TW201921152A - 微影製程之度量衡 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種用於估計一微影製程之一參數之裝置及方法，及一種用於判定一微影製程之一參數之一估計的品質之一量度之間的一關係之裝置及方法。在用於估計該參數之該裝置中，一處理器經組態以基於經測試基板之至少第一特徵之特徵不對稱性的一量度且進一步基於針對代表該經測試基板的至少另一基板之複數個相對應的至少第一特徵所判定之一關係來判定關於該經測試基板之該參數之估計的一品質，該關係為關於該至少另一基板之該參數之一估計之品質的一量度與該等相對應的第一特徵之特徵不對稱性之一量度之間的關係。

Description

微影製程之度量衡
本發明係關於用於估計微影製程之參數，且詳言之判定此估計之品質的方法及裝置。在特定配置中，參數可為疊對。
微影裝置為經建構以將所要圖案施加至基板上之機器。微影裝置可用於例如積體電路(IC)之製造中。微影裝置可例如將圖案化器件(例如光罩)處之圖案(亦常常被稱作「設計佈局」或「設計」)投影至提供於基板(例如晶圓)上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上。
為了將圖案投影於基板上，微影裝置可使用電磁輻射。此輻射之波長判定可形成於基板上之特徵之最小大小。當前在使用中之典型波長為365奈米(i線)、248奈米、193奈米及13.5奈米。相比於使用例如具有193奈米之波長之輻射的微影裝置，使用具有在4奈米至20奈米之範圍內之波長(例如6.7奈米或13.5奈米)之極紫外線(EUV)輻射的微影裝置可用以在基板上形成較小特徵。
低k1 微影可用以處理尺寸小於微影裝置之經典解析度極限的特徵。在此製程中，可將解析度公式表達為CD = k1 ×λ/NA，其中λ為所使用輻射之波長、NA為微影裝置中之投影光學件之數值孔徑、CD為「臨界尺寸」(通常為經印刷之最小特徵大小，但在此狀況下為半間距)且k1 為經驗解析度因數。一般而言，k1 愈小，則在基板上再生類似於由電路設計者規劃之形狀及尺寸以便達成特定電功能性及效能的圖案變得愈困難。為了克服此等困難，可將複雜微調步驟應用至微影投影裝置及/或設計佈局。此等步驟包括例如但不限於：NA之最佳化、自訂照明方案、使用相移圖案化器件、設計佈局之各種最佳化，諸如設計佈局中之光學近接校正(OPC，有時亦被稱作「光學及製程校正」)，或通常被定義為「解析度增強技術」(RET)之其他方法。替代地，用於控制微影裝置之穩定性之嚴格控制迴路可用以改良在低k1 下之圖案之再生。
在微影製程中，需要頻繁地進行所產生結構之參數之量測。一個此類參數為疊對，其為結構之兩個或多於兩個層已相對於彼此被製造之準確度之量度。用於進行疊對量測之一種技術為標繪用於具有正疊對偏置之第一特徵之不對稱性強度資料相對於用於具有負疊對偏置之第二特徵之不對稱性強度資料，且接著經由彼資料判定線擬合之梯度。此技術可被稱為不對稱性強度回歸分析。下文中更詳細地解釋此製程。
然而，不對稱性強度資料之品質受到一或多個其他參數影響，諸如第一及/或第二特徵自身之不對稱性。需要判定疊對量測之估計之品質使得其可被接受、被拒絕或另外在度量衡方法期間被加權。
本文中所揭示之方法及裝置旨在解決或減輕與先前技術相關聯的一或多個問題，包括本文件所論述或可自本文件導出之彼等問題。詳言之，所揭示之方法及裝置可尋求解決判定諸如疊對之參數之量測品質的問題。
另外，本發明人已瞭解，判定用於特定晶圓之疊對量測之品質可為耗時的且不適合於半導體器件之大容量製造。因此，本發明人已證實需要具有用於判定諸如疊對之參數之品質，而不會對微影製程引入高時間負擔的方法及裝置。
根據本發明，在一態樣中，提供一種用於估計已在一經測試基板上進行之一微影製程之一參數的裝置，該估計係基於回歸分析資料，該回歸分析資料已藉由不對稱性強度資料之一回歸分析予以判定，該不對稱性強度資料之該回歸分析又使用由一光學系統在一或多個波長下發射且由該經測試基板之至少第一特徵繞射的輻射予以判定，該裝置包含：一處理器，其經組態以基於該經測試基板之該等至少第一特徵之特徵不對稱性的一量度且進一步基於針對代表該經測試基板的至少另一基板之複數個相對應的至少第一特徵所判定之一關係來判定關於該經測試基板之該參數之估計的一品質，該關係為關於該至少另一基板之該參數之一估計的品質之一量度與該等相對應的第一特徵之特徵不對稱性之一量度之間的關係。
該關係允許僅基於不對稱性強度之較少量測來判定疊對估計之準確度。
視情況，該估計係基於由該光學系統在複數個波長下發射之輻射。
視情況，該發射輻射係由該等第一特徵及由第二特徵繞射，該第一特徵具有一正疊對偏置且該第二特徵具有一負疊對偏置。
視情況，該關係係針對該至少另一基板上之複數個相對應的第一特徵與第二特徵對予以判定。
視情況，特徵不對稱性之該量度包含該回歸分析資料之一截距項。
視情況，該至少另一基板之該參數之該估計的品質之該量度包含用於該至少另一基板之相對應的回歸分析資料之一擬合優度。
視情況，對該另一基板之該相對應的回歸分析已使用自該至少另一基板之該複數個相對應的至少第一特徵在大於由該光學系統發射之該一或多個波長的多個波長下發射及繞射的輻射予以判定。
視情況，該處理器經進一步組態以在該經測試基板之該等至少第一特徵之特徵不對稱性的該量度之一量值超過一臨限值的情況下忽略該經測試基板上之該參數之該估計，該臨限值係基於針對至少另一基板之該等相對應的至少第一特徵所判定之該關係。
視情況，該等至少第一特徵形成一度量衡目標之部分。
視情況，該光學系統經組態以發射在以下範圍內之波長之輻射：400奈米至900奈米；0.1奈米至100奈米；及/或10奈米至20奈米。
視情況，該處理器經進一步組態以基於由該光學系統在三個或多於三個波長下發射且自該另一基板之該複數個相對應的至少第一特徵繞射之輻射來進行以下操作：判定用於關於該另一基板之該複數個相對應的至少第一特徵之另一基板不對稱性強度資料；基於該經判定之另一基板不對稱性強度資料，判定關於該至少另一基板之該參數之該估計的品質之該量度及關於該另一基板之特徵不對稱性之該量度；及判定關於該至少另一基板之該參數之該估計的品質之該量度與該複數個相對應的至少第一特徵之特徵不對稱性之該量度之間的該關係。
視情況，該處理器經進一步組態以藉由對該另一基板不對稱性強度資料採取一回歸分析來判定關於該至少另一基板之該參數之該估計的品質之該量度。
視情況，關於該至少另一基板之該參數之該估計的品質之該量度包含該回歸分析之一擬合優度。
視情況，其中該處理器經進一步組態以基於該經判定之另一基板不對稱性強度資料判定該複數個相對應的至少第一特徵之特徵不對稱性之該量度。
視情況，該複數個相對應的至少第一特徵之特徵不對稱性之該量度包含該回歸分析之一截距項。
視情況，該裝置進一步包含以下各者中之一或多者：該光學系統；及經組態以感測該繞射輻射之一感測器。
視情況，該微影製程之該參數包含疊對。
根據本發明之一態樣，提供一種用於判定一微影製程之一參數之一估計的品質之一量度與至少一個實例基板之複數個至少第一特徵之特徵不對稱性的一量度之間的一關係之裝置，該判定係基於由一光學系統在一或多個波長下發射且自該實例基板之該複數個至少第一特徵繞射之輻射，該裝置包含一處理器，該處理器經組態以：基於該繞射輻射判定關於該至少一個實例基板之該複數個至少第一特徵的不對稱性強度資料；基於該經判定之不對稱性強度資料，判定關於該至少一個實例基板之該參數的該估計之品質之該量度及關於該另一基板之特徵不對稱性之量度；及判定關於該至少一個實例基板之該參數之該估計的品質之該量度與該複數個至少第一特徵之特徵不對稱性之該量度之間的該關係。
根據本發明之一態樣，提供一種檢測裝置，其包含本文中所描述之任何裝置。
視情況，該檢測裝置係一度量衡裝置。
根據本發明之一態樣，提供一種微影裝置，其包含本文中所描述之任何裝置。
根據本發明之一態樣，提供一種微影製造單元，其包含本文中所描述之任何裝置。
根據本發明之一態樣，提供一種用於估計已在一經測試基板上進行之一微影製程之一參數的方法，該估計係基於回歸分析資料，該回歸分析資料已藉由不對稱性強度資料之一回歸分析予以判定，該不對稱性強度資料之該回歸分析又使用由一光學系統在一或多個波長下發射且由該經測試基板之至少第一特徵繞射的輻射予以判定，該方法包含：基於該經測試基板之該等至少第一特徵之特徵不對稱性的一量度且進一步基於針對代表該經測試基板的至少另一基板之複數個相對應的至少第一特徵所判定之一關係來判定關於該經測試基板之該參數之估計的一品質，該關係為關於該至少另一基板之該參數之一估計之品質的一量度與該等相對應的第一特徵之特徵不對稱性之一量度之間的關係。
視情況，該估計係基於由該光學系統在複數個波長下發射之輻射。
視情況，該發射輻射係由該等第一特徵及由第二特徵繞射，該第一特徵具有一正疊對偏置且該第二特徵具有一負疊對偏置。
視情況，該關係係針對該至少另一基板上之複數個相對應的第一特徵與第二特徵對予以判定。
視情況，特徵不對稱性之該量度包含該回歸分析資料之一截距項。
視情況，其中該至少另一基板之該參數之該估計的品質之該量度包含用於該至少另一基板之相對應的回歸分析資料之一擬合優度。
視情況，對該另一基板之該相對應的回歸分析已使用自該至少另一基板之該複數個相對應的至少第一特徵在大於由該光學系統發射之該一或多個波長的多個波長下發射及繞射的輻射予以判定。
視情況，該方法進一步包含在該經測試基板之該等至少第一特徵之特徵不對稱性的該量度之一量值超過一臨限值的情況下忽略該經測試基板上之該參數之該估計，該臨限值係基於針對至少另一基板之該等相對應的至少第一特徵所判定之該關係。
視情況，該等至少第一特徵形成一度量衡目標之部分。
視情況，該光學系統經組態以發射在以下範圍內之波長之輻射：400奈米至900奈米；0.1奈米至100奈米；及/或10奈米至20奈米。
視情況，該方法進一步包含：基於由該光學系統在三個或多於三個波長下發射且自該另一基板之該複數個相對應的至少第一特徵繞射之輻射來進行以下操作：判定用於關於該另一基板之該複數個相對應的至少第一特徵之另一基板不對稱性強度資料；基於該經判定另一基板不對稱性強度資料，判定關於該至少另一基板之該參數之該估計的品質之該量度及關於該另一基板之特徵不對稱性之該量度；及判定關於該至少另一基板之該參數之該估計的品質之該量度與該複數個相對應的至少第一特徵之特徵不對稱性之該量度之間的該關係。
視情況，該方法進一步包含藉由對該另一基板不對稱性強度資料採取一回歸分析來判定關於該至少另一基板之該參數之該估計的品質之該量度。
視情況，關於該至少另一基板之該參數之該估計的品質之該量度包含該回歸分析之一擬合優度。
視情況，該方法進一步包含基於該經判定之另一基板不對稱性強度資料判定該複數個相對應的至少第一特徵之特徵不對稱性之該量度。
視情況，該複數個相對應的至少第一特徵之特徵不對稱性之該量度包含該回歸分析之一截距項。
視情況，該微影製程之該參數包含疊對。
根據本發明之一態樣，提供一種用於判定一微影製程之一參數之一估計的品質之一量度與至少一個實例基板之複數個至少第一特徵之特徵不對稱性的一量度之間的一關係之方法，該判定係基於由一光學系統在一或多個波長下發射且自該實例基板之該複數個至少第一特徵繞射之輻射，該方法包含：基於該繞射輻射判定關於該至少一個實例基板之該複數個至少第一特徵的不對稱性強度資料；基於該經判定之不對稱性強度資料，判定關於該至少一個實例基板之該參數的該估計之品質之該量度及關於該另一基板之特徵不對稱性之量度；及判定關於該至少一個實例基板之該參數之該估計的品質之該量度與該複數個至少第一特徵之特徵不對稱性之該量度之間的該關係。
根據本發明之一態樣，提供一種電腦程式，其包含在經執行於至少一個處理器上時致使該至少一個處理器控制一裝置以進行本文中所揭示之任何方法的指令。
根據本發明之一態樣，提供一種載體，其含有上文所提及之該電腦程式，其中該載體為一電子信號、光信號、無線電信號中之一者，或為非暫時性電腦可讀儲存媒體。
在本文件中，術語「輻射」及「光束」用以涵蓋所有類型之電磁輻射，包括紫外線輻射(例如，具有為365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100奈米之範圍內之波長)。
如本文中所使用之術語「倍縮光罩」、「光罩」或「圖案化器件」可被廣泛地解譯為係指可用以向入射輻射光束賦予經圖案化橫截面之通用圖案化器件，經圖案化橫截面對應於待在基板之目標部分中產生之圖案；術語「光閥」亦可用於此內容背景中。除了經典光罩(透射或反射；二元、相移、混合式等)以外，其他此等圖案化器件之實例亦包括： -可程式化鏡面陣列。以引用方式併入本文中之美國專利第5,296,891號及第5,523,193號中給出關於此等鏡面陣列之更多資訊。 -可程式化LCD陣列。以引用方式併入本文中之美國專利第5,229,872號中給出此構造之實例。
圖1示意性地描繪微影裝置LA。微影裝置LA包括：照明系統(亦被稱作照明器或光學系統) IL，其經組態以調節輻射光束B (例如UV輻射、DUV輻射或EUV輻射)；支撐結構(例如光罩台) T，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MA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。
在操作中，照明器IL例如經由光束遞送系統BD自輻射源SO接收輻射光束。照明系統IL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。照明器IL可用以調節輻射光束B，以在圖案化器件MA之平面處在其橫截面中具有所要空間及角強度分佈。
本文所使用之術語「投影系統」PS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各種類型之投影系統，包括折射、反射、反射折射、合成、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」PS同義。
微影裝置LA可屬於如下類型：其中基板之至少一部分可由具有相對較高折射率之液體(例如水)覆蓋，以便填充投影系統與基板之間的空間-此亦被稱作浸潤微影。以引用方式併入本文中之美國專利第6,952,253號及PCT公開案第WO99-49504號中給出關於浸潤技術之更多資訊。
微影裝置LA亦可屬於具有兩個(雙載物台)或多於兩個基板台WT及例如兩個或多於兩個支撐結構T (圖中未繪示)之類型。在此等「多載物台」機器中，可並行地使用額外台/結構，或可對一或多個台進行預備步驟，同時將一或多個其他台用於將圖案化器件MA之設計佈局曝光至基板W上。
在操作中，輻射光束B入射於被固持於支撐結構(例如光罩台T)上之圖案化器件(例如光罩MA)上，且係由該圖案化器件MA而圖案化。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，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及可能另一位置感測器(其未在圖1中被明確地描繪)可用以相對於輻射光束B之路徑來準確地定位光罩MA。可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)。
如圖2a中所展示，微影裝置LA可形成微影製造單元LC (有時亦被稱作微影製造單元(lithocell)或(微影)叢集之部分)，微影製造單元LC常常亦包括用以對基板W執行曝光前製程及曝光後製程之裝置。習知地，此等裝置包括用以沈積抗蝕劑層之旋塗器SC、用以顯影經曝光抗蝕劑之顯影器DE、例如用於調節基板W之溫度(例如用於調節抗蝕劑層中之溶劑)之冷卻板CH及烘烤板BK。基板處置器或機器人RO自輸入/輸出埠I/O1、I/O2拾取基板W、在不同製程裝置之間移動基板W且將基板W遞送至微影裝置LA之裝載匣LB。微影製造單元中常常亦被集體地稱作塗佈顯影系統之器件通常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自身可受到監督控制系統SCS控制，監督控制系統SCS亦可例如經由微影控制單元LACU而控制微影裝置LA。
為了正確地且一致地曝光由微影裝置LA曝光之基板，需要檢測基板以量測經圖案化結構之屬性或參數，諸如後續層之間的疊對誤差、線厚度、臨界尺寸(CD)等。出於此目的，可在微影製造單元LC中包括檢測工具(圖中未繪示)。若偵測到誤差，則可對後續基板之曝光或對待對基板W執行之其他處理步驟進行例如調整，尤其是在同一批量或批次之其他基板W仍待曝光或處理之前進行檢測的情況下。
亦可被稱作度量衡裝置之檢測裝置係用以判定基板W之屬性，且尤其判定不同基板W之屬性如何變化或與同一基板W之不同層相關聯之屬性在層與層間如何變化。檢測裝置可替代地經建構以識別基板W上之缺陷，且可例如為微影製造單元LC之部分，或可整合至微影裝置LA中，或可甚至為單機器件。檢測裝置可量測潛影(在曝光之後在抗蝕劑層中之影像)上之屬性，或半潛影(在曝光後烘烤步驟PEB之後在抗蝕劑層中之影像)上之屬性，或經顯影抗蝕劑影像(其中抗蝕劑之曝光部分或未曝光部分已被移除)上之屬性，或甚至經蝕刻影像(在諸如蝕刻之圖案轉印步驟之後)上之屬性。
通常微影裝置LA中之圖案化製程為在處理中之最具決定性步驟中的一者，其需要基板W上之結構之尺寸標定及置放之高準確度。為了確保此高準確度，可將三個系統組合於所謂的「整體」控制環境中，如圖2b示意性地所描繪。此等系統中之一者為微影裝置LA，其(實際上)連接至度量衡工具MT (第二系統)且連接至電腦系統CL (第三系統)。此「整體」環境之關鍵在於最佳化此等三個系統之間的合作以增強總體製程窗且提供嚴格控制迴路，從而確保由微影裝置LA執行之圖案化保持在製程窗內。製程窗定義製程參數(例如劑量、焦點、疊對)之範圍，在該範圍內，特定製造製程得到所定義結果(例如功能性半導體器件)-通常在該範圍內，微影製程或圖案化製程中之製程參數被允許變化。
電腦系統CL可使用待圖案化之設計佈局(之部分)以預測使用哪種解析度增強技術且執行演算微影模擬及計算以判定哪種光罩佈局及微影裝置設定達成圖案化製程之最大總體製程窗(在圖2b中由第一標度SC1中之雙箭頭描繪)。通常，解析度增強技術經配置以匹配於微影裝置LA之圖案化可能性。電腦系統CL亦可用以偵測在製程窗內何處微影裝置LA當前正操作(例如使用來自度量衡工具MT之輸入)以預測歸因於例如次佳處理是否可存在缺陷(在圖2b中由第二標度SC2中之指向「0」之箭頭描繪)。
度量衡工具MT可將輸入提供至電腦系統CL以實現準確模擬及預測，且可將回饋提供至微影裝置LA以識別例如微影裝置LA之校準狀態中的可能漂移(在圖2b中由第三標度SC3中之多個箭頭描繪)。
在微影製程中，需要頻繁地進行所產生結構之量測，例如以用於製程控制及驗證。用以進行此類量測之工具通常被稱為度量衡工具MT。用於進行此類量測之不同類型的度量衡工具MT為吾人所知，包括掃描電子顯微鏡或各種形式之散射計度量衡工具MT。散射計為多功能器具，其允許藉由在光瞳或與散射計之接物鏡之光瞳共軛的平面中具有感測器來量測微影製程之參數(量測通常被稱作以光瞳為基礎之量測)，或藉由在影像平面或與影像平面共軛之平面中具有感測器來量測微影製程之參數，在此狀況下量測通常被稱作以影像或場為基礎之量測。全文係以引用方式併入本文中之專利申請案US20100328655、US2011102753A1、US20120044470A、US20110249244、US20110026032或EP1,628,164A中進一步描述此類散射計及相關聯量測技術。前述散射計可使用來自軟x射線輻射、極紫外線輻射、可見光至近IR波長範圍之輻射來量測光柵。
在一種配置中，散射計MT為角度解析散射計。在此散射計中，重新建構方法可應用於經量測信號以重建構或計算光柵之屬性。此重建構可例如由模擬散射輻射與目標結構之數學模型之相互作用且比較模擬結果與量測之結果引起。調整數學模型之參數直至經模擬相互作用產生相似於自真實目標觀測到之繞射圖案的繞射圖案為止。
在另一配置中，散射計MT為光譜散射計MT。在此光譜散射計MT中，由輻射源發射之輻射經導向至目標上且來自目標之反射或散射輻射經導向至光譜儀偵測器上，該光譜儀偵測器量測鏡面反射輻射之光譜(亦即依據波長而變化的強度之量測)。自此資料，可例如藉由嚴密耦合波分析及非線性回歸或藉由與經模擬光譜庫比較來重建構產生經偵測到之光譜的目標之結構或剖面。
在另一配置中，散射計MT為橢圓量測散射計。橢圓量測散射計允許藉由量測針對複數個偏振狀態中之每一者之散射輻射來判定微影製程之參數。此度量衡裝置藉由在度量衡裝置之照明區段中使用例如適當偏振濾光器來發射偏振光(諸如線性、圓形或橢圓)。適於度量衡裝置之源亦可提供偏振輻射。全文係以引用方式併入本文中之美國專利申請案11/451,599、11/708,678、12/256,780、12/486,449、12/920,968、12/922,587、13/000,229、13/033,135、13/533,110 及13/891,410中描述現有橢圓量測散射計之各種實施例。
散射計MT可經調適以藉由量測反射光譜及/或偵測組態中之不對稱性來量測兩個未對準光柵或週期性結構之疊對，該不對稱性係與疊對範圍相關。可將兩個(通常重疊)光柵結構施加於兩個不同層(未必為連續層)中，且該兩個光柵結構可形成為處於晶圓上大體上相同的位置。散射計可具有如例如共同擁有之專利申請案EP1,628,164A中所描述之對稱偵測組態，使得任何不對稱性可明確區分的。此提供用以量測光柵中之未對準之直接了當的方式。可在全文係以引用方式併入本文中之PCT專利申請公開案第WO 2011/012624號或美國專利申請案US 20160161863中找到用於經由作為目標之週期性結構之不對稱性來量測含有該等週期性結構的兩個層之間的疊對誤差之另外實例。
其他所關注參數可為焦點及劑量。可藉由如全文係以引用方式併入本文中之美國專利申請案US2011-0249244中所描述之散射量測(或替代地藉由掃描電子顯微法)同時判定焦點及劑量。可使用具有針對焦點能量矩陣(FEM-亦被稱作焦點曝光矩陣)中之每一點之臨界尺寸及側壁角量測之獨特組合的單一結構。若可得到臨界尺寸及側壁角之此等獨特組合，則可根據此等量測獨特地判定焦點及劑量值。
度量衡目標可為藉由微影製程主要在抗蝕劑中形成且亦在例如蝕刻製程之後形成的複合光柵之總體。通常，光柵中之結構之間距及線寬很大程度上取決於量測光學件(尤其是光學件之NA)以能夠捕捉來自度量衡目標之繞射階。如較早所指示，繞射信號可用以判定兩個層之間的移位(亦被稱作「疊對」)或可用以重建構如藉由微影製程所產生的原始光柵之至少一部分。此重建構可用以提供微影製程之品質指導，且可用以控制微影製程之至少一部分。目標可具有經組態以模仿目標中之設計佈局之功能性部分之尺寸的較小子分段。歸因於此子分段，目標將表現得更相似於設計佈局之功能性部分，使得總體製程參數量測較佳類似於設計佈局之功能性部分。可在填充不足模式中或在填充過度模式中量測目標。在填充不足模式中，量測光束產生小於總體目標之光點。在填充過度模式中，量測光束產生大於總體目標之光點。在此填充過度模式中，亦有可能同時量測不同目標，藉此同時判定不同處理參數。
使用特定目標進行之微影參數之總體量測品質至少部分藉由用以量測此微影參數之量測配方予以判定。術語「基板量測配方」可包括量測自身之一或多個參數、經量測之一或多個圖案之一或多個參數，或此兩者。舉例而言，若用於基板量測配方中之量測為以繞射為基礎之光學量測，則量測之參數中之一或多者可包括輻射之波長、輻射之偏振、輻射相對於基板之入射角、輻射相對於基板上之圖案之定向，等等。供選擇量測配方之準則中之一者可例如為量測參數中之一者對於處理變化之敏感度。全文係以引用方式併入本文中之美國專利申請案US2016-0161863及尚未公開之美國專利申請案15/181,126中描述更多實例。
圖3(a)展示適合用於本發明之本文中所揭示的例示性方法及裝置的以微繞射為基礎之疊對(μDBO)度量衡裝置。圖3(b)中更詳細地說明目標光柵T及繞射射線。μDBO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。由點線O表示貫穿裝置具有若干分支之光軸。在此裝置中，由源11 (例如氙氣燈)發射之光係由包含透鏡12、14及物鏡16之光學系統經由光束分裂器15導向至基板W上。此等透鏡可以4F配置之雙重序列進行配置。可使用不同透鏡配置，其限制條件為：該透鏡配置仍將基板影像提供至偵測器上，且同時地允許接取中間光瞳平面以用於空間頻率濾光。因此，可藉由定義在呈現基板平面之空間光譜之平面(此處被稱作(共軛)光瞳平面)中的空間強度分佈來選擇輻射入射於基板上之角度範圍。詳言之，可藉由在為物鏡光瞳平面之背向投影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提供自僅出於描述起見被指明為「北」之方向之離軸。在第二照明模式中，孔徑板13S係用以提供相似照明，但提供來自被標註為「南」之相對方向之照明。藉由使用不同孔徑，其他照明模式係可能的。光瞳平面之其餘部分理想地暗，此係因為所要照明模式外部之任何不必要光將干涉所要量測信號。
如圖3(b)所展示，目標光柵T經置放為基板W垂直於物鏡16之光軸O。與軸線O成一角度而照射於光柵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)。應記住，在運用填充過度之小目標光柵之情況下，此等射線僅為覆蓋包括度量衡目標光柵T及其他特徵之基板之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(為接納有用量之光所必要)，故入射射線I事實上將佔據一角度範圍，且繞射射線0及+1/-1將稍微散開。根據小目標之點散佈函數(point spread function)，每一階+1及-1將遍及一角度範圍而進一步散佈，而非如所展示之單一理想射線。應注意，光柵間距及照明角度可經設計或經調整成使得進入物鏡之一階射線與中心光軸接近地對準。圖3(a)及圖3(b)中所說明之射線被展示為稍微離軸，以純粹地使其能夠在圖解中被更容易地區分。
由基板W上之目標繞射之至少0階及+1階係由物鏡16收集，且被返回導向通過光束分裂器15。返回至圖3(a)，藉由指明被標註為北(N)及南(S)之完全相反孔徑來說明第一照明模式及第二照明模式兩者。當入射射線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(標註為-1(S))為進入透鏡16之繞射射線。
第二光束分裂器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/或正規化一階光束之強度量測。光瞳平面影像亦可用於不為本發明之主題之許多量測目的，諸如重建構。
在第二量測分支中，光學系統20、22在感測器23 (例如CCD或CMOS感測器)上形成基板W上之目標之影像。在第二量測分支中，在與光瞳平面共軛之平面中提供孔徑光闌21。孔徑光闌21用以阻擋零階繞射光束，使得形成於感測器23上之目標之影像係僅由-1或+1一階光束形成。將由感測器19及23捕捉之資料輸出至處理器(諸如影像處理器)及控制器PU，其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，若存在-1階及+1階中之僅一者，則將不形成光柵線之影像。
圖3中所展示之孔徑板13及場光闌21之特定形式純粹為實例。在其他例示性裝置中，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光傳遞至感測器。在又其他例示性裝置中，代替一階光束或除了一階光束以外，亦可將2階、3階及高階光束(圖3(b)中未繪示)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多個孔徑圖案，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13，以達成相同效應。亦可使用諸如可變形鏡面陣列或透射空間視線調變器之可程式化照明器件。可使用移動鏡面或稜鏡作為用以調整照明模式之另一方式。
如剛才關於孔徑板13所解釋，替代地，藉由變更光瞳光闌21，或藉由取代具有不同圖案之光瞳光闌，或藉由運用可程式化空間光調變器來替換固定場光闌，可達成用於成像之繞射階之選擇。在彼狀況下，量測光學系統之照明側可保持恆定，而成像側具有第一模式及第二模式。因此，在本發明中，實際上存在三種類型之量測方法，每一量測方法具有其自有優點及缺點。在一種方法中，改變照明模式以量測不同階。在另一方法中，改變成像模式。在第三方法中，照明模式及成像模式保持不變，但使目標旋轉達180度。在每一狀況下，所要效應相同，即，用以選擇在目標之繞射光譜中彼此對稱相對的非零階繞射輻射之第一部分及第二部分。原則上，可藉由同時地改變照明模式及成像模式而獲得階之所要選擇，但此情形很可能由於無優點而帶來缺點，因此，將不對其進行進一步論述。
雖然在本實例中用於成像之光學系統具有受到場光闌21限定之寬入口光瞳，但在其他配置或應用中，成像系統自身之入口光瞳大小可足夠小以限定至所要階，且因此亦用作場光闌。圖3(c)及(d)展示可使用之不同孔徑板，如下文進一步所描述。
通常，目標光柵將與其向南北或東西延行之光柵線對準。亦即，光柵將在基板W之X方向或Y方向上對準。應注意，孔徑板13N或13S可僅用以量測在一個方向(取決於設置而為X或Y)上定向之光柵。為了量測正交光柵，可能實施達90°及270°之目標旋轉。然而，更方便地，在使用圖3(c)所展示之孔徑板13E或13W的情況下，在照明光學件中提供來自東或西之照明。可分離地形成及互換孔徑板13N至13W，或孔徑板13N至13W可為可旋轉達90度、180度或270度之單一孔徑板。如已經提及，可在場光闌21中而非在照明孔徑板13中提供圖3(c)所說明之離軸孔徑。在彼狀況下，照明將同軸。
圖3(d)展示可用以組合第一對及第二對之照明模式的第三對孔徑板。孔徑板13NW具有處於北及東之孔徑，而孔徑板13SE具有處於南及西之孔徑。倘若此等不同繞射信號之間的串擾不太大，可在不改變照明模式的情況下執行X光柵及Y光柵兩者之量測。
圖4描繪根據已知實務形成於基板上之複合目標。該複合目標包含四個光柵32至35，該等光柵32至35接近地定位在一起，使得其將皆在由度量衡裝置之照明光束形成之量測光點31內。該四個目標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，光柵32至35自身為由在形成於基板W上之半導體器件之不同層中圖案化之上覆光柵形成的複合光柵。光柵32至35可具有不同疊對偏置，以便促進經形成有複合光柵之不同部分之層之間的疊對之量測。如本文中所使用，術語「疊對偏置」涵蓋故意賦予之疊對，且除了偏置以外亦將存在任何疊對誤差。光柵32至35亦可在其定向方面不同(如所展示)，以便使入射輻射在X方向及Y方向上繞射。在一項實例中，光柵32及34為分別具有+d、-d之疊對偏置之X方向光柵。此意謂光柵32使其上覆組件經配置成使得若其兩者確切地印刷於其標稱部位處，則該等組件中之一者將相對於另一者偏移達距離d。光柵34使其組件經配置成使得若被完美地印刷於其標稱部位處，則將存在為d但在與第一光柵等相對之方向上的偏移等。光柵33及35為分別具有偏移+d及-d之Y方向光柵。雖然說明四個光柵，但另一實施例可能需要更大矩陣以獲得所要準確度。舉例而言，九個複合光柵之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光柵之單獨影像。
圖5展示在使用來自圖3(d)之孔徑板13NW或13SE的情況下在圖3之裝置中使用圖4之目標而可形成於感測器23上且由感測器23偵測的影像之實例。雖然光瞳平面影像感測器19不能解析不同個別光柵32至35，但影像感測器23可解析不同個別光柵32至35。暗矩形表示感測器上之影像之場，在該場內，基板上之經照明光點31成像至對應圓形區域41中。在此場內，矩形區域42至45表示小目標光柵32至35之影像。若該等光柵位於產品區域中，則在此影像場之周邊中亦可看見產品特徵。影像處理器及控制器PU使用圖案辨識來處理此等影像以識別光柵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。然而，若成像製程橫越影像場經受非均一性，則繼續存在針對準確對準之需要。在本發明之一項實施例中，識別四個位置P1至P4，且使光柵與此等已知位置儘可能地對準。
一旦已識別光柵之單獨影像，就可例如藉由平均化或求和經識別區域內之經選擇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製程之不同參數。疊對效能為此參數之重要實例，且為兩個微影層之側向對準之量度。更具體言之，可將疊對定義為例如底部光柵之頂部的中心與對應頂部光柵之底部之中心之間的側向位差。
可在國際專利申請案WO 2009/078708及WO 2009/106279中找到暗場度量衡之實例，該等專利申請案之文件之全文係特此以引用方式併入。專利公開案US20110027704A、US20110043791A及US20120123581A中已描述該技術之進一步開發。所有此等申請案之內容亦以引用方式併入本文中。
圖6說明在使用例如申請案WO 2011/012624中所描述之方法的情況下含有第一及/或第二特徵(諸如組件光柵32至35)之兩個層之間的疊對誤差如何經由光柵之不對稱性予以量測，該等光柵之不對稱性係如藉由比較其在+1階及-1階暗場影像中之強度所揭露。在步驟S1處，經由圖2之微影製造單元來處理基板(例如半導體晶圓)一或多次，以產生包括疊對目標32至35之結構。在S2處，在使用圖3(a)之度量衡裝置的情況下，藉由使用一階繞射光束中之僅一者(比如-1)來獲得光柵32至35之影像。接著，不管是藉由改變照明模式或改變成像模式抑或藉由在度量衡裝置之視場中旋轉基板W達180°，皆可使用另一一階繞射光束(+1)來獲得光柵之第二影像(步驟S3)。因此，在第二影像中捕捉+1繞射輻射。
應注意，藉由使在每一影像中包括一階繞射輻射之僅一半，此處所提及之「影像」不為習知暗場顯微法影像。將不解析個別光柵線。每一光柵將簡單地由某一強度位準之區域表示。在步驟S4中，在每一組件光柵之影像內識別所關注區(ROI)，將自該ROI量測強度位準。之所以進行此識別係因為：特別是在個別光柵影像之邊緣周圍，強度值通常可高度取決於諸如抗蝕劑厚度、組合物、線形狀以及邊緣效應之製程變數。
在已識別用於每一個別光柵之ROI且已量測其強度的情況下，可接著判定光柵結構之不對稱性且因此判定疊對誤差。此判定係藉由處理器(例如)影像處理器及控制器PU在步驟S5中比較針對每一光柵32至35之+1階及-1階獲得之強度值以識別該等光柵之強度之任何差及(S6)自光柵之疊對偏置之知識來判定目標T附近之疊對誤差來進行。
在上文所提及之先前申請案中，揭示了用於改良疊對量測之品質之各種技術。舉例而言，影像之間的強度差可歸因於用於不同量測之光學路徑中之差，而不純粹地歸因於目標中之不對稱性。照明源11可使得照明光點31之強度及/或相位不均一。可藉由參考(例如)感測器23之影像場中之目標影像之位置而判定及應用校正以最小化此等誤差。此等技術在先前申請案中予以解釋，且此處將不予以進一步詳細地解釋。該等技術可結合本申請案中新近所揭示之技術而使用，下文描述該等新近所揭示之技術。
根據例示性方法之疊對量測假定所量測不對稱性係與光柵層之間的實際疊對移位成比例。然而，此未必為所量測不對稱性亦受到出現於光柵之產生中的特徵不對稱性效應影響之狀況。此等特徵不對稱性效應包括側壁角不對稱性及地板傾斜，且干擾以一階不對稱性為基礎之疊對量測，此將導致較不準確的疊對量測。
圖7為調適圖6之流程圖之步驟S6以使用A+對A-回歸來分析以繞射為基礎之疊對量測(DBO及µDBO)的流程圖，該分析係藉由判定依據負偏置光柵A-之不對稱性而變化的正偏置光柵A+之不對稱性來進行。如本文所使用，項A+及A+可被稱為「不對稱性強度」。項A+係關於上文所論述且針對正(+d)疊對偏置光柵所判定的第一與第二影像之強度的比較。另外，A-係關於上文所論述且針對負(-d)疊對偏置光柵所判定的第一與第二影像之強度的比較。
在步驟S6-1處，針對多個不同的經量測光瞳像素及/或多個或不同的波長-偏振組合(亦即針對多個不同照明條件或照明「配方」)判定A+及A-。在一些實例中，可使用自光學系統在複數個波長下發射之光來判定A+及A-。在此之後，在步驟S6-2處，可標繪A+之經判定值對A-之經判定值以得到疊對。應注意，實際上標繪A+及A-值可並非必需的，且可藉由對A+及A-值採取回歸分析來估計疊對。
圖8為針對不具有特徵不對稱性，使得存在之僅有不對稱性為歸因於疊對偏置(±d)及疊對的疊對光柵之A+對A-的標繪圖。在此狀況下，A+與A-之間的關係處於通過原點之直線上，且可對A+及A-(不對稱性強度)資料進行回歸分析以判定該線之位置及梯度。所有經量測波長-偏振組合處於此線上。此線之斜率係與疊對相關且可用以判定疊對。該圖展示四條線： · 標註為OV=0之點線為指示零疊對之線，具有斜率-1； · 標註為OV→∞之點線係斜率為+1之線，其指示接近無窮大之疊對； · 標註為OV＜0之實線為斜率小於-1之線，其指示小於零之疊對；及 · 標註為OV＞0之實線為斜率大於-1之線，其指示大於零之疊對。
另外，可看到，等於+d (其中d為光柵偏置)之疊對將引起沿著y軸之標繪線；且等於-d之疊對將引起沿著x軸之標繪線。
圖9為說明此等態樣中之前兩者(諸如可在步驟S6-2中標繪)的A+對A-之標繪圖。根據上文所論述之方法，將運用通過原點之線900擬合資料點930。然而，在此實施例中，根據最佳擬合方法(例如最小平方)由未必穿過原點之線910擬合資料點(步驟S6-3)。以此方式，仍可根據線910之斜率計算疊對(步驟S6-4)；可看到，線910平行於線920，線920指示對於不具有特徵不對稱性之同一經量測結構將看到的線。線910之軸線截距，亦即線910自線920 (斜率與線910相同但被標繪通過原點之線)之偏移定量地指示特徵不對稱性之效應(步驟S6-5)。
在「d」為目標之兩個對稱偏置之光柵之疊對偏置且「斜率」為線910之斜率的情況下，可自圖9將疊對計算為(其中在不對稱性與疊對之間具有經線性化關係)：
針對間距週期性正弦關係，可將疊對相似地理解為：其中「間距」為光柵間距。
上述製程可被稱為不對稱性強度回歸分析，且有可能使用不對稱性強度回歸分析以判定微影製程中之諸如疊對之參數。然而，自光學系統發射且用於判定不對稱性強度且接著隨後用於回歸分析的數個不同波長-偏振組合對經判定疊對之準確度及品質有相當大的影響。必須存在複數個波長-偏振組合，且多於兩個波長偏振組合可被認為理想的。
就方程式而言，假定疊對誤差OVE與強度不對稱性A之間的關係為：
其中在使得目標間距P對應於角度2π弧度之尺度上表達疊對誤差OVE。使用具有不同已知疊對偏置(例如+d及-d)之光柵之兩種量測，可使用以下方程式來計算疊對誤差OVE：
引入結構(或特徵)不對稱性，例如底部光柵不對稱性之第一效應為：方程式(1)之「理想」正弦曲線不再適用。然而，至少大致地，底部光柵不對稱性或其他結構不對稱性具有將強度移位項K0及相移項ϕ加至強度不對稱性之效應。強度移位項K0及相移項ϕ係取決於目標及量測輻射之選定特性(諸如量測輻射之波長及/或偏振)之組合，且對製程變化敏感。以方程式而言，用於計算疊對之關係變成：
使用不同波長-偏振組合進行之不對稱性強度之每一量測會對度量衡製程添加時間負擔。另外，光學系統可僅發射有限數目個波長，且因此僅有限數目個波長-偏振組合係可能的。
本發明人已瞭解，對於大特徵不對稱性，不對稱性強度回歸分析方法開始變得不太準確。此係因為特徵不對稱性造成不對稱性強度資料之誤差，其在相當大時可使得難以將直線準確地擬合至資料。可藉由判定經判定疊對之品質來看到此效應。在一項實例中，可藉由判定在回歸分析中對不對稱性強度資料之擬合優度來識別經判定疊對之品質。亦即，可藉由圖8之直線與所標繪不對稱性強度(A+/A-)資料擬合之良好程度來識別經判定疊對之品質。擬合優度可由R2 表示，其為所標繪不對稱性強度資料與經判定直線之距離的平方和。
鑒於上述內容，本發明人已開發出用以基於疊對估計與特徵不對稱性之量度之間的關係判定疊對量測之品質之方法及裝置。在例示性配置中，特徵不對稱性之量度可使用至原點之距離值或用於回歸分析資料之截距值予以判定，如下文所解釋，但亦可使用判定特徵不對稱性之量度之其他方法。
在例示性配置中，該關係可使用代表待採取量測之基板(經測試基板)的一或多個其他基板來判定。在此類配置中且如下文所解釋，可使另外基板上之可包含第一及第二特徵且可特定為光柵32、35對的複數個特徵經受以上所描述之不對稱性強度回歸分析方法。針對特徵中之每一者的疊對估計之品質(諸如回歸分析資料之擬合優度)之量度可相對於該同一特徵對之特徵不對稱性之量度予以標繪，以判定其之間的關係。在例示性配置中，特徵不對稱性之量度可包含在回歸分析中判定之直線自原點之偏移。此亦可被稱為至原點之距離，或可被定義為截距值或項，其為回歸分析資料截取X軸及Y軸中之一者或兩者所處之值。
圖10展示用於例示性配置之設置階段的流程圖，其中關於代表可為實例或設置晶圓WE的經測試基板之一或多個其他基板判定實例晶圓WE之一或多個特徵之疊對估計的品質量度與特徵不對稱性之量度之間關係。
圖3(a)中所展示之度量衡裝置之光學系統在第一波長-偏振下朝向實例基板(或晶圓) WE之第一及第二特徵中的一或多者發射(1000)輻射。該等第一及第二特徵可形成諸如圖3(b)及圖4所展示之度量衡目標T的度量衡目標T之至少一部分。在例示性配置中，度量衡裝置可經組態以允許使用與上文所論述之方法相同或相似的方法使自目標T繞射且具有高繞射階之輻射(諸如±1)待入射(1002)於感測器23上或入射於感測器19上。
影像處理器及控制器CU基於繞射光以與上文所論述之方法相同或相似的方式判定(1004)在第一波長-偏振下用於目標T之不對稱性強度資料(A+/A-)。
在例示性配置中，由光學系統在一或多個其他波長-偏振下發射輻射，且在特定配置中由光學系統在複數個另外波長-偏振下發射輻射。事實上，在此設置階段期間，在例如5個、10個或更大波長-偏振下發射輻射以便提供更多資料點以供後續回歸分析。在步驟1006處，判定是否待發射更多波長-偏振，且若是，則針對每一波長-偏振重複步驟1000至1004，以得到用於目標T之複數個不對稱性強度資料(A+/A-)對，且每一對係基於不同波長-偏振而判定。可標繪此等不對稱性強度資料對且使其經受回歸分析(1008)，如上文所論述，以提供回歸分析資料。應注意，在例示性配置中，依序發射複數個波長-偏振。
複數個目標T可圍繞基板而分佈，且可針對每一目標T判定不對稱性強度資料及相對應的回歸分析資料。在例示性配置中且如圖11中所展示，實例晶圓WE可具有橫越其表面而分佈之目標T。基板上之每一目標T可展現不同的特徵不對稱性及/或疊對，且可利用此屬性以允許判定疊對估計之品質與存在於目標T中之特徵不對稱性之量之間的關係。替代地或另外，可控制目標T之特徵不對稱性以便提供特徵不對稱性之量度(例如DTO)之範圍，藉此允許判定該關係。
在步驟1010處，判定是否待照明更多目標，且若是，則針對複數個目標T中之每一者重複步驟1000至1008。此產生複數組不對稱性強度資料(A+/A-)，一組係針對每一目標T。
對用於目標中之每一者之不對稱性強度資料的每一集合進行(1012)回歸分析，且藉此使模型擬合至不對稱性強度資料之每一集合，自其可判定疊對。在例示性配置中，模型為線性的且使直線擬合至不對稱性強度資料，但可使用其他非線性模型。當使用線性模型時，直線之斜率為目標T之疊對之估計，且截距值為目標T中之特徵不對稱性之估計。另外，直線擬合至不對稱性強度資料之程度愈佳，可自由回歸分析資料定義之直線之梯度判定的疊對估計之品質愈佳。
本發明人已認識到，疊對估計之品質係與目標T中之特徵不對稱性之量相關，且可在後續晶圓上量測疊對時判定及使用此關係。
在例示性配置中，可使用用於每一目標的回歸分析資料至不對稱性強度資料之集合之擬合優度來判定疊對估計之品質。在特定實例中，R2 量測可用以判定疊對估計之品質。因此針對每一目標T判定(1014)疊對估計之品質之此量度。
在例示性配置中，可使用用於回歸分析資料之截距項或DTO值來判定目標T中之特徵不對稱性。如上文所解釋，DTO增大表示特徵不對稱性增大。針對判定了不對稱性資料之集合之每一目標T判定(1016)特徵不對稱性之量度。
如圖12所展示，可標繪或另外分析針對每一目標T之疊對估計之品質(在此狀況下R2 )及特徵不對稱性之量度(在此狀況下DTO)以判定針對實例晶圓在其之間的關係。如圖12所展示，疊對量測之品質隨著回歸分析資料之DTO之量值增大而降低。此允許判定(1018)特徵不對稱性之量度之臨限值，高於該臨限值，疊對量測之品質並不具有足夠品質且可接著在量測後續晶圓上之疊對時使用該臨限值。在圖12之例示性狀況下，判定為0.95之擬合優度會提供疊對量測之所需要的準確度。可看到，此需要DTO在-5至+5之範圍內。
可針對複數個晶圓重複上文所概述及圖10中所展示之製程，且可使用全部所得臨限值以定義待在後續晶圓上之疊對量測期間使用的最終臨限值。亦應注意，如上文所闡明所判定之臨限值可為堆疊及量測模式相依的，且因此可需要針對複數個不同堆疊中之每一者取決於經測試基板上之待量測之堆疊來判定臨限值。
在設置階段中判定疊對估計之品質與特徵不對稱性之間的關係之後，可在圖13中所展示之製程中使用該關係，例如以判定經測試基板上之疊對量測之準確度。
圖3(a)中所展示之度量衡裝置之光學系統在第一波長-偏振下朝向經測試基板(或晶圓) W之一或多個第一及/或第二特徵發射(1300)輻射。該等第一及第二特徵可形成諸如圖3(b)及圖4所展示之度量衡目標T的度量衡目標T之至少一部分。在例示性配置中，度量衡裝置可經組態以允許使用與上文所論述之方法相同或相似的方法使自目標T繞射且具有高繞射階之輻射(諸如±1)待入射(1302)於感測器23上或入射於感測器19上。
影像處理器及控制器CU基於繞射光以與上文所論述之方法相同或相似的方式判定(1304)在第一波長-偏振下用於目標T之不對稱性強度資料(A+/A-)。
在例示性配置中，由光學系統在一或多個其他波長-偏振下發射輻射，且在特定配置中由光學系統在複數個另外波長-偏振下發射輻射。事實上，在此量測階段期間，在2個、但可能更多個波長-偏振下發射輻射以便提供更多資料點以供後續回歸分析。在步驟1306處，判定是否發射更多波長-偏振，且若是，則針對每一波長-偏振重複步驟1300至1304，以得到用於待測試基板上之目標T之複數個不對稱性強度資料(A+/A-)對。每一對係基於不同波長-偏振予以判定。可標繪此等不對稱性強度資料對且使其經受回歸分析(1308)，如上文所論述，以提供用於待測試基板上之目標T之回歸分析資料。
可使用回歸分析資料以判定(1310)待測試基板上之目標T之特徵不對稱性的量度。在本文中所使用之實例中，可基於針對經測試基板之目標T所判定的回歸分析資料之DTO來判定特徵不對稱性。
特徵不對稱性與疊對估計之品質之間的關係現在可用以判定(1312)疊對估計之品質。舉例而言，經判定關係可用以判定在較大數目個波長-偏振下發射之輻射計算較多不對稱性強度資料的情況下，擬合優度對於疊對估計將為多少。另外，在設置階段所判定之臨限值亦可允許在用於經測試基板上之目標T之回歸分析資料具有大於臨限值的DTO (或其他特徵不對稱性量度)的情況下拒絕疊對估計。
本發明之優點為：對經測試基板進行之量測需要在較少(少至兩個)波長-偏振下發射輻射且仍提供對所得疊對估計之準確度的理解。如應瞭解，使用兩個點之回歸分析資料之擬合優度始終為1。然而，使用本文中所揭示之例示性方法及裝置，即使當使用僅兩個波長-偏振時，亦可基於目標T中之特徵不對稱性(例如DTO)量度而判定所得疊對量測之準確度。
上文所提供之實例係基於疊對之量測，但應注意，亦可使用相同或相似技術判定其他參數之準確度。另外，可使用替代方法，諸如運用可具有單層光柵之底部光柵不對稱性(BGA)目標來判定特徵不對稱性之量度。在此類配置中，可藉由在僅一個波長-偏振下自光學系統發射輻射來判定特徵不對稱性。另外，若將使用單獨目標來判定特徵不對稱性及疊對(或另一參數)，則例示性配置可使彼等單獨目標並置於實例基板及待測試基板上。該等單獨目標可在X-Y平面中彼此鄰近或可經定位成在X-Y平面中彼此靠近，使得每一目標之特徵不對稱性係在容許度內。
圖14為說明可輔助實施本文所揭示之方法及流程之電腦系統1600的方塊圖。電腦系統1600包括用於傳達資訊之匯流排1602或其他通信機構，及與匯流排1602耦接以用於處理資訊之一處理器1604 (或多個處理器1604及1605)。該(該等)處理器可經組態以進行本文中所揭示之方法中的任一者。電腦系統1600亦包括耦接至匯流排1602以用於儲存待由處理器1604執行之資訊及指令的主記憶體1606，諸如隨機存取記憶體(RAM)或其他動態儲存器件。主記憶體1606亦可用於在待由處理器1604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1600進一步包括耦接至匯流排1602以用於儲存用於處理器1604之靜態資訊及指令的唯讀記憶體(ROM) 1608或其他靜態儲存器件。提供諸如磁碟或光碟之儲存器件1610，且將該儲存器件耦接至匯流排1602以用於儲存資訊及指令。
電腦系統1600可經由匯流排1602耦接至用於向電腦使用者顯示資訊之顯示器1612，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1614耦接至匯流排1602以用於將資訊及命令選擇傳達至處理器1604。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1604且用於控制顯示器1612上之游標移動的游標控制件1616，諸如滑鼠、軌跡球或游標方向按鍵。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)中之兩個自由度，其允許該器件指定在一平面中之位置。觸控面板(螢幕)顯示器亦可用作輸入器件。
如本文中所描述之方法中之一或多者可由電腦系統1600回應於處理器1604實行主記憶體1606中所含有之一或多個指令之一或多個序列予以執行。可將此等指令自另一電腦可讀媒體(諸如儲存器件1610)讀取至主記憶體1606中。主記憶體1606中含有之指令序列之執行致使處理器1604執行本文中所描述之製程步驟。呈多處理配置之一或多個處理器亦可用以執行主記憶體1606中含有之指令序列。在一替代實施例中，可代替或結合軟體指令而使用硬連線電路系統。因此，本文之描述不限於硬體電路及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1604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1610。揮發性媒體包括動態記憶體，諸如主記憶體1606。傳輸媒體包括同軸纜線、銅線及光纖，包括包含匯流排1602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、可撓性磁碟、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1604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1600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1602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1602上。匯流排1602將資料攜載至主記憶體1606，處理器1604自該主記憶體擷取指令且並執行該等指令。由主記憶體1606接收之指令可視情況在供處理器1604執行之前或之後儲存於儲存器件1610上。
電腦系統1600亦較佳包括耦接至匯流排1602之通信介面1618。通信介面1618提供對網路鏈路1620之雙向資料通信耦合，該網路鏈路連接至區域網路1622。舉例而言，通信介面1618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1618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。在任何此類實施中，通信介面1618發送且接收攜載表示各種類型之資訊之數位資料串流的電信號、電磁信號或光信號。
網路鏈路1620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1620可經由區域網路1622向主機電腦1624或向由網際網路服務業者(ISP) 1626操作之資料設備提供連接。ISP 1626又經由全球封包資料通信網路(現在通常被稱作「網際網路」) 1628而提供資料通信服務。區域網路1622及網際網路1628兩者皆使用攜載數位資料串流之電信號、電磁信號或光信號。經由各種網路之信號及在網路鏈路1620上且經由通信介面1618之信號(該等信號將數位資料攜載至電腦系統1600及自電腦系統1600攜載數位資料)為輸送資訊的載波之例示性形式。
電腦系統1600可經由網路、網路鏈路1620及通信介面1618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1630可能經由網際網路1628、ISP 1626、區域網路1622及通信介面1618而傳輸用於應用程式之所請求程式碼。舉例而言，一種此類下載應用可提供本文中所描述之技術中的一或多者。所接收程式碼可在其被接收時由處理器1604執行，及/或儲存於儲存器件1610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1600可獲得呈載波之形式之應用程式碼。 在後續經編號條項中揭示另外實施例： 1. 一種用於估計已在一經測試基板上進行之一微影製程之一參數的裝置，該估計係基於回歸分析資料，該回歸分析資料已藉由不對稱性強度資料之一回歸分析予以判定，該不對稱性強度資料之該回歸分析又使用由一光學系統在一或多個波長下發射且由該經測試基板之至少第一特徵繞射的輻射予以判定，該裝置包含： 一處理器，其經組態以基於該經測試基板之該等至少第一特徵之特徵不對稱性的一量度且進一步基於針對代表該經測試基板的至少另一基板之複數個相對應的至少第一特徵所判定之一關係來判定關於該經測試基板之該參數之估計的一品質，該關係為關於該至少另一基板之該參數之一估計的品質之一量度與該等相對應的第一特徵之特徵不對稱性之一量度之間的關係。 2. 如條項1之裝置，其中該估計係基於由該光學系統在複數個波長下發射之輻射。 3. 如條項1或2之裝置，其中該發射輻射係由該等第一特徵及由第二特徵繞射，該第一特徵具有一正疊對偏置且該第二特徵具有一負疊對偏置。 4. 如條項3之裝置，其中該關係係針對該至少另一基板上之複數個相對應的第一特徵與第二特徵對予以判定。 5. 如任一前述條項之裝置，其中特徵不對稱性之該量度包含該回歸分析資料之一截距項。 6. 如任一前述條項之裝置，其中該至少另一基板之該參數之該估計的品質之該量度包含用於該至少另一基板之相對應的回歸分析資料之一擬合優度。 7. 如條項6之裝置，其中對該另一基板之該相對應的回歸分析已使用自該至少另一基板之該複數個相對應的至少第一特徵在大於由該光學系統發射之該一或多個波長的多個波長下發射及繞射的輻射予以判定。 8. 如任一前述條項之裝置，其中該處理器經進一步組態以在該經測試基板之該等至少第一特徵之特徵不對稱性的該量度之一量值超過一臨限值的情況下忽略該經測試基板上之該參數之該估計，該臨限值係基於針對至少另一基板之該等相對應的至少第一特徵所判定之該關係。 9. 如任一前述條項之裝置，其中該等至少第一特徵形成一度量衡目標之部分。 10. 如任一前述條項之裝置，其中該光學系統經組態以發射在以下範圍內之波長之輻射：400奈米至900奈米；0.1奈米至100奈米；及/或10奈米至20奈米。 11. 如任一前述條項之裝置，其中該處理器經進一步組態以基於由該光學系統在三個或多於三個波長下發射且自該另一基板之該複數個相對應的至少第一特徵繞射之輻射來進行以下操作： 判定用於關於該另一基板之該複數個相對應的至少第一特徵之另一基板不對稱性強度資料； 基於該經判定另一基板不對稱性強度資料，判定關於該至少另一基板之該參數之該估計的品質之該量度及關於該另一基板之特徵不對稱性之該量度；及 判定關於該至少另一基板之該參數之該估計的品質之該量度與該複數個相對應的至少第一特徵之特徵不對稱性之該量度之間的該關係。 12. 如條項11之裝置，其中該處理器經進一步組態以藉由對該另一基板不對稱性強度資料採取一回歸分析來判定關於該至少另一基板之該參數之該估計的品質之該量度。 13. 如條項12之裝置，其中關於該至少另一基板之該參數之該估計的品質之該量度包含該回歸分析之一擬合優度。 14. 如條項11至13中任一項之裝置，其中該處理器經進一步組態以基於該經判定之另一基板不對稱性強度資料判定該複數個相對應的至少第一特徵之特徵不對稱性之該量度。 15. 如條項14之裝置，其中該複數個相對應的至少第一特徵之特徵不對稱性之該量度包含該回歸分析之一截距項。 16. 如任一前述條項之裝置，其進一步包含以下各者中之一或多者：該光學系統；及經組態以感測該繞射輻射之一感測器。 17. 如任一前述條項之裝置，其中該微影製程之該參數包含疊對。 18. 一種用於判定一微影製程之一參數之一估計的品質之一量度與至少一個實例基板之複數個至少第一特徵之特徵不對稱性的一量度之間的一關係之裝置，該判定係基於由一光學系統在一或多個波長下發射且自該實例基板之該複數個至少第一特徵繞射之輻射，該裝置包含一處理器，該處理器經組態以： 基於該繞射輻射判定關於該至少一個實例基板之該複數個至少第一特徵的不對稱性強度資料； 基於該經判定之不對稱性強度資料，判定關於該至少一個實例基板之該參數的該估計之品質之該量度及關於該另一基板之特徵不對稱性之量度；及 判定關於該至少一個實例基板之該參數之該估計的品質之該量度與該複數個至少第一特徵之特徵不對稱性之該量度之間的該關係。 19. 一種檢測裝置，其包含如任一前述條項之裝置。 20. 如條項19之檢測裝置，其中該檢測裝置為一度量衡裝置。 21. 一種微影裝置，其包含一如條項1至18中任一項之裝置。 22. 一種微影製造單元，其包含一如條項1至20中任一項之裝置。 23. 一種用於估計已在一經測試基板上進行之一微影製程之一參數的方法，該估計係基於回歸分析資料，該回歸分析資料已藉由不對稱性強度資料之一回歸分析予以判定，該不對稱性強度資料之該回歸分析又使用由一光學系統在一或多個波長下發射且由該經測試基板之至少第一特徵繞射的輻射予以判定，該方法包含： 基於該經測試基板之該等至少第一特徵之特徵不對稱性的一量度且進一步基於針對代表該經測試基板的至少另一基板之複數個相對應的至少第一特徵所判定之一關係來判定關於該經測試基板之該參數之估計的一品質，該關係為關於該至少另一基板之該參數之一估計之品質的一量度與該等相對應的第一特徵之特徵不對稱性之一量度之間的關係。 24. 如條項23之方法，其中該估計係基於由該光學系統在複數個波長下發射之輻射。 25. 如條項23或24之方法，其中該發射輻射係由該等第一特徵及由第二特徵繞射，該第一特徵具有一正疊對偏置且該第二特徵具有一負疊對偏置。 26. 如條項25之方法，其中針對該至少另一基板上之複數個相對應的第一特徵與第二特徵對來判定該關係。 27. 如條項23至26中任一項之方法，其中特徵不對稱性之該量度包含該回歸分析資料之一截距項。 28. 如條項23至27中任一項之方法，其中該至少另一基板之該參數之該估計的品質之該量度包含用於該至少另一基板之相對應的回歸分析資料之一擬合優度。 29. 如條項28之方法，其中對該另一基板之該相對應的回歸分析已使用自該至少另一基板之該複數個相對應的至少第一特徵在大於由該光學系統發射之該一或多個波長的多個波長下發射及繞射的輻射予以判定。 30. 如條項23至29中任一項之方法，其進一步包含：若該經測試基板之該等至少第一特徵之特徵不對稱性的該量度之一量值超過一臨限值，則忽略該經測試基板上之該參數之該估計，該臨限值係基於針對至少另一基板之該等相對應的至少第一特徵所判定之該關係。 31. 如條項23至30中任一項之方法，其中該等至少第一特徵形成一度量衡目標之部分。 32. 如條項23至31中任一項之方法，其中該光學系統經組態以發射在以下範圍內之波長之輻射：400奈米至900奈米；0.1奈米至100奈米；及/或10奈米至20奈米。 33. 如條項23至32中任一項之方法，其進一步包含：基於由該光學系統在三個或多於三個波長下發射且自該另一基板之該複數個相對應的至少第一特徵繞射之輻射來進行以下操作： 判定用於關於該另一基板之該複數個相對應的至少第一特徵之另一基板不對稱性強度資料； 基於該經判定另一基板不對稱性強度資料，判定關於該至少另一基板之該參數之該估計的品質之該量度及關於該另一基板之特徵不對稱性之該量度；及 判定關於該至少另一基板之該參數之該估計的品質之該量度與該複數個相對應的至少第一特徵之特徵不對稱性之該量度之間的該關係。 34. 如條項33之方法，其進一步包含藉由對該另一基板不對稱性強度資料採取一回歸分析來判定關於該至少另一基板之該參數之該估計的品質之該量度。 35. 如條項34之方法，其中關於該至少另一基板之該參數之該估計的品質之該量度包含該回歸分析之一擬合優度。 36. 如條項33至35中任一項之方法，其進一步包含基於該經判定之另一基板不對稱性強度資料判定該複數個相對應的至少第一特徵之特徵不對稱性之該量度。 37. 如條項36之方法，其中該複數個相對應的至少第一特徵之特徵不對稱性之該量度包含該回歸分析之一截距項。 38. 如條項23至37中任一項之方法，其中該微影製程之該參數包含疊對。 39. 一種用於判定一微影製程之一參數之一估計的品質之一量度與至少一個實例基板之複數個至少第一特徵之特徵不對稱性的一量度之間的一關係之方法，該判定係基於由一光學系統在一或多個波長下發射且自該實例基板之該複數個至少第一特徵繞射之輻射，該方法包含： 基於該繞射輻射判定關於該至少一個實例基板之該複數個至少第一特徵的不對稱性強度資料； 基於該經判定之不對稱性強度資料，判定關於該至少一個實例基板之該參數的該估計之品質之該量度及關於該另一基板之特徵不對稱性之量度；及 判定關於該至少一個實例基板之該參數之該估計的品質之該量度與該複數個至少第一特徵之特徵不對稱性之該量度之間的該關係。 40. 一種電腦程式，其包含在經執行於至少一個處理器上時致使該至少一個處理器控制一裝置以進行如條項23至39中任一項之方法的指令。 41. 一種載體，其含有如條項40之電腦程式，其中該載體為一電子信號、光信號、無線電信號中之一者，或為非暫時性電腦可讀儲存媒體。
儘管可在本文中特定地參考在IC製造中微影裝置之使用，但應理解，本文中所描述之微影裝置可具有其他應用。可能之其他應用包括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。
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。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)之物件之任何裝置的部件。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環境(非真空)條件。
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。
雖然上文已描述本發明之特定實施例，但應瞭解，可以與所描述方式不同之其他方式來實踐本發明。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。
0‧‧‧零階射線/繞射射線
+1‧‧‧一階射線/繞射射線
+1(N)‧‧‧+1繞射射線
-1‧‧‧一階射線/繞射射線
-1(S)‧‧‧-1繞射射線
11‧‧‧照明源
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‧‧‧光束分裂器
16‧‧‧物鏡
17‧‧‧第二光束分裂器
18‧‧‧光學系統
19‧‧‧第一感測器/光瞳平面影像感測器
20‧‧‧光學系統
21‧‧‧孔徑光闌/場光闌/光瞳光闌
22‧‧‧光學系統
23‧‧‧影像感測器
31‧‧‧量測光點/經照明光點
32‧‧‧目標光柵/組件光柵
33‧‧‧目標光柵/組件光柵
34‧‧‧目標光柵/組件光柵
35‧‧‧目標光柵/組件光柵
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
900‧‧‧線
910‧‧‧線
920‧‧‧線
930‧‧‧資料點
1000‧‧‧步驟
1002‧‧‧步驟
1004‧‧‧步驟
1006‧‧‧步驟
1008‧‧‧步驟
1010‧‧‧步驟
1012‧‧‧步驟
1014‧‧‧步驟
1016‧‧‧步驟
1018‧‧‧步驟
1300‧‧‧步驟
1302‧‧‧步驟
1304‧‧‧步驟
1306‧‧‧步驟
1308‧‧‧步驟
1310‧‧‧步驟
1312‧‧‧步驟
1600‧‧‧電腦系統
1602‧‧‧匯流排
1604‧‧‧處理器
1605‧‧‧處理器
1606‧‧‧主記憶體
1608‧‧‧唯讀記憶體(ROM)
1610‧‧‧儲存器件
1612‧‧‧顯示器
1614‧‧‧輸入器件
1616‧‧‧游標控制件
1618‧‧‧通信介面
1620‧‧‧網路鏈路
1622‧‧‧區域網路
1624‧‧‧主機電腦
1626‧‧‧網際網路服務業者(ISP)
1628‧‧‧網際網路
1630‧‧‧伺服器
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
CL‧‧‧電腦系統
DE‧‧‧顯影器
I‧‧‧照明射線/入射射線
IF‧‧‧位置感測器
IL‧‧‧照明系統/照明器
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
M1‧‧‧光罩對準標記
M2‧‧‧光罩對準標記
MA‧‧‧圖案化器件/光罩
MT‧‧‧度量衡工具/散射計
O‧‧‧光軸
P1‧‧‧基板對準標記
P2‧‧‧基板對準標記
P1‧‧‧位置
P2‧‧‧位置
P3‧‧‧位置
P4‧‧‧位置
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
RO‧‧‧基板處置器或機器人
ROI‧‧‧所關注區
SC‧‧‧旋塗器
SC1‧‧‧第一標度
SC2‧‧‧第二標度
SC3‧‧‧第三標度
SCS‧‧‧監督控制系統
SO‧‧‧輻射源
S1‧‧‧步驟
S2‧‧‧步驟
S3‧‧‧步驟
S4‧‧‧步驟
S5‧‧‧步驟
S6‧‧‧步驟
S6-1‧‧‧步驟
S6-2‧‧‧步驟
S6-3‧‧‧步驟
S6-4‧‧‧步驟
S6-5‧‧‧步驟
S6-6‧‧‧步驟
T‧‧‧支撐結構/光罩台/度量衡目標光柵/目標
TCU‧‧‧塗佈顯影系統控制單元
W‧‧‧基板
WE‧‧‧設置晶圓/基板
WT‧‧‧基板台
本文中參考隨附圖式描述例示性實施例，其中： 圖1為微影裝置之示意性表示； 圖2a為微影製造單元或叢集之示意性表示； 圖2b為用於微影製程之整體控制環境之示意性表示； 圖3a展示散射計之示意性表示； 圖3b展示目標及相關聯繞射輻射射線； 圖3c及圖3d展示供與圖3a之疊對裝置一起使用之若干孔徑對； 圖4展示基板上的多重光柵目標之形式及量測光點之輪廓的示意性表示； 圖5展示在圖3之散射計中獲得的圖4之目標之影像的示意性表示； 圖6為展示估計疊對之方法的流程圖； 圖7為展示估計疊對之方法的流程圖； 圖8為針對不具有特徵不對稱性之疊對光柵之A+相對於A-的標繪圖； 圖9為針對具有特徵不對稱性之疊對光柵之A+相對於A-的標繪圖； 圖10為展示用於判定特徵不對稱性與微影製程之參數品質之間的關係之方法的流程圖； 圖11展示晶圓上之目標之分佈及針對每一目標之擬合優度的量度； 圖12展示針對實例晶圓之擬合優度相對於特徵不對稱性的標繪圖； 圖13為展示用於基於特徵不對稱性與微影製程之參數品質之間的關係而判定微影製程之參數之量測品質的方法的流程圖；及 圖14為電腦系統之示意性表示。

Claims (15)

  1. 一種用於估計已在一經測試基板上進行之一微影製程之一參數的裝置，該估計係基於回歸分析資料，該回歸分析資料已藉由不對稱性強度資料之一回歸分析予以判定，該不對稱性強度資料之該回歸分析又使用由一光學系統在一或多個波長下發射且由該經測試基板之至少第一特徵繞射的輻射予以判定，該裝置包含： 一處理器，其經組態以基於該經測試基板之該等至少第一特徵之特徵不對稱性的一量度且進一步基於針對代表該經測試基板的至少另一基板之複數個相對應的至少第一特徵所判定之一關係來判定關於該經測試基板之該參數之估計的一品質，該關係為關於該至少另一基板之該參數之一估計的品質之一量度與該等相對應的第一特徵之特徵不對稱性之一量度之間的關係。
  2. 如請求項1之裝置，其中存在以下情形中之至少一者： 該估計係基於由該光學系統在複數個波長下發射之輻射； 該發射輻射係由該等第一特徵及由第二特徵繞射，該第一特徵具有一正疊對偏置且該第二特徵具有一負疊對偏置，且視情況該關係係針對該至少另一基板上之複數個相對應的第一特徵與第二特徵對予以判定。
  3. 如請求項1或2之裝置，其中特徵不對稱性之該量度包含該回歸分析資料之一截距項。
  4. 如請求項1或2之裝置，其中該至少另一基板之該參數之該估計的品質之該量度包含用於該至少另一基板之相對應的回歸分析資料之一擬合優度，且視情況，對該另一基板之該相對應的回歸分析已使用自該至少另一基板之該複數個相對應的至少第一特徵在大於由該光學系統發射之該一或多個波長的多個波長下發射及繞射的輻射予以判定。
  5. 如請求項1或2之裝置，其中該處理器經進一步組態以在該經測試基板之該等至少第一特徵之特徵不對稱性的該量度之一量值超過一臨限值的情況下忽略該經測試基板上之該參數之該估計，該臨限值係基於針對至少另一基板之該等相對應的至少第一特徵所判定之該關係。
  6. 如請求項1或2之裝置，其中該等至少第一特徵形成一度量衡目標之部分。
  7. 如請求項1或2之裝置，其中該處理器經進一步組態以基於由該光學系統在三個或多於三個波長下發射且自該另一基板之該複數個相對應的至少第一特徵繞射之輻射來進行以下操作： 判定用於關於該另一基板之該複數個相對應的至少第一特徵之另一基板不對稱性強度資料； 基於該經判定另一基板不對稱性強度資料，判定關於該至少另一基板之該參數之該估計的品質之該量度及關於該另一基板之特徵不對稱性之該量度；及 判定關於該至少另一基板之該參數之該估計的品質之該量度與該複數個相對應的至少第一特徵之特徵不對稱性之該量度之間的該關係。
  8. 如請求項7之裝置，其中該處理器經進一步組態以藉由對該另一基板不對稱性強度資料採取一回歸分析來判定關於該至少另一基板之該參數之該估計的品質之該量度。
  9. 如請求項8之裝置，其中關於該至少另一基板之該參數之該估計的品質之該量度包含該回歸分析之一擬合優度。
  10. 一種用於判定一微影製程之一參數之一估計的品質之一量度與至少一個實例基板之複數個至少第一特徵之特徵不對稱性的一量度之間的一關係之裝置，該判定係基於由一光學系統在一或多個波長下發射且自該實例基板之該複數個至少第一特徵繞射之輻射，該裝置包含一處理器，該處理器經組態以： 基於該繞射輻射判定關於該至少一個實例基板之該複數個至少第一特徵的不對稱性強度資料； 基於該經判定之不對稱性強度資料，判定關於該至少一個實例基板之該參數的該估計之品質之該量度及關於另一基板之特徵不對稱性之量度；及 判定關於該至少一個實例基板之該參數之該估計的品質之該量度與該複數個至少第一特徵之特徵不對稱性之該量度之間的該關係。
  11. 一種檢測裝置，其包含如請求項1至10中任一項之裝置。
  12. 一種微影製造單元，其包含一如請求項1至11中任一項之裝置。
  13. 一種用於估計已在一經測試基板上進行之一微影製程之一參數的方法，該估計係基於回歸分析資料，該回歸分析資料已藉由不對稱性強度資料之一回歸分析予以判定，該不對稱性強度資料之該回歸分析又使用由一光學系統在一或多個波長下發射且由該經測試基板之至少第一特徵繞射的輻射予以判定，該方法包含： 基於該經測試基板之該等至少第一特徵之特徵不對稱性的一量度且進一步基於針對代表該經測試基板的至少另一基板之複數個相對應的至少第一特徵所判定之一關係來判定關於該經測試基板之該參數之估計的一品質，該關係為關於該至少另一基板之該參數之一估計之品質的一量度與該等相對應的第一特徵之特徵不對稱性之一量度之間的關係。
  14. 一種用於判定一微影製程之一參數之一估計的品質之一量度與至少一個實例基板之複數個至少第一特徵之特徵不對稱性的一量度之間的一關係之方法，該判定係基於由一光學系統在一或多個波長下發射且自該實例基板之該複數個至少第一特徵繞射之輻射，該方法包含： 基於該繞射輻射判定關於該至少一個實例基板之該複數個至少第一特徵的不對稱性強度資料； 基於該經判定不對稱性強度資料，判定關於該至少一個實例基板之該參數的該估計之品質之該量度及關於另一基板之特徵不對稱性之量度；及 判定關於該至少一個實例基板之該參數之該估計的品質之該量度與該複數個至少第一特徵之特徵不對稱性之該量度之間的該關係。
  15. 一種電腦程式，其包含在經執行於至少一個處理器上時致使該至少一個處理器控制一裝置以進行如請求項13或14之方法的指令。
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