TW201920939A

TW201920939A - 度量衡方法及設備

Info

Publication number: TW201920939A
Application number: TW107131106A
Authority: TW
Inventors: 馬丁賈庫柏斯喬漢賈克; 馬汀艾伯特; 包伊夫亞歷傑福瑞丹; 尼特許帕迪
Original assignee: 荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司
Priority date: 2017-09-06
Filing date: 2018-09-05
Publication date: 2019-06-01
Also published as: JP7110327B2; IL273001B2; WO2019048214A1; US20190072859A1; KR20220051433A; KR20200032749A; IL273001A; CN111065970A; TWI716729B; IL273001B1; JP2020532759A; KR102565829B1; EP3454123A1; US10620550B2; CN111065970B

Abstract

本發明提供一種方法，其包含：對照一或多個量測品質參數來評估與對使用一圖案化程序處理之一基板之一度量衡目標的量測相關聯的複數個偏光特性；及基於該等量測品質參數中之一或多者而自該複數個偏光特性選擇一或多個偏光特性。

Description

度量衡方法及設備

本發明係關於可用於例如藉由微影技術進行裝置製造之檢測(例如，度量衡)方法及設備，且係關於使用微影技術來製造裝置之方法。

微影設備係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。微影設備可用於例如積體電路(IC)之製造中。在彼個例中，圖案化裝置(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。此圖案可轉印至基板(例如，矽晶圓)上的目標部分(例如，包括一個或若干晶粒之部分)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，單一基板將含有相繼地加以圖案化之鄰近目標部分之網路。

實現圖案化程序(即，涉及圖案化(諸如微影曝光或壓印)的形成裝置或其他結構之程序，該程序通常可包括一或多個相關聯處理步驟，諸如抗蝕劑之顯影、蝕刻等)的重要態樣包括發展該程序本身，針對監測及控制來設置該程序，接著實際上監測及控制該程序本身。假定圖案化程序之基本因素(諸如圖案化裝置圖案、抗蝕劑類型、後微影程序步驟(諸如顯影、蝕刻等))之組態，需要設置用於將圖案轉印至基體上之圖案化程序中的設備，顯影一或多個度量衡目標以檢測該程序，設置度量衡程序以量測該等度量衡目標，接著基於量測結果來實施監測及/或控制該程序的程序。

因此，在圖案化程序中，需要判定(例如，使用模型化圖案化程序之一或多個態樣的一或多個模型來量測、模擬等)所關注之一或多個參數，諸如結構之臨界尺寸(CD)、形成於基板中或基板上之順次層之間的疊對誤差(亦即，順次層之不當的且無意的未對準)等。

需要針對藉由圖案化程序形成之結構判定此等所關注之一或多個參數且將該等參數用於與圖案化程序相關的設計、控制及/或監測，例如用於程序設計、控制及/或驗證。圖案化結構之經判定的所關注之一或多個參數可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，需要頻繁地對所產生結構進行量測，例如以用於程序控制及驗證。用於進行此等量測之各種工具為吾人所知，包括常常用以量測臨界尺寸(CD)的掃描電子顯微鏡，及用以量測疊對(裝置中兩個層之對準準確度之量度)的特殊化工具。可依據兩個層之間的未對準程度來描述疊對，例如，對為1 nm之量測疊對之參考可描述兩個層未對準達1 nm之情形。

已開發各種形式之檢測設備(例如，度量衡設備)以供微影領域中使用。此等裝置將輻射光束導向至目標上且量測重導向(例如，散射)輻射之一或多個性質(例如，隨波長而變的單一反射角下之強度；隨反射角而變的一或多個波長下之強度；或隨反射角而變的偏光)，以獲得「光譜」，可自該光譜判定目標的所關注性質。可藉由各種技術來執行對所關注性質之判定：例如，藉由諸如嚴密耦合波分析或有限元素方法之迭代方法而進行的目標之重新建構；庫搜尋；及主成份分析。

涉及使零階繞射(對應於鏡面反射)被阻擋之另外技術，且僅處理高階繞射。可在特此以全文引用的方式併入之PCT專利申請公開案第WO 2009/078708號及第WO 2009/106279號中找到此度量衡之實例。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號中描述了技術之進一步開發，該等美國專利申請公開案中之每一者係以全文引用的方式併入本文中。此類基於繞射之技術通常用於量測疊對。技術之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，可在一個影像中量測該等週期性結構。在此類度量衡技術之特定形式中，藉由在某些條件下量測目標兩次而獲得疊對量測結果，同時旋轉目標或改變照明模式或成像模式以分別獲得-1繞射階強度及+1繞射階強度。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之指示符。

在疊對量測之實例中，吾人依賴於疊對(亦即，疊對誤差及故意偏置)係目標中之目標不對稱性的僅有原因的假定。目標中之任何其他不對稱性亦造成1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的特徵之結構不對稱性、由上部層中之週期性結構上覆的下部層中之週期性結構內的特徵之結構不對稱性，或前述兩者。可歸因於目標中之此類其他不對稱性且不與疊對(包含故意偏置)相關的此強度不對稱性會干擾疊對量測，從而得到不準確疊對量測。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)。需要改良諸如疊對量測之度量衡量測的可偵測性、準確度及/或穩固性。

在一實施例中，提供一種方法，其包含：對照一或多個量測品質參數來評估與對使用一圖案化程序處理之一基板之一度量衡目標的量測相關聯的複數個偏光特性；及基於該等量測品質參數中之一或多者而自該複數個偏光特性選擇一或多個偏光特性。

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類實施例。基於本文所含有之教示，額外實施例對於熟習相關技術者將顯而易見。

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示意性地描繪微影設備LA。該設備包括：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)，圖案化裝置支撐件或支撐結構(例如，光罩台)MT，其經建構以支撐圖案化裝置(例如，光罩) MA且連接至第一定位器PM，該第一定位器經組態以根據某些參數來準確地定位該圖案化裝置；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且連接至第二定位器PW，該第二定位器經組態以根據某些參數來準確地定位該基板；及投影光學系統(例如，折射投影透鏡系統) PS，其經組態以將藉由圖案化裝置MA賦予輻射光束B的圖案投影至基板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。

圖案化裝置支撐件以取決於圖案化裝置之定向、微影設備之設計及其他條件(諸如，圖案化裝置是否被固持於真空環境中)的方式來固持圖案化裝置。圖案化裝置支撐件可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術來固持圖案化裝置。圖案化裝置支撐件可為例如框架或台，其可視需要而固定或可移動。圖案化裝置支撐件可確保圖案化裝置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」之任何使用與更一般術語「圖案化裝置」同義。

本文所使用之術語「圖案化裝置」應被廣泛地解譯為係指可用以在輻射光束之橫截面中向輻射光束賦予圖案以便在基板之目標部分中創製圖案的任何裝置。應注意，舉例而言，若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，賦予至輻射光束之圖案將對應於目標部分中所產生之裝置(諸如積體電路)中的特定功能層。

圖案化裝置可為透射的或反射的。圖案化裝置之實例包括光罩、可程式化鏡面陣列及可程式化LCD面板。光罩在微影中為吾人所熟知，且包括諸如二元、交變相移及衰減式相移之光罩類型，以及各種混合光罩類型。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。傾斜之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，該設備屬於透射類型(例如，使用透射性光罩)。替代地，該設備可屬於反射類型(例如，使用如上文所提及之類型的可程式化鏡面陣列，或使用反射光罩)。

該微影設備亦可屬於一類型，其中基板之至少一部分可由具有相對高折射率的液體(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設備中之其他空間，例如，光罩與投影系統之間的空間。浸潤技術在此項技術中被熟知用於增大投影系統之數值孔徑。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，當輻射源為準分子雷射時，輻射源與微影設備可為分離實體。在此等情況下，不認為輻射源形成微影設備之部分，且輻射光束係憑藉包括例如合適導向鏡面及/或擴束器之光束遞送系統BD而自源SO傳遞至照明器IL。在其他情況下，舉例而言，當源為水銀燈時，源可為微影設備之整體零件。源SO及照明器IL連同光束傳遞系統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的調整器AD。通常，可調節照明器之光瞳平面中之強度分佈之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入射於固持於圖案化裝置支撐件(例如，光罩台) MT上之圖案化裝置(例如，光罩) MA上，且由該圖案化裝置進行圖案化。在已橫穿圖案化裝置(例如，光罩) MA之情況下，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。藉助於第二定位器PW及位置感測器IF (例如，干涉量測裝置、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。類似地，可使用第一定位器PM及另一位置感測器 (圖1中並未明確地描繪)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裝置(例如，光罩) MA。

可使用圖案化裝置對準標記M₁ 、M₂ 及基板對準標記P₁ 、P₂ 來對準圖案化裝置(例如，光罩)MA及基板W。儘管所說明之基板對準標記佔據專用目標部分，但該等標記可位於目標部分之間的空間中(此等標記被稱為切割道對準標記)。類似地，在多於一個晶粒被提供於圖案化裝置(例如，光罩) MA上之情形中，圖案化裝置對準標記可位於該等晶粒之間。小的對準標記亦可包括於裝置特徵當中之晶粒內，在此情況下，需要使標記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。

此實例中之微影設備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-在該等兩個站之間可交換基板台。在曝光站處曝光一個基板台上之一個基板的同時，可在量測站處將另一基板裝載至另一基板台上且進行各種預備步驟。預備步驟可包括使用位準感測器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。此情形實現設備之產出率之相當大增加。

所描繪設備可在多種模式下使用，包括例如步進模式或掃描模式。微影設備之建構及操作為熟習此項技術者所熟知，且無需進一步描述以供理解本發明之實施例。

如圖2中所展示，微影設備LA形成微影系統之部分，其被稱作微影製造單元LC或微影單元(lithocell)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設備。習知地，此等設備包括用以沈積抗蝕劑層之旋塗器SC、用以顯影經曝光抗蝕劑之顯影器DE、冷卻板CH及烘烤板BK。基板處置器或機器人RO自輸入/輸出埠I/O1、I/O2拾取基板，在不同程序設備之間移動基板，且接著將基板遞送至微影設備之裝載匣LB。常常被統稱為塗佈顯影系統(track)之此等裝置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來控制微影設備。因此，不同設備可經操作以最大化產出率及處理效率。

為了對包括至少一個圖案化步驟(例如，光學微影步驟)之圖案化程序(例如，裝置製造程序)進行設計、監測、控制等，可監測經圖案化基板且量測經圖案化基板之一或多個參數。舉例而言，該一或多個參數可包括：形成於經圖案化基板中或上之順次層之間的疊對、例如形成於經圖案化基板中或上之特徵的臨界尺寸(CD) (例如，臨界線寬)、光學微影步驟之聚焦或聚焦誤差、光學微影步驟之劑量或劑量誤差、光學微影步驟之光學像差等。可對產品基板自身之目標及/或對提供於基板上之專用度量衡目標執行此量測。存在用於對在圖案化程序中形成之結構進行量測的各種技術，包括使用掃描電子顯微鏡、基於影像之量測或檢測工具及/或各種特殊化工具。特殊化度量衡及/或檢測工具之相對快速且非侵入形式為輻射光束經導向至基板之表面上的目標上且量測散射(繞射/反射)光束之性質之形式。藉由比較光束在其已由基板散射之前及之後的一或多個性質，可判定基板之一或多個性質。此可被稱為基於繞射之度量衡或檢測。

圖3描繪實例檢測設備(例如，散射計)。該散射計包含將輻射投影至基板W上之寬頻(白光)輻射投影儀2。重新導向之輻射傳遞至光譜儀偵測器4，該光譜儀偵測器量測鏡面反射輻射之光譜10 (強度依據波長而變化)，如例如在左下方的曲線圖中所展示。根據此資料，可藉由(例如)嚴密耦合波分析及非線性回歸或藉由與如圖3之右下方所展示之模擬光譜庫的比較由處理器PU重建構導致偵測到之光譜的結構或分佈。一般而言，對於重建構，結構之一般形式為吾人所知，且根據供製造結構之程序之知識來假定一些變數，從而僅留下結構之幾個變數以自量測資料予以判定。此檢測設備可經組態為正入射檢測設備或斜入射檢測設備。

圖4中展示可使用之另一檢測設備。在此裝置中，由輻射源2發射之輻射係使用透鏡系統120進行準直且透射通過干涉濾光器130及偏光器170，由部分反射表面160反射且經由物鏡150聚焦至基板W上之光點S中，該物鏡150具有高數值孔徑(NA)，理想地為至少0.9或至少0.95。浸潤檢測設備(使用相對高折射率之流體，諸如水)甚至可具有大於1之數值孔徑。

如在微影設備LA中一樣，可在量測操作期間提供一或多個基板台以固持基板W。該等基板台可在形式上與圖1之基板台WT類似或相同。在檢測設備與微影設備整合之實例中，該等基板台甚至可為同一基板台。可將粗略定位器及精細定位器提供至第二定位器PW，該第二定位器PW經組態以相對於量測光學系統準確地定位基板。提供各種感測器及致動器例如以獲取所關注目標之位置，且將所關注目標帶入至物鏡150下方之位置中。通常將對橫越基板W之不同位置處之目標進行許多量測。可在X及Y方向上移動基板支撐件以獲取不同目標，且可在Z方向上移動基板支撐件以獲得目標相對於光學系統之焦點的所要位置。舉例而言，當實務上光學系統可保持實質上靜止(通常在X及Y方向上，但可能亦在Z方向上)且僅基板移動時，方便地將操作考慮並描述為如同物鏡被帶入至相對於基板之不同位置。假定基板及光學系統之相對位置正確，則以下情況原則上並不重要：基板及光學系統中的哪一個在真實世界中移動，或在基板及光學系統均移動的情況下，或光學系統之一部分之組合移動(例如，在Z及/或傾斜方向上)，而光學系統之剩餘部分靜止且基板移動(例如，在X方向及Y方向上，但亦視情況在Z及/或傾斜方向上)。

由基板W重新導向之輻射接著通過部分反射表面160傳遞至偵測器180中以便使光譜被偵測。偵測器180可位於背向投影焦平面110 (即，透鏡系統150之焦距)處，或平面110可利用輔助光學件(圖中未示)再成像至偵測器180上。該偵測器可為二維偵測器，使得可量測基板目標30之二維角度散射光譜。偵測器180可為例如CCD或CMOS感測器陣列，且可使用為(例如)每圖框40毫秒之積分時間。

參考光束可用以(例如)量測入射輻射之強度。為進行此量測，當輻射光束入射於部分反射表面160上時，將輻射光束之部分通過部分反射表面160作為參考光束而朝向參考鏡面140透射。接著將參考光束投影至同一偵測器180之不同部分上或替代地投影至不同偵測器(圖中未示)上。

一或多個干涉濾光器130可用以選擇在(比如) 405至790 nm或甚至更低(諸如，200至300 nm)之範圍內的所關注波長。干涉濾光器可為可調諧的，而非包含不同濾光器之集合。可使用光柵替代干涉濾光器。孔徑光闌或空間光調變器(圖中未示)可提供於照明路徑中以控制輻射在目標上之入射角之範圍。

偵測器180可量測在單一波長(或窄波長範圍)下之經重新導向輻射之強度、分離地在多個波長下之經重新導向輻射之強度，或遍及一波長範圍而積分之經重新導向輻射之強度。此外，偵測器可分別量測橫向磁偏光輻射及橫向電偏光輻射之強度，及/或橫向磁偏光輻射與橫向電偏光輻射之間的相位差。

基板W上之目標30可為1-D光柵，其經印刷成使得在顯影之後，長條係由固體抗蝕劑線形成。基板目標30可為2-D光柵，其經印刷成使得在顯影之後，光柵係由抗蝕劑中之固體抗蝕劑導柱或通孔形成。桿體、導柱或通孔可經蝕刻至基板中或基板上(例如，經蝕刻至基板上之一或多個層中)。(例如，桿體、導柱或通孔)之圖案對圖案化程序中之處理的變化(例如，微影投影設備(特別地，投影系統PS)之光學像差、焦點變化、劑量變化等)敏感且將以印刷光柵之變化來表現。因此，印刷光柵之量測資料係用於重建構光柵。可根據印刷步驟及/或其他檢測程序之知識，將1-D光柵之一或多個參數(諸如，線寬及/或形狀)或2-D光柵之一或多個參數(諸如，導柱或通孔寬度或長度或形狀)輸入至由處理器PU執行之重新建構程序。

除了藉由重建構進行參數之量測以外，基於繞射之度量衡或檢測亦可用於產品及/或抗蝕劑圖案中之特徵之不對稱性量測中。不對稱性量測之一特定應用係用於例如疊對之量測，但其他應用亦為吾人所知。在此情況下，目標30通常包含疊置於另一組週期性特徵上的一組週期性特徵。舉例而言，可藉由比較來自目標30之繞射光譜之相對部分(例如，比較週期性光柵之繞射光譜中之-1階與+1階)來量測不對稱性。舉例而言，在全文以引用方式併入本文中之美國專利申請公開案US2006-066855中描述使用圖3或圖4之器具進行之不對稱性量測之概念。簡單地陳述，雖然目標之繞射光譜中之繞射階的位置僅藉由目標之週期性判定，但繞射光譜中之不對稱性指示構成目標之個別特徵中的不對稱性。在圖4之器具中(其中偵測器180可為影像感測器)，繞射階之此不對稱性直接呈現為由偵測器180記錄之光瞳影像中的不對稱性。此不對稱性可藉由單元PU中之數位影像處理來量測，且可對照已知疊對值來校準。

圖5圖示典型目標30之平面圖，及圖4之設備中的照明光點S之範圍。為了獲得不含來自周圍結構之干擾的繞射光譜，在一實施例中，目標30係大於照明光點S之寬度(例如，直徑)的週期性結構(例如，光柵)。光點S之寬度可小於目標之寬度及長度。換言之，目標係由照明「填充不足」，且繞射信號基本上不含來自目標自身之外的產品特徵及其類似者之任何信號。照明配置2、120、130、170可經組態以提供跨物鏡150之背焦平面的均一強度之照明。替代地，藉由例如在照明路徑中包括孔徑，照明可限於同軸方向或離軸方向。

圖6示意性地描繪基於使用度量衡獲得之量測資料來進行目標圖案30'之一或多個所關注變數的值之判定的實例程序。由偵測器180偵測到之輻射提供用於目標30'之量測輻射分佈108。

對於給定目標30'，可使用例如數值馬克士威求解程序210自參數化模型206計算/模擬輻射分佈208。參數化模型206展示構成目標且與該目標相關聯的各種材料之實例層。參數化模型206可包括用於在考慮中的目標之部分之特徵及層之變數中的一或多者，其可變化且被導出。如圖6中所示，變數中之一或多者可包括一或多個層之厚度t 、一或多個特徵之寬度w (例如，CD)、一或多個特徵之高度h ，及/或一或多個特徵之側壁角α 。儘管未展示，但變數中之一或多者可進一步包括但不限於：層中之一或多者之折射率(例如，真折射率或複折射率、折射率張量等)、一或多個層之消光係數、一或多個層之吸收率、在顯影期間之抗蝕劑損失、一或多個特徵之基腳，及/或一或多個特徵之線邊緣粗糙度。該等變數之初始值可為要量測之目標所預期的值。接著在212處比較量測輻射分佈108與計算輻射分佈208以判定兩者之間的差。若存在差，則可變化參數化模型206之變數中之一或多者之值，計算新的計算輻射分佈208且將其與量測輻射分佈108比較直至在量測輻射分佈108與計算輻射分佈208之間存在足夠匹配為止。彼時，參數化模型206之變數之值提供實際目標30'之幾何形狀的良好或最佳匹配。在一實施例中，當量測輻射分佈108與計算輻射分佈208之間的差在容許臨限值內時，存在足夠匹配。

圖7A中展示適用於實施例之另外檢測設備。圖7B中更詳細地圖示了目標T及用以照明該目標之量測輻射之繞射射線。所說明之檢測設備屬於被稱為暗場度量衡設備之類型。檢測設備可為獨立裝置，或併入於例如量測站處之微影設備LA中抑或微影製造單元LC中。貫穿該設備具有若干分支之光軸係由點線O表示。在此設備中，由源11 (例如，氙氣燈)發射之輻射由包含透鏡12、14及物鏡16之光學系統經由光學元件15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，且同時允許存取中間光瞳平面以用於空間頻率濾光。因此，可藉由界定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影像之平面中在透鏡12與透鏡14之間插入適合形式之孔徑板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。當前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係用以提供類似照明，但提供來自被標註為「南」之相反方向之照明。藉由使用不同孔徑，其他照明模式係可能的。其餘光瞳平面理想地暗，此係因為所要照明模式外之任何不必要輻射將干涉所要量測信號。

如圖7B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)，因此入射射線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緊密地對準。圖7A及圖7B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中較容易地被區分。

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，且被導向回且通過光學元件15。返回至圖7A，藉由指定被標註為北(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。相比之下，當使用孔徑板13S來應用第二照明模式時，-1繞射射線(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捕獲之光瞳平面影像可用於聚焦檢測設備及/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而使用光瞳平面影像。

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上之目標之影像係僅由-1或+1一階光束形成。由感測器19及23捕獲之影像經輸出至處理影像之處理器PU，處理器PU之功能將取決於所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之影像。

圖7A、圖7C及圖7D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，替代一階光束或除一階光束以外，亦可在量測中使用2階、3階及較高階光束(圖7A、圖7B、圖7C或圖7D中未展示)。

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，孔徑板13N或13S可僅用以量測在一個方向(取決於設置而為X或Y)上定向之週期性結構。為了量測正交週期性結構，可能實施達90°及270°之目標旋轉。圖7C及圖7D中展示不同孔徑板。在上文所提及之專利申請公開案中描述了對此等孔徑板之使用，及設備之眾多其他變化及應用。

圖8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，該等週期性結構緊密定位在一起，使得其將全部在檢測設備之由度量衡輻射照明光束形成的量測光點31內。該四個週期性結構因此皆被同時照明且同時成像於感測器19及23上。在專用於疊對量測之實例中，週期性結構32至35自身係複合週期性結構，其藉由上覆於在例如形成於基板W上之半導體裝置的不同層中經圖案化之週期性結構而形成。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光柵之不同部分之層之間的疊對之量測。下文將參考圖8解釋疊對偏置之涵義。週期性結構32至35之定向亦可不同，如所展示，以便使入射輻射在X方向及Y方向上繞射。在一個實例中，週期性結構32及34為分別具有+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+d、-d之偏置偏移的Y方向週期性結構。可在由感測器23捕獲之影像中識別此等週期性結構之分離影像。此僅為目標之一個實例。目標可包含多於或少於4個週期性結構，或僅包含單一週期性結構。

圖9展示在使用來自圖7D之孔徑板13NW或13SE的情況下在圖7之裝置中使用圖8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不可解析不同個別週期性結構32至35，但影像感測器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經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，該等影像不必在感測器框架內之特定位置處極精確地對準，此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分離影像，即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。可將影像之強度及/或其他性質彼此進行比較。可組合此等結果以量測圖案化程序之不同參數。疊對效能係此參數之重要實例。

圖10圖示如何使用例如PCT專利申請公開案第WO 2011/012624號(該案以全文引用的方式併入本文中)中所描述之方法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(亦即，不當且非故意之疊對未對準)。此量測係經由識別目標不對稱性而進行，如藉由比較目標週期性結構之+1階及-1階影像中的強度(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。在步驟S1處，經由諸如圖2之微影製造單元的微影設備來處理基板(例如，半導體晶圓)一或多次，以形成包括週期性結構32至35之目標。在S2處，在使用圖7之檢測設備的情況下，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在檢測設備之視場中旋轉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。因此，在第二影像中捕獲+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」並非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。在步驟S5中(例如，藉由處理器PU)比較針對每一目標週期性結構32至35之+1階及-1階所獲得之強度值以識別其強度不對稱性(例如，其強度之任何差)來進行此判定。術語「差」並不意欲係僅指減法。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。

圖11A至圖11D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。此等目標可用作基板W上之目標T，如在圖7至圖9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11A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，第一週期性結構(下部或底部週期性結構) (例如，光柵)係由基板606上之特徵602及空間604形成。在層L2中，第二週期性結構(例如，光柵)係由特徵608及空間610形成。(橫截面經繪製成使得特徵602、608 (例如，線)延伸至頁面中)。週期性結構圖案在兩個層中以間距P重複。特徵602及608可採取線、圓點、區塊及通孔之形式。在圖11A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精確地位於第一結構中之特徵602上方。

在圖11B處，展示具有第一已知強加偏置+d之相同目標，使得將第一結構之特徵608相對於第二結構之特徵向右移位達距離d。偏置距離d實務上可能為幾奈米，例如，10 nm至20 nm，而間距P係(例如)在300至1000 nm之範圍內，例如，500 nm或600 nm。在圖11C處，描繪具有第二已知強加偏置-d之另一特徵，使得特徵608向左移位。針對每一結構，d之值無需相同。在上文所提及之先前專利申請公開案中描述了圖11A至圖11C處所展示的此類型之經偏置週期性結構。

圖11D示意性地展示結構不對稱性(在此情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11A至圖11C處之週期性結構中之特徵被展示為完全正方形側，但實際特徵將在側上具有某斜率且具有某粗糙度。然而，該等特徵意欲在輪廓方面至少對稱。圖11D處的第一結構中之特徵602及/或空間604不再具有對稱形式，而是已由於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度已變得不對稱。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。

圖12為疊對週期性結構之示意性橫截面。如圖2中所圖示，在一實施例中，疊對週期性結構包含兩個光柵。第一光柵展示於圖12之左側。第二光柵展示於圖12之右側。

圖12中之向下箭頭表示入射於光柵上的照明輻射。向上的對角線箭頭表示反射之+1繞射階輻射及反射之-1繞射階輻射。

可量測強度不對稱性A。強度不對稱性係+1與-1繞射階之間的強度差。強度不對稱性A與疊對OV成比例。詳言之，強度不對稱性A等於疊對OV與疊對敏感度K之乘積。

藉由量測具有兩個不同強加額外移位之兩個不同目標上的不對稱性A，可判定疊對敏感度K，且可量測疊對OV。在圖12中，額外移位展示為d。

當藉由圖10之方法僅使用兩個經偏置週期性結構來量測疊對時，不能區別程序誘發之結構不對稱性與由未對準引起之疊對貢獻，且結果，疊對量測(尤其關於量測不當疊對誤差)變得不可靠。目標之第一結構(底部週期性結構)中之結構不對稱性為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PCT專利申請公開案第WO 2013-143814號中，提出使用三個或多於三個組件週期性結構以藉由圖10之方法之經修改版本量測疊對。使用圖11A至圖11C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。然而，此方法需要新的目標設計(例如，不同於圖8中所圖示之目標設計)，且因此會需要新的圖案化裝置或圖案化裝置圖案。此外，目標面積較大，且因此消耗較多基板面積。另外，在此方法及其他先前方法中忽略了由結構不對稱性引起的疊對貢獻之相位元件，其意謂校正並不與其在相位元件亦經校正的情況下可達成的準確度一樣準確。

在圖13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強加偏置及疊對誤差OV_E 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14之曲線圖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。下文將進一步給出實際尺寸之實例。

在圖13之「理想」情形中，曲線702指示強度不對稱性A與疊對具有非線性週期關係(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，其當然轉換成適當尺度。正弦形式在此實例中係純粹的，但在真實情況下可包括諧波。

如上文所提及，經偏置週期性結構(具有已知強加疊對偏置)可用以量測疊對，而非依賴於單一量測。此偏置具有圖案化裝置(例如，比例光罩)中所定義之已知值，此偏置係由圖案化裝置造成，其充當對應於量測之強度不對稱性之疊對的基板上校準。在該圖式中，以圖形方式說明計算。在步驟S1至S5中，針對分別具有強加偏置+d及-d之週期性結構(例如，如圖11B及圖11C中所展示)獲得強度不對稱性量測A_+d 及A_-d 。使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OV_E 。自目標之設計得知正弦曲線的間距P。曲線702之垂直尺度在開始時未為吾人所知，但為可被稱作1階諧波比例常數K之未知因數。因此，疊對敏感度K係強度不對稱性量測對疊對之敏感度的量度。在一實施例中，疊對敏感度K係所量測強度相對於疊對之比例。因此，其幫助偵測疊對之程序相依性。

就方程式而言，假定疊對誤差OV_E 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OV_E 。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OV_E ：(2)

圖14展示引入結構不對稱性(例如圖11D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，至少近似地，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 及相移項添加至強度不對稱性之效應。所得曲線在該圖中展示為712，其中標籤K₀ 指示強度移位項，且標籤指示相位偏移項。強度移位項K₀ 及相移項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/或偏光)之組合，且對程序變化敏感。以方程式項，用於步驟S6中之計算之關係變成：(3)

在結構不對稱性存在的情況下，由方程式(2)描述之疊對模型將提供受到強度移位項K₀ 及相移項影響且因此將不準確的疊對誤差值。當映射疊對誤差時，結構不對稱性亦將產生使用一或多個不同量測參數(例如，量測光束之波長、量測光束之偏光等)的同一目標之量測之差異，此係因為強度及相移係例如波長及/或偏光相依的。

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。此等假定對當前疊對範圍有效。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少量傳播繞射階。然而，實務上對歸因於未對準之強度不對稱性之疊對貢獻可未必真正地係正弦，且可未必圍繞OV = 0完全對稱。

因此，結構不對稱性之效應大體可公式化為：(4)(5) 其中ΔI_- (亦與A_- 同義)及ΔI₊ (亦與A₊ 同義)表示所量測之強度不對稱性，且ΔI_BG 係結構不對稱性對強度不對稱性之貢獻。且因此，可將疊對誤差ΔOV視為ΔI_BG /K 之函數。

現在，已進一步發現，除了目標中之結構不對稱性以外或替代地，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)之準確性的因素。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。堆疊差異導致鄰近週期性結構或目標之間的量測輻射之光學性質(例如，強度、偏光等)的差異，此歸因於除鄰近週期性結構或目標共有的疊對誤差、有意偏置以及結構不對稱性以外的性質。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異(例如，一或多個層之厚度差異，使得一個週期性結構或目標高於或低於經設計成在實質上相同水平面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異(例如，一或多個層之折射率差異，使得用於一個週期性結構或目標之一或多個層的組合折射率不同於用於即使經設計成具有實質上相同組合折射率之另一週期性結構或目標之一或多個層的組合折射率；鄰近週期性結構或目標之間的材料差異(例如，一或多個層之材料類型、材料均一性等的差異，使得用於一個週期性結構或目標與用於經設計成具有實質上相同材料之另一週期性結構或目標的材料差異；鄰近週期性結構或目標之結構的光柵週期差異(例如，一個週期性結構或目標與經設計成具有實質上相同光柵週期之另一週期性結構或目標的光柵週期差異)；鄰近週期性結構或目標之結構的深度差異(例如，歸因於蝕刻的一個週期性結構或目標與經設計成具有實質上相同深度之另一週期性結構或目標之結構的深度差異；鄰近週期性結構或目標之特徵的寬度(CD)差異(例如，一個週期性結構或目標與經設計成具有實質上相同特徵寬度之另一週期性結構或目標之特徵寬度差異)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 µm內、彼此相隔150 µm內、彼此相隔100 µm內、彼此相隔75 µm內、彼此相隔50 µm內、彼此相隔40 µm內、彼此相隔30 µm內、彼此相隔20 µm內或彼此相隔10 µm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)之效應可大體公式化為：(6)(7) 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ΔOV可與成比例。

因此，為了特性化堆疊差異，可定義一或多個堆疊差異參數。如上文所提及，堆疊差異參數係鄰近週期性結構或目標之未經設計的不同實體組態的量度。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來判定堆疊差異參數。

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該等下部鄰近光柵來判定堆疊差異參數。在一實施例中，可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而自鄰近週期性結構或目標之重建構導出堆疊差異參數。亦即，重建構實體尺寸、特性、材料性質等且判定鄰近週期性結構或目標之間的差異以得出堆疊差異參數。

堆疊差異參數之一實施例為週期性結構強度不平衡性(GI)，其可被定義為：(8) 其中係由具有+d偏置之第一週期性結構繞射之+1繞射階強度信號與由具有+d偏置之第一週期性結構繞射之-1繞射階強度信號的平均值。相似地，係由具有-d 偏置之第二週期性結構繞射之+1繞射階強度信號與由具有-d 偏置之第二週期性結構繞射之-1繞射階強度信號的平均值。在實施例中，週期性結構強度不平衡性(GI)可為導出版本，諸如、等。

現在，面對結構不對稱性、堆疊差異及任何其他程序可變性時，將需要導出目標佈局、量測光束波長、量測光束偏光等之組合，該組合將產生所要程序參數(例如，疊對)之準確量測及/或產生對程序可變性而言穩固的所要程序參數的量測值。因此，將需要例如獲得目標量測參數組合之理想地最佳選擇，以便獲得較準確程序參數量測及/或產生對程序可變性而言穩固的所要程序參數的量測值。

目標之量測準確性及/或敏感度可相對於目標自身之一或多個性質及/或被提供至目標上之量測輻射之一或多個性質(例如，輻射之波長、輻射之偏光及/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 nm至900 nm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光，且可使用例如複數個不同孔徑來提供各種照明形狀。

因此，為了實現此選擇及量測，可使用基板量測配方，該基板量測配方使用量測系統來指定量測之一或多個參數。在一實施例中，術語「基板量測配方」包括量測自身之一或多個參數、所量測之圖案之一或多個參數，或此兩者。

在此內容背景中，所量測之圖案(亦被稱作「目標」或「目標結構」)可為以光學方式量測之圖案，例如，量測圖案之繞射。所量測之圖案可為出於量測目的而專門設計或選擇的圖案。可將目標之多個複本置放於基板上之許多地點上。舉例而言，基板量測配方可用於量測疊對。在一實施例中，基板量測配方可用於量測另一程序參數(例如劑量、焦點、CD等)。在一實施例中，基板量測配方可用於量測相對於現有圖案成像於基板上之圖案之層的對準；例如，基板量測配方可用於藉由量測基板之相對位置而將圖案化裝置對準至基板。

在一實施例中，若基板量測配方包含量測自身之一或多個參數，則量測自身之一或多個參數可包括關於用以進行量測之量測光束及/或量測設備的一或多個參數。舉例而言，若在基板量測配方中所使用的量測係基於繞射之光學量測，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，入射角度、方位角度等)；及/或相對於繞射量測輻射在基板上之圖案的相對定向；及/或目標之量測點或例項之數目；及/或經量測目標之例項在基板上的位置。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設備之一或多個參數，其可包括偵測器敏感度、數值孔徑等。

在一實施例中，若基板量測配方包含所量測之圖案的一或多個參數，則所量測之圖案的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的形狀，及/或圖案之至少部分的定向，及/或圖案之至少部分的間距(例如，週期性結構之間距，包括在下部週期性結構之層上方的層中之上部週期性結構的間距及/或下部週期性結構的間距)，及/或圖案之至少部分的大小(例如，CD) (例如，週期性結構之特徵的CD，包括上部週期性結構及/或下部週期性結構之特徵的CD)，及/或圖案之特徵的分段(例如，將週期性結構之特徵劃分成諸多子結構)，及/或週期性結構或週期性結構之特徵的長度)；及/或圖案之至少部分的材料性質(例如，折射率、消光係數、材料類型等)；及/或圖案識別(例如，區分一圖案與另一圖案)等。

可以一種形式表達基板量測配方，比如：，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，n 及m 可為1。此外，基板量測配方並不需要具有量測之一或多個參數及一或多個所量測之圖案的一或多個參數兩者；基板量測配方可僅具有量測之一或多個參數或僅具有一或多個所量測之圖案的一或多個參數。

目標可經受使用兩個基板量測配方A及B進行的量測，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該目標，且B在目標不包含潛影結構時量測該目標)，及/或在基板量測配方之量測參數方面不同。基板量測配方A及B可至少在所量測之目標方面不同(例如，A量測第一目標且B量測第二不同目標)。基板量測配方A及B可在其量測參數及目標量測方面不同。基板量測配方A及B甚至可不基於同一量測技術。舉例而言，配方A可基於基於繞射之量測，且配方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，為了判定將產生所要程序參數(例如，疊對)之準確量測及/或產生對程序可變性而言穩固的所要程序參數之量測值的一或多個基板量測配方，可對照一或多個效能指示符而評估複數個基板量測配方以識別此等一或多個準確及/或穩固基板量測配方。

示意性地描繪用於判定一或多個基板量測配方之方法的一實施例，該一或多個基板量測配方可產生所要程序參數(例如，疊對)之準確量測及/或產生對程序可變性而言穩固的所要程序參數的量測值。在此實例方法中，對照量測光束波長(即，可自將用於量測目標之檢測設備獲得之波長)的複數個不同值及偏光(即，可自將用於量測目標之檢測設備獲得之偏光)的複數個不同值來各自評估複數個不同度量衡目標；目標、波長及偏光之每一特定組合對應於特定的基板量測配方。然而，該方法不限於此。舉例而言，可使用該方法來評估除波長及偏光以外的其他或額外參數。作為另一實例，可使用該方法僅評估單一目標(例如，對照複數個不同波長及偏光，對照單一偏光之複數個不同波長，對照複數個不同偏光之單一波長等)。作為另一實例，可使用該方法對照單一偏光之複數個不同波長來評估複數個目標。作為另一實例，可使用該方法對照單一波長之複數個不同偏光來評估複數個目標。

此外，雖然按順序展示各種步驟，但不必按彼順序執行各種步驟。此外，無需執行所有步驟。舉例而言，可執行步驟中之一或多者。因此，可執行選自步驟之任何組合。

在1400處，執行對照複數個不同波長及針對複數個不同偏光(在此情況下為兩個偏光)來進行對單一目標之資料的第一分析。可以實驗方式獲得資料或自使用目標之生產量測獲得資料。舉例而言，可使用圖案化程序跨越基板印刷在考慮之中的目標之複數個例項，將針對該圖案化程序使用該目標，且接著在複數個不同設定(例如，不同波長、不同偏光等)下運用適用檢測設備來量測每一例項。

可模擬由使用基板量測配方來量測目標引起的程序參數(例如，疊對、對準、聚焦)量測。在該模擬中，使用基板量測配方之參數及/或(例如，藉由基板量測配方之該等參數提供，或根據基板量測配方之該等參數判定)來判定量測之一或多個參數。舉例而言，可藉由使用例如馬克士威求解程序及嚴密耦合波分析(RCWA)或藉由其他數學模型化而根據基板量測配方之彼等參數來判定輻射與對應於基板量測配方之目標之間的相互作用。因此，可根據該相互作用來判定使用目標及相關聯之基板量測配方進行預期的量測。因此，在特定情形中，舉例而言，為了判定產生強信號之目標，可使用量測程序之模擬器來獲得資料；模擬器可以數學方式導出將如何根據檢測設備之量測技術(例如，基於繞射之疊對量測)使用檢測設備藉由例如計算將在例如圖7之設備的偵測器中量測的強度來量測具有特定特性之特定目標(例如，在間距、特徵寬度、材料類型等方面指定的目標)。為了獲得穩固性資料，模擬器可在某範圍內(例如，至多10%改變、至多5%改變、至多2%改變、至多1%改變或至多0.5%改變)引入擾動以模仿程序變化(其可跨越基板擴展)。

因此，實驗方法或模擬可使用例如上文所描述之公式來產生諸如OV、K 等之特定參數或指示符的值。

一種此類指示符係堆疊敏感度(SS) (亦認為是信號對比度)。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，堆疊敏感度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，堆疊敏感度可格式化為SS = K L / I_M ，其中L係使用者定義之常數(例如，在一實施例中，值L為20 nm及/或偏置d 之值)且I_M 係由目標繞射的量測光束之平均強度。在一實施例中，應最大化基板量測配方之堆疊敏感度。然而，已發現，使用具有最大堆疊敏感度之基板量測配方可能並非最佳的。舉例而言，堆疊敏感度最大之量測光束波長可對應於較低疊對敏感度及較差程序穩固性。

圖15及圖16中呈現基板量測配方資料之實例。該資料可表示量測資料隨一或多個基板量測配方參數、詳言之量測本身之一或多個參數而變的相依性。圖15係針對單一波長在各種偏光角下之量測的目標之繞射效率的曲線圖。繞射效率與由目標繞射之量測光束之平均強度成正比。

在圖15中，X軸表示在度量衡目標之量測中照明度量衡目標之輻射的偏光角θ (以度為單位)。偏光角θ係照明光之電場向量相對於P偏光的角度。Y軸表示偵測自度量衡目標反射之輻射之偵測器的偏光器之偏光角φ (以度為單位)。偏光角φ定義為照明光之電場向量相對於s偏光方向的角度。右邊之標度表示繞射效率標度。如圖15中所示，繞射效率視偏光角改變。在圖15及圖16中，假定p偏光與s偏光之間的角度係30°。

在一實施例中，本發明之一方法包含對照一個多個量測品質參數來評估與對使用一圖案化程序處理之一基板之一度量衡目標的量測相關聯的複數個偏光特性。圖15係此評估之結果之一實例。在圖15之實例中，所評估之該等偏光特性係照明輻射及偵測器之偏光器的偏光角。然而，可評估其他偏光特性。舉例而言，在一實施例中，該等偏光特性包含延遲(亦即正交偏光分量之間的相位差)及/或所使用之輻射的波長。該等正交偏光分量係p偏光及s偏光。

在圖15之實例中，量測品質參數係繞射效率。然而，可對照其他量測品質參數來評估該等偏光特性。舉例而言，其他可能的量測品質參數包括堆疊敏感度(例如參見圖16)及疊對敏感度(例如參見圖18)。

圖16為針對單一波長在各種偏光下之量測的目標之堆疊敏感度的曲線圖。在圖16中，X軸及Y軸與圖15中相同。在圖15之實例中，量測品質參數係堆疊敏感度。右邊之標度為堆疊敏感度標度。如圖16中所示，堆疊敏感度視照明輻射及偵測器之偏光器的偏光角改變。

根據圖15及圖16中所示之資料，可選擇用於度量衡量測之合意的偏光角。在一實施例中，該方法包含基於該等量測品質參數中之一或多者而自該複數個偏光特性選擇一或多個偏光特性。

舉例而言，根據圖16中所示之資料，針對純粹p偏光可達成之最大堆疊敏感度係0.08之堆疊敏感度。然而，藉由改變照明輻射及偵測器之偏光器的偏光角，堆疊敏感度可大於0.08。藉由控制偏光角，可達成的堆疊敏感度可明顯增大。如圖16中所示，可達成之最大堆疊敏感度係0.2，此係針對純粹p偏光可達成之最大堆疊敏感度的2.5倍之改良。

在一實施例中，選擇步驟包含自所評估之複數個偏光特性當中選擇一或多個偏光特性，該一或多個偏光特性導致量測品質參數中之一或多者與最大值或最小值相差在某有限範圍內。舉例而言，根據圖15及圖16中所示之資料，可選取產生最大繞射效率及/或最大堆疊敏感度值之偏光角。

可能不必或不希望選擇達成絕對最大繞射效率及/或堆疊敏感度值之偏光角。舉例而言，自圖15及圖16可看出，最大堆疊敏感度值可對應於產生特別低之繞射效率值的偏光角。可視希望何種量測品質而做出關於應最大化(或應接近最大化)量測品質參數之決策。可能有必要執行不同希望品質之間的折衷。

在度量衡量測中，存在可為重要的不同品質。一個此類品質係可偵測性。可偵測性與度量衡量測之單一對雜訊比密切相關。度量衡量測之可偵測性取決於度量衡目標之繞射效率及堆疊敏感度。繞射效率與自度量衡目標反射之輻射的量有關。堆疊敏感度與每nm之疊對誤差的由度量衡目標反射之輻射的量之相對變化有關。因此，較大繞射效率導致具有較大可偵測性之度量衡量測。類似地，較大堆疊敏感度導致具有較大可偵測性之度量衡量測。

度量衡量測之另一希望品質係度量衡量測之準確度。另外，穩固性亦合乎需要。詳言之，希望度量衡量測對度量衡目標之底部光柵中之非所要結構不對稱性相對不敏感。對度量衡之底部光柵中之結構特徵不對稱性不敏感的度量衡量測被視為穩固的。準確度及穩固性取決於疊對敏感度。較大疊對敏感度導致具有較大準確度及穩固性之度量衡量測。

根據本發明，可藉由最佳化量測之偏光特性來最佳化諸如可偵測性及準確度的品質。

在一實施例中，該選擇步驟包含選擇導致該等量測品質參數中之一或多者達到一臨限值的一或多個偏光特性。在一實施例中，若候選偏光特性導致量測品質參數中之一或多者未達到臨限值，則排除該等候選偏光特性。舉例而言，可決定捨棄導致低於0.1之繞射效率的偏光角。此操作留下可供度量衡量測選取的可能偏光角之一子集。

在一實施例中，接著可藉由考慮一不同的量測品質參數來進一步窄化候選偏光角之子集。舉例而言，可選擇來自達成0.1之繞射效率的偏光角之子集內的達成最大(或接近最大)堆疊敏感度之偏光角。選擇步驟可以相反次序執行。舉例而言，首先，可藉由選擇導致最大堆疊敏感度的在例如0.04內之堆疊敏感度的偏光角之一子集來縮減該等候選偏光角。接著可藉由僅選擇達成至少0.05之繞射效率的偏光角來進一步窄化候選偏光角之此子集。此等僅為基於評估資料可選擇偏光特性以便改良度量衡量測之可偵測性及準確度/穩固性的方式之實例。

預期本發明之一實施例達成對度量衡量測之可偵測性的改良。詳言之，可藉由選擇導致較高繞射效率及/或堆疊敏感度值及/或疊對敏感度值之偏光特性來達成此改良。

預期本發明之一實施例達成度量衡量測之準確度及/或穩固性的增加。詳言之，可藉由選擇導致較高疊對敏感度之偏光特性來達成此增加。

如自圖15及圖16可見，堆疊敏感度值及繞射效率值之可能範圍很大。在一些情況下，甚至可使得堆疊敏感度為正或負，此取決於精確偏光角。類似地，可使得疊對敏感度為正或負，此取決於精確偏光角。堆疊敏感度、繞射效率以及疊對敏感度可視正交偏光分量之間的相位差而大大改變。

預期本發明之一實施例減小諸如度量衡目標之底部光柵中之特徵不對稱性的標記變形之影響。詳言之可藉由選擇導致較大疊對敏感度值之偏光特性來實現此減小。預期本發明之一實施例使相對於標記變形穩固之度量衡量測加速。詳言之，標記變形之影響先前已藉由使用兩個不同波長之輻射減小。在一實施例中，使用兩種不同偏光特性來替代兩個不同波長。偏光切換可比波長切換快，由此使得量測程序加速。此外，偏光切換並不經受光學件在兩種設定之間的色彩差異。

在一實施例中，可在單一量測中組合兩種不同的偏光設定。舉例而言，可藉由使用偏光角之兩個不同集合(及/或相位差之兩個不同集合)來量測疊對誤差。詳言之，藉由組合提供正疊對敏感度之偏光特性與導致負疊對敏感度之偏光特性，可針對具有底部光柵中之非所要結構不對稱性的度量衡目標更準確地量測疊對誤差。

在一實施例中，評估步驟藉由模擬來執行。舉例而言，藉由模擬來獲得圖15及圖16中所示之資料。

圖17係通過根據本發明之一實施例的度量衡設備之部分之輻射路徑的圖。在圖17中，自左至右之方向表示用於度量衡量測中之輻射的下行方向。在一實施例中，度量衡設備包含照明偏光器171。照明偏光器171經組態以控制照明基板W之輻射的偏光角θ。在一實施例中，照明偏光器171係可旋轉偏光器。

在一實施例中，度量衡設備包含照明延遲器172。該照明延遲器定位於照明偏光器171與基板W之間。照明延遲器172經組態以控制照明輻射的s偏光分量與p偏光分量之間的相位差(或橢圓率)。在一實施例中，照明延遲器172係可旋轉延遲器。

在輻射已照明基板W之後，藉由偵測器來偵測反射的輻射。如圖17中所描繪，在一實施例中，偵測器包含偵測延遲器173。偵測延遲器173經組態以賦予自基板W反射之輻射的正交偏光分量之間的相位差。在一實施例中，偵測器包含偵測偏光器174。偵測偏光器174經組態以控制在偵測器處偵測到的輻射之偏光。除固定元件之機械旋轉之外，電光元件(或例如可切換液晶單元)亦可用於獲得偏光器及/或延遲器之所要偏光行為。

並不必需提供延遲器。在一實施例中，在不包含延遲器之情況下，度量衡設備包含照明偏光器171及/或偵測偏光器174。此外，偏光器並非必需的。在一實施例中，僅在照明分支中提供偏光器及延遲器。在一實施例中，提供像素化光調變器以操縱光瞳平面中的輻射之偏光。此允許實質上根據光瞳點來執行上述之最佳化，而非針對所有光瞳點使用一個通用設定。

該等延遲器經組態以調整度量衡設備之照明分支及偵測分支中的相位差。藉由調諧s分量與p分量之間的相位差。可控制諸如疊對敏感度之參數。圖18係展示疊對敏感度如何視照明輻射之相位差∆E (Y軸)及波長(X軸)改變的圖表。在圖18中，相位差∆E係照明輻射之s分量與p分量之間的相位差(以弧度為單位)。右邊之標度表示疊對敏感度標度。

如圖18中所示，疊對敏感度取決於相位差∆E。在圖19中，展示了疊對敏感度如何實體地增大。疊對敏感度取決於自底部及頂部光柵反射的振幅之強度。假定偵測器偏光經設定以便僅偵測s分量，則偵測器處之S分量將自照明光s至s未轉換部分及照明光p至s轉換部分產生，該等部分將在偵測器處相干地相加。藉由調諧照明部分處之延遲，可加強相干疊加。因此，疊對敏感度可增大。未偏光照明輻射具有快速隨機相位差。快速隨機相位差之效應彼此抵消，且實際上兩種偏光非相干地相加。然而，偏光照明輻射具有可受控制之相位差∆E。舉例而言，可調諧相位差∆E以使疊對敏感度達到最大。相位差∆E與橢圓率有關。

在一實施例中，組合該方法與目標設計最佳化。詳言之，在一實施例中，該方法包含選擇度量衡目標的間距且視情況其他特徵，以便最大化量測品質參數中之一或多者。在一實施例中，選擇目標光柵線之子分段的形狀以修改及最佳化光柵中之每一者的偏光性質。

本發明之一實施例可呈如下形式：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的電腦程式，或儲存有此電腦程式之資料儲存媒體(例如半導體記憶體、磁碟或光碟)。此外，可在兩個或多於兩個電腦程式中體現機器可讀指令。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。

可在控制系統中實施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設備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。該等控制系統可包括用於儲存此類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，該(該等)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。

在以下編號條項中進一步描述根據本發明之另外實施例： 1. 一種方法，其包含：根據一或多個量測品質參數評估與使用圖案化製程處理之基板的度量衡目標之量測相關聯的複數個偏光特性；及基於該等量測品質參數中之一或多者而自該複數個偏光特性選擇一或多個偏光特性。 2. 如條項1之方法，其中該等偏光特性包含偏光角及/或正交偏光分量之間的相位差。 3. 如條項2之方法，其中該等偏光角包含在該度量衡目標之該量測中照明該度量衡目標之輻射的偏光角。 4. 如條項2或3之方法，其中該等偏光角包含一偵測器之一偏光器的偏光角，該偵測器在該度量衡目標之該量測中偵測自該度量衡目標反射之輻射。 5. 如條項2至4中任一項之方法，其中該等偏光特性包含在該度量衡目標之該量測中照明該度量衡目標之輻射的正交偏光之間的相位差。 6. 如條項2至5中任一項之方法，其中該等偏光特性包含在該度量衡目標之該量測中藉由偵測自該度量衡目標反射之輻射的一偵測器之一延遲器給予的相位差。 7. 如任何前述條項之方法，其中該等量測品質參數包含堆疊敏感度、疊對敏感度及繞射效率中之一或多者。 8. 如任何前述條項之方法，其中該選擇步驟包含自該複數個偏光特性選擇導致該等量測品質參數中之一或多者在一特定有限範圍內的一或多個偏光特性，該特定有限範圍來自於來自該評估的複數個偏光特性當中的一最大或最小值。 9. 如任何前述條項之方法，其中該選擇步驟包含自該複數個偏光特性選擇導致該等量測品質參數中之一或多者達到一臨限值的一或多個偏光特性。 10. 如條項9之方法，其中該選擇步驟包含自該複數個偏光特性選擇導致該等量測品質參數中之另外一或多者在一特定有限範圍內的一或多個偏光特性，該特定有限範圍來自於來自導致該等量測品質參數中之該一或多者達到一臨限值的該評估的複數個偏光特性當中的一最大或最小值。 11. 如任何前述條項之方法，其中該評估步驟藉由模擬來執行。 12. 一種量測方法，其包含根據在任何前述條項之方法中所選擇的一或多個偏光角來量測一基板上之一度量衡目標。 13. 一種用於量測一微影程序之一參數的度量衡設備，該度量衡設備可操作以執行任何前述條項之方法。 14. 一種非暫時性電腦程式產品，其包含用於使一處理器執行條項1至12中任一項之方法的機器可讀指令。 15. 一種系統，其包含：一檢測設備，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；及條項14之非暫時性電腦程式產品。 16. 如條項15之系統，其進一步包含一微影設備，該微影設備包含：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裝置；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。 17. 一種最佳化一度量衡量測之方法，其包含：條項1至12中任一項之方法；及選擇度量衡目標之一間距及其他特徵以便最大化量測品質參數中之一或多者。

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，圖案化裝置中之構形(topography)界定產生於基板上之圖案。可將圖案化裝置之構形壓入至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，將圖案化裝置移出抗蝕劑，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、355、248、193、157或126 nm之波長)及極紫外線(EUV)輻射(例如，具有在5至20 nm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、電磁以及靜電光學組件。

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，其他人可藉由應用此項技術之技能範圍內之知識針對各種應用而容易地修改及/或調適此等特定實施例，而無需進行不當實驗。因此，基於本文中所呈現之教示及導引，此等調適及修改意欲在所揭示之實施例之等效者的涵義及範圍內。應理解，本文中之措辭或術語係出於例如描述而非限制之目的，以使得本說明書之術語或措辭待由熟習此項技術者按照該等教示及該指導進行解譯。

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來界定。

2‧‧‧寬頻(白光)輻射投影儀/輻射源/照明配置

4‧‧‧光譜儀偵測器

10‧‧‧光譜

11‧‧‧源

12‧‧‧透鏡

13‧‧‧孔徑板

13N‧‧‧孔徑板

13S‧‧‧孔徑板

13NW‧‧‧孔徑板

13SE‧‧‧孔徑板

14‧‧‧透鏡

15‧‧‧光學元件

16‧‧‧物鏡

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

30‧‧‧典型目標

30'‧‧‧目標圖案

31‧‧‧量測光點

32‧‧‧週期性結構

33‧‧‧週期性結構

34‧‧‧週期性結構

35‧‧‧週期性結構

41‧‧‧區域

42‧‧‧矩形區域

43‧‧‧矩形區域

44‧‧‧矩形區域

45‧‧‧矩形區域

108‧‧‧量測輻射分佈

110‧‧‧焦平面

120‧‧‧透鏡系統/照明配置

130‧‧‧干涉濾光器/照明配置

140‧‧‧參考鏡面

150‧‧‧物鏡/透鏡系統

160‧‧‧部分反射表面

170‧‧‧偏光器/照明配置

171‧‧‧照明偏光器

172‧‧‧照明延遲器

173‧‧‧偵測延遲器

174‧‧‧偵測偏光器

180‧‧‧偵測器

206‧‧‧參數化模型

208‧‧‧輻射分佈

210‧‧‧數值馬克士威求解程序

600‧‧‧目標

602‧‧‧特徵

604‧‧‧空間

606‧‧‧基板

608‧‧‧特徵

610‧‧‧空間

702‧‧‧曲線

704‧‧‧點

706‧‧‧點

712‧‧‧曲線

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‧‧‧距離

+d‧‧‧偏置偏移

-d‧‧‧ 偏置偏移

IF‧‧‧ 位置感測器

IL‧‧‧照明光學系統(照明器)

I/O1‧‧‧輸入/輸出埠

I/O2‧‧‧輸入/輸出埠

IN‧‧‧積光器

K₀‧‧‧強度移位項

L‧‧‧使用者定義之常數

LA‧‧‧微影裝置

LACU‧‧‧微影控制單元

LB‧‧‧裝載匣

LC‧‧‧微影製造單元

LS‧‧‧位準感測器

L1‧‧‧層

L2‧‧‧層

MA‧‧‧圖案化裝置

MT‧‧‧圖案化裝置支撐件或支撐結構

M₁‧‧‧圖案化裝置對準標記

M₂‧‧‧圖案化裝置對準標記

O‧‧‧ 光軸

OV‧‧‧疊對

OV_E‧‧‧疊對誤差

P‧‧‧間距

PM‧‧‧第一定位器

PS‧‧‧投影光學系統

PU‧‧‧處理器

PW‧‧‧第二定位器

P₁‧‧‧基板對準標記

P₂‧‧‧基板對準標記

RO‧‧‧基板處置器或機器人

S‧‧‧照明光點

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

TCU‧‧‧塗佈顯影系統控制單元

W‧‧‧ 基板

WT‧‧‧基板台

Wta‧‧‧基板台

h‧‧‧特徵之高度

t‧‧‧層之厚度

w‧‧‧ 特徵之寬度

α‧‧‧特徵之側壁角

Φ‧‧‧ 偏光器之偏光角

θ‧‧‧輻射之偏光角

∆E‧‧‧相位差

現在將參看隨附圖式而僅作為實例來描述實施例，在隨附圖式中：

圖1描繪微影設備之實施例；

圖2描繪微影製造單元或叢集之實施例；

圖3示意性地描繪實例檢測設備及度量衡技術；

圖4示意性地描繪實例檢測設備；

圖5圖示檢測設備之照明光點與度量衡目標之間的關係；

圖6示意性地描繪基於量測資料導出複數個所關注變數之程序；

圖7A描繪經組態以使用第一對照明孔徑量測目標之檢測設備(例如，在此情況下，暗場散射計)的示意圖；

圖7B示意性地描繪目標週期性結構針對給定照明方向之繞射光譜的細節；

圖7C示意性地描繪在將圖7A之檢測設備用於基於繞射之疊對量測時提供另外照明模式的第二對照明孔徑；

圖7D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8示意性地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9描繪在圖7A之檢測設備中獲得的圖8之目標之影像；

圖10係展示使用圖3之檢測設備之疊對量測方法之步驟的流程圖；

圖11A、圖11B及圖11C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11D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之疊對週期性結構的示意性橫截面；

圖12係根據本發明之一實施例的用於進行量測之疊對週期性結構的示意性橫截面；

圖13圖示未經受結構不對稱性的理想目標中之疊對量測之原理；

圖14圖示非理想目標中之疊對量測的原理，如本文中之實施例中所揭示地對結構不對稱性加以校正；

圖15係針對單一波長在各種偏光角下之量測的目標之繞射效率的曲線圖；

圖16係針對單一波長在各種偏光下之量測的目標之堆疊敏感度的曲線圖；

圖17係根據本發明之一實施例的度量衡設備之部分的示意圖；

圖18係量測目標的在照明光的兩個正交偏光與照明輻射之波長之間的各種相位差下之疊對敏感度的曲線圖；

圖19係展示根據本發明之一實施例可如何增加疊對敏感度的示意圖。

Claims

一種方法，其包含：對照一或多個量測品質參數來評估與對使用一圖案化程序處理之一基板之一度量衡目標的量測相關聯的複數個偏光特性；及基於該等量測品質參數中之一或多者而自該複數個偏光特性選擇一或多個偏光特性。
如請求項1之方法，其中該等偏光特性包含偏光角及/或正交偏光分量之間的相位差。
如請求項2之方法，其中該等偏光角包含在該度量衡目標之該量測中照明該度量衡目標之輻射的偏光角。
如請求項2或3之方法，其中該等偏光角包含一偵測器之一偏光器的偏光角，該偵測器在該度量衡目標之該量測中偵測自該度量衡目標反射之輻射。
如請求項2或3之方法，其中該等偏光特性包含在該度量衡目標之該量測中照明該度量衡目標之輻射的正交偏光之間的相位差。
如請求項2或3之方法，其中該等偏光特性包含在該度量衡目標之該量測中藉由偵測自該度量衡目標反射之輻射的一偵測器之一延遲器給予的相位差。
如請求項1至3中任一項之方法，其中該等量測品質參數包含堆疊敏感度、疊對敏感度及繞射效率中之一或多者。
如請求項1至3中任一項之方法，其中該選擇步驟包含自該複數個偏光特性選擇導致該等量測品質參數中之一或多者在一特定有限範圍內的一或多個偏光特性，該特定有限範圍來自於來自該評估的複數個偏光特性當中的一最大或最小值。
如請求項1至3中任一項之方法，其中該選擇步驟包含自該複數個偏光特性選擇導致該等量測品質參數中之一或多者達到一臨限值的一或多個偏光特性。
如請求項9之方法，其中該選擇步驟包含自該複數個偏光特性選擇導致該等量測品質參數中之另外一或多者在一特定有限範圍內的一或多個偏光特性，該特定有限範圍來自於來自導致該等量測品質參數中之該一或多者達到一臨限值的該評估的複數個偏光特性當中的一最大或最小值。
如請求項1至3中任一項之方法，其中該評估步驟藉由模擬來執行。
一種量測方法，其包含根據在請求項1至11中任一項之方法中所選擇的一或多個偏光角來量測一基板上之一度量衡目標。
一種用於量測一微影程序之一參數的度量衡設備，該度量衡設備可操作以執行請求項1至12中任一項之方法。
一種非暫時性電腦程式產品，其包含用於使一處理器執行請求項1至12中任一項之方法的機器可讀指令。
一種系統，其包含：一檢測設備，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；及請求項14之非暫時性電腦程式產品。