TW201830161A - 使用堆疊差異之設計及校正 - Google Patents

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Abstract

一種方法,其包括:獲得依據用於一圖案化程序之一度量衡目標之一堆疊差異參數而變化的用於該度量衡目標之疊對之資料之一擬合;及由一硬體電腦使用該擬合之一斜率以:(i) 區分一度量衡目標量測變因與另一度量衡目標量測變因;或(ii)計算疊對之一經校正值;或(iii)指示應使用或不使用使用該度量衡目標而獲得的一疊對量測值,以組態或修改該圖案化程序之一態樣;或(iv)選自(i)至(iii)中之任何組合。

Description

使用堆疊差異之設計及校正
本發明係關於可用於例如藉由微影技術進行器件製造之檢測(例如度量衡)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倍縮光罩)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之網路。 在圖案化程序(亦即,產生涉及圖案化(諸如微影曝光或壓印)之器件或其他結構之程序,其通常可包括一或多個關聯處理步驟,諸如抗蝕劑之顯影、蝕刻等)中,需要判定(例如使用模型化圖案化程序之一或多個態樣之一或多個模型進行量測、模擬等)一或多個所關注參數,諸如結構之臨界尺寸(CD)、形成於基板中或上之順次層之間的疊對誤差,等。 需要判定用於藉由圖案化程序而產生之結構之此類一或多個所關注參數,且將其用於與圖案化程序相關之設計、控制及/或監視,例如用於程序設計、控制及/或驗證。可將圖案化結構之經判定一或多個所關注參數用於圖案化程序設計、校正及/或驗證、缺陷偵測或分類、產率估計及/或程序控制。 因此,在圖案化程序中,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。用於進行此類量測之各種工具係已知的,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(器件中兩個層之對準準確度之量度)之特殊化工具。可依據兩個層之間的未對準程度來描述疊對,例如,對為1奈米之經量測疊對之參考可描述兩個層未對準達1奈米之情形。 已開發各種形式之檢測裝置(例如度量衡裝置)以供微影領域中使用。此等器件將輻射光束導向至目標上且量測重新導向(例如散射)輻射之一或多個屬性-例如,依據波長而變化的在單一反射角之強度;依據反射角而變化的在一或多個波長之強度;或依據經反射角而變化的偏振-以獲得可供判定目標之所關注屬性之「光譜」。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之重新建構;庫搜尋;及主成份分析。 由檢測裝置(例如散射計)使用之目標係相對大(例如40微米乘40微米)週期性結構(例如光柵),且量測光束產生小於週期性結構之光點(亦即,週期性結構填充不足)。此情形簡化目標之數學重新建構,此係因為目標可被視為無限的。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,例如因此可將其定位於產品特徵當中而非切割道中,可執行使週期性結構小於量測光點(亦即,週期性結構填充過度)之度量衡。通常使用暗場散射量測來量測此類目標,其中阻擋零階繞射(對應於鏡面反射)且僅處理高階。可在全文係特此以引用方式併入之PCT專利申請公開案第WO 2009/078708號及第WO 2009/106279號中找到暗場度量衡之實例。已在美國專利申請公開案第US 2011-0027704號、第US 2011-0043791號及第US 2012-0242940號中描述該技術之進一步開發,該等美國專利申請公開案中之每一者的全文係併入本文中。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基板上之產品結構環繞。目標可包含多個週期性結構,可在一個圖像中量測該等週期性結構。 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。關於給定目標之強度不對稱性(此等繞射階強度之比較)提供目標不對稱性(亦即,目標中之不對稱性)之量測。目標中之此不對稱性可用作疊對誤差(兩個層之不當未對準)之指示符。
儘管在疊對量測之實例中,疊對量測快速且計算上極簡單(一旦經校準),但其依賴如下假定:疊對(亦即,疊對誤差及故意偏置)係目標中之目標不對稱性之唯一原因。目標中之任何其他不對稱性亦造成一階(或其他高階)中之強度不對稱性,任何其他不對稱性諸如上部層中之週期性結構內之特徵的結構不對稱性、由上部層中之週期性結構疊對的下部層中之週期性結構內之特徵的結構不對稱性,或前述兩者。可歸因於結構不對稱性且與疊對無關之此強度不對稱性擾動疊對量測,從而給出不準確疊對量測。目標之下部或底部週期性結構中之不對稱性為結構不對稱性之常見形式。該不對稱性可起源於例如在最初形成底部週期性結構之後執行的基板處理步驟,諸如化學-機械拋光(CMP)。 已發現,除了目標中之結構不對稱性以外或替代目標中之結構不對稱性,目標之鄰近週期性結構之間的堆疊差異或鄰近目標之間的堆疊差異亦可為不利地影響量測(諸如疊對量測)準確度的因素。堆疊差異可被理解為鄰近週期性結構或目標之間的實體組態之非設計差異。堆疊差異包括但不限於:鄰近週期性結構或目標之間的厚度差、鄰近週期性結構或目標之間的折射率差、鄰近週期性結構或目標之間的材料差、鄰近週期性結構或目標之結構之光柵週期之差,等。類似於結構不對稱性,可藉由諸如圖案化程序中之CMP、層沈積等之處理步驟引入堆疊差異。 因此,需要使用經判定堆疊差異以識別一或多個所要度量衡目標量測變因(例如,特定所要目標設計及/或一或多個特定量測參數(諸如量測光束波長及/或偏振))。另外或替代地,需要能夠使用經判定堆疊差異來判定疊對。 在一實施例中,提供一種方法,其包含:獲得依據用於一圖案化程序之一度量衡目標之一堆疊差異參數而變化的用於該度量衡目標之疊對之資料之一擬合;及由一硬體電腦使用該擬合之一斜率(i)以區分一度量衡目標量測變因與另一度量衡目標量測變因,或(ii)計算疊對之一經校正值,或(iii)指示應使用或不使用使用該度量衡目標而獲得的一疊對量測值,以組態或修改該圖案化程序之一態樣,或(iv)選自(i)至(iii)中之任何組合。 在一實施例中,提供一種方法,其包含:獲得用於一圖案化程序之一度量衡目標之一區的一週期性結構強度不平衡性參數值,該區被預期為具有最小堆疊差異;得出作為用於該度量衡目標之一平均週期性結構強度不平衡性參數值與用於該區之該週期性結構強度不平衡性參數值之間的一差的一非疊對誘發之週期性結構強度不平衡性參數值;及使用該非疊對誘發之週期性結構強度不平衡性參數差以計算一經校正疊對值。 在一實施例中,提供一種方法,其包含:獲得依據用於一圖案化程序之一度量衡目標之一堆疊差異參數而變化的用於該度量衡目標之量測輻射強度值;自依據該堆疊差異參數而變化的該等量測輻射強度值獲得用於在非疊對誘發之週期性結構強度不平衡性之一值判定疊對的量測輻射強度之值;及由一硬體電腦基於用於判定疊對的量測輻射強度之該等值判定一疊對值。 下文中參考隨附圖式來詳細地描述另外特徵及優點以及各種實施例之結構及操作。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。基於本文中含有之教示,額外實施例對於熟習相關技術者而言將顯而易見。
在詳細地描述實施例之前,有指導性的是呈現可供實施實施例之實例環境。 圖1示意性地描繪微影裝置LA。該裝置包括:照明光學系統(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;及投影光學系統(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。 照明光學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「倍縮光罩」或「光罩」之任何使用皆與更一般之術語「圖案化器件」同義。 本文中所使用之術語「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的輔助特徵,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)中的特定功能層。 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。光罩在微影中係熟知的,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。 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)。 微影裝置亦可屬於以下類型: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。本文中所使用之術語「浸潤」並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,當源為準分子雷射時,源及微影裝置可為單獨實體。在此類狀況下,不認為源形成微影裝置之部分,且輻射光束係憑藉包括例如合適導向鏡及/或光束擴展器之光束遞送系統BD而自源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,源可為微影裝置之整體部分。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傳遞通過投影光學系統PS,投影光學系統PS將該光束聚焦至基板W之目標部分C上,藉此將圖案之影像投影於目標部分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。 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(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,但該等基板對準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,在多於一個晶粒被提供於圖案化器件(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。小對準標記物亦可包括於器件特徵當中之晶粒內,在此狀況下,需要使標記物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。下文進一步描述偵測對準標記之對準系統。 此實例中之微影裝置LA屬於所謂的雙載物台類型,其具有兩個基板台WTa、WTb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。 所描繪裝置可用於多種模式中,包括例如步進模式或掃描模式。微影裝置之構造及操作係為熟習此項技術者所熟知,且無需對其進一步描述以供理解本發明之實施例。 如圖2中所展示,微影裝置LA形成微影系統之部分,其被稱作微影製造單元(lithographic cell/lithocell) LC或叢集。微影製造單元LC亦可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來控制微影裝置。因此,不同裝置可經操作以最大化產出率及處理效率。 圖3A中展示適合用於實施例中之檢測裝置。圖3B中更詳細地說明目標T及用以照明該目標之量測輻射之繞射射線。所說明之檢測裝置屬於被稱為暗場度量衡裝置之類型。檢測裝置可為單機器件,或併入於例如量測站處之微影裝置LA中抑或微影製造單元LC中。由點線O表示貫穿裝置具有若干分支之光軸。在此裝置中,由源11 (例如氙氣燈)發射之輻射係由包含透鏡12、14及物鏡16之光學系統經由光學元件15而導向至基板W上。此等透鏡係以4F配置之雙重序列進行配置。可使用不同透鏡配置,其限制條件為:其例如將基板影像提供至偵測器上,且同時允許接取中間光瞳平面以供空間頻率濾光。因此,可藉由定義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)中的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。在所說明之實例中,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」之方向之離軸輻射。在第二照明模式中,孔徑板13S用以提供相似照明,但來自被標註為「南」之相對方向的照明。藉由使用不同孔徑,其他照明模式係可能的。光瞳平面之其餘部分理想地暗,此係因為所要照明模式之外之任何不必要輻射將干涉所要量測信號。 如圖3B中所展示,目標T經置放成使得基板W垂直於物鏡16之光軸O。基板W可由支撐件(圖中未繪示)支撐。與軸線O成一角度而照射於目標T上之量測輻射射線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的情況下,此等射線僅僅為覆蓋包括度量衡目標T及其他特徵之基板區域的許多平行射線中之一者。由於板13中之孔徑具有有限寬度(為接納有用量之輻射所必要),故入射射線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,目標之週期性結構間距以及照明角度可經設計或調整使得進入物鏡之一階射線與中心光軸接近地對準。圖3A及圖3B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較容易地區分。 由基板W上之目標T繞射之至少0階及+1階係由物鏡16收集且經返回導向通過光學元件15。返回至圖3A,藉由指明被標註為北(N)及南(S)之完全相反孔徑來說明第一照明模式及第二照明模式兩者。當量測輻射之入射射線I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。 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而在第一感測器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檢測裝置及/或正規化一階光束之強度量測。亦可出於諸如重新建構之許多量測目的使用光瞳平面影像。 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)上形成目標T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上之目標之影像僅自-1或+1一階光束而形成。由感測器19及23捕捉之影像經輸出至處理影像之處理器PU,該處理器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,在僅-1階及+1階中之一者存在的情況下,將不會形成週期性結構特徵之影像。 圖3A、圖3C及圖3D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輻射傳遞至感測器。在又其他實施例中,代替一階光束或除了一階光束以外,亦可在量測中使用二階、三階及高階光束(圖3A、圖3B、圖3C或圖3D中未繪示)。 為了使量測輻射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,該圓盤旋轉以將所要圖案帶入至適當位置中。應注意,孔徑板13N或13S可僅用以量測在一個方向(取決於設置為X或Y)上定向之週期性結構。為了量測正交週期性結構,可能實施目標達90°及270°之旋轉。圖3C及圖3D中展示不同孔徑板。上文所提及之專利申請公開案中描述此等孔徑板之使用以及裝置之眾多其他變化及應用。 圖4描繪根據已知實務形成於基板上之(複合)目標。此實例中之目標包含四個週期性結構(例如光柵) 32至35,該等週期性結構32至35緊密定位在一起使得其將皆在由檢測裝置之度量衡輻射照明光束形成之量測光點31內。該四個週期性結構因此皆被同時地照明且同時地成像於感測器19及23上。在專用於疊對量測之實例中,週期性結構32至35自身為由在例如形成於基板W上之半導體器件之不同層中圖案化的疊對週期性結構形成的複合週期性結構。週期性結構32至35可具有經不同偏置之疊對偏移,以便促進經形成有複合週期性結構之不同部分之層之間的疊對之量測。下文中將參看圖7來解釋疊對偏置之涵義。週期性結構32至35亦可在其定向方面不同,如所展示,以便使入射輻射在X方向及Y方向上繞射。在一項實例中,週期性結構32及34為分別具有為+d、-d之偏置偏移的X方向週期性結構。週期性結構33及35為分別具有偏置偏移+d及-d的Y方向週期性結構。可在由感測器23捕捉之影像中識別此等週期性結構之單獨影像。此僅為目標之一個實例。目標可包含多於4個或少於4個週期性結構,或僅單一週期性結構。 圖5展示在使用來自圖3D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不能解析不同個別週期性結構32至35,但影像感測器23可解析不同個別週期性結構32至35。暗矩形表示感測器上之影像之場,在該場內,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表示小目標週期性結構32至35之影像。若目標位於產品區域中,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,以識別週期性結構32至35之單獨影像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,此情形極大地改良量測裝置整體上之產出率。 一旦已識別週期性結構之單獨影像,就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圖案化程序之不同參數。疊對效能係此類參數之重要實例。 圖6說明在使用例如PCT專利申請公開案第WO 2011/012624號中所描述之方法的情況下如何量測含有組件週期性結構32至35之兩個層之間的疊對誤差(亦即,不當及非故意之疊對未對準)。此量測係經由識別如藉由比較目標週期性結構之+1階及-1階暗場影像中的強度(可比較其他對應高階(例如+2階及-2階)之強度)以獲得強度不對稱性之量度所揭露的目標不對稱性而進行。在步驟S1處,經由諸如圖2之微影製造單元的微影裝置來處理基板(例如半導體晶圓)一或多次,以產生包括週期性結構32至35之目標。在S2處,在使用圖3之檢測裝置的情況下,僅使用一階繞射光束中之一者(比如-1)來獲得週期性結構32至35之影像。在步驟S3處,無論藉由改變照明模式或改變成像模式抑或藉由使基板W在檢測裝置之視場中旋轉180°,皆可使用另一一階繞射光束(+1)來獲得週期性結構之第二影像。因此,在第二影像中捕捉+1繞射輻射。 應注意,藉由使在每一影像中包括一階繞射輻射之僅一半,此處所提及之「影像」不為習知暗場顯微法影像。將不解析目標週期性結構之個別目標特徵。每一目標週期性結構將簡單地由具有某一強度位準之區域表示。在步驟S4中,在每一組件目標週期性結構之影像內識別所關注區(ROI),將自該所關注區量測強度位準。 在已識別用於每一個別目標週期性結構之ROI且已量測其強度的情況下,可接著判定目標之不對稱性且因此判定疊對誤差。此判定在步驟S5中(例如由處理器PU)比較針對每一目標週期性結構32至35之+1及-1階所獲得的強度值以識別其強度不對稱性(例如其強度之任何差)來進行。術語「差」不意欲係僅指減法。可以比率形式計算差。在步驟S6中,使用用於數個目標週期性結構之經量測強度不對稱性,連同彼等目標週期性結構之任何已知經強加疊對偏置之知識,以計算目標T附近之圖案化程序之一或多個效能參數。 極大關注之效能參數為疊對。如稍後將描述,可計算圖案化程序之其他效能參數。效能參數(例如疊對、CD、焦點、劑量等)可經回饋(或前饋)以用於改良圖案化程序、改良目標及/或用以改良圖6自身之量測及計算程序。 在上文所提及之專利申請公開案中,揭示用於使用上文所提及之基本方法來改良疊對量測之品質的各種技術。此處將不進一步詳細地解釋此等技術。該等技術可結合本申請案新近所揭示的技術而使用。 另外,可使用指定使用量測系統進行之量測之一或多個參數的度量衡目標量測變因。在一實施例中,術語「度量衡目標量測變因」包括量測自身之一或多個參數、經量測之圖案之一或多個參數,或此兩者。 在此內容背景中,經量測圖案(亦被稱作「目標」或「目標結構」)可為光學上經量測(例如,繞射被量測)的圖案。經量測圖案可為出於量測目的而經特殊設計或選擇的圖案。可將一目標之多個複本置放於基板上之許多地點上。舉例而言,可使用度量衡目標量測變因來量測疊對。在一實施例中,度量衡目標量測變因可用以量測另一程序參數(例如劑量、焦點、CD等)。在一實施例中,度量衡目標量測變因可用於量測經成像之圖案之層相對於基板上之現有圖案之對準;舉例而言,度量衡目標量測變因可用以藉由量測基板之相對位置而將圖案化器件對準至基板。 在一實施例中,若度量衡目標量測變因包含量測自身之一或多個參數,則量測自身之該一或多個參數可包括與量測光束及/或用以進行量測之量測裝置相關的一或多個參數。舉例而言,若在基板量測變因中所使用的量測係以繞射為基礎之光學量測,則該量測自身之一或多個參數可包括:量測輻射之波長;及/或量測輻射之偏振;及/或量測輻射強度分佈;及/或量測輻射相對於基板之照明角度(例如入射角、方位角等);及/或繞射量測輻射相對於基板上之圖案的相對定向;及/或目標之經量測點或例項之數目;及/或受量測目標之例項在基板上之部位。量測自身之一或多個參數可包括在量測中所使用的度量衡裝置之一或多個參數,其可包括偵測器敏感度、數值孔徑等。 在一實施例中,若度量衡目標量測變因包含經量測圖案之一或多個參數,則經量測圖案之該一或多個參數可包括一或多個幾何特性(諸如圖案之至少部分之形狀,及/或圖案之至少部分之定向);及/或圖案之至少部分之間距(例如週期性結構之間距,包括一層中之上部週期性結構之間距(在該層上方具有下部週期性結構)及/或下部週期性結構之間距);及/或圖案之至少部分之大小(例如CD) (例如週期性結構之特徵之CD,包括上部週期性結構及/或下部週期性結構之特徵之CD);及/或圖案之特徵之分段(例如週期性結構之特徵之劃分成子結構);及/或週期性結構之長度或週期性結構之特徵;及/或圖案之至少部分之材料屬性(例如折射率、消光係數、材料類型等);及/或圖案之識別(例如區分一圖案與另一圖案),等。 可以比如之形式來表達度量衡目標量測變因,其中為量測之一或多個參數,且為一或多個經量測圖案之一或多個參數。如應瞭解,nm 可為1。另外,度量衡目標量測變因無需具有量測之一或多個參數及一或多個經量測圖案之一或多個參數兩者;其可僅具有量測之一或多個參數或僅具有一或多個經量測圖案之一或多個參數。 可使用兩個度量衡目標量測變因A及B使目標經受量測,該兩個度量衡目標量測變因A及B例如在量測目標所處之階段方面不同(例如,A在目標包含潛影結構時量測目標,且B在目標不包含潛影結構時量測目標),及/或在其量測參數方面不同。度量衡目標量測變因A及B可至少在受量測目標方面不同(例如,A量測第一目標且B量測第二不同目標)。度量衡目標量測變因A及B可在其對目標之量測之參數方面不同。度量衡目標量測變因A及B可甚至並不基於同一量測技術。舉例而言,變因A可基於以繞射為基礎之量測,且變因B可基於掃描電子顯微鏡(SEM)或原子力顯微法(AFM)量測。 因此,在一實施例中,為了判定將得到所要程序參數(例如疊對)之準確量測及/或得到對程序可變性穩固的所要程序參數之量測值之一或多個度量衡目標量測變因,可對照一或多個效能指示符評估複數個度量衡目標量測變因以識別此一或多個準確及/或穩固度量衡目標量測變因。 現在,圖7展示具有不同偏置偏移之目標週期性結構(疊對週期性結構)的示意性橫截面。此等目標週期性結構可用作基板W上之目標T,如在圖3及圖4中所見。僅出於實例起見而展示在X方向上具有週期性之週期性結構。可分離地提供或作為目標之部分來提供具有不同偏置且具有不同定向的此等週期性結構之不同組合。 以圖7A開始,展示形成於被標註為L1及L2之至少兩個層中的目標600。在下部或底部層L1中,例如光柵之第一週期性結構(下部或底部週期性結構)係由基板606上之特徵602及空間604形成。在層L2中,例如光柵之第二週期性結構係由特徵608及空間610形成。(橫截面經繪製使得特徵602、608 (例如線)延伸至頁面中)。週期性結構圖案在兩個層中具有間距P的情況下重複。特徵602及608可採取線、圓點、區塊及通孔之形式。在圖7A處所展示之情形中,不存在歸因於未對準之疊對貢獻,例如,不存在疊對誤差且不存在強加偏置,使得第二結構之每一特徵608確切地處於第一結構中之特徵602上方。 在圖7B處,展示具有第一已知經強加偏置+d之相同目標,使得第一結構之特徵608相對於第二結構之特徵向右移位距離d。偏置距離d實務上可能為幾奈米,例如10奈米至20奈米,而間距P係例如在300奈米至1000奈米之範圍內,例如為500奈米或600奈米。在圖7C處,描繪另一特徵,其具有第二已知強加偏置-d使得特徵608向左移位。針對每一結構之d之值無需相同。上文所提及之先前專利申請公開案中描述了圖7A至圖7C處所展示的此類型之經偏置週期性結構。 圖7D示意性地展示結構不對稱性(在此狀況下為第一結構中之結構不對稱性(底部結構不對稱性))之現象。圖7A至圖7C處之週期性結構中之特徵被展示為成完美正方形側,但實際特徵將在側上具有某斜率且具有某粗糙度。然而,其意欲在剖面方面至少對稱。第一結構中的圖7D處之特徵602及/或空間604不再具有對稱形式,而是已藉由一或多個處理步驟變得失真。因此,舉例而言,每一空間之底部表面已變得傾斜(底部壁傾斜)。舉例而言,特徵及空間之側壁角已變得不對稱。由於此不對稱性,一目標之總體目標不對稱性將包含:獨立於結構不對稱性之疊對貢獻(亦即,歸因於第一結構與第二結構之未對準之疊對貢獻;第一結構及第二結構自身包含疊對誤差及任何已知經強加偏置);及歸因於目標中之此結構不對稱性之結構貢獻。 當僅使用兩個經偏置之週期性結構藉由圖6之方法來量測疊對時,無法將程序誘發之結構不對稱性與歸因於未對準之疊對貢獻進行區分,且結果是疊對量測(尤其用以量測不當的疊對誤差)變得不可靠。目標之第一結構(底部週期性結構)中之結構不對稱性係結構不對稱性之常見形式。其可起源於(例如)在最初形成第一結構之後執行的基板處理步驟,諸如化學機械拋光(CMP)。 在全文係以引用方式併入本文中之PCT專利申請公開案第WO 2013-143814號中,使用三個或多於三個組件週期性結構以藉由圖6之方法之經修改版本來量測疊對。使用圖7A至圖7C中所展示的類型之三個或多於三個週期性結構以獲得疊對量測,該等疊對量測在一定程度上針對諸如在實務圖案化程序中由底部結構不對稱性造成的該等目標週期性結構中之結構不對稱性予以校正。 在圖8中,曲線702說明針對在形成目標之個別週期性結構內(且尤其在第一結構之個別週期性結構內)具有零偏移且不具有結構不對稱性的「理想」目標之疊對OV與強度不對稱性A之間的關係。因此,此理想目標之目標不對稱性僅包含歸因於由已知經強加偏置及疊對誤差OVE 引起的第一結構與第二結構之未對準之疊對貢獻。此曲線圖及圖9之曲線圖係僅說明本發明所隱含之原理,且在每一曲線圖中,強度不對稱性A及疊對OV之單位係任意的。 在圖8之「理想」情形下,曲線702指示強度不對稱性A具有與疊對之非線性週期性關係(例如正弦關係)。正弦變化之週期P對應於週期性結構之週期或間距P,其當然經轉換成適當尺度。在此實例中,正弦形式係純粹的,但在真實情形下可包括諧波。 如上文所提及,經偏置週期性結構(具有已知經強加疊對偏置)可用以量測疊對,而非依賴於單一量測。此偏置具有定義於圖案化器件(例如倍縮光罩) (自該圖案化器件獲得該偏置)中之已知值,其充當對應於經量測強度不對稱性之疊對之基板上校準。在該圖式中,以圖形方式說明計算。在步驟S1至S5中,針對分別具有經強加偏置+d及-d之週期性結構(例如,如圖7B及圖7C中所展示)獲得強度不對稱性量測A+ d 及A- d 。將此等量測擬合至正弦曲線會給出如所展示之點704及706。在已知偏置的情況下,可計算真實疊對誤差OVE 。根據目標之設計,正弦曲線之間距P係已知的。曲線702之垂直尺度一開始係未知的,而是為可被稱作一階諧波比例常數K1 之未知因數。此常數K1 為對目標之強度不對稱性量測之敏感度的量度。 就方程式而言,假定疊對誤差OVE 與強度不對稱性A之間的關係為:(1) 其中在使得目標間距P對應於角度2π弧度之尺度上表達疊對誤差OVE 。使用具有不同已知偏置(例如+d及-d)之光柵之兩種量測,可使用以下方程式來計算疊對誤差OVE(2) 圖9展示引入結構不對稱性(例如圖7D中所說明之底部週期性結構不對稱性)之第一效應。「理想」正弦曲線702不再適用。然而,至少大致地,底部週期性結構不對稱性或其他結構不對稱性具有將強度移位項K0 及相移項ϕ加至強度不對稱性之效應。所得曲線在該圖解中被展示為712,其中標籤K0 指示強度移位項,且標籤ϕ指示相位偏移項。強度移位項K0 及相移項ϕ係取決於目標及量測輻射之經選擇特性(諸如量測輻射之波長及/或偏振)之組合,且對程序變化敏感。就方程式而言,用於步驟S6中之計算之關係變為:(3) 在存在結構不對稱性的情況下,由方程式(2)描述之疊對模型將提供受到強度移位項K0 及相移項ϕ影響且因此將不準確的疊對誤差值。結構不對稱性亦將引起當映射疊對誤差時使用一或多個不同量測參數(例如量測光束波長及/或偏振)進行同一目標之量測之差,此係因為強度及相移係波長及/或偏振相依的。 經修改步驟S6之疊對計算依賴於某些假定。首先,假定強度不對稱性表現為疊對之正弦函數,其中週期P對應於光柵間距。此等假定對目前疊對範圍有效。諧波之數目可經設計為小,此係因為小間距-波長比率僅允許來自光柵之小數目個傳播繞射階。然而,實務上歸因於未對準而對強度不對稱性之疊對貢獻可未必係真正正弦的,且可未必圍繞OV = 0完全對稱。 在一實施例中,判定目標之目標不對稱性,且因此可判定未忽略結構不對稱性之效應,而同時允許使用當前目標設計(諸如圖4中所說明之目標設計)的疊對。可執行此判定作為對圖6中所說明之方法中之步驟S6的修改。在一實施例中,方法可使用真實基板量測資料來準確地計算疊對誤差,且該等疊對誤差可判定用於量測目標之最佳或所要度量衡目標量測變因。可能無需模擬或重新建構。 詳言之,已觀測到,針對所關注疊對範圍,歸因於結構不對稱性的疊對貢獻之強度項及相位項兩者係獨立於歸因於未對準之疊對貢獻。 因此,可依據歸因於結構不對稱性之疊對貢獻OVSA 及獨立於結構不對稱性之疊對貢獻OVNSA 來表示總疊對OV (亦即,經量測疊對):(4) 獨立於結構不對稱性之疊對貢獻OVNSA 可包含疊對誤差OVE (層之任何非故意之未對準)及/或任何已知經強加偏置d。將歸因於結構不對稱性之疊對貢獻OVSA 分離成構成強度項及相位項會得到:(5) 另外,已判定出,歸因於結構不對稱性之疊對貢獻之構成強度項係與下部光柵中之結構不對稱性BGA成比例(其中γ為比例常數):(6) 假定在強度項與相位項之間存在關係G (其可被稱作程序穩固性指數):(7) 因此可將方程式(5)重寫為:(8) 其中。倘若關係函數橫越基板恆定,則藉由判定關係函數,有可能判定獨立於結構不對稱性之疊對。因此,此疊對量測不包括組合強度項及相位項的歸因於結構不對稱性之疊對貢獻OVSA 。恆定關係函數ξ亦指示程序穩固性指數G橫越基板亦恆定,即使在具有堆疊變化的情況下亦如此。因此,恆定關係函數ξ指示度量衡目標量測變因對程序變化穩固。 可藉由使用量測參數之兩個不同集合量測基板上之目標而得出關係函數。在此狀況下:(9) 其中下標A及B分別表示可歸因於使用量測參數之集合A及量測參數之集合B進行之量測之項;其中OVA 及OVB 為分別運用量測參數集合A及量測參數集合B之量測之疊對。為使用量測參數集合A量測之疊對OVA 與使用量測參數集合B量測之疊對OVB 之間的差。方程式(9)係進一步基於OVNSAA = OVNSAB = OVNSA 之假定。換言之,假定獨立於結構不對稱性之疊對獨立於量測參數。僅結構不對稱性信號BGA係取決於量測參數。 量測參數集合A與B可在量測輻射之波長及/或偏振方面不同。 在一項實施例中,可藉由判定使用量測參數集合A進行之下部光柵中之經量測結構不對稱性BGAA 、使用量測參數集合B進行之下部光柵中之經量測結構不對稱性BGAB 與量測參數集合A與B之間的疊對量測之差之間的關係來得出關係函數。使用,可自方程式(9)判定疊對OVNSAA = OVNSAB = OVNSA 。 除了目標中之結構不對稱性以外或替代目標中之結構不對稱性,一目標之鄰近週期性結構之間的堆疊差異或鄰近目標之間的堆疊差異亦可為不利地影響量測(諸如疊對量測)之準確度之因素。堆疊差異可被理解為鄰近週期性結構或目標之間的實體組態之非設計差異。堆疊差異造成歸因於除為鄰近週期性結構或目標共有的疊對誤差之外、除為鄰近週期性結構或目標共有的有意偏置之外及除為鄰近週期性結構或目標共有的結構不對稱性之外的因素的在鄰近週期性結構或目標之間量測輻射之光學屬性(例如強度、偏振等)之差。堆疊差異包括但不限於:鄰近週期性結構或目標之間的厚度差(例如,一或多個層之厚度之差,使得一個週期性結構或目標高於或低於經設計為處於實質上相等層級處之另一週期性結構或目標)、鄰近週期性結構或目標之間的折射率差(例如,一或多個層之折射率之差,使得用於一個週期性結構或目標之一或多個層之經組合折射率不同於用於另一週期性結構或目標之一或多個層之經組合折射率,即使該另一週期性結構或目標經設計為具有實質上相等的經組合折射率亦如此)、鄰近週期性結構或目標之間的材料之差異(例如,一或多個層之材料類型、材料均一性等之差異,使得在用於一個週期性結構或目標之材料與用於經設計為具有實質上相同材料的另一週期性結構或目標之材料方面存在差異)、鄰近週期性結構或目標之結構之光柵週期之差異(例如,用於一個週期性結構或目標之光柵週期與用於經設計為具有實質上相同光柵週期的另一週期性結構或目標之光柵週期的差異)、 鄰近週期性結構或目標之結構之深度之差(例如,歸因於一個週期性結構或目標之結構深度之蝕刻而與經設計為具有實質上相同深度的另一週期性結構或目標之結構深度之蝕刻之差異)、 鄰近週期性結構或目標之特徵之寬度(CD)之差異(例如,一個週期性結構或目標之特徵之寬度與經設計為具有實質上相同特徵寬度的另一週期性結構或目標之特徵寬度之差異),等。在一些實例中,藉由圖案化程序中之諸如CMP、層沈積、蝕刻等之處理步驟引入堆疊差異。在一實施例中,若週期性結構或目標在彼此相隔200微米內、彼此相隔150微米內、彼此相隔100微米內、彼此相隔75微米內、彼此相隔50微米內、彼此相隔40微米內、彼此相隔30微米內、彼此相隔20微米內或彼此相隔10微米內的情況下係鄰近的。 圖10示意性地說明在目標之鄰近週期性結構(例如複合光柵)之間不存在堆疊差異的情形。為了簡單起見,在此實例中不考慮結構不對稱性。另外,在圖10及圖11之實例中,疊對被認為係量測參數。將針對使用目標之不同參數量測(諸如CD、焦點、劑量等)作出適當調整。 圖10A展示呈複合光柵之形式的目標之具有偏置+d之第一週期性結構1101,及呈複合光柵之形式的目標之具有偏置-d之鄰近第二週期性結構1106。第一入射量測輻射光束1110經照明第一週期性結構1101之第一結構1105及第二結構1103上,其中在該第一結構1105與該第二結構1103之間存在偏置+d。結果,-1繞射階信號1130及1120係分別由第一結構1105及第二結構1103繞射。由第一週期性結構1101繞射之-1繞射階信號可被理解為-1繞射階信號1130及1120之組合。另外,+1繞射階信號1150及1140係分別由第一結構1105及第二結構1103繞射。由第一週期性結構1101繞射之+1繞射階信號可被理解為+1繞射階信號1150及1140之組合。因此,由第一週期性結構1101繞射之-1繞射階信號及由第一週期性結構1101繞射之+1繞射階信號可由以下方程式集體地表達:(10) 其中C指示信號之對比度(其依據週期性結構設計、量測波長等而變化)、、T為第一週期性結構之厚度、λ為量測輻射波長、相位項、OV為實際疊對(歸因於層之任何非故意之未對準),且P為第一週期性結構1101之第一結構1105與第二結構1103之間距。在圖10B中,根據方程式(10),分別以跡線1160及1170描繪由第一週期性結構1101繞射之-1繞射階信號之強度剖面及由第一週期性結構1101繞射之+1繞射階信號之強度剖面。 相似地,第二入射量測輻射光束1115照明於第二週期性結構1106之第一結構1109及第二結構1107上,其中在該第一結構1109與該第二結構1106之間存在偏置-d。結果,-1繞射階信號1135及1125係分別由第二週期性結構1106之第一結構1109及第二結構1107繞射。由第二週期性結構1106繞射之-1繞射階信號可被理解為-1繞射階信號1135及1125之組合。另外,+1繞射階信號1155及1145係分別由第一結構1109及第二結構1107繞射。由第二週期性結構1106繞射之+1繞射階信號可被理解為+1繞射階信號1155及1145之組合。因此,由第二週期性結構1106繞射之-1繞射階信號及由第二週期性結構1106繞射之+1繞射階信號可由以下方程式集體地表達:(11) 其中C指示各別信號之對比度、、T為第二週期性結構之厚度、λ為量測輻射波長、相位項、OV為實際疊對(歸因於層之任何非故意之未對準),且P為第二週期性結構1106之第一結構1109與第二結構1107之間距。在圖10C中,根據方程式(11),分別以跡線1180及1190描繪由第二週期性結構1106繞射之-1繞射階信號之強度剖面及由第二週期性結構1106繞射之+1繞射階信號之強度剖面。 現在,圖11說明在具有偏置+d之第一週期性結構1201與具有偏置-d之鄰近第二週期性結構1206之間存在堆疊差異的情形。在此狀況下,堆疊差異為如在圖11A中所展示及在下文所描述的厚度之差。相似於圖10,第一入射量測輻射光束1210分別照明於第一週期性結構1201之第一結構1205及第一週期性結構1201之第二結構1203上。結果,-1繞射階信號1230及1220係分別由第一結構1205及第二結構1203繞射。因此,由第一週期性結構1201繞射之-1繞射階信號可被理解為-1繞射階信號1230及1220之組合。另外,+1繞射階信號1250及1240係分別由第一結構1205及第二結構1203繞射。因此,由第一週期性結構1201繞射之+1繞射階信號可被理解為+1繞射階信號1250及1240之組合。 相似地,第二入射量測輻射光束1215分別照明於第二週期性結構1206之第一結構1209及第二結構1207上。結果,-1繞射階信號1235及1225係分別由第一結構1209及第二結構1207繞射。因此,由第二週期性結構1206繞射之-1繞射階信號可被理解為-1繞射階信號1225及1235之組合。另外,+1繞射階信號1255及1245係分別由第一結構1209及第二結構1207繞射。因此,由第二週期性結構1206繞射之+1繞射階信號可被理解為+1繞射階信號1255及1245之組合。 作為堆疊差異之實例,第一週期性結構1201與第二週期性結構1206可具有厚度之差,如圖11A中所展示。然而,在另一實例中,可由允許第一週期性結構1201與第二週期性結構1206之間的非設計實體組態之額外或替代差異之一或多個其他因素產生堆疊差異。舉例而言,可在第一週期性結構1201相比於第二週期性結構1206對第一量測輻射光束1210較不透明時產生堆疊差異。舉例而言,可存在第一週期性結構1201與第二週期性結構1206之間之材料之差異(例如,具有不同折射率的相同類型之材料、不同類型之材料等)。作為另一實例,可存在第一週期性結構1201相對於第二週期性結構1206之間距之差,即使其經設計為具有實質上相同間距亦如此。堆疊差異之此等實例並非可存在堆疊差異之僅有方式,且因此不應被認為係限制性的。 返回參看方程式(10)及(11),堆疊差異可在方程式(10)及(11)中之每一者中引入三個額外項。第一項∆IN 指示各別信號之強度之實際改變。第二項∆CN 指示各別信號之對比度之實際改變。第三項∆β指示各別信號之相位之實際改變。該三個項係取決於量測輻射光束1210及1215之波長及/或偏振。因此,在存在堆疊差異之情況下,由第一週期性結構1201繞射之-1繞射階信號及由第一週期性結構1201繞射之+1繞射階信號可由以下方程式集體地表達:(12) 在圖11B中,根據方程式(12),分別以跡線1260及1262描繪由第一週期性結構1201繞射之-1繞射階信號之強度剖面及由第一週期性結構1201繞射之+1繞射階信號之強度剖面。 在圖11D中,根據方程式(12),分別以跡線1270及1272描繪由第一週期性結構1201繞射之-1繞射階信號之對比度剖面及由第一週期性結構1201繞射之+1繞射階信號之對比度剖面。 在圖11F中,根據方程式(12),分別以跡線1280及1282描繪由第一週期性結構1201繞射之-1繞射階信號之相位剖面及由第一週期性結構1201繞射之+1繞射階信號之相位剖面。 另外,在存在堆疊差異之情況下,由第二週期性結構1206繞射之-1繞射階信號及由第二週期性結構1206繞射之+1繞射階信號可由以下方程式集體地表達:(13) 在圖11C中,根據方程式(13),分別以跡線1264及1266描繪由第二週期性結構1206繞射之-1繞射階信號之強度剖面及由第二週期性結構1206繞射之+1繞射階信號之強度剖面。因此,與圖11B相比,存在強度不平衡性,其可導致量測誤差。 在圖11E中,根據方程式(13),分別以跡線1274及1276描繪由第二週期性結構1206繞射之-1繞射階信號之對比度剖面及由第二週期性結構1206繞射之+1繞射階信號之對比度剖面。因此,與圖11D相比,存在對比度不平衡性,其可導致量測誤差。 在圖11G中,根據方程式(13),分別以跡線1284及1286描繪由第二週期性結構1206繞射之-1繞射階信號之相位剖面及由第二週期性結構1206繞射之+1繞射階信號之相位剖面。因此,與圖11F相比,存在相位不平衡性,其可導致量測誤差。 將第一週期性結構1201之經量測強度不對稱性∆I+ d 定義為:(14) 藉由將方程式(12)併入至方程式(14)中且假定+∆IN 及∆CN 係小的,可將∆I+ d 表達為:(15A) 並且可將平均強度表達為:(15B) 其中相似地,將第二週期性結構1206之經量測強度不對稱性∆I- d 定義為:(16) 藉由將方程式(13)併入至方程式(16)中且假定+∆IN 及∆CN 係小的,可將∆I- d 表達為:(17A) 並且可將平均強度表達為:(17B) 可藉由以下方程式計算經量測疊對OVm(18) 藉由將方程式(14)至(17)併入至方程式(18)中,可獲得疊對量測中之誤差∆ɛOV 為:(19) 當β ≈ 90° (針對經良好設計目標)且疊對(OV)係小的(相對於偏置d)時,可將方程式(19)進一步簡化為: ∆ɛOV = OVm - OV ≈ d*(∆IN + ∆CN )(20) 另外,當第一週期性結構1201及第二週期性結構1206經良好設計為具有等於或大致等於1之對比度C時,∆CN 大致等於零。因此,可將量測誤差∆ɛOV 進一步簡化為: ∆ɛOV = OVm - OV ≈ d*∆IN (21) 如自方程式(19)至(21)可看到,經量測疊對OVm 不同於實際疊對OV達由堆疊差異產生的量測誤差∆ɛOV 。因此,量測(例如,對準之量測(其中目標係用於對準)、疊對之量測(其中目標係用於疊對量測)等)之準確度可藉由校正鄰近週期性結構或目標之間的堆疊差異而顯著縮減。可隨著產生或量測週期性結構或目標之程序之改變(例如程序偏移)校正由堆疊差異引起之量測誤差,程序之改變例如係基於產率(亦即,為了判定週期性結構或目標是否準確對經處理器件之評估)、鄰近週期性結構或目標之橫截面之評估,或複雜量測及分析性重新建構。此等方法可慢及/或有破壞性。其可僅有效地用以校正恆定程序誤差。另外,藉由橫截面或產率量測可並未有效地解決鄰近週期性結構或目標之堆疊差異之變化。因此,舉例而言,需要評估及校正堆疊差異之穩固解決方案。 為了特性化堆疊差異,可定義一或多個堆疊差異參數。堆疊差異參數為鄰近週期性結構或目標之實體組態中的非設計差異之量度。堆疊差異參數可用以校正使用週期性結構或目標而進行之量測。可在藉由圖案化程序產生、限定、驗證等(例如)器件中自然地使用經校正量測。另外或替代地,堆疊差異參數(或自堆疊差異參數導出之參數,諸如經校正量測)可用於鄰近週期性結構或目標中之一或多者之(再)設計中(例如,對設計之佈局作出改變)、可用於形成鄰近週期性結構或目標中之一或多者之程序中(例如,作出材料之改變、印刷步驟或條件中之改變等)、可用於量測條件之公式化中(例如,依據量測光束之波長、偏振、照明模式等而對光學量測公式化作出改變),等。在一實施例中,可根據評估鄰近週期性結構或目標之橫截面判定堆疊差異參數。 在一實施例中,可針對複合光柵之下部鄰近光柵藉由在施加上部光柵之前評估下部鄰近光柵來判定堆疊差異參數。在一實施例中,可自根據鄰近週期性結構或目標之光學量測或根據鄰近週期性結構或目標之橫截面對鄰近週期性結構或目標之重新建構(如以上所描述)來導出堆疊差異參數。亦即,重新建構實體尺寸、特性、材料屬性等且判定鄰近週期性結構或目標之間的差異以獲得堆疊差異參數。 在一實施例中,可與自鄰近週期性結構或目標量測之輻射相關聯地使用堆疊差異參數,以導出例如諸如疊對、CD、焦點、劑量等之所關注參數之經校正量測。在一實施例中,可將堆疊差異參數用於鄰近週期性結構或目標之光學量測之模擬中,以導出例如諸如疊對、CD、焦點、劑量等之所關注參數之經校正經模擬之量測。馬克士威求解程序及嚴密耦合波分析(RCWA)可用以獲得堆疊差異參數之值及/或所關注參數之經校正經模擬量測之值。 堆疊差異參數之實施例為週期性結構強度不平衡性(GI),其可被定義為:(22) 其中為由第一週期性結構1201繞射之+1繞射階強度信號與由第一週期性結構1201繞射之-1繞射階強度信號之平均值。相似地,為由第二週期性結構1206繞射之+1繞射階強度信號與由第二週期性結構1206繞射之-1繞射階強度信號之平均值。在一實施例中,週期性結構強度不平衡性(GI)可為經導出版本,諸如, ,等。 藉由將方程式(12)及(13)併入至方程式(22)中,週期性結構強度不平衡性GI變為:(23) 在方程式(23)中,第一項係與堆疊差異相關,且第二項係與實際疊對OV相關。第二項比第一項小得多。特定言之,當度量衡目標量測變因經良好設計、β ≈ 90°且疊對(OV)係小的時,實際疊對OV對週期性結構強度不平衡性GI之影響變得可忽略,此係由於第二項變為零。因此,週期性結構強度不平衡性GI係由堆疊差異支配為: GI ≈ 2∆IN - 2C∆β (24) 當與方程式(21)相比時,可看到,週期性結構強度不平衡性GI為第一週期性結構1201與第二週期性結構1206之間的堆疊差異之良好指示符且因此為良好的堆疊差異參數。為了考量不可忽略的第二項,可將一臨限值應用於週期性結構強度不平衡性GI以識別是否存在顯著堆疊差異。亦即,舉例而言,若週期性結構強度不平衡性GI超過臨限值,則存在堆疊差異且可使用週期性結構強度不平衡性GI;否則,若週期性結構強度不平衡性GI低於臨限值,則第一項及第二項之組合並未識別出顯著堆疊差異。 因此,通常可依據堆疊差異參數SD將量測誤差∆ɛOV 表示為:(25) 其中為針對第一週期性結構1201與第二週期性結構1206之堆疊差異參數與量測誤差之間的關係函數。在一實施例中,堆疊差異參數為或包含週期性結構強度不平衡性GI (或自週期性結構強度不平衡性GI導出)。因此,可將量測誤差∆ɛOV 表示為。 另外,在一實施例中,可藉由併入結構不對稱性來擴展∆ɛOV 使得(26) 其中BGA為週期性結構1201、1206中之結構不對稱性,且為針對週期性結構1201及1206之結構不對稱性與量測誤差之間的關係函數。 在方程式(25)及(26)中,可分別基於I±1 (±d)之量測計算OVm 及SD (其中例如SD為週期性結構強度不平衡性GI (或自GI導出))。另外,OVm 、SD及之值皆取決於一或多個量測參數(例如波長、偏振等)。 在一實施例中,可藉由使用兩個不同量測參數量測鄰近週期性結構或目標來得出關係函數ξSD 。關係函數ξSD 可僅僅為恆定值。在此狀況下:(27) 其中下標A及B表示可歸因於分別使用量測參數集合A及量測參數集合B進行之量測之項。具體言之,OVm , A 及OVm , B 為分別使用量測參數集合A及量測參數集合B之量測之疊對,且為分別根據量測參數集合A及量測參數集合B用於第一週期性結構1201及第二週期性結構1206的關係函數。為基於分別使用量測參數集合A及量測參數集合B對I±1 (±d)之量測而計算的堆疊差異參數。另外,為運用量測參數集合A量測之疊對OVm , A 與運用量測參數集合B量測之疊對OVm , B 之間的差。量測參數集合A與B可在例如量測輻射之波長及/或偏振方面不同。 因此,在堆疊差異參數為或包含週期性結構強度不平衡性GI的情況下,方程式(27)變為:(28) 其中係根據方程式(22)基於分別使用量測參數集合A及量測參數集合B對I±1 (±d)之量測而計算。 因此,在一實施例中,可藉由判定使用量測參數集合A計算之堆疊差異參數SDA (例如)、使用量測參數集合B計算之堆疊差異參數SDB (例如)與量測參數集合A與B之間的疊對量測之差之間的關係來得出關係函數。使用,可自方程式(28)判定疊對OV 。 現在,如上文所論述,度量衡目標可具有影響可使用其量測而判定的參數(例如疊對)之堆疊差異。在器件製造期間諸如化學機械拋光(CMP)、膜沈積、旋塗等之許多程序可造成堆疊差異(以及如上文所論述之結構不對稱性)。堆疊差異可包括側壁角差、厚度不對稱性差、臨界尺寸差、過度蝕刻差,等。堆疊差異可嚴重影響疊對量測之準確度(例如高達幾奈米),此係因為程序誘發之堆疊差異(及結構不對稱性)可由度量衡工具誤解為(疊對之)移位,此將使疊對準確度降級。 圖12中描繪可具有堆疊差異的實例以繞射為基礎之度量衡目標。在此狀況下,度量衡目標係用於判定疊對參數。圖12可具有不同形式且經量測以判定除疊對之外的一或多個不同參數,且此處之論述不限於圖12中所展示之形式或判定疊對之度量衡目標。 參看圖12,該實例度量衡目標包含複數個週期性結構(例如光柵) 805、810、815、820。如所已知,為了疊對量測,另一可相當的度量衡目標將提供於圖12中所展示之度量衡目標上方或下方之層中。彼另一度量衡目標之週期性結構將與圖12中所展示之度量衡目標重疊,使得彼等其他週期性結構與圖12之週期性結構之間的未對準將提供疊對誤差之量度。 在圖12中,對稱週期性結構805及810經設計為量測在y方向上之疊對,而對稱週期性結構815及820經設計為量測在x方向上之疊對。在一實施例中,不需要週期性結構之兩個不同集合;可提供僅一個集合(例如805及810或815及820)。另外,週期性結構之集合具有如上文所論述之有意相對偏置。在此狀況下,週期性結構之集合805及810中之週期性結構805具有+d偏置,而彼集合之週期性結構810具有-d偏置。相似地,週期性結構之集合815及820中之週期性結構815具有-d偏置,而彼集合之週期性結構820具有+d偏置。偏置量無需相等。 可橫越諸如圖12中所描繪之目標產生堆疊差異。舉例而言,在用以判定在特定方向上之疊對之週期性結構之集合的+d區與-d區之間可存在差異(例如,週期性結構805與810之間的堆疊差異及/或週期性結構815與820之間的堆疊差異)。因此,堆疊差異可影響自在運用量測光束照明彼等週期性結構時所獲得的強度量測而判定之疊對。 因此,提供用以藉由選擇穩固的度量衡目標量測變因及/或藉由校正堆疊差異誘發之疊對誤差來計算疊對從而減輕此影響的解決方案。該解決方案可實現以較佳速度、準確度及/或精度之疊對度量衡之改良。 為了疊對判定,堆疊差異可藉由諸如週期性結構強度不平衡性GI之堆疊差異參數而特性化。在一實施例中,週期性結構強度不平衡性GI可為+d週期性結構/-d週期性結構之間的一階強度差。 參看圖13,描繪使用週期性結構之集合來判定疊對之實例。在此實例中,藉由實際量測判定疊對。然而,另外或替代地,可使用模擬如何使用量測光束來量測度量衡目標的光學程序之模擬來判定疊對。在一實施例中,模擬程序可藉由例如引入對應於藉由對堆疊差異之單獨判定(例如藉由一或多個度量衡目標之掃描電子顯微鏡檢測以識別堆疊差異)而判定的堆疊差異之值來考量堆疊差異。在一實施例中,模擬程序可藉由例如擾動值以有效地人工地產生堆疊差異(該擾動可藉由圖案化程序資訊而約束或指導)來考量堆疊差異。此類擾動可有用於判定對一或多個堆疊差異穩固之度量衡目標量測變因。 在圖13之實例中,運用量測光束來照明週期性結構805及810 (具有相對之偏置+d及-d)之集合。使用以繞射為基礎之量測工具來量測週期性結構805及810,該以繞射為基礎之量測工具自使用影像平面偵測之強度量測導出疊對。影像平面偵測使能夠形成完整週期性結構之輪廓。因此,可在所關注區(ROI)內之每一像素處判定疊對以形成目標內疊對圖。圖13中展示此情形之實例。週期性結構805之-1階輻射之強度量測展示於1305處,且週期性結構805之+1階輻射之強度量測展示於1310處。另外,週期性結構810之-1階輻射之強度量測展示於1315處,且週期性結構810之+1階輻射之強度量測展示於1320處。在1305、1310、1315及1320中之每一者處,描繪ROI之每一像素處之強度值的實例曲線圖,其中灰階展示強度之位準。如應瞭解,無需產生曲線圖。曲線圖係出於解釋之目的而展示。接著,1305之像素與1310之像素之間的差得到用於來自1305及1310之像素之每一組合之像素位準強度不對稱性值A+ d ,如在1325處所描繪,且1315之像素與1320之像素之間的差得到用於來自1315及1320之像素之每一組合之像素位準強度不對稱性值A-d ,如在1330處所描繪。接著,可在1335處例如針對每一像素使用、方程式(2)等來判定每一像素處之疊對。 現在,可在像素位準以與圖13中判定疊對相似之方式來計算堆疊差異參數GI。參看圖14,使用週期性結構805之-1階輻射之強度量測1305、週期性結構805之+1階輻射之強度量測1310、週期性結構810之-1階輻射之強度量測1315及週期性結構810之+1階輻射之強度量測1320,可在1415處針對每一像素計算堆疊差異參數GI。作為至1415處之堆疊差異參數GI計算之輸入,在1405處計算週期性結構805之-1階輻射之強度量測1305與週期性結構805之+1階輻射之強度量測1310之組合。另外,在1410處計算週期性結構810之-1階輻射之強度量測1315與週期性結構810之+1階輻射之強度量測1320之組合。在一實施例中,1405、1410處之組合為各別像素之總強度、各別像素之強度之平均值,等。接著,可在1415處判定每一像素處之堆疊差異參數GI。在一實施例中,堆疊差異參數GI為在每一像素處在1405、1410處計算之值之間的差。在一實施例中,根據方程式(22)或本文中之任何其他堆疊差異參數公式化來計算堆疊差異參數GI。在1415處,描繪ROI之每一像素處之堆疊差異參數GI之值的實例曲線圖,其中灰階展示堆疊差異參數GI之值位準。如應瞭解,無需產生曲線圖。曲線圖係出於解釋之目的而展示。 運用來自ROI中之像素之「目標內」疊對及堆疊差異參數GI資料,可藉由判定每像素之疊對如何隨著每像素之堆疊差異參數GI橫越ROI變化而變化來評估堆疊差異對疊對之影響。度量衡目標內之疊對對堆疊差異參數GI之任何相依性可造成疊對誤差,從而使量測準確度劣化。如圖15中所說明,不同度量衡目標量測變因可實現疊對對堆疊差異參數GI之不同相依性,且因此可產生不同疊對結果。在1510處,描繪用於ROI之堆疊差異參數GI資料之實例(亦即,可與1415處之資料相當)。接著在1515處,描繪用於ROI之各別疊對資料之實例(亦即,可與1335處之資料相當)。此資料對應於在特定量測光束波長及偏振(例如在600奈米及0°偏振)之特定度量衡目標。使用資料1510及1515,計算OV隨著堆疊差異參數GI變化之變化。此情形之實例展示於1500處,其中水平軸線為堆疊差異參數GI且垂直軸線為疊對。資料點中之每一者對應於來自堆疊差異參數GI及疊對資料的用於像素之特定組合之堆疊差異參數GI及疊對資料。在一實施例中,所比較像素為1510、1515中之每一者中之可相當的像素。圖16A中展示可相當像素之實例,其中計算用於週期性結構1中之像素之A+ d (例如)與用於位於可相當部位處的週期性結構2中之像素之A- d (例如,)。亦即,舉例而言,來自1510、1515中之每一者之左上方隅角處第一列中的第1像素之資料對應於1500中之資料點,接著該第一列中之第2像素之資料對應於1500中之資料點,等。此資料之實例呈現為1500。 相似地,在1520處,描繪用於ROI之堆疊差異參數GI資料之實例(亦即,可與1415處之資料相當)。接著在1525處,描繪用於ROI之各別疊對資料之實例(亦即,可與1335處之資料相當)。此資料對應於相同度量衡目標及量測偏振,但處於與針對1510及1515之量測光束波長不同的量測光束波長(例如550奈米)。使用資料1520及1525,計算OV隨著堆疊差異參數GI變化之變化。此情形之實例展示於1505處,其中水平軸線為堆疊差異參數GI且垂直軸線為疊對。 資料點中之每一者對應於關於來自+d目標資料(例如資料1325、1405)及-d目標資料(例如資料1330、1410)之像素之特定組合的堆疊差異參數GI及疊對資料。在一實施例中,經處理像素為+d及-d目標資料中之可相當的像素。亦即,舉例而言,資料1325、1405、1330、1410之左上方隅角處第一列中的第1像素係用於各別計算,接著該第一列中之第2像素係用於各別計算,等。然而,程序可產生+d目標區/-d目標區之間的堆疊差異之各種不同剖面,諸如橫越+d目標區/-d目標區之堆疊差異參數值之梯度、堆疊差異參數值隨著+d目標區相比於-d目標區之相對移位之擾動、堆疊差異參數值隨著+d目標區/-d目標區中之相同移位之擾動,等。因此,運用像素位準強度量測資料,需要處理許多可能的類型之堆疊差異。此處理可藉由藉由以下操作產生眾多可能的堆疊差異參數GI剖面來進行:例如以不同對稱性(平移、旋轉、反射等)改變來自+d目標區之像素資料與來自-d目標區之像素資料匹配之方式。因此,在一實施例中,使用1325與1330中之資料之間的一或多個其他或另外組合。舉例而言,在一實施例中,在+d/-d目標區資料之間存在旋轉對稱性以供堆疊差異參數GI計算。此情形之實例呈現於圖16B中。舉例而言,可比較用於週期性結構1中之像素之A+ d (例如)與用於圍繞ROI之中心成180°而定位的週期性結構2中之像素之A- d (例如)。在一實施例中,可將1325中之每一像素與1330中之每一像素進行比較。因此,在一實施例中,藉由改變+d目標像素資料與-d目標像素資料匹配之方式,可產生並評估各種可能的堆疊差異參數GI情境,而不必須實體地產生及量測此類情境。 使用1500及1505之資料,執行線/曲線擬合。在資料1500中,線/曲線1530展示疊對隨著變化堆疊差異參數GI相當穩定。與此對比,在資料1505中,線/曲線1535展示疊對隨著變化堆疊差異參數GI相當顯著地變化。儘管如此,但資料1510似乎完全可與資料1520相當,且資料1515似乎完全可與資料1525相當。 因此,每像素之疊對與每像素之堆疊差異參數GI之間的擬合之斜率提供用於對疊對之堆疊差異影響的指示符。斜率愈接近0,疊對相對於變化堆疊差異參數GI愈穩定。因此,斜率較接近或等於0的度量衡目標量測變因指示其對堆疊差異參數GI變化穩定(其可(如下文所論述)用以區分較佳度量衡目標量測變因與斜率遠非0的另一度量衡目標量測變因)。 另外,特別在採取與-d目標區像素資料匹配的+d目標區像素資料之眾多組合(例如,來自可相當部位之資料及來自具有旋轉對稱性之部位之資料、來自具有一種類型之對稱性之部位之資料,及來自具有另一類型之對稱性之部位之資料、來自+d目標區中之每一像素之資料與-d目標區中之每一像素之資料比較,等)的情況下,可將為零之堆疊差異參數GI處之疊對評估為無堆疊差異之疊對之量度。舉例而言,在為零之堆疊差異參數GI之疊對之值可經平均化以產生無堆疊差異之疊對。 此外,藉由使堆疊差異參數GI與具有目標之周圍結構相關,發現堆疊差異參數GI可取決於該目標在基板上之部位。目標之環境之佈局或圖案密度將影響目標之堆疊差異參數GI。然而,橫越目標之ROI的疊對對堆疊差異參數GI之斜率展示對基板上之目標之部位的極小相依性。橫越目標之ROI的疊對對堆疊差異參數GI之斜率更多地取決於度量衡目標量測變因,此使得該斜率相比於例如橫越基板之堆疊差異參數GI之平均值成為良好的效能指示符,從而識別潛在堆疊差異及/或不準確度問題。 在一實施例中,可出於各種目的來使用擬合之斜率。舉例而言,擬合之斜率可用作堆疊差異對疊對之影響的運行時間指示符。舉例而言,若斜率滿足或超越臨限值,則可捨棄量測結果、可停止使用特定度量衡目標量測變因之進一步度量衡、可重組態度量衡目標量測變因,等。 作為另一實例,可將擬合之斜率用於度量衡目標量測變因設計及選擇中以排除對堆疊差異敏感的度量衡目標量測變因,且理想地選擇對堆疊差異不敏感或具有低敏感度以幫助確保良好量測準確度的一或多個度量衡目標量測變因以用於生產量測中。如上文所論述,來自+d目標區之像素資料與來自-d目標區之像素資料匹配之方式的各種組合可經評估以判定如使用特定度量衡目標量測變因而判定的疊對對不同類型之堆疊差異剖面作出何種反應。理想地,穩固度量衡目標量測變因應展示穩定疊對,而不論+d/-d目標區之間的像素如何排列。 另外,已發現,非零疊對可誘發週期性結構強度不平衡性GI之值。此疊對誘發之週期性結構強度不平衡性GIoverlay 並不影響疊對準確度。然而,疊對誘發之週期性結構強度不平衡性GIoverlay 可使對堆疊差異參數GIstack 之判定複雜化(例如,歸因於堆疊差異且負面地影響疊對判定的週期性結構強度不平衡性)。因此,為了估計由非疊對誘發之堆疊差異參數GIstack 造成的疊對誤差,自總週期性結構強度不平衡性GItotal 移除週期性結構強度不平衡性GIoverlay 。當來自堆疊變化之堆疊差異參數GI (亦即,GIstack )為影響疊對準確度的主要因素時,可將總週期性結構強度不平衡性GItotal 近似為GIoverlay + GIstack ,其中GItotal 為橫越目標之平均週期性結構強度不平衡性GI (其可如以上所描述橫越目標予以判定且接著經平均化)、GIoverlay 為橫越目標之疊對誘發之週期性結構強度不平衡性GI,且GIstack 為歸因於堆疊變化之堆疊差異週期性結構強度不平衡性,假定GIoverlay 與GIstack 彼此獨立。 為了獲得週期性結構強度不平衡性GIoverlay ,可將度量衡目標之某一部分認為係具有由堆疊變化造成之最小週期性結構強度不平衡性GI。在一實施例中,該部分為用於計算週期性結構強度不平衡性GI的基本上最接近+d目標區之-d目標區之部位,或反之亦然。在一實施例中,基本上最接近係在-d目標區之週期性結構與+d目標區之週期性結構之間的最短距離的±10%內或±20%內。在一實施例中,週期性結構強度不平衡性GI係自強度進行計算,該強度係自+d目標區與-d目標區之基本上最接近區進行量測。在一實施例中,使用來自10個或更多個像素、15個或更多個像素、20個或更多個像素、25個或更多個像素(例如5×5像素區)、30個或更多個像素或40個或更多個像素的區之資料以提取週期性結構強度不平衡性GIoverlay 。在一實施例中,被認為具有由堆疊變化造成之最小週期性結構強度不平衡性GI的部分之實例在圖12中被展示為部位825。在一實施例中,被認為具有由堆疊變化造成之最小週期性結構強度不平衡性GI的部分之實例在圖14中被展示為部位825。度量衡目標之週期性結構之內部區(例如側、隅角)應具有由堆疊變化造成之最小週期性結構強度不平衡性,此係由於其為其中-d/+d繞射輻射變得彼此最接近且其中自典型微影後轉印圖案化程序預期最小堆疊變化的區域。因此,來自內部區之週期性結構強度不平衡性GI應主要來自疊對,且因此,針對彼部分計算之週期性結構強度不平衡性GI可經近似為週期性結構強度不平衡性GIoverlay 。接著,堆疊差異週期性結構強度不平衡性GIstack 將為GItotal - GIoverlay 。由堆疊差異造成之疊對誤差可接著藉由使用上文所描述的疊對相對於堆疊差異參數GI之斜率乘以堆疊差異參數GIstack 予以估計。亦即,運用所估計GIstack 及每像素之疊對與堆疊差異參數GI之間的斜率,可估計每度量衡目標部位之由堆疊差異造成的疊對誤差。 根據研究,橫越基板之堆疊差異參數GIstack 之平均場指紋展示與在基板之中心之場處的總週期性結構強度不平衡性GI相似的趨勢,其中疊對係最低的且其中週期性結構強度不平衡性GIoverlay 之貢獻最小。此展示可使週期性結構強度不平衡性GIoverlay 與堆疊差異參數GIstack 分離。 另外或在替代例中,週期性結構強度不平衡性GIoverlay 可用作下文所描述之不同疊對誤差校正方法中之參考,此係由於若存在對零週期性結構強度不平衡性GI之校正,則可發生過度校正。因此,在一實施例中,疊對準確度可藉由運用堆疊差異校正計算疊對(亦即,藉由將週期性結構強度不平衡性GIoverlay 用作參考來校正堆疊差異誘發之疊對誤差)而得以改良。此方法之實施例係關於圖17加以描述。 在1700處,例如經由影像平面偵測獲得用於ROI中之所有像素之強度資料A+ d (例如)及A- d (例如)。接著針對每一像素計算堆疊差異參數GI。可將堆疊差異參數GI計算如下:(29) 可以不同方式計算堆疊差異參數GI。舉例而言,用於+d目標區及-d目標區之各別ROI可具有非旋轉對稱性。此情形之實例係關於圖16A加以描述。作為另一實例,用於-d目標區之ROI可具有相對於+d目標區ROI之旋轉對稱性。此情形之實例係在上文關於圖16B加以描述。在一實施例中,+d目標資料/-d目標資料之間的旋轉對稱性係用於堆疊差異參數GI計算,此係由於運用旋轉對稱性,可計算來自自+d目標區與-d目標區之基本上最接近區((例如在圖12中被展示為部位825)所量測的強度之堆疊差異參數GI以近似週期性結構強度不平衡性GIoverlay 。然而,為了計算堆疊差異參數GI,不同對稱操作(及非對稱操作)可為可能的。 在1710處,使用有效像素資料評估(例如標繪)依據堆疊差異參數GI而變化的A+ d 及A- d 。若用於像素之資料相比於資料之其餘部分係常見的,則像素資料有效。舉例而言,可忽略超出ROI資料之平均值±2 (mean±2)標準偏差或平均值±3 (mean±3)標準偏差之像素資料。圖18中呈現依據堆疊差異參數GI而變化的A+ d 或A- d 之實例標繪圖。獲得用於依據堆疊差異參數GI而變化的A+ d 之標繪圖,及獲得用於依據堆疊差異參數GI而變化的A- d 之另一標繪圖。當然,實際標繪圖並非必需的,此係因為可在無資料標繪的情況下單獨評估資料。 在1720處,獲得在參考堆疊差異參數GIref = GIoverlay 之A+ d 值及A- d 值。為了實現此操作,可判定用於依據堆疊差異參數GI而變化的A+ d 及A- d 之資料之擬合。在一實施例中,該擬合為線性擬合。線性擬合之實例在圖18中展示為1800。接著,舉例而言,自堆疊差異參數GIref = GIoverlay 之擬合獲得經校正強度不對稱性A+ d 值及A- d 值,如例如圖18中所展示。在一實施例中,經校正強度不對稱性A+ d 值及A- d 值分別為具有堆疊差異參數GIref = GIoverlay 之各別A+ d 值及A- d 值的統計平均值。 運用依據堆疊差異參數GI而變化的疊對之資料之線性擬合而對疊對之直接內插可能並不如在參考堆疊差異參數GIref = GIoverlay 內插A+ d 值及A- d 值一樣有效。此係因為疊對並非堆疊差異參數GI之簡單線性函數;然而,A+ d 及A- d 以及堆疊差異參數GI可為強度之線性函數。 在1730處,將堆疊差異參數GIref 之經校正A+ d 值及A- d 值用於疊對計算以得到堆疊差異經校正疊對。用於計算疊對OV之方程式之實例形式係如下:(30) 其中d為週期性結構之偏置且P為週期性結構之特徵之間距。因此,藉由在堆疊差異參數GIref = GIoverlay 使用A+ d 值及A- d 值,可縮減或消除堆疊差異對疊對準確度之影響。 因為使用有限數目個像素以提取週期性結構強度不平衡性GIoverlay ,所以其可為有雜訊的,此可使疊對誤差校正有效性較低。堆疊差異參數GIstack 常常具有強場內指紋(亦即,基板上之場內之值的特定指紋),該場內指紋係藉由環繞度量衡目標之結構之佈局/圖案密度而判定。此結構橫越基板之場或在特定圖案化程序之複數個基板之場當中並未顯著改變。因此,為了具有較有效校正,可對一基板或複數個基板之較多場進行取樣以獲得週期性結構強度不平衡性GIoverlay 。藉由使用經平均化場週期性結構強度不平衡性GIoverlay ,可在橫越基板之每一目標位置處獲得較準確的堆疊差異參數GIstack ,此將在上述工序中導致A+ d 值及A- d 值具有較佳準確度。 基板處理中之微小改變將導致疊對變化,藉此影響(例如)疊對控制迴路自動程序控制(APC)及器件產率。因此,在一實施例中,將理想的是鑒於堆疊差異而最佳化度量衡目標量測變因之選擇以便獲得較準確疊對誤差量測,或移除歸因於堆疊差異之疊對貢獻,藉此校正疊對誤差量測。 因此,揭示識別一或多個理想度量衡目標量測變因之方法。一旦經識別,度量衡目標量測變因就可用於執行疊對量測中。 應注意,一或多個理想度量衡目標量測變因將傾向於對應於一特定度量衡目標設計,使得識別度量衡目標設計與一或多個量測特性之理想組合。然而,一特定度量衡目標設計將未必提供關於所有量測特性之良好結果,且一或多個量測特性將未必提供關於所有度量衡目標設計之良好結果。因此,需要尋找度量衡目標量測變因。 可以數種方式變化度量衡目標設計。可存在諸如臨界尺寸、側壁角、間距等之一或多個參數之變化。可評估數個候選度量衡目標設計,每一設計展示此等參數中之一或多者之變化。相似地,可依據諸如波長及/或偏振之參數而變化量測特性。因此,可評估複數個度量衡目標量測變因,每一變因展示此等參數中之一或多者之變化。 圖19為根據一例示性實施例的度量衡目標量測變因選擇之方法的流程圖。在1900處,自量測輻射強度值判定用於第一度量衡目標量測變因之量測輻射強度值以及疊對值及堆疊差異參數值。在1910處,判定用於度量衡目標量測變因之依據堆疊差異參數而變化的疊對資料之擬合之斜率。在1920處,比較該度量衡目標量測變因之擬合之斜率與另一不同的度量衡目標量測變因之擬合之斜率。在1930處,判定該等度量衡目標量測變因中之哪一者具有較佳擬合斜率。舉例而言,斜率較接近或等於0的度量衡目標量測變因指示其對堆疊差異變化係穩定的,其可用以區分較佳度量衡目標量測變因與斜率遠非0的另一度量衡目標量測變因。在1940處,視情況根據1900至1930評估另外一或多個度量衡目標量測變因。在1950處,基於對擬合之斜率之分析而輸出一或多個理想度量衡目標量測變因。 圖20展示說明一程序之流程圖,在該程序中度量衡目標用以監視效能,且用作控制度量衡程序、設計程序及/或生產程序之基礎。在步驟2000中,處理基板以產生如本文中所描述之產品特徵及一或多個度量衡目標。在步驟2010處,使用例如圖6之方法來量測及計算圖案化程序參數(例如疊對)值,且視情況根據本文中所描述之方法使用堆疊差異來校正圖案化程序參數值。在步驟2020處,可使用經判定圖案化程序參數(例如疊對)值(連同如可得到之其他資訊),以更新、改變等度量衡目標量測變因。經更新、改變等之度量衡目標量測變因可用於圖案化程序參數之後續量測(例如用於隨後經處理基板上之圖案化程序參數之量測)。以此方式,所計算之圖案化程序參數之準確度可得以改良。可視需要自動化更新程序。在步驟2030中,可使用圖案化程序參數值以控制、修改、設計等微影圖案化步驟/裝置及/或圖案化程序中之其他程序步驟/裝置,以用於例如重工及/或用於另外基板之處理。再次,可視需要自動化此更新。 因此,在一實施例中,使用來自影像平面偵測之週期性結構像素位準資料以導出堆疊差異參數值且使用彼等堆疊差異參數值以例如進行疊對之校正。在一實施例中,藉由改變+d目標像素資料與-d目標像素資料之匹變因式,可產生各種可能的堆疊差異情境,且相應地可評估其對疊對之影響程度。在一實施例中,用於依據度量衡目標內之堆疊差異參數而變化的疊對資料之擬合之斜率係作為對於例如度量衡目標量測變因選擇之穩固性及/或準確度指示符。 在一實施例中,在其中基於度量衡目標類型及佈局而預期+d/-d目標區具有最小堆疊差異的像素處使用資料而計算之疊對可實現不同度量衡目標量測變因之間的較佳疊對一致性,從而指示較佳疊對準確度。在一實施例中,藉由使用度量衡目標之內部像素資料,可使疊對誘發之週期性結構強度不平衡性GIoverlay 與非疊對誘發之週期性結構強度不平衡性GIstack 分離。運用堆疊差異參數GIstack 及依據堆疊差異參數GI而變化的疊對之資料擬合之斜率,可估計由堆疊差異造成之疊對誤差。 在一實施例中,藉由如下操作而獲得堆疊差異經校正疊對:利用度量衡目標之ROI內之像素之資訊、獲得依據堆疊差異參數GI而變化的強度不對稱性值A+ d 及A- d 之資料之擬合(例如,線性擬合係有效的),且在堆疊差異參數GIref = GIoverlay 提取強度不對稱性值A+ d 及A- d 。在GIref = GIoverlay 之經提取強度不對稱性值A+ d 及A- d 係用於經校正疊對計算。在一實施例中,強度不對稱性值A+ d 及A- d 係藉由如下操作予以判定:使來自+d目標區之具有旋轉對稱性的像素與來自-d目標區之像素匹配,該等像素接著用於獲得+d ROI與-d ROI之平均強度差以用於計算堆疊差異。 運用本文中之堆疊差異方法,可獲得改良之疊對準確度。運用本文中之堆疊差異方法,可改良場內一致性。運用本文中之堆疊差異方法,可改良度量衡目標量測變因之間的相似性。因此,堆疊差異方法應開闢對度量衡目標量測變因選擇之較良好設定,其可使得度量衡檢核較容易及/或較快速。 在一實施例中,運用本文中之堆疊差異方法,可藉由濾波堆疊差異敏感之度量衡目標量測變因而縮短供判定度量衡目標量測變因之時間。舉例而言,本文中之堆疊差異方法可潛在地縮減所考慮之度量衡目標量測變因之反覆之數目。在一實施例中,運用本文中之堆疊差異方法,可識別較穩固度量衡目標量測變因。 可藉由本文中所描述之概念使以下特徵中之一或多者係可能的:使用堆疊差異以用於在線內量測中進行疊對誤差量測之校正;可自疊對及堆疊差異判定獲得較準確疊對量測;可使用堆疊差異來識別程序穩固之度量衡目標量測變因;及/或可自所計算之堆疊差異參數判定理想的度量衡目標量測變因。 本文中所描述之方法可無需新倍縮光罩設計、無需度量衡設計改變及/或無需度量衡目標面積增加。該等方法亦能夠放寬應用,例如,堆疊差異可用於程序穩定性監視。 雖然實施例已集中於+1及-1繞射階輻射,但可考慮並處理其他繞射階之輻射。 雖然上文所揭示之實施例在以繞射為基礎之疊對量測(例如,使用圖3A中所展示之裝置之第二量測分支進行的量測)方面加以描述,但原則上相同模型可用於以光瞳為基礎之疊對量測(例如,使用圖3A中所展示之裝置之第一量測分支進行的量測)。因此,應瞭解,本文中所描述之概念同樣適用於以繞射為基礎之疊對量測及以光瞳為基礎之疊對量測。 雖然本文中所描述之度量衡目標之實施例已主要在疊對量測方面予以描述,但本文中所描述之度量衡目標之實施例可用以量測一或多個額外或替代圖案化程序參數。舉例而言,度量衡目標可用以量測曝光劑量變化、量測曝光焦點/散焦、量測CD,等。另外,此處之描述亦可在適當時具有修改的情況下應用於例如微影裝置中之使用對準標記進行的基板及/或圖案化器件對準。相似地,可判定用於對準量測之適當變因。 在一實施例中,用於所關注區中之所有合適像素之強度資料係用於選擇諸如波長及偏振之量測設定。針對小的疊對數目,+1繞射階與-1繞射階之間的強度差 I I = K x OV , 其中OV 為重疊且K 為取決於堆疊及量測設定之疊對敏感度。若判定出如以上所描述之 IOV ,則可計算K 之值。目的為尋找對應於大疊對敏感度但橫越所關注區具有敏感度之小變化的量測設定。可將變化表達為σK ,其為橫越所關注區橫越所有有效像素之K 的標準偏差。目標內σK / K 之值將指示何者為最佳量測設定。除了導出目標內σK / K 以外,橫越整個晶圓之目標內σK / K 之平均加或減三個標準偏差亦被計算為量測設定之穩固性的另一指示符。本發明人已意識到,相比於不考量所關注區中之像素之間的K 之變化的橫越晶圓σK / K 之計算,此計算提供最佳量測設定之較佳指示。橫越晶圓σK / K 可導致量測設定之間的不明確度,且因此導致不良量測精度及疊對不準確度。目標內σK / K 捕捉所關注區內之小尺度局域程序變化。變化之尺寸通常為大約數微米。可選擇亦提供最佳光柵不平衡敏感度之最佳量測設定。目標內σK / K 之判定未必需要緻密取樣,且對橫越晶圓大約200個點之稀疏取樣可為足夠的。 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。許多器件具有類似於光柵的規則週期性結構。如本文中所使用之目標之術語「目標」、「光柵」或「週期性結構」無需使已針對正被執行之量測具體提供適用結構。另外,度量衡目標之間距P 接近於量測工具之光學系統之解析度極限,但可比目標部分C中藉由圖案化程序製得的典型產品特徵之尺寸大得多。實務上,可使週期性結構之特徵及/或空間包括在尺寸方面相似於產品特徵之較小結構。 與如在基板及圖案化器件上實現的目標之實體結構相關聯地,一實施例可包括含有機器可讀指令之一或多個序列及/或函數資料之電腦程式,函數資料描述目標設計、描述設計用於基板之目標之方法、描述在基板上產生目標之方法、描述量測基板上之目標之方法及/或描述分析量測以獲得關於圖案化程序之資訊之方法。此電腦程式可執行於例如圖3之裝置中之單元PU及/或圖2之控制單元LACU內。亦可提供資料儲存媒體(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。在例如屬於圖3中所展示之類型的現有檢測裝置已經在生產中及/或在使用中的情況下,實施例可藉由提供經更新電腦程式產品以致使處理器執行本文中所描述之方法中的一或多者(例如計算如本文中所描述之疊對誤差)來實施。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量測合適複數個目標上之圖案化程序之參數(例如以進行量測以判定合適複數個目標上之堆疊差異及/或結構不對稱性及/或判定疊對誤差)之方法。程式可更新圖案化程序及/或度量衡變因之參數,以用於另外基板之量測。程式可經配置以控制(直接或間接地)微影裝置以用於圖案化及處理其他基板。 另外,已在本文中關於以繞射為基礎之度量衡描述實施例,該以繞射為基礎之度量衡例如自來自繞射階之強度量測重疊週期性結構之相對位置。然而,本文中之實施例可在需要時具有適當修改的情況下經應用至以影像為基礎之度量衡,該以影像為基礎之度量衡例如使用目標之高品質影像來量測自層1中之目標1至層2中之目標2之相對位置。通常此等目標係週期性結構或「盒」(盒中盒(BiB))。 在一實施例中,提供一種方法,其包含:獲得依據用於一圖案化程序之一度量衡目標之一堆疊差異參數而變化的用於該度量衡目標之疊對之資料之一擬合;及由一硬體電腦使用該擬合之一斜率(i)以區分一度量衡目標量測變因與另一度量衡目標量測變因,或(ii)計算疊對之一經校正值,或(iii)指示應使用或不使用使用該度量衡目標而獲得的一疊對量測值,以組態或修改該圖案化程序之一態樣,或(iv)選自(i)至(iii)中之任何組合。 在一實施例中,在該度量衡目標之一影像之像素位準計算該疊對及堆疊差異參數資料。在一實施例中,根據自該度量衡目標量測之繞射輻射之強度的影像平面偵測計算該疊對及堆疊差異參數。在一實施例中,該方法進一步包含使用用於該度量衡目標之一第一週期性結構之影像之一第一部位的輻射強度資料與用於該度量衡目標之一第二週期性結構之影像之一第二部位的輻射強度資料之一組合來導出該疊對及/或堆疊差異參數資料,其中該第二部位處於與該第一部位旋轉對稱之一位置。在一實施例中,該堆疊差異參數包含該度量衡目標之具有一第一偏置值的週期性結構之強度值之一組合減去該度量衡目標之具有一第二不同偏置值的週期性結構之強度值之一組合。在一實施例中,該擬合係一線性擬合。在一實施例中,該方法包含使用該擬合之該斜率以計算疊對之一經校正值。在一實施例中,該方法包含使用該擬合之該斜率以區分一度量衡目標量測變因與另一度量衡目標量測變因。在一實施例中,該方法包含基於該擬合之該斜率而組態或修改該圖案化程序之一態樣。 在一實施例中,提供一種方法,其包含:獲得用於一圖案化程序之一度量衡目標之一區的一週期性結構強度不平衡性參數值,該區被預期為具有最小堆疊差異;得出作為用於該度量衡目標之一平均週期性結構強度不平衡性參數值與用於該區之該週期性結構強度不平衡性參數值之間的一差的一非疊對誘發之週期性結構強度不平衡性參數值;及使用該非疊對誘發之週期性結構強度不平衡性參數差以計算一經校正疊對值。 在一實施例中,該方法進一步包含組合該非疊對誘發之週期性結構強度不平衡性參數差與依據該度量衡目標之該堆疊差異誘發之週期性結構強度不平衡性參數而變化的用於該度量衡目標之疊對資料之一擬合之一斜率,以計算該經校正疊對值。在一實施例中,該區為該度量衡目標之一第一週期性結構內之一部位,且自該區至該度量衡目標之具有一第二不同偏置的一第二週期性結構之一距離係在該第一週期性結構與該第二週期性結構之間的最短距離的90%至110%之間。在一實施例中,該方法進一步包含使用用於該度量衡目標之一第一週期性結構之影像之一第一部位的輻射強度資料與用於該度量衡目標之一第二週期性結構之影像之一第二部位的輻射強度資料之一組合來導出該區之該週期性結構強度不平衡性參數,其中該第二部位處於與該第一部位旋轉對稱之一位置。在一實施例中,該區之該週期性結構強度不平衡性參數包含該度量衡目標之具有一第一偏置值的週期性結構之強度值之一組合減去該度量衡目標之具有一第二不同偏置值的週期性結構之強度值之一組合。在一實施例中,在該度量衡目標之一影像之像素位準計算該週期性結構強度不平衡性參數資料。在一實施例中,根據自該度量衡目標量測之繞射輻射之強度的影像平面偵測計算該週期性結構強度不平衡性參數資料。 在一實施例中,提供一種方法,其包含:獲得依據用於一圖案化程序之一度量衡目標之一堆疊差異參數而變化的用於該度量衡目標之量測輻射強度值;自依據該堆疊差異參數而變化的該等量測輻射強度值獲得用於在非疊對誘發之週期性結構強度不平衡性之一值判定疊對的量測輻射強度之值;及由一硬體電腦基於用於判定疊對的量測輻射強度之該等值判定一疊對值。 在一實施例中,該等量測輻射強度值包含關於一正繞射階與一負繞射階之輻射強度之間的一差。在一實施例中,該方法包含基於用於判定疊對之量測輻射強度之該等值、基於該度量衡目標之一週期性結構之一間距及基於用於該度量衡目標之該週期性結構之一偏置值而判定該疊對值。在一實施例中,自通過依據該堆疊差異參數而變化的該等量測輻射強度值之資料之一擬合而判定用於判定疊對之量測輻射強度之該等值。在一實施例中,該方法進一步包含使用用於該度量衡目標之一第一週期性結構之影像之一第一部位的輻射強度資料與用於該度量衡目標之一第二週期性結構之影像之一第二部位的輻射強度資料之一組合來導出該堆疊差異參數,其中該第二部位處於與該第一部位旋轉對稱之一位置。在一實施例中,該堆疊差異參數包含該度量衡目標之具有一第一偏置值的週期性結構之強度值之一組合減去該度量衡目標之具有一第二不同偏置值的週期性結構之強度值之一組合。在一實施例中,在該度量衡目標之一影像之像素位準計算該堆疊差異參數資料。在一實施例中,根據自該度量衡目標量測之繞射輻射之該強度的影像平面偵測計算該堆疊差異參數。 在一實施例中,提供一種用於量測一微影程序之一參數之度量衡裝置,該度量衡裝置可操作以執行如本文中所描述之一方法。 在一實施例中,提供一種包含機器可讀指令之非暫時性電腦程式產品,該等機器可讀指令用於致使一處理器執行如本文中所描述之一方法。 在一實施例中,提供一種系統,其包含:一檢測裝置,其經組態以將一輻射光束提供於一基板上之兩個鄰近週期性結構或量測目標上且偵測由該等目標繞射之輻射以判定一圖案化程序之一參數;以及如本文中所描述之一非暫時性電腦程式。在一實施例中,該系統進一步包含一微影裝置,該微影裝置包含:一支撐結構,其經組態以固持用以調變一輻射光束之一圖案化器件;及一投影光學系統,其經配置以將該經調變輻射光束投影至一輻射敏感基板上。 如本文中所使用之術語「最佳化」意謂調整裝置或程序(例如微影裝置或光學微影程序步驟),使得圖案化及/或器件製造結果及/或(例如微影之)程序具有一或多個理想特性,諸如設計佈局於基板上之投影之較高準確度、較大程序窗,等。 本發明之一實施例可採取如下形式:電腦程式,其含有描述如本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、磁性或光碟),其具有儲存於其中之此電腦程式。另外,可以兩個或兩個以上電腦程式體現機器可讀指令。該兩個或多於兩個電腦程式可儲存於一或多個不同記憶體及/或資料儲存媒體上。 可在控制系統中植入本文中所揭示之一或多個態樣。本文中所描述之任何控制系統可在一或多個電腦程式由位於裝置之至少一個組件內之一或多個電腦處理器讀取時各自或組合地可操作。該等控制系統可各自或組合地具有用於接收、處理及發送信號之任何合適組態。一或多個處理器經組態以與控制系統中之至少一者通信。舉例而言,每一控制系統可包括用於執行包括用於上文所描述之方法之機器可讀指令的電腦程式之一或多個處理器。控制系統可包括用於儲存此等電腦程式之資料儲存媒體,及/或用以收納此媒體之硬體。因此,控制系統可根據一或多個電腦程式之機器可讀指令而操作。 儘管上文可特定地參考在光學微影之內容背景中對實施例之使用,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,且在內容背景允許的情況下不限於光學微影。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。 對特定實施例之前述描述揭露本發明之實施例之一般性質使得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易於修改及/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指導,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該指導進行解譯。 本發明之廣度及範疇不應受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。
0‧‧‧零階射線/繞射射線
+1‧‧‧一階射線/繞射射線
-1‧‧‧一階射線/繞射射線
+1(N)‧‧‧+1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‧‧‧光學元件
16‧‧‧物鏡/透鏡
17‧‧‧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
22‧‧‧光學系統
23‧‧‧影像感測器
31‧‧‧量測光點/經照明光點
32‧‧‧組件週期性結構
33‧‧‧組件週期性結構
34‧‧‧組件週期性結構
35‧‧‧組件週期性結構
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
600‧‧‧目標
602‧‧‧特徵
604‧‧‧空間
606‧‧‧基板
608‧‧‧特徵
610‧‧‧空間
702‧‧‧理想正弦曲線
704‧‧‧點
706‧‧‧點
712‧‧‧曲線
805‧‧‧週期性結構
810‧‧‧週期性結構
815‧‧‧週期性結構
820‧‧‧週期性結構
825‧‧‧部位
1101‧‧‧第一週期性結構
1103‧‧‧第二結構
1105‧‧‧第一結構
1106‧‧‧第二週期性結構
1107‧‧‧第二結構
1109‧‧‧第一結構
1110‧‧‧第一入射量測輻射光束
1115‧‧‧第二入射量測輻射光束
1120‧‧‧-1繞射階信號
1125‧‧‧-1繞射階信號
1130‧‧‧-1繞射階信號
1135‧‧‧-1繞射階信號
1140‧‧‧+1繞射階信號
1145‧‧‧+1繞射階信號
1150‧‧‧+1繞射階信號
1155‧‧‧+1繞射階信號
1160‧‧‧跡線
1170‧‧‧跡線
1180‧‧‧跡線
1190‧‧‧跡線
1201‧‧‧第一週期性結構
1203‧‧‧第二結構
1205‧‧‧第一結構
1206‧‧‧第二週期性結構
1207‧‧‧第二結構
1209‧‧‧第一結構
1210‧‧‧第一入射量測輻射光束
1215‧‧‧第二入射量測輻射光束
1220‧‧‧-1繞射階信號
1225‧‧‧-1繞射階信號
1230‧‧‧-1繞射階信號
1235‧‧‧-1繞射階信號
1240‧‧‧+1繞射階信號
1245‧‧‧+1繞射階信號
1250‧‧‧+1繞射階信號
1255‧‧‧+1繞射階信號
1260‧‧‧跡線
1262‧‧‧跡線
1264‧‧‧跡線
1266‧‧‧跡線
1270‧‧‧跡線
1272‧‧‧跡線
1274‧‧‧跡線
1276‧‧‧跡線
1280‧‧‧跡線
1282‧‧‧跡線
1284‧‧‧跡線
1286‧‧‧跡線
1305‧‧‧強度量測
1310‧‧‧強度量測
1315‧‧‧強度量測
1320‧‧‧強度量測
1325‧‧‧資料
1330‧‧‧資料
1335‧‧‧資料
1405‧‧‧資料
1410‧‧‧資料
1415‧‧‧資料
1500‧‧‧資料
1505‧‧‧資料
1510‧‧‧資料
1515‧‧‧資料
1520‧‧‧資料
1525‧‧‧資料
1530‧‧‧線/曲線
1535‧‧‧線/曲線
1700‧‧‧步驟
1710‧‧‧步驟
1720‧‧‧步驟
1730‧‧‧步驟
1800‧‧‧線性擬合
1900‧‧‧步驟
1910‧‧‧步驟
1920‧‧‧步驟
1930‧‧‧步驟
1940‧‧‧步驟
1950‧‧‧步驟
2000‧‧‧步驟
2010‧‧‧步驟
2020‧‧‧步驟
2030‧‧‧步驟
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
+d‧‧‧偏置/偏置偏移
-d‧‧‧偏置/偏置偏移
I‧‧‧量測輻射射線/入射射線
IF‧‧‧位置感測器
IL‧‧‧照明光學系統/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
L1‧‧‧下部或底部層
L2‧‧‧層
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‧‧‧圖案化器件支撐件或支撐結構
O‧‧‧光軸
P‧‧‧目標間距/週期
P1‧‧‧基板對準標記
P2‧‧‧基板對準標記
PM‧‧‧第一定位器
PS‧‧‧投影光學系統
PU‧‧‧處理器/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
ROI‧‧‧所關注區
SC‧‧‧旋塗器
SCS‧‧‧監督控制系統
SO‧‧‧輻射源
S1‧‧‧步驟
S2‧‧‧步驟
S3‧‧‧步驟
S4‧‧‧步驟
S5‧‧‧步驟
S6‧‧‧步驟
T‧‧‧度量衡目標
TCU‧‧‧塗佈顯影系統控制單元
W‧‧‧基板
WTa‧‧‧基板台
WTb‧‧‧基板台
現在將參看隨附圖式而僅作為實例來描述實施例,在該等圖式中: 圖1描繪微影裝置之實施例; 圖2描繪微影製造單元或叢集之實施例; 圖3A描繪經組態以使用第一對照明孔徑來量測目標之檢測裝置(例如在此狀況下為暗場散射計)的示意圖; 圖3B示意性地描繪用於給定照明方向之目標週期性結構之繞射光譜的細節; 圖3C示意性地描繪在將圖3A之檢測裝置用於以繞射為基礎之疊對量測時提供另外照明模式的第二對照明孔徑; 圖3D示意性地描繪組合第一對孔徑及第二對孔徑之第三對照明孔徑; 圖4描繪基板上的多重週期性結構目標之形式及量測光點之輪廓; 圖5描繪在圖3之檢測裝置中獲得的圖4之目標之影像; 圖6為展示使用圖3之檢測裝置之疊對量測方法之步驟的流程圖; 圖7A、圖7B及圖7C分別展示具有為大約零之不同疊對值之疊對週期性結構的示意性橫截面; 圖7D為歸因於處理效應而在底部週期性結構中具有結構不對稱性的疊對週期性結構之示意性橫截面; 圖8說明不經受結構不對稱性之理想目標中之疊對量測的原理; 圖9說明非理想目標中之疊對量測的原理,其具有如本文中之實施例中所揭示的結構不對稱性之校正; 圖10A示意性地說明在具有偏置+d之第一目標週期性結構與具有偏置-d之第二目標週期性結構之間不存在堆疊差異的情形,且說明在由第一及第二目標週期性結構繞射之後的繞射信號; 圖10B示意性地說明由第一目標週期性結構繞射之經組合+1繞射階信號及經組合-1繞射階信號的強度變化; 圖10C示意性地說明由第二目標週期性結構繞射之經組合+1繞射階信號及經組合-1繞射階信號的強度變化; 圖11A示意性地說明其中在具有偏置+d之第一目標週期性結構與具有偏置-d之第二目標週期性結構之間存在堆疊差異的情形,且說明在由第一及第二目標週期性結構繞射之後的繞射信號; 圖11B及圖11C示意性地說明分別由第一目標週期性結構及第二目標週期性結構繞射之經組合+1繞射階信號及經組合-1繞射階信號的強度變化; 圖11D及圖11E說明分別由第一目標週期性結構及第二目標週期性結構繞射之經組合+1繞射階信號及經組合-1繞射階信號的對比度變化; 圖11F及圖11G說明分別由第一目標週期性結構及第二目標週期性結構繞射之經組合+1繞射階信號及經組合-1繞射階信號的相位變化; 圖12描繪實例度量衡目標; 圖13描繪每來自度量衡目標之經量測所關注區(ROI)之像素之疊對的實例判定; 圖14描繪每來自度量衡目標之經量測所關注區(ROI)之像素之堆疊差異的實例判定; 圖15描繪隨著堆疊差異變化之疊對變化之實例; 圖16A及圖16B描繪供計算堆疊差異之部位之實例; 圖17為根據一實施例之方法之步驟的流程圖; 圖18描繪依據堆疊差異之變化的強度差之變化以及特定強度差值之識別的實例曲線圖; 圖19為根據一實施例之方法之步驟的流程圖;及 圖20為說明一程序之流程圖,在該程序中度量衡目標用以監視效能,且用作控制度量衡程序、設計程序及/或生產程序之基礎。

Claims (28)

  1. 一種方法,其包含: 獲得依據用於一圖案化程序之一度量衡目標之一堆疊差異參數而變化的用於該度量衡目標之疊對之資料之一擬合;及 由一硬體電腦使用該擬合之一斜率以:(i)區分一度量衡目標量測變因與另一度量衡目標量測變因;或(ii)計算疊對之一經校正值;或(iii)指示應使用或不使用使用該度量衡目標而獲得的一疊對量測值,以組態或修改該圖案化程序之一態樣;或(iv)選自(i)至(iii)中之任何組合。
  2. 如請求項1之方法,其中在該度量衡目標之一影像之像素位準計算該疊對及堆疊差異參數資料。
  3. 如請求項1或請求項2之方法,其中根據自該度量衡目標量測之繞射輻射之強度的影像平面偵測計算該疊對及堆疊差異參數。
  4. 如請求項1或請求項2之方法,其進一步包含使用用於該度量衡目標之一第一週期性結構之影像之一第一部位的輻射強度資料與用於該度量衡目標之一第二週期性結構之影像之一第二部位的輻射強度資料之一組合來導出該疊對及/或堆疊差異參數資料,其中該第二部位處於與該第一部位旋轉對稱之一位置。
  5. 如請求項1或請求項2之方法,其中該堆疊差異參數包含該度量衡目標之具有一第一偏置值的週期性結構之強度值之一組合減去該度量衡目標之具有一第二不同偏置值的週期性結構之強度值之一組合。
  6. 如請求項1或請求項2之方法,其中該擬合係一線性擬合。
  7. 如請求項1或請求項2之方法,其包含使用該擬合之該斜率以計算疊對之一經校正值。
  8. 如請求項1或請求項2之方法,其包含使用該擬合之該斜率以區分一度量衡目標量測變因與另一度量衡目標量測變因。
  9. 如請求項1或請求項2之方法,其包含基於該擬合之該斜率而組態或修改該圖案化程序之一態樣。
  10. 一種方法,其包含: 獲得用於一圖案化程序之一度量衡目標之一區的一週期性結構強度不平衡性參數值,該區被預期為具有最小堆疊差異; 得出作為用於該度量衡目標之一平均週期性結構強度不平衡性參數值與用於該區之該週期性結構強度不平衡性參數值之間的一差的一非疊對誘發之週期性結構強度不平衡性參數值;及 使用該非疊對誘發之週期性結構強度不平衡性參數差以計算一經校正疊對值。
  11. 如請求項11之方法,其進一步包含組合該非疊對誘發之週期性結構強度不平衡性參數差與依據該度量衡目標之該堆疊差異誘發之週期性結構強度不平衡性參數而變化的用於該度量衡目標之疊對資料之一擬合之一斜率,以計算該經校正疊對值。
  12. 如請求項10或請求項11之方法,其中該區為該度量衡目標之一第一週期性結構內之一部位,且自該區至該度量衡目標之具有一第二不同偏置的一第二週期性結構之一距離係在該第一週期性結構與該第二週期性結構之間的最短距離的90%至110%之間。
  13. 如請求項10或請求項11之方法,其進一步包含使用用於該度量衡目標之一第一週期性結構之影像之一第一部位的輻射強度資料與用於該度量衡目標之一第二週期性結構之影像之一第二部位的輻射強度資料之一組合來導出該區之該週期性結構強度不平衡性參數,其中該第二部位處於與該第一部位旋轉對稱之一位置。
  14. 如請求項10或請求項11之方法,其中該區之該週期性結構強度不平衡性參數包含該度量衡目標之具有一第一偏置值的週期性結構之強度值之一組合減去該度量衡目標之具有一第二不同偏置值的週期性結構之強度值之一組合。
  15. 如請求項10或請求項11之方法,其中在該度量衡目標之一影像之像素位準計算該週期性結構強度不平衡性參數資料。
  16. 如請求項10或請求項11之方法,其中根據自該度量衡目標量測之繞射輻射之強度的影像平面偵測計算該週期性結構強度不平衡性參數資料。
  17. 一種方法,其包含: 獲得依據用於一圖案化程序之一度量衡目標之一堆疊差異參數而變化的用於該度量衡目標之量測輻射強度值; 自依據該堆疊差異參數而變化的該等量測輻射強度值獲得用於在非疊對誘發之週期性結構強度不平衡性之一值判定疊對的量測輻射強度之值;及 由一硬體電腦基於用於判定疊對的量測輻射強度之該等值判定一疊對值。
  18. 如請求項17之方法,其中該等量測輻射強度值包含關於一正繞射階與一負繞射階之輻射強度之間的一差。
  19. 如請求項17或請求項18之方法,其包含基於用於判定疊對之量測輻射強度之該等值、基於該度量衡目標之一週期性結構之一間距及基於用於該度量衡目標之該週期性結構之一偏置值而判定該疊對值。
  20. 如請求項17或請求項18之方法,其中自通過依據該堆疊差異參數而變化的該等量測輻射強度值之資料之一擬合而判定用於判定疊對之量測輻射強度之該等值。
  21. 如請求項17或請求項18之方法,其進一步包含使用用於該度量衡目標之一第一週期性結構之影像之一第一部位的輻射強度資料與用於該度量衡目標之一第二週期性結構之影像之一第二部位的輻射強度資料之一組合來導出該堆疊差異參數,其中該第二部位處於與該第一部位旋轉對稱之一位置。
  22. 如請求項17或請求項18之方法,其中該堆疊差異參數包含該度量衡目標之具有一第一偏置值的週期性結構之強度值之一組合減去該度量衡目標之具有一第二不同偏置值的週期性結構之強度值之一組合。
  23. 如請求項17或請求項18之方法,其中在該度量衡目標之一影像之像素位準計算該堆疊差異參數資料。
  24. 如請求項17或請求項18之方法,其中根據自該度量衡目標量測之繞射輻射之該強度的影像平面偵測計算該堆疊差異參數。
  25. 一種用於量測一微影程序之一參數之度量衡裝置,該度量衡裝置可操作以執行該如請求項1至24中任一項之方法。
  26. 一種包含機器可讀指令之非暫時性電腦程式產品,該等機器可讀指令用於致使一處理器執行該如請求項1至24中任一項之方法。
  27. 一種系統,其包含: 一檢測裝置,其經組態以將一輻射光束提供於一基板上之兩個鄰近週期性結構或量測目標上且偵測由該等目標繞射之輻射以判定一圖案化程序之一參數;及 該如請求項26之非暫時性電腦程式產品。
  28. 如請求項27之系統,其進一步包含一微影裝置,該微影裝置包含:一支撐結構,其經組態以固持用以調變一輻射光束之一圖案化器件;及一投影光學系統,其經配置以將該經調變輻射光束投影至一輻射敏感基板上。
TW106138876A 2016-11-10 2017-11-10 檢測方法及系統、度量衡裝置及非暫時性電腦程式產品 TWI722255B (zh)

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