TW201921094A - 控制圖案化程序之方法、器件製造方法 - Google Patents

控制圖案化程序之方法、器件製造方法 Download PDF

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Abstract

本發明揭示控制一圖案化程序之方法。在一個配置中，獲得由通過一基板上之一結構之一目標層的一蝕刻路徑中的傾角之一量測產生的傾角資料。該傾角表示該蝕刻路徑之一方向與該目標層之平面之一垂線的一偏差。該傾角資料用以控制一圖案化程序，該圖案化程序用以在一另外層中形成一圖案。

Description

控制圖案化程序之方法、器件製造方法
本發明描述係關於一種控制圖案化程序之方法及一種器件製造方法。
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)或經設計為功能性的其他器件之製造中。在彼情況下，圖案化器件(其被替代地稱作光罩或倍縮光罩)可用以產生待形成於經設計為功能性的器件之個別層上的電路圖案。可將此圖案轉印至基板(例如，矽晶圓)上之目標部分(例如，包括晶粒之一部分、一個晶粒或若干晶粒)上。通常經由成像至提供於基板上之輻射敏通常感材料(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。已知微影裝置包括：所謂的步進器，其中藉由一次性將整個圖案曝光至目標部分上來輻照每一目標部分；及所謂的掃描器，其中藉由在給定方向(「掃描」方向)上經由輻射光束而掃描圖案同時平行或反平行於此方向而同步地掃描基板來輻照每一目標部分。亦有可能藉由將圖案壓印至基板上而將圖案自圖案化器件轉印至基板。
製造諸如半導體器件之器件通常涉及使用數個製造程序來處理基板(例如，半導體晶圓)以形成該等器件之各種特徵且常常形成多個層。通常使用例如沈積、微影、蝕刻、化學機械拋光及離子植入來製造及處理此等層及/或特徵。可在基板上之複數個晶粒上製造多個器件，且接著將該等器件分離成個別器件。可將此器件製造程序視為圖案化程序。圖案化程序涉及圖案轉印步驟，諸如使用微影裝置之光學及/或奈米壓印微影，以在基板上提供圖案且通常但視情況涉及一或多個相關圖案處理步驟，諸如藉由顯影裝置之抗蝕劑顯影、使用烘烤工具烘烤基板、藉由蝕刻裝置蝕刻圖案等等。此外，在圖案化程序中涉及一或多個度量衡程序。
在圖案化程序期間在各種步驟下使用度量衡程序以監視及/或控制該程序。舉例而言，度量衡程序用以量測基板之一或多個特性，諸如在圖案化程序期間形成於基板上之特徵的相對部位(例如，對齊、疊對、對準等等)或尺寸(例如，線寬、臨界尺寸(CD)、厚度等等)，使得例如可自該一或多個特性判定圖案化程序之效能。若一或多個特性係不可接受的(例如，超出該(等)特性之預定範圍)，則可例如基於一或多個特性之量測而設計或變更圖案化程序之一或多個變數，使得藉由圖案化程序製造之基板具有可接受的特性。
幾十年來，隨著微影及其他圖案化程序技術之改進，功能元件之尺寸已不斷地減小，而每器件功能元件(諸如電晶體)之量已穩定地增加。對疊對、臨界尺寸(CD)等等方面之準確性的要求已變得愈來愈嚴格。將在圖案化程序中不可避免地產生誤差，諸如疊對中之誤差、CD中之誤差等等。舉例而言，成像誤差可由光學像差、圖案化器件加熱、圖案化器件誤差及/或基板加熱產生，且可以用例如疊對、CD等等來表徵。另外，諸如在蝕刻步驟期間，可能會在圖案化程序之其他部分引入誤差。
希望減少用於製造半導體器件之圖案化程序中的誤差。
根據一態樣，提供一種控制一圖案化程序之方法，該方法包含：獲得由通過一基板上之一結構之一目標層的一蝕刻路徑中的傾角之一量測產生的傾角資料，該傾角表示該蝕刻路徑之一方向與該目標層之平面之一垂線的一偏差；及使用該傾角資料來控制一圖案化程序，該圖案化程序用以在一另外層中形成一圖案。
根據一態樣，提供一種器件製造方法，其包含：形成一結構，其包含一基板上之一目標層；獲得由通過該目標層的一蝕刻路徑中的傾角之一量測產生的傾角資料，該傾角表示該蝕刻路徑之一方向與該目標層之平面之一垂線的一偏差；及使用該傾角資料來控制一圖案化程序，該圖案化程序用以在一另外層中形成一圖案。
在詳細地描述本發明之實施例之前，有指導性的是呈現可供實施本發明之實施例的實例環境。
圖1示意性地描繪微影裝置LA。該裝置包含： - 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EUV輻射)； - 支撐結構(例如，光罩台) MT，其經建構以支撐圖案化器件(例如，光罩或倍縮光罩) 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，其經組態以將藉由圖案化器件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，包含一或多個晶粒)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。
支撐結構支撐圖案化器件，亦即，承載圖案化器件之重量。支撐結構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)的方式來固持圖案化器件。支撐結構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」之任何使用與更一般術語「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輔助特徵，則該圖案可能不精確地對應於基板之目標部分中的所要圖案。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一器件(或數個器件) (諸如積體電路)中之特定功能層。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。
本文中所使用之術語「投影系統」應被廣泛地解譯為涵蓋適於所使用之曝光輻射或適於諸如浸潤液體之使用或真空之使用之其他因素的任何類型之投影系統，包括折射、反射、反射折射、磁性、電磁及靜電光學系統，或其任何組合。可認為本文中對術語「投影透鏡」之任何使用與更一般之術語「投影系統」同義。
如此處所描繪，該裝置屬於透射類型(例如，使用透射光罩)。替代地，裝置可屬於反射類型(例如，使用上文所提及之類型的可程式化鏡面陣列，或使用反射光罩)。
微影裝置可屬於具有兩個(雙載物台)或多於兩個基板台(及/或兩個或多於兩個光罩台)之類型。在此等「多載物台」機器中，可並行地使用額外台，或可在一或多個台上進行預備步驟，同時將一或多個其他台用於曝光。
微影裝置亦可屬於如下類型：其中基板之至少一部分可被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大投影系統之數值孔徑。如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。
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，源及微影裝置可為分離的實體。在此等狀況下，不認為源形成微影裝置之一部分，且輻射光束係憑藉包含例如合適導向鏡面及/或光束擴展器之光束遞送系統BD而自源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連同光束傳遞系統BD (在需要時)可被稱作輻射系統。
照明器IL可包含用於調整輻射光束之角強度分佈的調整器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(σ-outer)及σ內部(σ-inner))。另外，照明器IL可包含各種其他組件，諸如積光器IN及聚光器CO。照明器可被用以調節輻射光束，以在其橫截面中具有所要均一性及強度分佈。
輻射光束B入射於圖案化器件(例如，光罩MA)上且藉由圖案化器件而圖案化，該圖案化器件被固持於支撐結構(例如，光罩台MT)上。在已橫穿光罩MA的情況下，輻射光束B傳遞通過投影系統PS，該投影系統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，干涉量測器件、線性編碼器或電容式感測器)，準確地移動基板台WTa/WTb，例如以便在輻射光束B之路徑中定位不同的目標部分C。相似地，例如，在自光罩庫之機械擷取之後或在掃描期間，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)用以相對於輻射光束B之路徑準確地定位光罩MA。一般而言，可憑藉形成第一定位器PM之部件的長衝程模組(粗略定位)及短衝程模組(精細定位)來實現光罩台MT之移動。相似地，可使用形成第二定位器PW之部件的長衝程模組及短衝程模組來實現基板台WTa/WTb之移動。在步進器(相對於掃描器)的狀況下，光罩台MT可僅連接至短衝程致動器，或可固定。可使用光罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準光罩MA及基板W。儘管如所說明之基板對準標記佔據專用目標部分，但該等標記可位於目標部分(場)之間的空間中，及/或目標部分內之器件區域(晶粒)之間的空間中。此等標記被稱為切割道對準標記，此係因為個別產品晶粒最終將藉由沿著此等線切割而彼此切割。相似地，在多於一個晶粒提供於光罩MA上之情形中，光罩對準標記可位於該等晶粒之間。
所描繪裝置可在以下模式中之至少一者中使用： 1. 在步進模式中，在一次性將被賦予至輻射光束之整個圖案投影至目標部分C上時，使光罩台MT及基板台WT保持基本上靜止(亦即，單次靜態曝光)。接著，使基板台WT在X及/或Y方向上移位，使得可曝光不同的目標部分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的目標部分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，同步地掃描光罩台MT及基板台WT (亦即，單次動態曝光)。可藉由投影系統PS之放大率(縮小率)及影像反轉特性來判定基板台WT相對於光罩台MT之速度及方向。在掃描模式中，曝光場之最大大小限制目標部分在單次動態曝光中之寬度(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，使固持可程式化圖案化器件之光罩台MT保持基本上靜止，且移動或掃描基板台WT。在此模式中，通常在基板台WT之每次移動之後或在掃描期間順次輻射脈衝中間，視需要使用脈衝式輻射源並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的可程式化鏡面陣列)之無光罩微影。
亦可使用對上文所描述之使用模式的組合及/或變化或完全不同的使用模式。
所謂的雙載物台類型之微影裝置具有兩個基板台及兩個站——曝光站及量測站——可在該兩個站之間交換基板台。當在曝光站處曝光一個基板台上之一個基板時，可在量測站處將另一基板裝載至另一基板台上，使得可進行各種預備步驟。該等預備步驟可包括使用高度感測器來映射基板之表面高度，及使用對準感測器來量測基板上之對準標記的位置。量測係耗時的且提供兩個基板台會實現裝置之產出率之相當大增加。若位置感測器IF在基板台處於量測站以及處於曝光站時不能夠量測基板台之位置，則可提供第二位置感測器以使得能夠在兩個站處追蹤基板台之位置。
裝置進一步包括控制所描述之各種致動器及感測器之所有移動及量測的微影裝置控制單元LACU 206。LACU亦包括用以實施與裝置之操作相關的所要計算之信號處理及資料處理能力。實務上，控制單元LACU將被實現為許多子單元之系統，該等子單元各自處置裝置內之子系統或組件的即時資料獲取、處理及控制。舉例而言，一個處理子系統可專用於基板定位器PW之伺服控制。單獨單元可處置粗略及精細致動器，或不同軸線。另一單元可能專用於位置感測器IF之讀出。裝置之總控制可受到中央處理單元控制，中央處理單元與此等子系統處理單元通信、與操作員通信，且與微影製造程序中涉及之其他裝置通信。
圖2在200處展示在用於半導體產品之工業生產設施之內容背景中的微影裝置LA。在微影裝置(或簡稱為「微影工具」200)內，在202處展示量測站MEA且在204處展示曝光站EXP。在206處展示控制單元LACU。在生產設施內，裝置200形成「微影製造單元」或「微影叢集」之部分，該「微影製造單元」或「微影叢集」亦含有塗佈裝置208以用於將感光抗蝕劑及其他塗層施加至基板W以供裝置200進行圖案化。在裝置200之輸出側處，提供烘烤裝置210及顯影裝置212以用於將經曝光圖案顯影成實體抗蝕劑圖案。
一旦已施加並顯影圖案，就將經圖案化基板220轉移至諸如在222、224、226處所說明之其他處理裝置。廣範圍之處理步驟係藉由典型製造設施中之各種裝置予以實施。此實施例中之裝置222為蝕刻站，且裝置224執行蝕刻後清潔及/或退火步驟。將另外物理及/或化學處理步驟應用於另外裝置226等等中。可需要眾多類型之操作以製作真實器件，諸如，材料之沈積、表面材料特性之改質(氧化、摻雜、離子植入等等)、化學機械拋光(CMP)等等。實務上，裝置226可表示在一或多個裝置中執行之一系列不同處理步驟。
如眾多周知，半導體器件之製造涉及此處理之許多重複，以在基板上逐層地建置具有適當材料及圖案之器件結構。因此，到達微影叢集之基板230可為新近製備之基板，或其可為先前已在此叢集中或完全地在另一裝置中被處理之基板。相似地，取決於所需處理，離開裝置226之基板232可經返回以用於同一微影叢集中之後續圖案化操作，基板232可經指定以用於不同叢集中之圖案化操作，或其可為待發送以供切塊及封裝之成品(基板234)。
產品結構之每一層需要程序步驟之不同集合，且用於每一層處之裝置226可在類型方面完全不同。此外，不同層根據待蝕刻之材料的細節需要不同蝕刻程序，例如，化學蝕刻、電漿蝕刻，且需要特殊要求，諸如各向異性蝕刻。
可在其他微影裝置中執行先前及/或後續程序(如剛才所提及)，且可在不同類型之微影裝置中執行先前及/或後續程序。舉例而言，器件製造程序中之在諸如解析度及疊對之參數方面要求極高之一些層相較於要求較不高之其他層可在更先進微影工具中予以執行。因此，一些層可曝光於浸潤型微影工具中，而其他層曝光於「乾式」工具中。一些層可曝光於在DUV波長下工作之工具中，而其他層係使用EUV波長輻射來曝光。
可在監督控制系統238之控制下操作整個設施，該監督控制系統238接收度量衡資料、設計資料、程序配方及其類似者。監督控制系統238將命令發佈至裝置中之每一者以對一或多個基板批量實施製造程序。
圖2中亦展示度量衡裝置240，該度量衡裝置240經提供以用於在製造程序中對在所要載物台處之產品進行參數量測。現代微影生產設施中之度量衡裝置的常見實例為散射計(例如，角度解析散射計或光譜散射計)，且其可應用於在裝置222中之蝕刻之前量測在220處之經顯影基板之屬性。在使用度量衡裝置240的情況下，可判定例如諸如疊對或臨界尺寸(CD)之重要效能參數不滿足經顯影抗蝕劑中之指定準確度要求。在蝕刻步驟之前，存在經由微影叢集來剝離經顯影抗蝕劑且重新處理基板220之機會。如亦眾所周知，可在進階程序控制(APC)系統250中使用來自裝置240之度量衡結果242以產生信號252以藉由控制單元LACU 206隨著時間推移進行小幅度調整而維持微影叢集中之圖案化操作之準確效能，藉此最小化製得不合格產品且需要重工之風險。度量衡裝置240及/或其他度量衡裝置(未展示)可應用於量測經處理基板232、234及傳入基板230之屬性。
進階程序控制(APC)系統250可例如經組態以校準個別微影裝置且允許更可互換地使用不同裝置。近來已藉由實施穩定性模組，從而導致用於給定特徵大小及晶片應用之經最佳化程序窗，從而使能夠繼續產生更小更先進晶片來達成對裝置之焦點及疊對(層間對準)均一性之改良。在一個實施例中，穩定性模組以規則時間間隔(例如每日)將系統自動重設至預定義基線。可在US2012008127A1中找到併有穩定性模組之微影及度量衡方法之更多細節。
為了實現度量衡，可在基板上提供一或多個目標。在一實施例中，目標經專門設計且可包含週期性結構。在一實施例中，目標為器件圖案之一部分，例如為器件圖案之週期性結構。在一實施例中，器件圖案為記憶體器件之週期性結構(例如，雙極電晶體(BPT)、位元線接點(BLC)等等等結構)。
在一實施例中，基板上之目標可包含一或多個1-D週期性結構(例如，光柵)，其經印刷成使得在顯影之後，週期性結構特徵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週期性結構(例如，光柵)，其經印刷成使得在顯影之後，一或多個週期性結構由抗蝕劑中之固體抗蝕劑導柱或通孔形成。桿體、導柱或通孔可替代地經蝕刻至基板中(例如，經蝕刻至基板上之一或多個層中)。
在一實施例中，圖案化程序之所關注參數中之一者為疊對。可使用暗場散射量測來量測疊對，其中阻擋零繞射階(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之方式併入。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此以引用之方式併入。使用繞射階之暗場偵測的基於繞射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W上之器件產品結構圍繞。在一實施例中，可在一個輻射捕捉中量測多個目標。
圖3A中示意性地展示適合用於實施例中以量測例如疊對之度量衡裝置。圖3B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。度量衡裝置可為單機器件，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中。在整個裝置中具有若干分支之光軸係由點線O表示。在此裝置中，藉由包含透鏡12、14及物鏡16之光學系統、經由稜鏡15將由輸出11 (例如，諸如雷射器或氙氣燈之源或連接至源之開口)發射之輻射導向至基板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之平面(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14之間插入合適形式之孔徑板13來完成。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定為「北」之方向的離軸照明。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以外之任何不必要輻射可干涉所要量測信號。
如圖3B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及其他特徵之基板之區域的許多平行射線中之一者。因為板13中之孔徑具有有限寬度(為接納有用量之輻射所必要)，所以入射射線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，每一階+1及-1將跨越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，可設計或調整週期性結構間距及照明角度，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上之目標繞射的至少0階及+1階係由物鏡16收集，且被導向回通過稜鏡15。
返回至圖3A，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單獨地獲得-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。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一不同點，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/或正規化強度量測。光瞳平面影像亦可用於諸如重建構之其他量測目的，如下文進一步所描述。
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上之目標的影像。在第二量測分支中，將孔徑光闌21提供於與物鏡16之光瞳平面共軛之平面中。孔徑光闌21用以阻擋零階繞射光束，使得形成於感測器23上之目標之影像係由-1或+1一階光束形成。將關於由感測器19及23量測之影像的資料輸出至處理器及控制器PU，處理器及控制器PU之功能將取決於正被執行之量測之特定類型。應注意，在廣泛意義上使用術語「影像」。因而，若僅存在-1階及+1階中之一者，則將不會形成週期性結構特徵(例如，光柵線)之影像。
圖3中所展示之孔徑板13及光闌21之特定形式純粹地為實例。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，代替一階光束或除了一階光束以外，在量測中亦可使用二階光束、三階光束及高階光束(圖3中未展示)。
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(取決於設置而為X或Y)上定向之目標的週期性結構。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3C及圖3D中展示不同孔徑板。圖3C說明離軸照明模式之兩種另外類型。在圖3C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3C之第二照明模式中，孔徑板13W用以提供相似照明，但提供來自被標註為「西」之相對方向的照明。圖3D說明離軸照明模式之兩種另外類型。在圖3D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」之相對方向的照明。舉例而言，上文所提及之先前公開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T。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，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)。因此，在一實施例中，週期性結構足夠緊密地定位在一起，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一不同層中之至少一個週期性結構疊對。此目標之外部尺寸在20微米×20微米內或在16微米×16微米內。此外，所有週期性結構皆用以量測特定對之層之間的疊對。為了促進目標能夠量測多於單一對之層，週期性結構32、33、34、35可具有以不同方式偏置之疊對偏移，以便促進對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對層，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對層，其中不同偏置促進區分該等層對。
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。在一個實例中，週期性結構32及34為分別具有+d、-d之偏置的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。雖然感測器19不能解析不同的個別週期性結構32至35，但感測器23可解析不同的個別週期性結構32至35。暗矩形表示感測器上之影像場，在該影像場內，基板上之經照明光點31成像至對應的圓形區域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。並非定位於切割道中或除了定位於切割道中以外，目標亦可定位於器件產品特徵當中。若週期性結構位於器件產品區域中，則在此影像場之周邊中亦可看見器件特徵。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部位處極精確地對準，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單獨影像，就可量測彼等個別影像之強度，例如，藉由對所識別區域內之所選擇的像素強度值求平均或求和。可將影像之強度及/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。
在一實施例中，圖案化程序之所關注參數中之一者為特徵寬度(例如，CD)。圖6描繪可實現特徵寬度判定之高度示意性實例度量衡裝置(例如，散射計)。該實例度量衡裝置包含將輻射投影至基板W上之寬頻帶(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4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，可藉由處理器PU，例如藉由嚴密耦合波分析及非線性回歸或藉由與圖6之右下方所展示之經模擬光譜庫的比較來重建構導致偵測到之光譜的結構或剖面。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。此度量衡裝置可經組態為正入射度量衡裝置或斜入度量衡裝置。此外，除了藉由重建構進行參數之量測以外，角度解析散射量測亦有用於產品及/或抗蝕劑圖案中之特徵之不對稱性量測。不對稱性量測之一特定應用係針對疊對之量測，其中目標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，全文併入本文中之美國專利申請公開案US2006-066855中描述以此方式之不對稱性量測之概念。
圖7說明替代性度量衡裝置之實例。全文以引用方式併入本文中之美國專利申請案第US 2006-033921號及第US 2010-201963號中更詳細地解釋此類型之度量衡裝置的操作原理。在整個裝置中具有若干分支之光軸係由點線O表示。在此裝置中，由源110 (例如，氙氣燈)發射之輻射係經由光學系統而導向至基板W上，該光學系統包含：透鏡系統120、孔徑板130、透鏡系統140、部分反射表面150及物鏡160。在一實施例中，此等透鏡系統120、140、160係以4F配置之雙重序列而配置。在一實施例中，使用透鏡系統120來準直由輻射源110發射之輻射。可視需要使用不同透鏡配置。可藉由在呈現基板平面之空間光譜之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，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120與140之間插入合適形式之孔徑板130來進行此選擇。藉由使用不同孔徑，不同強度分佈(例如，環形、偶極等等)係可能的。在徑向及周邊方向上之照明之角度分佈以及諸如輻射之波長、偏振及/或相干性之屬性可皆經調整以獲得所要結果。舉例而言，一或多個干涉濾光器130 (參見圖9)可提供於源110與部分反射表面150之間以選擇在(比如) 400奈米至900奈米或甚至更低(諸如200奈米至300奈米)範圍內之所關注波長。干涉濾光器可為可調諧的，而非包含不同濾光器之集合。可使用光柵代替干涉濾光器。在一實施例中，一或多個偏振器170 (參見圖9)可提供於源110與部分反射表面150之間以選擇所關注偏振。偏振器可為可調諧的，而非包含不同偏振器之集合。
如圖7中所展示，目標T經置放為使得基板W垂直於物鏡160之光軸O。因此，來自源110之輻射係由部分反射表面150反射且經由物鏡160聚焦至基板W上之目標T上之照明光點S (參見圖8)中。在一實施例中，物鏡160具有高數值孔徑(NA)，理想地為至少0.9或至少0.95。浸潤度量衡裝置(使用相對高折射率流體，諸如水)甚至可具有大於1之數值孔徑。
與軸線O成角度而聚焦至照明光點之照明射線170、172引起繞射射線174、176。應記住，此等射線僅僅為覆蓋包括目標T之基板區域的許多平行射線中之一者。照明光點內之每一元件係在度量衡裝置之視場內。因為板130中之孔徑具有有限寬度(為接納有用量之輻射所必要)，所以入射射線170、172事實上將佔據一角度範圍，且繞射射線174、176將稍微散開。根據小目標之點散佈函數，每一繞射階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。
由基板W上之目標繞射之至少0階係由物鏡160收集，且被導向回通過部分反射表面150。光學元件180將繞射光束之至少一部分提供至光學系統182，光學系統182使用零階及/或一階繞射光束在感測器190 (例如，CCD或CMOS感測器)上形成目標T之繞射光譜(光瞳平面影像)。在一實施例中，提供孔徑186以濾出某些繞射階使得將特定繞射階提供至感測器190。在一實施例中，孔徑186允許實質上或主要僅零階輻射到達感測器190。在一實施例中，感測器190可為二維偵測器，使得可量測基板目標T之二維角度散射光譜。感測器190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。感測器190可用以量測在單一波長(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，感測器可用以分離地量測具有橫向磁偏振及/或橫向電偏振之輻射之強度，及/或橫向磁偏振輻射與橫向電偏振輻射之間的相位差。
視情況，光學元件180將繞射光束之至少一部分提供至量測分支200，以在感測器230 (例如，CCD或CMOS感測器)上形成基板W上之目標的影像。量測分支200可用於諸如聚焦度量衡裝置之各種輔助功能(亦即，使得基板W能夠與物鏡160焦點對準)，及/或用於前言中所提及之類型的暗場成像。
為了針對光柵之不同大小及形狀提供自訂視場，在自源110至物鏡160之路徑上在透鏡系統140內提供可調整的場光闌300。場光闌300含有孔徑302且位於與目標T之平面共軛的平面中，使得照明光點變為孔徑302之影像。可根據放大因數而按比例調整影像，或孔徑與照明光點之大小之關係可為1:1。為了使照明可適應於此等不同類型之量測，孔徑板300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。替代地或另外，可提供及調換一組板300，以達成相同效應。另外或替代地，亦可使用可程式化孔徑器件，諸如可變形鏡面陣列或透射空間光調變器。
通常，目標將與其在平行於Y軸或平行於X軸而延行之週期性結構特徵對準。關於目標之繞射行為，具有在平行於Y軸之方向上延伸的特徵之週期性結構具有在X方向上之週期性，而具有在平行於X軸之方向上延伸的特徵之週期性結構具有在Y方向上之週期性。為了量測在兩個方向上之效能，通常提供兩種類型之特徵。雖然為了簡單起見將參考線及空間，但週期性結構無需由線及空間形成。此外，每一線及/或線之間的空間可為由較小子結構形成之結構。另外，週期性結構可經形成為在兩個維度上同時具有週期性(例如在週期性結構包含支柱及/或通孔的情況下)。
圖8說明典型目標T之平面視圖，及圖7之裝置中之照明光點S的範圍。為了獲得不受周圍結構干涉之繞射光譜，在一實施例中，目標T為大於照明光點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外部之產品特徵及其類似者之任何信號。此情形簡化目標之數學重建構，此係由於可將目標視為無限的。
圖9示意性地描繪基於使用度量衡所獲得之量測資料而進行目標圖案30'之一或多個所關注變數之值之判定的實例程序。由偵測器190偵測到之輻射提供用於目標30'之經量測輻射分佈108。
針對給定目標30'，可使用例如數值馬克士威求解程序210而自經參數化數學模型206計算/模擬輻射分佈208。經參數化數學模型206展示構成目標且與該目標相關聯的各種材料之實例層。經參數化數學模型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9中所展示，變數中的一或多者可包括：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、一或多個特徵之側壁角α，及/或特徵之間的相對位置(在本文中被視為疊對)。儘管未展示，但變數中的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。根據圖案化程序及/或其他量測程序之知識，可將1-D週期性結構或2-D週期性結構之一或多個參數之一或多個值(諸如寬度、長度、形狀或3-D剖面特性之值)輸入至重建構程序。舉例而言，變數之初始值可為針對正被量測之目標之一或多個參數之彼等預期值，諸如CD、間距等等之值。
在一些狀況下，可將目標劃分成單位胞元之複數個例項。在彼狀況下，為了幫助簡易計算目標之輻射分佈，可將模型206設計為使用目標之結構之單位胞元進行計算/模擬，其中重複單位胞元作為跨越完整目標之例項。因此，模型206可使用一個單位胞元進行計算且複製結果以使用適當邊界條件擬合整個目標，以便判定該目標之輻射分佈。
除了在重建構時計算輻射分佈208以外或替代在重建構時計算輻射分佈208，亦可針對在考慮中的目標部分之變數之複數個變化預計算複數個輻射分佈208以產生輻射分佈庫以在重建構時使用。
接著在212處比較經量測輻射分佈108與所計算輻射分佈208 (例如，接近彼時進行計算或自庫獲得)以判定經量測輻射分佈108與所計算輻射分佈208之間的差。若存在差，則可改變經參數化數學模型206之變數中之一或多者的值、獲得所計算輻射分佈208(例如，自庫計算或獲得)及對照經量測輻射分佈108進行比較，直至經量測輻射分佈108與輻射分佈208之間存在足夠匹配為止。彼時，經參數化數學模型206之變數的值提供實際目標30'之幾何形狀的良好或最佳匹配。在一實施例中，當經量測輻射分佈108與所計算輻射分佈208之間的差在容許臨限值內時存在足夠匹配。
在此等度量衡裝置中，可在量測操作期間提供基板支撐件以固持基板W。基板支撐件可在形式上與圖1之基板台WT相似或相同。在度量衡裝置與微影裝置整合之實例中，基板支撐件可甚至為同一基板台。可提供粗略定位器及精細定位器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下方之位置中。通常將對跨越基板W之不同部位處之目標進行許多量測。可在X方向及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部位。舉例而言，當實務上光學系統可保持實質上靜止(通常在X方向及Y方向上，但可能亦在Z方向上)且僅基板移動時，方便地將操作考慮且描述為如同物鏡被帶入至相對於基板之不同部位。假設基板與光學系統之相對位置係正確的，則原則上彼等者中之哪一者在現實世界中移動或兩者皆在移動，或光學系統之一部分的組合在移動(例如，在Z及/或傾角方向上)無關緊要，其中光學系統之剩餘部分係靜止的且基板在移動(例如，在X方向及Y方向上，且亦視情況在Z及/或傾角方向上)。
在一實施例中，目標之量測準確度及/或敏感度可相對於提供至目標上之輻射光束的一或多個屬性變化，屬性例如輻射光束之波長、輻射光束之偏振、輻射光束之強度分佈(亦即，角度或空間強度分佈)等等。因此，可選擇理想地獲得例如目標之良好量測準確度及/或敏感度之特定量測策略。
為了監視包括至少一個圖案轉印步驟(例如，光學微影步驟)之圖案化程序(例如，器件製造程序)，檢測經圖案化基板並量測/判定經圖案化基板之一或多個參數。該一或多個參數可包括例如：形成於經圖案化基板中或形成於經圖案化基板上之連續層之間的疊對、例如形成於經圖案化基板中或形成於經圖案化基板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、置放誤差(例如，邊緣置放誤差)等等。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。可在抗蝕劑顯影後但在蝕刻前執行量測，或可在蝕刻後執行量測。
在一實施例中，自量測程序獲得之參數為自直接自量測程序判定之參數導出之參數。作為一實例，自量測參數獲得之經導出參數為用於圖案化程序之邊緣置放誤差。邊緣置放誤差提供藉由圖案化程序產生之結構之邊緣部位之變化。在一實施例中，自疊對值導出邊緣置放誤差。在一實施例中，自疊對值與CD值之組合導出邊緣置放誤差。在一實施例中，自疊對值、CD值與對應於局域變化之值(例如，個別結構之邊緣粗糙度、形狀不對稱性等等)的組合導出邊緣放置。在一實施例中，邊緣置放誤差包含經組合之疊對誤差及CD誤差之極值(例如，3倍標準偏差，亦即，3σ)。在一實施例中，在涉及產生結構及涉及藉由經由藉由圖案化程序關於結構提供之圖案蝕刻來移除結構之一部分而「切割」結構之多圖案化程序中，邊緣置放誤差具有以下形式(或包含以下項中之一或多者)：，其中σ為標準偏差，σoverlay 對應於疊對之標準偏差，σCDU structures 對應於在圖案化程序中產生之結構之臨界尺寸均一性(CDU)的標準偏差，σCDU cuts 對應於在圖案化程序中產生之切口(若存在)之臨界尺寸均一性(CDU)的標準偏差，σOPE , PBA 對應於光學式近接效應(OPE)及/或近接偏置平均值(PBA)之標準偏差，該標準偏差為間距處之CD與參考CD之間的差，且σLER , LPE 對應於線邊緣粗糙度(LER)及/或局域置放誤差(LPE)的標準偏差。雖然以上之公式係關於標準偏差，但其可以不同可比得上之統計方式(諸如方差)來公式化。
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、以影像為基礎之量測工具及/或各種特殊化工具。如上文所論述，特殊化度量衡工具之快速及非侵入性形式為輻射光束經導向至基板之表面上之目標上且量測經散射(經繞射/經反射)光束之屬性的度量衡工具。藉由評估由基板散射之輻射之一或多個屬性，可判定基板之一或多個屬性。此可被稱為以繞射為基礎之度量衡。此以繞射為基礎之度量衡之一個此類應用係在目標內之特徵不對稱性之量測中。此特徵不對稱性之量測可用作例如疊對之量度，但其他應用亦為已知的。舉例而言，可藉由比較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)而量測不對稱性。此量測可如以上所描述來完成，且如例如全文以引用方式併入本文中之美國專利申請公開案US2006-066855中所描述來完成。以繞射為基礎之度量衡之另一應用係在目標內之特徵寬度(CD)之量測中。此等技術可使用上文關於圖6至圖9所描述之裝置及方法。
現在，雖然此等技術係有效的，但需要提供一種導出目標內之特徵不對稱性(諸如疊對、CD不對稱性、側壁角不對稱性等等)的替代性量測技術。此技術可有效地用於經專門設計度量衡目標或可能更顯著用於直接判定器件圖案上之特徵不對稱性。
參看圖10，在疊對實施例之內容背景中描述此量測技術之原理。在圖10A中，展示目標T之幾何學上對稱單位胞元。目標T可僅僅包含單位胞元之單一實體例項或可包含單位胞元之複數個實體例項，如圖10C中所展示。
目標T可為經專門設計之目標。在一實施例中，目標係用於切割道。在一實施例中，目標可為晶粒內目標，亦即，目標係在器件圖案當中(且因此在切割道之間)。在一實施例中，目標可具有可比得上器件圖案特徵之特徵寬度或間距。舉例而言，目標特徵寬度或間距可小於或等於器件圖案之最小特徵大小或間距的300%、小於或等於器件圖案之最小特徵大小或間距的200%、小於或等於器件圖案之最小特徵大小或間距的150%，或小於或等於器件圖案之最小特徵大小或間距的100%。
目標T可為器件結構。舉例而言，目標T可為記憶體器件之一部分(其常常具有幾何學上對稱或可在幾何學上對稱之一或多個結構，如以下進一步論述)。
在一實施例中，目標T或單位胞元之實體例項可具有小於或等於2400平方微米之面積、小於或等於2000平方微米之面積、小於或等於1500平方微米之面積、小於或等於1000平方微米之面積、小於或等於400平方微米之面積、小於或等於200平方微米之面積、小於或等於100平方微米之面積、小於或等於50平方微米之面積、小於或等於25平方微米之面積、小於或等於10平方微米之面積、小於或等於5平方微米之面積、小於或等於1平方微米之面積、小於或等於0.5平方微米之面積或小於或等於0.1平方微米之面積。在一實施例中，目標T或單位胞元之實體例項具有平行於基板平面之小於或等於50微米、小於或等於30微米、小於或等於20微米、小於或等於15微米、小於或等於10微米、小於或等於5微米、小於或等於3微米、小於或等於1微米、小於或等於0.5微米、小於或等於0.2微米或小於或等於0.1微米的橫截面尺寸。
在一實施例中，目標T或單位胞元之實體例項具有小於或等於小於或等於5微米、小於或等於2微米、小於或等於1微米、小於或等於500奈米、小於或等於400奈米、小於或等於300奈米、小於或等於200奈米、小於或等於150奈米、小於或等於100奈米、小於或等於75奈米、小於或等於50奈米、小於或等於32奈米、小於或等於22奈米、小於或等於16奈米、小於或等於10奈米、小於或等於7奈米或小於或等於5奈米之結構間距。
在一實施例中，目標T具有單位胞元之複數個實體例項。因此，目標T通常可具有此處所列出之較高尺寸，而單位胞元之實體例項將具有此處所列出之較低尺寸。在一實施例中，目標T包含單位胞元之50,000個或更多個實體例項、單位胞元之25,000個或更多個實體例項、單位胞元之15,000個或更多個實體例項、單位胞元之10,000個或更多個實體例項、單位胞元之5,000個或更多個實體例項、單位胞元之1,000個或更多個實體例項、單位胞元之500個或更多個實體例項、單位胞元之200個或更多個實體例項、單位胞元之100個或更多個實體例項、單位胞元之50個或更多個實體例項，或單位胞元之10個或更多個實體例項。
理想地，單位胞元之該實體例項或單位胞元之該複數個實體例項集體地填充度量衡裝置之光束光點。在彼狀況下，經量測結果基本上僅包含來自單位胞元之實體例項(或其複數個例項)之資訊。在一實施例中，光束光點具有為50微米或更小、40微米或更小、30微米或更小、20微米或更小、15微米或更小、10微米或更小、5微米或更小或2微米或更小之橫截面寬度。
圖10A中之單位胞元包含實體地具現化或將實體地具現化於基板上之至少兩個結構。第一結構1000包含線且第二結構1005包含橢圓型形狀。當然，第一結構1000及第二結構1005可為不同於所描繪結構的結構。
另外，在此實例中，在第一結構1000與第二結構1005之間可存在自其預期位置之相對移位，此係歸因於其分離地轉移至基板上從而具有疊對之誤差。在此實例中，第一結構1000相比於第二結構1005位於基板上之較高層中。因此，在一實施例中，可在圖案化程序之第一執行中在第一下部層中產生第二結構1005，且可在圖案化程序之第二執行中在比第一下部層高的第二層中產生第一結構1000。現在，沒有必要使第一結構1000及第二結構1005位於不同層中。舉例而言，在雙重圖案化程序(包括例如作為其部分之蝕刻程序)中，可在同一層中產生第一結構1000及第二結構1005以形成基本上單一圖案，但依據其在該同一層內之相對置放仍可存在「疊對」關注點。在此單層實例中，第一結構1000及第二結構1005兩者皆可具有例如)類似於針對第一結構1000之圖10A中所展示的線之形式，但已經藉由第一圖案轉印程序而提供於基板上的第二結構1005之線可與在第二圖案轉印程序中提供的結構1000之線交錯。
顯著地，單位胞元具有或能夠具有相對於軸線或點之幾何對稱性。舉例而言，圖10A中之單位胞元具有相對於例如軸線1010之反射對稱性及相對於(例如)點1015之點/旋轉對稱性。相似地，可看到，圖10C中之單位胞元之實體例項(且因此，單位胞元之實體例項之組合)具有幾何對稱性。
在一實施例中，單位胞元具有針對某一特徵之幾何對稱性(諸如疊對)。本文中之實施例集中於當單位胞元幾何學上對稱時具有零疊對的該單位胞元。然而，取而代之，單位胞元可具有針對某一幾何不對稱性之零疊對。將接著使用適當偏移及計算以考量當單位胞元具有某一幾何不對稱性時具有零疊對的該單位胞元。適切地，單位胞元應能夠取決於某特徵值而在對稱性上改變(例如，變成不對稱性，或變得進一步不對稱，或自不對稱情形變得對稱)。
在圖10A之實例中，單位胞元具有針對零疊對之幾何對稱性(但無需為零疊對)。此由箭頭1020及1025表示，其展示第一結構1000之線相對於第二結構1005之橢圓型形狀均勻地對準(且該均勻對準至少部分地使單位胞元能夠具有幾何對稱性，如圖10A中所展示)。因此，在此實例中，當單位胞元具有幾何對稱性時，存在零疊對。然而，當疊對存在誤差(例如，非零疊對)時，單位胞元在幾何學上不再對稱且根據定義目標在幾何學上不再對稱。
另外，在目標包含單位之複數個實體例項的情況下，單位胞元之該等例項週期性地配置。在一實施例中，單位胞元之該等例項以晶格形式而配置。在一實施例中，該週期性配置具有在目標內之幾何對稱性。
因此，在此技術中，如下文進一步所論述，獲得與所關注特徵不對稱性(例如，非零疊對)相關的幾何對稱性改變(例如，幾何不對稱性之改變，或一另外幾何不對稱性之改變，或自幾何不對稱性至幾何對稱性之改變)以能夠判定特徵不對稱性(例如，非零疊對)之優點。
可使用例如圖7之度量衡裝置運用輻射來照明包含圖10A之單位胞元之實體例項的目標。可例如藉由偵測器190量測由目標重新導向之輻射。在一實施例中，量測重新導向輻射之光瞳，亦即，傅立葉變換平面。此光瞳之實例量測描繪為光瞳影像1030。儘管該光瞳影像1030具有菱型形狀，但其無需具有此形狀。本文中之術語光瞳及光瞳平面包括其任何共軛物，除非內容背景另有要求(例如，在特定光學系統之光瞳平面正被識別的情況下)。光瞳影像1030實際上為依據重新導向輻射之光瞳之光學特性(在此狀況下為強度)而指定之影像。
出於方便起見，本文中之論述將集中於作為所關注光學特性之強度。但本文中之技術可供一或多個替代或額外光學特性(諸如相位及/或反射率)使用。
此外，出於方便起見，本文中之論述集中於偵測及處理重新導向輻射之影像(且特別是光瞳影像)。然而，可以與影像不同之方式量測及表示重新導向輻射之光學屬性。舉例而言，可依據一或多個光譜(例如依據波長而變化的強度)處理重新導向輻射。因此，重新導向輻射之經偵測影像可被認為係重新導向輻射之光學表示之實例。因此，在光瞳平面影像之狀況下，光瞳影像為光瞳表示之實例。
此外，重新導向輻射可為偏振的或非偏振的。在一實施例中，量測光束輻射為偏振輻射。在一實施例中，量測光束輻射經線性偏振。
在一實施例中，光瞳表示主要或實質上屬於自目標之重新導向輻射之一個繞射階。舉例而言，輻射可為輻射之特定階的80%或更多、85%或更多、90%或更多、95%或更多、98%或更多，或99%或更多。在一實施例中，光瞳表示主要或實質上屬於零階重新導向輻射。可例如在目標之間距、量測輻射之波長及視情況一或多個其他條件致使目標主要重新導向零階時出現此輻射(但可存在一或多個高階之輻射)。在一實施例中，大部分光瞳表示為零階重新導向輻射。在一實施例中，光瞳表示屬於零輻射且分離地屬於一階輻射，其可接著經線性組合(疊加)。圖7中之孔徑186可用以選擇輻射之特定階，例如零階。
關於對應於第一結構1000及第二結構1005之幾何學上對稱單位胞元之光瞳影像1030，可看到，該光瞳影像內之強度分佈基本上對稱(例如，具有與幾何結構所屬相同的對稱性類型)。此情形藉由自光瞳影像1030移除對稱強度分佈部分(此引起經導出光瞳影像1035)加以進一步確認。為了移除對稱強度分佈部分，特定光瞳影像像素(例如，一像素)可藉由自彼特定光瞳影像像素下之強度減去對稱定位之光瞳影像像素之強度而使對稱強度分佈部分被移除，且反之亦然。在一實施例中，像素可對應於偵測器(例如，偵測器190)之像素，但不需要；舉例而言，光瞳影像像素可為偵測器之複數個像素。在一實施例中，像素強度被減去所跨越之對稱點或軸線對應於單位胞元之對稱點或軸線。因此，舉例而言，在考慮光瞳影像1030的情況下，對稱性強度分佈部分可藉由例如自所展示之彼特定像素下之強度Ii 減去來自對稱定位像素(亦即，相對於軸線1032對稱地定位)之強度Ii '而移除。因此，在對稱強度部分被移除的情況下，在特定像素下之強度Si 則為Si = Ii - Ii '。可針對光瞳影像之複數個像素(例如，光瞳影像中之所有像素)重複此強度。如經導出光瞳影像1035中所看到，對應於對稱單位胞元之強度分佈基本上完全對稱。因此，具有對稱單位胞元幾何形狀(且若適用，具有該單位胞元之例項之某一週期性)之對稱目標引起如藉由度量衡裝置所量測之對稱光瞳回應。
現在參看圖10B，關於圖10A中所描繪之單位胞元來描繪疊對之誤差之實例。在此狀況下，第一結構1000相對於第二結構1005在X方向上移位。詳言之，以第一結構1000之線為中心之軸線1010在圖10B中向右移位至軸線1045。因此，存在在X方向上之疊對1040之誤差；亦即，X方向疊對誤差。當然，第二結構1005可相對於第一結構1000移位，或第二結構1005與第一結構1000兩者可相對於彼此而移位。在任何情況下，結果皆為X方向疊對誤差。然而，如根據此單位胞元配置應瞭解，第一結構1000與第二結構1005之間的在Y方向上之純粹相對移位將不改變此單位胞元之幾何對稱性。但在運用適當幾何配置的情況下，在兩個方向上或在單位胞元之部分之不同組合之間的疊對可改變對稱性及亦可被判定，如下文進一步所論述。
由於單位胞元之實體組態自圖10A中之單位胞元之標稱實體組態改變且該改變由疊對1040之誤差表示，故結果為該單位胞元已變得幾何學上不對稱。此可藉由具有不同長度之箭頭1050及1055看到，其展示第二結構1005之橢圓型形狀相對於第一結構1000之線不均勻地定位。相對於光瞳影像1030之對稱點或對稱軸線，亦即在彼狀況下，現在展示為軸線1034之軸線1032，檢驗對稱性。
可使用例如圖7之度量衡裝置運用輻射來照明圖10B之單位胞元之實體例項。可例如藉由偵測器190記錄重新導向輻射之光瞳影像。此光瞳影像之實例被描繪為光瞳影像1060。光瞳影像1060實際上為強度之影像。雖然光瞳影像1060具有金剛石型形狀，但其無需具有此形狀；其可為圓形形狀或任何其他形狀。此外，光瞳影像1060具有與光瞳影像1030實質上相同之軸線或座標部位。亦即，在此實施例中，圖10A之單位胞元中之對稱軸線1010及圖10B之單位胞元中之相同軸線與光瞳影像1030、1060之對稱軸線1032對準。
關於對應於第一結構1000及第二結構1005之幾何學上不對稱單位胞元之光瞳影像1060，在視覺上似乎為該光瞳影像內之強度分佈基本上對稱。然而，在該光瞳影像內存在不對稱強度分佈部分。此不對稱強度分佈部分係歸因於單位胞元中之不對稱性。此外，不對稱強度分佈之量值顯著低於光瞳影像中之對稱強度分佈部分之量值。
因此，在一實施例中，為了更有效地隔離不對稱強度分佈部分，可自光瞳影像1060移除對稱強度分佈部分，此情形引起經導出之光瞳影像1065。與獲得經導出光瞳影像1035的情況類似，特定光瞳影像像素(例如，像素)可藉由自彼特定光瞳影像像素下之強度減去對稱定位之光瞳影像像素之強度而使對稱強度分佈部分被移除，且反之亦然，如上文所論述。因此，舉例而言，在考慮光瞳影像1060的情況下，對稱性強度分佈部分可藉由例如自所展示之彼特定像素下之強度Ii 減去來自對稱定位像素(亦即，相對於軸線1032對稱地定位)之強度Ii '而移除，從而得到Si 。可針對光瞳影像之複數個像素(例如，光瞳影像中之所有像素)重複此強度。在圖10A及圖10B中，出於解釋之目的而描繪Si 之完全導出之光瞳影像。如應瞭解，圖10A或圖10B之經導出光瞳影像的一半與其另一半相同。因此，在一實施例中，來自光瞳影像之僅一半的值可用於本文中所論述之進一步處理，且因此，用於本文中之進一步處理之經導出影像光瞳可為用於光瞳之Si 值的僅一半。
如在經導出光瞳影像1065中看到，使用不對稱單位胞元之實體例項量測之強度分佈並未對稱。如在區1075及1080中看到，一旦移除對稱強度分佈部分，就可看到不對稱強度分佈部分。如上文所提及，展示完全導出之光瞳影像1065，且因此，在兩個半邊上展示不對稱強度分佈部分(儘管其依據在其各別半邊中之量值及分佈而彼此相等)。
因此，幾何域中之不對稱性對應於光瞳中之不對稱性。因此，在一實施例中，提供一種使用週期性目標之光學回應之方法，該週期性目標擁有或能夠具有在其單位胞元之實體例項中之固有幾何對稱性以判定對應於實體組態改變之參數，該實體組態改變造成該單位胞元之實體例項之幾何對稱性改變(例如，造成不對稱性，或造成進一步不對稱性，或致使不對稱單位胞元變得對稱)。詳言之，在一實施例中，如由度量衡裝置量測之光瞳中之疊對誘發之不對稱性(或無疊對誘發之不對稱性)可用以判定疊對。亦即，光瞳不對稱性用以量測單位胞元之實體例項內及(因此)目標內之疊對。
幾何域中之不對稱性亦可由通過目標中之目標層的蝕刻路徑中之傾角引起，該傾角係由蝕刻程序中之誤差誘發，該蝕刻程序用以在目標層中形成圖案及/或在目標層及/或周圍層中形成應力。不對稱性將引起光瞳中(或散射輻射之另一偵測表示中)之對應的不對稱性，該光瞳可用於量測傾角。此外，由傾角引起之光瞳中之不對稱性不同於由疊對引起之不對稱性，此使得有可能獨立於疊對而提取無關傾角及獨立於傾角而提取疊對。所量測傾角可用於控制蝕刻程序及/或其他圖案化程序，如將在下文進一步詳細描述。
如圖2中所描繪，在一實施例中，提供蝕刻控制器223以用於在由蝕刻站222執行之蝕刻程序處進行控制。對蝕刻程序之控制可包含控制以下蝕刻參數中之一或多者：跨越基板之所要熱圖案、用於蝕刻程序中之電漿中的所要化學濃度圖案、在蝕刻程序期間圍繞基板之所要電場圖案、在蝕刻程序期間施加至一或多個電極之電壓。可使此等蝕刻參數中之每一者變化以便以位置上相依方式使蝕刻方向及/或蝕刻速率及/或另一蝕刻因數變化。藉由使蝕刻參數中之至少一者變化，有可能最佳化蝕刻程序以減少或消除由蝕刻程序引入之誤差，諸如由傾斜蝕刻路徑引起的誤差。
圖11說明如何可由蝕刻程序引入誤差。圖11特定說明如何可在基板之邊緣處引入疊對誤差。然而，蝕刻程序可遍及整個基板或在除基板之邊緣區域之外的區域中引入疊對誤差，或在除了基板之邊緣區域以外的區域中亦引入疊對誤差。疊對誤差可由蝕刻程序以不對稱方式引入。
如圖11之左上側所說明，基板220通常包括下部層310，其中圖案嵌入於該下部層310中。一或多個器件層320經施加於該下部層310之頂部上。可施加一或多個另外層330，之後施加光阻層340，在該光阻層340上圖案係由裝置200輻照且由顯影裝置212顯影成實體抗蝕劑圖案。如所說明，在實體抗蝕劑圖案與下部層310中之圖案之間不存在疊對誤差。
在蝕刻站222中，例如電漿之化學物質在光阻層340之實體抗蝕劑圖案中之間隙中蝕刻器件層320及任何另外層330。如圖11之頂部中心所說明，若如由箭頭350所說明之蝕刻方向並未完美垂直於基板220之頂部表面，則層320、330未經蝕刻為矩形，而是經蝕刻為平行四邊形。平行四邊形在位置上在其上部末端處對應於實體抗蝕劑圖案，但儘管在實體抗蝕劑圖案與下部層310中之圖案之間不存在疊對誤差，平行四邊形在位置上在下部末端處亦不與下部層310之圖案匹配。因此，當(由另外裝置226)移除層330、340以獲得最終基板234或基板232以供施加另外層時，在下部層310中之圖案與器件層320中蝕刻之圖案之間引入疊對誤差，如圖11之右側圖解中所說明。
因此，在圖11之右側所說明之疊對為蝕刻站222誘發之疊對誤差，該疊對誤差在蝕刻方向350完美垂直於基板220之頂部表面的情況下將不存在。圖11中之中間下部圖解說明不完美的蝕刻方向350可能如何被誘發。舉例而言，在基板220之邊緣處，在蝕刻程序期間使用之電場360可能自基板220之表面處完美垂直(其處於基板220之中心)變化成在基板220之邊緣處相對於與基板220之頂部表面垂直之方向成角度。
可能發生變化以改變電場方向(及因此，蝕刻方向350)之一個蝕刻參數為可施加至電極的電壓，電極圍繞基板220之外邊緣。此為蝕刻參數之一實例，其可發生變化以使蝕刻程序(亦即，基板220之外邊緣處的蝕刻方向350)變化，從而減少由蝕刻程序誘發的誤差。舉例而言，在與在蝕刻期間環繞基板之溫度控制之焦點環相關的US 6,767,844中及揭示用於在基板之整個表面上達成均一蝕刻速率的邊緣環部件之US 2006/0016561中揭示相似概念。
關於蝕刻誘發之疊對誤差之其他原因可能包括在蝕刻期間化學蝕刻劑遍及基板220之表面之濃度的局域變化、在蝕刻期間存在於基板220中之熱圖案等。藉由使蝕刻參數變化，在蝕刻方向上遍及基板220之表面之變化可得以縮減或消除。
本發明之實施例提供用於減少或補償蝕刻誘發之誤差，諸如疊對誤差的方式。
根據一實施例，提供一種控制圖案化程序之方法。該方法可應用於以下情形：諸如圖12中示意性地描繪之情形，其為圖11中所描繪之組態的簡化版本。圖12為包含下部層401、目標層402及上部層403之三層結構之較小區的側視截面圖。為簡單起見，將下部層401、目標層402及上部層403中之每一者描繪為單一的均一層，但實際上可各自包含一或多個層。下部層401包含下部參考特徵411，下部參考特徵411為形成於下部層401中之圖案的一部分。上部層403包含上部參考特徵413，上部參考特徵413為形成於上部層403中之圖案的一部分。目標層402亦包含圖案。歸因於諸如上文參考圖11所論述之蝕刻效應的蝕刻效應，此圖案中之特徵傾斜。傾斜特徵界定用以在目標層402中產生圖案之蝕刻步驟所遵循的路徑，且被稱作蝕刻路徑420。蝕刻路徑420將下部參考特徵411連接至上部參考特徵413。蝕刻路徑420可界定最終產品特徵，諸如提供下部參考特徵411與上部參考特徵413之間的電連接的通孔。由蝕刻程序中之誤差引起的蝕刻路徑420中之傾角θ導致下部參考特徵411與上部參考413之間的連接不完美。實際上，傾角θ引起下部層401與目標層402之間的介面處的疊對誤差OV。傾角θ為蝕刻路徑420之方向與目標層402之平面之垂線430 (圖12之定向上的豎直方向)的偏差。
該方法包含獲得由對通過目標層402之蝕刻路徑420中的傾角之量測產生的傾角資料。在一實施例中，該方法包含執行對傾角之量測。在一實施例中，對傾角之量測係對傾角之直接量測。替代地或另外，對傾角之量測係對傾角之非破壞性量測。傾角資料用以控制圖案化程序。受控制圖案化程序用以在目標層402之後(亦即，在比目標層402晚的時間)形成的另外層中形成圖案。各種選項可用於控制。對控制之選擇可取決於所量測傾角如何依據基板上方之位置的變化而快速地變化。就不同控制方法之空間解析度而言，該等不同控制方法將具有不同能力。為簡單起見，以下論述參考單一蝕刻路徑及該蝕刻路徑之對應的單一傾角。在實際應用中，將存在許多蝕刻路徑，且可能存在許多與該等蝕刻路徑相關聯的不同傾角。該方法能夠量測多個位置處之傾角。舉例而言，該方法可提供所量測傾角之圖譜或指紋，其展示一晶粒或多個晶粒上之變化。
執行對傾角之量測的特別高效的方式為藉由使用所偵測光瞳表示中之不對稱性(或散射輻射之其他偵測表示)，如上文參考圖10A至圖10C所論述。因此，對傾角之量測可包含運用輻射照明結構及偵測藉由該結構而重新導向之輻射。所偵測輻射主要可包含零階輻射。上文參考圖10A至圖10C所論述之方法允許自零階輻射導出不對稱性資訊，諸如傾角資訊或疊對資訊。使用零階輻射允許對具有小特性長度尺度或週期性之結構進行量測，藉此使得有可能量測器件結構或位於包含器件結構之基板晶粒內的非器件結構中之傾角(亦即，非器件結構具有與器件結構之大小數量級相同的特性長度尺度或週期性)。在一實施例中，自藉由結構而重新導向之輻射之偵測表示，諸如偵測光瞳表示的不對稱分量(例如光瞳影像中之強度分佈中的不對稱性)提取傾角。不對稱性可相對於鏡面對稱性之平面。不對稱性與傾角相關，且藉此允許提取傾角。該方法亦允許在提取傾角及/或疊對的同時提取層之厚度。可需要層之厚度以便判定校正大小，校正待應用於隨後形成的層以校正所量測傾角。
在一類實施例中，所量測傾角用以控制圖案化程序，該圖案化程序用以在目標層402之後形成的層中形成圖案，其中已量測傾角，但不對結構之相同例項進行量測。圖13中示意性地描繪了此情境。在此實例中，調整(控制)圖案化程序以使上部層403中之圖案相對於下部層401中之圖案向左移位。此移位為改變在不同層中產生之圖案之間的標稱疊對的控制之實例。此類型之控制可例如藉由控制微影圖案轉印步驟而予以實施。控制結果為：傾斜蝕刻路徑420 (其由於參考特徵413之移位而向左移位)與下部參考特徵411更佳地對準。
在另一類實施例中，所量測傾角用以控制圖案化程序，該圖案化程序用以在隨後形成之結構(例如，在不同基板或晶圓上)的例項中或該例項上之層中形成圖案。圖14及圖15描繪此控制之實例。
在圖14之實例中，調整(控制)圖案化程序以使下部層401中之圖案相對於上部層403向右移位。此移位為改變在不同層(在此狀況下，為下部層401及上部層403)中產生之圖案之間的標稱疊對的控制之另外實例。控制結果為：傾斜蝕刻路徑420與下部參考特徵411更佳地對準。
受控制之圖案化程序因此可包含微影圖案轉印步驟。微影圖案轉印步驟可使用圖案化器件MA以在輻射光束之橫截面中向輻射光束賦予圖案，從而界定待轉印至基板之圖案，如例如上文參考圖1所描述。在此類型之實施例中，所量測傾角θ用以控制微影圖案轉印步驟。在目標層之後形成於結構(如圖13中所描繪)上之層303中形成圖案期間，可施加控制。替代地或另外，當將微影圖案轉印步驟應用於結構之隨後形成的例項時，在結構之隨後形成的例項之目標層402之前形成的層401中形成圖案期間，或在結構之隨後形成的例項之目標層402之後形成的層403中形成圖案期間，可施加控制。
在一實施例中，對微影圖案轉印步驟之控制包含修改圖案化器件MA。可修改圖案化器件MA而不重新產生完全新的圖案化器件MA。在一實施例中，藉由選擇性地加熱圖案化器件MA以引起圖案化器件MA內之局部應力來實施修改。WO 2017/067765A1中提供了關於可如何修改圖案化器件MA之另外細節，WO 2017/067765A1特此以全文引用之方式併入本文中。可修改圖案化器件MA以校正所量測傾角，該等傾角依據晶粒內之位置的變化而快速地變化(亦即，相對高空間頻率之傾角變化)。
如上文所提及，對微影圖案轉印步驟之控制可包含改變藉由微影圖案轉印步驟而在層中形成的圖案與不同層中之圖案之間的標稱疊對。當藉由修改圖案化器件MA而實施控制時，可作出標稱疊對之改變以依據跨越基板之位置(包括在晶粒內)的變化而變化，從而遵循依據所量測傾角之位置而變化的變化。替代地或另外，可對每一晶粒或甚至在整個基板上均一地施加標稱疊對之改變的全部或份額。用於修改微影圖案轉印步驟以在疊對中應用均一移位的技術在此項技術中被熟知。在疊對中應用均一移位以校正所量測傾角可以有效地校正對傾角之貢獻，該傾角隨著基板上之位置而相對緩慢地變化。在疊對中應用的均一移位可根據不同晶粒而不同，使得每一晶粒經受彼晶粒之最佳疊對移位。
替代地或另外，對微影圖案轉印步驟之控制包含修改以下各者中之一或多者：由輻射光束施加之劑量、輻射光束之焦點、施加至輻射光束之一或多個光學像差。舉例而言，可以使用劑量之修改來使所選特徵更大，以增加在存在傾斜蝕刻路徑的情況下在器件之不同層之間進行可靠電連接的可能性。
在其他實施例中，受控制之圖案化程序包含沈積步驟，在沈積步驟中沈積材料層。可例如使用上文參考圖2所描述之塗佈裝置208來實施沈積。因此，控制圖案化程序可包含控制塗佈裝置208。在一實施例中，所量測傾角用以在形成層403期間控制沈積步驟，該層403在結構上之目標層402之後形成。替代地或另外，當將沈積步驟應用於結構之隨後形成的例項時，在形成層401 (其在結構之隨後形成的例項之目標層402之前形成)期間、在形成結構之隨後形成的例項之目標層402期間，或在形成層403 (其在結構之隨後形成的例項之目標層402之後形成)期間，可施加控制。在一實施例中，控制沈積程序包含在藉由沈積步驟沈積之材料層中控制應力分佈。此可以例如藉由在沈積期間控制材料之溫度、材料沈積速度或將影響應力分佈之任何其他因素來實現。在一實施例中，替代地或另外，控制沈積程序包含在藉由沈積步驟而沈積之材料層中控制以下各者中之一或多者：高度分佈、密度分佈、組成分佈。
在圖15之實例中，調整(控制)圖案化程序以改變蝕刻路徑420本身中之傾角。在所展示之實例中，完全移除傾角。移除(或減小)傾角導致蝕刻路徑420與下部參考特徵411的更佳對準。藉由控制用以形成蝕刻路徑420之蝕刻程序或藉由修改目標層402或圍繞目標層402之層中的應力分佈，可改變傾角。
在一實施例中，所量測傾角用以控制蝕刻程序，該蝕刻程序被應用於基板上之結構之隨後形成的例項。在結構之隨後形成的例項中之目標層402之前形成的層401中形成圖案期間、在結構之隨後形成的例項中之目標層402中形成圖案期間，或在結構之隨後形成的例項中之目標層402之後形成的層403中形成圖案期間，可施加控制。在一實施例中，所量測傾角用以控制蝕刻程序之一或多個蝕刻參數。在一實施例中，藉由蝕刻站222執行蝕刻程序，且藉由將控制信號傳遞至蝕刻控制器223而施加控制，如上文參考圖2所描述。在一實施例中，控制蝕刻程序包含控制以下各者中之一或多者：跨越基板之熱圖案、用於蝕刻程序中之電漿中之化學濃度圖案、在蝕刻程序期間圍繞基板之電場圖案、在蝕刻程序期間施加至一或多個電極之電壓。
在圖2中所描繪及上文所描述之程序流程中，藉由在自蝕刻站222 (路徑420)輸出之基板上、在自蝕刻後清潔及/或退火站224 (路徑421)輸出之基板上，及/或在自另外下游處理裝置226 (路徑422)輸出之基板上執行傾角量測，可實施本發明之實施例。
在本發明之實施例中，直接量測傾角。因此，判定傾角而不需要比較在不同結構上在不同時間進行的量測。舉例而言，傾角量測不需要在蝕刻目標層(其產生傾斜蝕刻路徑)之前在目標層上進行的度量衡量測與在存在傾斜蝕刻路徑時或在傾斜蝕刻路徑已用於影響基板之後續處理之後在目標層上進行的度量衡量測之間進行比較。傾角量測不需要比較在已形成傾斜蝕刻路徑之前及之後進行的疊對量測。
在多個蝕刻步驟累積地產生諸如疊對之誤差的情況下，直接傾角量測是特別有益的。替代方法(其依賴於比較在所有多個蝕刻步驟之前獲得的疊對值與在所有多個蝕刻步驟之後獲得的疊對值)將不能區分由一個蝕刻步驟中之傾角引起的疊對與由在另一蝕刻步驟中之傾角引起的疊對。因此，由使用此方法獲得的一個蝕刻步驟形成的結構中之傾角的任何預測均將容易出錯，因為在一個其他蝕刻步驟中之傾角的可能性不同。下文參考圖16至圖20論述實例情境。
圖16描繪在多蝕刻程序之前的實例結構。該結構包含下部層401、目標層402、上部層403及圖案化層404。圖案化層404在第一蝕刻步驟中充當光罩。第一蝕刻步驟將圖案蝕刻至上部層403中，如圖17中所展示。在此實施例中，經蝕刻之上部層可被稱作硬光罩層423。第一蝕刻步驟在硬光罩層423中形成傾斜蝕刻路徑。
在第二蝕刻步驟中，將圖案蝕刻至目標層402中。被蝕刻至上部層403中之圖案(其為硬光罩層423內之圖案)界定被蝕刻至目標層403中之圖案。因此，硬光罩層423在第二蝕刻步驟中充當光罩。圖18描繪在第二蝕刻步驟完成之後的結構。第二蝕刻步驟在目標層402中形成傾斜蝕刻路徑。用於第一蝕刻步驟中之蝕刻參數可不同於用於第二蝕刻步驟中之蝕刻參數。因此，藉由第一蝕刻步驟產生之蝕刻路徑中的傾角可不同於藉由第二蝕刻步驟產生之蝕刻路徑中的傾角。
可對圖16中之結構及圖18中之結構進行疊對量測。對圖16之結構的疊對量測可產生層404與401之間的疊對誤差。對圖18之結構的疊對量測可產生層402與層401之重心之間的疊對誤差。合併該兩個量測會產生層404與層402之重心之間的疊對誤差。參看圖19，此等量測將表明層402相對於層404之移位440小於由於層402之傾角而實際發生的移位，此係因為層423之傾角與層402中之傾角的方向相反(使得傾角彼此補償)。基於此結果控制第二蝕刻步驟僅將導致目標層402中仍然存在傾角，如圖20中所展示之右側路徑441中所描繪。
若應用本發明之方法以直接量測目標層402中之傾角，則有可能避免此誤差並提供目標層402中之傾角的更準確的減小，如圖20中所展示之左側路徑442中所描繪。
在一實施例中，該方法進一步包含量測結構之不同層中之圖案之間的疊對，而與對通過目標層402之蝕刻路徑中的傾角之量測無關。在圖案化程序包含多個蝕刻步驟之內容背景中(諸如上文參考圖16至圖20所論述之程序)，疊對量測可與目標層402中之所量測傾角及關於所關注層之幾何資訊(例如，厚度)組合使用，以推斷除目標層以外的層中(諸如圖16至圖20之實例中的硬光罩層423中)之蝕刻路徑中的傾角。所推斷傾角用以在形成結構之隨後形成的例項期間控制圖案化程序，該圖案化程序用以在除目標層以外的該層中形成圖案。在上述實例中，可因此推斷由第一蝕刻程序引起的傾角。所推斷傾角可用於以上文關於目標層402中之傾角所論述的任何方式控制圖案化程序(例如，以減小傾角)。替代地或另外，改變目標層402與不同層之間的標稱疊對，以補償除目標層402以外的層中之所推斷傾角。
參看圖21，展示電腦系統3200。電腦系統3200包括用於傳達資訊之匯流排3202或其他通信機構，及與匯流排3202耦接以用於處理資訊之處理器3204 (或多個處理器3204及3205)。電腦系統3200亦包括耦接至匯流排3202以用於儲存待由處理器3204執行之資訊及指令的主記憶體3206，諸如隨機存取記憶體(RAM)或其他動態儲存器件。主記憶體3206亦可用於在待由處理器3204執行之指令之執行期間儲存暫時性變數或其他中間資訊。電腦系統3200進一步包括耦接至匯流排3202以用於儲存用於處理器3204之靜態資訊及指令的唯讀記憶體(ROM) 3208或其他靜態儲存器件。提供諸如磁碟或光碟之儲存器件3210，且該儲存器件3210耦接至匯流排3202以用於儲存資訊及指令。
電腦系統3200可經由匯流排3202耦接至用於向電腦使用者顯示資訊之顯示器3212，諸如，陰極射線管(CRT)或平板顯示器或觸控面板顯示器。包括文數字按鍵及其他按鍵之輸入器件3214耦接至匯流排3202，以用於將資訊及命令選擇傳達至處理器3204。另一類型之使用者輸入器件為用於將方向資訊及命令選擇傳達至處理器3204且用於控制顯示器3212上之游標移動的游標控制件3216，諸如滑鼠、軌跡球或游標方向鍵。此輸入器件通常在兩個軸線，第一軸線(例如，x)及第二軸線(例如，y)上具有兩個自由度，其允許器件指定平面中之位置。觸控面板(螢幕)顯示器亦可被用作輸入器件。
電腦系統3200可適合於回應於處理器3204執行主記憶體3206中含有之一或多個指令之一或多個序列而充當本文中之處理單元。可將此等指令自另一電腦可讀媒體(諸如儲存器件3210)讀取至主記憶體3206中。主記憶體3206中含有之指令序列之執行致使處理器3204執行本文中所描述之程序。亦可使用呈多處理配置之一或多個處理器以執行主記憶體3206中所含有之指令序列。在替代實施例中，可代替軟體指令或與軟體指令組合而使用硬連線電路系統。因此，實施例不限於硬體電路與軟體之任何特定組合。
如本文中所使用之術語「電腦可讀媒體」係指參與將指令提供至處理器3204以供執行之任何媒體。此媒體可呈許多形式，包括但不限於非揮發性媒體、揮發性媒體及傳輸媒體。非揮發性媒體包括例如光碟或磁碟，諸如儲存器件3210。揮發性媒體包括動態記憶體，諸如主記憶體3206。傳輸媒體包括同軸纜線、銅線及光纖，包括包含匯流排3202之電線。傳輸媒體亦可採取聲波或光波之形式，諸如在射頻(RF)及紅外線(IR)資料通信期間產生之聲波或光波。電腦可讀媒體之常見形式包括例如軟性磁碟、可撓性磁碟、硬碟、磁帶、任何其他磁媒體、CD-ROM、DVD、任何其他光學媒體、打孔卡、紙帶、具有孔圖案之任何其他實體媒體、RAM、PROM及EPROM、FLASH-EPROM、任何其他記憶體晶片或卡匣、如下文所描述之載波，或可供電腦讀取之任何其他媒體。
可在將一或多個指令之一或多個序列攜載至處理器3204以供執行時涉及各種形式之電腦可讀媒體。舉例而言，初始地可將該等指令承載於遠端電腦之磁碟上。遠端電腦可將指令載入至其動態記憶體中，且使用數據機經由電話線而發送指令。在電腦系統3200本端之數據機可接收電話線上之資料，且使用紅外線傳輸器將資料轉換成紅外線信號。耦接至匯流排3202之紅外線偵測器可接收紅外線信號中所攜載之資料，且將該資料置放於匯流排3202上。匯流排3202將資料攜載至主記憶體3206，處理器3204自該主記憶體3206擷取及執行指令。由主記憶體3206接收之指令可視情況在由處理器3204執行之前或之後儲存於儲存器件3210上。
電腦系統3200亦可包括耦接至匯流排3202之通信介面3218。通信介面3218提供對網路鏈路3220之雙向資料通信耦合，網路鏈路3220連接至區域網路3222。舉例而言，通信介面3218可為整合式服務數位網路(ISDN)卡或數據機以提供對對應類型之電話線之資料通信連接。作為另一實例，通信介面3218可為區域網路(LAN)卡，以提供至相容LAN之資料通信連接。亦可實施無線連結。在任何此實施中，通信介面3218發送且接收攜載表示各種類型之資訊之數位資料流的電信號、電磁信號或光學信號。
網路鏈路3220通常經由一或多個網路而向其他資料器件提供資料通信。舉例而言，網路鏈路3220可經由區域網路3222而向主電腦3224或向由網際網路服務提供者(ISP) 3226操作之資料設備提供連接。ISP 3226繼而經由全球封包資料通信網路(現在通常被稱作「網際網路」) 3228而提供資料通信服務。區域網路3222及網際網路3228皆使用攜載數位資料串流之電信號、電磁信號或光學信號。經由各種網路之信號及在網路鏈路3220上且經由通信介面3218之信號(該等信號將數位資料攜載至電腦系統3200且自電腦系統3200攜載數位資料)為輸送資訊的例示性形式之載波。
電腦系統3200可經由網路、網路鏈路3220及通信介面3218而發送訊息並接收資料，包括程式碼。在網際網路實例中，伺服器3230可能經由網際網路3228、ISP 3226、區域網路3222及通信介面3218而傳輸用於應用程式之經請求程式碼。根據一或多個實施例，一個此類經下載應用程式提供如(例如)本文中所揭示之方法。所接收程式碼可在其被接收時由處理器3204執行，及/或儲存於儲存器件3210或其他非揮發性儲存體中以供稍後執行。以此方式，電腦系統3200可獲得呈載波之形式之應用程式碼。
本發明之一實施例可採取以下形式：電腦程式，其含有描述如本文中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、磁碟或光碟)，其中儲存有此電腦程式。此外，可在兩個或兩個以上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。
本文所描述之任何控制器可在一或多個電腦程式由位於微影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。控制器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該等控制器中之至少一者通信。舉例而言，每一控制器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。控制器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，控制器可根據一或多個電腦程式之機器可讀指令而操作。
儘管在本文中可特定地參考度量衡裝置在IC製造中之使用，但應理解，本文中所描述之度量衡裝置及程序可具有其他應用，諸如製造整合式光學系統、用於磁疇記憶體之導引及偵測圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭等等。熟習此項技術者應瞭解，在此等替代應用之內容背景中，可認為本文中對術語「晶圓」或「晶粒」之任何使用分別與更一般之術語「基板」或「目標部分」同義。可在曝光之前或之後在(例如)塗佈顯影系統(通常將抗蝕劑層施加至基板且顯影經曝光抗蝕劑之工具)、度量衡工具及/或一或多個各種其他工具中處理本文中所提及之基板。在適用情況下，可將本文中之揭示內容應用於此等及其他基板處理工具。此外，可將基板處理多於一次，例如以便產生多層IC，使得本文所使用之術語「基板」亦可指已經含有多個經處理層之基板。
儘管在上文可已特定地參考在光學微影之內容背景中之本發明之實施例的使用，但應理解，本發明可用於其他應用(例如(例如，奈米壓印微影)中，且在內容背景允許的情況下不限於光學微影。在奈米壓印微影之狀況下，圖案化器件為壓印模板或模具。
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，波長為或約365奈米、355奈米、248奈米、193奈米、157奈米或126奈米)及極紫外線(EUV)輻射(例如，波長在5至20奈米範圍內)，以及諸如離子束或電子束之粒子束。
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。
本文中對超越或超過臨限值之參考可包括具有低於特定值或低於或等於特定值之某物、具有高於特定值或高於或等於特定值之某物、基於(例如)參數而排名高於或低於其他某物(通過(例如)分類)的某物，等等。
本文中對校正誤差或誤差之校正之參考包括消除誤差或將誤差縮減至容許範圍內。
如本文中所使用之術語「最佳化」係指或意謂調整微影裝置、圖案化程序等等使得微影或圖案化處理之結果及/或程序具有較理想特性，諸如設計佈局在基板上之較高投影準確度、較大程序窗等。因此，如本文中所使用之術語「最佳化」係指或意謂識別用於一或多個變數之一或多個值的程序，該一或多個值相比於用於彼等一或多個變數之一或多個值之初始集合提供在至少一個相關度量方面的改良，例如局部最佳。應相應地解釋「最佳」及其他相關術語。在一實施例中，最佳化步驟可反覆應用，以提供一或多個度量之進一步改良。
在一系統之最佳化程序中，可將該系統或程序之優值(figure of merit)表示為成本函數。最佳化程序歸結為尋找最佳化(例如最小化或最大化)成本函數之系統之參數集合(設計變數)的程序。成本函數可取決於最佳化之目標而具有任何適合的形式。舉例而言，成本函數可為系統或程序之某些特性(評估點)相對於此等特性之預期值(例如，理想值)之偏差的加權均方根(RMS)；成本函數亦可為此等偏差之最大值(亦即，最差偏差)。本文中之術語「評估點」應被廣泛地解譯為包括系統或程序之任何特性。歸因於系統或程序之實施的實務性，系統之設計變數可限於有限範圍及/或可相互相依。在微影裝置或圖案化程序之狀況下，約束常常與硬體之物理屬性性質及特性(諸如，可調諧範圍及/或圖案化器件可製造性設計規則)相關聯，且評估點可包括基板上之抗蝕劑影像上之實體點，以及諸如劑量及聚焦之非物理特性。
雖然上文已描述本發明之特定實施例，但應瞭解，可以與所描述之方式不同的其他方式來實踐本發明。舉例而言，本發明可採取以下形式：電腦程式，其含有描述如本文中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、磁碟或光碟)，其中儲存有此電腦程式。
在方塊圖中，所說明之組件被描繪為離散功能區塊，但實施例不限於本文中所描述之功能性如所說明來組織之系統。由組件中之每一者提供的功能性可由軟體或硬體模組提供，該等模組以與目前所描繪之方式不同之方式組織，例如，可摻和、結合、複寫、分解、分配(例如，在資料中心內或地理上)，或以另外不同方式組織此軟體或硬體。本文中所描述之功能性可由執行儲存於有形的、非暫時性機器可讀媒體上之程式碼之一或多個電腦的一或多個處理器提供。在一些狀況下，第三方內容遞送網路可主控經由網路傳達之資訊中的一些或全部，在此狀況下，在據稱供應或以另外方式提供資訊(例如，內容)之情況下，可藉由發送指令以自內容遞送網路擷取彼資訊提供該資訊。
除非另外具體地陳述，否則如自論述顯而易見，應瞭解，貫穿本說明書，利用諸如「處理」、「計算(computing/calculating)」、「判定」或其類似者之術語的論述係指諸如專用電腦或相似專用電子處理/計算器件之特定裝置的動作或程序。
讀者應瞭解，本申請案描述若干發明。申請人已將此等發明分組成單一文件，而非將彼等發明分離成多個經隔離專利申請案，此係因為該等發明之相關主題可在應用程序中有助於經濟發展。但不應合併此等發明之相異優點及態樣。在一些狀況下，實施例解決本文中所提到之所有不足，但應理解，該等發明係獨立地有用，且一些實施例僅解決此等問題之子集或供應其他未經提及之益處，該等益處對於檢閱本發明之熟習此項技術者將顯而易見。歸因於成本約束，目前可不主張本文中所揭示之一些發明，且可在稍後申請案(諸如接續申請案或藉由修正本技術方案)中主張該等發明。相似地，歸因於空間限制，本文獻之[發明摘要]及[發明內容]章節皆不應視為含有所有此等發明之全面列舉或此等發明之所有態樣。
下文之經編號實施例清單中揭示本發明之另外實施例： 1. 一種控制一圖案化程序之方法，其包含： 獲得由通過一基板上之一結構之一目標層的一蝕刻路徑中的傾角之一量測產生的傾角資料，該傾角表示該蝕刻路徑之一方向與該目標層之平面之一垂線的一偏差；及 使用該傾角資料來控制一圖案化程序，該圖案化程序用以在一另外層中形成一圖案。 2. 如實施例1之方法，其中該圖案化程序包含一蝕刻程序，且該傾角資料用以控制該蝕刻程序。 3. 如實施例2之方法，其中在藉由該蝕刻程序而在該目標層上方之一層中形成一圖案期間，施加對該蝕刻程序之該控制。 4. 如實施例2或3之方法，其中在藉由該蝕刻程序而在該結構之一隨後形成的例項中或該例項上之一層中形成一圖案期間，施加對該蝕刻程序之該控制。 5. 如實施例2至4中任一項之方法，其中對該蝕刻程序之該控制包含控制以下各者中之一或多者：跨越一基板之一熱圖案、用於該蝕刻程序中之電漿中的一化學濃度圖案、在該蝕刻程序期間圍繞一基板之一電場圖案、在該蝕刻程序期間施加至一或多個電極之一電壓。 6. 如任一前述實施例之方法，其中： 該圖案化程序包含一微影圖案轉印步驟，在該微影圖案轉印步驟中，一圖案化器件用以在一輻射光束之橫截面中向該輻射光束賦予一圖案，從而界定待藉由該微影圖案轉印步驟轉印之一圖案；且 該傾角資料用以控制該微影圖案轉印步驟。 7. 如實施例6之方法，其中在藉由該微影圖案轉印步驟而在該目標層上方之一層中形成一圖案期間，施加對該微影圖案轉印步驟之該控制。 8. 如實施例6或7之方法，其中在藉由該微影圖案轉印步驟而在該結構之一隨後形成的例項中或該例項上之一層中形成一圖案期間，施加對該微影圖案轉印步驟之該控制。 9. 如實施例6至8中任一項之方法，其中對該微影圖案轉印步驟之該控制包含修改該圖案化器件。 10. 如實施例6至9中任一項之方法，其中對該微影圖案轉印步驟之該控制包含修改以下各者中之一或多者：由該輻射光束施加之一劑量、該輻射光束之一焦點、施加至該輻射光束之一或多個光學像差。 11. 如實施例6至10中任一項之方法，其中對該微影圖案轉印步驟之該控制包含：改變藉由該微影圖案轉印步驟而在一層中形成之一圖案與一不同層中之一圖案之間的一標稱疊對。 12. 如任一前述實施例之方法，其中該圖案化程序包含一沈積步驟，在該沈積步驟中沈積一材料層，且該所量測傾角用以控制該沈積步驟。 13. 如實施例12之方法，其中在藉由該沈積步驟而在該目標層上方形成一層期間，施加對該沈積步驟之該控制。 14. 如實施例12或13之方法，其中在藉由該沈積步驟而在該結構之一隨後形成的例項中或該例項上形成一層期間，施加對該沈積步驟之該控制。 15. 如實施例12至14中任一項之方法，其中對該沈積步驟之該控制包含在藉由該沈積步驟而沈積之該材料層中控制以下各者中之一或多者：一應力分佈、一高度分佈、一密度分佈、一組成分佈。 16. 如任一前述實施例之方法，其中該結構係藉由一蝕刻程序而形成，該蝕刻程序包含： 一第一蝕刻步驟，其中將一圖案蝕刻至該目標層上方之一層中；及 一第二蝕刻步驟，其中將一圖案蝕刻至該目標層中， 其中蝕刻至該目標層上方之該層中的該圖案界定蝕刻至該目標層中之該圖案。 17. 如實施例16之方法，其進一步包含量測該結構之不同層中之圖案之間的疊對，而與對通過該目標層之該蝕刻路徑中的傾角之該量測無關。 18. 如實施例17之方法，其中： 該所量測疊對與該目標層中之該所量測傾角組合使用，以推斷藉由該第一蝕刻步驟蝕刻之該層中之一蝕刻路徑中的一傾角。 19. 如實施例18之方法，其中該所推斷傾角用以在形成該結構之一隨後形成的例項期間控制該第一蝕刻程序。 20. 如實施例18或19之方法，其中改變該目標層與一不同層之間的一標稱疊對以補償該所推斷傾角。 21. 如實施例1至15中任一項之方法，其進一步包含量測該結構之不同層中之圖案之間的疊對，而與對通過該目標層之該蝕刻路徑中的傾角之該量測無關。 22. 如任一前述實施例之方法，其中對傾角之該量測包含對傾角之一直接量測。 23. 如任一前述實施例之方法，其中對傾角之該量測包含對傾角之一非破壞性量測。 24. 如任一前述實施例之方法，其包含執行對傾角之該量測。 25. 如任一前述實施例之方法，其中對傾角之該量測包含運用輻射照明該結構及偵測藉由該結構而重新導向之輻射。 26. 如實施例25之方法，其中該所偵測輻射主要為零階輻射。 27. 如實施例25至26中任一項之方法，其中自藉由該結構而重新導向之輻射之一偵測表示的一不對稱分量提取該傾角。 28. 如實施例27之方法，其中該偵測表示包含一偵測光瞳表示。 29. 如任一前述實施例之方法，其中該結構包含一器件結構。 30. 如任一前述實施例之方法，其中該結構包含在包含一器件結構之一基板晶粒內的一非器件結構。 31. 一種器件製造方法，其包含： 在一基板上形成包含一目標層之一結構； 獲得由通過該目標層的一蝕刻路徑中的傾角之一量測產生的傾角資料，該傾角表示該蝕刻路徑之一方向與該目標層之平面之一垂線的一偏差；及 使用該傾角資料來控制一圖案化程序，該圖案化程序用以在一另外層中形成一圖案。 32. 一種電腦程式產品，其包含其上具有指令之電腦非暫時性可讀媒體，該等指令在由一電腦執行時實施如實施例1至30中任一項之方法。
應理解，本說明書及圖式並不意欲將本發明限於所揭示之特定形式，而正相反，本發明意欲涵蓋屬於如由所附申請專利範圍所界定之本發明之精神及範疇的所有修改、等效物及替代方案。
鑒於本說明書，本發明之各種態樣之修改及替代實施例將對於熟習此項技術者而言顯而易見。因此，本說明書及圖式應被理解為僅為說明性的且係出於教示熟習此項技術者進行本發明之一般方式之目的。應理解，本文中所展示及描述之本發明之形式應被視為實施例之實例。元件及材料可替代本文中所說明及描述之元件及材料，部分及程序可被反轉或被省略，可獨立利用某些特徵，且可組合實施例或實施例之特徵，此皆如對熟習此項技術者在獲得本發明之本說明書之益處之後將顯而易見的。可在不脫離如在以下申請專利範圍中所描述之本發明之精神及範疇的情況下對本文中所描述之元件作出改變。本文中所使用之標題僅為達成組織性目的，且不意欲用以限制本說明書之範疇。
如貫穿本申請案所使用，詞「可」係以准許之意義(亦即，意謂有可能)而非強制性之意義(亦即，意謂必須)來使用。詞「包括(include/including/includes)」及其類似者意謂包括但不限於。如貫穿本申請案所使用，單數形式「a/an/the」包括複數個參照物，除非內容另有明確地指示。因此，舉例而言，對「元件(an element/a element)」之參考包括兩個或多於兩個元件之組合，儘管會針對一或多個元件使用其他術語及短語，諸如「一或多個」。除非另有指示，否則術語「或」係非獨占式的，亦即，涵蓋「及」與「或」兩者。描述條件關係之術語，例如，「回應於X，而Y」、「在X後，即Y」、「若X，則Y」、「當X時，Y」及其類似者涵蓋因果關係，其中前提為必要的因果條件，前提為充分的因果條件，或前提為結果的貢獻因果條件，例如，「在條件Y獲得後，即出現狀態X」對於「僅在Y後，才出現X」及「在Y及Z後，即出現X」為通用的。此等條件關係不限於即刻遵循前提而獲得之結果，此係由於可延遲一些結果，且在條件陳述中，前提連接至其結果，例如，前提係與出現結果之可能性相關。除非另有指示，否則複數個特質或功能經映射至複數個物件(例如，執行步驟A、B、C及D之一或多個處理器)之陳述涵蓋所有此等特質或功能經映射至所有此等物件及特質或功能之子集經映射至特質或功能之子集兩者(例如，所有處理器各自執行步驟A至D，及其中處理器1執行步驟A，處理器2執行步驟B及步驟C之一部分，且處理器3執行步驟C之一部分及步驟D之狀況)。另外，除非另外指示，否則一個值或動作係「基於」另一條件或值之陳述涵蓋條件或值為單獨因數之情況及條件或值為複數個因數當中之一個因數之情況兩者。除非另外指示，否則某一集合之「每一」例項具有某一性質之陳述不應被讀取成排除以下狀況：其中較大集合之一些以其他方式相同或相似的部件不具有該性質，亦即，每一者未必意謂每一者。
在某些美國專利、美國專利申請案或其他材料(例如論文)已以引用方式併入之情況下，此等美國專利、美國專利申請案及其他材料之文字僅在此材料與本文中所闡述之陳述及圖式之間不存在衝突之情況下以引用的方式併入。在存在此類衝突的情況下，在此類以引用方式併入的美國專利、美國專利申請案及其他材料中之任何此類衝突文字並不特定地以引用方式併入本文中。
以上描述意欲為說明性，而非限制性的。因此，對於熟習此項技術者將顯而易見，可在不脫離下文所闡明之申請專利範圍之精神及範疇的情況下對所描述之本發明進行修改。
0‧‧‧零階射線/繞射射線
+1‧‧‧一階射線/繞射射線/階
+1(N)‧‧‧+1繞射射線
-1‧‧‧一階射線/繞射射線/階
-1(S)‧‧‧-1繞射射線
2‧‧‧輻射投影儀
4‧‧‧光譜儀偵測器
10‧‧‧光譜
11‧‧‧輸出
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
30'‧‧‧目標圖案/目標
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‧‧‧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
108‧‧‧輻射分佈
110‧‧‧輻射源
120‧‧‧透鏡系統
130‧‧‧孔徑板/干涉濾光器
140‧‧‧透鏡系統
150‧‧‧部分反射表面
160‧‧‧物鏡/透鏡系統
170‧‧‧偏振器/照明射線/入射射線
172‧‧‧照明射線/入射射線
174‧‧‧繞射射線
176‧‧‧繞射射線
180‧‧‧光學元件
182‧‧‧光學系統
186‧‧‧孔徑
190‧‧‧感測器/偵測器
200‧‧‧微影裝置/微影工具/量測分支
202‧‧‧量測站
204‧‧‧曝光站
206‧‧‧微影裝置控制單元/數學模型
208‧‧‧塗佈裝置/輻射分佈
210‧‧‧烘烤裝置/數值馬克士威求解程序
212‧‧‧顯影裝置/區塊
220‧‧‧基板
222‧‧‧裝置/蝕刻站
223‧‧‧蝕刻控制器
224‧‧‧裝置/蝕刻後清潔及/或退火站
226‧‧‧裝置
230‧‧‧基板/感測器
232‧‧‧基板
234‧‧‧基板
238‧‧‧監督控制系統
240‧‧‧度量衡裝置
242‧‧‧度量衡結果
250‧‧‧進階程序控制系統
252‧‧‧信號
300‧‧‧場光闌/板
302‧‧‧孔徑
310‧‧‧下部層
320‧‧‧器件層
330‧‧‧另外層
340‧‧‧光阻層
350‧‧‧蝕刻方向
360‧‧‧電場
401‧‧‧下部層
402‧‧‧目標層
403‧‧‧上部層
404‧‧‧圖案化層
411‧‧‧下部參考特徵
413‧‧‧上部參考特徵
420‧‧‧蝕刻路徑
421‧‧‧路徑
422‧‧‧路徑
423‧‧‧硬光罩層
430‧‧‧垂線
440‧‧‧移位
441‧‧‧右側路徑
442‧‧‧左側路徑
1000‧‧‧第一結構
1005‧‧‧第二結構
1010‧‧‧對稱軸線
1015‧‧‧點
1020‧‧‧箭頭
1025‧‧‧箭頭
1030‧‧‧光瞳影像
1032‧‧‧對稱軸線
1034‧‧‧軸線
1035‧‧‧光瞳影像
1040‧‧‧疊對
1045‧‧‧軸線
1050‧‧‧箭頭
1055‧‧‧箭頭
1060‧‧‧光瞳影像
1065‧‧‧光瞳影像
1075‧‧‧區
1080‧‧‧區
3200‧‧‧電腦系統
3202‧‧‧匯流排
3204‧‧‧處理器
3205‧‧‧處理器
3206‧‧‧主記憶體
3208‧‧‧唯讀記憶體
3210‧‧‧儲存器件
3212‧‧‧顯示器
3214‧‧‧輸入器件
3216‧‧‧游標控制件
3218‧‧‧通信介面
3220‧‧‧網路鏈路
3222‧‧‧區域網路
3224‧‧‧主電腦
3226‧‧‧網際網路服務提供者(ISP)
3228‧‧‧網際網路
3230‧‧‧伺服器
AD‧‧‧調整器
B‧‧‧輻射光束
BD‧‧‧光束遞送系統
C‧‧‧目標部分
CO‧‧‧聚光器
h‧‧‧高度
I‧‧‧照明射線/入射射線
Ii‧‧‧強度
Ii'‧‧‧強度
IF‧‧‧位置感測器
IL‧‧‧照明系統/照明器
IN‧‧‧積光器
LA‧‧‧微影裝置
MA‧‧‧圖案化器件/光罩
MT‧‧‧支撐結構/光罩台
M1‧‧‧光罩對準標記
M2‧‧‧光罩對準標記
O‧‧‧光軸/軸線
OV‧‧‧疊對誤差
PM‧‧‧第一定位器
PS‧‧‧投影系統
PU‧‧‧處理器及控制器
PW‧‧‧第二定位器
P1‧‧‧基板對準標記
P2‧‧‧基板對準標記
S‧‧‧照明光點
SO‧‧‧輻射源
Si‧‧‧強度
T‧‧‧目標
t‧‧‧厚度
W‧‧‧基板
WT‧‧‧基板台
w‧‧‧寬度
α‧‧‧側壁角
θ‧‧‧傾角
現在將參考隨附示意性圖式僅作為實例來描述實施例，在該等圖式中對應元件符號指示對應部件：
圖1描繪微影裝置；
圖2描繪圖1之微影裝置與其他裝置一起用於形成半導體器件之生產設施；
圖3A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一實施例之目標的量測裝置之示意圖；
圖3B為用於給定照明方向之目標之繞射光譜的示意性細節；
圖3C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3D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的組合第一對孔徑與第二對孔徑之第三對照明孔徑的示意性說明；
圖4示意性地描繪基板上之多重週期性結構(例如，多重光柵)目標之形式及量測光點之輪廓；
圖5示意性地描繪圖3之裝置中獲得的圖4之目標的影像；
圖6示意性地描繪度量衡裝置及度量衡技術之實例；
圖7示意性地描繪度度量衡裝置之實例；
圖8說明度量衡裝置之照明光點與度量衡目標之間的關係；
圖9示意性地描繪基於量測資料導出一或多個所關注變數之程序；
圖10A示意性地描繪實例單位胞元、相關聯光瞳表示及相關聯導出之光瞳表示；
圖10B示意性地描繪實例單位胞元、相關聯光瞳表示及相關聯導出之光瞳表示；
圖10C示意性地描繪包含單位胞元之一或多個實體例項的實例目標；
圖11示意性地說明蝕刻誘發之疊對誤差的源；
圖12描繪通過目標層之蝕刻路徑的傾角；
圖13描繪藉由使上部層移位來補償圖12之傾角；
圖14描繪藉由使下部層移位來補償圖12之傾角；
圖15描繪藉由控制蝕刻程序或目標層或周圍層中之應力分佈來移除圖12之傾角；
圖16至圖18描繪包含多個步驟之蝕刻程序中的載物台；
圖19描繪由通過目標層上方之層的蝕刻路徑中之傾角引起的明顯疊對；
圖20比較在直接量測目標層中之傾角(左側)與不直接量測目標層中之傾角(右側)的情況下，控制在圖16至圖18之蝕刻程序中蝕刻目標層的結果；且
圖21示意性地描繪可實施本發明之實施例的電腦系統。

Claims (15)

  1. 一種控制一圖案化程序之方法，其包含： 獲得由通過一基板上之一結構之一目標層的一蝕刻路徑中的傾角之一量測產生的傾角資料，該傾角表示該蝕刻路徑之一方向與該目標層之平面之一垂線的一偏差；及 使用該傾角資料來控制一圖案化程序，該圖案化程序用以在一另外層中形成一圖案。
  2. 如請求項1之方法，其中該圖案化程序包含一蝕刻程序，且該傾角資料用以控制該蝕刻程序。
  3. 如請求項2之方法，其中在藉由該蝕刻程序而在該目標層上方之一層中形成一圖案期間，施加對該蝕刻程序之該控制。
  4. 如請求項2或3之方法，其中在藉由該蝕刻程序而在該結構之一隨後形成的例項中或該例項上之一層中形成一圖案期間，施加對該蝕刻程序之該控制。
  5. 如請求項2或3之方法，其中對該蝕刻程序之該控制包含控制以下各者中之一或多者：跨越一基板之一熱圖案、用於該蝕刻程序中之電漿中的一化學濃度圖案、在該蝕刻程序期間圍繞一基板之一電場圖案、在該蝕刻程序期間施加至一或多個電極之一電壓。
  6. 如請求項1之方法，其中： 該圖案化程序包含一微影圖案轉印步驟，在該微影圖案轉印步驟中，一圖案化器件用以在一輻射光束之橫截面中向該輻射光束賦予一圖案，從而界定待藉由該微影圖案轉印步驟轉印之一圖案；且 該傾角資料用以控制該微影圖案轉印步驟。
  7. 如請求項6之方法，其中在藉由該微影圖案轉印步驟而在該目標層上方之一層中形成一圖案期間，施加對該微影圖案轉印步驟之該控制。
  8. 如請求項6或7之方法，其中對該微影圖案轉印步驟之該控制包含修改該圖案化器件。
  9. 如請求項1之方法，其中該圖案化程序包含一沈積步驟，在該沈積步驟中沈積一材料層，且該所量測傾角用以控制該沈積步驟。
  10. 如請求項9之方法，其中對該沈積步驟之該控制包含在藉由該沈積步驟而沈積之該材料層中控制以下各者中之一或多者：一應力分佈、一高度分佈、一密度分佈、一組成分佈。
  11. 如請求項1之方法，其中該結構係藉由一蝕刻程序而形成，該蝕刻程序包含： 一第一蝕刻步驟，其中將一圖案蝕刻至該目標層上方之一層中；及 一第二蝕刻步驟，其中將一圖案蝕刻至該目標層中， 其中蝕刻至該目標層上方之該層中的該圖案界定蝕刻至該目標層中之該圖案。
  12. 如請求項11之方法，其進一步包含量測該結構之不同層中之圖案之間的疊對，而與對通過該目標層之該蝕刻路徑中的傾角之該量測無關。
  13. 如請求項1之方法，其中對傾角之該量測包含對傾角之一非破壞性量測。
  14. 如請求項1之方法，其包含執行對傾角之該量測。
  15. 如請求項1之方法，其中對傾角之該量測包含運用輻射來照明該結構及偵測藉由該結構而重新導向之輻射。
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