TW202032276A - 測量微影設備之聚焦性能之方法及圖案化裝置及設備與裝置製造方法 - Google Patents

Abstract

一微影設備將一聚焦度量衡圖案(T)印刷於一基板上，該印刷圖案包括至少一第一特徵陣列(800)。該陣列內之任何部位處之特徵界定至少在一第一週期性方向(X)上重複之一圖案，而該重複圖案之幾何參數(w1, w3)遍及該陣列變化。自部位之一選定子集(ROI)處之該陣列之測量導出一聚焦測量。結果，聚焦性能之該測量所基於之該等幾何參數可藉由選擇該陣列內之部位而最佳化。減少或消除了對最佳化一倍縮光罩(MA)上之一目標設計之幾何參數的需求。經測量屬性可例如為不對稱性及/或繞射效率。可藉由暗場成像捕捉針對所有部位之該經測量屬性，且在捕捉之後選擇部位之子集。

Description

測量微影設備之聚焦性能之方法及圖案化裝置及設備與裝置製造方法

本發明係關於可用以(例如)在藉由微影技術進行裝置製造中執行度量衡的檢測設備及方法。本發明進一步係關於用於監視微影製程中之聚焦參數之此類方法，且係關於用於實施該等方法之圖案化裝置。

微影設備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。微影設備可用於例如積體電路(IC)之製造中。在彼情況下，圖案化裝置(其替代地被稱作光罩或倍縮光罩)可用以產生待形成於IC之個別層上之電路圖案。可將此圖案轉印至基板(例如矽晶圓)上之目標部分(例如包括晶粒之部分、一個晶粒或若干晶粒)上。通常經由成像至提供於基板上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上來進行圖案之轉印。一般而言，單一基板將含有經順次地圖案化之鄰近目標部分之網路。

在微影製程中，需要頻繁地進行所產生結構之測量，例如以用於製程控制及驗證。用於進行此等測量之各種工具為吾人所知，包括常常用以測量臨界尺寸(CD)之掃描電子顯微鏡，及用以測量疊對(裝置中兩個層之對準準確度)之特殊化工具。近來，已開發供微影領域中使用的各種形式之散射計。此等裝置將輻射光束導向至目標上且測量散射輻射之一或多個屬性-例如依據波長而變化的在單一反射角下之強度；依據反射角而變化的在一或多個波長下之強度；或依據反射角而變化的偏振-以獲得可供判定目標之所關注屬性之繞射「光譜」。

已知散射計之實例包括US2006033921A1及US2010201963A1中所描述的類型之角度解析散射計。由此等散射計使用之目標為相對大(例如40微米乘40微米)光柵，且測量光束產生小於光柵之光點(亦即，光柵填充不足)。使用繞射階之暗場成像進行的以繞射為基礎之疊對度量衡使得能夠對較小目標之疊對及其他參數進行測量。此等目標可小於照明光點且可由基板上之產品結構環繞。來自環境產品結構之強度可藉由影像平面中之暗場偵測與來自疊對目標之強度有效地分離。

可在國際專利申請案US20100328655A1及US2011069292A1中找到暗場成像度量衡之實例，該等申請案之文件之全文據此係以引用方式併入。已公佈專利公開案US20110027704A、US20110043791A、US2011102753A1、US20120044470A、US20120123581A、US20130258310A、US20130271740A及WO2013178422A1中已描述該技術之進一步開發。此等目標可小於照明光點且可由晶圓上之產品結構環繞。可使用複合光柵目標而在一個影像中測量多個光柵。所有此等申請案之內容亦以引用方式併入本文中。

需要監視之微影製程之一個重要參數為焦點。需要將不斷增加數目個電子組件整合於IC中。為了實現此整合，有必要減小組件之大小且因此增加投影系統之解析度，使得可將愈來愈小的細節或線寬投影於基板之目標部分上。隨著微影中之臨界尺寸(CD)收縮，橫越基板及在基板之間之聚焦之一致性變得愈來愈重要。CD為變化將造成一或若干特徵之物理屬性之不良變化的該特徵之尺寸(諸如電晶體之閘寬度)。

傳統地，最佳設定係藉由「提前發送晶圓」予以判定，亦即，在生產運作時間之前曝光、顯影及測量基板。在提前發送晶圓中，在所謂的焦點能量矩陣(FEM)中曝光測試結構，且自彼等測試結構之檢查判定最佳焦點及能量(曝光劑量)設定。近年來，聚焦度量衡目標包括於生產設計中以允許對聚焦性能之連續監視。此等度量衡目標應准許對焦點之快速測量，以允許大容量製造中之快速性能測量。理想地，度量衡目標應足夠小，使得其可被置放於產品特徵當中，而無空間之不當損耗。

已知聚焦測量技術採用如下事實：可藉由圖案之特殊設計將聚焦敏感不對稱性引入至印刷於抗蝕劑層中之結構中，使得散焦致使光阻線之側壁角具有不同斜率。可使用在紅外線、可見光或紫外線輻射波長下工作之高速檢測設備(諸如散射計)來有效地測量光柵結構中之不對稱性。當前測試結構設計及聚焦測量方法具有若干缺點。已知聚焦度量衡目標需要具有大節距之次解析度特徵及/或光柵結構。此等結構可違反微影設備之使用者的設計規則。

對於EUV微影，在使用波長小於20奈米(例如13.5奈米)之輻射來執行印刷的情況下，次解析度特徵之產生變得更加困難。對於EUV微影，抗蝕劑厚度及因此目標結構之厚度較小。此減弱繞射效率，且因此減弱可用於聚焦度量衡之信號強度。在本申請案之優先權日期未公佈的國際專利申請案PCT/EP2018/063959中，呈現用於聚焦度量衡目標之若干新的設計，其可展現聚焦相依不對稱性，而無需違反設計規則之次解析度特徵。此等設計尤其適用EUV微影，但亦可應用於DUV微影中。該國際專利申請案之全部內容特此係以引用方式併入。

然而，此等技術之實務實施帶來若干挑戰。依賴於散焦以致使光阻線之側壁角具有不同的斜率需要在微影設備及抗蝕劑之成像能力之精確裕度下進行操作。基於演算模擬選擇目標參數係極困難的。因此，現如今用以選擇彼等參數之方式為印刷所有使用之參數組合且自產品或測試晶圓讀取所有該等參數。基於彼等測量，選擇特定設計以置放於產品倍縮光罩上。在將此目標印刷於產品晶圓上之後，進行配方最佳化步驟以便選擇在測量時間時使用之最佳聚焦度量衡配方。此外，對於每一產品及產品內之每一層，可需要完全單獨的設計及最佳化製程，使得針對每一倍縮光罩之目標設計及度量衡配方係不同的。此目標選擇工序因此係耗時的且需要客戶提供特定晶圓及動作。設計在產品倍縮光罩中係固定的，且隨著製程條件改變可變得不太理想。

出於此等原因，一般而言，需要開發用於在微影製程中(尤其在EUV微影中)進行聚焦性能之測量，且亦用於以投影為基礎之微影的新技術。

本發明旨在提供測量聚焦性能之替代方法。

本發明在一第一態樣中提供一種測量一微影設備之聚焦性能之方法，該方法包含： (a)收納一聚焦度量衡圖案已經印刷至之一基板，該經印刷聚焦度量衡圖案包括至少一第一特徵陣列，其中該陣列內之任何部位處之該等特徵界定至少在一第一週期性方向上重複之一圖案，且該重複圖案之至少一個幾何參數遍及該陣列在不同部位之間變化； (b)測量至少橫越該陣列之該等部位之一選定子集處的該經印刷聚焦度量衡圖案之一屬性；及 (c)自在橫越該陣列所測量之該等部位之該選定子集處所測量的該屬性導出聚焦性能之一測量，藉此聚焦性能之該測量所基於之該重複圖案具有部分地藉由選擇該陣列內之部位之該子集予以判定之幾何參數。

本發明在一第二態樣中提供一種用於一微影設備中之圖案化裝置，該圖案化裝置包含界定一或多個裝置圖案之部分及界定一或多個度量衡圖案之部分，該等度量衡圖案包括至少一個聚焦度量衡圖案，該聚焦度量衡圖案包含至少一第一特徵陣列，其中該陣列內之任何部位處之該等特徵界定至少在一第一週期性方向上重複之一圖案，且該重複圖案之至少一個幾何參數遍及該陣列在不同部位之間變化，藉此可藉由使用橫越該陣列之該等部位之一選定子集測量該經印刷聚焦度量衡圖案之一屬性來執行使用具有不同幾何參數之重複圖案進行之聚焦性能之測量。

本發明在一第三態樣中提供一種判定用於控制一微影設備之一度量衡配方之方法，該方法包含： (a)接收複數個聚焦度量衡圖案之一屬性之測量，該聚焦度量衡圖案已藉由一微影設備在一或多個基板上以經程式化聚焦偏移印刷多次，該經印刷聚焦度量衡圖案包括至少一第一特徵陣列，其中該陣列內之任何部位處之該等特徵界定至少在一第一週期性方向上重複之一圖案，且該重複圖案之至少一個幾何參數遍及該陣列在不同部位之間變化，已在橫越每一經印刷聚焦度量衡圖案之該陣列之多個部位處進行該屬性之該等測量；及 (b)基於在該多個部位處所測量之該屬性及基於在印刷每一聚焦度量衡圖案時所應用之該等聚焦偏移之知識，判定橫越該陣列測量之該等部位之一最佳子集，及儲存識別該選定子集之資訊以作為一度量衡配方之部分，以用於經歷相似處理的後續基板上之聚焦性能之測量。

本發明又進一步提供用於測量一微影製程之一聚焦性能之度量衡設備，該度量衡設備可操作以執行根據如上文所闡述的本發明之該第一態樣之方法的步驟(a)及(b)。

本發明又進一步提供用於判定一度量衡配方之設備，該度量衡設備可操作以執行如上文所闡述的本發明之該第二態樣之方法之步驟(a)及(b)。

本發明又進一步提供一種微影系統，其包含一微影設備，該微影設備包含： 一照明光學系統，其經配置以照明一圖案化裝置； 一投影光學系統，其經配置以將該圖案化裝置之一影像投影至一基板上；及 根據如上文所闡述的本發明之一度量衡設備， 其中該微影設備經配置以在將圖案施加至其他基板時使用由該度量衡設備導出的聚焦性能之測量。

本發明又進一步提供用於實施根據如上文所闡述的本發明之各種態樣之方法及設備的電腦程式產品。該電腦程式產品可包含儲存於一非暫時性媒體上之指令。

本發明又進一步提供一種使用根據如上文所闡述的本發明之該等方法中之任一者來製造裝置之方法。

下文參看隨附圖式詳細地描述本發明之另外特徵及優點，以及本發明之各種實施例之結構及操作。應注意，本發明不限於本文所描述之特定實施例。本文中僅出於說明性目的而呈現此類實施例。基於本文中含有之教示，額外實施例對於熟習相關技術者而言將顯而易見。

在詳細地描述本發明之實施例之前，有指導性的是呈現可供實施本發明之實施例之實例環境。作為一實例，將描述EUV微影環境，但本文中所揭示在技術同樣適用於其他類型之微影中。

圖1示意性地描繪根據本發明之一項實施例的包括源模組SO之微影設備100。該設備包含： -  照明系統(照明器) IL，其經組態以調節輻射光束B (例如EUV輻射)； -  支撐結構(例如光罩台) MT，其經建構以支撐圖案化裝置(例如光罩或倍縮光罩) MA且連接至經組態以準確地定位該圖案化裝置之第一定位器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，且連接至經組態以準確地定位該基板之第二定位器PW；及 -  投影系統(例如反射投影系統) PS，其經組態以將由圖案化裝置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MT以取決於圖案化裝置之定向、微影設備之設計及其他條件(諸如例如圖案化裝置是否被固持於真空環境中)之方式來固持該圖案化裝置MA。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裝置。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裝置例如相對於投影系統處於所要位置。

術語「圖案化裝置」應被廣泛地解譯為係指可用以在輻射光束之橫截面中向輻射光束賦予圖案以便在基板之目標部分中產生圖案的任何裝置。被賦予至輻射光束之圖案可對應於目標部分中產生之裝置(諸如積體電路)中之特定功能層。

一般而言，微影中所使用之圖案化裝置可為透射或反射的。圖案化裝置之實例包括光罩、可程式化鏡面陣列，及可程式化LCD面板。光罩在微影中係熟知的，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一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。

類似於照明系統，投影系統可包括適於所使用之曝光輻射或適於諸如真空之使用之其他因素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。可需要將真空用於EUV輻射，此係由於其他氣體可吸收過多輻射。因此，可憑藉真空壁及真空泵而將真空環境提供至整個光束路徑。

如此處所描繪，設備屬於反射類型(例如使用反射光罩)。本發明之聚焦度量衡技術經開發以特別用於與反射圖案化裝置(倍縮光罩)一起使用，其中照明不在垂直於圖案化裝置表面之平面的方向上，而是處於稍微傾斜角。原則上，若出於一些原因照明引入不對稱性，則相同技術可應用於透射圖案化裝置。習知地，倍縮光罩之照明被設計為對稱的，但在反射倍縮光罩之情況下，此通常不可能。

本發明之某些實施例使用反射圖案化裝置來採用投影系統中之不對稱性。其他實施例適用於任何種類之投影系統。

微影設備可屬於具有兩個(雙載物台)或多於兩個基板台(及/或兩個或多於兩個光罩台)之類型。在此等「多載物台」機器中，可並行地使用額外台，或可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。

參看圖1，照明器IL自源模組SO接收極紫外線輻射光束。用以產生EUV光之方法包括但未必限於運用在EUV範圍內之一或多個發射譜線將具有至少一個元素(例如氙氣、鋰或錫)之材料轉換成電漿狀態。在一種此類方法(常常被稱為雷射產生電漿「LPP」)中，可藉由用雷射光束來輻照燃料(諸如具有所需譜線發射元素之材料的小滴、串流或叢集)而產生所需電漿。源模組SO可為包括雷射(圖1中未繪示)之EUV輻射系統之部分，該雷射用於提供激發燃料之雷射光束。所得電漿發射輸出輻射，例如EUV輻射，該輻射係使用安置於源模組中之輻射收集器予以收集。舉例而言，當使用CO₂ 雷射以提供用於燃料激發之雷射光束時，雷射與源模組可為單獨實體。

在此等狀況下，不認為雷射形成微影設備之部分，且輻射光束係憑藉包含例如合適導向鏡及/或光束擴展器之光束遞送系統而自雷射傳遞至源模組。在其他狀況下，舉例而言，當源為放電產生電漿EUV產生器(常常被稱為DPP源)時，源可為源模組之整體部分。

照明器IL可包含用於調整輻射光束之角強度分佈之調整器。通常，可調整照明器之光瞳平面中之強度分佈的至少外部徑向範圍及/或內部徑向範圍(通常分別被稱作σ外部及σ內部)。另外，照明器IL可包含各種其他組件，諸如琢面化場鏡面裝置及琢面化光瞳鏡面裝置。照明器可用以調節輻射光束，以在其橫截面中具有所要均一性及強度分佈。

輻射光束B入射於被固持於支撐結構(例如光罩台) MT上之圖案化裝置(例如光罩) MA上，且係由該圖案化裝置而圖案化。在自圖案化裝置(例如光罩) MA反射之後，輻射光束B傳遞通過投影系統PS，投影系統PS將光束聚焦至基板W之目標部分C上。憑藉第二定位器PW及位置感測器PS2 (例如干涉裝置、線性編碼器或電容式感測器)，可準確地移動基板台WT，例如以便使不同目標部分C定位於輻射光束B之路徑中。相似地，第一定位器PM及另一位置感測器PS1可用以相對於輻射光束B之路徑準確地定位圖案化裝置(例如光罩) MA。可使用光罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化裝置(例如光罩) MA及基板W。

所描繪設備可用於以下模式中之至少一者中： 1.     在步進模式中，在將被賦予至輻射光束之整個圖案一次性投影至目標部分C上時，使支撐結構(例如光罩台) 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。 2.     在掃描模式中，在將被賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時，同步地掃描支撐結構(例如光罩台) 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相對於支撐結構(例如光罩台) MT之速度及方向。 3.     在另一模式中，在將被賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時，使支撐結構(例如光罩台) MT保持基本上靜止，從而固持可程式化圖案化裝置，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順次輻射脈衝之間根據需要而更新可程式化圖案化裝置。此操作模式可易於應用於利用可程式化圖案化裝置(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。

亦可使用上文所描述之使用模式之組合及/或變化或完全不同的使用模式。

將理解，微影設備在圖1中以高度示意性形式表示，但彼形式為本發明所必要之全部形式。

如圖2中所展示，微影設備LA形成微影製造單元LC (有時亦被稱作微影製造單元(lithocell)或叢集)之部分，微影製造單元LC亦包括用以對基板執行曝光前製程及曝光後製程之設備。習知地，此等設備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、在不同製程設備之間移動基板，且接著將基板遞送至微影設備之裝載匣LB。常常被集體地稱作塗佈顯影系統(track)之此等裝置係在塗佈顯影系統控制單元TCU之控制下，塗佈顯影系統控制單元TCU自身受到監督控制系統SCS控制，監督控制系統SCS亦經由微影控制單元LACU來控制微影設備。因此，不同設備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設備曝光之基板，需要檢測經曝光基板以測量屬性，諸如後續層之間的疊對誤差、線厚度、臨界尺寸(CD)等。因此，經定位有微影製造單元LC之製造設施亦包括度量衡系統MET，度量衡系統MET收納已在微影製造單元中處理之基板W中之一些或全部。將度量衡結果直接或間接地提供至監督控制系統SCS。若偵測到誤差，則可對後續基板之曝光進行調整，尤其是在可足夠迅速地且快速地完成檢測以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，或被捨棄，藉此避免對已知有缺陷之基板執行進一步處理。在基板之僅一些目標部分有缺陷的狀況下，可僅對良好的彼等目標部分執行進一步曝光。

在度量衡系統MET內，檢測設備用以判定基板之屬性，且詳言之，判定不同基板或同一基板之不同層之屬性如何在不同層間變化。檢測設備可整合至微影設備LA或微影製造單元LC中，或可為單機裝置。為了實現最快速測量，需要使檢測設備緊接在曝光之後測量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-在已曝光至輻射之抗蝕劑之部分與尚未曝光至輻射之抗蝕劑之部分之間僅存在極小折射率差-且並非所有檢測設備皆具有足夠敏感度以對潛影進行有用測量。因此，可在曝光後烘烤步驟(PEB)之後進行測量，曝光後烘烤步驟(PEB)通常為對經曝光基板進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像(semi-latent)。亦有可能對經顯影抗蝕劑影像進行測量-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進行經顯影抗蝕劑影像之測量。後者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)示意性地展示實施所謂的暗場成像度量衡之檢測設備的關鍵元件。該設備可為單機裝置或併入例如測量站處之微影設備LA中或微影製造單元LC中。由點線O表示貫穿設備具有若干分支之光軸。圖3之(b)中更詳細地說明目標光柵結構T及繞射射線。

如引言中所引用之先前申請案中所描述，圖3之(a)之暗場成像設備可為可代替光譜散射計或除光譜散射計以外加以使用之多用途角度解析散射計之部分。在此類型之檢測設備中，由輻射源11發射之輻射係由照明系統12調節。舉例而言，照明系統12可包括準直透鏡系統、彩色濾光片、偏振器及孔徑裝置13。經調節輻射遵循照明路徑IP，在照明路徑IP中，經調節輻射係由部分反射表面15反射且經由顯微鏡物鏡16聚焦至基板W上之光點S中。度量衡目標T可形成於基板W上。透鏡16具有高數值孔徑(NA)，較佳為至少0.9且更佳為至少0.95。可視需要使用浸潤流體以獲得大於1的數值孔徑。

在此實例中，物鏡16亦用以收集已由目標散射之輻射。示意性地，展示用於此返回輻射之收集路徑CP。多用途散射計可在收集路徑中具有兩個或多於兩個測量分支。作為光瞳成像分支之所說明實例包含光瞳成像光學系統18及光瞳影像感測器19。亦展示成像分支，下文將更詳細地描述該成像分支。另外，其他光學系統及分支將包括於實務設備中，例如以收集參考輻射以用於強度正規化、用於捕捉目標之粗略成像、用於聚焦等等。可在上文所提及之先前公開案中找到此等光學系統及分支之細節。

在度量衡目標T提供於基板W上的情況下，此可為1-D光柵，其經印刷使得在顯影之後，長條係由固體抗蝕劑線形成。目標可為2-D光柵，其經印刷以使得在顯影之後，光柵係由抗蝕劑中之固體抗蝕劑導柱或通孔形成。長條、導柱或通孔可替代地經蝕刻至基板中。此等光柵中之每一者為屬性可使用檢測設備來研究之目標結構之一實例。

可調整照明系統12之各種組件以在同一設備內實施不同度量衡「配方」。除了選擇波長(顏色)及偏振作為照明輻射之特性以外，照明系統12亦可經調整以實施不同照明剖面。孔徑裝置13之平面與物鏡16之光瞳平面及光瞳影像偵測器19之平面共軛。因此，由孔徑裝置13界定之照明剖面界定以光點S入射於基板W上之光的角度分佈。為了實施不同照明剖面，孔徑裝置13可提供於照明路徑中。孔徑裝置可包含安裝於可移動滑桿或輪上之不同孔徑。其可替代地包含可程式化空間光調變器。作為另一替代方案，光纖可安置於照明光瞳平面中之不同部位處，且可選擇性地用以在其各別部位處遞送光或不遞送光。此等變體皆在上文所引用之文件中加以論述及例示。

在第一實例照明模式中，使用孔徑13N且提供射線30a，使得入射角如所展示在圖3之(b)中之「I」處。由目標T反射之零階射線之路徑經標註為「0」(不應與光軸「O」混淆)。在第二照明模式中，使用孔徑13S，使得可提供射線30b，在此狀況下，相較於第一模式，入射角與反射角將調換。在圖3之(a)中，第一及第二實例照明模式之零階射線分別被標註為0(13N)及0(13S)。此等照明模式兩者皆將被辨識為離軸照明模式。可出於不同目的而實施許多不同照明模式，包括同軸照明模式。

如圖3之(b)中更詳細地展示，作為目標結構之一實例的目標光柵T經置放成使得基板W垂直於物鏡16之光軸O。在離軸照明剖面之狀況下，與軸線O偏離一角度而照射於光柵T上的照明射線I產生一個零階射線(實線0)及兩個一階射線(點鏈線+1及雙點鏈線-1)。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。由於照明射線30a之光束具有有限寬度(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。

在用於暗場成像之收集路徑之分支中，成像光學系統20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T'。孔徑光闌21提供於收集路徑CP之成像分支中之平面中，該平面與物鏡16之光瞳平面共軛。孔徑光闌20亦可被稱為光瞳光闌。孔徑光闌21可採取不同形式，正如照明孔徑可採取不同形式一樣。與透鏡16之有效孔徑組合的孔徑光闌21判定使用散射輻射之何部分會於感測器23上產生影像。通常，孔徑光闌21用以阻擋零階繞射光束，使得形成於感測器23上之目標之影像僅自一階光束形成。在一階光束兩者經組合以形成影像之實例中，此影像將為所謂的暗場影像，其等效於暗場顯微法。作為孔徑光闌21之一實例，可使用僅允許通過同軸輻射之孔徑21a。在使用與孔徑21a組合之離軸照明之情況下，一次僅成像一階中之一者。

將由感測器23捕捉之影像輸出至影像處理器及控制器PU，影像處理器及控制器PU之功能將取決於正被執行之測量之特定類型。出於本目的，執行對目標結構之不對稱性的測量。不對稱性測量可與目標結構之知識組合以獲得用以形成該等目標結構之微影製程之性能參數的測量。可以此方式測量之性能參數包括例如疊對、焦點及劑量。提供目標之專門設計以允許經由同一基本不對稱性測量方法進行不同性能參數之此等測量。

再次參看圖3之(b)及具有射線30a之第一實例照明模式，來自目標光柵之+1階繞射射線將進入物鏡16且貢獻於記錄於感測器23處之影像。當使用第二照明模式時，射線30b以與射線30a相反之角度入射，且因此-1階繞射射線進入接物鏡且貢獻於影像。當使用離軸照明時，孔徑光闌21a阻擋零階輻射。如先前公開案中所描述，照明模式可運用在X及Y方向上之離軸照明予以界定。

藉由比較在此等不同照明模式下之目標光柵之影像，可獲得不對稱性測量。替代地，可藉由保持同一照明模式但旋轉目標來獲得不對稱性測量。雖然展示離軸照明，但可替代地使用目標之同軸照明，且可使用經修改之離軸孔徑21以將實質上僅一個一階繞射光傳遞至感測器。在另一實例中，一對離軸稜鏡21b與同軸照明模式組合使用。此等稜鏡具有將+1階及-1階轉向至感測器23上之不同部位，使得其可被偵測及比較而無需兩個依序影像捕捉步驟之效應。上文所提及之已公佈專利申請案US2011102753A1中揭示此技術，該專利申請案之內容特此係以引用方式併入。代替一階光束或除了一階光束以外，亦可將二階、三階及高階光束(圖3中未繪示)用於測量中。作為另一變化，可使離軸照明模式保持恆定，而使目標自身在物鏡16下方旋轉180度以使用相反繞射階來捕捉影像。 以繞射為基礎之聚焦度量衡引入

在以下揭示內容中，將說明用於測量微影製程之聚焦性能之技術。在印刷產品特徵的同時，將於基板上印刷包括某些聚焦度量衡圖案之度量衡目標。將使用例如圖3之設備中的以繞射為基礎之技術來測量此等經印刷圖案中之不對稱性。將假定，將使用設備之暗場成像分支來執行此等不對稱性測量。然而，亦可使用光瞳成像分支且運用其他形式之設備來對不對稱性進行以繞射為基礎之測量。當然，圖3中所展示之設備僅為可用以測量不對稱性之檢測設備及方法的一個實例。

在於DUV波長範圍內工作之微影設備的內容背景中，已成功地設計並使用用於以繞射為基礎之聚焦(DBF)測量之目標。藉由使在倍縮光罩上之光柵圖案中包括子分段特徵來產生已知類型之DBF目標。在第一類型之DBF目標中，在更堅固特徵旁邊，此等特徵具有低於微影設備之成像解析度之尺寸。因此，其並不作為個別特徵印刷於基板上之抗蝕劑層中，而是其以對聚焦誤差敏感之方式影響固體特徵之印刷。具體言之，此等特徵之存在針對DBF度量衡目標內之光柵中之每一線產生不對稱抗蝕劑剖面，其中不對稱度取決於焦點。因此，諸如圖3之檢測設備之度量衡工具可測量與形成於基板上之目標之不對稱度且將此轉譯成掃描器焦點。

令人遺憾的是，已知DBF度量衡目標設計並不適合用於所有情形。在EUV微影中，抗蝕劑膜厚度顯著低於用於DUV浸潤微影中之抗蝕劑膜厚度，從而導致繞射效率低且難以自散射計中之繞射輻射提取準確的不對稱性資訊。另外，在倍縮光罩上提供次解析度特徵可能相當不切實際，及/或可能違反半導體製造商之「設計規則」。此類規則通常作為用以限定特徵設計之方式而建立，以確保經印刷特徵符合其製程要求。在任何狀況下，當嘗試採用成像系統之極限以獲得可用且可預測的焦點相依不對稱性時，最佳目標設計及聚焦測量之校準變成試誤法問題。對符合設計規則之希望適用於DUV微影中之DBF目標，而不僅僅是EUV微影。本發明之原理可同樣應用於具有次解析度特徵之習知DBF目標中，或並不包括低於印刷解析度之特徵之目標設計中。

以下實例包括可用作本發明之實施之基礎的各種聚焦度量衡圖案，且當然可設想基於本文中所揭示之原理之其他實例。一般而言，在該等實例中，僅詳細展示重複圖案400之一小部分，包括具有特徵之重複單元402，該等特徵之尺寸係由各種幾何參數定義。

圖4之(a)及(b)展示重複圖案之相同基本設計之不同的變體。孤立地將同一聚焦度量衡圖案之一小部分用作圖4中之實例。此圖案之重複單元402包含一個第一特徵422及一個第二特徵424，該第一特徵與該第二特徵在第一週期性方向上彼此隔開距離w1。在此實例中，第一週期性方向為圖案化裝置及基板之X方向。重複單元402在第一週期性方向上具有對應於重複圖案之週期(節距)之第一尺寸Px，且在第二週期性方向上具有對應於重複圖案(若存在)之週期(節距)之第二尺寸Py。此實例之重複圖案中之每一第二特徵進一步包括在第二週期性方向(Y)上具有尺寸w2的子特徵426。在此實例中，子特徵為自第一特徵之主體428不對稱地突出之線。此等突出線或指狀物之長度被標註為w3。此圖案中之特徵之最小尺寸接近但不小於印刷步驟之解析度極限，使得無需違反設計規則。

尺寸Px、Py、w1、w2、w3為界定重複圖案之幾何參數之實例，且可能需要若干其他參數來完全界定圖案，此取決於圖案之形式及對設計之任何約束。如圖4之(b)中所見，可調整聚焦度量衡圖案之參數，而作為用於最佳聚焦度量衡圖案之設計製程之部分。在該實例中，參數w1及w3已變更，而w2及節距參數Px、Py保持與在圖4之(a)中相同。針對每一層且針對產品之每一製程，最佳聚焦度量衡圖案可能不同，尤其在微影設備之操作參數針對每一層可自訂的情況下。可以任何合適格式來表達設計參數。比率可方便地用於表達特徵之相對尺寸，而絕對尺寸可直接地表達，或藉由相對於指定解析度極限及/或相對於週期Px或Py之比率來表達。

節距Px係在散射計中採用的繞射的關鍵，且階數通常與用於測量之輻射波長之階數相同，且比印刷步驟之解析度大得多。Px之值可例如為450奈米或600奈米。橫向節距Py通常將小得多，例如為70奈米，且可更接近於印刷步驟之印刷解析度。在本發明中之重複單元及重複圖案中無一者意欲按比例繪製。應注意，可同時在正(白底黑字)及負(黑底白字)兩個版本上看到每一圖案。特定設計可藉由參考正或負特徵或兩者之混合物來界定。取決於所選擇設計參數，正版本與負版本之尺寸可相同(但在鏡像中相同)，或不同。

可使圖4之實例中未變化的參數中之任一者變化。舉例而言，可使主節距Px及/或橫向節距Py變化。

每個變體將比另一者更好地或更差地起作用之情形取決於製程，且因此藉由使用模擬及/或實驗來最佳化設計。取決於微影投影系統且亦取決於例如所選擇照明模式，印刷步驟在一方向上之解析度極限可不同於在另一方向上之解析度極限。在存在此差的情況下，可在設定不同參數時及在解譯申請專利範圍語言時考量此差。有時特定選擇例如雙極照明模式，從而使在一方向上之解析度相較於在另一方向上之解析度優先增強。

雖然包括上述聚焦度量衡目標圖案之目標可產生聚焦測量(當針對製程適當設計時)，但亦預期到目標之聚焦測量由於除聚焦之外亦可引入的廣泛多種像差而經受不確定度。因此，亦揭示對兩個或多於兩個聚焦度量衡圖案進行多個差異測量之測量方法之實施例。此等聚焦度量衡圖案可成對地提供，其中在其設計中具有鏡像不對稱性，及/或成對地提供，其具有除鏡面對稱性之外的設計差異。

圖5展示兩個或多於兩個互補圖案並排印刷於基板W上，從而形成自以上提及之國際專利申請案獲得之實例中的複合聚焦度量衡目標T。在此特定實例中，存在以兩個互補對TNa/TMa及TNb/TMb配置的四個聚焦度量衡圖案。在每個互補對中，第一圖案(印刷於右側)被標註為TN (使用N表示「正常」)，而第二圖案印刷於左側且被標註為TM (M表示「鏡面」)。應理解，該等標籤係任意的，但效應為經印刷聚焦度量衡圖案包含特徵之至少第一及第二週期性陣列，特徵之每個週期性陣列形成一個別聚焦度量衡圖案。每一週期性陣列內之重複圖案之截面在圖式各處被放大展示。應看到，該等實例皆為圖4中所展示之一般類型，但具有幾何參數之變化且具有鏡面對稱性。接著在每個週期性陣列內存在經程式化不對稱性，第二週期性陣列之不對稱性與第一週期性陣列之不對稱性相反，從而形成鏡像對。接著，獲得改良之聚焦測量包括測量第一及第二週期性陣列中之每一者之不對稱性，且藉由組合針對週期性陣列(TN, TM)所測量之不對稱性來判定聚焦性能之量度。

藉由組合來自使用在設計中具有相對不對稱性的目標進行之測量之結果，可使聚焦測量對出現於投影系統或度量衡系統中之不對稱性較不敏感，否則該等不對稱性可能被誤認為聚焦誤差。可以此方式使用互補圖案對加以辨別的缺陷之特定類型為彗形像差及投影不對稱性。舉例而言，可預期到慧形像差會在影像散焦時在特定方向上引入不對稱性。相比之下，與「正常」圖案相比，在「鏡像」圖案中由聚焦誤差誘發之不對稱性係相反的。組合來自圖案兩者之不對稱性測量會允許更準確地測量實際聚焦誤差。

另外，在此實例中，提供兩個目標對，其由字尾「a」及「b」識別。在此等對之間，聚焦度量衡圖案之設計參數發生變化。作為第一差異，對TNa/TMa之週期Pa長於對TNb/TMb之週期Pb，且「指狀物」之長度已縮短。在其他實施例中，不同參數可發生變化，且週期可相同或不同。替代提供不同圖案設計或除了提供不同圖案設計以外，亦可使用不同捕捉條件來獲得更多樣信號。舉例而言，可使用輻射之不同波長及/或偏振以獲得繞射信號。

因此，如圖5中所說明，可藉由在同一步驟中印刷一或多個互補對聚焦度量衡圖案TN及TM而形成複合聚焦度量衡目標T。如所說明，可在圖3之檢測設備之暗場成像模式中使用輻射光點S來使此等個別圖案同時成像。換言之，可藉由使用由設備收集之+1及-1階繞射輻射來拍攝第一及第二影像而對此等聚焦度量衡圖案兩者之不對稱性採取測量。一個此類影像展示於圖6中。舉例而言，深色矩形表示經記錄於圖3之設備中之感測器23上的暗場影像。圓圈S'指示成像至偵測器上的輻射光點S之區域。較亮矩形TNa'、TNb'、TMa'及TMb'分別表示對應聚焦度量衡圖案TNa、TNb、TMa及TMb之影像。來自每一目標之一個繞射階之強度可藉由例如在較亮矩形中之每一者內界定所關注區ROI且對像素值平均化來測量。針對相反繞射階重複此測量允許計算不對稱性。在使用圖3中所展示之稜鏡21b的替代測量方法中，實際上接著可同時捕捉兩個圖案之兩個影像。

圖7為根據例示性實施例的用於測量微影製程之聚焦性能之方法之步驟的流程圖。可使用上文所描述及圖式中所說明之實例聚焦度量衡圖案中之任一者來執行該方法。該等步驟被簡要概述如下，且接著在上文提及之國際專利申請案中更詳細地描述： 700- 藉由界定具有度量衡目標之產品設計或度量衡晶圓設計且製備合適圖案化裝置(倍縮光罩)集合開始。在生產之前，藉由已知聚焦-曝光變化進行曝光，且測量此等變化以獲得一或多個校準曲線。(此可涉及設計、曝光及測量步驟之反覆迴圈)。 710-在基板上之產品圖案旁邊印刷一或多個聚焦度量衡圖案； 720-使用合適的檢測設備來測量每一聚焦度量衡圖案之繞射光譜之一部分的強度(例如，+1階為繞射光譜之合適部分)； 730-使用檢測設備來測量每一聚焦度量衡圖案之繞射光譜之相反部分(例如-1階)的強度； 740-藉由比較該等相反繞射階之強度來計算一或多個聚焦度量衡圖案之不對稱性之測量值； 750-使用不對稱性測量值與儲存於步驟700中之校準曲線及/或諸如SEM之其他測量，計算在印刷聚焦度量衡圖案時之聚焦誤差。 760-將經導出聚焦測量用於焦點設定以用於後續基板上之曝光。 770-結束或重複。

以上方法允許在大容量製造環境中測量產品晶圓上之掃描器焦點。然而，如引言中所提及，置放於產品倍縮光罩上之目標需要針對將使用其之特定堆疊而特定地調節。(「堆疊」為指具有關聯圖案化及處理歷史之底層之特定集合的方便的術語)。為了調節目標，可改變一組參數，如圖4中所展示。歸因於其中散焦致使光阻線之側壁角具有不同斜率的DBF目標之性質，極難以基於演算模擬選擇目標參數。因此，現如今用以選擇彼等參數之方式為印刷所有使用之參數組合且自產品或測試晶圓讀取所有該等參數。

基於彼等測量，選擇複合目標以置放於產品倍縮光罩上。在將此目標印刷於產品晶圓上之後，需要配方最佳化步驟以便選擇最佳獲取設定。對於諸如圖4中所展示之設計的設計，即使具有諸如黑白圖案之品質之約束且針對每一幾何參數僅有幾個值，亦可能存在數百個參數排列。

此目標選擇工序因此係耗時的且需要客戶提供特定晶圓及動作。原則上針對產品之每一層及針對製造商可希望生產之每一產品，皆需要重複目標選擇工序。另外，儘管可重複最佳化步驟且調整測量配方以在新條件下維持測量性能，但目標之設計之參數在倍縮光罩上將固定，除非且直至以關聯費用製備新倍縮光罩。 運用漸進目標之以繞射為基礎之聚焦度量衡

本發明旨在藉由使用減小之目標設計集合或甚至單一目標設計來簡化或甚至完全消除目標選擇步驟，該等目標設計或該單一目標設計可始終被印刷且在廣泛範圍之產品堆疊中使用。

在一些實施例中，本發明之態樣包括： 1.一種待運用影像平面成像方法測量之新的漸進目標類型。此目標意謂在廣泛範圍之堆疊中使用，而無需對於每一堆疊特定的目標選擇。 2.一種用以運用此目標例如使用圖3中所展示之類型或相似類型之散射計來執行配方最佳化之方法。 3.一種對於漸進目標使用具有可變所關注區(ROI)之暗場成像的測量模式。

如圖8之(a)中所展示，根據本發明之一些實施例之聚焦度量衡目標T包括至少第一特徵陣列800，其中該陣列內之任何部位處之特徵界定至少在第一週期性方向上重複之一圖案，且該重複圖案之至少一個幾何參數遍及該陣列在不同部位之間變化。

特徵陣列內之重複圖案之形式可為用於DBF之實例中的任一者，包括上文所提及之國際專利申請案中所描述的實例。在圖8之(a)之實例中，圖案與圖4及圖5中所展示之圖案局部地相似，應理解，特徵並未按比例，且真實目標將具有更多的線。然而，漸進目標(在此實例中)具有遍及整個陣列在不同部位之間連續地或至少漸進地變化之參數w1及w3，而非四個目標各自具有針對重複圖案之幾何參數之界定之值。在該所說明實例中，兩個參數在兩個方向上變化。在其他實施例中，一或多個參數可僅在一個方向上變化。下文將展示並描述其他實例。

圖8之(a)亦展示散射計之輻射光點S，其出於實例起見進行目標之不對稱性之暗場測量。假定光點之大小與在圖6中相同，應瞭解，特徵陣列800涵蓋大於圖5之個別目標之區域。舉例而言，代替各自為10×10微米正方形的四個目標，圖8之目標可為大小為20×20微米的正方形。

圖8之(b)展示當陣列800被測量時之所得暗場影像。代替四個個別目標區域，可看到單個影像區域T'，其中像素強度根據重複圖案之不同回應連續地變化，此係因為參數w1及w3橫越陣列變化。概述了實例所關注區ROI，其包含橫越陣列之部位之子集。應理解，與目標影像T'內之其他部位不同，在此ROI內，繞射信號來自具有幾何參數之特定值之重複圖案。因此，其他所關注區，諸如圖8之(b)中點線展示之所關注區，包含具有相似重複圖案但具有幾何參數之不同值的部位。

使用漸進目標之聚焦度量衡方法包括測量至少橫越陣列之部位之選定子集處的經印刷聚焦度量衡圖案之一或若干屬性(例如不對稱性及/或繞射效率)。接著自在橫越陣列所測量之部位之選定子集處所測量的該屬性導出聚焦性能之測量值。以此方式，聚焦性能之測量所基於之重複圖案具有部分地藉由選擇陣列內之部位之該子集予以判定之幾何參數。亦即，可在印刷用於聚焦性能之測量之目標之後選擇該目標之幾何參數。因此，在將設計提交至圖案化裝置之前，不需要藉由耗時且不確定的製程來選擇參數。

圖9為用於使用漸進聚焦度量衡圖案來測量微影製程之聚焦性能之方法之步驟的流程圖。該等步驟如下，且接著此後進行更詳細地描述： 900-藉由界定具有一或多個漸進度量衡目標之產品設計或度量衡晶圓設計且製備合適圖案化裝置(倍縮光罩)集合開始。 910-在基板上之產品圖案旁邊印刷一或多個漸進聚焦度量衡目標； 920-使用合適的檢測設備來測量每一度量衡目標之繞射光譜之一部分的強度(例如，+1階為繞射光譜之合適部分)； 930-使用檢測設備來測量每一聚焦度量衡圖案之繞射光譜之相反部分(例如-1階)的強度； 940-藉由使用遍及目標影像T'之部位之僅選定子集(ROI)比較相反繞射階之強度來計算一或多個聚焦度量衡圖案之不對稱性之測量值，部位之該選定子集連同其他捕捉條件一起被定義為聚焦度量衡配方之部分； 950-使用不對稱性測量與經儲存之校準曲線及/或諸如SEM之其他測量，計算在印刷聚焦度量衡圖案時之聚焦誤差。 960-將經導出聚焦測量用於焦點設定以用於後續基板上之曝光。 970-結束或對其他基板重複。

如關於圖3已經解釋，可將步驟920及步驟930執行為單一步驟，使得可在單次獲取中獲得聚焦度量衡圖案之相反繞射階。

另外，應理解，不對稱性僅為可被測量且用以獲得聚焦測量的目標屬性之一個實例。簡單的影像強度提供關於繞射效率之資訊，繞射效率亦與印刷圖案之品質相關。因此，可在橫越目標之區之繞射輻射之強度中觀測到「類柏桑(Bossung-like)」行為。可藉由平均化相反繞射階之強度來獲得此強度，同時自差值計算不對稱性。原則上，可在無需分別測量相反繞射階的情況下測量繞射效率。在其他實施例中，可將來自目標之一個部分處之所關注區的不對稱性測量與同一目標上之不同所關注區中之強度測量組合，以獲得完整測量。替代地或另外，可將在一個照明條件集合下獲得之不對稱性測量與在另一照明條件集合下進行之強度測量組合，以獲得完整測量。舉例而言，以不對稱性為基礎之測量可能給出關於焦點之正負號之良好資訊，但並未給出關於其量值之資訊，而強度測量給出關於散焦之量值之較好資訊。藉由組合來自一或多個目標之此兩種類型之資訊，可獲得較準確測量。

儘管測量步驟被展示為由作為專用檢測設備之散射計進行，但此散射計可為單機設備，或其可整合於微影製造單元中。此外，可在無專用度量衡設備之情況下例如使用具有提供於微影設備中之對準感測器的合適目標來進行不對稱性測量。原則上，僅在將用於計算聚焦性能之測量的部位之子集處需要強度。當使用暗場成像時，其中影像場足夠大使得可捕捉整個陣列而無任何時間損失，捕捉整個影像且稍後選擇資料將更方便。

計算步驟940及950可全部在檢測設備之處理器中執行，或可在與微影設備之監視及控制相關聯的不同處理器中執行。每一步驟可由經程式化處理器執行，且所揭示之技術之優點為：可在無硬體修改的情況下修改檢測設備以執行聚焦測量方法。

比較圖9之方法與已知DBF方法，使用漸進目標之益處為：在任何設計被提交給倍縮光罩之前可跳過傳統目標選擇步驟，或將其至少縮減為自幾個通用目標設計進行選擇。舉例而言，不同的漸進目標設計可能適合於不同類別之產品及製程，例如較廣類別之DRAM產品或ROM產品或邏輯產品。然而，避免了針對每一個別產品之每一層選擇及最佳化目標設計的步驟。原則上，始終印刷相同的一或若干漸進目標。目標參數之選擇有效地被推遲至目標被印刷之後。

圖10說明用以針對每一狀況選擇最好影像捕捉條件及信號提取之最佳化製程之一個實例的一般流程。作為第一步驟1000，使用其上具有漸進聚焦度量衡圖案中之一或多者的倍縮光罩或其他圖案化裝置MA以將圖案施加至一或多個校準晶圓W。使用傳統聚焦曝光矩陣(FEM)技術來曝光此等校準晶圓，其中使用能量劑量及聚焦之不同設定根據已知曝光序列來曝光不同的場。眾所周知，可將已知曝光設定與對彼等場中曝光之度量衡目標所測量之不對稱性或其他屬性進行比較，以積聚待用於真實生產晶圓上之度量衡方法之校準資訊，且評估測量方法自身之性能品質。

該製程包含預選階段1002及最佳化階段1004。接著使用散射計(諸如圖3中展示之散射計)來測量此等校準晶圓，該散射計可為與將用於容量生產中相同的度量衡工具，或為具有相似能力之度量衡工具。假定可控制散射計或其他器具，以便在完整波長範圍內且使用偏振及非偏振照明來測量橫越整個目標之所有部位，該等參數皆可經由圖9之方法中之度量衡配方來控制。

在步驟1010中之預選階段1002內，在橫越FEM晶圓之部位處使用偏振0、90及兩者運用稀疏波長取樣來測量每一目標。可能需要「高動態範圍」獲取模式，此係因為根據幾何參數之漸進變化，預期到整個目標將展示繞射效率之大的變化及因此強度之大的變化。

在步驟1012中，在樣本部位處分析在步驟1010期間獲取之資料(可考慮個別像素或超像素)以用於聚焦敏感度及穩固性(例如使用以引用方式併入本文中之WO2017/198422中所揭示的波長相似性方法)。

在步驟1014中，使用分析步驟1012以識別最好捕捉條件，例如偏振窗及波長窗。

在最佳化階段1004內，在步驟1020處，執行經由此等最好波長窗內之不同波長之緻密測量，以獲得來自橫越目標及橫越FEM之部位之測量。在步驟1022中分析測量步驟1020之結果以評估判定最好配方之一組關鍵性能指示符(KPI)。可針對橫越目標區域之所有部位，例如每像素或每包含結合在一起之幾個像素之超像素，來進行此分析。

在步驟1024處，使用步驟1022中之評估結果以界定捕捉條件及彼等捕捉條件產生良好測量性能之目標區的一或多個組合。儲存區及捕捉條件之定義，以形成用於當前倍縮光罩及製程步驟之聚焦度量衡配方。

如下文將進一步說明，聚焦性能之測量並不必須在一個影像或影像對中進行，而是在多個目標中進行，及/或多個捕捉條件集合在經組合時可產生良好性能。因此，配方可定義每目標多於一個ROI，及多於一個捕捉條件集合。

如圖11中所說明，聚焦度量衡圖案可包括多於一個特徵陣列。第一特徵陣列TN及第二特徵陣列TM在同一步驟中在基板上之大體上相同部位處被印刷。實務上，可在橫越基板之許多部位處——在切割道區域中或在裝置特徵當中印刷多個目標及多個目標對。在此實例中，第一特徵陣列TN與圖8之實例中之目標T相同。第二特徵陣列TM包含特徵之重複圖案，其與第一陣列TN中之重複圖案大體上相同但在第一週期性方向(X)上成鏡像。不同於圖5之小目標，此等個別圖案可能過大而不能在圖3之檢測設備之暗場成像模式中使用輻射光點S進行同時成像。取而代之，在連續捕捉步驟中藉由將光點移動至如所展示之位置S1及S2來捕捉該等個別圖案。作為此等聚焦度量衡目標之屬性的不對稱性之測量可藉由使用由設備收集之+1及-1階繞射輻射獲取第一及第二影像來進行。該等影像將各自具有與圖8之(b)中所展示之影像相同的形式。在鏡像目標TN及TM之狀況下，部位之選定子集(ROI)將並未針對每一目標而獨立最佳化，但ROI ROIN及ROIM將包含部位之對應子集處之測量，如所說明。

圖12為用於使用圖11中所說明之目標對來測量微影製程之聚焦性能之方法之步驟的流程圖。步驟1200至1270與圖9中之步驟900至970相同，但具有調適如下： 1200-藉由界定具有一或多個漸進度量衡目標對之產品設計或度量衡晶圓設計且製備合適圖案化裝置(倍縮光罩)集合開始。 1210-在基板上之產品圖案旁邊印刷一或多個漸進聚焦度量衡目標鏡像對，每一目標包含一特徵陣列，該等特徵具有遍及該陣列在不同部位之間變化之參數； 1220-必要時使用多個獲取步驟(光點位置)使用合適的檢測設備來測量每一度量衡目標之繞射光譜之一部分的強度(例如，+1階為繞射光譜之合適部分)； 1230-必要時再次使用多個獲取步驟(光點位置)使用檢測設備來測量每一聚焦度量衡目標之繞射光譜之相反部分(例如-1階)之強度； 1240-藉由使用遍及目標影像之部位之僅選定子集(ROIN, ROIM)比較相反繞射階之強度來計算聚焦度量衡圖案之不對稱性之測量值，部位之該選定子集連同其他捕捉條件一起被定義為聚焦度量衡配方之部分； 1250-使用不對稱性測量與經儲存之校準曲線及/或諸如SEM之其他測量，計算在印刷聚焦度量衡圖案時之聚焦誤差。 1260-將經導出聚焦測量用於焦點設定以用於後續基板上之曝光。 1270-結束或對其他基板重複。

如已經所解釋，步驟1220及步驟1230可作為單一步驟執行，使得可在單次獲取中獲得聚焦度量衡圖案之相反繞射階。

如已經所解釋，不對稱性並非可用於聚焦測量中之目標之唯一屬性。強度(繞射效率)為可代替不對稱性或與不對稱性結合來測量及使用的另一實例屬性。

儘管測量步驟被展示為由作為專用檢測設備之散射計進行，但此散射計可為單機設備，或其可整合於微影製造單元中。此外，可在無專用度量衡設備之情況下例如使用具有提供於微影設備中之對準感測器的合適目標來進行不對稱性測量。

計算步驟1240及1250可全部在檢測設備之處理器中執行，或可在與微影設備之監視及控制相關聯的不同處理器中執行。每一步驟可由經程式化處理器執行，且所揭示之技術之優點為：可在無硬體修改的情況下修改檢測設備以執行聚焦測量方法。

如何組合來自不同目標之測量以獲得單一聚焦性能測量係實施問題。一方面，將有可能自每一目標導出單獨的聚焦性能測量，且接著將其組合。另一方面，將有可能自每一目標導出組合之不對稱性測量，且接著自其導出聚焦測量。

除了具有鏡像特徵之目標以外，亦可提供具有其他差異之目標對，特別以增強「目標空間」之覆蓋範圍，該目標空間為可由在不同設計之間變化的幾何參數集合定義之多維空間。因此，聚焦度量衡圖案可包括第三及/或第四特徵陣列，且此等特徵可與來自第一及(在提供時)第二陣列之測量並行地處理。此等額外測量之處理與針對第一特徵對之處理相似，如圖12中之步驟1220至1240之後的點線步驟所展示。

此實例可包括例如兩個聚焦度量衡圖案Ta及Tb，或具有鏡像特徵之兩對，從而分別得到四個聚焦度量衡圖案TNa、TNb、TMa及TMb。此等標籤與用於圖5中之彼等標籤相同，其中差異在於：每一陣列係漸進聚焦度量衡目標，而非簡單的週期性特徵陣列。就以上提及之目標空間而言，漸進聚焦度量衡目標之每一變體允許覆蓋多維目標空間之區，而圖5之習知光柵目標僅容許該目標空間中之特定點。

組合多於一個漸進聚焦度量衡目標之此等及其他實例可如在表1中所說明：

表1

在每一目標內變化之參數	在不同目標之間變化之參數	目標之數目	目標之總面積
w1及w3	w2	4	4 x 20 x 20 µm2
w2及w3	w1	4	4 x 20 x 20 µm2
w2及w3	w1a = a ; w1b = P-a	2	2 x 20 x 20 µm2
w1, w2, w3	目標成鏡像	2	2 x 20 x 20 µm2
CD/節距，節距	w2	4	4 x 20 x 20 µm2

儘管預期在暗場成像模式中進行測量，但為了速度及靈活性，在又其他實施例中，可例如使用圖3之檢測設備之光瞳成像分支或更一般角度解析散射計來分別測量每一聚焦度量衡圖案之不對稱性。來自一個圖案之相反繞射階位於光瞳影像之互補區中，但每次僅可測量一個圖案。

圖13說明可作為圖11及圖12中所說明之變化之替代例或除了圖11及圖12中所說明之變化之外使用的另一變化。圖13為用於使用圖11中所說明之目標對來測量微影製程之聚焦性能之方法之步驟的流程圖。步驟1300至1370與圖9中之步驟1200至1270相同，但具有調適如下： 1300-藉由界定具有一或多個漸進度量衡目標對之產品設計或度量衡晶圓設計且製備合適圖案化裝置(倍縮光罩)集合開始。 1310-在基板上之產品圖案旁邊印刷一或多個漸進聚焦度量衡目標，每一目標包含一特徵陣列，該等特徵具有遍及該陣列在不同部位之間變化之參數； 1320-使用多個捕捉條件(依據波長λ1至λ4、偏振p1至p4)使用合適的檢測設備來測量每一度量衡目標之繞射光譜之一部分的強度(例如，+1階為繞射光譜之合適部分)； 1330-再次使用相同多個捕捉條件(依據波長λ1至λ4、偏振p1至p4)使用檢測設備來測量每一聚焦度量衡目標之繞射光譜之相反部分(例如-1階)之強度； 1340-藉由使用遍及目標影像之部位之僅選定子集(ROI(λ1, p1)至ROI(λ4, p4))比較相反繞射階之強度來計算聚焦度量衡圖案之不對稱性之測量值，部位之該選定子集連同其他捕捉條件一起被定義為用於每一捕捉條件集合之聚焦度量衡配方之部分； 1350-使用不對稱性測量與經儲存之校準曲線及/或諸如SEM之其他測量，計算在印刷聚焦度量衡圖案時之聚焦誤差。 1360-將經導出聚焦測量用於焦點設定以用於後續基板上之曝光。 1370-結束或對其他基板重複。

應注意，在最佳化製程(圖10)中，針對聚焦度量衡目標之部位之選定子集(ROI)針對每一捕捉條件結合很可能不同。因此，根據本發明之原理之漸進目標設計的使用實際上允許在每一獲取步驟中應用幾何參數及捕捉條件之最佳化組合，其中習知週期性陣列目標可針對所有捕捉條件僅具有一個幾何參數集合。

如已經所解釋，步驟1320及步驟1330可作為單一步驟執行，使得可在單次獲取中獲得聚焦度量衡圖案之相反繞射階。儘管測量步驟被展示為由作為專用檢測設備之散射計進行，但此可為單機設備，或其可整合於微影製造單元中。此外，可在無專用度量衡設備之情況下例如使用具有提供於微影設備中之對準感測器的合適目標來進行不對稱性測量。

如已經所解釋，不對稱性並非可用於聚焦測量中之目標之唯一屬性。強度(繞射效率)為可代替不對稱性或與不對稱性結合來測量及使用的另一實例屬性。

計算步驟1340及1350可全部在檢測設備之處理器中執行，或可在與微影設備之監視及控制相關聯的不同處理器中執行。每一步驟可由經程式化處理器執行，且所揭示之技術之優點為：可在無硬體修改的情況下修改檢測設備以執行聚焦測量方法。另一方面，檢測設備經調適以在不同捕捉條件下進行快速多個獲取將係有利的。

如何組合來自不同目標之測量以獲得單一聚焦性能測量係實施問題。一方面，將有可能自每一目標導出單獨的聚焦性能測量，且接著將其組合。另一方面，將有可能自每一目標導出組合之不對稱性測量，且接著自其導出聚焦測量。

除了目標之鏡像對以外，亦可提供具有其他差異之目標對，特別以增強「目標空間」之覆蓋範圍，該目標空間為可由在不同設計之間變化的幾何參數集合定義之多維空間。因此，聚焦度量衡圖案可包括第三及/或第四特徵陣列，且此等特徵可與來自第一及(在提供時)第二陣列之測量並行地處理。此等額外測量之處理與針對第一特徵對之處理相似，如圖12中之步驟1220至1240之後的點線步驟所展示。

可在單一實施例中組合圖12及圖13之技術，以獲得又其他測量且改良聚焦測量性能。換言之，具有多個捕捉條件之實例亦可包括多個聚焦度量衡圖案Ta及Tb或兩個鏡像對，從而分別得到四個聚焦度量衡圖案TNa、TNb、TMa及TMb。舉例而言，表1中所示之排列可用，而又其他設計變化係可能的，如現在將加以說明。 漸進目標設計考慮因素及變化

現在參看圖14，僅作為實例展示漸進聚焦度量衡目標1400之另一設計。在目標1400中，尺寸w1在第一週期性方向上變化，但在不同區中採用兩個離散值。節距參數Px在每一區中漸進地變化，在X方向上亦漸進地變化。尺寸w3在第二週期性方向上變化，與在圖8之目標中一樣。如前所述，此圖像中之比例(包括線之數目)並未按比例。然而，在此實例中，變化係在若干步階中，而非連續的。應理解，連續變化，特別是線厚度之連續變化可能難以在設計規則內實施。若步階足夠小，則即使是連續變化，亦可存在任何重複結構，使得其無法在例如暗場成像系統中被解析，則其可被視為真正連續的。在任何狀況下，無論是在兩個步階、十個步階或百個步階中，都可實施參數之漸進改變。

圖15展示除尺寸w1、w2、w3之外的幾何參數可在一個或兩個方向上變化，即CD (線寬)及節距。應理解，圖式僅僅為示意性的，且特徵中無一者按尺度。如所提及，實務上通常並不容易形成連續的傾斜線。線厚度及節距之小的逐步變化因此很可能用於真實設計中。

圖16展示可代替圖4中所展示之重複圖案使用的重複圖案之不同實例(a)至(d)。實例(a)與圖4中之實例相似，但不具有子特徵(指狀物)。實例(b)與圖4之實例相似，且說明白底黑字圖案及黑底白字圖案之對稱性。作為第二特徵之實例(c)完全包含指狀物，而無實心長條。實例(d)在第二特徵中具有2維結構。所有此等實例在上文所提及國際專利申請案PCT/EP2018/063959中加以說明及更詳細地描述。

可使此等參數中之任一者或全部橫越漸進聚焦度量衡目標而變化。可設想鏡像特徵及其他變化。

圖17展示可使用之聚焦度量衡圖案之另外兩個實例。此等實例亦在上文所提及之國際專利申請案PCT/EP2018/063959中加以說明及更詳細地描述。在此等實例中，聚焦度量衡圖案包含在至少一個方向上係週期性的若干對特徵1722、1724之陣列。僅展示圖案之包括具有週期P之重複單元的小區段。圖5之(a)之實例包含每週期僅一對特徵1722、1724。將一對特徵之部分之放大視圖展示於插圖細節中，使得可標註某些尺寸。測量在週期性方向上之尺寸。每一特徵在被完美聚焦時在週期性方向上之最小尺寸L1、L2接近於但不小於印刷步驟之解析度極限。在說明之實例中，每一對內之特徵之尺寸L1、L2及每一對內之特徵之間的間距d之尺寸全部具有相同數量級。在週期性方向上在特徵對之間的間距D比每一特徵之最小尺寸及一對內之特徵之間的間距d兩者大得多。

可使此等參數中之任一者或全部橫越特徵陣列在一個或兩個方向上變化，以使漸進聚焦度量衡目標用於本發明之方法。可設想鏡像目標及其他變化。

圖17之(b)說明一圖案，其實際上與在圖17之(a)中相同，惟若干對特徵1722、1724提供於聚焦度量衡圖案之每個週期P中除外。亦即，在此實例中聚焦度量衡圖案包含特徵對之群組之週期性陣列。該圖式並未按比例。在此實例中，每一群組中之對之數目為三個，但其可為在週期P內適合且經受以下約束的任何數目。與圖17之(a)中所展示之單對圖案進行比較，將對之數目倍增之效應僅為放大自圖案獲得之繞射信號。在其他方面，兩個圖案之功能相同。在週期性方向上在聚焦度量衡圖案內之特徵對之鄰近群組之間的間距D1比每一特徵1722、1724之尺寸L1、L2大得多且比一對內之特徵之間的間距d大得多。另外，若干對之群組之間的間距D2比一群組內之對之間的間距D1大得多。亦可使此等參數橫越特徵陣列在一個或兩個方向上變化，以使漸進聚焦度量衡目標用於本發明之方法。可設想鏡像目標及其他變化。

如下文將描述，可藉由多種方法運用焦點相依不對稱性來印刷所說明類型之圖案。此等方法中之一些僅適用於反射(例如EUV)投影系統中，而其他方法可應用於較習知投影系統中。舉例而言，一對內之特徵1722及1724之尺寸L1及L2可相等，或其可不等。具有不等尺寸之實例展示於圖17之(a)中之插圖細節中。同樣的選項適用於圖17之(b)之圖案中。在一對內之尺寸不等之狀況下，此自動引入不對稱性，該不對稱性可藉由例如圖3之檢測設備予以測量。

在一對內之尺寸相等之狀況下，仍可藉由印刷步驟之屬性引入焦點相依不對稱性。在EUV微影設備之狀況下，其具有倍縮光罩中之不對稱照明及3-D效應，如以引用方式併入本文中之上文提及之國際專利申請案所說明。 結論

總之，可藉由以下操作改良使用微影製程來製造裝置之方法：執行如本文中所揭示之聚焦測量方法，使用該聚焦測量方法來測量經處理基板以測量微影製程之性能參數，及調整製程之參數(尤其是焦點)以改良或維持微影製程之性能以用於後續基板之處理。

形成有此等度量衡圖案之基板可為產品開發中之生產晶圓或實驗晶圓。其亦可為專用度量衡晶圓，例如作為進階製程控制(APC)機制之部分而間歇地處理之監視晶圓。

與界定在基板及圖案化裝置上實現之聚焦度量衡圖案的實體光柵結構相關聯，實施例可包括含有機器可讀指令之一或多個序列的電腦程式，該等機器可讀指令描述設計聚焦度量衡圖案、度量衡配方及/或控制檢測設備以實施照明模式及彼等度量衡配方之其他態樣的方法。此電腦程式可(例如)在用於設計/控制製程之單獨電腦系統中予以執行。如所提及，計算及控制步驟可在圖3之設備中之單元PU及/或圖2之控制單元LACU內完全地或部分地予以執行。亦可提供非暫時性資料儲存媒體(例如半導體記憶體、磁碟或光碟)，其中儲存有此電腦程式。

在後續編號條項中揭示另外實施例： 1.  一種測量一微影設備之聚焦性能之方法，該方法包含： (a)收納一聚焦度量衡圖案已經印刷至之一基板，該經印刷聚焦度量衡圖案包括至少一第一特徵陣列，其中該陣列內之任何部位處之該等特徵界定至少在一第一週期性方向上重複之一圖案，且該重複圖案之至少一個幾何參數遍及該陣列在不同部位之間變化； (b)測量至少橫越該陣列之該等部位之一選定子集處的該經印刷聚焦度量衡圖案之一屬性；及 (c)自在橫越該陣列所測量之該等部位之該選定子集處所測量的該屬性導出聚焦性能之一測量，藉此聚焦性能之該測量所基於之該重複圖案具有部分地藉由選擇該陣列內之部位之該子集予以判定之幾何參數。 2.  如條項1所定義之方法，其中在該導出步驟(c)中應用該選擇部位之該子集，而在該測量步驟(b)中，在橫越該陣列之大體上所有部位處測量該屬性。 3.  如條項1或2所定義之方法，其中步驟(b)包含捕捉該陣列之至少一個暗場影像，該暗場影像內之每一部位對應於該陣列內之一部位。 4.  如條項1、2或3所定義之方法，其中該重複圖案之至少一第一幾何參數橫越該陣列之至少一第一區漸進地變化。 5.  如條項1至4中任一項所定義之方法，其中該重複圖案之至少一第一幾何參數橫越該陣列之至少一第一區在一第一變化方向上逐漸地變化，且其中該重複圖案之至少一第二幾何參數橫越該陣列在不同部位之間變化。 6.  如條項5所定義之方法，其中該重複圖案之該第二幾何參數橫越該陣列在正交於該第一變化方向的一第二變化方向上變化。 7.  如條項1至5中任一項所定義之方法，其中該聚焦度量衡圖案進一步包含至少一第二特徵陣列，其中該第二陣列中之特徵之一重複圖案與該第一陣列中之該重複圖案大體上相同，但其中該第二陣列中之某些特徵具有在該第一週期性方向上的與該第一陣列中之對應特徵之一不對稱性相反的一不對稱性，且其中在步驟(c)中自橫越該第一陣列及該第二陣列中的一者或兩者所測量之該等部位之對應子集處所測量的該屬性導出聚焦性能之該測量。 8.  如條項1至7中任一項所定義之方法，其中該聚焦度量衡圖案進一步包含至少一第三特徵陣列，其中該第三陣列中之特徵之一重複圖案在形式上與該第一陣列中之該重複圖案不同，或在形式上相似但涵蓋由該重複圖案之幾何參數定義之一目標空間中的不同部位，在步驟(c)中自橫越該第一陣列及該第三陣列中的一者或兩者所測量之該等部位之一選定子集處所測量的該屬性導出聚焦性能之該測量。 9.  如條項8所定義之方法，其中該聚焦度量衡圖案進一步包含至少一第四特徵陣列，該第四陣列中之重複圖案之特徵與在該第三陣列中之該重複圖案中大體上相同，但在該第一週期性方向上成鏡像，在步驟(c)中自橫越該第三陣列及該第四陣列兩者所測量之該等部位之對應子集處所測量的該屬性導出聚焦性能之該測量。 10. 如條項7至9中任一項所定義之方法，其中步驟(b)包含捕捉每一特徵陣列之至少一個暗場影像，該暗場影像內之每一部位對應於該對應特徵陣列內之一部位，且在步驟(c)中，組合來自兩個或多於兩個特徵陣列之暗場影像之測量以導出聚焦性能之該測量。 11. 如條項1至10中任一項所定義之方法，其中橫越該第一陣列變化及/或在該第一陣列與一個或多個其他陣列之間不同的該或該等幾何參數包括以下各者中之一或多者：該重複圖案在該第一週期性方向上之節距；該重複圖案在正交於該第一週期性方向之一第二方向上之節距；該重複圖案內之一特徵之寬度之一尺寸；該重複圖案中之特徵之間的一間距。 12. 如條項1至11中任一項所定義之方法，其中該步驟(b)包含在不同捕捉條件下測量該或每一特徵陣列之該屬性多於一次，且在步驟(c)中，組合在不同捕捉條件下進行之該屬性之該等測量以導出聚焦性能之該測量。 13. 如條項12所定義之方法，其中該等不同捕捉條件在照明波長及/或偏振方面不同。 14. 如條項13或14所定義之方法，其中對於在不同捕捉條件下進行之該等測量，該或每一陣列內之部位之該選定子集係不同的。 15. 如條項1至14中任一項所定義之方法，其中在步驟(b)中測量之該屬性為不對稱性。 16. 如條項15所定義之方法，其中藉由測量該特徵陣列中之該等選定部位之一繞射光譜的不對稱性來測量該不對稱性。 17. 如條項1至15中任一項所定義之方法，其中在該或每一特徵陣列內，該等特徵之一最小尺寸接近但不小於在步驟(a)中所收納之該基板上之該聚焦度量衡圖案之該印刷的一解析度極限。 18. 如條項1至17中任一項所定義之方法，其中使用具有比該等特徵之該最小尺寸長得多的一波長之輻射來執行步驟(b)中之該測量。 19. 如條項1至18中任一項所定義之方法，其中步驟(a)進一步包含使用一微影設備將該聚焦度量衡圖案印刷於該基板上，作為一初步步驟。 20. 如條項19所定義之方法，其中該聚焦度量衡圖案連同一或多個裝置圖案被印刷於該基板上。 21. 一種用於一微影設備中之圖案化裝置，該圖案化裝置包含界定一或多個裝置圖案之部分及界定一或多個度量衡圖案之部分，該等度量衡圖案包括至少一個聚焦度量衡圖案，該聚焦度量衡圖案包含至少一第一特徵陣列，其中該陣列內之任何部位處之該等特徵界定至少在一第一週期性方向上重複之一圖案，且該重複圖案之至少一個幾何參數遍及該陣列在不同部位之間變化，藉此可藉由使用橫越該陣列之該等部位之一選定子集測量該經印刷聚焦度量衡圖案之一屬性來執行使用具有不同幾何參數之重複圖案進行之聚焦性能之測量。 22. 如條項21所定義之圖案化裝置，其中該重複圖案之至少一第一幾何參數橫越該陣列之至少一第一區漸進地變化。 23. 如條項21或22所定義之圖案化裝置，其中該重複圖案之至少一第一幾何參數橫越該陣列之至少一第一區在一第一變化方向上逐漸地變化，且其中該重複圖案之至少一第二幾何參數橫越該陣列在不同部位之間變化。 24. 如條項23所定義之圖案化裝置，其中該重複圖案之該第二幾何參數橫越該陣列在正交於該第一變化方向的一第二變化方向上變化。 25. 如條項21至24中任一項所定義之圖案化裝置，其中該聚焦度量衡圖案進一步包含至少一第二特徵陣列，該第二陣列中之特徵之一重複圖案與該第一陣列中之該重複圖案大體上相同，但在該第一週期性方向上成鏡像。 26. 如條項21至25中任一項所定義之圖案化裝置，其中該聚焦度量衡圖案進一步包含至少一第三特徵陣列，該第三陣列中之特徵之一重複圖案在形式上與該第一陣列中之該重複圖案不同，或在形式上相似但涵蓋由該重複圖案之幾何參數定義之一目標空間中的不同部位。 27. 如條項26所定義之圖案化裝置，其中該聚焦度量衡圖案進一步包含至少一第四特徵陣列，該第四陣列之重複圖案與該第三陣列中之該重複圖案大體上相同，但在該第一週期性方向上成鏡像。 28. 如條項21至27中任一項所定義之圖案化裝置，其中橫越該第一陣列變化及/或在該第一陣列與一個或多個其他陣列之間不同的該或該等幾何參數包括以下各者中之一或多者：該重複圖案在該第一週期性方向上之節距；該重複圖案在正交於該第一週期性方向之一第二方向上之節距；該重複圖案內之一特徵之寬度之一尺寸；該重複圖案中之特徵之間的一間距。 29. 如條項21至28中任一項所定義之圖案化裝置，其中該或每一陣列中之該重複圖案在第一週期性方向之該第一方向上具有不對稱性。 30. 一種如條項21至28中任一項所定義的兩個或多於兩個圖案化裝置之組合，裝置圖案在該集合之該等圖案化裝置之間係不同的，該聚焦度量衡圖案在該等不同圖案化裝置之間係相同的。 31. 一種判定用於控制一微影設備之一度量衡配方之方法，該方法包含： (a)接收複數個聚焦度量衡圖案之一屬性之測量，該聚焦度量衡圖案已藉由一微影設備在一或多個基板上以經程式化聚焦偏移印刷多次，該經印刷聚焦度量衡圖案包括至少一第一特徵陣列，其中該陣列內之任何部位處之該等特徵界定至少在一第一週期性方向上重複之一圖案，且該重複圖案之至少一個幾何參數遍及該陣列在不同部位之間變化，已在橫越每一經印刷聚焦度量衡圖案之該陣列之多個部位處進行該屬性之該等測量；及 (b)基於在該多個部位處所測量之該屬性及基於在印刷每一聚焦度量衡圖案時所應用之該等聚焦偏移之知識，判定橫越該陣列測量之該等部位之一最佳子集，及儲存識別該選定子集之資訊以作為一度量衡配方之部分，以用於經歷相似處理的後續基板上之聚焦性能之測量。 32. 如條項31所定義之方法，其中該等所接收之測量包括在不同捕捉條件下該或每一特徵陣列之該屬性之測量，且在步驟(b)中，基於該多個部位處所測量之該屬性及基於該多個捕捉條件之知識，及基於在印刷每一聚焦度量衡圖案時所應用之該等聚焦偏移之知識，判定捕捉條件及橫越該陣列所測量之部位之子集的一或多個最佳組合，且儲存識別該等選定組合之資訊作為一度量衡配方之部分，以用於經歷相似處理的後續基板上之聚焦性能之測量。 33. 如條項32所定義之方法，其中該等不同捕捉條件在照明波長及/或偏振方面不同。 34. 如條項32或33所定義之方法，其中該度量衡配方定義在不同捕捉條件下及使用部位之不同選定子集進行之測量的一組合，以用以導出聚焦性能之測量。 35. 如條項32或33所定義之方法，其中該度量衡配方定義該或每一陣列內之部位之不同子集以用於在不同捕捉條件下進行測量。 36. 如條項31至35中任一項所定義之方法，其中步驟(a)進一步包含收納該一或多個基板且對該複數個聚焦度量衡圖案執行該等測量作為一初步步驟。 37. 如條項36所定義之方法，其中步驟(a)進一步包含使用一微影設備及使用該等程式化聚焦偏移在該一或多個基板上印刷該等聚焦度量衡圖案作為一初步步驟。 38. 如條項31至37中任一項所定義之方法，其中針對一另外圖案化裝置重複該等步驟(a)及(b)，該另外圖案化裝置界定不同裝置圖案及相同聚焦度量衡圖案。 39. 一種用於測量一微影製程之聚焦性能之度量衡設備，該度量衡設備可操作以執行如條項1至20中任一項之方法之步驟(a)及(b)。 40. 一種用於判定一度量衡配方之設備，該度量衡設備可操作以執行如條項31至38中任一項之方法之步驟(a)及(b)。 41. 一種微影系統，其包含： 一微影設備，該微影設備包含： 一照明光學系統，其經配置以照明一圖案化裝置； 一投影光學系統，其經配置以將該圖案化裝置之一影像投影至一基板上；及 一如條項39之度量衡設備， 其中該微影設備經配置以在將圖案施加至其他基板時使用由該度量衡設備導出的聚焦性能之測量。 42. 一種電腦程式產品，其包含在經執行於合適之處理器控制設備上時致使該處理器控制設備執行如條項1至20中任一項之方法之步驟(b)及/或(c)的處理器可讀指令。 43. 一種電腦程式，其包含在經執行於合適的處理器控制設備上時致使該處理器控制設備執行如條項31至38中任一項之方法之步驟(a)及/或(b)的處理器可讀指令。 44. 一種製造裝置之方法，其中使用一微影製程將一裝置圖案施加至一系列基板，該方法包括： -  使用如條項1至20中任一項之方法以測量該微影製程之聚焦性能，及 -  根據該經測量聚焦性能針對稍後基板而控制該微影製程。

本文中所使用之術語「輻射」及「光束」涵蓋所有類型之電磁輻射，包括紫外線(UV)輻射(例如，具有為或為約365奈米、355奈米、248奈米、193奈米、157奈米或126奈米之波長)及極紫外線(EUV)輻射(例如，具有在5奈米至20奈米之範圍內之波長)，以及粒子束(諸如，離子束或電子束)。

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

本發明之廣度及範疇不應受上述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 0(13N):零階射線 0(13S):零階射線 +1:一階射線/繞射射線 -1:一階射線/繞射射線 11:輻射源 12:照明系統 13:孔徑裝置 13N:孔徑 13S:孔徑 15:部分反射表面 16:顯微鏡物鏡/透鏡 19:光瞳影像感測器 20:成像光學系統 21:孔徑光闌 21a:離軸孔徑 21b:離軸稜鏡 23:感測器 30a:照明射線 30b:射線 100:微影設備 400:重複圖案 402:重複單元 422:第一特徵 424:第二特徵 426:子特徵 428:主體 700:步驟 710:步驟 720:步驟 730:步驟 740:步驟 750:步驟 760:步驟 770:步驟 800:第一特徵陣列 900:步驟 910:步驟 920:步驟 930:步驟 940:步驟 950:步驟 960:步驟 970:步驟 1000:第一步驟 1002:預選階段 1004:最佳化階段 1010:步驟 1012:分析步驟 1014:步驟 1020:測量步驟 1022:步驟 1024:步驟 1200:步驟 1210:步驟 1220:步驟 1230:步驟 1240:步驟 1250:步驟 1260:步驟 1270:步驟 1300:步驟 1310:步驟 1320:步驟 1330:步驟 1340:步驟 1350:步驟 1360:步驟 1370:步驟 1400:漸進聚焦度量衡目標 1722:特徵 1724:特徵 B:輻射光束 BK:烘烤板 C:目標部分 CH:冷卻板 CP:收集路徑 DE:顯影器 D1:間距 D2:間距 d:間距 FEM:焦點能量矩陣 I:入射角/照明射線 IL:照明系統/照明器 I/O1:輸入/輸出埠 I/O2:輸入/輸出埠 IP:照明路徑 LA:微影設備 LACU:微影控制單元 LB:裝載匣 LC:微影製造單元 L1:最小尺寸 L2:最小尺寸 M1:光罩對準標記 M2:光罩對準標記 MA:圖案化裝置 MET:度量衡系統 MT:支撐結構 O:光軸 P:週期 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 PS1:位置感測器 PS2:位置感測器 PU:影像處理器及控制器 PW:第二定位器 Pa:週期 Pb:週期 Px:第一尺寸/主節距/節距參數 Py:第二尺寸/橫向節距 RO:基板處置器或機器人 ROI:所關注區 ROIM:部位之選定子集 ROIN:部位之選定子集 S:輻射光點 S':輻射光點S之區域 SC:旋塗器 SCS:監督控制系統 SO:源模組 S1:位置 S2:位置 T:目標光柵結構/複合聚焦度量衡目標/度量衡目標光柵 T':目標影像/影像區域 TCU:塗佈顯影系統控制單元 TM:聚焦度量衡圖案/第二特徵陣列 TMa:聚焦度量衡圖案 TMa':影像 TMb:聚焦度量衡圖案 TMb':影像 TN:聚焦度量衡圖案/第一特徵陣列 TNa:聚焦度量衡圖案 TNa':影像 TNb:聚焦度量衡圖案 TNb':影像 W:基板 WT:基板台 w1:距離/尺寸 w2:尺寸 w3:長度/尺寸

現在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，對應元件符號指示對應部件，且在該等圖式中： 圖1描繪具有(在此實例中)反射圖案化裝置之微影設備； 圖2描繪微影設備及度量衡設備可用以執行根據本發明之方法的微影製造單元或叢集； 圖3之(a)及(b)示意性地說明經調適以執行角度解析散射測量及暗場成像檢測方法之檢測設備； 圖4說明形成實例聚焦度量衡圖案之特徵陣列中的重複圖案之部分，且展示在實例(a)與(b)之間重複圖案之幾何參數之變化，該設計為在本申請案之優先權日期未公佈的以上提及之國際專利申請案PCT/EP2018/063959中所描述的實例中之一者； 圖5展示複合聚焦度量衡目標之形成，該複合聚焦度量衡目標包含基於圖4中所展示之重複圖案之變化的四個特徵陣列，且包括陣列之鏡像對； 圖6示意性地展示使用圖3之設備獲得的圖5之目標之聚焦度量衡圖案之暗場影像； 圖7為根據以上提及之PCT/EP2018/063959之一實施例的監視聚焦之方法的流程圖； 圖8展示(a)根據本發明之第一實施例的聚焦度量衡目標，其包含包括重複圖案中之幾何參數之二維變化的單一特徵陣列，及(b)使用圖3之設備獲得的圖5之目標之聚焦度量衡圖案的暗場影像； 圖9為根據本發明之一實施例的監視聚焦之方法的流程圖； 圖10展示在本發明之一實施例中之獲得聚焦度量衡配方之方法； 圖11展示根據本發明之另一實施例的聚焦度量衡目標，其包含包括重複圖案中之幾何參數之二維變化的兩個特徵陣列； 圖12為根據本發明之另一實施例的使用多個目標來監視聚焦之方法的流程圖； 圖13為根據本發明之另一實施例的使用多個影像捕捉條件來監視聚焦之方法的流程圖； 圖14展示根據本發明之另一實施例的包含三個幾何參數之二維變化之另一實例聚焦度量衡目標； 圖15示意性地展示用於具有節距及CD參數之二維變化的聚焦度量衡目標之特徵陣列之另一實例； 圖16展示用於本發明之實施例中之另外四個實例聚焦度量衡圖案(a)至(d)的示意性細節； 圖17展示用於本發明之另外實施例中的兩個實例聚焦度量衡圖案(a)及(b)之示意性細節。

800:第一特徵陣列

ROI:所關注區

S:輻射光點

S':輻射光點S之區域

T:目標光柵結構/複合聚焦度量衡目標/度量衡目標光柵

T':目標影像/影像區域

W:基板

w1:距離/尺寸

w3:長度/尺寸

Claims (15)

1. 一種測量一微影設備之聚焦性能之方法，該方法包含： (a)收納一聚焦度量衡圖案已經印刷至之一基板，該經印刷聚焦度量衡圖案包括至少一第一特徵陣列，其中該陣列內之任何部位處之該等特徵界定至少在一第一週期性方向上重複之一圖案，且該重複圖案之至少一個幾何參數遍及該陣列在不同部位之間變化； (b)測量至少橫越該陣列之該等部位之一選定子集處的該經印刷聚焦度量衡圖案之一屬性；及 (c)自在橫越該陣列所測量之該等部位之該選定子集處所測量的該屬性導出聚焦性能之一測量，藉此聚焦性能之該測量所基於之該重複圖案具有部分地藉由選擇該陣列內之部位之該子集予以判定之幾何參數。
2. 如請求項1之方法，其中在該導出步驟(c)中應用該選擇部位之該子集，而在該測量步驟(b)中，在橫越該陣列之大體上所有部位處測量該屬性。
3. 如請求項1或2之方法，其中步驟(b)包含捕捉該陣列之至少一個暗場影像，該暗場影像內之每一部位對應於該陣列內之一部位。
4. 如請求項1或2之方法，其中該重複圖案之至少一第一幾何參數橫越該陣列之至少一第一區漸進地變化。
5. 如請求項1或2之方法，其中該重複圖案之至少一第一幾何參數橫越該陣列之至少一第一區在一第一變化方向上逐漸地變化，且其中該重複圖案之至少一第二幾何參數橫越該陣列在不同部位之間變化。
6. 如請求項5之方法，其中該重複圖案之該第二幾何參數橫越該陣列在正交於該第一變化方向的一第二變化方向上變化。
7. 如請求項1或2之方法，其中該聚焦度量衡圖案進一步包含至少一第二特徵陣列，其中該第二陣列中之特徵之一重複圖案與該第一陣列中之該重複圖案大體上相同，但其中該第二陣列中之某些特徵具有在該第一週期性方向上的與該第一陣列中之對應特徵之一不對稱性相反的一不對稱性，且其中在步驟(c)中自橫越該第一陣列及該第二陣列中的一者或兩者所測量之該等部位之對應子集處所測量的該屬性導出聚焦性能之該測量。
8. 如請求項7之方法，其中步驟(b)包含捕捉每一特徵陣列之至少一個暗場影像，該暗場影像內之每一部位對應於該對應特徵陣列內之一部位，且在步驟(c)中，組合來自兩個或多於兩個特徵陣列之暗場影像之測量以導出聚焦性能之該測量。
9. 如請求項1或2之方法，其中橫越該第一陣列變化及/或在該第一陣列與一個或多個其他陣列之間不同的該或該等幾何參數包括以下各者中之一或多者：該重複圖案在該第一週期性方向上之節距；該重複圖案在正交於該第一週期性方向之一第二方向上之節距；該重複圖案內之一特徵之寬度之一尺寸；該重複圖案中之特徵之間的一間距。
10. 一種用於一微影設備中之圖案化裝置，該圖案化裝置包含界定一或多個裝置圖案之部分及界定一或多個度量衡圖案之部分，該等度量衡圖案包括至少一個聚焦度量衡圖案，該聚焦度量衡圖案包含至少一第一特徵陣列，其中該陣列內之任何部位處之該等特徵界定至少在一第一週期性方向上重複之一圖案，且該重複圖案之至少一個幾何參數遍及該陣列在不同部位之間變化，藉此可藉由使用橫越該陣列之該等部位之一選定子集測量該經印刷聚焦度量衡圖案之一屬性來執行使用具有不同幾何參數之重複圖案進行之聚焦性能之測量。
11. 一種判定用於控制一微影設備之一度量衡配方之方法，該方法包含： (a)接收複數個聚焦度量衡圖案之一屬性之測量，該聚焦度量衡圖案已藉由一微影設備在一或多個基板上以經程式化聚焦偏移印刷多次，該經印刷聚焦度量衡圖案包括至少一第一特徵陣列，其中該陣列內之任何部位處之該等特徵界定至少在一第一週期性方向上重複之一圖案，且該重複圖案之至少一個幾何參數遍及該陣列在不同部位之間變化，已在橫越每一經印刷聚焦度量衡圖案之該陣列之多個部位處進行該屬性之該等測量；及 (b)基於在該多個部位處所測量之該屬性及基於在印刷每一聚焦度量衡圖案時所應用之該等聚焦偏移之知識，判定橫越該陣列測量之該等部位之一最佳子集，及儲存識別該選定子集之資訊以作為一度量衡配方之部分，以用於經歷相似處理的後續基板上之聚焦性能之測量。
12. 一種用於測量一微影製程之聚焦性能之度量衡設備，該度量衡設備可操作以執行如請求項1至9中任一項之方法之步驟(a)及(b)。
13. 一種微影系統，其包含： 一微影設備，該微影設備包含： 一照明光學系統，其經配置以照明一圖案化裝置； 一投影光學系統，其經配置以將該圖案化裝置之一影像投影至一基板上；及 一如請求項12之度量衡設備， 其中該微影設備經配置以在將圖案施加至其他基板時使用由該度量衡設備導出的聚焦性能之測量。
14. 一種電腦程式產品，其包含在經執行於合適之處理器控制設備上時致使該處理器控制設備執行如請求項1至9中任一項之方法之步驟(b)及/或(c)的處理器可讀指令。
15. 一種製造裝置之方法，其中使用一微影製程將一裝置圖案施加至一系列基板，該方法包括： 使用如請求項1至9中任一項之方法以測量該微影製程之聚焦性能，及 根據該經測量聚焦性能針對稍後基板而控制該微影製程。

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