TW201921179A - 用於在小度量衡目標上對準之拍頻圖案 - Google Patents

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Abstract

本文中揭示一種形成於一基板上之目標，該目標包含：一對準結構；及一度量衡結構；其中該對準結構包含經配置以當運用源輻射照明該對準結構時產生一拍頻圖案之結構。有利地，當照明該目標時，出現在該目標之一影像中之該等拍頻圖案允許使用圖案辨識技術容易地識別該目標。

Description

用於在小度量衡目標上對準之拍頻圖案
本發明係關於用於量測形成於基板上之目標之方法及裝置、一種微影製造單元，及一種目標。
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)之製造中。在彼情況下，圖案化器件(其替代地被稱為光罩或倍縮光罩)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(例如包括晶粒之一部分、一個晶粒或若干晶粒)上。通常經由成像至提供於基板上之輻射敏感材料(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。在微影程序中，頻繁地需要對所產生結構進行量測，例如，用於程序控制及驗證。用於進行此等量測之各種工具為吾人所知，包括常常用以量測臨界尺寸(CD)之掃描電子顯微鏡，及用以量測疊對(器件中兩個層之對準準確度之量度)之特殊化工具。可就兩個層之間的未對準程度而言描述疊對，例如，參考1 nm之經量測疊對可描述兩個層未對準達1 nm之情形。
最近，已開發用於微影領域中的各種形式之散射計。此等器件將輻射光束導向至目標上且量測散射輻射之一或多個屬性—例如，隨波長而變之單個反射角或遍及反射角範圍之強度；隨反射角而變之在一或多個波長下之強度；或隨反射角而變之偏振—以獲得可藉以判定目標之所關注屬性的「光譜」。可藉由各種技術來執行所關注屬性之判定：例如，藉由使用嚴密耦合波分析或有限元素方法實施之反覆途徑而進行的目標之重新建構；庫搜尋；及主成份分析。
可使用暗場散射量測來量測目標，其中阻擋零階繞射(對應於鏡面反射)，且僅處理高階。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，該等申請案之文件之全文特此以引用方式併入。
針對給定疊對目標之不同繞射階之間(例如-1繞射階與+1繞射階之間)的強度不對稱性提供目標不對稱性(亦即目標中之不對稱性)之量測。疊對目標中之此不對稱性可用作疊對(兩個層之不當未對準)之指示符。
可需要將目標定位於存在可用於目標之極小空間之部位中，例如定位於含有所製造產品結構之產品區域中。定位於此等區域中之目標需要為小的。具有挑戰性的是以足夠準確度將輻射光點與此等目標對準。
需要改良用於量測目標之現有方法及裝置。
根據本發明之一第一態樣，提供一種形成於一基板上之目標，該目標包含：一對準結構；及一度量衡結構；其中該對準結構包含經配置以當運用源輻射照明該對準結構時產生一拍頻圖案之結構。
較佳地，該拍頻圖案為沿著該對準結構之一影像之一系列峰及谷。
較佳地，由該對準結構包含之該等結構係由該基板之一單層中之複數個間隔開直線提供。
較佳地，該等線之寬度沿著該等結構變化。
較佳地，線寬之變化以大於該度量衡結構之間距之一週期週期性地重複。
較佳地，線寬之變化以比該度量衡結構之間距大3倍與50倍之間的一週期週期性地重複。
較佳地，鄰近線之間的線間隔實質上係恆定的。
較佳地，每一線間隔接近或為該度量衡結構之間距。
較佳地，每一線間隔係在該度量衡結構之間距的10%內。
較佳地，線寬及線寬重複之週期係取決於該源輻射之波長加以判定。
較佳地，由該對準結構包含之該等結構係由該基板之複數個層中之每一者中的一光柵提供。
較佳地：該基板之一第一層包含具有一第一間距之一第一光柵；且該基板之一第二層包含具有不同於該第一間距之一第二間距的一第二光柵。
較佳地，該第一間距及第二間距接近該度量衡結構之間距。
較佳地，該第一間距及第二間距係在該度量衡結構之間距的10%內。
較佳地，該第一間距及第二間距具有一大的最小公倍數。
較佳地，該第一間距及第二間距之該最小公倍數係在該第一間距之3倍與50倍之間。
較佳地，該第一間距及第二間距係取決於該源輻射之波長加以判定。
較佳地，該度量衡結構包含一週期性結構。
較佳地，當運用源輻射照明由該對準結構包含之該等結構時，會產生具有平行於該度量衡結構內之該週期性結構的一週期性方向之峰及谷的一拍頻圖案。
較佳地，該度量衡結構包含均平行於該目標之兩個邊緣的複數個平行直線。
較佳地，該目標係矩形且較佳地係正方形；且該目標內之該度量衡結構係矩形且較佳地係正方形。
較佳地，該對準結構包含四個細長區段，其中每一細長區段經配置在該度量衡結構之外周邊之一邊緣與該目標之內周邊之一邊緣之間。
較佳地，對於該對準結構之該四個細長區段中之每一者，該細長區段內之該等結構經配置以產生具有沿著該細長區段之一影像之長度的峰及谷之一拍頻圖案。
較佳地，該對準結構確切包含兩個細長區段，其中每一細長區段經配置在該度量衡結構之外周邊之一邊緣與該目標之內周邊之一邊緣之間；該等細長區段經提供於該度量衡結構之相對側上；且每一細長區段之縱向軸線正交於該度量衡結構內之該週期性結構之一週期性方向。
較佳地，對於該對準結構之該兩個細長區段中之每一者，該細長區段內之該等結構經配置以產生具有沿著該細長區段之一影像之長度的峰及谷之一拍頻圖案。
較佳地，對於該對準結構之該兩個細長區段中之每一者，該細長區段內之該等結構經配置以產生具有沿著該細長區段之一影像之寬度的峰及谷之一拍頻圖案。
較佳地，該目標之一或多個拐角中之該對準結構的部分係非週期性的。
較佳地，相對於源輻射照明之針對該度量衡結構平均化之該度量衡結構的一總反射率與相對於該源輻射照明之針對該對準結構之該等部分平均化之該對準結構的一或多個非週期性部分之一總反射率相差達至少20%。
較佳地，該目標為一正方形；且該目標之每一側之長度係5 µm。
較佳地，該目標為一正方形；且該目標之每一側之長度係2 µm。
較佳地，由該對準結構包含之該等結構經佈置以使得當運用源輻射照明該對準結構時，由該目標散射該源輻射引起之經偵測到輻射包含高於零階之高階繞射射線。
較佳地，該度量衡結構之間距係小於100 nm。
較佳地，該度量衡結構之表面積在該對準結構之表面積的3倍與12倍之間。
根據本發明之一第二態樣，提供一種量測形成於一基板上之一目標之方法，該目標包含一對準結構及一度量衡結構，其中該方法包含：一第一量測程序，其包含運用第一輻射照明該目標及偵測由該第一輻射自該目標散射引起之輻射；及一第二量測程序，其包含運用第二輻射照明該目標及偵測由該第二輻射自該目標散射引起之輻射，其中：該第一量測程序偵測該對準結構之一位置；該第二量測程序使用藉由該第一量測程序偵測到之該對準結構的該位置以將該第二輻射之一輻射光點對準至該度量衡結構內之一所要部位上；且該目標為根據該第一態樣之一目標。
較佳地，由該對準結構包含之該等結構係該第一量測程序之子解析度。
較佳地：該第一量測程序包含形成該對準結構及該度量衡結構之一影像。
較佳地，該第一量測程序使用電腦實施之圖案辨識以偵測該對準結構。
較佳地，該第一量測程序取決於當由該第一輻射照明該對準結構時產生之拍頻圖案而偵測該對準結構。
較佳地：該第一量測程序不取決於由該目標散射該第一輻射以偵測該對準結構引起之經偵測到輻射中之零階射線而偵測該對準結構；且該第一量測程序取決於由該對準結構散射該第一輻射以偵測該對準結構引起之經偵測到輻射中之高於零階模式的高階射線而偵測該對準結構。
根據本發明之一第三態樣，提供一種用於量測形成於一基板上之一目標的度量衡裝置，其包含：一第一量測系統，其經組態以運用第一輻射照明該目標及偵測由該第一輻射自該目標散射引起之輻射；一第二量測系統，其經組態以運用第二輻射照明該目標及偵測由該第二輻射自該目標散射引起之輻射；及一控制器，其經組態以：使用由該第一量測系統偵測到之該輻射偵測該對準結構之一位置；及控制該第二量測系統以使用該對準結構之該經偵測到位置以將該第二輻射之一輻射光點對準至該度量衡結構內之一所要部位上；其中該目標為根據該第一態樣之一目標。
較佳地，由該對準結構包含之該等結構係該第一量測程序之子解析度。
較佳地，該第一量測系統經組態以形成該對準結構及該度量衡結構之一影像。
較佳地，該第一量測系統經組態以使用電腦實施之圖案辨識以辨識該對準結構。
較佳地，該第一量測系統經組態以取決於當由該第一輻射照明該對準結構時產生之拍頻圖案而偵測該對準結構。
較佳地：該第一量測系統經組態以不取決於由該目標散射該第一輻射以偵測該對準結構引起之經偵測到輻射中之零階射線而偵測該對準結構；且該第一量測系統經組態以取決於由該對準結構散射該第一輻射以偵測該對準結構引起之經偵測到輻射中之高於零階模式的高階射線而偵測該對準結構。
根據本發明之一第四態樣，提供一種微影製造單元，其包含：一微影裝置，其經組態以執行一微影程序以在一基板上界定一目標；及技術方案37至42中任一項之該度量衡裝置，其經組態以量測該目標。
本說明書揭示併有本發明之特徵之一或多個實施例。所揭示之實施例僅例示本發明。本發明之範疇不限於所揭示之該(等)實施例。本發明由此處附加之專利申請範圍界定。
所描述之實施例及本說明書中對「一個實施例」、「一實施例」、「一實例實施例」等之參考指示所描述之實施例可包括一特定特徵、結構或特性，但每一實施例可能未必包括該特定特徵、結構或特性。此外，此等片語未必指代同一實施例。此外，當結合實施例描述特定特徵、結構或特性時，應理解，無論是否予以明確描述，結合其他實施例來實現此特徵、結構或特性皆係在熟習此項技術者之認識範圍內。
然而，在較詳細地描述此等實施例之前，有指導性的是呈現可供實施本發明之實施例之實例環境。
圖1示意性地描繪微影裝置LA。該裝置包括：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準確地定位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準確地定位基板之第二定位器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。
照明系統可包括用於導向、塑形或控制輻射的各種類型之光學組件，諸如折射、反射、磁性、電磁、靜電或其他類型之光學組件，或其任何組合。
支撐結構支撐(亦即，承載)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。支撐結構可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術來固持圖案化器件。支撐結構可為(例如)框架或台，其可視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」應被廣泛地解釋為係指可用於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，則該圖案可能不確切地對應於基板之目標部分中的所要圖案。通常，被賦予至輻射光束之圖案將對應於目標部分中所產生之器件(諸如，積體電路)中之特定功能層。
圖案化器件可為透射的或反射的。圖案化器件之實例包括光罩、可程式化鏡面陣列，及可程式化LCD面板。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」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、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。
在此實施例中，舉例而言，裝置屬於透射類型(例如使用透射光罩)。替代地，該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)或多於兩個基板台及例如兩個或多於兩個光罩台之類型。在此類「多載物台」機器中，可並行地使用額外台，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曝光。
微影裝置亦可屬於如下類型：其中該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，光罩與投影系統之間的空間。浸潤技術在此項技術中被熟知用於增加投影系統之數值孔徑。本文中所使用之術語「浸潤」並不意謂諸如基板之結構必須浸沒於液體中，而是僅意謂液體在曝光期間位於投影系統與基板之間。
參考圖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/或擴束器之光束遞送系統BD而自源SO傳遞至照明器IL。在其他狀況下，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可包含用於調整輻射光束之角強度分佈的調整器AD。通常，可調整照明器之光瞳平面中之強度分佈的至少外部徑向範圍及/或內部徑向範圍(其通常分別被稱作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，以在其截面中具有所要均一性及強度分佈。
輻射光束B入射於圖案化器件(例如光罩MA)上且由圖案化器件圖案化，該圖案化器件經固持在支撐結構(例如光罩台MT)上。在已橫穿光罩MA的情況下，輻射光束B傳遞通過投影系統PS，該投影系統PS將該光束聚焦至基板W之目標部分C上。憑藉第二定位器PW及位置感測器IF (例如干涉量測器件、線性編碼器、2D編碼器或電容式感測器)，基板台WT可準確地移動例如以便將不同目標部分C定位在輻射光束B之路徑中。類似地，第一定位器PM及另一位置感測器(其未在圖1中明確描繪)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輻射光束B之路徑準確地定位光罩MA。一般而言，可憑藉形成第一定位器PM之部分之長衝程模組(粗略定位)及短衝程模組(精細定位)來實現光罩台MT之移動。類似地，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，光罩台MT可僅連接至短衝程致動器，或可固定。可使用光罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準光罩MA及基板W。儘管所說明之基板對準標記佔據專用目標部分，但該等標記可位於目標部分之間的空間中(此等標記被稱為切割道對準標記)。相似地，在多於一個晶粒提供於光罩MA上之情形中，光罩對準標記可位於該等晶粒之間。
所描繪裝置可用於以下模式中之至少一者中： 1.在步進模式中，當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，光罩台MT及基板台WT保持基本上靜止(亦即，單次靜態曝光)。接著，使基板台WT在X及/或Y方向上移位，使得可曝光不同目標部分C。在步進模式中，曝光場之最大大小限制單次靜態曝光中所成像的目標部分C之大小。 2.在掃描模式中，在將被賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時，同步地掃描光罩台MT及基板台WT (亦即，單次動態曝光)。可藉由投影系統PS之放大率(縮小率)及影像反轉特性來判定基板台WT相對於光罩台MT之速度及方向。在掃描模式中，曝光場之最大大小限制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，當將被賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時，光罩台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掃描期間之連續輻射脈衝之間視需要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中所展示，微影裝置LA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。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、冷卻板CH，及烘烤板BK。基板處置器或機器人RO自輸入/輸出埠I/O1、I/O2拾取基板，在不同程序裝置之間移動基板，且接著將基板遞送至微影裝置之裝載匣LB。常常被集體地稱為自動化光阻塗佈及顯影系統(track)之此等器件係在自動化光阻塗佈及顯影系統控制單元TCU之控制下，自動化光阻塗佈及顯影系統控制單元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屬性，諸如後續層之間的疊對、線厚度、臨界尺寸(CD)等等。若偵測到誤差，則可對後續基板之曝光進行例如調整，尤其在檢測可足夠迅速地且快速地進行而使得同一批量之其他基板仍待曝光的情況下。又，已經曝光之基板可被剝離及重工以改良良率或可能被捨棄，藉此避免對已知有缺陷之基板執行曝光。在基板之僅一些目標部分有缺陷的狀況下，可僅對被認為無缺陷的彼等目標部分執行進一步曝光。
度量衡裝置用於判定基板之屬性，且詳言之用於判定不同基板或同一基板之不同層之屬性如何在層與層之間變化。度量衡裝置可整合至微影裝置LA或微影製造單元LC中，或可為獨立器件。為了實現最快速量測，需要使度量衡裝置在曝光之後立即量測經曝光抗蝕劑層中之屬性。然而，抗蝕劑中之潛影具有極低對比度，因為已經曝光於輻射之抗蝕劑之部分與未曝光於輻射之抗蝕劑的部分之間僅存在極小折射率差異—且並非所有度量衡裝置具有足夠敏感度以對潛影進行有用量測。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基板執行之第一步驟且增加抗蝕劑之經曝光部分與未經曝光部分之間的對比度。在此階段，抗蝕劑中之影像可被稱作半潛影(semi-latent)。亦有可能對經顯影抗蝕劑影像進行量測，此時，抗蝕劑之經曝光部分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。
圖3之(a)展示度量衡裝置。圖3之(b)更詳細地說明目標T及用以照明該目標之量測輻射之繞射射線。所說明之度量衡裝置屬於被稱為暗場度量衡裝置之類型。度量衡裝置可為單機器件，或併入於(例如)量測站處之微影裝置LA中抑或微影製造單元LC中。貫穿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11 (例如氙氣燈)發射之光經由光束分光器15藉由包含透鏡12、14及物鏡16的光學系統經導向至基板W上。此等透鏡係以4F配置之雙重序列進行配置。可使用不同透鏡配置，其限制條件為：該透鏡配置仍將基板影像提供至偵測器上，且同時允許存取中間光瞳平面以用於空間頻率濾光。因此，可藉由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，可藉由在為物鏡光瞳平面之背向投影影像之平面中在透鏡12與14之間插入適合形式之孔徑板13來進行此選擇。在所說明之實例中，孔徑板13具有不同形式(被標註為13N及13S)，從而允許選擇不同照明模式。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自僅為描述起見而被指定為「北」之方向提供離軸。在第二照明模式中，孔徑板13S係用以提供類似照明，但提供來自被標註為「南」之相對方向之照明。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之(b)中所展示，在基板W垂直於物鏡16之光軸O的情況下置放目標T。基板W可由支撐件(未展示)來支撐。與軸線O成一角度而照射於目標T上之量測輻射射線I引起一個零階射線(實線0)及兩個一階射線(點鏈線+1及雙點鏈點線-1)。應記住，在運用填充過度之小目標的情況下，此等射線僅僅為覆蓋包括度量衡目標T及其他特徵之基板區域的許多平行射線中之一者。由於板13中之孔徑具有有限寬度(為接納有用量之光所必要)，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，目標之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緊密地對準。圖3之(a)及圖3之(b)所說明之射線被展示為稍微離軸，以純粹地使其能夠在圖中較容易地被區分。
由基板W上之目標T繞射之至少0階及+1階係由物鏡16收集，且被返回導向通過光束分光器15。返回至圖3之(a)，藉由指定被標註為北(N)及南(S)之完全相對孔徑而說明第一照明模式及第二照明模式兩者。當量測輻射之入射射線I來自光軸之北側時(亦即，當使用孔徑板13N來應用第一照明模式時)，被標註為+1(N)之+1繞射射線進入物鏡16。相比而言，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。
第二光束分光器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。亦可出於諸如重新建構之許多量測目的來使用光瞳平面影像。
在第二量測分支中，光學系統20、22在感測器23 (例如CCD或CMOS感測器)上形成目標T之影像。在第二量測分支中，在與光瞳平面共軛之平面中提供孔徑光闌21。孔徑光闌21用以阻擋零階繞射光束，使得形成於感測器23上之目標之影像係僅由-1或+1一階光束形成。由感測器19及23捕捉之影像經輸出至處理影像之處理器PU，處理器PU之功能將取決於所執行之量測的特定類型。應注意，此處在廣泛意義上使用術語「影像」。由此，若僅存在-1階及+1階中之一者，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之特定形式純粹地為實例。在本發明之另一實施例中，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光傳遞至感測器。在又其他實施例中，代替一階光束或除了一階光束以外，亦可在量測中使用二階光束、三階光束及高階光束(圖3中未展示)。
為了使量測輻射可適應於此等不同類型之量測，孔徑板13可包含圍繞圓盤而形成之數個孔徑圖案，該圓盤旋轉以使所要圖案處於適當位置。應注意，孔徑板13N或13S可僅用以量測在一個方向(取決於設定而為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。上文所提及之先前已公開申請案中描述此等孔徑板之使用及裝置之眾多其他變化及應用。
圖3之(c)描繪根據已知實務形成於基板上之(複合)目標。此實例中之目標包含四個光柵25a至25d，該四個光柵接近地定位在一起使得其將皆在由度量衡裝置之度量衡輻射照明光束形成之量測場景或量測光點24內。因此，該四個光柵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25a至25d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25a至25d可具有以不同方式偏置之疊對偏移(層之間的故意失配)，以便促進形成有複合光柵之不同部分之層之間的疊對之量測。此類技術為熟習此項技術者所熟知，且將不對其進行進一步描述。光柵25a至25d亦可在其定向方面不同，如所展示，以便使入射輻射在X方向及Y方向上繞射。在一個實例中，光柵25a及25c為分別具有+d、-d之偏置之X方向光柵。光柵25b及25d為分別具有偏移+d及-d之Y方向光柵。可在由感測器23捕捉之影像中識別此等光柵之分離影像。此僅為目標之一個實例。目標可包含多於或少於四個光柵，或僅包含單個光柵。
圖3之(d)展示在圖3之(a)之裝置中使用圖3之(c)之目標而可形成於感測器23上且由感測器23偵測到的影像之實例。儘管光瞳平面影像感測器19不能解析不同個別光柵25a至25d，但影像感測器23可解析不同個別光柵25a至25d。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24成像至對應圓形區域26中。在此圓形區域內，矩形區域27a至27d表示小目標光柵25a至25d之影像。若目標位於產品區域中，則在此影像場之周邊中亦可見產品特徵。影像處理器及控制器PU使用圖案辨識來處理此等影像以識別光柵25a至25d之單獨影像27a至27d。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。
一旦已識別光柵之單獨影像，即可(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。疊對效能係此參數之重要實例。
圖4描繪定位於環繞產品區域70之切割道72中的實例目標74 (被描繪為圓形特徵)。將目標74定位於切割道72中係適宜的，此係因為切割道允許目標74相對較大。此外，切割道72中之目標74周圍之區可經配置為相對於目標74具有相對較大光學對比度。較大光學對比度使得較容易將輻射光點與目標74對準。在一種途徑中，獲得含有目標74之區之影像。電腦實施之圖案辨識使用該影像來識別目標74所定位之處。該定位係用以在使用目標74之後續量測程序期間將輻射光點與目標74對準。
在需要遍及基板W以較高空間密度執行度量衡量測的情況下，可有必要將目標74定位於除了切割道72中之外的部位處。舉例而言，此在待使用目標74之量測來實施高階校正的情況下可為必需的。可有必要例如將目標定位於產品區域70內。在除了切割道72中以外的部位處，可能難以將光學對比度配置成在環繞目標74的區中足夠高以使得使用電腦實施的圖案辨識可靠地識別目標74。詳言之，當目標之大小係5×5 µm2 時，對比度可能很低使得無法藉由圖案辨識在該影像中識別出目標。因此，無法執行通常在基板W至量測位置之長期移動之後需要的微移動來確保輻射光點在目標上正確地對準且此使度量衡量測降級。
目標74之對比度可藉由圍繞目標74產生高對比度結構或間隙區域來增加以改良對準效能。然而，此途徑之問題為可用於建構器件之基板W的量縮減。另外，高對比度結構之建構可能不與製造程序之設計能力及規則相容。此外，間隙區域可能仍不為圖案辨識提供足夠對比度，且在一些應用中難以提供。
根據本發明之實施例之方法增加目標74之對比度且藉此改良影像中之每一目標的圖案辨識。根據實施例，目標74包含度量衡結構及對準結構兩者。對準結構經配置以在影像中具有高對比度且因此輔助目標74之辨識，使得輻射光點可與度量衡結構對準。
對準結構包含當由輻射照明時產生經照明對準結構之影像中之拍頻圖案的結構。拍頻圖案為沿著對準結構之影像之強度的一系列峰及谷且因此具有高對比度。歸因於其高對比度，拍頻圖案可藉由電腦實施的圖案辨識在影像中容易地辨識，且因此輔助判定目標74中之度量衡結構之部位且校正定位輻射光點。
圖5之a)至圖5之c)展示根據實施例之目標74之實例。圖5之a)至圖5之c)中之所有目標74為正方形。然而，實施例包括替代地為矩形或任何其他形狀之目標74。
在圖5之a)中，正方形度量衡結構居中提供在目標74內。對準結構經提供於度量衡結構之周邊與目標74之周邊之間。對準結構因此不與度量衡結構重疊。對準結構包含細長的矩形區段。每個區段之每一端部可接觸另一區段之端部，使得該等區段完全環繞目標74中之度量衡結構。該等區段中之每一者包含當由輻射照明時產生對準結構之區段之影像中的拍頻圖案之結構。如圖5之a)中所展示，該等結構經配置以產生具有沿著每個區段之長度的強度之峰及谷的拍頻圖案。實施例亦包括經配置使得拍頻圖案橫跨每個區段之寬度產生之結構。然而，較佳地，使拍頻圖案沿著該等區段之長度產生，因為此等拍頻圖案包含較多峰及谷且因此更易於偵測到。
圖5之b)展示目標74之另一實施例，其中對準結構包含兩個單獨的細長矩形區段。度量衡結構為矩形的且具有各自延伸至目標74之一側的兩側。對準結構之第一區段經提供於度量衡結構之側與目標74之側之間。對準結構之第二區段經提供於度量衡結構及目標74之相對側之間。該等區段中之每一者包含當由輻射照明時產生對準結構之區段之影像中的拍頻圖案之結構。在圖5之b)中，該等結構經配置以產生具有沿著兩個區段中之每一者之長度的強度之峰及谷的拍頻圖案。
圖5之c)展示圖5之b)中所展示之替代實施例。圖5之c)中之目標74與圖5之b)中之目標74之間的僅有差異在於圖5之c)中之對準結構包含產生橫跨每個區段之寬度的拍頻圖案之結構。
提供如圖5之b)及圖5之c)中所展示之對準結構的優點在於該對準結構比圖5之a)中所展示之對準結構佔據目標74的更少表面積。目標74上之度量衡結構可因此較大。圖5之b)中之對準結構相比於圖5之c)中之對準結構的優點在於經產生拍頻圖案包含較多峰及谷且因此更易於藉由圖案辨識偵測到。圖5之b)中之對準結構相比於圖5之c)中之對準結構的另一優點在於對準結構中之產生拍頻圖案之結構的定向與產品結構之定向對準。因此可使用相同掃描器照明設定。實施例亦包括對準結構中之產生拍頻圖案之結構的任意定向，使得經產生拍頻圖案不與對準結構之邊緣平行/正交。
目標74之大小較佳地為5×5 µm2 或2×2 µm2 。
在目標74上，度量衡結構之表面積較佳地大於對準結構之表面積。度量衡結構之表面積較佳地在對準結構之表面積之大小的3倍與12倍之間。
度量衡結構之間距較佳地為100 nm或更小。
實施例包括對準結構之整個表面，該對準結構包含當經照明時產生拍頻圖案之結構。然而，實施例亦包括在對準結構上提供具有高光學對比度之其他區域。在圖5之a)中所展示之實施例中，在正方形目標74之拐角中之每一者中提供四個正方形高對比度區域。在替代性實施例中，存在小於四個高對比度區域，且高對比度區域不提供於目標74之所有拐角中。高對比度區域可為間隙區域。
高對比度區域中之一或多者經組態以相對於基板W上之周圍區域(諸如度量衡結構)具有高光學對比度。在一實施例中，相對於輻射照明之針對度量衡結構平均化之度量衡結構的總反射率與相對於相同輻射照明之針對對準結構平均化之高對比度區域中之一或多者中之每一者的總反射率相差達相對於輻射照明之針對高對比度區域平均化之高對比度區域的總反射率之至少20%、視情況至少50%、視情況至少80%、視情況至少90%。在一實施例中，輻射包含可見光輻射，使得相對於可見光輻射照明之針對度量衡結構平均化之度量衡結構的總反射率與相對於可見光輻射照明之針對對準高對比度區域平均化之高對比度中之一或多者中之每一者的總反射率相差達相對於可見光輻射照明之針對高對比度區域平均化之高對比度區域的總反射率之至少20%、視情況至少50%、視情況至少80%、視情況至少90%。
當照明目標74以產生影像時，僅需要可在影像中偵測到經產生拍頻圖案且視情況偵測到高對比度區域以供辨識目標74。產生拍頻圖案之結構可為成像系統之子解析度。
圖6展示根據實施例之對準結構內之結構，諸如對準結構之區段。該等結構經提供在基板W之單層內。該等結構包含複數個直線。每一線之間的間隔較佳地為實質上恆定，但該等線之寬度存在變化。間距P經定義為鄰近線之中心之間的間隔。該間距歸因於線寬之變化而變化。藉由對準包含之結構之所有間距較佳地接近度量衡結構之間距，諸如在度量衡結構之間距之10%內。藉由對準結構包含之結構之間距的變化較佳地為週期性的，其中週期Q比度量衡結構之間距大得多。週期Q可在度量衡結構之間距的3倍與50倍之間。
有利地，當照明對準結構時，間距之變化使得產生可在對準結構之影像中偵測到之拍頻圖案。另外，當經照明時，該等結構將固有地產生高於零階之高階繞射射線。
較佳地，設計參數P及Q經判定以便針對照明對準結構之特定波長及由攝影機使用之偵測孔徑最大化拍頻圖案中之強度變化，亦即最大化對比度，該攝影機產生其中將偵測到拍頻圖案之影像。此可藉由模擬對準攝影機影像上之對比度及調整由度量衡結構包含之結構的P及Q值來進行以最大化此強度變化。
圖7展示根據另一實施例之對準結構內之結構，諸如對準結構之區段。該等結構經提供在基板W之兩個層內。該等結構中之每一者為光柵，亦即複數個線，其中每一線之寬度相同且每一線之間的間隔相同。層中之第一者中之光柵的間距P1 不同於層中之第二者中之光柵的間距P2 。較佳地，P1 及P2 中之每一者接近度量衡結構之間距，諸如具有度量衡結構之間距之10%。較佳地，間距P1 及P2 並非彼此的整數倍。較佳地，間距之最小公倍數較大，諸如度量衡結構之間距的3倍至50倍。
有利地，當照明對準結構時，不同間距P1 及P2 使得產生可在對準結構之影像中偵測到之拍頻圖案。另外，當經照明時，該等結構將固有地產生高於零階之高階繞射射線。
較佳地，設計參數P1 及P2 經判定以便針對照明對準結構之特定波長及由攝影機使用之偵測孔徑最大化拍頻圖案中之強度變化，亦即最大化對比度，該攝影機產生其中將偵測到拍頻圖案之影像。此可藉由模擬對準攝影機影像上之對比度及調整P及Q值進行以最大化此強度變化。
實施例不限於如圖6及圖7中所展示之對準結構，且實施例包括當照明對準結構時產生對準結構之影像中之可辨識拍頻圖案的任何結構。詳言之，圖7中所展示之實施例之替代方案係用於待提供於多於2層(諸如三層)中之光柵，且不用於具有相同間距之兩個光柵。另一替代方案係用於待提供於多於一個層中之如圖6中所展示的結構。
下文描述包含根據實施例之對準結構之目標74的使用。
該等方法包含量測形成於基板W上之目標74。圖5中描繪實例目標74。目標74包含對準結構，該對準結構視情況包含單獨的區段且亦視情況包含高對比度區域。
執行第一量測程序，其包含運用第一輻射來照明目標74且偵測由第一輻射自目標74散射引起的輻射。執行第二量測程序，其包含運用第二輻射來照明目標74且偵測由第二輻射自目標74散射引起的輻射。
第一量測程序偵測對準結構或對準結構之區段中的一些或全部的位置。在一實施例中，該偵測包含形成對準結構及度量衡結構之影像。電腦實施之圖案辨識接著可用於辨識由照明對準結構產生之影像中之一或多個拍頻圖案及/或影像中之高對比度區域。藉此偵測到目標74之位置。實施例不一定需要偵測待偵測之對準結構的所有區段，或輔助偵測目標74在影像中之位置。
度量衡結構可包含適合於執行度量衡量測之任何結構。度量衡量測可量測微影程序之參數或包括至少一個微影步驟之製造序列中的步驟之參數。舉例而言，該參數可包含疊對或臨界尺寸。在各種實施例中，度量衡結構包含任何週期性結構，諸如光柵或複數個平行直線。當度量衡結構係矩形或正方形時，由度量衡結構包含之週期性結構之週期性方向較佳地平行於度量衡結構之側，然而，實施例亦包括週期性方向不平行於度量衡結構之側中之任一者。度量衡結構可包含上文關於圖3之(a)至圖3之(d)所描述之目標T之結構中的任一者。
第二量測程序使用由第一量測程序偵測到之對準結構的位置以將第二輻射之輻射光點82對準至度量衡結構內之所要部位上(例如在度量衡結構之中心中)。第二量測程序接著可量測度量衡結構。
在一替代實施例中，取決於當照明對準結構時產生的高於零階射線之高階射線而偵測到對準結構。如圖3之a)中所展示，第二量測分支中之光學系統20、22係用於偵測對準結構而非對準攝影機。
感測光點大小應足夠大以照明至少目標74及其周圍環境，且應使用暗場照明孔徑。照明目標74及其周圍環境。度量衡結構將通常僅產生零階繞射射線，其歸因於暗場偵測而被阻擋。對準結構將產生高階繞射射線。對準結構與度量衡結構之間的對比度較大且度量衡結構可因此經對準。在給定照明波長及照明孔徑之情況下，對準結構內之結構之設計參數經較佳地判定以最大化拍頻圖案之對比度。
圖8描繪根據實施例之基於以上原理之實例度量衡裝置。該度量衡裝置包含第一量測系統61及第二量測系統62。該度量衡裝置可被提供為例如如以上參考圖1及圖2所描述的微影系統之部分。該度量衡裝置經組態以根據上文所描述之方法中之任一者量測形成於基板W上之目標74。
第一量測系統61執行上文所描述之第一量測程序。在一實施例中，第一量測系統61包含第一輻射源42。第一輻射源42運用第一輻射經由光學系統44來照明目標74。
第二量測系統62執行上文所描述之第二量測程序。在一實施例中，第二量測系統62包含第二輻射源11。第二輻射源11運用第二輻射照明目標74。在一實施例中，第一輻射源42不同於第二輻射源11，例如其經組態以輸出具有不同屬性之輻射及/或被容納於單獨器件中。來自第一輻射源42之輻射經組態為適合於執行第一量測程序。來自第二輻射源11之輻射經組態為適合於執行第二量測程序。
第二量測系統62包含光學系統40，該光學系統用於將來自第一輻射源11之輻射導向至基板W上。自基板W之反射輻射係由光學系統40導向至一或多個感測器19、23上。在一實施例中，第二量測系統62包含上文參考圖3所描述的類型之度量衡裝置。在此類型之實施例中，光學系統40可包含透鏡12及14以及物鏡16，如圖3之(a)中所描繪。光學系統40可進一步包含光束分光器15，該光束分光器用於將輻射導向朝向基板W，如圖3之(a)中所描繪。光學系統40可進一步包含第一量測分支及第二量測分支中之任一者或兩者。在圖7之特定實例中，提供此等量測分支兩者。量測分支中之每一者之光學元件的實例細節在圖3之(a)中加以描繪。來自第一量測分支之輸出經導向至感測器19。來自第二量測分支之輸出經導向至感測器23。
在一實施例中，光學系統40包含作為物鏡16 (參見圖3之(a))之部分的另一光束分光器，該光束分光器用以將來自第一輻射源42之輻射自光學系統44導向至基板W且自基板W導向回至光學系統44。第一量測程序使用來自感測器46之輸出。
在一實施例中，提供控制器48，其使用來自感測器46之輸出偵測對準結構之位置。控制器48使用對準結構之經偵測到位置以將第二輻射之輻射光點對準至度量衡結構內之所要部位上來控制由第二量測系統62執行之第二量測程序。
本文中所揭示之概念可發現出於監測目的之對結構之微影後量測之外的實用性。舉例而言，此偵測器架構可用於基於光瞳平面偵測之未來對準感測器概念中，用於微影裝置中以在圖案化程序期間對準基板。
雖然上文所描述的目標74為度量衡目標，亦即包含出於量測之目的而特定設計且形成之度量衡結構，但在其他實施例中，可量測為形成於基板上之器件的功能性部分之目標74的屬性。許多器件具有規則的類光柵結構。如本文中所使用之術語「目標光柵」及「目標」無需已特定地針對正被執行之量測來提供結構。
度量衡裝置可在微影系統中使用，諸如上文參考圖2所論述之微影製造單元LC。微影系統包含執行微影程序之微影裝置LA。微影裝置可經組態以在執行隨後微影程序時使用由度量衡裝置進行的對藉由該微影程序形成之結構之量測之結果，例如以改良後續微影程序。
一實施例可包括含有機器可讀指令之一或多個序列之電腦程式，該等機器可讀指令描述量測結構上之目標及/或分析量測以獲得關於微影程序之資訊的方法。亦提供其中儲存有此電腦程式之資料儲存媒體(例如半導體記憶體、磁碟或光碟)。在現有微影或度量衡裝置已在生產中及/或在使用中之情況下，本發明可藉由提供經更新電腦程式產品來實施，以致使處理器執行本文中所描述之方法。
圖1、圖2及圖3以及其描述係關於微影裝置及其技術之特定設計。然而，實施例亦包括使用裝置及技術之任何其他設計，其中歸因於使用根據本文中所描述之實施例之對準結構而改良目標之偵測。
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)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。在適用之情況下，可將本文中之揭露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。
在以下經編號條項中進一步描述根據本發明之另外實施例： 1.一種形成於一基板上之目標，該目標包含： 一對準結構；及 一度量衡結構； 其中該對準結構包含經配置以當運用源輻射照明該對準結構時產生一拍頻圖案之結構。 2.如條項1之目標，其中該拍頻圖案為沿著該對準結構之一影像之一系列峰及谷。 3. 如任一前述條項之目標，其中由該對準結構包含之該等結構係由該基板之一單層中之複數個間隔開直線提供。 4. 如條項3之目標，其中該等線之寬度沿著該等結構變化。 5. 如條項3或4之目標，其中線寬之變化以大於該度量衡結構之間距之一週期週期性地重複。 6. 如條項5之目標，其中線寬之變化以比該度量衡結構之間距大3倍與50倍之間的一週期週期性地重複。 7. 如條項3至條項6如中任一項之目標，其中鄰近線之間的線間隔實質上係恆定的。 8. 如條項3至條項7中任一項之目標，其中每一線間隔接近或為該度量衡結構之間距。 9. 如條項8之目標，其中每一線間隔係在該度量衡結構之間距的10%內。 10. 如條項5至條項9中任一項之目標，其中線寬及線寬重複之週期係取決於該源輻射之波長加以判定。 11. 如條項1或條項2中任一項之目標，其中由該對準結構包含之該等結構係由該基板之複數個層中之每一者中的一光柵提供。 12.如條項11之目標，其中： 該基板之一第一層包含具有一第一間距之一第一光柵；且 該基板之一第二層包含具有不同於該第一間距之一第二間距之一第二光柵。 13. 如條項12之目標，其中該第一間距及第二間距接近該度量衡結構之間距。 14. 如條項13之目標，其中該第一間距及第二間距係在該度量衡結構之間距的10%內。 15. 如條項14至16中任一項之目標，其中該第一間距及第二間距具有一較大最小公倍數。 16. 如條項15之目標，其中該第一間距及第二間距之該最小公倍數係在該第一間距之3倍與50倍之間。 17. 如條項12至條項16中任一項之目標，其中該第一間距及第二間距係取決於該源輻射之波長加以判定。 18. 如任一前述條項之目標，其中該度量衡結構包含一週期性結構。 19. 如條項18之目標，其中當運用源輻射照明由該對準結構包含之該等結構時，會產生具有平行於該度量衡結構內之該週期性結構之一週期性方向的峰及谷之一拍頻圖案。 20. 如條項18或19之目標，其中該度量衡結構包含均平行於該目標之兩個邊緣之複數個平行直線。 21.如任一前述條項之目標，其中： 該目標係矩形且較佳地係正方形；且 該目標內之該度量衡結構係矩形且較佳地係正方形。 22. 如條項21之目標，其中該對準結構包含四個細長區段，其中每一細長區段經配置在該度量衡結構之外周邊之一邊緣與該目標之內周邊之一邊緣之間。 23. 如條項22之目標，其中對於該對準結構之該四個細長區段中之每一者，該細長區段內之該等結構經配置以產生具有沿著該細長區段之一影像之長度的峰及谷之一拍頻圖案。 24. 如條項21之目標，當取決於條項18時，其中： 該對準結構確切包含兩個細長區段，其中每一細長區段經配置在該度量衡結構之外周邊之一邊緣與該目標之內周邊之一邊緣之間； 該等細長區段經提供於該度量衡結構之相對側上；且 每一細長區段之縱向軸線正交於該度量衡結構內之該週期性結構之一週期性方向。 25. 如條項24之目標，其中對於該對準結構之該兩個細長區段中之每一者，該細長區段內之該等結構經配置以產生具有沿著該細長區段之一影像之長度的峰及谷之一拍頻圖案。 26. 如條項24之目標，其中對於該對準結構之該兩個細長區段中之每一者，該細長區段內之該等結構經配置以產生具有沿著該細長區段之一影像之寬度的峰及谷之一拍頻圖案。 27. 如條項21至26中任一項之目標，其中該目標之一或多個拐角中之該對準結構的部分係非週期性的。 28. 如條項27之目標，其中相對於源輻射照明之針對該度量衡結構平均化之該度量衡結構的一總反射率與相對於該源輻射照明之針對該對準結構之該等部分平均化之該對準結構的一或多個非週期性部分之一總反射率相差達至少20%。 29.如任一前述條項之目標，其中： 該目標係一正方形；且 該目標之每一側之長度係5 µm。 30.如任一前述條項之目標，其中： 該目標係一正方形；且 該目標之每一側之長度係2 µm。 31. 如任一前述條項之目標，其中由該對準結構包含之該等結構經配置以使得當運用源輻射照明該對準結構時，由該目標散射該源輻射引起之經偵測到輻射包含高於零階之高階繞射射線。 32. 如任一前述條項之目標，其中該度量衡結構之間距小於100 nm。 33. 如任一前述條項之目標，其中該度量衡結構之表面積係在該對準結構之表面積之3倍與12倍之間。 34. 一種量測形成於一基板上之一目標之方法，該目標包含一對準結構及一度量衡結構，其中該方法包含： 一第一量測程序，其包含運用第一輻射照明該目標及偵測由該第一輻射自該目標散射引起的輻射；及 一第二量測程序，其包含運用第二輻射照明該目標及偵測由該第二輻射自該目標散射引起的輻射，其中： 該第一量測程序偵測該對準結構之一位置； 該第二量測程序使用藉由該第一量測程序偵測到的該對準結構之該位置以將該第二輻射之一輻射光點對準至該度量衡結構內之一所要部位上；且 該目標係一如任一前述條項之目標。 35. 如條項34之方法，其中由該對準結構包含之該等結構係該第一量測程序之子解析度。 36.如條項34或35中任一項之方法，其中： 該第一量測程序包含形成該對準結構及該度量衡結構之一影像。 37. 如條項34至36中任一項之方法，其中該第一量測程序使用電腦實施之圖案辨識以偵測該對準結構。 38. 如條項34至37中任一項之方法，其中該第一量測程序取決於當由該第一輻射照明該對準結構時產生之拍頻圖案而偵測該對準結構。 39.如條項34至38中任一項之方法，其中： 該第一量測程序不取決於由該目標散射該第一輻射以偵測該對準結構引起之經偵測到輻射中之零階射線而偵測該對準結構；且 該第一量測程序取決於由該對準結構散射該第一輻射以偵測該對準結構引起之經偵測到輻射中之高於零階模式之高階射線而偵測該對準結構。 40. 一種用於量測形成於一基板上之一目標之度量衡裝置，其包含： 一第一量測系統，其經組態以運用第一輻射照明該目標及偵測由該第一輻射自該目標散射引起之輻射； 一第二量測系統，其經組態以運用第二輻射照明該目標及偵測由該第二輻射自該目標散射引起之輻射；及 一控制器，其經組態以： 使用由該第一量測系統偵測到之該輻射來偵測該對準結構之一位置；及 控制該第二量測系統以使用該對準結構之該經偵測到位置以將該第二輻射之一輻射光點對準至該度量衡結構內之一所要部位上； 其中該目標係一如條項1至33中任一項之目標。 41. 如條項40之裝置，其中由該對準結構包含之該等結構係該第一量測程序之子解析度。 42. 如條項40或41中任一項之裝置，其中該第一量測系統經組態以形成該對準結構及該度量衡結構之一影像。 43. 如條項40至42中任一項之裝置，其中該第一量測系統經組態以使用電腦實施之圖案辨識以辨識該對準結構。 44. 如條項40至43中任一項之裝置，其中該第一量測系統經組態以取決於當由該第一輻射照明該對準結構時產生之拍頻圖案而偵測該對準結構。 45.如條項40至44中任一項之裝置，其中： 該第一量測系統經組態以不取決於由該目標散射該第一輻射以偵測該對準結構引起之經偵測到輻射中之零階射線而偵測該對準結構；且 該第一量測系統經組態以取決於由該對準結構散射該第一輻射以偵測該對準結構引起之經偵測到輻射中之高於零階模式之高階射線而偵測該對準結構。 46.一種微影製造單元，其包含： 一微影裝置，其經組態以執行一微影程序以在一基板上界定一目標；及 如條項40至45中任一項之度量衡裝置，其經組態以量測該目標。
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，且在內容背景允許的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)界定基板上產生之圖案。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，抗蝕劑係藉由施加電磁輻射、熱、壓力或其組合而固化。在抗蝕劑固化之後，將圖案化器件移出抗蝕劑，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，包括紫外線(UV)輻射(例如具有為或約為365、355、248、193、157或126 nm之波長)及極紫外線(EUV)輻射(例如具有在5至20 nm範圍內之波長)，以及粒子束，諸如離子束或電子束。
術語「透鏡」在內容背景允許的情況下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。
對特定實施例之前述描述將因此完全地揭露本發明之一般性質：在不脫離本發明之一般概念的情況下，其他人可藉由應用此項技術之技能範圍內之知識針對各種應用而容易地修改及/或調適此等特定實施例，而無需進行不當實驗。因此，基於本文中所呈現之教示及導引，此等調適及修改意欲在所揭示之實施例之等效者的涵義及範圍內。應理解，本文中之措辭或術語係出於描述而非限制之目的，以使得本說明書之術語或措辭應由熟習此項技術者鑒於該等教示及該導引進行解譯。
本發明之廣度及範疇不應由上文所描述之例示性實施例中之任一者限制，而應僅根據以下申請專利範圍及其等效者進行界定。
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
11‧‧‧第二輻射源
12‧‧‧透鏡
13‧‧‧孔徑板
13N‧‧‧孔徑板
13S‧‧‧孔徑板
14‧‧‧透鏡
15‧‧‧光束分光器
16‧‧‧物鏡
17‧‧‧第二光束分光器
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
22‧‧‧光學系統
23‧‧‧感測器
24‧‧‧量測場景或量測光點
25a‧‧‧光柵
25b‧‧‧光柵
25c‧‧‧光柵
25d‧‧‧光柵
26‧‧‧圓形區域
27a‧‧‧矩形區域/單獨影像
27b‧‧‧矩形區域/單獨影像
27c‧‧‧矩形區域/單獨影像
27d‧‧‧矩形區域/單獨影像
40‧‧‧光學系統
42‧‧‧第一輻射源
44‧‧‧光學系統
46‧‧‧感測器
48‧‧‧控制器
61‧‧‧第一量測系統
62‧‧‧第二量測系統
70‧‧‧產品區域
72‧‧‧切割道
74‧‧‧目標
AD‧‧‧調整器
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
I‧‧‧量測輻射射線/入射射線
I/O1‧‧‧輸入/輸出埠
I/O2‧‧‧輸入/輸出埠
IF‧‧‧位置感測器
IL‧‧‧照明系統/照明器
IN‧‧‧積光器
LA‧‧‧微影裝置
LACU‧‧‧微影控制單元
LB‧‧‧裝載匣
LC‧‧‧微影製造單元
M2‧‧‧光罩對準標記
MA‧‧‧圖案化器件/光罩
MT‧‧‧支撐結構/光罩台
N‧‧‧北
O‧‧‧光軸
P‧‧‧間距/設計參數
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‧‧‧處理器/影像處理器及控制器
PW‧‧‧第二定位器
Q‧‧‧週期/設計參數
RO‧‧‧基板處置器或機器人
S‧‧‧南
SC‧‧‧旋塗器
SCS‧‧‧監督控制系統
SO‧‧‧輻射源
T‧‧‧目標
TCU‧‧‧自動化光阻塗佈及顯影系統控制單元
W‧‧‧基板
WT‧‧‧基板台
現將參考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，對應參考符號指示對應部分，且在該等圖式中：
圖1描繪微影裝置；
圖2描繪微影製造單元或叢集；
圖3包含(a)用於使用第一對照明孔徑來量測目標之暗場散射計的示意圖；(b)針對給定照明方向之目標光柵之繞射光譜的細節；(c)對多重光柵目標之已知形式及基板上之量測光點之輪廓的描繪；及(d)對在圖3之(a)之散射計中獲得的圖3之(c)之目標之影像的描繪；且
圖4描繪定位於產品區域之外部的切割道中之目標；
圖5之a)至圖5之c)展示根據實施例之沿著經照明對準結構的拍頻圖案；
圖6展示根據實施例之對準結構內之結構；
圖7展示根據實施例之對準結構內之結構；且
圖8描繪包含第一量測系統、第二量測系統及控制器之度量衡裝置。

Claims (15)

  1. 一種形成於一基板上之目標，該目標包含： 一對準結構；及 一度量衡結構； 其中該對準結構包含經配置以當運用源輻射照明該對準結構時產生一拍頻圖案之結構。
  2. 如請求項1之目標，其中該拍頻圖案為沿著該對準結構之一影像之一系列峰及谷。
  3. 如請求項1或2之目標，其中由該對準結構包含之該等結構係由該基板之一單層中之複數個間隔開直線提供。
  4. 如請求項3之目標，其中該等線之寬度沿著該等結構變化。
  5. 如請求項3之目標，其中線寬之變化以大於該度量衡結構之間距之一週期週期性地重複。
  6. 如請求項5之目標，其中線寬之變化以比該度量衡結構之間距大3倍與50倍之間的一週期週期性地重複。
  7. 如請求項3之目標，其中鄰近線之間的線間隔實質上係恆定的。
  8. 如請求項3之目標，其中每一線間隔接近或為該度量衡結構之間距。
  9. 如請求項8之目標，其中每一線間隔係在該度量衡結構之間距的10%內。
  10. 如請求項5之目標，其中線寬及線寬重複之週期係取決於該源輻射之波長加以判定。
  11. 如請求項1或2之目標，其中由該對準結構包含之該等結構係由該基板之複數個層中之每一者中的一光柵提供。
  12. 如請求項11之目標，其中： 該基板之一第一層包含具有一第一間距之一第一光柵；且 該基板之一第二層包含具有不同於該第一間距之一第二間距之一第二光柵。
  13. 如請求項12之目標，其中該第一間距及第二間距接近該度量衡結構之間距。
  14. 如請求項13之目標，其中該第一間距及第二間距係在該度量衡結構之間距的10%內。
  15. 如請求項14之目標，其中該第一間距及第二間距具有一較大最小公倍數。
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