TW201921147A - 量測參數之方法及裝置 - Google Patents

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包伊夫 亞歷 傑福瑞 丹
賽門 雷納德 休斯曼
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荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司
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Abstract

本發明係關於一種判定施加至包含兩個特徵之一物件之一圖案化程序之一參數(例如該等兩個特徵之一疊對)之方法，其包含：用一輻射光束輻照該物件之該等兩個特徵且接收自該物件之該等兩個特徵散射之該輻射光束之至少一部分。該輻射光束之該至少一部分包含：包含至少一個繞射階之一第一部分及包含不同於該第一部分之一繞射階之至少一個繞射階之一第二部分。該方法進一步包含調節該第一部分與該第二部分之間的一相位差及組合該第一部分及該第二部分使得其進行干涉以產生一時間相依性強度信號。該方法進一步包含自該時間相依性強度信號之一對比度判定該圖案化程序之該參數。

Description

量測參數之方法及裝置
本發明係關於用於判定提供於物件上之兩個特徵之間的疊對之方法及裝置。本發明特別用於微影領域。該物件可例如為矽晶圓且該等兩個特徵可為提供於該矽晶圓之兩個不同處理層中之標記(例如繞射光柵)。
微影裝置為將所要之圖案塗覆至基板上(通常塗覆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)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IC之個別層上的電路圖案。此圖案可轉印至基板(例如矽晶圓)上之目標部分(例如包含晶粒之部分、一個晶粒或若干晶粒)上。通常經由將圖案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。已知的微影裝置包括：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。
為了控制微影程序以將器件特徵準確地置放在基板上，對準標記通常提供於基板上，且微影裝置包括一或多個對準量測系統，可藉由對準量測系統準確地量測基板上之對準標記之位置。此等對準量測系統有效地定位量測裝置。對準標記有助於形成於基板上之處理層相對於先前形成之處理層之準確置放。已知各種不同類型之對準標記及不同類型之對準量測系統。一般而言，對準量測系統藉由使用量測輻射光束輻照對準標記，接收自該對準標記散射之量測輻射光束之至少一部分及自此散射輻射判定該對準標記之位置來量測該對準標記之位置。在形成每個處理層之前，每當將基板裝載至微影裝置中時，通常在微影裝置內進行對準量測。
一旦兩個或多於兩個處理層已經形成於基板上，可能需要量測對準不同處理層之準確度。一個處理層相對於另一處理層之任何移位或偏移可被稱為疊對且可不利地影響積體電路(在例如該疊對高於臨限值容限之情況下)。為了量測疊對，每個處理層可具備一或多個疊對標記。疊對標記可各自包含一或多個反射光柵。一旦例如已經在微影裝置外部形成兩個處理層，通常進行此類疊對量測。
不斷地需要提供更準確之位置量測，尤其需要隨著產品特徵變得愈來愈小而控制疊對。
當積體電路製造於矽晶圓上時，可藉由各種積體電路層埋入對準標記。此等層之厚度及光學性質可根據積體電路類型而改變。此等層中之一個層或許多層可不透明，且因此，量測輻射光束可不能夠穿透該等層且到達對準標記。此表示目前先進技術之光學對準及疊對方法之巨大障礙。
本發明之目標為提供替代方法及裝置，其適合於判定疊對，至少部分地解決與先前技術配置相關聯之一或多個問題，無論在此是否經識別。
根據本發明之第一態樣，提供有一種判定施加至包含兩個特徵之物件之圖案化程序之參數之方法，該方法包含：用輻射光束輻照該物件之兩個特徵；接收自該物件之兩個特徵散射之輻射光束之至少一部分，該輻射光束之至少一部分包含：包含至少一個繞射階之第一部分及包含不同於該第一部分之繞射階之至少一個繞射階之第二部分；調節第一部分與第二部分之間的相位差；組合第一部分及第二部分使得其進行干涉以產生時間相依性強度信號；以及自該時間相依性強度信號之對比度判定該圖案化程序之該參數。
該圖案化程序之該參數可為兩個特徵之間的疊對。應瞭解，在此上下文中，提供於物件上之兩個特徵之間的疊對意欲指代物件上之兩個特徵之相對位置相對於兩個特徵之標稱或期望相對位置的移位或誤差。疊對可替代地被稱作對準誤差。例如，該物件可為矽晶圓且兩個特徵可為標記(例如對準或疊對標記)。標記可提供於矽晶圓之兩個不同處理層中且可各自包含一或多個反射光柵。
根據第一態樣之方法優於如目前所論述之用於判定疊對差異之現有方法。
通常，涉及繞射之先前技術疊對量測技術使用提供於基板之不同處理層上之兩個光柵。此類先前技術疊對技術基於以下原理：兩個光柵之間的疊對引起組合光柵之不對稱性，這引起共軛繞射光束對之強度差異(亦即，第n階繞射光束之間的強度差異)。兩個共軛繞射光束之強度各自分別經判定且進行比較。自此比較，可判定疊對。
本發明之第一態樣之方法亦基於以下原理：兩個光柵之間的疊對引起組合光柵之不對稱性，這引起共軛繞射光束對之強度差異。藉由組合已經自物件散射之輻射光束之第一部分及第二部分(且其含有至少一對不同繞射階)，繞射階(其可例如包含一對共軛繞射光束)可(相長地或相消地)干涉。在組合第一部分及第二部分之前調節第一部分與第二部分之間的相位差引起此干涉隨時間變化之本質，使得組合之第一部分及第二部分之強度為時間相依性的。隨時間變化之此強度之標繪圖可被稱為干涉圖。本發明之發明人已實現：此干涉圖之對比度取決於不同繞射光束對之強度差異。當強度差為零，其可例如對應於零疊對時，干涉圖之對比度最大化。此外，隨著強度差增大，干涉圖之對比度減小。
因此，組合之第一部分及第二部分之時變強度之對比度取決於不同繞射光束之相對強度，相對強度又取決於疊對(以可預測方式)。
根據本發明之第一態樣之方法為有利的，由於其相較於先前技術配置提供明顯更佳的動態範圍。相比於例如涉及分別量測共軛繞射階之強度且比較此等強度之先前技術配置，動態範圍之此增大為判定經調變強度信號之對比度之結果。詳言之，此允許弱強度信號與主要背景信號，諸如重像及相機雜訊分離。因此，根據本發明之第一態樣之方法允許量測疊對之較大範圍。
本發明之第一態樣之方法之另一優點為其與一些對準量測方法共用一些共用程序。
如先前所解釋，疊對量測為對兩個特徵之相對位置(例如在兩個不同處理層中)相對於標稱相對位置之移位或誤差之量測。一旦例如已經在微影裝置內形成兩個處理層，通常進行此類疊對量測。一旦已經形成第一處理層且在第二處理層形成於第一處理層上方之前，通常在微影裝置內進行對準量測。對準標記(例如反射光柵)提供於第一處理層上且對準量測涉及此對準標記相對於微影裝置(或其部分，諸如晶圓載物台)之位置之量測。
一些已知對準量測程序亦涉及用輻射光束輻照物件，組合散射輻射之第一部分及第二部分(該第一部分及該第二部分含有共軛繞射光束)，在組合第一部分及第二部分之前調節第一部分與第二部分之間的相位差，以及判定組合之第一部分及第二部分之經調節強度。在對準量測程序內，自干涉圖案(相對於形成微影裝置之部分之感測器)之位置判定對準量測(亦即對準標記之位置)。
本發明之第一態樣之疊對量測方法之益處為實質上相同裝置可用於此疊對量測及對準量測。此外，有利地，用於執行本發明之第一態樣之方法之裝置可包含相比於用於先前技術技術之裝置的相對簡單之感測器配置。
應瞭解，經判定對比度用於判定疊對之精確度將取決於多個因數，諸如：兩個特徵之形式；及兩個特徵之標稱相對位置(亦即，意欲施加兩個特徵之相對位置)。
兩個特徵中之每一者可包含複數個子特徵。兩個特徵中之第一者之子特徵中之每一者可對應於兩個特徵中之第二者之子特徵中之不同者。由此，此意謂一個特徵之子特徵中之每一者通常可與另一特徵之對應子特徵對準或通常可與另一特徵之對應子特徵疊對，使得可用輻射光束共同輻照每一對此類對應子特徵。用輻射光束輻照該物件之該等兩個特徵之步驟可包含用該輻射光束依序輻照：該等特徵中之第一者之每個子特徵及該等特徵中之第二者之對應子特徵。對於每一對此類對應子特徵，可組合該第一部分及該第二部分使得其進行干涉以產生時間相依性強度信號。判定該圖案化程序之該參數之步驟可包含自每個此類時間相依性強度信號之對比度判定該圖案化程序之該參數。
此配置可改良方法之準確度，由於(經判定對比度之)複數個量測結果有助於疊對量測。
例如，在一個實施例中，兩個特徵中之每一者包含四個子特徵。
每一對對應子特徵可具有不同標稱偏移。
應瞭解，對應的一對子特徵之標稱偏移意指意欲在將子特徵施加至物件時提供的對應的一對子特徵之間的偏移。亦即，希望意指將在不存在疊對之情況下實現的對應的一對子特徵之偏移。
此配置允許方法自校準或自參考，如目前所描述。
原則上，為了自兩個子特徵之間的一或多個經判定對比度判定疊對，應考慮各種參數，例如：該對子特徵之形式(亦即其形狀)、兩個子特徵之間的深度(亦即上面提供有子特徵之兩個不同處理層之間的距離)及兩個特徵之散射效率。藉由使用複數對對應子特徵，將量測具有不同(及已知)標稱偏移、不同對比度之每一對子特徵。然而，對於每一對對應子特徵，可影響經判定對比度之所有其他參數(例如：該對子特徵之形式、兩個子特徵之間的深度及兩個特徵之散射效率)相同。因此，藉由自該複數對對應子特徵組合經判定對比度，可移除經判定疊對與此等其他參數之相依性。
自每個時間相依性強度信號之對比度判定圖案化程序之參數可涉及依據該對對應子特徵之標稱偏移針對第一特徵及第二特徵之每一對對應子特徵使參數化與對比度擬合，且比較該擬合與標稱曲線。
如先前所解釋，對於兩個特徵之間的零偏移，使對比度最大化。隨著偏移自零增大或減小，對比度將減小。因此，在零疊對情況下，隨標稱偏移而變之對比度曲線在零標稱偏移處將具有最大值且將隨著標稱偏移之量值增大而下降。此外，將預期曲線在最大值之任一側對稱地下降。例如，可預期隨標稱偏移而變之對比度實質上為拋物線形。對於非零疊對情況下之情形，隨標稱偏移而變之對比度曲線將沿著標稱偏移軸線移位等於(至少在量值上等於)疊對之量，使得最大值並不位於零標稱偏移處，但在零標稱偏移處該標稱偏移在量值上等於疊對。
因此，在一個實施例中，使拋物線與隨子特徵之標稱偏移而變的對應子特徵對中之每一者之經判定對比度擬合，且自曲線之最大值之位置判定疊對。
對於此類實施例，兩個特徵中之每一者可包含三個或多於三個子特徵。在一較佳實施例中，兩個特徵可包含四個子特徵。
該第一部分及該第二部分各自可由自兩個特徵中之第一者散射之輻射之一部分與自兩個特徵中之第二者散射之輻射之一部分之間的干涉形成。
可藉由相對於輻射光束移動物件而實現在組合第一部分及第二部分之前調節第一部分與第二部分之間的相位差。例如，可相對於輻射光束移動物件使得輻射光束跨越物件進行掃描。替代地，可相對於輻射光束移動物件使得輻射光束跨越物件來回移動。
替代地，可使用合適的可調整光學元件，諸如延遲器而實現在組合第一部分及第二部分之前對第一部分與第二部分之間的相位差之調節。
該方法可進一步包含形成干涉圖，根據該干涉圖判定該對比度或每個對比度。
對比度可經界定為交流電信號之振幅與直流電信號之振幅之比率。
輻射光束可包含紅外線輻射。
例如，輻射光束可包含波長在800 nm至2500 nm範圍內(2.5 µm)之輻射。更佳地，輻射光束可包含波長在1500 nm至2000 nm範圍內之輻射。
使用紅外線輻射(相較於可見光輻射)允許輻射光束進一步穿透至物件中及/或可允許輻射光束傳播通過對於可見光輻射將為不透明的層。因此，輻射光束包含紅外線輻射之此類實施例特別適用於相對厚的物件，例如疊對標記安置在物件表面下方至多5至10 µm。另外或替代地，輻射光束包含紅外線輻射之實施例特別適用於疊對標記安置於對於可見光輻射將為不透明之層下方之物件，諸如由非晶碳形成之硬式光罩。例如，在3D-NAND製造期間使用此類硬式光罩。
在此類實施例中，疊對量測信號預期較低。本發明之第一態樣之方法尤其較適用於此類實施例，歸因於該方法提供增大之動態範圍。因此，紅外線輻射與根據本發明之第一態樣之方法的使用之間可存在協同作用，由於這兩者共同用以提供疊對量測之改良以用於具有減小疊對量測信號之配置。
另外或替代地，輻射光束可包含X射線輻射及/或可見光輻射。
根據本發明之第二態樣，提供有一種判定施加至包含兩個特徵之物件之圖案化程序之參數之方法，該方法包含：用輻射光束輻照物件；接收自該物件散射之輻射光束之至少一部分，該輻射光束之至少一部分包含：包含至少一個繞射階之第一部分及包含不同於該第一部分之繞射階之至少一個繞射階之第二部分；其中該第一部分及該第二部分各自由自該物件之兩個特徵中之第一者散射之輻射之一部分與自該物件之兩個特徵中之第二者散射之輻射之一部分之間的干涉形成；調節第一部分與第二部分之間的相位差；組合第一部分及第二部分使得其進行干涉以產生時間相依性強度信號；以及自該時間相依性強度信號判定施加至該物件之該圖案化程序之該參數。
兩個特徵中之每一者可包含複數個子特徵。用輻射光束輻照該物件之步驟可包含用該輻射光束依序輻照：該等特徵中之第一者之每個子特徵及該等特徵中之第二者之對應子特徵。對於每一對此類對應子特徵，可組合該第一部分及該第二部分使得其進行干涉以產生時間相依性強度信號。判定施加至該物件之該圖案化程序之該參數之步驟可包含自每個此類時間相依性強度信號之對比度判定兩個特徵之間的參數。
每一對對應子特徵可具有不同標稱偏移。
自該時間相依性強度信號之對比度判定圖案化程序之參數可涉及依據該對對應子特徵之標稱偏移針對第一特徵及第二特徵之每一對對應子特徵使參數化與經判定對比度擬合，且比較該擬合與標稱曲線。
可藉由相對於輻射光束移動物件而實現在組合第一部分及第二部分之前調節第一部分與第二部分之間的相位差。例如，可相對於輻射光束移動物件使得輻射光束跨越物件進行掃描。替代地，可相對於輻射光束移動物件使得輻射光束跨越物件來回移動。
替代地，可使用合適的可調整光學元件，諸如延遲器而實現在組合第一部分及第二部分之前對第一部分與第二部分之間的相位差之調節。
該方法可進一步包含形成干涉圖，根據該干涉圖判定該對比度或每個對比度。
對比度可經界定為交流電信號之振幅與直流電信號之振幅之比率。
輻射光束可包含紅外線輻射。
例如，輻射光束可包含波長在800 nm至2500 nm範圍內(2.5 µm)之輻射。更佳地，輻射光束可包含波長在1500 nm至2000 nm範圍內之輻射。
使用紅外線輻射(相較於可見光輻射)允許輻射光束進一步穿透至物件中及/或可允許輻射光束傳播通過對於可見光輻射將為不透明的層。因此，輻射光束包含紅外線輻射之此類實施例特別適用於相對厚的物件，例如疊對標記安置在物件表面下方至多5至10 µm。另外或替代地，輻射光束包含紅外線輻射之實施例特別適用於疊對標記安置於對於可見光輻射將為不透明之層下方之物件，諸如由非晶碳形成之硬式光罩。例如，在3D-NAND製造期間使用此類硬式光罩。
在此類實施例中，疊對量測信號預期較低。本發明之第一態樣之方法尤其較適用於此類實施例，歸因於該方法提供增大之動態範圍。因此，紅外線輻射與根據本發明之第一態樣之方法的使用之間可存在協同作用，由於這兩者共同用以提供疊對量測之改良以用於具有減小疊對量測信號之配置。
另外或替代地，輻射光束可包含X射線輻射及/或可見光輻射。
根據本發明之第三態樣，提供有一種方法，其包含：將第一處理層施加至物件，該第一處理層包含第一特徵；將第二處理層施加至物件，該第二處理層包含第二特徵；以及使用本發明之第一或第二態樣之方法判定將第一與第二處理層施加至物件之圖案化程序之參數。
該第一特徵可包含複數個子特徵。該第二特徵可包含複數個子特徵，各自對應於該第一特徵之子特徵中之不同者。可對每一對對應子特徵施加不同標稱偏移。
應瞭解，對應的一對子特徵之標稱偏移意指意欲在將子特徵施加至物件時提供的對應的一對子特徵之間的偏移。亦即，希望意指將在不存在疊對之情況下實現的對應的一對子特徵之偏移。
例如，該物件可為矽晶圓且兩個特徵可為疊對標記。疊對標記可各自包含一或多個反射光柵。
根據本發明之第四態樣，提供有一種用於判定施加至包含兩個特徵之物件之圖案化程序之參數之裝置，該裝置包含：可用於用輻射光束輻照物件之輻射源；可用於接收自該物件散射之輻射光束之至少一部分且進一步可用於由其判定該圖案化程序之該參數之量測系統，其中該量測系統包含：經組態以組合自該物件散射之量測輻射光束之至少一部分之第一部分及第二部分的光學件；及經組態以判定組合之第一部分及第二部分之強度之感測器；以及相位控制機構，可用於在組合第一部分及第二部分之前調節第一部分與第二部分之間的相位差使得組合之第一部分及第二部分之強度為時間相依性的；且其中該量測系統可用於自組合之第一部分及第二部分之時間相依性強度之對比度判定兩個特徵之間的圖案化程序之參數。
該圖案化程序之該參數可為兩個特徵之間的疊對。根據本發明之第四態樣之裝置可被視為疊對量測系統。
根據本發明之第四態樣之裝置允許執行根據第一及第二態樣之方法。根據本發明之第四態樣之裝置因此優於如上文所論述之結合本發明之第一及第二態樣之方法用於判定疊對之現有裝置。
詳言之，本發明之第三態樣之裝置之益處為其可用於疊對量測及對準量測兩者。
在適用情況下，根據本發明之第四態樣之裝置可具有對應於根據第一或第二態樣之方法之上述特徵中之任一者的特徵。
該相位控制機構可包含：用於支撐物件之支撐結構；及可用於相對於輻射源移動支撐結構之移動機構。
此配置允許移動藉由支撐結構支撐之物件，使得輻射光束跨越物件進行掃描。另外或替代地，其允許移動藉由支撐結構支撐之物件，使得輻射光束跨越物件來回振盪。
替代地，該相位控制機構可包含合適的可調整光學元件，諸如延遲器。
該移動機構可用於移動支撐結構，使得用輻射光束依次輻照物件之複數個區域，且該量測系統可用於針對每個此類區域判定組合之第一部分及第二部分之時間相依性強度之對比度。
例如，此允許依次輻照複數個子特徵，且對於組合之第一部分及第二部分之時間相依性強度之對比度，允許針對每個此類子特徵進行判定。
該量測系統進一步可用於針對該物件之每個區域依據該區域之標稱偏移使參數化與經判定對比度擬合且比較該擬合與標稱曲線以便判定該圖案化程序之該參數。
輻射光束可包含紅外線輻射。
例如，輻射光束可包含波長在800 nm至2500 nm範圍內(2.5 µm)之輻射。更佳地，輻射光束可包含波長在1500 nm至2000 nm範圍內之輻射。
另外或替代地，輻射光束可包含X射線輻射及/或可見光輻射。
該裝置可經組態以實施本發明之第一態樣之方法。
根據本發明之第五態樣，提供有一種裝置，其包含：可用於用輻射光束輻照物件之輻射源；相位控制機構，可用於調節自該物件散射之輻射之第一部分與自該物件散射之輻射之第二部分之間的相位差；以及量測系統，可用於接收自該物件散射之量測輻射光束之至少一部分，其中該量測系統包含：經組態以組合自該物件散射之量測輻射光束之至少一部分之該第一部分及該第二部分的光學件，該量測系統進一步可用於自組合之第一部分及第二部分之時間相依性強度判定以下中之任一者：(a)物件上之特徵相對於裝置之部分之位置或(b)物件上之兩個特徵之相對位置。
有利地，根據本發明之第四態樣之此裝置可充當對準(或位置)感測器或疊對感測器。
在適用情況下，根據本發明之第四態樣之裝置可具有對應於根據第一態樣之方法之上述特徵中之任一者的特徵。
在適用情況下，根據本發明之第四態樣之裝置可為根據第三態樣之裝置之上述特徵中之任一者。
根據本發明之第四態樣之裝置可被視為疊對量測系統。
該量測系統可進一步包含經組態以判定組合之第一部分及第二部分之強度之感測器。
該量測系統可用於取決於組合之第一部分及第二部分之時間相依性強度之對比度判定物件上之兩個特徵之相對位置。
該相位控制機構可包含：用於支撐物件之支撐結構；及可用於相對於輻射源移動支撐結構之移動機構。
此配置允許移動藉由支撐結構支撐之物件，使得輻射光束跨越物件進行掃描。
替代地，該相位控制機構可包含合適的可調整光學元件，諸如延遲器。
輻射光束可包含紅外線輻射。另外或替代地，輻射光束可包含X射線輻射及/或可見光輻射。
該裝置可經組態以實施本發明之第一態樣之方法。
如對熟習此項技術者易於顯而易見，可將上文或下文所闡述之本發明之各種態樣及特徵與本發明之各種其他態樣及特徵組合。
儘管在本文中可特定地參考微影裝置在IC製造中之使用，但應理解，本文中所描述之微影裝置可具有其他應用，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、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭等。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自動化光阻塗佈及顯影系統(通常將抗蝕劑層施加至基板且顯影經曝光之抗蝕劑之工具)或度量衡或檢測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。另外，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。
本文中所使用之術語「圖案化器件」應被廣泛地解譯為係指可用以在輻射光束之橫截面中向輻射光束賦予圖案以在基板之目標部分中產生圖案的器件。應注意，被賦予至輻射光束之圖案可不會確切地對應於基板之目標部分中之所要圖案。通常，被賦予至輻射光束之圖案將對應於目標部分中所產生之器件(諸如積體電路)中的特定功能層。
圖案化器件可為透射的或反射的。圖案化器件之實例包括光罩、可程式化鏡面陣列，及可程式化LCD面板。光罩在微影中為吾人所熟知，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實例採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；以此方式，經反射光束經圖案化。
支撐結構固持圖案化器件。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。支撐可使用機械夾持、真空或其他夾持技術，例如在真空條件下之靜電夾持。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，且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「投影系統」應被廣泛地解譯為涵蓋適於例如所使用之曝光輻射或適於諸如浸潤流體之使用或真空之使用之其他因素的各種類型之投影系統，包括折射光學系統、反射光學系統及反射折射光學系統。可認為本文中對術語「投影透鏡」之任何使用均與更一般術語「投影系統」同義。
本文中所使用之術語「照明系統」可涵蓋用於引導、塑形或控制輻射光束的各種類型之光學組件，包括折射、反射及反射折射光學組件，且此等組件亦可在下文被集體地或單一地稱作「透鏡」。
微影裝置亦可屬於以下類型：其中基板浸沒在具有相對高折射率之液體，例如水中以便填充投影系統之最終元件與基板之間的空間。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。
圖1A示意性地描繪根據本發明之特定實施例的微影裝置。該裝置包含： - 照明系統(照明器) IL，其用於調節輻射光束PB (例如，UV輻射或DUV輻射)； - 框架MF； - 支撐結構(例如，光罩台) MT，其用以支撐圖案化器件(例如，光罩) MA； - 兩個基板台(例如，晶圓台) WT1、WT2，其各自用於分別固持基板(例如，抗蝕劑塗佈晶圓) W1、W2；以及 - 投影系統(例如，折射投影透鏡) PL，其經組態以將藉由圖案化器件MA賦予至輻射光束PB之圖案成像至藉由兩個基板台WT1、WT2中之一者固持之基板W之目標部分C (例如包含一或多個晶粒)上。
框架MF為與諸如振動之外部影響實質上隔離的振動隔離框架。舉例而言，框架MF可由接地端上之基座框架(未展示)經由聲學阻尼安裝台(未展示)而支撐，以便將框架MF與基座框架之振動隔離。此等聲學阻尼安裝台可經主動地控制以隔離由基座框架及/或由隔離框架MF自身引入之振動。
在圖1A中所描繪之雙載物台微影裝置中，對準系統AS及構形量測系統TMS提供於左手側且投影系統PL提供於右手側。投影系統PL、對準系統AS及構形量測系統TMS連接至隔離框架MF。
支撐結構MT經由第一定位器件PM可移動地安裝至框架MF。第一定位器件PM可用以移動圖案化器件MA，且相對於框架MF (及連接至框架MF之投影系統PL)來準確地定位圖案化器件MA。
基板台WT1、WT2分別經由第一基板定位器件PW1及第二基板定位器件PW2而可移動地安裝至框架MF。第一基板定位器件PW1及第二基板定位器件PW2可用以分別移動由基板台WT1、WT2固持之基板W1、W2，且相對於框架MF (及連接至框架MF之投影系統PL、對準系統AS及構形量測系統TMS)來準確地定位基板W1、W2。支撐結構MT及基板台WT1、WT2可被集體地稱作物件台。第一基板定位器件PW1及第二基板定位器件PW2可各自被視為一掃描機構，其可用以沿掃描路徑相對於輻射光束來移動基板台WT1、WT2，使得輻射光束跨越基板W之目標部分C進行掃描。
圖1A所展示之微影裝置因此屬於具有兩個基板台WT1、WT2之類型，其可被稱作雙載物台裝置。在此等「多載物台」機器中，並行地使用兩個基板台WT1、WT2，其中對該等基板台中之一者進行預備步驟，同時將另一基板台用於曝光。該等預備步驟可包括使用準位感測器LS來映射基板之表面，及使用對準感測器AS來量測基板上之對準標記之位置。此情形實現裝置之產出率之相當大增加。若在基板台處於量測站處以及處於曝光站處時位置感測器IF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。
在圖1A中，基板台WT1安置於左邊且基板台WT2安置於右邊。在此組態中，基板台WT1可用以在由其固持之基板W1之曝光之前使用對準系統AS (如下文將更充分地所描述)及構形量測系統TMS來進行關於彼基板W1之各種預備步驟。同時地，基板台WT2可用於由基板台WT2固持之另一基板W2之曝光。一旦已曝光由基板台WT2固持之基板W2且已進行關於由基板台WT1固持之基板W1之預備步驟，兩個基板台WT1、WT2就調換位置。隨後，將由基板台WT1固持之基板W1曝光至輻射，且運用新基板來替換先前已曝光至輻射的由基板台WT2固持之基板W2，且執行關於新基板之各種預備步驟。
因此，兩個基板台WT1、WT2中之每一者可安置於圖1A之左邊或右邊。除非另有陳述，否則在下文中，基板台WT1通常將係指彼時安置於左邊之基板台，且基板台WT2通常將係指彼時安置於右邊之基板台。
圖1B展示可表示圖1A之兩個基板W1、W2中之任一者之基板W的平面視圖。在下文中，除非另有陳述，否則微影裝置之左邊及右邊的基板將被稱作基板W。圖1C展示圖案化器件MA之平面視圖，圖案化器件MA具備圖案化器件對準標記(被示意性地描繪為方框M1、M2)。
如此處所描繪，裝置屬於透射類型(例如，採用透射性光罩)。替代地，裝置可屬於反射類型(例如，採用如上文所提及之類型的可程式化鏡面陣列)。
照明器IL自輻射源SO接收輻射光束。舉例而言，當輻射源SO為準分子雷射時，源SO及微影裝置可為分離的實體。在此等狀況下，不認為輻射源SO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而自輻射源SO傳遞至照明器IL。在其他狀況下，例如當源為水銀燈時，源可為裝置之整體部分。照明器IL可被稱作輻射系統。替代地，源SO及照明器IL連同光束遞送系統BD在需要時可被集體地稱作輻射系統。
照明器IL可變更光束之強度分佈。照明器可經配置以限制輻射光束之徑向範圍，使得在照明器IL之光瞳平面中之環形區域內的強度分佈為非零。另外或替代地，照明器IL亦可用以限制光束在光瞳平面中之分佈，使得在光瞳平面中之複數個相等間隔之區段中的強度分佈為非零。輻射光束在照明器IL之光瞳平面中之強度分佈可被稱作照明模式。
照明器IL可包含用於調整光束之強度分佈之調整構件AM。通常，可調整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)。照明器IL亦可用以使光束在照明器之光瞳平面中之角度分佈發生變化。舉例而言，照明器IL可用以變更強度分佈為非零的光瞳平面中之區段的數目及角度範圍。藉由調整光束在照明器之光瞳平面中之強度分佈，可達成不同照明模式。舉例而言，藉由限制照明器IL之光瞳平面中之強度分佈的徑向範圍及角度範圍，該強度分佈可具有諸如偶極、四極或六極分佈之多極分佈，如此項技術中所知。可藉由將提供彼照明模式之光學件插入至照明器IL中而獲得所要照明模式。
照明器IL可用以變更光束之偏光且可用以使用調整構件AM來調整該偏光。跨越照明器IL之光瞳平面之輻射光束的偏光狀態可被稱作偏光模式。使用不同偏光模式可允許在形成於基板W上之影像中達成較大對比度。輻射光束可為非偏光的。替代地，照明器IL可經配置以使輻射光束線性地偏光。輻射光束之偏光方向可跨越照明器IL之光瞳平面而變化，亦即輻射之偏光方向在照明器IL之光瞳平面中之不同區域中可不同。可取決於照明模式來選擇輻射之偏光狀態。
另外，照明器IL通常包含各種其他組件，諸如，積光器IN及聚光器CO。照明器IL提供在橫截面中具有所要均一性及強度分佈的經調節輻射光束PB。
經調節輻射光束PB之形狀及(空間)強度分佈係由照明器IL之光學件界定。在掃描模式中，經調節輻射光束PB可使得其在圖案化器件MA上形成大體上矩形之輻射帶。輻射帶可被稱作曝光隙縫(或隙縫)。隙縫可具有較長尺寸(其可被稱作隙縫之長度)及較短尺寸(其可被稱作隙縫之寬度)。隙縫之寬度可對應於掃描方向(圖1中之y方向)，且隙縫之長度可對應於非掃描方向(圖1中之x方向)。在掃描模式中，隙縫之長度限制可在單次動態曝光中曝光之目標部分C在非掃描方向上之範圍。相比之下，可在單次動態曝光中曝光之目標部分C在掃描方向上之範圍係由掃描運動之長度判定。
術語「隙縫」、「曝光隙縫」或「輻射帶」可被互換地使用以指由照明器IL在垂直於微影裝置之光軸之平面中產生的輻射帶。此平面可處於或接近於圖案化器件MA或基板W。術語「隙縫剖面」、「輻射光束剖面」、「強度剖面」及「剖面」可被互換地使用以指代尤其在掃描方向上的隙縫之(空間)強度分佈之形狀。
照明器IL包含兩個遮蔽葉片(在圖1A中經示意性地展示為B)。兩個遮蔽葉片中之每一者大體上平行於隙縫之長度，兩個遮蔽葉片安置於隙縫之相對側上。每一遮蔽葉片可在以下兩個位置之間獨立地移動：縮回位置，其中遮蔽葉片未安置於輻射光束PB之路徑中；及插入位置，其中遮蔽葉片阻擋輻射光束PB。遮蔽葉片安置在照明器IL之平面中，該平面與圖案化器件MA (及基板W)之平面共軛。此平面可被稱為場平面。因此，藉由將遮蔽葉片移動至輻射光束之路徑中，可清晰地截斷輻射光束PB之剖面，因此在掃描方向上限制輻射光束PB之場之範圍。遮蔽葉片可用以控制曝光區域之哪些部分接收輻射。
圖案化器件MA亦安置於微影裝置之場平面中。在一個實施例中，遮蔽葉片可鄰近於圖案化器件MA而安置，使得遮蔽葉片及圖案化器件MA兩者處於實質上同一平面中。替代地，遮蔽葉片可與圖案化器件MA分離，使得其各自處於微影裝置之不同場平面中，且可在遮蔽葉片與圖案化器件MA之間提供合適的聚焦光學件(未展示)。
照明器IL包含強度調整器IA (在圖1A中示意性地展示)。強度調整器IA可用以使輻射光束之相對側上之輻射光束衰減，如現在所描述。強度調整器IA包含成對地配置之複數個可移動指形件，每一對在隙縫之每一側上包含一個指形件(亦即，每一對指形件在y方向上分離)。該等對指形件係沿著隙縫之長度而配置(亦即，在x方向上延伸)。每一可移動指形件可在掃描方向(y方向)上獨立地移動。亦即，指形件可在垂直於隙縫之長度的方向上移動。在使用中，每一可移動指形件可在掃描方向上獨立地移動。舉例而言，每一可移動指形件可在至少以下兩個位置之間移動：縮回位置，其中可移動指形件未安置於輻射光束之路徑中；及插入位置，其中可移動指形件部分地阻擋輻射光束。藉由移動指形件，可調整隙縫之形狀及/或強度分佈。
場可處於指形件之半影中，使得指形件並不急劇地截止輻射光束PB。該等對指形件可用以沿著隙縫之長度施加對輻射光束PB的不同程度之衰減。
舉例而言，指形件可用以確保跨越隙縫之寬度的輻射光束PB之強度剖面之積分沿隙縫之長度實質上恆定。
射出照明器IL之輻射光束PB入射於被固持於支撐結構MT上之圖案化器件(例如，光罩) MA上。在已橫穿圖案化器件MA之情況下，光束PB通過投影系統PL，該投影系統將該光束聚焦至基板W之目標部分C上。憑藉第二基板定位器件PW2及位置感測器IF (例如，干涉量測器件)，可相對於框架MF來準確地移動基板台WT2，例如以便將不同目標部分C定位於光束PB之路徑中。類似地，第一定位器件PM及另一位置感測器(其在圖1A中未明確地描繪)可用於例如在自光罩庫之機械擷取之後或在掃描期間相對於框架MF來準確地定位圖案化器件MA。一般而言，將憑藉形成定位器件PM、PW1及PW2之部分的長衝程模組(粗略定位)及短衝程模組(精細定位)來實現物件台MT及WT1、WT2之移動。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。
投影系統PL可將縮減因數應用於輻射光束PB，從而形成特徵小於圖案化器件MA上之對應特徵的影像。舉例而言，可應用縮減因數4。
在掃描模式中，第一定位器件PM可用以相對於已由照明器IL沿著掃描路徑調節之輻射光束PB來移動支撐結構MT。在一實施例中，支撐結構MT以恆定掃描速度vMT 在掃描方向上線性地移動。如上文所描述，隙縫經定向以使得其寬度在掃描方向(其與圖1之y方向重合)上延伸。在任何情況下，將藉由投影系統PL而使由隙縫照明之圖案化器件MA上的每一點成像至基板W之平面中的單一共軛點上。當支撐結構MT在掃描方向上移動時，圖案化器件MA上之圖案以與支撐結構MT之速度相同的速度移動跨越隙縫之寬度。詳言之，圖案化器件MA上之每一點以速度vMT 在掃描方向上跨越隙縫之寬度而移動。由於此支撐結構MT之運動，對應於圖案化器件MA上之每一點的基板W之平面中之共軛點將在基板台WT2之平面中相對於隙縫而移動。
為了在基板W上形成圖案化器件MA之影像，移動基板台WT2，使得圖案化器件MA上之每一點在基板W之平面中之共軛點保持相對於基板W靜止。基板台WT2相對於投影系統PL之速度(量值及方向兩者)係由投影系統PL之縮小率及影像反向特性(在掃描方向上)判定。詳言之，若投影系統PL之特性使得形成於基板W之平面中的圖案化器件MA之影像在掃描方向上反轉，則應在與支撐結構MT相對之方向上移動基板台WT2。亦即，基板台WT2之運動應反平行於支撐結構MT之運動。另外，若投影系統PL將縮減因數α 應用於輻射光束PB，則由每一共軛點在給定時間段中行進之距離將比由圖案化器件上之對應點行進之距離小了因數α 。因此，基板台WT2之速度之量值|vWT |應為|vMT |/α 。
在目標部分C之曝光期間，照明器IL之遮蔽葉片可用以控制輻射光束PB之隙縫之寬度，其又分別限制圖案化器件MA及基板W之平面中的曝光區域之範圍。亦即，照明器之遮蔽葉片充當用於微影裝置之場光闌。
在使用掃描模式之情況下，微影裝置可用以將具有實質上固定面積之基板W之目標部分C曝光至輻射。舉例而言，目標部分C可包含晶粒之部分、一個晶粒或若干晶粒。單一晶圓可在複數個步驟中曝光至輻射，每一步驟涉及目標部分C之曝光，緊接為基板W之移動。在第一目標部分C之曝光之後，微影裝置可用於相對於投影系統PL來移動基板W，使得另一目標部分C可曝光至輻射。舉例而言，在基板W上之兩個不同目標部分C之曝光之間，基板台WT2可用以移動基板W以便定位下一個目標部分，使得其準備好經由曝光區域進行掃描。
替代地，所描繪裝置可用於另一模式中，其中使支撐結構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WT2，同時將被賦予至光束PB之圖案投影至目標部分C上。在此模式中，通常採用脈衝式輻射源，且在基板台WT2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的可程式化鏡面陣列)之無光罩微影。
亦可採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。
如下文進一步描述，對準系統AS量測提供於固持在左側基板台WT1上之基板W上的對準標記(在圖1B中由方框P1、P2示意性地描繪)之位置。另外，構形量測系統TMS用以量測固持於左側基板台WT1上之基板W之表面的構形。第一基板定位器件PW1及位置感測器(其未在圖1A中明確地描繪)可用以相對於框架MF (及與其連接之對準系統AS及構形量測系統TMS)來準確地定位基板台WT1。
構形量測系統TMS可用於輸出指示基板W1之高度之信號s1 。對準系統AS可用於輸出指示基板W1或基板台WT1上之一或多個對準標記之位置的信號s2 。藉由處理器PR接收輸出信號s1 、s2 。
可藉由處理器PR分析藉由構形量測系統TMS輸出之信號s1 以判定基板W1之高度。處理器PR可用於產生基板W1之構形圖。處理器PR可包含記憶體且可用於儲存關於整個基板W1之構形之資訊。基板W1之表面之構形可被稱為高度圖。在基板W (在圖1A之右側)之曝光期間，需要使基板W保持於投影系統PL之焦平面中。為了達成此情形，可在z方向上移動基板台WT2，基板台WT2之該移動係取決於基板W之表面之構形(如先前由構形量測系統TMS所判定)而判定。
可藉由處理器PR分析藉由對準系統AS輸出之信號s2 以判定基板W1及基板台WT1上之一或多個對準標記之位置。第一基板定位器件PW1可用於在位置感測器IF (位置感測器IF或專用於量測站之另一位置感測器)量測基板台WT1時移動基板台WT1以便依次將每一對準標記定位於對準系統AS下方。作為初始步驟，第一基板定位器件PW1可用以將基板台WT1上之一或多個對準標記定位於對準系統AS下方，且對準標記中之每一者的位置經判定。隨後，第一基板定位器件PW1可用於將基板W1上之一或多個對準標記定位在對準系統AS下方且判定對準標記中之每一者之位置。舉例而言，可在每一對準標記位於對準感測器AS正下方時記錄如由位置感測器判定之基板台WT1之位置。實際上，對基板台WT1上之對準標記之位置的量測允許校準(相對於與對準系統AS連接之框架MF)如由位置感測器(例如，感測器IF)判定之基板台WT1之位置。對基板W1上之對準標記之位置的量測允許判定基板W1相對於基板台WT1之位置。
處理器PR可被視為數位信號處理系統。處理器PR可包含例如一或多個微處理器或一或多個場可程式化閘陣列(FPGA)，等等。
除來自對準系統AS及構形量測系統TMS之資料外，處理器PR亦自第一基板定位器件PW1及/或自位置感測器(例如，感測器IF)接收基板台WT1位置資訊(參見圖1A中之信號s3 )。由於基板固定至(通常經由夾鉗)基板台WT1，因此來自對準系統AS之資訊可用以將與基板台WT1相關之位置資訊轉換成與基板W相關之位置資訊。
該裝置可包含微影裝置控制單元(未展示)，該微影裝置控制單元控制所描述之各種致動器及感測器之所有移動及量測。微影裝置控制單元可包括用以實施與裝置之操作相關之所要計算的信號處理及資料處理能力。處理器PR可形成微影裝置控制單元之部分。實務上，微影裝置控制單元可被視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。例如，一個處理子系統可專用於第一基板定位器件PW1與第二基板定位器件PW2之伺服控制。獨立單元可甚至處置粗略及精細致動器，或不同軸線。另一單元可專用於位置感測器IF (及在被使用的情況下，用於量測站之另一位置感測器)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。
可在積體電路之製造中使用上文參看圖1A、圖1B及圖1C所描述之微影裝置。通常，此類積體電路藉由製造複數個處理層而形成於基板W上。每個處理層在微影裝置中依序印刷在基板W上。例如，光阻層可提供於該基板上且光阻經覆蓋之晶圓W可裝載至微影裝置中以用於曝光於經圖案化輻射光束。在每個層已經印刷在微影裝置內之後，自微影裝置移除基板W以供進一步處理以完成該處理層之製造。在此後續處理之後，基板W可具備另一光阻層且可裝載回至微影裝置中以用於印刷下一處理層。
上述對準系統AS允許準確地量測基板W之位置。此外，在基板W曝光於藉由圖案化器件MA圖案化之輻射光束PB之後續曝光期間使用此資訊。因此，上述對準系統AS提供對後續處理層之準確置放之控制。
一旦兩個或多於兩個處理層已經形成於基板W上，可能需要量測對準不同處理層之準確度。一個處理層相對於另一處理層之任何移位或偏移可被稱為疊對且可不利地影響積體電路(在例如該疊對高於臨限值容限之情況下)。為了量測疊對，每個處理層可具備一或多個疊對標記。亦即，一或多個疊對標記可在每個處理層在微影裝置內之印刷期間印刷至基板W上。疊對標記可各自包含一或多個反射光柵。一旦例如已經在微影裝置外部形成兩個處理層，通常進行此類疊對量測。
應瞭解，如本文中所使用，疊對意欲指代物件(例如基板W)上之兩個特徵或處理層之相對位置相對於兩個特徵之標稱或期望相對位置的移位或誤差。疊對誤差一般係指疊對量測之誤差。
涉及繞射之疊對量測技術使用提供於基板之不同處理層上之兩個光柵。現參看圖2A、圖2B及圖3論述繞射疊對量測技術之一般原理。
圖2A及圖2B示意性地展示具備兩個處理層10、12之物件之一部分。第二處理層12可被稱為高於第一處理層10，意謂第二處理層12相較於第一處理層10更接近於物件之上表面。第一處理層10具備第一標記14，呈形成於處理層10之表面上之反射繞射光柵形式。類似地，第二處理層12具備呈反射繞射光柵形式之第二標記16。
光柵14、16中之每一者具有相同間距且由複數個正方形剖面凹槽形成，每個凹槽之寬度與鄰近凹槽之間的間隔實質上相同。如圖2A中所示，兩個標記14、16經對準，而如圖2B中所示，兩個標記14、16之間存在偏移或疊對18。
為了判定兩個標記之間的疊對18，用輻射光束Bin 輻照物件。詳言之，用輻射光束Bin 輻照重疊標記14、16之一部分。該輻射自標記14、16散射。入射輻射光束Bin 可被視為藉由標記14、16共同繞射且該繞射輻射進行干涉以便形成複數個繞射階。在圖2A及圖2B中，分別展示±1階繞射光束B+ 1 、B- 1 。應瞭解，亦可產生較高階繞射光束。
在下文中，一對共軛繞射階意指±n階繞射光束。例如，可認為+1階繞射光束B+ 1 與-1階繞射光束B- 1 共軛，可認為+2階繞射光束B+ 2 與-2階繞射光束B- 2 共軛，諸如此類。
通常，此等繞射疊對量測技術基於以下原理：兩個光柵14、16之間的疊對引起共軛繞射光束對之強度差異。例如，在不具有疊對之情況下，如圖2A中所示，±1階繞射光束B+ 1 、B- 1 具有實質上相同強度。然而，在非零疊對18之情況下，如圖2B中所示，+1階繞射光束B+ 1 之強度通常將不同於-1階繞射光束B- 1 之強度。先前技術疊對量測技術涉及對兩個共軛繞射光束之強度之分別判定。比較此等分別經判定之強度，且自此比較，可判定疊對。該疊對與±1階繞射光束B+ 1 、B- 1 之強度差成比例。
現將參看圖3解釋兩個光柵14、16之間的疊對引起共軛繞射光束對之強度差異。圖3為自提供在物件之不同層10、12中之兩個標記14、16散射之輻射光束Bin 以形成一對共軛繞射階光束B+ 1 、B- 1 之替代示意性說明。
當輻射光束Bin 入射於第二處理層12上時，輻射光束Bin 之第一部分自第二標記16散射。詳言之，輻射光束Bin 之第一部分藉由第二標記16繞射且該繞射輻射進行干涉以便形成複數個繞射階。在圖3中，僅展示+1階繞射光束20及-1階繞射光束22，但應瞭解，一般而言，亦產生較高階繞射光束。
輻射光束Bin 之第二部分傳播至第二處理層12中且入射於第一標記14上。輻射光束Bin 之此第二部分之至少一部分自第一標記14散射。詳言之，輻射光束Bin 之第二部分之部分藉由第一標記14繞射且該繞射輻射進行干涉以便形成複數個繞射階。在圖3中，僅展示+1階繞射光束24及-1階繞射光束26，但應瞭解，一般而言，亦產生較高階繞射光束。
如在圖3中示意性地指示，圖2A及圖2B中所展示且可被視為已經由自兩個標記14、16共同散射之輻射光束Bin 產生的±1階繞射光束B+ 1 、B- 1 中之每一者由已經自第一標記14散射之某一輻射及已經自第二標記16散射之某一輻射形成。詳言之，+1階繞射光束B+ 1 為來自第二標記16之+1階繞射光束20與來自第一標記14之+1階繞射光束24之組合。類似地，-1階繞射光束B- 1 為來自第二標記16之-1階繞射光束22與來自第一標記14之-1階繞射光束26之組合。
+1階繞射光束20、24進行干涉以形成+1階繞射光束B+ 1 且-1階繞射光束22、26進行干涉以形成-1階繞射光束B- 1 。歸因於第二處理層12之厚度28，兩個+1階繞射光束20、24之間且兩個-1階繞射光束22、26之間均存在光學路徑長度差。此將引起每一對干涉繞射光束之間的固定相位差。詳言之，+1階繞射光束20、24之間產生之相位差等於-1階繞射光束22、26之間產生之相位差。例如，藉由第一標記14產生之繞射光束24、26兩者之相位可落後於藉由第二標記16產生之繞射光束20、22兩者之相位。
由來自繞射光柵之散射產生之每個個別繞射光束之相位取決於入射輻射光束相對於繞射光柵之位置。若跨越繞射光柵掃描入射輻射光束之光束點，則所形成之繞射光束之相位將改變。因此，除由自不同標記14、16散射之輻射之光學路徑長度差產生的固定相位差之外，由來自標記14、16中之一者之散射產生的每個個別繞射光束20、22、24、26之相位取決於入射輻射光束Bin 相對於標記14、16之位置。因此，若存在疊對，則每一對干涉繞射光束之間將存在額外相位差。歸因於此類疊對之+1階繞射光束20、24之間產生之相位差與-1階繞射光束22、26之間產生之相位差具有相反符號。此引入±1階繞射階光束B+ 1 、B- 1 之強度之間的不對稱性。
圖4(a)展示可提供於基板W上以用於分別量測X-位置疊對及Y-位置疊對之標記202、204之實例。在此實例中，每個標記包含形成在施加至或蝕刻至基板W中之處理層中的一系列長條。該等長條規則地隔開且充當光柵線，使得標記可被視為具有充分熟知的空間週期(間距)之繞射光柵。X方向標記202上之長條平行於Y軸以提供在X方向上之週期性，而Y方向標記204之長條平行於X軸以提供在Y方向上之週期性。
一對實質上相同標記可提供於基板W之兩個不同處理層上。根據本發明之實施例之疊對量測系統可用於藉由輻射之光點206 (X方向)、208 (Y方向)以光學方式掃描每一對此類標記，以獲得共軛繞射光束對之強度的週期性變化差異。分析一或多個共軛繞射光束對之強度的時間變化以判定疊對，如下文參看圖7A至圖8進一步論述。藉由寬箭頭示意性地指示掃描移動，其中以點線輪廓指示光點206或208之漸進性位置。
根據本發明之實施例之疊對量測系統通常可屬於對準系統形式，其經修改使得對量測信號之分析允許判定疊對(同樣，如下文進一步描述，參看圖7A至圖8)。例如，根據本發明之實施例之疊對量測系統通常可屬於US 6961116 (den Boef等人)中所描述之形式，該文獻特此以引入方式全文併入。
圖4(b)展示用於類似疊對量測系統之修改標記210，其中可經由藉由照明光點206或208進行單次光學掃描而獲得X-位置疊對及Y-位置疊對。標記210具有與X軸及Y軸兩者以45度配置之長條。可使用公開專利申請案US 2009/195768 A (Bijnen等人)中所描述之技術執行用於對準量測之此類修改標記210之使用，該公開專利申請案特此以引入方式全文併入。
圖5為已知對準感測器AS之示意性方塊圖。根據本發明之實施例之疊對量測系統通常可屬於此對準感測器AS之形式。現描述對準感測器AS之組件及操作模式。
照明源220提供具有一或多個波長之輻射之量測光束222，藉由光點鏡面223使該量測光束通過物鏡224轉向至位於基板W上之標記202 (例如對準標記或一對重疊疊對標記)上。量測光束222可包含具有任何適合波長之輻射。例如，量測光束222可包含可見光及/或紅外線輻射。在一些實施例中，量測光束222可包含波長在400 nm至2000 nm範圍內之輻射。如圖5中示意性地所指示，在基於上文所提及之US 6961116的當前對準感測器之實例中，照明標記202之照明光點206之直徑可略微小於標記自身之寬度。
由標記202繞射之輻射係藉由物鏡224拾取且經準直成資訊攜載光束226。自參考干涉計228屬於上文所提及之US 6961116中所揭示之類型，且處理光束226並將單獨光束(針對每一波長)輸出至感測器陣列230上。光點鏡面223此時宜用作零階光闌，使得資訊攜載光束226僅包含來自目標202之較高階繞射輻射(此對於量測並非必需的，但會改良信雜比)。將來自感測器柵格230中之個別感測器之強度信號232提供至處理單元PU。藉由區塊228中之光學處理與單元PU中之計算處理之組合，可獲得對準及/或疊對資訊。
可以光學方式對具有不同波長之輻射光束進行多工及解多工以便同時進行處理，及/或可藉由分時或分頻對輻射光束進行多工。
更詳細地參看量測程序，在圖5中標註為VW 之箭頭說明掃描速度，光點206以該掃描速度橫穿標記202之長度L。在此實例中，對準系統AS及光點206保持靜止，而基板W以速度VW 移動。對準感測器AS具備用於支撐基板之支撐結構及可用於相對於照明源220移動支撐結構之移動機構。所展示之所有移動均平行於X軸。類似動作適用於運用光點208在Y方向上掃描對準標記204。
圖6說明對準感測器之光學系統，該對準感測器為描述於上文所提及之先前公開案US 6,961,116及US 2009/195768中之對準感測器之修改版本。根據本發明之實施例之疊對量測系統通常可屬於如圖6中所示及目前所描述之此修改配置形式。圖6之配置引入離軸照明模式選項，其為了更高準確度尤其允許對準標記之間距減小。光學系統亦可允許運用對準感測器而非獨立散射計裝置執行散射量測類型的量測。在圖6中，為簡單起見，省略提供離軸及軸上照明模式之細節。對於本發明，更關注展示多個波長及偏光之細節。
具有若干分支之光軸O係藉由貫穿圖6中所示之光學系統延行的虛線指示。為易於與圖5之示意圖進行比較，藉由類似於圖5中所使用之參考符號但具有前綴「4」而非「2」的參考符號來標註圖6中所展示之光學系統之一些部分。因此，吾人可見光源420、照明光束422、物鏡424、資訊攜載光束426、自參考干涉計428及偵測器配置430。來自偵測器配置之信號由處理單元PU處理，修改處理單元PU以便實施下文描述之新穎特徵。
此較詳細示意圖中所說明之額外組件如下。在照明子系統440中，經由光纖442將輻射自源420遞送至照明剖面探測光學件446。此經由光束分光器454將輸入光束422遞送至具有光瞳平面P之物鏡424。物鏡424在晶圓W上之標記202/204/210 (例如對準標記或一對重疊疊對標記)上形成光點406。藉由對準標記繞射之資訊攜載光束426通過光束分光器454到達干涉計428。干涉計428藉由正交偏光將資訊攜載光束分成兩個部分，使此等部分圍繞光軸相對於彼此旋轉180°，且將其組合成出射光束482。出射光束482進入偵測器配置430，如將在下文更詳細地描述。
在本實例中包括不對稱性量測配置460。配置460經由定位在干涉計前面之第二光束分光器462接收資訊攜載光束426之部分464。特此以引入方式全文併入之另一專利申請案US 20150227061描述用於使用經由偵測器430獲得之位置資訊量測不對稱性之技術。應瞭解，不對稱性量測配置460為視情況選用的且可因此在其他實施例中省略。
照明剖面探測光學件446可呈各種形式，其中一些形式在先前的專利申請案US 2015109624中更詳細地揭示，該專利申請案特此以引入方式全文併入。在其中所揭示之實例中，展示對準感測器(更一般而言，位置量測裝置)，其允許使用縮減之光柵間距而無需關於偵測器側之空間解析度。描述於先前申請案US 2015109624中之實例所共有的特定特徵為在有限範圍之入射角(在光瞳平面中之有限徑向範圍)下使用離軸照明的選項。就離軸照明而言，其意謂輻射源區域被限制在光瞳之周邊部分，亦即，與光軸相距一定距離。將照明限於光瞳之最邊緣使標記之最小可能間距自實質上λ/NA減小至實質上λ/2NA，其中λ為所使用之輻射波長，且NA為儀器(例如對準感測器或更一般而言位置量測裝置)之物鏡之數值孔徑。描述於先前申請案US 2015109624中之實例亦使用裝置之光束分光器中的光點鏡面之特定分佈，其可既提供所要照明亦充當用於零階繞射輻射之場光闌。可設計「通用(universal)」照明剖面，其允許量測X標記、Y標記及XY標記中之任一者而不改變照明模式，但此通用照明剖面不可避免地對效能造成一定損害及/或造成裝置之一定複雜化。替代地，專用模式可經設計及進行為可選擇的，以供與不同標記類型一起使用。亦可選擇不同照明偏光。
裝置整體上無需限於提供此等特定離軸照明剖面。其可具有已知或尚待開發之其他使用模式，其促成不同剖面之使用。舉例而言，裝置可提供對用於圖4之(a)及圖4之(b)中所展示之不同標記類型的軸上及離軸照明模式的選擇。儘管關注離軸照明與較精細光柵一起使用，但對於與現有標記及量測方法之相容性，軸上照明剖面可為有用的。首先參看如在圖5之已知感測器中使用的軸上模式之實例，藉由具有在原本暗光瞳內之中心明亮光點的軸上照明剖面來提供正交於基板之照明。此剖面係裝置之照明光束422中的視情況選用設定。在此實例中，需要沿光軸傳回的零階光束在進入干涉計428中之前被阻擋，而且需要其被傳送至不對稱性量測配置460 (在被提供時)。在干涉計428之前阻擋零階並非必需的，但改良位置信號之信雜比。因此，在此實施例中，光點鏡面可包括在第二光束分光器462中。第一分光器454並未鍍銀，且第一分光器接受中心光點之強度之大約50%轉移至對準標記。在替代實施例中，其中省略配置460，此剖面可直接藉由照明測繪器446產生且藉由第一光束分光器454內之光點鏡面在完整強度下發射至物鏡424。可設想多種替代方案以獲得所要剖面。
可用數種方式產生離軸照明剖面以形成實用儀器，注意到對於干涉計428，相對片段應相干以產生所要信號。特定而言，當涉及到寬頻源時，源輻射之相干長度/時間將極短。甚至在單色雷射源之情況下，US 6,961,116教示：短相干時間例如對於消除來自不合需要的多個反射之干涉係較佳的。因此，自源至每一片段之光學路徑長度應極緊密地匹配。直接對應於所要剖面之孔徑可置放於加寬的平行光束中，但此將導致相對較大的光損失。為避免光損失，在上文所提及之先前申請案US 2015109624中提供了各種替代解決方案。
自照明源442出現之照明可為單色的，但本質上通常為寬頻，例如白光或複光。將瞭解，照明源442為可用以發射電磁輻射之源。此輻射可包含可見光及/或在可見光譜外之電磁輻射，例如，紅外線輻射。將瞭解，在下文中，術語「輻射」與術語「光」同義且可被互換地使用。類似地，不管此輻射是否來自可見光譜，該輻射之波長(或波長範圍)皆可被稱作輻射之「色彩」。光束中之波長的分集提高量測之穩固性，如所已知。一個已知的感測器使用例如四個波長之集合，四個波長中之每一者均在500 nm至900 nm範圍內。此等四個波長可藉由其色彩之名稱來提及，該等色彩可為：綠色(包含綠光)、紅色(包含紅光)、近紅外線(包含近紅外線中之輻射)及遠紅外線(包含遠紅外線中之輻射)。在實施本發明之感測器中，可使用相同的四個波長，或可使用不同的四個或多於四個或少於四個波長。
再次參看圖6，現將解釋關注於使用多個輻射波長進行量測及關注於偏光效應之管理的裝置之態樣。在照明子系統440中，源420包含四個個別光源，該等光源經提供以產生命名為綠色(標註為G)、紅色(R)、近紅外線(N)及遠紅外線(F)之四個波長的輻射。出於方便起見，在以下論述中，在此等四個不同波長下之輻射將被稱作四種色彩之光，對於當前目的而言，該等波長在電磁光譜之可見光部分中還是不可見光部分中係不重要的。光源經線性偏光，其中G輻射及N輻射之定向彼此相同，且R輻射及F輻射正交於G輻射及N輻射之偏光而偏光。
藉由偏光維持光纖將四個色彩輸送至多工器502，在多工器處此等色彩被組合成單一四色光束。多工器維持線性偏光，如由箭頭504所指示。遍及該圖之箭頭504及類似箭頭被標註為G及R以指示綠色及紅色分量之偏光。N及F分量之定向分別與G及R分量相同。
此組合光束經由合適的遞送光學件506進入光束分光器454。如已經描述，其接著自部分或完全反射表面(例如0.5 mm直徑光點鏡面)反射，該反射表面在光束分光器內部。物鏡424將該光束聚焦成窄光束，該窄光束藉由光柵反射及繞射，該光柵係由晶圓W上之標記202形成。藉由例如數值孔徑NA = 0.6之物鏡424收集光。對於色彩中之每一者，此NA值允許例如以16 μm間距自光柵收集至少十個繞射階。
形成資訊攜載光束426之反射及繞射光接著被輸送至自參考干涉計428。在此實例中，如已經描述，藉由光束分光器462分裂光束以在提供時將資訊攜載光束之部分464供應至不對稱性量測配置460。傳達不對稱性量測資訊之信號466自配置460傳遞至處理單元PU。恰好在干涉計之前，藉由半波片510使偏光旋轉45°。自此角度，為了清楚起見，僅展示一個色彩之偏光箭頭。如在上文及在專利US 6,961,116中已描述，干涉計由偏光光束分光器組成，其中每一色彩之一半被透射，且每一色彩之一半被反射。每一半接著在干涉計內部被反射三次，將輻射場旋轉+90°及-90°，從而得到180°之相對旋轉。兩個場接著疊置於彼此之上且被允許干涉。存在相位補償器512以補償-90°及90°影像之路徑差。接著藉由另一半波片514 (使其長軸相對於X或Y軸22.5°而設定)使偏光旋轉45°。半波片510、514係波長不敏感的，使得所有四個波長之偏光被旋轉45°。
另一光束分光器516將光學信號分裂至指定為A及B之兩個路徑中。一個路徑含有兩個旋轉場之總和，且另一路徑含有差。取決於初始偏光方向，總和位於路徑A或路徑B中。因此，在此實例中，綠色及NIR信號之總和信號位於一個路徑中，紅色及FIR信號之總和信號位於另一路徑中。對於每一色彩，對應的差信號位於另一路徑中。將瞭解，輻射源為可用以發射輻射(例如，電磁輻射)之源。該輻射可包含可見光。替代地，該輻射可包含在可見光譜外之電磁輻射，例如，紅外線輻射。將瞭解，在以上描述中，術語「輻射」與術語「光」同義。對光之任何參考可因此涵蓋在可見光譜外之電磁輻射。
應注意，此配置針對每一色彩選擇使用一個偏光以用於照明。可藉由改變讀數之間的偏光(或藉由在讀數內進行分時多工)而進行每種色彩兩個偏光之量測。然而，為在受益於色彩及偏光之某一分集的同時維持高產出率，不同色彩之集合(每一色彩經線性偏光且其中色彩之一個子集具有一個偏光方向且色彩之另一子集具有不同偏光方向)表示分集與量測產出率之間的良好折衷。為增加分集而不影響產出率，吾人可設想出與此處所呈現之四色方案類似但使用更多色彩(例如，八種或十六種)及混合偏光的實施方案。
用於每一路徑A及B之光係由各別集光器透鏡總成484A及484B收集。該光接著經過孔徑518A或518B，該孔徑除去來自基板上之光點外部的大部分光。兩個多模光纖520A及520B將每一路徑之所收集光輸送至各別解多工器522A及522B。解多工器522A、522B將每一路徑分裂成原始的四種色彩，使得總計八個光學信號被遞送至偵測器配置430內之偵測器430A及430B。在一個實務實施例中，光纖係配置於解多工器與偵測器電路板上之八個偵測器元件之間。在此實例中，偵測器不提供空間解析度，但在裝置掃描基板W上之標記202時針對每一色彩遞送時變強度信號IA 及IB 。該等信號實際上為位置相依性信號，但係作為與裝置與標記之間的實體掃描移動(回顧圖5)同步的時變信號(波形)而接收。
在已知對準感測器中，處理單元PU自八個偵測器接收強度波形且如在已知裝置中處理此等強度波形以提供位置量測POS。在根據本發明之實施例之疊對量測系統中，對量測信號之分析允許判定疊對(同樣，如下文進一步描述，參看圖7A至圖8)。
因為存在八個信號供選擇，所以基於不同波長及入射偏光，裝置可在廣泛多種情形下獲得可使用的量測。就此而言，應記住，標記202可埋入數個不同材料及結構層下方。一些波長相比於其他波長將較好地穿透不同材料及結構。處理單元PU可處理波形且基於提供最強信號之波形提供量測。可忽略剩餘波形。在簡單的實施方案中，用於每一量測任務之「配方」可基於先前對目標結構之瞭解以及實驗研究而指定將使用哪一信號。在更高階系統中，可使用「色彩動態」或「平滑色彩動態」演算法進行自動選擇以在無先驗知識之情況下識別最佳信號。此藉由Jeroen Huijbregtse等人描述於「Overlay Performance with Advanced ATHENATM Alignment Strategies」(Metrology, Inspection, and Process Control for Microlithography XVII (編者為Daniel J.先生)，SPIE論文集第5038卷(2003年))中，該文獻特此以引用方式全文併入。
每一透鏡484A、484B將整個場聚焦至每一偵測器430A、430B之每一元件上，每一偵測器係類似於圖5之已知對準感測器的配置。在此實例中及在已知對準感測器中之偵測器實際上為單個光電二極體，且除已描述之掃描運動提供的資訊外，並不提供任何空間資訊。可視需要添加在共軛光瞳平面中具有空間解析度之偵測器。此情形可例如允許使用對準感測器硬體執行角度解析之散射量測方法。
若例如需要使用兩個不同偏光執行量測，則可掃描標記超過一次。又，可能需要在中途經由掃描XY標記而切換照明模式。然而，在其他實施例中，可使用光學信號之多工，使得可同時地進行兩個量測。類似地，可應用多工，使得可掃描及量測XY標記之不同部分而無需切換照明模式。用以執行此多工之簡單方式係藉由分頻多工。在此技術中，運用一特性頻率來調變來自每一對光點及/或偏光之輻射，該特性頻率經選擇為比攜載位置資訊之時變信號之頻率高得多。到達每一偵測器430A、430B之經繞射及經處理光學信號將為兩個信號之混合物，但可使用經調諧為源輻射之各別頻率之濾波器來電子地分離該等信號。亦可使用分時解多工，但此情形可需要源與偵測器之間的準確同步。亦可藉由使用足夠長的光纖實現解多工以利用波長相依性速度。舉例而言，在每一頻率下之調變可為簡單正弦波或方波。
無論對於位置感測還是某一其他形式之度量衡，若需要藉由圓形偏光照明標記，則可在光束分光器454與物鏡424之間插入四分之一波片(未展示)。此情形具有使線性偏光變成圓形偏光(且使其在由對準標記繞射之後再次改變回)之效應。如前所述，根據標記定向選擇光點位置。可藉由在照明源420、光纖442或照明剖面探測光學件446中選擇不同線性偏光而改變圓形偏光之方向(順時針/逆時針)。
在複合目標中對多個光柵之使用亦描述於Huijbregtse等人之論文中。每一光柵具有不同剖面，從而增強例如較高繞射階(第3階、第5階、第7階)。位置量測可自此等光柵中之不同者以及自個別光柵上之不同色彩信號導出。在本發明中，假定存在具有簡單的長條圖案但具有分段特徵之單一光柵。熟習技術之讀者可易於擴展本發明以設想具有具不同圖案之多個光柵的實施例。
本發明之實施例係關於用於判定提供於物件上或物件中之兩個特徵之間的疊對之方法。例如，該物件可為實質上如上文所描述之基板W (例如矽晶圓)且兩個特徵可為標記14、16。標記14、16可提供在基板W之兩個不同處理層中且可各自包含一或多個反射光柵。
該方法包含用輻射光束Bin 輻照基板W及接收自基板W散射之輻射光束之至少一部分。詳言之，自基板散射之輻射光束之至少一部分可包含：包含至少一個繞射階之第一部分(B+ 1 )及包含至少一個不同繞射階之第二部分(B- 1 )。兩個繞射光束可為共軛繞射階。組合第一部分及第二部分使得其進行干涉且判定組合之第一部分及第二部分之強度。
該方法涉及在組合第一部分及第二部分之前調節第一部分與第二部分(例如B+ 1 與B- 1 )之間的相位差，使得在監控該強度時組合之第一部分及第二部分之強度為時間相依性的。
根據本發明之實施例的用於判定提供於物件上之兩個特徵之間的疊對之方法之此等步驟可使用根據本發明之實施例之疊對量測系統執行。如上文參看圖5及圖6所解釋，根據本發明之實施例之疊對量測系統通常可屬於基於繞射之對準感測器之形式，諸如圖5及圖6之對準感測器中之一者。此類基於繞射之對準感測器包括可購自荷蘭維荷芬之ASML Holding N.V.之以下感測器：SMASHTM (智慧型混合式對準感測器)感測器、ATHENATM (使用對準之高階增強之先進技術)感測器及ORIONTM 感測器。此類基於繞射之對準感測器亦包括雷射干涉式對準(laser interferometric alignment，LIA)或場影像對準(field image alignment，FIA)感測器。
可藉由相對於輻射光束移動基板W使得輻射光束跨越物件進行掃描而實現在組合第一部分及第二部分之前對第一部分與第二部分(例如B+ 1 與B- 1 )之間的相位差之調節。應注意，在圖5及圖6中所展示之對準感測器採用此類掃描技術。當裝置掃描基板W上之標記202時藉由圖6中所示之偵測器430A及430B判定的每個色彩之時變強度信號IA 及IB 為在組合第一部分及第二部分之前第一部分與第二部分之間的相位差經調變的同時自基板W上之標記202散射之輻射之第一部分及第二部分之組合的結果。
應瞭解，此類掃描技術僅僅為一個實例，且在替代實施例中，可使用合適的可調整光學元件，諸如延遲器實現在組合第一部分及第二部分之前對第一部分與第二部分之間的相位差之調節。
判定兩個特徵14、16之間的疊對之方法涉及取決於組合之第一部分及第二部分之時間相依性強度之對比度(例如信號IA 及IB 之對比度)判定兩個特徵14、16之間的疊對。
如先前論述，涉及繞射之先前技術疊對量測技術通常涉及對兩個共軛繞射光束之強度之分別判定，隨後比較該等強度以判定疊對。
本發明之第一態樣之方法亦基於以下原理：兩個光柵之間的疊對引起組合光柵之不對稱性，這引起共軛繞射光束對之強度差異。藉由組合已經自物件散射之輻射光束之第一部分及第二部分(且其含有至少一對不同繞射階)，該對不同繞射階(其可為共軛繞射階)可(相長地或相消地)干涉。在組合第一部分及第二部分之前調節第一部分與第二部分之間的相位差引起此干涉隨時間變化之本質，使得組合之第一部分及第二部分之強度為時間相依性的。隨時間變化之此強度之標繪圖可被稱為干涉圖。本發明之發明人已實現：此干涉圖之對比度取決於不同繞射光束對之強度差異。當強度差為零，其可例如對應於零疊對時，干涉圖之對比度最大化。此外，隨著強度差增大，干涉圖之對比度減小。
因此，組合之第一部分及第二部分之時變強度之對比度取決於不同繞射光束對(其可為共軛繞射光束)之相對強度，相對強度又以可預測方式取決於疊對，如目前所論述。
如上文所解釋，本發明之實施例涉及自基板W散射之輻射之第一部分及第二部分之組合，該第一部分及該第二部分含有至少一對不同繞射階(例如，B+ 1 及B- 1 )。例如，第一部分及第二部分可含有至少一對共軛繞射階(例如，B+ 1 及B- 1 )。一般而言，本發明之實施例可涉及任何一對共軛繞射階(例如，B+ 1 及B- 1 、B+ 2 及B- 2 等等)之組合。一些實施例可涉及多於一對繞射階(例如多對共軛繞射階)之組合。此外，在一些實施例中，可在離軸照明情況下用輻射光束Bin 輻照基板W。此類實施例可涉及未必共軛之任何數目個對之不同繞射階之組合。一般而言，實施例可涉及以下各者中之任何者之組合：共軛繞射階對；正值繞射階對(例如，B+ 1 及B+ 2 等等)；負值繞射階對(例如，B- 1 及B- 2 等等)；並非共軛之正值及負值繞射階對(例如，B+ 1 及B- 2 等等)；及/或0階繞射光束以及正階或負階繞射光束(例如，B0 及B+ 1 等等)。現藉助於實例參考圖3中所示之共軛繞射階B+ 1 及B- 1 來論述組合之第一部分及第二部分之時變強度之對比度與共軛繞射光束之相對強度的相關性。熟習此項技術者將顯而易見，可如何將此相關性擴展及施加至其他共軛繞射階對及其他並不共軛之繞射階對。
參看圖3，+1階繞射光束20之電場可由Aej α 表示，其中A為振幅繞射效率，α為相位且j為-1之平方根。類似地，-1階繞射光束22可由Ae- j α 表示。+1階繞射光束24之電場可由Bej β 表示，其中B為振幅繞射效率且β為相位。類似地，-1階繞射光束26可由Bej β 表示。可認為相位β取決於第二處理層12之厚度28，而可認為相位α取決於兩個標記14、16之間的疊對或移位。例如，相位β可與第二處理層12之厚度28與輻射光束Bin 之波長的比率成比例。可認為相位α與兩個標記14、16之間的疊對或移位(亦即第二標記16相對於第一標記14之移位)與光柵間距的比率成比例。
+1階繞射光束B+ 1 之強度給定如下： 且-1階繞射光束B- 1 之強度給定如下：
方程式(1)及(2)可更簡明地重寫為： 及 其中P=A2 +B2 且Q=2AB。
上述時變強度信號(其藉由組合例如±1階繞射光束B+ 1 、B- 1 而獲得)之對比度給定如下：
調變深度M可經界定為： 此調變深度M描述±1階強度(I1 、I- 1 )依據兩個標記14、16之間的疊對或移位(亦即第二標記16相對於第一標記14之移位)而改變的程度。
將方程式(3)及(4)代入方程式(5)，且在調變深度M方面重新表達產生：
圖8展示隨頂部光柵(例如圖3中之第二標記16)相對於底部光柵(例如圖3中之第一標記14)之移位而變的時變強度信號之計算出的對比度(如藉由方程式(5)及(7)給定)，其針對光柵間距而經正規化(亦即隨與相位α成比例之參數而變)。已經針對b=90°計算出此圖(其可藉由選擇合適的波長而實現)且針對調變深度之以下4個不同值而標繪曲線：M=0.4 (點-點-虛線)、M=0.6 (點-虛線)、M=0.8 (點線)及M=1 (虛線)。
根據本發明之實施例之方法為有利的，由於其相較於先前技術配置提供明顯更佳的動態範圍。相比於例如涉及分別量測共軛繞射階之強度且比較此等強度之先前技術配置，動態範圍之此增大為判定經調變強度信號之對比度之結果。詳言之，此允許弱強度信號與主要背景信號，諸如重像及相機雜訊分離。此部分地歸因於偵測到之增大數目之光子。其亦歸因於干涉式技術，產生使得量測相對於背景及/或雜訊為彈性的經調變信號(例如時變信號IA 及IB )。因此，該方法允許量測較大範圍之疊對。
該方法之另一優點為其與一些對準量測方法共用一些共同程序。詳言之，本發明之第一態樣之疊對量測方法之益處為實質上相同裝置(例如圖5及圖6中所展示之對準感測器)可用於此疊對量測及對準量測。此外，有利地，用於執行該方法之裝置可包含相比於用於先前技術技術之疊對裝置相對簡單的感測器配置。
現參看圖7A至圖7C論述用以判定兩個特徵14、16之間的疊對的使用組合之第一部分及第二部分之時間相依性強度之對比度(例如信號IA 及IB 之對比度)之方法之特定實例。
該方法使用各自包含複數個子特徵之兩個標記14、16。兩個特徵中之第一者之子特徵中之每一者對應於兩個特徵中之第二者之子特徵中之不同者。由此，這意謂一個特徵(例如第二標記16)之子特徵中之每一者通常與另一特徵(例如第一標記14)之對應子特徵對準或通常與其疊對，使得上述技術可用於自該對對應子特徵判定來自輻射光束Bin 之相干散射的每一對對應子特徵之疊對移位或誤差。每一對對應子特徵具有不同標稱偏移，如目前參看圖7A所解釋。
圖7A為提供於物件(例如基板W)上之四個對應子特徵對30、32；34、36；38、40；42、44之示意性表示。每一對對應子特徵30、32；34、36；38、40；42、44包含形成在第一處理層10中之第一子特徵30、34、38、42及形成在第二處理層12中之第二子特徵32、36、40、44。形成在第二處理層12中之第二子特徵32、36、40、44中之每一者通常在形成在第一處理層10中之第一子特徵30、34、38、42中的對應一者上方或與其疊對。可認為第一子特徵30、34、38、42共同形成第一標記14。類似地，可認為第二子特徵32、36、40、44共同形成第二標記16。例如，四個對應子特徵對30、32；34、36；38、40；42、44可沿著線條配置使得在單次掃描程序中可用輻射光束Bin 依序輻照該等子特徵。該等標記亦可用於基板相對於參考物之對準。
子特徵30、32、34、36、38、40、42、44中之每一者包含具有實質上相同間距且由複數個正方形剖面凹槽形成的光柵，每個凹槽之寬度與鄰近凹槽之間的間隔實質上相同。應瞭解，此正方形剖面光柵形狀僅僅用作解釋該方法之單個實例，且在其他實施例中，可替代地使用其他光柵形狀。例如，在其他實施例中，子特徵30、32、34、36、38、40、42、44中之每一者可視需要包含分段式子光柵、梯形光柵或任何其他方便的光柵形狀。
每一對對應子特徵30、32；34、36；38、40；42、44具有不同標稱偏移ΔX1 、ΔX2 、ΔX3 、ΔX4 。應瞭解，對應的一對子特徵之標稱偏移意指意欲在將子特徵施加至物件(例如在微影裝置中)時提供的對應的一對子特徵之間的偏移。亦即，希望意指將在不存在疊對之情況下實現的對應的一對子特徵之間的偏移。
用於判定疊對之方法之實施例包含用輻射光束依次輻照每一對子特徵；判定組合之第一部分及第二部分之時間相依性強度之對比度；以及自該複數個經判定對比度中之每一者判定兩個特徵之間的疊對。
此配置可改良方法之準確度，由於(經判定對比度之)複數個量測結果有助於疊對量測。
原則上，為了自來自四個子特徵對之四個經判定對比度判定疊對，應考慮各種參數，例如：該對子特徵之形式(亦即其形狀)、兩個子特徵之間的深度(亦即上面提供有子特徵之兩個不同處理層之間的距離)及兩個特徵之散射效率。藉由使用複數對對應子特徵，將量測具有不同(及已知)標稱偏移、不同對比度之每一對子特徵。然而，對於每一對對應子特徵，可影響經判定對比度之所有其他參數(例如：該對子特徵之形式、兩個子特徵之間的深度及兩個特徵之散射效率)相同。因此，藉由自該複數對對應子特徵組合經判定對比度，可移除經判定疊對與此等其他參數之相依性。
圖7B為藉由跨越該對對應子特徵掃描輻射光束形成的圖7A中所示之每一對對應子特徵之干涉圖之示意性表示。干涉圖為隨掃描位置而變的自該對對應子特徵散射之至少一對共軛繞射階之組合之強度圖。詳言之，第一干涉圖展示針對第一對子特徵34、36的表示經量測強度信號之曲線46 (實線)及表示具有零疊對之預期曲線之曲線48 (點線)。第二干涉圖展示針對第二對子特徵38、40的表示經量測強度信號之曲線50 (實線)及表示具有零疊對之預期曲線之曲線52 (點線)。第三干涉圖展示針對第三對子特徵38、40的表示經量測強度信號之曲線54 (實線)及表示具有零疊對之預期曲線之曲線56 (點線)(第三干涉圖之兩個曲線54、56在圖7B中並不可明顯地區分)。第四干涉圖展示針對第四對子特徵42、44的表示經量測強度信號之曲線58 (實線)及表示具有零疊對之預期曲線之曲線60 (點線)。應瞭解，在此，結合圖7B及圖7C，「零疊對」意指疊對為零，使得該對對應子特徵之間的實際偏移等於該對對應子特徵之標稱偏移。
可分別自對應干涉圖曲線46、50、54、58針對每一對對應子特徵30、32；34、36；38、40；42、44判定組合之第一部分及第二部分之時間相依性強度之對比度。對比度經界定為交流電信號AC之振幅與直流電信號DC之振幅之比率。
如目前參看圖7C所描述，自經判定對比度判定兩個標記14、16之間的疊對差可涉及依據子特徵對之標稱偏移使參數化與對應子特徵對30、32；34、36；38、40；42、44中之每一者之經判定對比度擬合且比較該擬合與標稱曲線。
圖7C為隨該對對應子特徵30、32；34、36；38、40；42、44之標稱偏移ΔX1 、ΔX2 、ΔX3 、ΔX4 而變的圖7B中所示之量測干涉圖曲線46、50、54、58中之每一者之量測對比度之標繪圖，由其形成量測干涉圖曲線。
對於一對子特徵之間的零偏移，對比度最大化。隨著偏移自零增大或減小，對比度將減小。因此，在零疊對情況下，隨標稱偏移而變之對比度曲線在零標稱偏移處將具有最大值且將隨著標稱偏移之量值增大而下降。此外，將預期曲線在最大值之任一側對稱地下降。例如，如上文參看圖8所解釋，隨標稱偏移而變之對比度可預期由方程式(7)給出且可例如實質上為拋物線形。另外，有經驗的讀者將瞭解，隨標稱偏移而變之對比度曲線將以等於光柵間距除以2的週期週期性地重複。對於非零疊對情況下之情形，隨標稱偏移而變之對比度曲線將沿著標稱偏移軸線移位等於(至少在量值上等於)疊對之量，使得最大值並不位於零標稱偏移處，但在零標稱偏移處該標稱偏移在量值上等於疊對。
因此，在一個實施例中，依據該對子特徵之標稱偏移ΔX1 、ΔX2 、ΔX3 、ΔX4 使(具有方程式(6)之通式但具有一些自由參數)之曲線與四個對應子特徵對30、32；34、36；38、40；42、44中之每一者之經判定對比度擬合且自曲線之最大值之位置判定疊對。
圖7C中亦展示表示已經與四個量測資料點擬合之函數(例如使用最小平方擬合演算法)之曲線62 (實線)及將預期用於零疊對之標稱曲線64 (點線)。疊對可經判定為擬合曲線62與標稱曲線64之間的移位66。應瞭解，可例如藉由判定量測曲線62之最大值之位置，亦即曲線62最大之光柵移位值自量測曲線62直接判定此偏移。疊對之量值由擬合曲線62與標稱曲線64之間的移位66給定。
應瞭解，對於根據本發明之實施例之方法，需要隨光柵移位而變之對比度變化相對較大。隨光柵移位而變之對比度變化愈大，方法之敏感度愈高，且因此，可判定疊對之準確度愈高。此外，自方程式(6)及圖8應瞭解，為了使隨光柵移位而變之對比度變化較高，需要振幅繞射效率A、B大致相等。對於實質上相同之兩個標記14、16，可預期來自第一標記14之振幅繞射效率B小於來自第二標記16之振幅繞射效率A。然而，應瞭解，為增大隨光柵移位而變之對比度變化，兩個標記14、16中之一者或兩者之形狀可經控制以便確保振幅繞射效率A、B大致相等。
應瞭解，對標記之任何提及可為任何形式之繞射光柵。詳言之，視需要或在適當時，其可包括任何已知類型之對準標記或任何已知類型之疊對標記。
將瞭解，輻射源為可用以發射輻射(例如，電磁輻射)之源。該輻射可包含可見光。因此，將瞭解，術語「輻射」可與術語「光」同義。
儘管可在本文中特定地參考在微影裝置之內容背景中之本發明之實施例，但本發明之實施例可用於其他裝置中。根據本發明之實施例之裝置可例如用於醫療應用，例如作為醫療器件內之度量衡系統之部分。本發明之實施例可形成光罩檢測裝置、度量衡裝置或量測或處理諸如晶圓(或其他基板)或光罩(或其他圖案化器件)之物件的任何裝置之部分。此等裝置通常可被稱作微影工具。此微影工具可使用真空條件或周圍(非真空)條件。
應理解，可控制根據本發明之實施例之疊對量測系統之處理單元PU處理藉由其偵測到之信號，且自此等信號計算疊對量測，將通常涉及將未詳細地描述之某一種類之電腦總成。該電腦總成可經配置以用於裝載包含電腦可執行碼之電腦程式產品。當電腦程式產品經下載時，此可使得電腦總成能夠控制根據本發明之實施例之疊對量測系統之前述使用。
在以下編號條項中描繪根據本發明之另外實施例： 1. 一種判定施加至包含兩個特徵之一物件之一圖案化程序之一參數之方法，該方法包含： 用一輻射光束輻照該物件之該等兩個特徵； 接收自該物件之該等兩個特徵散射之該輻射光束之至少一部分，該輻射光束之該至少一部分包含：包含至少一個繞射階之一第一部分及包含不同於該第一部分之一繞射階之至少一個繞射階之一第二部分； 調節該第一部分與該第二部分之間的一相位差； 組合該第一部分及該第二部分使得其進行干涉以產生一時間相依性強度信號；以及 自該時間相依性強度信號之一對比度判定該圖案化程序之該參數。 2. 如條項1之方法，其中該等兩個特徵中之每一者包含複數個子特徵， 其中用一輻射光束輻照該物件之該等兩個特徵之步驟包含用該輻射光束依序輻照：該等特徵中之一第一者之每個子特徵及該等特徵中之該第二者之一對應子特徵； 其中對於每一對此類對應子特徵，組合該第一部分及該第二部分使得其進行干涉以產生一時間相依性強度信號；且 其中判定該圖案化程序之該參數之步驟包含自每個此類時間相依性強度信號之一對比度判定該圖案化程序之該參數。 3. 如條項2之方法，其中每一對對應子特徵具有一不同標稱偏移。 4. 如條項2或條項3之方法，其中自每個時間相依性強度信號之該對比度判定該圖案化程序之該參數涉及針對該第一特徵及該第二特徵之每一對對應子特徵依據該對對應子特徵之該標稱偏移使一參數化與該對比度擬合及比較該擬合與一標稱曲線。 5. 如前述條項中任一項之方法，其中該第一部分及該第二部分各自由自該等兩個特徵中之一第一者散射之輻射之一部分與自該等兩個特徵中之一第二者散射之輻射之一部分之間的該干涉形成。 6. 一種判定施加至包含兩個特徵之一物件之一圖案化程序之一參數之方法，該方法包含： 用一輻射光束輻照該物件； 接收自該物件散射之該輻射光束之至少一部分，該輻射光束之該至少一部分包含：包含至少一個繞射階之一第一部分及包含不同於該第一部分之一繞射階之至少一個繞射階之一第二部分；其中該第一部分及該第二部分各自由自該物件之該等兩個特徵中之一第一者散射之輻射之一部分與自該物件之該等兩個特徵中之一第二者散射之輻射之一部分之間的該干涉形成； 調節該第一部分與該第二部分之間的一相位差； 組合該第一部分及該第二部分使得其進行干涉以產生一時間相依性強度信號；以及 自該時間相依性強度信號判定施加至該物件之該圖案化程序之該參數。 7. 如條項6之方法，其中該等兩個特徵中之每一者包含複數個子特徵， 其中用一輻射光束輻照該物件之步驟包含用該輻射光束依序輻照：該等特徵中之一第一者之每個子特徵及該等特徵中之該第二者之一對應子特徵； 其中對於每一對此類對應子特徵，組合該第一部分及該第二部分使得其進行干涉以產生一時間相依性強度信號；且 其中判定施加至該物件之該圖案化程序之該參數之步驟包含自每個此類時間相依性強度信號之一對比度判定該等兩個特徵之間的該參數。 8. 如條項7之方法，其中每一對對應子特徵具有一不同標稱偏移。 9. 如條項7或條項8之方法，其中自該時間相依性強度信號之該對比度判定圖案化程序之該參數涉及針對該第一特徵及該第二特徵之每一對對應子特徵依據該對對應子特徵之該標稱偏移使一參數化與經判定之一對比度擬合及比較該擬合與一標稱曲線。 10. 如前述條項中任一項之方法，其中藉由相對於該輻射光束移動該物件使得該輻射光束跨越該物件掃描而實現調節該第一部分與該第二部分之間的該相位差。 11. 如前述條項中任一項之方法，進一步包含形成一干涉圖，由該干涉圖判定該對比度或每個對比度。 12. 如前述條項中任一項之方法，其中該時間相依性強度信號之該對比度經界定為該信號之一交流電分量之振幅與該信號之一直流電分量之振幅之比率。 13. 如前述條項中任一項之方法，其中該輻射光束包含紅外線輻射。 14. 一種方法，包含： 將一第一處理層施加至一物件，該第一處理層包含一第一特徵； 將一第二處理層施加至一物件，該第二處理層包含一第二特徵；以及 使用如前述條項中任一項之方法判定將該第一處理層與該第二處理層施加至該物件之該圖案化程序之一參數。 15. 如條項14之方法，其中： 該第一特徵包含複數個子特徵； 該第二特徵包含複數個子特徵，各自對應於該第一特徵之該等子特徵中之一不同者；且 其中給每一對對應子特徵施加一不同標稱偏移。 16. 一種用於判定施加至包含兩個特徵之一物件之一圖案化程序之一參數之裝置，該裝置包含： 一輻射源，可用於用一輻射光束輻照該物件； 一量測系統，可用於接收自該物件散射之該輻射光束之至少一部分且進一步可用於由其判定該圖案化程序之該參數，其中該量測系統包含：經組態以組合自該物件散射之該量測輻射光束之該至少一部分之一第一部分及一第二部分的光學件；及經組態以判定經組合之該第一部分及該第二部分之一強度之一感測器；以及 一相位控制機構，可用於調節該第一部分與該第二部分之間的一相位差，之後組合該第一部分及該第二部分使得經組合之該第一部分及該第二部分之該強度為時間相依性的；且 其中該量測系統可用於自經組合之該第一部分及該第二部分之該時間相依性強度之一對比度判定該圖案化程序之該參數。 17. 如條項16之裝置，其中該相位控制機構包含： 用於支撐一物件之一支撐結構；及 可用於相對於該輻射源移動該支撐結構之一移動機構。 18. 如條項17之裝置，其中該移動機構可用於移動該支撐結構使得用該輻射光束依次輻照該物件之複數個區域，且其中該量測系統可用於針對每個此類區域判定經組合之該第一部分及該第二部分之該時間相依性強度之一對比度。 19. 如條項16之裝置，其中該量測系統進一步可用於針對該物件之每個區域依據該區域之一標稱偏移使一參數化與經判定之該對比度擬合且比較該擬合與一標稱曲線以便判定該圖案化程序之該參數。 20. 如條項16至19中任一項之裝置，其中該輻射光束包含紅外線輻射。 21. 如條項16至20中任一項之裝置，其經組態以實施如條項1至13中任一項之方法。 22. 一種裝置，包含： 一輻射源，可用於用一輻射光束輻照一物件； 一相位控制機構，可用於調節自該物件散射之該輻射之一第一部分與自該物件散射之該輻射之一第二部分之間的一相位差；以及 一量測系統，可用於接收自該物件散射之該量測輻射光束之至少一部分，其中該量測系統包含：經組態以組合自該物件散射之該量測輻射光束之該至少一部分之該第一部分及該第二部分的光學件，該量測系統進一步可用於自經組合之該第一部分及該第二部分之一時間相依性強度判定以下中之任一者：(a)該物件上之一特徵相對於該裝置之部分之一位置或(b)該物件上之兩個特徵之一相對位置。 23. 如條項22之裝置，該量測系統進一步包含經組態以判定經組合之該第一部分及該第二部分之一強度之一感測器。 24. 如條項22或條項23之裝置，其中該量測系統可用於取決於經組合之該第一部分及該第二部分之該時間相依性強度之一對比度判定該物件上之兩個特徵之一相對位置。 25. 如條項22至24中任一項之裝置，其中該相位控制機構包含： 用於支撐一物件之一支撐結構；及 可用於相對於該輻射源移動該支撐結構之一移動機構。 26. 如條項22至25中任一項之裝置，其中該輻射光束包含紅外線輻射。 27. 如條項22至26中任一項之裝置，其經組態以實施如條項1至13中任一項之方法。
儘管在本文中可特定地參考微影裝置在IC製造中之使用，但應理解，本文中所描述之微影裝置可具有其他應用，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/或檢測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。
儘管上文可特定地參考在光學微影之內容背景中對本發明之實施例之使用，但應瞭解，本發明可用於其他應用(例如壓印微影)中，且在內容背景允許之情況下不限於光學微影。在壓印微影中，圖案化器件中之構形(topography)界定產生於基板上之圖案。可將圖案化器件之構形壓入至被供應至基板之抗蝕劑層中，在基板上，抗蝕劑藉由施加電磁輻射、熱、壓力或其組合而固化。在抗蝕劑被固化之後，將圖案化器件移出抗蝕劑，從而在其中留下圖案。
本文中所使用之術語「輻射」及「光束」涵蓋所有類型之電磁輻射，包括紅外線輻射(例如具有800 nm至2.5 µm之間的波長)、可見光輻射(例如具有380 nm至800 nm之間的波長)、紫外線(UV)輻射(例如具有365 nm、248 nm、193 nm、157 nm或126 nm之波長)及極紫外線(EUV)輻射(例如具有5 nm至20 nm範圍內之波長)。在曝光基板之內容背景中，例如使用圖1A中所示之微影裝置，術語「輻射」及「光束」可包括：紫外線(UV)輻射(例如具有365 nm、248 nm、193 nm、157 nm或126 nm之波長)及極紫外線(EUV)輻射(例如具有在5 nm至20 nm範圍內之波長)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。
儘管上文已描述本發明之特定實施例，但應瞭解，可以與所描述方式不同之其他方式來實踐本發明。例如，本發明可呈含有描述如上文所揭示之方法之機器可讀指令之一或多個序列之電腦程式或其中儲存有此類電腦程式之資料儲存媒體(例如半導體記憶體、磁碟或光碟)形式。
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範疇的情況下對所描述之本發明進行修改。
10‧‧‧第一處理層
12‧‧‧第二處理層
14‧‧‧第一標記/標記/光柵
16‧‧‧第二標記
18‧‧‧疊對
20‧‧‧+1階繞射光束
22‧‧‧-1階繞射光束
24‧‧‧+1階繞射光束
26‧‧‧-1階繞射光束
28‧‧‧厚度
30‧‧‧子特徵/第一子特徵
32‧‧‧子特徵/第二子特徵
34‧‧‧子特徵/第一子特徵
36‧‧‧子特徵/第二子特徵
38‧‧‧子特徵/第一子特徵
40‧‧‧子特徵/第二子特徵
42‧‧‧子特徵/第一子特徵
44‧‧‧子特徵/第二子特徵
46‧‧‧曲線
48‧‧‧曲線
50‧‧‧曲線
52‧‧‧曲線
54‧‧‧曲線
56‧‧‧曲線
58‧‧‧曲線
60‧‧‧曲線
62‧‧‧曲線
64‧‧‧曲線
66‧‧‧移位
202‧‧‧標記
204‧‧‧標記
206‧‧‧光點
208‧‧‧光點
210‧‧‧標記
220‧‧‧照明源
222‧‧‧量測光束
223‧‧‧光點鏡面
224‧‧‧物鏡
226‧‧‧資訊攜載光束
228‧‧‧自參考干涉計
230‧‧‧感測器柵格
232‧‧‧強度信號
406‧‧‧光點
420‧‧‧照明源
422‧‧‧照明光束
424‧‧‧物鏡
426‧‧‧資訊攜載光束
428‧‧‧干涉計
430‧‧‧偵測器配置
430A‧‧‧偵測器
430B‧‧‧偵測器
440‧‧‧照明子系統
442‧‧‧光纖
446‧‧‧照明剖面探測光學件
454‧‧‧光束分光器
460‧‧‧不對稱性量測配置
462‧‧‧第二光束分光器
464‧‧‧部分
466‧‧‧信號
482‧‧‧出射光束
484A‧‧‧集光器透鏡總成/透鏡
484B‧‧‧集光器透鏡總成/透鏡
502‧‧‧多工器
504‧‧‧箭頭
506‧‧‧遞送光學件
510‧‧‧半波片
512‧‧‧相位補償器
514‧‧‧半波片
516‧‧‧光束分光器
518A‧‧‧孔徑
518B‧‧‧孔徑
520A‧‧‧多模光纖
520B‧‧‧多模光纖
522A‧‧‧解多工器
522B‧‧‧解多工器
AM‧‧‧調整構件
AS‧‧‧對準系統
B‧‧‧遮蔽葉片/繞射光束
BD‧‧‧光束遞送系統
C‧‧‧目標部分
CO‧‧‧聚光器
IA‧‧‧強度調整器
IL‧‧‧照明器
IN‧‧‧積光器
IF‧‧‧位置感測器
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
MF‧‧‧框架
MT‧‧‧支撐結構
O‧‧‧光軸
P1‧‧‧基板對準標記
P2‧‧‧基板對準標記
PB‧‧‧輻射光束
PL‧‧‧投影系統
PM‧‧‧第一定位器件
PR‧‧‧處理器
PU‧‧‧處理單元
PW1‧‧‧第一基板定位器件
PW2‧‧‧第二基板定位器件
SO‧‧‧輻射源
TMS‧‧‧構形量測系統
W‧‧‧基板
W1‧‧‧基板
W2‧‧‧基板
WT1‧‧‧基板台/物件台
WT2‧‧‧基板台/物件台
現將參看隨附示意性圖式而僅作為實例來描述本發明之實施例，在該等圖式中，對應附圖標記指示對應部分，且在該等圖式中： - 圖1A示意性地描繪根據本發明之實施例之微影系統； - 圖1B展示可表示圖1A之兩個基板中之任一者之基板W的平面視圖； - 圖1C展示可由圖1A之微影系統使用之圖案化器件的平面視圖； - 圖2A為具備兩個標記之物件之示意性說明，該等兩個標記經對準使得兩個標記之組合對稱，亦展示入射於物件上且形成一對共軛繞射階光束之輻射光束； - 圖2B為具備兩個標記之物件之示意性說明，該等兩個標記具有偏移使得兩個標記之組合並不對稱，亦展示入射於物件上且形成一對共軛繞射階光束之輻射光束； - 圖3為形成一對共軛繞射階光束的自提供在物件之不同層中之兩個疊對標記散射之輻射光束之示意性說明； - 圖4，包含圖4(a)及圖4(b)，示意性地描繪可提供於基板上之疊對標記之各種形式； - 圖5為第一疊對裝置之示意性方塊圖； - 圖6為進一步展示多個波長及偏光特徵之第二疊對裝置之示意圖； - 圖7A為提供在物件之不同層中之兩個疊對特徵之示意性表示，疊對特徵中之每一者包含四個子特徵，兩個特徵中之第一者之子特徵中之每一者對應於兩個特徵中之第二者之子特徵中之不同者，每一對對應子特徵具有不同標稱偏移ΔXn ； - 圖7B為藉由跨越該對對應子特徵掃描輻射光束形成的圖7A中所示之每一對對應子特徵之干涉圖之示意性表示，該干涉圖為隨掃描位置而變的自該對對應子特徵散射之至少一對共軛繞射階之組合之強度圖； - 圖7C為隨該對對應子特徵之標稱偏移ΔXn 而變的圖7B中所示之干涉圖中之每一者之對比度曲線，由其形成之干涉圖亦展示針對零疊對預期之擬合曲線(實線)及標稱曲線(點線)；以及 - 圖8為展示隨上部特徵相對於下部特徵之移位而變的干涉圖信號之計算出的對比度(針對光柵間距正規化)的圖。

Claims (11)

  1. 一種判定施加至包含兩個特徵之一物件之一圖案化程序之一參數之方法，該方法包含： 用一輻射光束輻照該物件之該等兩個特徵； 接收自該物件之該等兩個特徵散射之該輻射光束之至少一部分，該輻射光束之該至少一部分包含：包含至少一個繞射階之一第一部分及包含不同於該第一部分之一繞射階之至少一個繞射階之一第二部分； 調節該第一部分與該第二部分之間的一相位差； 組合該第一部分及該第二部分使得其進行干涉以產生一時間相依性強度信號；以及 自該時間相依性強度信號之一對比度判定該圖案化程序之該參數。
  2. 如請求項1之方法，其中該等兩個特徵中之每一者包含複數個子特徵， 其中用一輻射光束輻照該物件之該等兩個特徵之步驟包含用該輻射光束依序輻照：該等特徵中之一第一者之每個子特徵及該等特徵中之該第二者之一對應子特徵； 其中對於每一對此類對應子特徵，組合該第一部分及該第二部分使得其進行干涉以產生一時間相依性強度信號；且 其中判定該圖案化程序之該參數之步驟包含自每個此類時間相依性強度信號之一對比度判定該圖案化程序之該參數。
  3. 如請求項2之方法，其中每一對對應子特徵具有一不同標稱偏移。
  4. 如請求項2或請求項3之方法，其中自每個時間相依性強度信號之該對比度判定該圖案化程序之該參數涉及：針對該第一特徵及該第二特徵之每一對對應子特徵依據該對對應子特徵之該標稱偏移使一參數化與該對比度擬合及比較該擬合與一標稱曲線。
  5. 如請求項1至3中任一項之方法，其中該第一部分及該第二部分各自由自該等兩個特徵中之一第一者散射之輻射之一部分與自該等兩個特徵中之一第二者散射之輻射之一部分之間的該干涉所形成。
  6. 一種用於判定施加至包含兩個特徵之一物件之一圖案化程序之一參數之裝置，該裝置包含： 一輻射源，其能夠用於用一輻射光束輻照該物件； 一量測系統，其能夠用於接收自該物件散射之該輻射光束之至少一部分且進一步能夠用於由其判定該圖案化程序之該參數，其中該量測系統包含：經組態以組合自該物件散射之該量測輻射光束之該至少一部分之一第一部分及一第二部分的光學件；及經組態以判定經組合之該第一部分及該第二部分之一強度之一感測器；以及 一相位控制機構，其能夠用於調節該第一部分與該第二部分之間的一相位差，之後組合該第一部分及該第二部分使得經組合之該第一部分及該第二部分之該強度為時間相依性的；且 其中該量測系統能夠用於自經組合之該第一部分及該第二部分之該時間相依性強度之一對比度判定該圖案化程序之該參數。
  7. 如請求項6之裝置，其中該相位控制機構包含： 用於支撐一物件之一支撐結構；及 能夠用於相對於該輻射源移動該支撐結構之一移動機構。
  8. 如請求項7之裝置，其中該移動機構能夠用於移動該支撐結構使得用該輻射光束依次輻照該物件之複數個區域，且其中該量測系統能夠用於針對每個此類區域判定經組合之該第一部分及該第二部分之該時間相依性強度之一對比度。
  9. 如請求項6之裝置，其中該量測系統進一步能夠用於針對該物件之每個區域依據該區域之一標稱偏移使一參數化與經判定之該對比度擬合且比較該擬合與一標稱曲線以便判定該圖案化程序之該參數。
  10. 如請求項6至9中任一項之裝置，其中該輻射光束包含紅外線輻射。
  11. 如請求項6至9中任一項之裝置，其經組態以實施如請求項1至5中任一項之方法。
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