TW201921140A

TW201921140A - 判定圖案轉印程序之參數之方法及器件製造方法

Info

Publication number: TW201921140A
Application number: TW107129059A
Authority: TW
Inventors: 維特明柯恩凡; 王蔚鈞; 保羅強納森特納; 納馬拉艾略特葛雷德麥克; 吉亞科摩米瑟立
Original assignee: 荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司
Priority date: 2017-08-23
Filing date: 2018-08-21
Publication date: 2019-06-01
Also published as: US20190064653A1; US10955744B2; WO2019038054A9; WO2019038054A1

Abstract

本發明揭示一種判定一圖案轉印程序之一參數之方法以及器件製造方法。在一配置中，一種方法包含獲得由一結構重新導向之輻射的一偵測到之表示。該結構為藉由將一圖案處理應用至藉由一圖案轉印程序而轉印至一較早形成之結構的一圖案所形成的一結構。該圖案處理係用以在該較早形成之結構之一水平平面中移除一或多個選定區以在該水平平面中形成一圖案。該圖案係由相對於一鏡面對稱軸鏡面對稱的一單位胞元界定。判定該偵測到之表示中之一不對稱性。使用該偵測到之表示中之該經判定不對稱性以判定該圖案轉印程序之一參數。

Description

判定圖案轉印程序之參數之方法及器件製造方法

本發明之描述係關於一種判定圖案轉印程序之參數之方法及使用微影之器件製造方法。

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(其替代地被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。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。此器件製造程序可被認為是圖案化程序。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。另外，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，度量衡程序係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的特徵之相對定位(例如對齊、疊對、對準等)或尺寸(例如線寬、臨界尺寸(CD)、厚度等)，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(例如在特性之預定範圍之外)，則可例如基於該一或多個特性之量測設計或變更圖案化程序之一或多個變數，使得藉由該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，功能性元件之尺寸已不斷地縮減，而每器件功能性元件(諸如電晶體)之量已穩定地增加。同時，對在疊對、臨界尺寸(CD)等方面之準確度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。舉例而言，可自光學像差、圖案化器件加熱、圖案化器件誤差及/或基板加熱產生成像誤差，且可依據(例如)疊對、CD等來特性化成像誤差。另外或替代地，可在圖案化程序之其他部分中(諸如在蝕刻、顯影、烘烤等中)引入誤差，且相似地，可依據(例如)疊對、CD等來特性化該誤差。該誤差可造成在器件之運行方面之問題，包括器件運行之故障，或運行器件之一或多個電氣問題。因此，需要能夠特性化此等誤差中之一或多者且採取步驟以設計、修改、控制等圖案化程序以縮減或最小化此等誤差中的一或多者。

需要改良用於判定諸如圖案轉印程序之圖案化程序之參數的現有方法及裝置。

根據一態樣，提供一種判定一圖案轉印程序之一參數之方法，其包含：獲得由一結構重新導向之輻射的一偵測到之表示，該結構為藉由將一圖案處理應用至藉由該圖案轉印程序而轉印至一較早形成之結構的一圖案所形成的一結構，該圖案處理係用以在該較早形成之結構之一水平平面中移除一或多個選定區以在該水平平面中形成一圖案，該圖案係由相對於一鏡面對稱軸鏡面對稱的一單位胞元界定；判定該偵測到之表示中之一不對稱性；及使用該偵測到之表示中之該經判定不對稱性以判定該圖案轉印程序之一參數。

根據一態樣，提供一種器件製造方法，其包含：使用一圖案轉印程序以將一圖案轉印至一基板上；藉由將一圖案處理應用至藉由該圖案轉印程序轉印至該基板上的該圖案而形成一結構，該圖案經轉印至該基板上之一較早形成之結構上，其中該圖案處理係用以在該較早形成之結構之一平面中移除一或多個選定區以在該平面中形成一圖案，該圖案係由相對於一鏡面對稱軸鏡面對稱的一單位胞元界定；運用輻射照明該結構且獲得由該結構重新導向之輻射的一偵測到之表示；判定輻射之該偵測到之表示中之一不對稱性；及基於輻射之該偵測到之表示中之該經判定不對稱性來控制該圖案轉印程序之一後續執行。

根據一態樣，提供一種器件製造方法，其包含：使用一圖案轉印程序以將一圖案轉印至一基板上；藉由將一圖案處理應用至藉由該圖案轉印程序轉印至該基板上的該圖案而形成一結構，該圖案經轉印至該基板上之一較早形成之結構上，其中該圖案處理係用以在該較早形成之結構之一平面中移除一或多個選定區以在該平面中形成一圖案，該圖案係由相對於一鏡面對稱軸鏡面對稱的一單位胞元界定；運用輻射照明該結構且獲得由該結構重新導向之輻射的一偵測到之表示；處理輻射之該偵測到之表示以提取表示輻射之該偵測到之表示中之一不對稱性的一信號；及基於該經提取信號針對該結構之一隨後形成之例項而控制該圖案處理。

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DUV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) 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 (例如包含一或多個晶粒)上，該投影系統被支撐於參考框架(RF)上。

照明系統可包括用於導向、塑形或控制輻射之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)的方式來支撐圖案化器件。支撐結構可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術以固持圖案化器件。支撐結構可為(例如)框架或台，其可根據需要而固定或可移動。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」之任何使用皆與更一般之術語「圖案化器件」同義。

本文中所使用之術語「圖案化器件」應被廣泛地解譯為係指可用以在基板之目標部分中賦予圖案之任何器件。在一實施例中，圖案化器件為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液晶顯示器(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。

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」之任何使用皆與更一般之術語「投影系統」同義。

投影系統PS具有可非均一且可影響成像於基板W上之圖案之光學轉移函數。對於非偏振輻射，此等效應可由兩個純量映像相當良好地描述，該兩個純量映像描述依據射出投影系統PS之輻射之光瞳平面中之位置而變化的該輻射之透射(變跡)及相對相位(像差)。可將可被稱作透射映像及相對相位映像之此等純量映像表達為基底函數全集之線性組合。一特別方便集合為任尼克多項式，其形成單位圓上所定義之正交多項式集合。每一純量映像之判定可涉及判定此展開式中之係數。由於任尼克多項式在單位圓上正交，故可藉由依次計算經量測純量映像與每一任尼克多項式之內積且將此內積除以彼任尼克多項式之範數之平方來判定任尼克係數。

透射映像及相對相位映像係場及系統相依的。亦即，一般而言，每一投影系統PS將針對每一場點(亦即，針對投影系統PS之影像平面中之每一空間部位)具有一不同任尼克展開式。可藉由將輻射(例如)自投影系統PS之物件平面(亦即，圖案化器件MA之平面)中之類點源投影通過投影系統PS且使用剪切干涉計以量測波前(亦即，具有相同相位之點之軌跡)來判定投影系統PS在其光瞳平面中之相對相位。剪切干涉計為共同路徑干涉計，且因此，有利地，無需次級參考光束來量測波前。剪切干涉計可包含：繞射光柵，例如，投影系統之影像平面(亦即，基板台WT)中之二維柵格；及偵測器，其經配置以偵測與投影系統PS之光瞳平面共軛的平面中之干涉圖案。干涉圖案係與輻射之相位相對於在剪切方向上在光瞳平面中之座標的導數相關。偵測器可包含感測元件陣列，諸如電荷耦合器件(CCD)。

微影裝置之投影系統PS可不產生可見條紋，且因此，可使用相位步進技術(諸如移動繞射光柵)來增強波前判定之準確度。可在繞射光柵之平面中及在垂直於量測之掃描方向的方向上執行步進。步進範圍可為一個光柵週期，且可使用至少三個(均一地分佈之)相位步進。因此，舉例而言，可在y方向上執行三個掃描量測，每一掃描量測係針對在x方向上之一不同位置而執行。繞射光柵之此步進將相位變化有效地變換成強度變化，從而允許判定相位資訊。光柵可在垂直於繞射光柵之方向(z方向)上步進以校準偵測器。

可藉由將輻射(例如)自投影系統PS之物件平面(亦即，圖案化器件MA之平面)中之類點源投影通過投影系統PS且使用偵測器來量測與投影系統PS之光瞳平面共軛的平面中之輻射強度來判定投影系統PS在其光瞳平面中之透射(變跡)。可使用與用以量測波前以判定像差的偵測器同一個偵測器。

投影系統PS可包含複數個光學(例如，透鏡)元件且可進一步包含調整機構AM，該調整機構經組態以調整該等光學元件中之一或多者以便校正像差(橫越貫穿場之光瞳平面之相位變化)。為了達成此校正，調整機構可操作而以一或多種不同方式操控投影系統PS內之一或多個光學(例如，透鏡)元件。投影系統可具有座標系，其中其光軸在z方向上延伸。調整機構可操作以進行以下各項之任何組合：使一或多個光學元件位移；使一或多個光學元件傾斜；及/或使一或多個光學元件變形。光學元件之位移可在任何方向(x、y、z或其組合)上進行。光學元件之傾斜通常出自垂直於光軸之平面藉由圍繞在x及/或y方向上之軸線旋轉而進行，但對於非旋轉對稱之非球面光學元件可使用圍繞z軸之旋轉。光學元件之變形可包括低頻形狀(例如，像散)及/或高頻形狀(例如，自由形式非球面)。可(例如)藉由使用一或多個致動器以對光學元件之一或多個側施加力及/或藉由使用一或多個加熱元件以加熱光學元件之一或多個選定區來執行光學元件之變形。一般而言，沒有可能調整投影系統PS以校正變跡(橫越光瞳平面之透射變化)。可在設計用於微影裝置LA之圖案化器件(例如，光罩) MA時使用投影系統PS之透射映像。使用計算微影技術，圖案化器件MA可經設計為用以至少部分地校正變跡。

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)。

微影裝置可屬於具有兩個(雙載物台)或多於兩個台(例如，兩個或多於兩個基板台WTa、WTb、兩個或多於兩個圖案化器件台、在無專用於(例如)促進量測及/或清潔等之基板的情況下在投影系統下方之基板台WTa及台WTb)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。舉例而言，可進行使用對準感測器AS之對準量測及/或使用位階感測器LS之位階(高度、傾角等)量測。

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，圖案化器件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。

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，源及微影裝置可為分離的實體。在此等狀況下，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連同光束遞送系統BD (在需要時)可被稱作輻射系統。

照明器IL可包含經組態以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可包含各種其他組件，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入射於被固持於支撐結構(例如，光罩台) MT上之圖案化器件(例如，光罩) MA上，且係由該圖案化器件圖案化。在已橫穿圖案化器件MA的情況下，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、2-D編碼器或電容性感測器)，可準確地移動基板台WT，例如，以便將不同目標部分C定位於輻射光束B之路徑中。相似地，第一定位器PM及另一位置感測器(其未在圖1中被明確地描繪)可用以(例如)在自光罩庫之機械擷取之後或在掃描期間相對於輻射光束B之路徑來準確地定位圖案化器件MA。一般而言，可憑藉形成第一定位器PM之部分之長衝程模組(粗略定位)及短衝程模組(精細定位)來實現支撐結構MT之移動。相似地，可使用形成第二定位器PW之部分之長衝程模組及短衝程模組來實現基板台WT之移動。在步進器(相對於掃描器)之狀況下，支撐結構MT可僅連接至短衝程致動器，或可固定。可使用圖案化器件對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化器件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MA上之情形中，圖案化器件對準標記可位於該等晶粒之間。

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，使支撐結構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，同步地掃描支撐結構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相對於支撐結構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，使支撐結構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WT。在此模式中，通常使用脈衝式輻射源，且在基板台WT之每一移動之後或在一掃描期間之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。

亦可使用對上文所描述之使用模式之組合及/或變化或完全不同之使用模式。

如圖2所展示，微影裝置LA可形成微影製造單元LC (有時亦被稱作叢集)之部分，微影製造單元LC亦包括用以對基板執行曝光前程序及曝光後程序之裝置。通常，此等裝置包括用以沈積一或多個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/或一或多個烘烤板BK。基板處置器或機器人RO自輸入/輸出埠I/O1、I/O2拾取一或多個基板，在不同程序裝置之間移動基板且將基板遞送至微影裝置之裝載匣LB。常常被集體地稱作塗佈顯影系統(track)之此等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而控制微影裝置。因此，不同裝置可經操作以最大化產出率及處理效率。

為了正確地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或判定一或多個屬性，諸如疊對(其可(例如)在上覆層中之結構之間，或在同一層中之已藉由(例如)雙重圖案化程序分離地提供至該層之結構之間)、線厚度、臨界尺寸(CD)、焦點偏移、材料屬性等。因此，微影製造單元LC位於其中之製造設施亦通常包括度量衡系統MET，度量衡系統MET接收已在微影製造單元中經處理之基板W中的一些或全部。度量衡系統MET可為微影製造單元LC之部分，例如，其可為微影裝置LA之部分。

可將度量衡結果直接或間接地提供至監督控制系統SCS。若偵測到誤差，則可對後續基板之曝光(尤其在可足夠迅速且快速完成檢測使得該批量之一或多個其他基板仍待曝光之情況下)及/或對經曝光基板之後續曝光進行調整。又，已經曝光之基板可被剝離及重工以改良良率，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另外曝光。

在度量衡系統MET內，度量衡裝置用以判定基板之一或多個屬性，且尤其判定不同基板之一或多個屬性如何變化或同一基板之不同層在不同層間如何變化。度量衡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。為了實現快速量測，需要使度量衡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低對比度-在已曝光至輻射之抗蝕劑之部分與尚未曝光至輻射之抗蝕劑之部分之間僅存在極小折射率差-且並非所有度量衡裝置皆具有足夠敏感度以進行潛影之有用量測。因此，可在曝光後烘烤步驟(PEB)之後進行量測，曝光後烘烤步驟通常為對經曝光之基板進行之第一步驟且增加抗蝕劑之經曝光之部分與未經曝光之部分之間的對比度。在此階段，抗蝕劑中之影像可被稱為半潛影(semi-latent)。亦有可能對經顯影之抗蝕劑影像進行量測-此時，抗蝕劑之經曝光部分抑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對經顯影抗蝕劑影像進行量測。後一可能性限制重工有缺陷基板之可能性，但仍可提供有用資訊。

為了實現度量衡，可將一或多個目標提供於基板上。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週期性結構(例如，光柵)，其經印刷成使得在顯影之後，該一或多個週期性結構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(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號中發現暗場度量衡之實例，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的以繞射為基礎之疊對實現對較小目標之疊對量測。此等目標可小於照明光點且可由基板上之器件產品結構環繞。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中或併入於微影製造單元LC中。貫穿該裝置具有若干分支之光軸係由點線O表示。在此裝置中，由輸出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配置之雙重序列而配置。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，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來進行此選擇。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提供來自僅出於描述起見而經指定為「北」之方向的離軸照明。在第二照明模式中，孔徑板13S用以提供相似照明，但相似照明來自被標註為「南」之相對方向。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及雙點鏈點線-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，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，週期性結構節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3A及圖3B中所說明之射線被展示為稍微離軸，以純粹地使其能夠在圖解中被較容易地區分。由基板W上之目標繞射之至少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。在以上所描述之情形下，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新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上之目標之影像。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量測之資料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之特定類型。應注意，此處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，二階光束、三階光束及高階光束(圖3中未繪示)亦可用於量測中。

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3C及圖3D中展示不同孔徑板。圖3C說明離軸照明模式之另外兩種類型。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」指明為「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另外兩種類型。在圖3D之第一照明模式中，孔徑板13NW提供來自被指明為如先前所描述之「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一實例中，週期性結構32、33、34、35自身為由上覆週期性結構而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經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。

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)，以便在X及Y方向上繞射入射輻射。在一項實例中，週期性結構32及34為分別具有+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較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分離影像。

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不能解析不同個別週期性結構32至35，但感測器23可解析不同個別週期性結構32至35。暗矩形表示感測器上之影像之場，在此場內，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。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，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分離影像，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一實例。

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 (依據波長而變化的強度)，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新建構導致偵測到之光譜的結構或剖面。一般而言，對於重新建構，結構之一般形式為吾人所知，且根據藉以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根據經量測資料予以判定。此度量衡裝置可經組態為正入射度量衡裝置或斜入射度量衡裝置。此外，除了藉由重新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說明適合用於本文中所揭示之本發明之實施例中的度量衡裝置100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。貫穿該裝置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)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。可使用光柵來代替干涉濾光器。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且至少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。由於板130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，且被返回導向通過部分反射表面150。光學元件180將繞射光束之至少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上之目標之影像。量測分支200可用於各種輔助功能，諸如聚焦度量衡裝置(亦即，使基板W能夠與接物鏡160焦點對準)，及/或用於引言中所提及的類型之暗場成像。

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。可根據放大因子而按比例調整影像，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之平面圖，及圖7之裝置中之照明光點S之範圍。為了獲得無來自周圍結構之干涉的繞射光譜，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新建構，此係因為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而自參數化數學模型206計算/模擬輻射分佈208。參數化數學模型206展示構成目標及與該目標相關聯的各種材料之實例層。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，該等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 、一或多個特徵之側壁角α，及/或特徵之間的相對位置(本文中被認為係疊對)。儘管圖中未繪示，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。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)輸入至重新建構程序。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、節距等之值。

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，為了幫助容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橫越完整目標之例項。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。

除了在重新建構時計算輻射分佈208以外或替代在重新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新建構時使用。

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，則可使參數化數學模型206之變數中的一或多者之值變化，獲得新的所計算輻射分佈208 (例如，計算或自庫獲得)且將其與經量測輻射分佈108進行比較直至在經量測輻射分佈108與輻射分佈208之間存在足夠匹配為止。彼時，參數化數學模型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。通常將對橫越基板W之不同部位處的目標進行許多量測。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之所要部位。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部位。倘若基板及光學系統之相對位置正確，則原則上無關緊要的係，基板與光學系統中之哪一者在真實世界中移動，或其兩者皆移動，抑或光學系統之一部分之組合移動(例如，在Z方向及/或傾斜方向上)，其中光學系統之剩餘部分靜止且基板移動(例如，在X及Y方向上，且視情況亦在Z方向及/或傾斜方向上)。

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的輻射光束之一或多個性質而變化，該等性質例如，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。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)，檢測經圖案化基板且量測/判定經圖案化基板之一或多個參數。舉例而言，一或多個參數可包括：形成於經圖案化基板中或基板上之順次層之間的疊對、(例如)形成於經圖案化基板中或基板上之特徵之臨界尺寸(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。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值與對應於局部變化(例如，個別結構之邊緣粗糙度、形狀不對稱性等)之值之組合導出邊緣置放。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，對應於疊對之標準偏差，對應於圖案化程序中所產生之結構之臨界尺寸均一性(CDU)之標準偏差，對應於圖案化程序中所產生之切口(若存在)之臨界尺寸均一性(CDU)之標準偏差，對應於光學近接效應(OPE)及/或近接偏置平均值(PBA)之標準偏差，其為在節距下之CD與參考CD之間的差，且對應於線邊緣粗糙度(LER)及/或局部置放誤差(LPE)之標準偏差。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，但其他應用亦係已知的。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)來量測不對稱性。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，雖然此等技術有效，但需要提供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)之替代量測技術。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節距。舉例而言，目標特徵寬度或節距可小於或等於器件圖案之最小特徵大小或節距的300%、小於或等於器件圖案之最小特徵大小或節距的200%、小於或等於器件圖案之最小特徵大小或節距的150%，或小於或等於器件圖案之最小特徵大小或節距的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奈米之結構節距。

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微米或更小的橫截面寬度。

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較低層中產生第二結構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，當存在疊對之誤差(例如，非零疊對)時，單位胞元不再幾何學上對稱且按照定義，目標不再幾何學上對稱。

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。此光瞳之實例量測被描繪為光瞳影像1030。雖然光瞳影像1030具有金剛石型形狀，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。

另外，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。

另外，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)在目標之節距、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，該像素可對應於偵測器(例如偵測器190)之像素，但其無需如此；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，像素強度被減去所橫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I_i 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I_i '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S_i 則為S_i = I_i - I_i '。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。檢查相對於光瞳影像1030之對稱點或軸線之對稱性，亦即，在彼狀況下，軸線1032現在被展示為軸線1034。

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，可藉由(例如)自所展示之彼特定像素下之強度I_i 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I_i '以得到S_i 而移除對稱性強度分佈部分。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S_i 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S_i 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。

目標T之幾何域之對稱性改變可歸因於第一結構1000與第二結構1005之間自其預期定位的相對移位而產生。該相對移位可歸因於用以形成第一結構1000之圖案化程序與用以形成第二結構1005之圖案化程序之間的疊對之誤差而發生。

當垂直於基板W及/或運用SEM進行檢視時，不同圖案化程序之間的疊對誤差並非全部被預期產生不同目標圖案之間的相當大相對移位。然而此類疊對誤差可為不合需要的且造成所製造器件之良率或效能降低。

圖11之(a)至(c)示意性地描繪其中藉由圖案轉印程序轉印至基板之圖案用以界定切口將被製成於較早形成之結構中之區的實例。形成切口之程序為基於在早先圖案轉印程序中轉印之圖案進行圖案處理的實例。圖案轉印程序可包含使用光微影曝光並顯影光阻層以轉印圖案。在此實例中，可在後續蝕刻步驟中充當光罩的經轉印圖案可被稱作切割光罩。圖案處理可包含一個或許多不同程序或步驟，但在此實施例中將包含至少一個蝕刻步驟。在此實例中之切割光罩界定切割區300之週期性陣列。切割區300在此實例中被描繪為圓形。在此實例中較早形成之結構包含線特徵302。圖11之(a)描繪在其中圖案轉印程序與較早形成之結構之間不存在未對準(疊對) (亦即其中切割光罩與較早形成之結構完美地對準)的狀況下切割光罩之切割區300與較早形成之結構之線特徵302之間的相對對準。切割光罩之切割區300中的每一者與較早形成之結構之線特徵中之一者完美縱向地對準。圖11之(b)描繪其中切割光罩在第一方向上相對於較早形成之結構未對準(在該圖中向右)的狀況。圖11之(c)描繪其中切割光罩在第二方向上相對於較早形成之結構未對準(在該圖中向左)的狀況。

圖12(a)至(c)示意性地描繪基於經轉印切割光罩圖案執行圖案處理之結果。針對分別在圖11之(a)至(c)中所描繪之組態中的每一者，切口304形成於由切割光罩之切割區300界定之圓形區中。在此理論狀況下，切割光罩與較早形成之結構之間的不同對準看來造成至較早形成之結構之線特徵302中的切口304之幾何形狀之小的局部差異。然而，實務上，圖案處理(例如蝕刻)將涉及將移除此等小的差異之圓化或不精確度，如圖13之(a)至(c)中所描繪(其中為了參考起見將切割光罩之切割區300之位置以虛線描繪)。因此，當自上方檢視時，針對三個對準情境之所得最終結構306彼此不可區分，儘管在每一狀況下在切割光罩與較早形成之結構之間存在不同對準。此外，在最終結構306中之任一者中不存在顯而易見的幾何不對稱性(或對稱性差異)。

以上參看圖11至圖13所描述的類型之處理現在參看圖14至圖35進行進一步詳細地描述。

圖14為包含較早形成之結構及上覆切割光罩之配置相對於圖15中所展示之軸線X-X的示意性截面側視圖，該配置相似於圖11中示意性地描繪之配置。圖15為圖14之配置的俯視圖。在此實例中較早形成之結構包含形成於基板W上之六個層L1至L6。上覆切割光罩係由層L7形成。層L7為已藉由界定所要切割圖案(在此實例中為正方形切割區300陣列)之輻射劑量圖案曝光且經顯影以形成蝕刻光罩的光阻層。因此，已藉由圖案轉印程序將圖案(由經顯影層L7體現)轉印至較早形成之結構。較早形成之結構包含對應於圖11中所描繪之線特徵302的線特徵302。較早形成之結構之線特徵302係由層L4中之材料界定。該等線特徵僅在圖14中被標註為302。在之後的圖中，對應特徵可藉由參考層L4之所標註材料來識別。

圖16為在後續圖案處理步驟之後之圖14及圖15之配置相對於圖17中所展示之軸線X-X的示意性截面側視圖。圖17為圖16之配置的俯視圖。後續圖案處理步驟包含在由切割光罩(層L7)之切割區300界定之區中蝕刻通過層L6。舉例而言，蝕刻可包含ARC蝕刻。

圖18為在後續圖案處理步驟之後之圖16及圖17之配置相對於圖19中所展示之軸線X-X的示意性截面側視圖。圖19為圖18之配置的俯視圖。後續圖案處理步驟包含在由切割光罩(層L7)之切割區300界定之區中蝕刻通過層L5。

圖20為在後續圖案處理步驟之後之圖18及圖19之配置相對於圖21中所展示之軸線X-X的示意性截面側視圖。圖21為圖20之配置的俯視圖。後續圖案處理步驟包含在由切割光罩(層L7)之切割區300界定之區中蝕刻通過層L4。

圖22為在後續圖案處理步驟之後之圖20及圖21之配置相對於圖23中所展示之軸線X-X的示意性截面側視圖。圖23為圖22之配置的俯視圖。後續圖案處理步驟包含主要蝕刻以移除層L3及L4上方之層。此蝕刻步驟可被稱作蝕刻追加(catchup)。層L3及L4在此蝕刻程序期間充當硬式光罩。在此程序期間對應於切割區300之中心區中的底層L2及L1之部分被無意地切割。此可被稱作蝕刻過度。此無意蝕刻之所以發生係因為中心區最初並未受到任何上覆層保護。在切割光罩(層L7)相對於較早形成之結構完美地對準，使得每一切割區300與較早形成之結構之線特徵302 (對應於層L4)完美地對準之狀況下，該無意蝕刻將相對於線特徵302之位置對稱。圖14至圖23描繪此完美對準之實例。此實例中之對稱性為圍繞至頁面中之垂直平面Y-Y的鏡面對稱性，如圖22中所描繪。該對稱性導致由於蝕刻彼此相同(對稱) (例如具有相同深度剖面及寬度)而形成的波谷308。

圖24為在後續圖案處理步驟之後之圖22及圖23之配置相對於圖25中所展示之軸線X-X的示意性截面側視圖。圖25為圖24之配置的俯視圖。後續圖案處理步驟包含運用充當硬式光罩之層L4進行進一步蝕刻。

圖26為在後續圖案處理步驟之後之圖24及圖25之配置相對於圖27中所展示之軸線X-X的示意性截面側視圖。圖27為圖26之配置的俯視圖。後續圖案處理步驟包含提供最終結構306之最終蝕刻步驟，該最終結構在此狀況下係由基板W之材料(例如矽)形成。平面A-A (垂直於頁面)界定實例SEM成像平面。圖26之橫截面中之深度分佈圍繞平面Y-Y鏡面對稱。SEM成像平面A-A中之SEM影像亦將具有圍繞平面Y-Y之相同的鏡面對稱性。

圖28至圖35描繪在用以將初始圖案轉印至光阻層L7 (界定切割光罩)之圖案轉印程序與較早形成之結構(界定線特徵302之位置)之間存在未對準的狀況下之處理。切割光罩相對於較早形成之結構向右移位(亦即使得切割區300相對於線特徵302移位)。

圖28及圖29分別對應於圖20及圖21，其例外之處在於經蝕刻區(通過層L4、L5及L6)歸因於切割光罩與較早形成之結構之間的未對準而向右移位。與圖20及圖21中之情形形成對比，可看到，當自上方檢視時，層L3中之中央隆脊之任一側的區310具有不同面積。如在圖20及圖21中，區310並非鏡面對稱的。當自上方檢視時每一區310之面積判定後續蝕刻步驟中之蝕刻速率。層L3中之中央隆脊右側的區310比層L3中之中央隆脊左側的區310將趨向於更快速地蝕刻。

圖30及圖31對應於圖22及圖23，其例外之處在於圖28及圖29中所展示的區310之區域中之不對稱性會導致中心區中之蝕刻深度分佈之對應不對稱性。相比於層L2中之中央隆脊右側的蝕刻波谷308B (其中蝕刻速率歸因於圖28及圖29中所展示之層L3中之中央隆脊右側的區310之較大面積而較高)，層L2中之中央隆脊左側的蝕刻波谷308A係較淺的(歸因於由圖28及圖29中所展示之層L3中之中央隆脊左側的區310之較小面積造成的較低蝕刻速率)。

圖32至35對應於圖24至圖27，其例外之處在於圖30及圖31中所展示的蝕刻波谷308A及308B之不對稱性會導致基板W在中心區中之蝕刻深度分佈的對應不對稱性。與圖26及圖27中所展示之情形形成對比，圖34及圖35之最終結構306不再具有圍繞平面Y-Y鏡面對稱(參看圖34)的橫截面之深度分佈。然而，成像平面A-A中之SEM影像將未偵測到此不對稱性。SEM影像將看起來與圖26及圖27中所展示的最終結構306之SEM影像相同。

本發明之一些實施例係基於如下認識：由未對準經轉印圖案之圖案處理引起的不對稱深度分佈促成自最終結構散射之輻射中的對應不對稱性，其可用作度量衡之基礎。可例如基於散射輻射之偵測到之光瞳表示中之不對稱性來偵測散射輻射之此不對稱性，如參看圖7至圖10C所描述。該不對稱性與經轉印圖案(例如切割光罩)與較早形成之結構之間的對準相關，且因此可用以提供關於對準之資訊。關於對準之資訊可用以控制後續處理步驟以例如藉由改良後續處理步驟中之對準或藉由進行其他調適以補償或允許未對準，從而改良器件製造程序。因此，關於圖案轉印程序之未對準之資訊可在甚至SEM影像將未偵測到未對準(疊對)的情形下及在自上而下考慮最終結構時，在散射輻射中將預期無不對稱性(無本發明提供之見解)的情形下獲得。

在一實施例中，提供一種判定圖案轉印程序之參數之方法。在一實施例中，該圖案轉印程序之該參數包含藉由該圖案轉印程序轉印之圖案(例如切割光罩)與該較早形成之結構之間的未對準。

該方法包含獲得由結構重新導向之輻射的偵測到之表示。可將輻射導向至結構上且偵測重新導向輻射，如上文參看圖7至圖10C所描述。輻射之偵測到之表示可包含輻射之偵測到之光瞳表示，如上文參看圖7至圖10C所描述。參看圖7所描述的類型之度量衡裝置可用於實例。輻射之偵測到之表示可包含主要零階輻射，如上文所描述。此可在結構包含諸如器件結構之高解析度目標的情況下特別合乎需要。因此，在一實施例中，結構包含器件結構。在其他實施例中，該結構包含在包含器件結構之基板晶粒內的非器件結構。

該結構包含藉由將圖案處理應用至藉由圖案轉印程序而轉印至較早形成之結構的圖案所形成的結構。圖13之(a)至(c)、圖26、圖27、圖34及圖35中所展示之最終結構306為此類結構之實例。在此等實例中，圖案轉印程序界定切割光罩。圖案轉印程序因此在此實例中包含光學微影步驟(包括曝光光阻及/或使經曝光抗蝕劑顯影)。在圖14至圖35之狀況下，切割光罩係由轉印至光阻層L7中之圖案界定。圖案處理包含達到最終結構306所必需之全部步驟。圖案處理因此在此等實例中包含一或多個蝕刻步驟。藉由圖案轉印程序轉印之圖案以及較早形成之結構中的任一者或兩者可包含週期性結構。

在一實施例中，較早形成之結構包含複數個線(例如線特徵302)，且藉由圖案轉印程序轉印之圖案界定複數個線藉由圖案處理而切穿之位置(例如切割區300)。

圖案處理係用以在較早形成之結構之水平平面中移除一或多個選定區以在該水平平面中形成圖案，該圖案係由相對於鏡面對稱軸鏡面對稱的單位胞元界定。此水平平面之實例為圖26及圖34中所描繪之SEM成像平面A-A。平面中之圖案根據其性質為二維圖案。在圖26及圖34之實例中，水平平面中之鏡面對稱軸包含垂直平面Y-Y與水平A-A平面相交所在的線。因此，該結構係使得在水平平面中拍攝之SEM影像將為鏡面對稱的。

該方法進一步包含判定偵測到之表示中之不對稱性，且使用該經判定不對稱性以判定圖案轉印程序之參數。因此，儘管結構自俯視圖及/或在SEM影像中可能看起來對稱，但本發明之實施例使用自結構散射之輻射之偵測到之表示中的經判定不對稱性來推斷關於圖案轉印程序之資訊，諸如藉由圖案轉印程序轉印之圖案與較早形成之結構之間的未對準。輻射之偵測到之表示中之不對稱性可包含相對於與每一單位胞元之鏡面對稱軸平行(或重合)的軸線之不對稱性。輻射之偵測到之表示中的不對稱性可包含光學特性值之不對稱性，光學特性值包含強度及/或相位。

在一實施例中，使用對應於每一單位胞元(如例如圖26及圖34中所展示)之結構之一部分中的蝕刻深度分佈之不對稱性與圖案轉印程序之參數(例如相對於較早形成之結構之對準)之間的經量測或經預測相關性來判定圖案轉印程序之參數。在此狀況下蝕刻深度分佈之不對稱性包含相對於穿過水平平面中之鏡面對稱軸(例如由圖26及圖34中之水平平面A-A與垂直平面Y-Y之交叉點界定的軸線)的垂直平面之鏡面不對稱性。蝕刻深度分佈中之不對稱性可由藉由圖案轉印程序轉印之圖案與較早形成之結構未對準而造成，如上文參看圖20至圖35所解釋。未對準可包含藉由圖案轉印程序轉印之整個圖案相對於藉由圖案轉印程序轉印之圖案之標稱位置(例如其中較早形成之結構之線特徵302與經轉印圖案之切割區300完美地縱向對準)之均一水平移位。

判定圖案轉印程序之參數之方法可包含或可並不包含使用圖案轉印程序來轉印圖案或使用經轉印圖案經由後續圖案處理來形成結構之步驟。

可以各種方式使用圖案轉印程序之判定參數以改良後續處理步驟。舉例而言，經判定參數可用以調整圖案轉印程序之後續執行。舉例而言，在圖案轉印程序之參數包含藉由圖案轉印程序轉印之圖案與較早形成之結構之間的未對準的情況下，調整圖案轉印程序之後續執行可包含調整藉由圖案轉印程序之後續執行而轉印之圖案之位置(例如藉由調整用以界定在圖案轉印程序期間所應用之輻射劑量分佈的微影光罩之對準)。

在一實施例中，基於上述原理提供器件製造方法。該方法使用圖案轉印程序以將圖案轉印至基板上。藉由將圖案處理應用至藉由圖案轉印程序轉印至基板上之圖案而形成結構。將圖案轉印至基板上之較早形成之結構上。圖案處理係用以在較早形成之結構之平面中移除一或多個選定區，以在該平面中形成圖案。圖案係由相對於鏡面對稱軸鏡面對稱的單位胞元界定。運用輻射來照明結構。獲得由結構重新導向之輻射的偵測到之表示。判定輻射之偵測到之表示中之不對稱性。基於輻射之偵測到之表示中之經判定不對稱性來控制圖案轉印程序之後續執行。

在一實施例中，經判定不對稱性係用以判定藉由圖案轉印程序轉印之圖案與較早形成之結構之間的未對準。控制圖案轉印程序之後續執行包含調整藉由圖案轉印程序之後續執行轉印之圖案之位置。

在一實施例中，調整圖案轉印程序之後續執行包含調整用以界定在圖案轉印程序期間所應用之輻射劑量分佈的微影光罩之對準。

如上文所描述，可將諸如圖案轉印程序之經判定參數之度量衡資訊直接地或間接地提供至如上文參看圖2所描述之監督控制系統SCS。若偵測到誤差，則可對後續基板之曝光進行調整。

替代地或另外，提供利用表示輻射之偵測到之表示(例如信號之量值)之不對稱性的信號與圖案處理(例如蝕刻)之參數之間的相關性之器件製造方法。相關性係用以控制對結構之隨後形成之例項之圖案化處理。

因此，提供圖案轉印程序用以將圖案轉印至基板上之方法。藉由將圖案處理應用至藉由圖案轉印程序轉印至基板上之圖案而形成結構。將圖案轉印至基板上之較早形成之結構上。圖案處理係用以在較早形成之結構之平面中移除一或多個選擇區以在該平面中形成圖案。圖案係由相對於鏡面對稱軸鏡面對稱的單位胞元界定。運用輻射照明結構且獲得由結構重新導向之輻射的偵測到之表示。處理輻射之偵測到之表示以提取表示輻射之偵測到之表示中之不對稱性的信號。基於經提取信號控制對結構之隨後形成之例項之圖案處理。舉例而言，基於提取信號(例如基於信號之量值)而調整形成圖案處理之部分的蝕刻程序之參數(例如電漿場剖面、蝕刻時間蝕刻速率)。

參看圖36，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。此輸入器件通常具有在兩個軸線(第一軸線(例如，x)及第二軸線(例如，y))上之兩個自由度，其允許該器件指定在平面中之位置。觸控面板(螢幕)顯示器亦可用作輸入器件。

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。呈多處理配置之一或多個處理器亦可用以執行主記憶體3206中含有之指令序列。在替代實施例中，可代替或結合軟體指令而使用硬連線電路系統。因此，實施例不限於硬體電路系統與軟體之任何特定組合。

如本文中所使用術語「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。此媒體可採取許多形式，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)軟碟、可撓性碟、硬碟、磁帶、任何其他磁性媒體、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，最初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供處理器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)卡以提供對相容LAN之資料通信連接。亦可實施無線鏈路。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將資料通信提供至其他資料器件。舉例而言，網路鏈路3220可經由區域網路3222而向主機電腦3224或向由網際網路服務業者(ISP) 3226操作之資料裝置提供連接。ISP 3226又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3228兩者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及自電腦系統3200攜載數位資料)為輸送資訊的例示性載波形式。

電腦系統3200可經由網路、網路鏈路3220及通信介面3218發送訊息及接收資料(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器中以供稍後執行。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如下形式：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。另外，可以兩個或多於兩個電腦程式來體現機器可讀指令。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。

本文中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。該等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等電腦程式之資料儲存媒體，及/或用以收納此媒體之硬體。因此，該(等)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。熟習此項技術者將瞭解，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，使得本文中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，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，具有為或為約365奈米、355奈米、248奈米、193奈米、157奈米或126奈米之波長)及極紫外線(EUV)輻射(例如，具有在5奈米至20奈米之範圍內之波長)；以及粒子束(諸如離子束或電子束)。

術語「透鏡」在內容背景允許時可指各種類型之光學組件中之任一者或其組合，包括折射、反射、磁性、電磁及靜電光學組件。

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。

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的投影之較高準確度、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，可反覆地應用最佳化步驟，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)成本函數之系統或程序之參數(設計變數)之集合之程序。成本函數可取決於最佳化之目標而具有任何合適形式。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，以及諸如劑量及焦點之非實體特性。

在以下編號條項中描繪根據本發明之另外實施例： 1. 一種判定一圖案轉印程序之一參數之方法，其包含：獲得由一結構重新導向之輻射的一偵測到之表示，該結構為藉由將一圖案處理應用至藉由該圖案轉印程序而轉印至一較早形成之結構的一圖案所形成的一結構，該圖案處理係用以在該較早形成之結構之一水平平面中移除一或多個選定區以在該水平平面中形成一圖案，該圖案係由相對於一鏡面對稱軸鏡面對稱的一單位胞元界定；判定該偵測到之表示中之一不對稱性；及使用該偵測到之表示中之該經判定不對稱性以判定該圖案轉印程序之一參數。 2. 如條項1之方法，其中該圖案轉印程序之該參數包含藉由該圖案轉印程序轉印之該圖案與該較早形成之結構之間的一未對準。 3. 如條項1或2之方法，其中該圖案轉印程序之該參數係使用對應於每一單位胞元之該結構之一部分中的一蝕刻深度分佈之一不對稱性與該圖案轉印程序之該參數之間的一經量測或經預測相關性予以判定，該不對稱性包含相對於穿過該水平平面中之該鏡面對稱軸的一垂直平面之一鏡面不對稱性。 4. 如條項3之方法，其中該圖案轉印程序之該參數包含藉由該圖案轉印程序轉印之該圖案與該較早形成之結構之間的一未對準，且該未對準造成每一單位胞元中之該蝕刻深度分佈相對於該垂直平面不對稱。 5. 如條項4之方法，其中該未對準包含藉由該圖案轉印程序轉印之該整個圖案相對於藉由該圖案轉印程序轉印之該圖案之一標稱位置的一均一水平移位。 6. 如任一前述條項之方法，其中輻射之該偵測到之表示係關於主要零階輻射。 7. 如任一前述條項之方法，其中輻射之該偵測到之表示中的該不對稱性包含相對於平行於每個該單位胞元之該鏡面對稱軸的一軸線的一不對稱性。 8. 如任一前述條項之方法，其中輻射之該偵測到之表示中的該不對稱性包含一光學特性值之一不對稱性，該光學特性值包含強度及/或相位。 9. 如任一前述條項之方法，其中該結構包含一器件結構。 10. 如任一前述條項之方法，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。 11. 如任一前述條項之方法，其進一步包含藉由將該圖案處理應用至藉由該圖案轉印程序轉印至該較早形成之結構的該圖案而形成該結構。 12. 如任一前述條項之方法，其進一步包含執行使用該圖案轉印程序將該圖案之該轉印至該較早形成之結構。 13. 如任一前述條項之方法，其中該較早形成之結構包含複數個線，且藉由該圖案轉印程序轉印之該圖案界定該複數個線藉由該圖案處理而切穿之位置。 14. 如任一前述條項之方法，其中該圖案處理包含蝕刻。 15. 如任一前述條項之方法，其中輻射之該偵測到之表示包含輻射之一偵測到之光瞳表示。 16. 一種控制一圖案轉印程序之方法，該方法包含：使用如任一前述條項之方法判定該圖案轉印程序之一參數；使用該經判定參數以調整該圖案轉印程序之一後續執行。 17. 如條項16之方法，其中該圖案轉印程序之該參數包含藉由該圖案轉印程序轉印之該圖案與該較早形成之結構之間的一未對準，且該調整該圖案轉印程序之該後續執行包含調整藉由該圖案轉印程序之該後續執行而轉印的一圖案之一位置。 18. 如條項17之方法，其中該調整該圖案轉印程序之該後續執行包含調整用以界定在該圖案轉印程序期間所應用之一輻射劑量分佈的一微影光罩之一對準。 19. 一種器件製造方法，其包含：使用一圖案轉印程序以將一圖案轉印至一基板上；藉由將一圖案處理應用至藉由該圖案轉印程序轉印至該基板上的該圖案而形成一結構，該圖案經轉印至該基板上之一較早形成之結構上，其中該圖案處理係用以在該較早形成之結構之一平面中移除一或多個選定區以在該平面中形成一圖案，該圖案係由相對於一鏡面對稱軸鏡面對稱的一單位胞元界定；運用輻射照明該結構且獲得由該結構重新導向之輻射的一偵測到之表示；判定輻射之該偵測到之表示中之一不對稱性；及基於輻射之該偵測到之表示中之該經判定不對稱性來控制該圖案轉印程序之一後續執行。 20. 如條項19之方法，其中該經判定不對稱性係用以判定藉由該圖案轉印程序轉印之該圖案與該較早形成之結構之間的一未對準，且該控制該圖案轉印程序之該後續執行包含調整藉由該圖案轉印程序之該後續執行而轉印的一圖案之一位置。 21. 如條項20之方法，其中該調整該圖案轉印程序之該後續執行包含調整用以界定在該圖案轉印程序期間所應用之一輻射劑量分佈的一微影光罩之一對準。 22. 一種器件製造方法，其包含：使用一圖案轉印程序以將一圖案轉印至一基板上；藉由將一圖案處理應用至藉由該圖案轉印程序轉印至該基板上的該圖案而形成一結構，該圖案經轉印至該基板上之一較早形成之結構上，其中該圖案處理係用以在該較早形成之結構之一平面中移除一或多個選定區以在該平面中形成一圖案，該圖案係由相對於一鏡面對稱軸鏡面對稱的一單位胞元界定；運用輻射照明該結構且獲得由該結構重新導向之輻射的一偵測到之表示；處理輻射之該偵測到之表示以提取表示輻射之該偵測到之表示中之一不對稱性的一信號；及基於該經提取信號針對該結構之一隨後形成之例項而控制該圖案處理。 23. 一種用於量測一結構之度量衡裝置，該度量衡裝置經組態以執行如條項1至21中任一項之方法。 24. 一種電腦程式產品，其包含經記錄有指令之一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條項1至21中任一項之方法。

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，本發明可採取如下形式：電腦程式，其含有描述如上文所揭示之方法的機器可讀指令之一或多個序列；或資料儲存媒體(例如，半導體記憶體、磁碟或光碟)，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的系統。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。

除非另有具體陳述，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及之所有缺陷，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提供其他未提及之益處，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，歸因於空間約束，本發明文件之[發明摘要]及[發明內容]章節皆不應被視為含有所有此等發明之全面清單或此等發明之所有態樣。

應理解，描述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界定之本發明之精神及範疇的所有修改、等效者及替代方案。

鑒於本說明書，對於熟習此項技術者而言，本發明之各種態樣之修改及替代實施例將為顯而易見的。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，且不意謂用以限制本說明書之範疇。

如遍及本申請案所使用，詞「可」係在許可之意義(亦即，意謂有可能)而非強制性之意義(亦即，意謂必須)予以使用。詞語「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「一(a/an)」及「該(the)」包括複數個參照物，除非上下文另有明確地指示。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。除非另外指示，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，除非另有指示，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子之情況及條件或值為複數個因子當中之一個因子之情況兩者。除非另外規定，否則某集合之「每一」例項具有某種屬性之陳述不應被理解為排除較大集合之一些另外相同或相似部件並不具有該屬性之狀況，亦即，各自未必意謂每個。

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範圍內，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範圍內併入。在存在此類衝突之情況下，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並不具體地以引用方式併入本文中。

以上之描述意欲為說明性，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

-1‧‧‧一階射線/繞射射線

+1(N)‧‧‧+1繞射射線

-1(S)‧‧‧-1繞射射線

2‧‧‧寬頻帶輻射投影儀

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/經照明光點

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

100‧‧‧度量衡裝置

108‧‧‧經量測輻射分佈

110‧‧‧輻射源

120‧‧‧透鏡系統/透鏡

130‧‧‧孔徑板/干涉濾光器

140‧‧‧透鏡系統/透鏡

150‧‧‧部分反射表面

160‧‧‧物鏡/透鏡系統/接物鏡

170‧‧‧照明射線/入射射線(圖7)/偏振器(圖9)

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

200‧‧‧量測分支

206‧‧‧參數化數學模型/剖面

208‧‧‧輻射分佈

210‧‧‧數值馬克士威求解程序

212‧‧‧比較經量測輻射分佈與所計算輻射分佈

230‧‧‧感測器

300‧‧‧切割區

302‧‧‧線特徵

304‧‧‧切口

306‧‧‧最終結構

308‧‧‧波谷

308A‧‧‧蝕刻波谷

308B‧‧‧蝕刻波谷

310‧‧‧區

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/光瞳

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(ROM)

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‧‧‧主機電腦

3226‧‧‧網際網路服務業者(ISP)

3228‧‧‧網際網路

3230‧‧‧伺服器

AD‧‧‧調整器

AM‧‧‧調整機構

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

h‧‧‧高度

I‧‧‧照明射線/入射射線

IF‧‧‧位置感測器

I_i‧‧‧強度

I_i'‧‧‧強度

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

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‧‧‧層

L2‧‧‧層

L3‧‧‧層

L4‧‧‧層

L5‧‧‧層

L6‧‧‧層

L7‧‧‧光阻層

M₁‧‧‧圖案化器件對準標記

M₂‧‧‧圖案化器件對準標記

MA‧‧‧圖案化器件

MET‧‧‧度量衡系統

MT‧‧‧支撐結構

O‧‧‧光軸/軸線

P₁‧‧‧基板對準標記

P₂‧‧‧基板對準標記

PM‧‧‧第一定位器

PS‧‧‧投影系統

PU‧‧‧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

S‧‧‧照明光點

SC‧‧‧旋塗器

SCS‧‧‧監督控制系統

SO‧‧‧輻射源

t‧‧‧厚度

T‧‧‧複合度量衡目標/基板目標

TCU‧‧‧塗佈顯影系統控制單元

w‧‧‧寬度

W‧‧‧基板

WTa‧‧‧基板台

WTb‧‧‧基板台

α‧‧‧側壁角

現在將參看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示意性地描繪微影裝置之實施例；

圖2示意性地描繪微影製造單元或叢集之實施例；

圖3A為用於根據一實施例使用提供某些照明模式之第一對照明孔徑來量測目標之量測裝置的示意圖；

圖3B為針對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示意性地描繪在基板上多重週期性結構(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之目標之影像；

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所導出之光瞳表示；

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之(a)至(c)示意性地描繪切割光罩之切割區與較早形成結構之線特徵之間的相對對準，其關於三個不同對準：(a)無未對準；(b)切割區相對於線特徵向右移位；及(c)切割區相對於線特徵向左移位；

圖12之(a)至(c)示意性地描繪分別針對圖11之(a)至(c)中所展示之三個不同對準基於圖11之(a)至(c)之切割區執行圖案處理的結果；

圖13之(a)至(c)更切實地描繪分別針對圖11之(a)至(c)中所展示之三個不同對準基於圖11之(a)至(c)之切割區執行圖案處理的結果，包括邊緣之圓化；

圖14及圖15為較早形成之結構與上覆切割光罩的截面側視圖及俯視圖；

圖16及圖17為在後續圖案處理之後圖14及圖15之配置的截面側視圖及俯視圖；

圖18及圖19為在後續圖案處理之後圖16及圖17之配置的截面側視圖及俯視圖；

圖20及圖21為在後續圖案處理之後圖18及圖19之配置的截面側視圖及俯視圖；

圖22及圖23為在後續圖案處理之後圖20及圖21之配置的截面側視圖及俯視圖；

圖24及圖25為在後續圖案處理之後圖22及圖23之配置的截面側視圖及俯視圖；

圖26及圖27為在後續圖案處理以產生最終結構之後的圖24及圖25之配置的截面側視圖及俯視圖；

圖28及圖29為分別對應於圖20及圖21之截面側視圖及俯視圖，其例外之處在於經蝕刻區歸因於切割光罩與較早形成之結構之間的未對準而向右移位；

圖30及圖31為分別對應於圖22及圖23之截面側視圖及俯視圖，其例外之處在於圖28及圖29中所展示之區中的不對稱性導致中心區中之蝕刻深度分佈之對應不對稱性；

圖32及圖33為分別對應於圖24及圖25之截面側視圖及俯視圖，其例外之處在於圖30及圖31中所展示之不對稱性導致基板之中心區中之蝕刻深度分佈的對應不對稱性；

圖34及圖35為分別對應於圖26及圖27之截面側視圖及俯視圖，其例外之處在於圖30及圖31中所展示之不對稱性導致基板之中心區中之最終結構中的蝕刻深度分佈之對應不對稱性；

圖36示意性地描繪可實施本發明之實施例之電腦系統。

Claims

一種判定一圖案轉印程序之一參數之方法，其包含：獲得由一結構重新導向之輻射的一偵測到之表示，該結構為藉由將一圖案處理應用至藉由該圖案轉印程序而轉印至一較早形成之結構的一圖案所形成的一結構，該圖案處理係用以在該較早形成之結構之一水平平面中移除一或多個選定區以在該水平平面中形成一圖案，該圖案係由相對於一鏡面對稱軸鏡面對稱的一單位胞元界定；判定該偵測到之表示中之一不對稱性；及使用該偵測到之表示中之該經判定不對稱性以判定該圖案轉印程序之一參數。
如請求項1之方法，其中該圖案轉印程序之該參數包含藉由該圖案轉印程序轉印之該圖案與該較早形成之結構之間的一未對準。
如請求項1或2之方法，其中該圖案轉印程序之該參數係使用對應於每一單位胞元之該結構之一部分中的一蝕刻深度分佈之一不對稱性與該圖案轉印程序之該參數之間的一經量測或經預測相關性予以判定，該不對稱性包含相對於穿過該水平平面中之該鏡面對稱軸的一垂直平面之一鏡面不對稱性。
如請求項3之方法，其中該圖案轉印程序之該參數包含藉由該圖案轉印程序轉印之該圖案與該較早形成之結構之間的一未對準，且該未對準造成每一單位胞元中之該蝕刻深度分佈相對於該垂直平面不對稱。
如請求項4之方法，其中該未對準包含藉由該圖案轉印程序轉印之該整個圖案相對於藉由該圖案轉印程序轉印之該圖案之一標稱位置的一均一水平移位。
如請求項1或2之方法，其中輻射之該偵測到之表示中之該不對稱性包含相對於平行於每個該單位胞元之該鏡面對稱軸的一軸線的一不對稱性。
如請求項1或2之方法，其中輻射之該偵測到之表示中的該不對稱性包含一光學特性值之一不對稱性，該光學特性值包含強度及/或相位。
一種控制一圖案轉印程序之方法，該方法包含：使用如請求項1至7中任一項之方法判定該圖案轉印程序之一參數；使用該經判定參數以調整該圖案轉印程序之一後續執行。
如請求項8之方法，其中該圖案轉印程序之該參數包含藉由該圖案轉印程序轉印之該圖案與該較早形成之結構之間的一未對準，且該調整該圖案轉印程序之該後續執行包含調整藉由該圖案轉印程序之該後續執行而轉印的一圖案之一位置。
如請求項9之方法，其中該調整該圖案轉印程序之該後續執行包含：調整用以界定在該圖案轉印程序期間所應用之一輻射劑量分佈的一微影光罩之一對準。
一種器件製造方法，其包含：使用一圖案轉印程序以將一圖案轉印至一基板上；藉由將一圖案處理應用至藉由該圖案轉印程序轉印至該基板上的該圖案而形成一結構，該圖案經轉印至該基板上之一較早形成之結構上，其中該圖案處理係用以在該較早形成之結構之一平面中移除一或多個選定區以在該平面中形成一圖案，該圖案係由相對於一鏡面對稱軸鏡面對稱的一單位胞元界定；運用輻射照明該結構且獲得由該結構重新導向之輻射的一偵測到之表示；判定輻射之該偵測到之表示中之一不對稱性；及基於輻射之該偵測到之表示中之該經判定不對稱性來控制該圖案轉印程序之一後續執行。
如請求項11之方法，其中該經判定不對稱性係用以判定藉由該圖案轉印程序轉印之該圖案與該較早形成之結構之間的一未對準，且該控制該圖案轉印程序之該後續執行包含調整藉由該圖案轉印程序之該後續執行而轉印的一圖案之一位置。
如請求項12之方法，其中該調整該圖案轉印程序之該後續執行包含：調整用以界定在該圖案轉印程序期間所應用之一輻射劑量分佈的一微影光罩之一對準。
一種用於量測一結構之度量衡裝置，該度量衡裝置經組態以執行如請求項1至13中任一項之方法。
一種電腦程式產品，其包含上面經記錄有指令之一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請求項1至13中任一項之方法。