TW201841070A - 度量衡方法及裝置及相關電腦產品 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種程序監控方法及一種相關度量衡裝置。該方法包括：比較關於實際目標之量測回應的經量測目標回應光譜序列資料與關於如所設計之該等目標之一量測回應的等效參考目標回應序列資料；及基於該經量測目標回應序列資料與該參考目標回應序列資料之該比較而執行一程序監控動作。本發明亦可包含自該經量測目標回應光譜序列資料及該參考目標回應光譜序列資料判定堆疊參數。

Description

度量衡方法及裝置及相關電腦產品
本發明係關於一種用於可用於例如藉由微影技術而進行器件製造之度量衡方法、裝置及電腦產品，且係關於一種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。 在微影程序(亦即，使涉及微影曝光之器件或其他結構顯影之程序，其通常可包括一或多個相關處理步驟，諸如抗蝕劑顯影、蝕刻等)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(基板之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。此等器件將輻射光束導向至目標上且量測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下之強度；依據反射角而變化的在一或多個波長下之強度；或依據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結構之重新建構；庫搜尋；及主成份分析。
目標量測之準確度取決於某些目標或堆疊參數與所使用之量測輻射(量測剖面)之及特性之組合。因此，目標參數及量測剖面最佳化可經執行以最佳化目標量測之準確度。然而，若目標之堆疊參數與在最佳化步驟中使用的目標之彼等堆疊參數不同，則量測剖面在量測期間對於目標可能不再為最佳的。 另外，可需要監控目標之某些堆疊參數，例如一堆疊內之層中的一些或全部之高度。通常對與疊對及對準目標分離的專用薄膜目標執行層高度之量測。此等專用薄膜目標佔據額外基板區域，且其量測花費額外量測時間。 在本發明之一第一態樣中，提供一種程序監控方法，其包含：獲得關於藉由一微影程序而形成於一基板上之一或多個目標對包含複數個量測剖面之量測輻射的一量測回應之經量測目標回應序列資料；獲得關於如所設計之該一或多個目標對該量測輻射之一量測回應的參考目標回應序列資料；比較該經量測目標回應序列資料與該參考目標回應序列資料；及基於該經量測目標回應序列資料與該參考目標回應序列資料之該比較而執行一程序監控動作。 在本發明之一第二態樣中，提供一種度量衡裝置，其包含：一照明系統，其經組態以運用包含複數個量測剖面之量測輻射來照明藉由一微影程序而形成於一基板上之一或多個目標；一偵測系統，其經組態以偵測起因於該一或多個目標之照明之散射輻射；及一處理器，其可操作以：自該經偵測散射輻射導出經量測目標回應序列資料；及比較該經量測目標回應序列資料與關於如所設計之該一或多個目標對該量測輻射之一量測回應的參考目標回應序列資料。 本發明之另一態樣包含一種用於執行該第一態樣之該方法的電腦程式及相關電腦程式載體。
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，且係藉由該圖案化器件圖案化。在已橫穿圖案化器件(例如光罩) MA之情況下，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。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編碼器或電容式感測器)，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。 可使用光罩對準標記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，在多於一個晶粒提供於圖案化器件(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。下文中進一步描述可偵測對準標記物之對準系統之實施例。 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，使圖案化器件支撐件(例如光罩台) MT及基板台WTa保持基本上靜止(亦即，單次靜態曝光)。接著，使基板台WTa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所成像之目標部分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，同步地掃描圖案化器件支撐件(例如光罩台) MT及基板台WTa (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WTa相對於圖案化器件支撐件(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高度(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，使圖案化器件支撐件(例如光罩台) 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WTa。在此模式中，通常使用脈衝式輻射源，且在基板台WTa之每一移動之後或在掃描期間的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面陣列)之無光罩微影。 亦可使用上文所描述之使用模式之組合及/或變化或完全不同的使用模式。 微影裝置LA屬於所謂的雙載物台類型，其具有兩個台WTa、WTb (例如兩個基板台)以及兩個站-曝光站及量測站-在該兩個站之間可交換該等台。舉例而言，在曝光站處曝光一個台上之基板的同時，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。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物之位置，兩個感測器皆由參考框架RF支撐。若位置感測器IF在台處於量測站以及處於曝光站時不能夠量測台之位置，則可提供第二位置感測器以使能夠在兩個站處追蹤台之位置。作為另一實例，在曝光站處曝光一個台上之一基板時，不具有基板之另一台在量測站處等待(其中視情況量測活動可能發生)。此另一台具有一或多個量測器件且視情況可具有其他工具(例如清潔裝置)。當基板已完成曝光時，不具有基板之台移動至曝光站以執行例如量測，且具有基板之台移動至卸載該基板且裝載另一基板之部位(例如量測站)。此等多台配置實現裝置之產出率之相當大增加。 如圖2中所展示，微影裝置LA形成微影製造單元LC (有時亦被稱作微影製造單元(lithocell)或微影叢集(lithocluster))之部分，微影製造單元LC亦包括用以對基板執行一或多個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、在不同程序器件之間移動基板，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。 為了正確且一致地曝光由微影裝置曝光之基板，需要檢測經曝光基板以量測一或多個屬性，諸如後續層之間的疊對誤差、線厚度、臨界尺寸(CD)，等。若偵測到誤差，則可對一或多個後續基板之曝光進行調整，尤其是在檢測可足夠迅速地且快速地進行而使得同一批量之另一基板仍待曝光的情況下。又，已經曝光之基板可被剝離及重工以改良產率，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。另一可能性應為調適後續程序步驟之設定以補償誤差，例如，修整蝕刻步驟之時間可經調整以補償由微影程序步驟引起的基板間CD之變化。 檢測裝置係用以判定基板之一或多個屬性，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不同層間變化及/或橫越基板而變化。檢測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。為了實現最快速量測，需要使檢測裝置緊接在曝光之後量測經曝光抗蝕劑層中之一或多個屬性。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的折射率差-且並非所有檢測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)。亦有可能對經顯影抗蝕劑影像進行量測-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。後一可能性限制有缺陷基板之重工之可能性，但例如出於程序控制之目的仍可提供有用資訊。 由習知散射計使用之目標包含相對大週期性結構佈局(例如包含一或多個光柵)，例如40微米乘40微米。在彼狀況下，量測光束常常具有小於週期性結構佈局之光點大小(亦即，佈局填充不足使得週期性結構中之一或多者並未由光點完全覆蓋)。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，舉例而言，已將目標之大小縮減例如至20微米乘20微米或更小或縮減至10微米乘10微米或更小，因此可將目標定位於產品特徵當中而非切割道中。在此情形下，可使週期性結構佈局小於量測光點(亦即，週期性結構佈局填充過度)。通常使用暗場散射量測來量測此目標，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，該等專利申請公開案之全文係特此以引用方式併入。美國專利申請公開案US2011-0027704、US2011-0043791及US2012-0242970中已描述該技術之進一步開發，該等專利申請公開案之全文係特此以引用方式併入。使用繞射階之暗場偵測之以繞射為基礎之疊對(DBO或µDBO)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。在一實施例中，可在一個影像中量測多個目標。 在一實施例中，基板上之目標可包含一或多個1-D週期性光柵，其經印刷成使得在顯影之後，長條係由固體抗蝕劑線形成。在一實施例中，目標可包含一或多個2-D週期性光柵，其經印刷成使得在顯影之後，該一或多個光柵係由抗蝕劑中之固體抗蝕劑導柱或通孔形成。長條、導柱或通孔可替代地經蝕刻至基板中。光柵之圖案對微影投影裝置(特別是投影系統PL)中之色像差敏感，且照明對稱性及此類像差之存在將使其自身表現為經印刷光柵中之變化。因此，經印刷光柵之經量測資料可用以重新建構光柵。自印刷步驟及/或其他量測程序之知識，可將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)輸入至藉由處理單元PU執行之重新建構程序。 圖3之(a)中展示適合用於本發明之實施例中之暗場度量衡裝置。圖3之(b)中更詳細地說明目標T (包含諸如光柵之週期性結構)及繞射射線。暗場度量衡裝置可為單機器件，或併入例如量測站處之微影裝置LA中或微影製造單元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，由輸出件11 (例如諸如雷射或氙氣燈之源或連接至源之開口)發射之輻射係由包含透鏡12、14及物鏡16之光學系統經由稜鏡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：該透鏡配置仍將基板影像提供至偵測器上。 在一實施例中，透鏡配置允許接取中間光瞳平面以用於空間-頻率濾光。因此，可藉由在呈現基板平面之空間光譜的平面(此處被稱作(共軛)光瞳平面)中界定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，此選擇可(例如)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與透鏡14之間插入合適形式之孔徑板13來進行。在所說明實例中，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自僅出於描述起見而經指定為「北」之方向提供離軸照明。在第二照明模式中，孔徑板13S係用以提供相似照明，但提供來自被標註為「南」之相對方向之照明。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外部之任何不必要輻射可能干涉所要量測信號。 如圖3之(b)中所展示，目標T經置放為使得基板W實質上垂直於物鏡16之光軸O。與軸線O成一角度而照射於目標T上之照明射線I引起一個零階射線(實線0)及兩個一階射線(點鏈線+1及雙點鏈線-1)。在運用填充過度之小目標T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，週期性結構間距及照明角度可經設計或經調整成使得進入物鏡之一階射線與中心光軸接近地對準。圖3之(a)及圖3之(b)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更容易地區分。 由基板W上之目標繞射之至少0階及+1階係由物鏡16收集，且被返回導向通過稜鏡15。返回至圖3之(a)，藉由指定被標註為北(N)及南(S)之完全相對孔徑來說明第一照明模式及第二照明模式兩者。當入射射線I係來自光軸之北側時，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。因此，在一實施例中，藉由在某些條件下量測目標兩次(例如，在使目標旋轉或改變照明模式或改變成像模式以分離地獲得-1繞射階強度及+1繞射階強度之後)來獲得量測結果。針對給定目標比較此等強度會提供該目標中之不對稱性之量測，且該目標中之不對稱性可用作微影程序之參數之指示符，例如疊對誤差。在上文所描述之情形下，改變照明模式。 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度量衡裝置及/或正規化一階光束之強度量測。光瞳平面影像亦可用於諸如重新建構之許多量測目的，其未在此處被詳細描述。 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)上形成基板W上之目標之影像。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上的目標之影像DF係由-1或+1一階光束形成。將由感測器19及23捕捉之影像輸出至影像處理器及控制器PU，影像處理器及控制器PU之功能將取決於正被執行之量測的特定類型。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(例如光柵線)之影像。 圖3所展示之孔徑板13及光闌21之特定形式純粹為實例。在本發明之另一實施例中，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光束、三階光束及高階光束(圖3中未繪示)。 為了使照明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，該圓盤旋轉以使所要圖案處於適當位置。應注意，使用孔徑板13N或13S以量測在一個方向(取決於設置為X或Y)上定向之目標之週期性結構。為了量測正交週期性結構，可能實施達90°及270°之目標旋轉。圖3之(c)及圖3之(d)中展示不同孔徑板。圖3之(c)說明離軸照明模式之另外兩種類型。在圖3之(c)之第一照明模式中，孔徑板13E提供來自僅出於描述起見而相對於先前所描述之「北」指定為「東」之方向的離軸照明。在圖3之(c)之第二照明模式中，孔徑板13W係用以提供相似照明，但提供來自被標註為「西」之相對方向之照明。圖3之(d)說明離軸照明模式之另外兩種類型。在圖3之(d)之第一照明模式中，孔徑板13NW提供來自被指定為如先前所描述之「北」及「西」之方向的離軸照明。在第二照明模式中，孔徑板13SE係用以提供相似照明，但提供來自被標註為如先前所描述之「南」及「東」之相對方向之照明。舉例而言，上文所提及之先前公佈之專利申請公開案中描述裝置之此等及眾多其他變化及應用的使用。 圖4描繪形成於基板上之實例複合度量衡目標。該複合目標包含緊密定位在一起之四個週期性結構(在此狀況下，為光柵) 32、33、34、35。在一實施例中，該等週期性結構足夠接近地定位在一起，使得其皆在由度量衡裝置之照明光束形成之量測光點31內。在彼狀況下，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、33、34、35自身為由疊對週期性結構形成之複合週期性結構(例如複合光柵)，亦即，週期性結構在形成於基板W上之器件之不同層中被圖案化且使得一個層中之至少一個週期性結構與不同層中之至少一個週期性結構疊對。此目標可具有在20微米×20微米內或在16微米×16微米內之外部尺寸。另外，所有週期性結構用以量測一特定層對之間的疊對。為了促進目標能夠量測多於單一層對，週期性結構32、33、34、35可具有經不同偏置之疊對偏移，以便促進對經形成有複合週期性結構之不同部分的不同層之間的疊對之量測。因此，用於基板上之目標之所有週期性結構將用以量測一個層對，且用於基板上之另一相同目標之所有週期性結構將用以量測另一層對，其中不同偏置促進區分該等層對。將在下文中特別參看圖7來解釋疊對偏置之涵義。 圖7之(a)至圖7之(c)展示具有不同偏置之各別目標T之疊對週期性結構(在此狀況下為光柵)的示意性橫截面。此等疊對週期性結構可用於基板W上，如在圖3及圖4中所看到。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。可提供具有不同偏置且具有不同定向之此等週期性結構的不同組合。 以圖7之(a)開始，描繪形成於被標註為L1及L2之兩個層中之複合疊對目標600。在底部層L1中，第一週期性結構(在此狀況下為光柵)係藉由基板606上之特徵(例如線) 602及空間604而形成。在層L2中，第二週期性結構(在此狀況下為光柵)係藉由特徵(例如線) 608及空間610而形成。(橫截面經繪製成使得特徵602、608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。僅出於實例起見而提及線602及608，可使用諸如圓點、區塊及通孔的其他類型之特徵。在圖7之(a)處所展示之情形下，不存在疊對誤差且不存在偏置，使得每一特徵608確切地處於底部週期性結構中之特徵602上方(其中量測為「線上線」--在一實施例中，在每一特徵608確切處於空間610上方時可不發生疊對誤差，其中量測為「渠溝上線」)。 在圖7之(b)處，具有偏置+d之相同目標被描繪為使得上部週期性結構之特徵608相對於下部週期性結構之特徵602向右移位達距離d (該距離d小於間距P)。亦即，特徵608及特徵602經配置成使得若其兩者確切地印刷於其標稱部位處，則特徵608將相對於特徵602偏移距離d。偏置距離d實務上可能為幾奈米，例如10奈米、20奈米，而間距P 係例如在300奈米至1000奈米之範圍內，例如500奈米或600奈米。在圖7之(c)處，具有偏置-d之相同目標被描繪為使得特徵608相對於特徵602向左移位。舉例而言，上文所提及之專利申請公開案中描述圖7之(a)至圖7之(c)處所展示的此類型之經偏置目標及其在量測中之使用。 另外，如上文所提及，雖然圖7之(a)至圖7之(c)描繪處於特徵602上方之特徵608 (具有或不具有施加之為+d或-d之小偏置)(其被稱作具有為大約零之偏置的「線上線」目標)，但目標可具有為P/2 (其為間距的一半)之經程式化偏置，使得上部週期性結構中之每一特徵608處於下部週期性結構中之空間604上方。此目標被稱作「渠溝上線」目標。在此狀況下，亦可施加為+d或-d之小偏置。「線上線」目標或「渠溝上線」目標之間的選擇取決於應用。 返回至圖4，週期性結構32、33、34、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之偏置之X方向週期性結構。週期性結構33及35可為分別具有偏移+d及-d之Y方向週期性結構。雖然說明四個週期性結構，但另一實施例可包括更大矩陣以獲得所要準確度。舉例而言，九個複合週期性結構之3×3陣列可具有偏置-4d、-3d、-2d、-d、0、+d、+2d、+3d、+4d。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。 圖5展示在使用來自圖3之(d)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。雖然感測器19不可解析不同個別週期性結構32至35，但感測器23可進行此解析。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表示週期性結構32至35之影像。若週期性結構位於產品區域中，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微影程序之不同參數。疊對效能為此參數之實例。 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經由如藉由比較週期性結構在+1階及-1階暗場影像中之強度而揭露之該等週期性結構之不對稱性來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。在步驟M1處，經由圖2之微影製造單元來處理基板(例如半導體晶圓)一或多次，以產生包括包含週期性結構32至35的目標之結構。在M2處，在使用圖3之度量衡裝置的情況下，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。在一實施例中，使用第一照明模式(例如使用孔徑板13NW而產生之照明模式)。接著，不管是藉由例如改變照明模式或改變成像模式抑或藉由在度量衡裝置之視場中使基板W旋轉達180º，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(步驟M3)。因此，在第二影像中捕捉+1繞射輻射。在一實施例中，改變經照明模式且使用第二照明模式(例如，使用孔徑板13SE而產生之照明模式)。在一實施例中，可藉由在0°及180°基板定向下進行量測而移除工具誘發之假影，比如工具誘發移位(TIS)。 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。未解析個別週期性結構特徵。每一週期性結構將簡單地由某一強度位準之區域表示。在步驟M4中，在每一組件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週期性結構32至35之所關注區P1、P2、P3、P4且已量測其強度的情況下，可接著判定週期性結構之不對稱性且因此判定例如疊對誤差。此判定係由影像處理器及控制器PU在步驟M5中比較針對每一週期性結構32至35之+1階及-1階所獲得之強度值以識別其強度之任何差(亦即，不對稱性)而進行。術語「差」不意欲係僅指減法。可以比率形式計算差。在步驟M6中，使用用於數個週期性結構之經量測不對稱性連同(在適用時)彼等週期性結構之疊對偏置之知識，以計算在目標T附近之微影程序之一或多個效能參數。所關注之效能參數為疊對。可計算微影程序之其他效能參數，諸如焦點及/或劑量。該一或多個效能參數可經回饋以改良微影程序，用以改良圖6自身之量測及計算程序、用以改良目標T之設計，等。 在用以判定疊對之一實施例中，圖8描繪說明針對在形成疊對目標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」目標之疊對誤差OV與經量測不對稱性A之間的關係的曲線702。此等曲線圖係僅用以說明僅判定疊對之原理，且在每一曲線圖中，經量測不對稱性A及疊對誤差OV之單位係任意的。 在圖7之(a)至圖7之(c)之「理想」情形下，曲線702指示經量測不對稱性A與疊對具有正弦關係。正弦變化之週期P 對應於週期性結構之週期(間距)，其當然轉換成適當尺度。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。出於簡單起見，在此實例中假定(a)來自目標之僅一階繞射輻射到達影像感測器23 (或在給定實施例中到達影像感測器23之等效者)，且(b)實驗目標設計係使得在此等一階內，在上部週期性結構結果與下部週期性結構結果之間在強度及疊對之間存在純粹正弦關係。實務上此情形是否真實係依據光學系統設計之功能、照明輻射之波長及週期性結構之間距P ，以及目標之設計及堆疊而變化。 如上文所提及，經偏置週期性結構可用以量測疊對，而非依賴於單一量測。此偏置具有在可供得到其之圖案化器件(例如倍縮光罩)中所定義的已知值，其充當對應於經量測信號之疊對之基板上校準。在該圖式中，以圖形方式說明計算。在圖6之步驟M1至M5中，針對分別具有偏置+d及‑d之組件週期性結構(如(例如)圖7之(b)及圖7之(c)中所展示)獲得不對稱性量測A+ d 及A- d 。將此等量測擬合至正弦曲線會得到如所展示之點704及706。在已知偏置的情況下，可計算真實疊對誤差OV。根據目標之設計，正弦曲線之間距P 係已知的。曲線702之垂直尺度開始時未為吾人所知，而是為吾人可稱為疊對比例常數K之未知因數。 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：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 。項d 為經量測目標(或子目標)之光柵偏置值。使用具有不同已知偏置值(例如+d及-d)之目標之兩種量測，可使用以下方程式來計算疊對誤差OVE ：其中為+d偏置目標之強度不對稱性量測，且為-d偏置目標之強度不對稱性量測。 儘管此等量測技術快速且計算上相對簡單(一旦經校準)，但其依賴於疊對/橫向移位為不對稱性之唯一原因之假定。亦即，其假定關於例如目標中無結構不對稱性之「理想」情形。除了疊對/橫向移位以外，堆疊中之任何結構不對稱性(諸如經疊對週期性結構中之一者或兩者內之特徵之不對稱性)亦造成一階中之不對稱性。與疊對無關之此結構不對稱性明確地擾動量測，從而給出不準確結果。 作為結構不對稱性之實例，目標之週期性結構中之一或多者可在結構上變形。舉例而言，目標之週期性結構特徵(例如光柵線)之一或多個側壁可並非為預期垂直的。作為另一實例，目標之週期性結構特徵之間的一個或空間(例如渠溝之光柵空間)可比預期更大或更小。另外，目標之週期性結構之一或多個特徵(例如光柵線)的寬度可比預期更小或更大。另外，即使在關於目標之一或多個週期性結構之與預期之差均一的情況下，彼與預期之差可能並非相同於關於該目標之一或多個其他週期性結構之與預期之差。複合目標之下部週期性結構中之結構不對稱性為結構不對稱性之常見形式。該結構不對稱性可起源於例如在最初形成下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)。 參看圖7之(d)，示意性地描繪下部週期性結構之結構不對稱性之實例。圖7之(a)至圖7之(c)處之週期性結構中之特徵及空間在真實特徵及空間將在表面上具有某一斜率且具有某一粗糙度時被展示為成完美正方形側。然而，其意欲在剖面方面至少對稱。下部週期性結構中之圖7之(d)處之特徵602及/或空間604根本不再具有對稱形式，而是已藉由例如一或多個處理步驟而變得失真。因此，舉例而言，每一空間604之底部表面已變得傾斜。特徵及空間之側壁角亦已變得不對稱。當使用僅兩個經偏置週期性結構藉由圖6之方法來量測疊對時，無法區分結構不對稱性與疊對，且結果，疊對量測變得不可靠。 已進一步發現，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。堆疊差異造成鄰近週期性結構或目標之間的量測輻射之光學屬性(例如強度、偏振等)之差異，其係歸因於不同於疊對誤差、不同於故意偏置及不同於為鄰近週期性結構或目標所共同的結構不對稱性之原因。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位階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(例如，一個週期性結構或目標之特征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)等等。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，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。 堆疊差異(其可被稱作光柵之間的光柵不平衡性)對強度不對稱性量測、(其中下標指示對應於ROI之目標區域之目標偏置)之影響可大體上經公式化為： 其中ΔK 表示可歸因於堆疊差異之疊對敏感度的差異。且因此，疊對誤差(假定其係小的)可與成比例。 堆疊差異可被認為係空間堆疊參數變化，亦即，遍及基板(目標與目標之間)之堆疊參數變化。可遇到之另一問題為堆疊參數程序漂移，其中目標之堆疊參數中之一或多者隨著時間推移歸因於程序漂移而自最佳漂移。此可被認為係時間堆疊參數變化。 現在，面對結構不對稱性、堆疊差異、堆疊參數程序漂移及任何其他程序可變性時，需要導出目標佈局、量測光束波長、量測光束偏振等之組合，該組合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而言係穩固的所要程序參數的量測值。因此，舉例而言，需要使用目標-量測參數組合之理想最佳選擇來執行量測，以便獲得較準確程序參數量測及/或得到對程序可變性而言係穩固的所要程序參數的量測值。此係因為目標之量測準確度及/或敏感度可相對於目標自身之一或多個屬性及/或被提供至目標上之量測輻射之一或多個屬性(例如：輻射之波長、輻射之偏振及/或輻射之強度分佈(亦即，角度或空間強度分佈))而變化。在一實施例中，輻射之波長範圍限於選自一範圍(例如選自約400奈米至900奈米之範圍)之一或多個波長。另外，可提供輻射光束之一系列不同偏振，且可使用例如複數個不同孔徑來提供各種照明形狀。因而，需要判定針對特定目標最佳化的量測剖面。 量測剖面包含量測自身之一或多個參數，量測自身之該一或多個參數可包括關於量測光束及/或用以進行量測之量測裝置之一或多個參數。舉例而言，若用於基板量測配方中之量測為以繞射為基礎之光學量測，則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之相對定向，及/或目標之經量測點或例項之數目，及/或基板上之經量測目標的例項之部位。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。 在此內容背景中，經量測圖案(亦被稱作「目標」或「目標結構」)可為以光學方式量測的圖案，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專門設計或選擇的圖案。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配方來量測疊對。在一實施例中，基板量測配方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，量測剖面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，量測剖面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。 已描述用於評估及最佳化目標-量測參數組合之數種方法。在生產之前執行此類方法。因此，一旦所選擇目標-量測參數組合經最佳化，就將通常貫穿生產運作時間使用該(該等)所選擇目標-量測參數組合，亦即，將使用預定量測剖面以根據預定目標-量測參數組合來量測對應目標設計之目標。然而，如所論述，在目標中可存在非設計之堆疊參數變化，從而導致目標之間的堆疊差異及/或堆疊參數程序漂移。舉例而言，堆疊內之一或多個層之層厚度可遍及基板(亦即在不同目標之間)而變化及/或隨著時間推移而變化(亦即漂移)。此堆疊參數變化之一個結果可能為：量測剖面對於該目標而言不再最佳。此情形可導致目標之量測不準確。通常堆疊參數變化亦可為程序控制問題(例如程序漂移)之指示，且因此本身可為有用的程序監控度量。 用於評估及最佳化目標-量測參數組合之方法可包含分析描述目標回應隨著量測剖面(詳言之，量測輻射之一或多個參數，諸如波長)之變化的變化之目標回應序列資料(例如光譜序列資料)之彼等方法。在一實施例中，目標回應序列資料可表示依據量測輻射波長而變化的經量測資料(例如，作為場資料(在影像平面處)或光瞳資料(在光瞳平面處)而獲得之強度度量)之振盪相依性。圖9為針對單一偏振(在此狀況下，線性X偏振)在各種波長λ下目標之用於強度度量(在此特定實例中為疊對敏感度K)之量測的資料之實例曲線圖。曲線K ( λ ) 已擬合至該資料，且因此，此表示可被稱為擺動曲線。如應瞭解，無需產生曲線圖，此係因為僅可處理資料。可針對同一目標建構針對不同單一偏振(例如線性Y偏振)在各種波長下進行量測的資料之相似曲線圖。在圖9中，圖示針對各種量測光束波長之堆疊敏感度及疊對敏感度。另外，雖然此處偏振為線性X偏振，但其可為不同偏振(諸如線性Y偏振、左側橢圓偏振輻射、右側橢圓偏振輻射等)。 強度度量可為自經偵測強度導出之任何合適度量，例如強度不對稱性、疊對敏感度K或堆疊敏感度(SS) (亦為信號對比度)。堆疊敏感度可被理解為信號之強度隨著由於目標(例如光柵)層之間的繞射之疊對改變而改變多少之量度。亦即，在疊對內容背景中，堆疊敏感度偵測疊對目標之上部週期性結構與下部週期性結構之間的對比度，且因此表示上部週期性結構與下部週期性結構之間的繞射效率之間的平衡。因此，其為量測之敏感度之實例量度。在一實施例中，堆疊敏感度係強度不對稱性與平均強度之間的比率。在一實施例中，堆疊敏感度可經公式化為SS =K L / IM ，其中L為使用者定義之常數(例如在一實施例中，值L為20奈米及/或為偏置d 之值)且IM 為由目標繞射之量測光束之平均強度。 圖9之實例展示用於依據波長λ 而變化的疊對敏感度K ( λ ) 之擺動曲線，其中 及為分別對應於偏置+d及-d的依據波長而變化的強度不對稱性量測，且為依據波長而變化的劑量因數。劑量因數可為源強度及量測時間之任何函數。在一特定實施例中，其可包含依據波長而變化的源強度與積分時間之乘積。 提議使用此類擺動曲線以在生產期間監控量測有效性。監控量測有效性可包含判定針對經量測目標之量測剖面是否保持最佳(例如在臨限餘裕內)。此方法可包含比較在生產期間獲得之經量測目標回應序列資料(例如經量測擺動曲線)與先前儲存之參考目標回應序列資料(例如參考擺動曲線)。參考目標回應序列資料可已在先前最佳化階段中在判定最佳目標-量測參數組合時獲得，且因此可表示在量測設計之目標時將獲得之目標回應序列資料(亦即，堆疊參數具有極小或不具有非設計變化或誤差)。若該比較展示經量測目標回應序列資料與參考目標回應序列資料之不同之處過大，則可決定：根據先前經判定之經最佳化目標-量測參數組合使用對應量測剖面進行的彼目標之量測將不可靠且發起校正性動作。 在一實施例中，進一步提議擺動曲線亦可用以在生產期間監控堆疊參數(例如，一或多個層高度(亦即層厚度)、折射率及/或吸收比)。此可自在任何狀況下執行之(例如μDBO)量測基本上「無償地」提供額外程序監控資料以監控疊對。量測此類堆疊參數之能力可改良在製造期間之程序控制。當前，使用多薄膜目標(其中不存在光柵)以光學方式估計此類量測。然而，此需要基板上之寶貴的額外區域且需要額外時間來執行量測。 圖10為根據一實施例之方法的流程圖。在步驟1000處，使用複數個不同量測剖面(例如遍及複數個不同量測輻射波長)來量測基板上之一或多個不同部位處之一或多個(例如相似)目標。該等目標可包含μDBO目標。較佳地，針對每一目標同時地獲得遍及不同量測剖面之量測資料。舉例而言，可使用涵蓋不同量測剖面之寬頻帶量測輻射來執行每一量測。寬頻帶輻射可包含連續光譜或複數個不同離散波長(及/或偏振)。 在步驟1010處，使用在步驟1000處獲得之量測資料以判定經量測目標回應序列資料(例如包含光譜序列之經量測擺動曲線)。 在步驟1020處，比較經量測目標回應序列資料與參考目標回應序列資料1030 (例如包含光譜序列之參考擺動曲線)。參考目標回應序列資料可已在先前最佳化步驟中獲得或自先前量測獲得且接著經儲存，且可包含用於經設計之目標之目標回應序列資料。目標回應序列資料隨著堆疊參數(例如堆疊中之層厚度)之變化而變化，且因此，此比較指示實際經量測目標與經設計目標之間的差異程度。 在一實施例中，步驟1020可包含使用合適比較演算法以執行比較。合適比較演算法之一實例為動態時間翹曲(DTW)演算法，但亦可使用其他演算法。該比較之結果可為描述經量測目標回應序列資料與參考目標回應序列資料之間的相似度之相似性度量。 在步驟1040處，執行有效性檢查以判定根據先前經判定之經最佳化目標-量測參數組合而執行之目標之量測是否將有效。此可包含比較在步驟1030處判定之相似性度量與臨限相似性度量。若此比較指示在步驟1020處比較之序列之不相似性過大，則有效性檢查係負面的(亦即，量測由於不可靠而將無效)，否則有效性檢查將為正面的且目標之量測可運用先前經判定之經最佳化目標-量測參數組合而繼續進行。無效的有效性檢查指示堆疊參數中之一或多者已自經設計之堆疊參數中之該一或多者顯著改變；若是，則基於經設計之目標之量測剖面的任何先前經執行最佳化可被認為係無效的。使用者可接著被告知此情形且被促使執行另一最佳化及/或目標選擇或其他校正性動作。在一實施例中，可在線執行該另一最佳化(在假定存在足夠樣本的情況下)，以便基於擺動曲線峰值判定「關於光點之」更新之最佳量測剖面。無效的有效性檢查可為在形成目標時(且因此在形成產品結構時)之微影程序中的程序漂移之指示符，且因此可用作該微影程序中之校正性動作之提示。 選用階段1050包含自目標回應序列資料判定堆疊參數中之一或多者的變化之值。此判定包含使用用於堆疊回應計算(若可用)及初始堆疊參數資料之合適模型來計算最佳地擬合所觀測之擺動曲線偏移之模型。此階段可包含在步驟1060處，使用比較演算法(例如DTW)自經量測目標回應序列資料及參考目標回應序列資料建構誤差函數。在步驟1070處，使用初始堆疊估計1075及合適堆疊回應模型以模擬用於模型堆疊之擺動曲線(經模擬目標回應序列資料)。該初始堆疊估計1075可基於經設計之目標堆疊，亦即，相關堆疊參數可為經設計之彼等堆疊參數。 在步驟1080處，使用在步驟1070處定義之起始條件來最小化來自步驟1060之誤差函數，以尋找擬合擺動曲線偏移之堆疊參數。此步驟可包含使用合適最佳化演算法。合適最佳化演算法之實例為內爾德-米德(Nelder-Mead)單純演算法。經最小化之誤差可包含經量測擺動曲線與經模擬擺動曲線(亦即，來自經最小化之模型之經模擬目標回應序列資料)之間的差。替代地，經最小化之誤差可包含經量測擺動曲線偏移(經量測擺動曲線與參考擺動曲線之間的差)與經模擬擺動曲線偏移(經模擬擺動曲線與參考擺動曲線之間的差)之間的差。在一特定實例中，最小化可包含最小化藉由比較(例如DTW)演算法發現之比較函數(翹曲函數)之L2範數(或其他合適範數)。 概言之，本文中所描述之概念實現量測有效性之在線監控、實現次佳(例如μDBO)量測條件之快速定標。此可在存在許多程序改變的研發環境中尤其有用。該等概念亦實現自(已經常規地執行之)疊對量測進行之堆疊參數變化之在線監控，藉此縮減總度量衡時間。另外，基於擺動曲線峰值之在線剖面最佳化係可能的(從而接受有限的空間取樣)。若存在擺動曲線形狀之顯著跳躍或改變，則可關於光點產生新的最佳量測剖面(在假定存在足夠樣本的情況下)。原則上，沒有必要停止生產且執行完整的整體度量衡檢核運作來選擇新剖面。 自然地可在藉由微影程序產生例如器件時使用使用目標進行之彼等量測。另外，除用以校正使用目標進行之量測以外，目標之不對稱變形之量度亦可用於目標之(重新)設計(例如對設計之佈局作出改變)、可用於形成目標之程序(例如對材料作出改變、對印刷步驟或條件作出改變等)、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、照明模式等對光學量測公式化作出改變)，等。 在以下編號條項中提供根據本發明之一些實施例： 1. 一種程序監控方法，其包含： 獲得關於藉由一微影程序而形成於一基板上之一或多個目標對包含複數個量測剖面之量測輻射的一量測回應之經量測目標回應序列資料； 獲得關於如所設計之該一或多個目標對該量測輻射之一量測回應的參考目標回應序列資料； 比較該經量測目標回應序列資料與該參考目標回應序列資料；及 基於該經量測目標回應序列資料與該參考目標回應序列資料之該比較而執行一程序監控動作。 2. 如條項1之方法，其中該比較步驟包含判定關於該經量測目標回應序列資料與該參考目標回應序列資料之相似性的一相似性度量。 3. 如條項2之方法，其中 該比較步驟包含比較該相似性度量與一臨限相似性度量；且 執行一程序監控動作之該步驟包含基於該相似性度量與該臨限相似性度量之該比較而判定一量測有效性，該量測有效性係關於根據一目標-量測參數組合使用具有一對應量測剖面的量測輻射進行之該一或多個目標之量測的一有效性。 4. 如條項3之方法，其中該目標-量測參數組合包含在一先前最佳化步驟中判定之一經最佳化目標-量測參數組合。 5. 如條項4之方法，其進一步包含執行該最佳化步驟。 6. 如條項4或5之方法，其中在該最佳化步驟中判定該參考目標回應序列資料。 7. 如條項3至6中任一項之方法，其中在該相似性度量與該臨限相似性度量之該比較指示一不相似性過大的情況下，該量測有效性被認為無效，否則該量測有效性被認為有效。 8. 如條項7之方法，其中在該量測有效性被認為無效的情況下，執行一程序監控動作之該步驟包含執行一最佳化更新步驟以判定對如所量測之該一或多個目標最佳化的一量測剖面。 9. 如條項8之方法，其中該最佳化更新步驟包含基於該經量測目標回應序列資料之一在線量測剖面最佳化。 10. 如條項7、8或9之方法，其中在該量測有效性被認為無效的情況下，執行一程序監控動作之該步驟包含選擇一不同的一或多個目標以供量測。 11. 如條項7至10中任一項之方法，其中在該量測有效性被認為無效的情況下，執行一程序監控動作之該步驟包含對該微影程序執行一校正性動作。 12. 如任何前述條項之方法，其中比較該經量測目標回應序列資料與該參考目標回應序列資料之該步驟係使用一動態時間翹曲演算法來執行。 13. 如任何前述條項之方法，其中該經量測目標回應序列資料及該參考目標回應序列資料各自包含描述對量測輻射波長之目標回應之變化的資料。 14. 如任何前述條項之方法，其中該經量測目標回應序列資料及該參考目標回應序列資料係依據一強度度量予以判定。 15. 如條項14之方法，其中該強度度量包含一強度不對稱性度量，其係自對應對之非零繞射階之間的強度差導出。 16. 如條項15之方法，其中該強度不對稱性度量包含疊對敏感度，該疊對敏感度包含一目標之週期性結構之間的一疊對偏移之一函數與該強度差之間的一關係中之一比例常數。 17. 如條項15之方法，其中該強度不對稱性度量包含堆疊敏感度，其中堆疊敏感度為疊對敏感度對一經量測平均強度之比率，該疊對敏感度包含一目標之週期性結構之間的一疊對偏移之一函數與該強度差之間的一關係中之一比例常數。 18. 如任何前述條項之方法，其進一步包含自該經量測目標回應序列資料判定形成於該基板上之該一或多個目標的一或多個堆疊參數之值。 19. 如條項18之方法，其中該判定一或多個堆疊參數之值包含： 判定至少部分地藉由該等堆疊參數而參數化之一合適目標模型； 執行該目標模型之一經模擬量測以獲得一經模擬目標回應序列資料；及 最小化該經模擬目標回應序列資料與該經量測目標回應序列資料之間的差。20. 如條項19之方法，其中該最小化步驟包含設計一誤差函數以用於最小化該經模擬目標回應序列資料與該經量測目標回應序列資料之間的該差。 21. 如條項18至20中任一項之方法，其中該一或多個堆疊參數包含該目標中所包含之一層之至少一個層高度。 22. 如條項18至20中任一項之方法，其中該一或多個堆疊參數包含該目標中所包含之不同層之複數個層高度。 23. 如任何前述條項之方法，其中該經量測目標回應序列資料係關於該一或多個目標之一或多個暗場量測，其中該至少一個對應對之非零繞射階係在一影像平面中予以偵測。 24. 如任何前述條項之方法，其中該一或多個目標中之每一者各自包含至少兩個子目標，每一子目標具有一不同的經強加疊對偏置值。 25. 如任何前述條項之方法，其包含執行該一或多個目標之一量測以獲得該經量測目標回應序列資料。 26. 一種度量衡裝置，其包含： 一照明系統，其經組態以運用包含複數個量測剖面之量測輻射來照明藉由一微影程序而形成於一基板上之一或多個目標； 一偵測系統，其經組態以偵測起因於該一或多個目標之照明之散射輻射；及 一處理器，其可操作以： 自該經偵測散射輻射導出經量測目標回應序列資料；及 比較該經量測目標回應序列資料與關於如所設計之該一或多個目標對該量測輻射之一量測回應的參考目標回應序列資料。 27. 如條項26之度量衡裝置，其可操作以基於該經量測目標回應序列資料與該參考目標回應序列資料之該比較而執行一程序監控動作。 28. 如條項27之度量衡裝置，其中該處理器可操作以藉由判定關於該經量測目標回應序列資料與該參考目標回應序列資料之相似性的一相似性度量來執行該比較。 29. 如條項28之度量衡裝置，其中該處理器可操作以： 藉由比較該相似性度量與一臨限相似性度量來執行該比較；及 基於該相似性度量與該臨限相似性度量之該比較而判定一量測有效性，該量測有效性係關於根據一目標-量測參數組合使用具有一對應量測剖面的量測輻射進行之該一或多個目標之量測的一有效性。 30. 如條項29之度量衡裝置，其中該目標-量測參數組合包含在一預定經最佳化之目標-量測參數組合。 31. 如條項30之度量衡裝置，其可操作以最佳化該目標-量測參數組合。 32. 如條項29、30或31之度量衡裝置，其中該處理器可操作以在該相似性度量與該臨限相似性度量之該比較指示一不相似性過大的情況下認為該量測有效性無效，否則認為該量測有效性有效。 33. 如條項32之度量衡裝置，其中在該量測有效性被認為無效的情況下，該處理器可操作以執行一最佳化更新以判定對如所量測之該一或多個目標最佳化的一量測剖面。 34. 如條項33之度量衡裝置，其中該最佳化更新包含基於該經量測目標回應序列資料之一在線量測剖面最佳化。 35. 如條項32、33或34之度量衡裝置，其中在該量測有效性被認為無效的情況下，該處理器可操作以選擇一不同的一或多個目標以供量測。 36. 如條項32至35中任一項之度量衡裝置，其中在該量測有效性被認為無效的情況下，該處理器可操作以判定對該微影程序之一校正。 37. 如條項26至36中任一項之度量衡裝置，其中比較該經量測目標回應序列資料與該參考目標回應序列資料之該步驟係使用一動態時間翹曲演算法來執行。 38. 如條項26至37中任一項之度量衡裝置，其中該經量測目標回應序列資料及該參考目標回應序列資料各自包含描述對量測輻射波長之目標回應之變化的資料。 39. 如條項26至38中任一項之度量衡裝置，其中該處理器可操作以依據一強度度量判定該經量測目標回應序列資料及該參考目標回應序列資料。 40. 如條項39之度量衡裝置，其中該強度度量包含一強度不對稱性度量，且該處理器可操作以自對應對之非零繞射階之間的強度差導出該強度不對稱性度量。 41. 如條項40之度量衡裝置，其中該強度不對稱性度量包含疊對敏感度，該疊對敏感度包含一目標之週期性結構之間的一疊對偏移之一函數與該強度差之間的一關係中之一比例常數。 42. 如條項40之度量衡裝置，其中該強度不對稱性度量包含堆疊敏感度，其中堆疊敏感度為疊對敏感度對一經量測平均強度之比率，該疊對敏感度包含一目標之週期性結構之間的一疊對偏移之一函數與該強度差之間的一關係中之一比例常數。 43. 如條項26至42中任一項之度量衡裝置，其中該處理器可操作以自該經量測目標回應序列資料判定形成於該基板上之該一或多個目標的一或多個堆疊參數之值。 44. 如條項43之度量衡裝置，其中該處理器可操作以： 判定至少部分地藉由該等堆疊參數而參數化之一合適目標模型； 執行該目標模型之一經模擬量測以獲得一經模擬目標回應序列資料；及 最小化該經模擬目標回應序列資料與該經量測目標回應序列資料之間的差以判定該一或多個堆疊參數。45. 如條項44之度量衡裝置，其中該處理器可操作以設計一誤差函數以用於最小化該經模擬目標回應序列資料與該經量測目標回應序列資料之間的該差。 46. 如條項43至45中任一項之度量衡裝置，其中該一或多個堆疊參數包含該目標中所包含之一層之至少一個層高度。 47. 如條項43至45中任一項之度量衡裝置，其中該一或多個堆疊參數包含該目標中所包含之不同層之複數個層高度。 48. 如條項26至47中任一項之度量衡裝置，其可操作以執行該一或多個目標之一或多個暗場量測，其中該散射輻射包含在一影像平面中由該偵測系統偵測到的至少一個對應對之非零繞射階。 49. 如條項26至48中任一項之度量衡裝置，其中該一或多個目標中之每一者各自包含至少兩個子目標，每一子目標具有一不同的經強加疊對偏置值。 50. 一種包含程式指令之電腦程式，該等程式指令可操作以在經執行於一合適裝置上時執行如條項1至25中任一項之方法。 51. 一種非暫時性電腦程式載體，其包含如條項50之電腦程式。 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，本發明可用於其他應用例如壓印微影中，且在內容背景允許之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(topography)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。 本文中所使用之術語「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)、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(N)‧‧‧+1繞射射線
-1‧‧‧一階射線/繞射射線
-1(S)‧‧‧-1繞射射線
11‧‧‧輸出件
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‧‧‧稜鏡
16‧‧‧物鏡/透鏡
17‧‧‧光束分裂器
18‧‧‧光學系統
19‧‧‧第一感測器
20‧‧‧光學系統
21‧‧‧孔徑光闌
22‧‧‧光學系統
23‧‧‧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‧‧‧複合疊對目標
602‧‧‧特徵/線
604‧‧‧空間
606‧‧‧基板
608‧‧‧特徵/線
610‧‧‧空間
702‧‧‧曲線
704‧‧‧點
706‧‧‧點
1000‧‧‧步驟
1010‧‧‧步驟
1020‧‧‧步驟
1030‧‧‧步驟
1040‧‧‧步驟
1050‧‧‧步驟
1060‧‧‧步驟
1070‧‧‧步驟
1075‧‧‧初始堆疊估計
1080‧‧‧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
DF‧‧‧影像
I‧‧‧照明射線/入射射線
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
K‧‧‧疊對比例常數/疊對敏感度
K(λ)‧‧‧疊對敏感度
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‧‧‧底部層
L2‧‧‧層
M1‧‧‧光罩對準標記
M2‧‧‧光罩對準標記
MA‧‧‧圖案化器件
MT‧‧‧圖案化器件支撐件或支撐結構/光罩台
M1‧‧‧步驟
M2‧‧‧步驟
M3‧‧‧步驟
M4‧‧‧步驟
M5‧‧‧步驟
M6‧‧‧步驟
O‧‧‧光軸
OV‧‧‧疊對誤差
P‧‧‧間距
P1‧‧‧基板對準標記
P2‧‧‧基板對準標記
P1‧‧‧所關注區
P2‧‧‧所關注區
P3‧‧‧所關注區
P4‧‧‧所關注區
PM‧‧‧第一定位器
PS‧‧‧投影系統
PU‧‧‧處理單元/影像處理器及控制器
PW‧‧‧第二定位器
RF‧‧‧參考框架
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
T‧‧‧度量衡目標
TCU‧‧‧塗佈顯影系統控制單元
W‧‧‧基板
WTa‧‧‧基板台/台
WTb‧‧‧基板台/台
λ‧‧‧波長
+d‧‧‧偏置/偏移
-d‧‧‧偏置/偏移
現在將參看隨附圖式僅作為實例來描述本發明之實施例，在該等圖式中。 圖1描繪根據本發明之一實施例之微影裝置； 圖2描繪根據本發明之一實施例之微影製造單元或叢集； 圖3之(a)為用於使用提供某些照明模式之第一對照明孔徑來量測根據本發明之實施例之目標的暗場量測裝置之示意圖； 圖3之(b)為針對給定照明方向之目標之繞射光譜的示意性細節； 圖3之(c)為在使用量測裝置以用於以繞射為基礎之疊對量測時提供另外照明模式之第二對照明孔徑的示意性說明； 圖3之(d)為在使用量測裝置以用於以繞射為基礎之疊對量測時組合第一對孔徑與第二對孔徑之提供另外照明模式的第三對照明孔徑的示意性說明； 圖4描繪基板上的多重週期性結構(例如多重光柵)目標之形式及量測光點之輪廓； 圖5描繪在圖3之裝置中獲得的圖4之目標之影像； 圖6為展示使用圖3之裝置且可適於本發明之實施例之疊對量測方法之步驟的流程圖； 圖7之(a)至圖7之(d)展示具有為大約零之不同疊對值之疊對週期性結構(例如光柵)的示意性橫截面； 圖8說明在理想目標結構中之疊對量測的原理； 圖9為目標之疊對敏感度K相對於波長λ(奈米)的曲線圖，其亦被稱作擺動曲線；及 圖10為描述根據本發明之第一實施例之方法的流程圖。

Claims (20)

  1. 一種程序監控方法，其包含： 獲得關於藉由一微影程序而形成於一基板上之一或多個目標對包含複數個量測剖面之量測輻射的一量測回應之經量測目標回應序列資料； 獲得關於如所設計之該一或多個目標對該量測輻射之一量測回應的參考目標回應序列資料； 比較該經量測目標回應序列資料與該參考目標回應序列資料；及 基於該經量測目標回應序列資料與該參考目標回應序列資料之該比較而執行一程序監控動作。
  2. 如請求項1之方法，其中該比較步驟包含：判定關於該經量測目標回應序列資料與該參考目標回應序列資料之相似性的一相似性度量。
  3. 如請求項2之方法，其中 該比較步驟包含比較該相似性度量與一臨限相似性度量；且 執行一程序監控動作之該步驟包含基於該相似性度量與該臨限相似性度量之該比較而判定一量測有效性，該量測有效性係關於根據一目標-量測參數組合使用具有一對應量測剖面的量測輻射進行之該一或多個目標之量測的一有效性。
  4. 如請求項3之方法，其中該目標-量測參數組合包含在一先前最佳化步驟中判定之一經最佳化目標-量測參數組合。
  5. 如請求項4之方法，其進一步包含執行該最佳化步驟。
  6. 如請求項4或5之方法，其中在該最佳化步驟中判定該參考目標回應序列資料。
  7. 如請求項3至5中任一項之方法，其中在該相似性度量與該臨限相似性度量之該比較指示一不相似性過大的情況下，該量測有效性被認為無效，否則該量測有效性被認為有效。
  8. 如請求項7之方法，其中在該量測有效性被認為無效的情況下，執行一程序監控動作之該步驟包含執行一最佳化更新步驟以判定對如所量測之該一或多個目標最佳化的一量測剖面。
  9. 如請求項8之方法，其中該最佳化更新步驟包含：基於該經量測目標回應序列資料之一在線量測剖面最佳化。
  10. 如請求項7之方法，其中在該量測有效性被認為無效的情況下，執行一程序監控動作之該步驟包含選擇一不同的一或多個目標以供量測。
  11. 如請求項7之方法，其中在該量測有效性被認為無效的情況下，執行一程序監控動作之該步驟包含對該微影程序執行一校正性動作。
  12. 如請求項1至5中任一項之方法，其中比較該經量測目標回應序列資料與該參考目標回應序列資料之該步驟係使用一動態時間翹曲演算法來執行。
  13. 如請求項1至5中任一項之方法，其中該經量測目標回應序列資料及該參考目標回應序列資料各自包含描述對量測輻射波長之目標回應之變化的資料。
  14. 如請求項1至5中任一項之方法，其中該經量測目標回應序列資料及該參考目標回應序列資料係依據一強度度量予以判定。
  15. 如請求項14之方法，其中該強度度量包含一強度不對稱性度量，其係自對應對之非零繞射階之間的強度差導出。
  16. 如請求項15之方法，其中該強度不對稱性度量包含疊對敏感度，該疊對敏感度包含一目標之週期性結構之間的一疊對偏移之一函數與該強度差之間的一關係中之一比例常數。
  17. 如請求項15之方法，其中該強度不對稱性度量包含堆疊敏感度，其中堆疊敏感度為疊對敏感度對一經量測平均強度之比率，該疊對敏感度包含一目標之週期性結構之間的一疊對偏移之一函數與該強度差之間的一關係中之一比例常數。
  18. 一種度量衡裝置，其包含： 一照明系統，其經組態以運用包含複數個量測剖面之量測輻射來照明藉由一微影程序而形成於一基板上之一或多個目標； 一偵測系統，其經組態以偵測起因於該一或多個目標之照明之散射輻射；及 一處理器，其可操作以： 自該經偵測散射輻射導出經量測目標回應序列資料；及 比較該經量測目標回應序列資料與關於如所設計之該一或多個目標對該量測輻射之一量測回應的參考目標回應序列資料。
  19. 一種包含程式指令之電腦程式，該等程式指令可操作以在經執行於一合適裝置上時執行如請求項1至17中任一項之方法。
  20. 一種非暫時性電腦程式載體，其包含如請求項19之電腦程式。
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