允許確保後續生產晶片上之特性尺寸保持於製造容限內。任何熟知控制演算法及控制硬體可應用於實現上述控制策略。藉由基於樣本量測而非生產晶圓上之各晶片上所進行之量測來執行處理參數之回饋及更新而較佳地應用控制策略，即，藉由本發明之方法來對限制數個晶片判定特性尺寸，各判定允許更新用於生產一或多個後續晶片中之處理參數。舉例而言，圖13展示自具有兩個不同不對稱標記(圖1(b)中所展示之一梳狀圖案及圖1(c)中所展示之一劍號圖案)之一IBO目標獲得之一資料集。因此，藉由分別量測鏡像化梳狀圖案與鏡像化劍號圖案之間的偽疊對來獲得疊對量測O_C 及O_D 。圖13中之資料經展示成依據正規化「設定」劑量及失焦值E及F而變動。點展示一FEM晶圓上所量測之疊對資料，上資料集自梳狀標記獲得且下資料集自劍號標記獲得。曲線展示用於下列形式之一參數模型之最佳擬合：獲得用於下列組之參數之資料之最佳擬合：接著如下計算反轉模型：其中：針對分佈於一印刷圖案之區域之間之複數個目標較佳地進行校準程序，即，各目標允許判定經擬合以設定E/F及/或B值來產生一參數模型的一組疊對量測O₁ ...O_n 。在各目標附近進行特性特徵量測CD₁ ...CD_m 。鑒於目標之間的模型參數(以上實例中之參數a_mn 、b_mn 及F₀ )顯著地或線性地不同，接著可將自生產晶圓上之疊對量測導出之特性特徵尺寸用於藉由由本發明之方法判定之特徵尺寸之間的線性內插來判定任何數個圖案特徵之特徵尺寸。本發明需要微影能量焦點程序視窗上方之經量測之改變足夠明顯且連續(低階)以使用分析或數值技術來實現唯一反轉；即，兩個或兩個以上標記之回應必須可變形成物理上有意義之劑量及焦點值。滿足此條件需要在程序設定期間識別一適當組標記。標記通常展現對劑量之一單調實質線性回應，但展現更複雜且可變動之一焦點回應。因此，標記選擇通常轉變成可區分焦點回應之評估及識別。發明者已研究標記形狀及尺寸對使偽疊對值與劑量及焦點(E及F)聯繫之參數模型之品質的影響。如圖13中所見，劍號標記沿X方向之偽疊對回應係一拋物線函數。拋物線之峰值指示劍號標記之一最佳焦點。梳狀標記展現焦點之一單調回應，然而資料點展示線形模型之偏差。此外，依據劑量而變化之劍號標記及梳狀標記兩者之回應係單調的且實質上呈線形。進一步最佳化現導致發現：針對一給定微影曝光條件，自梳狀或劍號標記導出之X及Y改變之焦點之回應類型對梳狀或劍號陣列之工作循環及間距敏感。圖14中繪示此等參數。工作循環係週期特徵之寬度與其等間距之比率。在一DUV曝光情況中(193nm照明，1.35NA)，已發現，當梳狀標記之工作循環係64nm/96nm或0.67時，獲得焦點之一實質線形單調回應。該行為在較小工作循環時改變成一非單調回應。全部回應無需一單調回應，但其可使反轉任務更直接且確保唯一性。需要的係實現唯一反轉之兩個相異可實現回應。此要求藉由使一單調劑量回應及一拋物線焦點回應與一單調劑量回應及一單調焦點回應配對來滿足(如上文所繪示)。其亦可藉由使一單調劑量回應及具有一頂部焦點之一拋物線焦點回應與一單調劑量回應及具有一實質不同頂部焦點之一拋物線焦點回應配對來滿足。因此，必須針對微影曝光條件最佳化需要實現本發明方法之標記組。針對DUV曝光，一較佳實施例應用包括涵蓋針對微影曝光條件定製之工作循環及間距之一範圍之梳狀及劍號標記的至少一目標。IBO目標非常適合於此最佳化方法，此係因為可在一單一目標中同時評估多個標記。一般而言，根據本發明之較佳實施例，不對稱標記之至少若干者包括標記特徵(例如梳狀物之接腳)，其等依一方式被定大小及/或配置以最佳化標記圖案之位置對一或多個程序參數中之一變動之回應的類型，使得至少一回應展現依據該等程序參數之一者而變動之一單調變動。本發明同樣係關於一種用於評估一半導體晶片之一分層結構中之兩個不同層之圖案特徵之間(例如應用於後段製程中之連續層之間)的邊緣放置誤差。圖15展示兩個疊加圖案(各分別具有一線形特徵16及16')之一細節。相對於按設計特徵17及17'來展示該等線形特徵。使用一單獨微影及蝕刻步驟來產生此等特徵16/16'之各者，即，兩者之間具有兩個不同光罩且具有一潛在疊對誤差。根據本發明，藉由上述方法來判定各層中之尺寸CD₁ 及CD₂ ，即，在微影之後及/或在蝕刻之後。換言之，在兩個光罩之各者中，提供包括一或多個不對稱標記之一目標以允許在微影及/或蝕刻步驟之後量測O₁ ...O_n ，計算E_get /F_get /B_get 及後續計算依據各自E_get /F_get /B_get 值而變動之CD₁ 及CD₂ 。接著在第一層中之一對稱標記與第二層中之一對稱標記之間進行一「實際」疊對量測。一對鏡像化不對稱標記或鏡像化不對稱標記之一叢集藉此可用作一對稱標記，如關於圖4至圖9所提及(兩層中之O_C 或O_D 之位置之量測產生疊對值)。此導致圖式中所指示之疊對誤差OVL。接著基於此實際疊對值來計算最終裝置中之特徵16與16'之間的邊緣放置誤差(EPE) (圖15中同樣指示)，但考量各層中藉由該方法獲得之CD值。此允許EPE之一準確判定。為了促進此多層方法，本發明提供混合目標之使用，如圖16中所繪示。圖16a展示擬合於IBO工具之視場(FOV)內之配置成48個x及y導向十字之一矩陣之一混合IBO目標。24個十字位於中心區域18中且24個位於周圍區域19中。中心區域18可(例如)具有圖10中所展示之佈局。較佳地，在兩個區域中使用相同標記。中心區域中之十字包含於用於產生一第一層之微影光罩中，且周圍區域中之十字包含於用於產生一第二層之微影光罩中。各光罩因此具有4組不對稱光罩以允許判定各層中且沿各方向x及y之O₁ ...O₄ 。針對判定該等層之間的疊對OVL，可量測該第一層中之一對稱標記相對於該第二層中之相同對稱標記之改變，或可量測該第一層中之一對鏡像化對稱標記相對於該第二層中之相同對鏡像化標記之改變。圖16b展示分佈於兩層上方(即，分佈於用於產生兩層之兩個微影光罩上方)之一DBO目標。左側上之目標20/21沿x及y兩者在層1中產生兩個不同E/F/B回應。此等目標各依圖12b中所展示之相同方式由四個格柵形成，即，兩對格柵由相同標記A及B形成，一對沿x定向且另一對沿y定向，各對包括具有相同標記A及B但具有分別改變超過+DD及-DD之相同標記A與B之間之距離的兩個格柵。目標20中所使用之標記A及B不同於目標21中所使用之標記，例如，標記20由對稱標記A及不對稱梳狀標記B形成，而目標21由對稱標記A及不對稱軌條標記B形成。因此，總而言之，標記20及21允許判定如相對於圖12a界定之呈d值之形成之四個偽疊對回應O₁ …O₄ ：2個疊對值沿x方向(分別為標記20及21中之x定向格柵之d值)且2個沿y方向(分佈為標記20及21中之y定向之d值)。依此方式，右側上之目標22/23沿x及y兩者在層2中產生兩個不同E/F/B回應(即，四個偽疊對回應O₁ …O₄ )。較佳地，目標22及23相同於目標20及21。中心目標24包括具有元件A及B (其等係對稱的且部分位於第一層中且部分位於第二層中)之格柵(如同圖11a)。基於此目標24之兩層之間的一疊對量測藉此允許量測該等層之間的疊對誤差OVL。依上述方式判定之邊緣放置誤差可同樣用於用於基於一製造容限來判定微影及/或蝕刻參數之更新值的一控制策略中，其經組態以將該邊緣放置誤差維持於該容限內。較佳地在產生於一生產晶圓上之樣本數個晶片上進行根據本發明之EPE判定以允許用於產生一或多個後續晶片之程序中之處理參數之一更新。儘管以上描述中之焦點在本發明之方法中已將「偽疊對回應」用作一「正表示參數」，但應強調，該方法不受限於作為此一參數之偽疊對值之使用。對經印刷或經蝕刻之一不對稱標記之位置敏感之任何參數可用於本發明之方法中，只要其允許依以上所描述之方式判定可反轉之第一參數模型及第二參數模型。本發明同樣係關於一種用於微影及蝕刻一半導體晶圓上之特徵之設備，其中該設備包括一量測根據，其經組態以判定自包含於應用於該設備中之一微影光罩中之一不對稱量測標記獲得之一印刷標記圖案及一蝕刻標記圖案的位置。該量測工具可包括如上文所描述之一基於IBO或DBO之疊對工具，其經組態以量測一「偽疊對」值或與其等效之一值，其代表不對稱標記圖案之位置。該設備進一步包括一電腦實施驗證單元，其包括具有用於在該驗證單元上運行時執行至少下列步驟之一電腦程式之一記憶體： - 藉由該量測工具獲得分別與複數個不對稱標記相關聯之複數個代表位置之值， - 基於使該等代表位置之值與微影及/或蝕刻參數聯繫之一第一參數模型來計算該等參數之值， - 基於使該等微影及/或蝕刻參數與晶圓上之特徵之特性尺寸聯繫之一第二參數模型來計算該等特性尺寸， - 對比一容限來評估該等特性尺寸。較佳地，該驗證單元經進一步組態以更新該等微影及/或蝕刻參數之一或多者，如該評估結果所要求。儘管已在圖式及先前描述中圖解說明及描述本發明，但此圖解說明及描述應被認為具圖解說明性或例示性而非限制性。熟悉技術者可在實踐本發明中自對圖式、本發明及隨附申請專利範圍之一研究而瞭解及實現所揭示實施例之其他變動。在申請專利範圍中，用語「包括」不排除其他元件或步驟，且不定冠詞「一」不排除複數。在互異之相關請求項中列舉特定措施之純粹事實並不指示此等措施之一組合無法優化使用。在申請專利範圍中之任何參考標號不應解釋為限制範疇。

1‧‧‧標記

1'‧‧‧標記

2‧‧‧部件

3‧‧‧部件

4‧‧‧不對稱標記

4'‧‧‧不對稱標記

5‧‧‧不對稱標記

5'‧‧‧不對稱標記

6‧‧‧標記

6'‧‧‧標記

7‧‧‧標記

7'‧‧‧標記

10‧‧‧叢集

10'‧‧‧叢集

15‧‧‧標記

16‧‧‧特徵

16'‧‧‧特徵

17‧‧‧特徵

17'‧‧‧特徵

18‧‧‧中心區域

19‧‧‧周圍區域

20‧‧‧標記

21‧‧‧標記

22‧‧‧目標

23‧‧‧目標

24‧‧‧中心目標

30‧‧‧格柵

31‧‧‧格柵

35‧‧‧格柵

36‧‧‧格柵

37‧‧‧格柵

38‧‧‧格柵

A‧‧‧不對稱標記

A₁至A₄‧‧‧不對稱標記十字

B‧‧‧不對稱標記

C‧‧‧質心

C'‧‧‧‧‧‧質心

CD₁至CD_m‧‧‧特性特徵尺寸

E‧‧‧劑量設定值

EPE‧‧‧邊緣放置誤差

F‧‧‧失焦設定值

I_ref‧‧‧參考值

I_set‧‧‧強度設定

M1‧‧‧標記

M2‧‧‧標記

O_C‧‧‧固定中心

O_C1‧‧‧中心點

O_C2‧‧‧中心點

O_D‧‧‧中心點

OVL‧‧‧疊對誤差

p‧‧‧間距

P‧‧‧週期

S‧‧‧距離

S₁‧‧‧對稱標記十字

S₂‧‧‧對稱標記十字

S_ref‧‧‧距離

w‧‧‧總寬度

X_C‧‧‧質心位置

圖1展示可用於本發明之方法中之對稱及不對稱標記之實例。圖2a及圖2b繪示一對對稱標記及一不對稱標記或一對鏡像化不對稱標記可如何用於量測本發明之方法中之一「偽疊對」值。圖3a及圖3b繪示可如何藉由一基於影像之疊對(IBO)工具來判定一對稱標記及一不對稱標記之質心。圖4至圖10展示可應用於本發明中之IBO目標之各種實例。圖11a展示用於量測疊對誤差之一DBO目標之熟知概念。圖11b及圖11c展示可應用於本發明之方法中之一基於繞射之疊對(DBO)目標之格柵之結構之實例。圖12a展示經調適以判定一偽疊對回應之一DBO之佈局。圖12b展示經設計用於沿2個正交方向獲得一回應之一DBO目標之一實例。圖13展示依據兩個不同不對稱標記之劑量及失焦而變動之偽疊對資料點，及基於該等資料點之一參數模型之最佳擬合。圖14繪示可應用於本發明中之一梳狀量測標記上之工作循環參數。圖15繪示本發明之一實施例，其中將方法應用於兩層中且考量該等層之間的疊對以判定該兩層中之特徵之間的一邊緣放置誤差。圖16a展示具有位於兩個不同層上之標記之根據本發明之一IBO目標。圖16b展示具有位於兩個不同層上之根據本發明之一DBO目標。

Claims

一種用於判定產生於一半導體生產晶圓上之一晶片之一圖案化層中之特徵之尺寸的方法，該層之該產生包含一微影步驟及一蝕刻步驟，該微影步驟包含：應用界定特徵之一圖案之一微影光罩，及將一光阻層暴露於穿過該光罩之一光源，藉此獲得印刷圖案特徵，該方法包括下列步驟：在該微影步驟之後使導致該光阻層中之印刷標記特徵之一或多個不對稱標記包含於該光罩中，且在該蝕刻步驟之後使該一或多個不對稱標記包含於經蝕刻之標記特徵中，其中：該等經印刷之標記特徵之位置取決於應用於該微影步驟中之一或多個微影參數之設定值，該等經蝕刻之標記特徵之位置取決於應用於該蝕刻步驟中之一或多個蝕刻參數之設定值，針對該等微影及/或蝕刻參數之複數個不同「設定」值判定一或多個測試晶圓上之該等經印刷及/或經蝕刻之標記特徵之該位置或代表其之一值，針對該等微影及/或蝕刻參數之相同複數個設定值判定該圖案化層之一或多個圖案特徵之尺寸，判定一第一參數模型，其使該等經印刷及/或經蝕刻之不對稱標記特徵之該位置與該等微影及/或蝕刻參數之該等複數個不同設定值相關聯，判定一第二參數模型，其使經量測之特徵尺寸與該等微影及/或蝕刻參數之該等複數個不同值相關聯，反轉該第一參數模型，在該生產晶圓上執行該微影步驟及該蝕刻步驟且判定相同經印刷及/或經蝕刻之不對稱標記特徵之位置，自該經反轉之模型計算該等微影及/或蝕刻參數之一組「所得」值，藉由將該等「所得」值應用於該第二參數模型來判定該生產晶圓上之一或多個特性特徵之尺寸。
如請求項1之方法，其中該等標記包括至少一對對稱標記及一不對稱標記或至少一對相反定向之不對稱標記，且其中在方法步驟「針對該等微影及/或蝕刻參數之複數個不同「設定」值判定一或多個測試晶圓上之該等經印刷及/或經蝕刻之標記特徵之該位置或代表其之一值」中，判定代表該所得對之經印刷或經蝕刻之標記特徵之位置的一值，該值依據該對經印刷或經蝕刻之特徵之間的距離而變化，其係藉由一疊對量測獲得，該值被稱為一「偽疊對回應」。
如請求項2之方法，其中該疊對量測係一基於影像之疊對(IBO)量測。
如請求項3之方法，其中該等標記配置於一或多個IBO目標中，定位於該圖案化層內或附近，且其中一IBO目標包括複數個不同不對稱標記及/或沿不同定向之相同不對稱標記之複數個重現以允許獲得依據該等微影及/或蝕刻參數而變化之多個偽疊對回應。
如請求項4之方法，其中該等IBO目標之一或多者包括圍繞一中心點配置之相同標記之重現之一或多個交叉狀或風車狀叢集。
如請求項2之方法，其中該疊對量測係一基於繞射之疊對(IBO)量測。
如請求項6之方法，其中該等標記配置於一或多個DBO目標中，定位於該圖案化層內或附近，且其中一DBO目標包括一對交錯格柵(30,31)，各格柵由相鄰地且依一重複方式配置之兩個標記(A,B)形成，該等標記(A,B)之至少一者係一不對稱標記，且其中與第二格柵相比，第一格柵中之兩個相鄰標記A與B之間的距離係不同的，該等距離之間的差異係預定。
如請求項7之方法，其中一DBO目標包括該對交錯格柵之兩者，該第一對(35,36)定向成垂直於該第二對(37,38)。
如請求項之1之方法，其中藉由內插複數個特性特徵尺寸來判定該生產晶圓之該圖案化層中之額外特徵尺寸。
如請求項1之方法，其中該等不對稱標記之至少若干者包括標記特徵，其等經定尺寸及/或依一方式配置以最佳化標記圖案之位置或代表位置之值對一或多個微影及/或蝕刻參數中之一變動之回應的類型，使得至少一回應展現依據該等微影及/或蝕刻參數而變動之一單調變動。
一種用於判定一半導體晶片之兩個各自圖案化層之兩個特徵(1,1')之間之一邊緣放置誤差的方法，其包括下列步驟：藉由請求項1至10之任一項之方法來判定第一特徵及第二特徵之尺寸，判定第一層與第二層之間的疊對誤差，基於該疊對誤差來判定該邊緣放置誤差，其考量如第一步驟中所判定之該第一特徵及該第二特徵之該等尺寸。
如請求項11之方法，其中用於產生該兩層之微影光罩包括一混合目標之各自部件，第一部件(10,20,24)包括第一光罩中提供之標記，第二部件(11,21,24)包括第二光罩中提供之標記，且其中自量測於由該第一部件及該第二部件所致之印刷及/或蝕刻標記特徵之間之一疊對值獲得該第一層與該第二層之間之該疊對誤差的量測。
一種用於微影及蝕刻一半導體晶圓上之特徵之設備，其中該設備包括：一量測工具，其經組態以判定自包含於應用於該設備中之一微影光罩中之一不對稱量測標記獲得之一印刷標記圖案及一蝕刻標記圖案的位置，一電腦實施驗證單元，其包括具有用於在該驗證單元上運行時執行至少下列步驟之一電腦程式之一記憶體：藉由該量測工具獲得分別與複數個不對稱標記相關聯之複數個代表位置之值，基於使該等代表位置之值與微影及/或蝕刻參數聯繫之一第一參數模型來計算該等參數之值，基於使該等微影及/或蝕刻參數與晶圓上之特徵之特性尺寸聯繫之一第二參數模型來計算該等特性尺寸，對比一容限來評估該等特性尺寸。
如請求項13之驗證單元，其包括具有用於在該驗證單元上運行該程式時執行該等步驟之一電腦程式之一記憶體。
一種可應用於請求項14之驗證單元中之電腦程式產品，其經組態以在該驗證單元上運行該程式時執行該等步驟。
一種可應用於請求項1至10之任一項之方法中之基於影像之疊對(IBO)目標。
一種可應用於請求項1至10之任一項之方法中之基於繞射之疊對(DBO)目標。