TW202115504A - 在度量衡目標中的改進 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種用於將產品結構圖案化至一基板上之圖案化器件及一種使用此圖案化器件經圖案化之一相關聯基板。該圖案化器件包含目標圖案化元件，該目標圖案化元件用於圖案化可推斷一所關注參數之至少一個目標。該等目標圖案化元件及產品圖案化元件用於圖案化該等產品結構。該等目標圖案化元件及產品圖案化元件經組態使得該至少一個目標具有相對於該基板上之該等產品結構既不平行亦不垂直之至少一個邊界。

Description

在度量衡目標中的改進
本發明係關於積體電路之製造中之度量衡應用。
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(例如遮罩)處之圖案(通常亦稱作「設計佈局」或「設計」)投影至設置於基板(例如晶圓)上的輻射敏感材料(抗蝕劑)層上。
為了將圖案投影至基板上，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的最小大小。當前使用之典型波長為365 nm (i線)、248 nm、193 nm及13.5 nm。相比於使用例如具有193 nm之波長之輻射的微影裝置，使用具有介於4至20 nm之範圍內之波長(例如6.7 nm或13.5 nm)的極紫外線(EUV)輻射之微影裝置可用於在基板上形成較小特徵。
低k1 微影可用於處理尺寸小於微影裝置之經典解析度極限的特徵。在此程序中，可將解析度方程式表達為CD = k1 ×λ/NA，其中λ為所採用輻射之波長，NA為微影裝置中之投影光學器件的數值孔徑，CD為「臨界尺寸」(通常為經印刷之最小特徵大小，但在此情況下為半間距)且k1 為經驗解析度因子。一般而言，k1 愈小，則變得愈難以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實現特定電功能性及效能的圖案。為了克服此等困難，可將複雜微調步驟應用於微影投影裝置及/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、相移圖案化器件的使用、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，有時亦稱作「光學及程序校正」)，或通常定義為「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於改進在低k1下之圖案的再生。
度量衡工具例如作為用於在曝光之前對基板進行恰當定位之對準工具及用於在程序控制中檢測/量測經曝光及/或經蝕刻之產品的基於散射量測之工具用於IC製造程序之多個態樣中，例如以量測疊對。
例如在量測疊對時，相鄰產品結構之存在之影響可能影響此類度量衡工具。應期望緩解此問題。
在本發明之一第一態樣中，提供一種用於將產品結構圖案化至一基板上的圖案化器件，該圖案化器件包含：目標圖案化元件，其用於圖案化可推斷一所關注參數之至少一個目標；及產品圖案化元件，其用於圖案化該等產品結構；其中該等目標圖案化元件及產品圖案化元件經組態使得該至少一個目標具有相對於該基板上的該等產品結構既不平行亦不垂直之至少一個邊界。
在本發明之一第二態樣中，提供一種用於將產品結構圖案化至一基板上的圖案化器件，該圖案化器件包含：目標圖案化元件，其用於圖案化可推斷一所關注參數之至少一個目標，該等目標圖案化元件經組態以形成一子分段目標；及產品圖案化元件，其用於圖案化該等產品結構；其中該等目標圖案化元件及產品圖案化元件經組態使得該子分段目標之子分段的一週期性方向相對於該基板上之該等產品結構既不平行亦不垂直。
在本發明之一第三態樣中，提供一種基板，其包含：產品結構，其可操作以形成一功能積體電路或其部分；及一目標，其用於量測，自該目標可推斷一所關注參數，其中該目標具有相對於該等產品結構既不平行亦不垂直的至少一個邊界。
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，包括紫外輻射(例如具有365、248、193、157或126 nm之波長)及EUV (極紫外輻射，例如具有在約5至100 nm之範圍內的波長)。
如本文中所採用之術語「倍縮光罩」、「遮罩」或「圖案化器件」可廣泛地解釋為係指可用於向入射輻射光束賦予經圖案化橫截面之通用圖案化器件，該經圖案化橫截面對應於待在基板之目標部分中產生的圖案。術語「光閥」亦可在此上下文中使用。除經典遮罩(透射或反射、二元、相移、混合等)以外，其他此類圖案化器件之實例包括可程式化鏡面陣列及可程式化LCD陣列。
圖1示意性地描繪微影裝置LA。微影裝置LA包括：照明系統(亦稱作照明器) 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)；遮罩支撐件(例如，遮罩台) MT，其經建構以支撐圖案化器件(例如，遮罩) 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MA之第一定位器PM；基板支撐件(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支撐件之第二定位器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的圖案投影至基板W之目標部分C (例如，包含一或多個晶粒)上。
在操作中，照明系統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、塑形及/或控制輻射之各種類型之光學組件，諸如折射、反射、磁性、電磁、靜電及/或其他類型之光學組件，或其任何組合。照明器IL可用於調節輻射光束B，以在圖案化器件MA之平面處在該輻射光束B的橫截面中具有期望空間及角強度分佈。
本文中所使用之術語「投影系統」PS應廣泛地解釋為涵蓋適於所使用之曝光輻射及/或適於諸如浸潤液體之使用或真空之使用的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/或靜電光學系統，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可為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PS與基板W之間的空間(此亦稱作浸潤微影)之類型。在以引用之方式併入本文中之US6952253中給出關於浸潤技術的更多資訊。
微影裝置LA亦可屬於具有兩個或更多個基板支撐件WT (亦稱作「雙載物台」)之類型。在此「多載物台」機器中，可並行地使用基板支撐件WT，且/或可對位於基板支撐件WT中之一者上的基板W執行製備基板W之後續曝光的步驟，同時將另一基板支撐件WT上之另一基板W用於在另一基板W上曝光圖案。
除基板支撐件WT以外，微影裝置LA亦可包含量測載物台。量測載物台經配置以固持感測器及/或清潔器件。感測器可經配置以量測投影系統PS之屬性或輻射光束B之屬性。量測載物台可固持多個感測器。清潔器件可經配置以清潔微影裝置之部分，例如投影系統PS之一部分或提供浸潤液體的系統之一部分。量測載物台可在基板支撐件WT遠離投影系統PS時在投影系統PS下方移動。
在操作中，輻射光束B入射於固持於遮罩支撐件MT上之圖案化器件(例如遮罩) MA上，且由存在於圖案化器件MA上之圖案(設計佈局)進行圖案化。在已橫穿遮罩MA的情況下，輻射光束B穿過投影系統PS，該投影系統PS將光束聚焦至基板W之目標部分C上。藉助於第二定位器PW及位置量測系統IF，可準確地移動基板支撐件WT，例如以便在聚焦且對準之位置處在輻射光束B之路徑中定位不同目標部分C。類似地，第一定位器PM及可能的另一位置感測器(其未在圖1中明確地描繪出)可用於相對於輻射光束B之路徑來準確地定位圖案化器件MA。可使用遮罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化器件MA與基板W。儘管如所說明之基板對準標記P1、P2佔據專用目標部分，但該等基板對準標記P1、P2可位於目標部分之間的空間中。在基板對準標記P1、P2位於目標部分C之間時，此等基板對準標記P1、P2稱作切割道對準標記。
如圖2中所展示，微影裝置LA可形成微影製造單元LC (有時亦稱作微影單元(lithocell)或(微影)叢集((litho)cluster))之部分，該微影製造單元LC通常亦包括用以對基板W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、例如用於調節基板W的溫度(例如用於調節抗蝕劑層中之溶劑)的冷卻板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，在不同程序裝置之間移動基板W且將基板W遞送至微影裝置LA之裝載匣LB。微影單元中通常亦統稱作塗佈顯影系統之器件通常處於塗佈顯影系統控制單元TCU之控制下，該塗佈顯影系統控制單元TCU自身可由監督控制系統SCS控制，該監督控制系統SCS亦可例如經由微影控制單元LACU控制微影裝置LA。
為了正確且一致地曝光由微影裝置LA曝光之基板W，需要檢測基板以量測經圖案化結構之屬性，諸如後續層之間的疊對誤差、線厚度、臨界尺寸(CD)等等。出於此目的，微影單元LC中可包括檢測工具(未展示)。若偵測到誤差，則可例如對後續基板之曝光或對待對基板W執行的其他處理步驟進行調整，尤其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。
亦可稱作度量衡裝置之檢測裝置用於判定基板W之屬性，且特定言之，判定不同基板W的屬性如何變化或與同一基板W之不同層相關聯之屬性在不同層間如何變化。檢測裝置可替代地經建構以識別基板W上之缺陷，且可例如為微影單元LC之部分，或可整合至微影裝置LA中，或可甚至為獨立器件。檢測裝置可量測：潛影(在曝光之後在抗蝕劑層中的影像)上之屬性，或半潛影(在曝光後烘烤步驟PEB之後在抗蝕劑層中的影像)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經移除)上的屬性，或甚至經蝕刻影像(在諸如蝕刻之圖案轉印步驟之後)上的屬性。
通常，微影裝置LA中之圖案化程序為處理中的最重要步驟中之一者，其需要基板W上之結構之尺寸標定及置放的高準確度。為了確保此高準確度，可將三個系統組合於如圖3中示意性地描繪之所謂的「整體」控制環境中。此等系統中之一者為微影裝置LA，其(虛擬地)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程序窗且提供嚴格控制迴路，以確保由微影裝置LA執行之圖案化保持在程序窗內。程序窗定義一系列程序參數(例如劑量、焦點、疊對)，特定製造程序在該一系列程序參數內產生經定義結果(例如功能性半導體器件)，通常，允許微影程序或圖案化程序中之程序參數在該一系列程序參數內變化。
電腦系統CL可使用待經圖案化之設計佈局(之部分)來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遮罩佈局及微影裝置設定實現圖案化程序的最大總體程序窗(在圖3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微影裝置LA之圖案化可能性。電腦系統CL亦可用於偵測微影裝置LA當前正在程序窗內之何處操作(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3中由第二標度SC2中的指向「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3中由第三標度SC3中之多個箭頭描繪)。
在微影程序中，需要頻繁地對所產生結構進行量測，例如用於程序控制及驗證。用以進行此量測之工具通常稱為度量衡工具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程序之參數，量測通常稱作基於光瞳之量測，或藉由在影像平面或與影像平面共軛的平面中具有感測器來量測微影程序之參數，在此情況下量測通常稱作基於影像或場之量測。以全文引用之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的量測技術。前述散射計可使用來自軟x射線及對近IR波長範圍可見之光來量測光柵。
在第一實施例中，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新建構或計算光柵之屬性。此重新建構可例如由模擬經散射輻射與目標配置之數學模型之相互作用且比較模擬結果與量測之彼等結果引起。調整數學模型之參數，直至經模擬相互作用產生與自真實目標觀測到之繞射圖案類似的繞射圖案為止。
在第二實施例中，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經反射或經散射輻射經導向至光譜儀偵測器上，該光譜儀偵測器量測經鏡面反射輻射的光譜(亦即隨波長而變化之強度量測)。根據此資料，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新建構產生偵測到之光譜的目標之結構或輪廓。
在第三實施例中，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每一偏振狀態之經散射輻射來判定微影程序之參數。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的偏振濾光器來發射經偏振光(諸如線性的、圓形的或橢圓的)。適用於度量衡裝置之源亦可提供經偏振輻射。在以全文引用之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。
圖4中描繪度量衡裝置，諸如散射計。其包含將輻射投影至基板W上之寬頻帶(白光)輻射投影儀2。將經反射或經散射輻射傳遞至光譜儀偵測器4，該光譜儀偵測器4量測經鏡面反射輻射之光譜6 (亦即隨波長而變化之強度量測)。根據此資料，可由處理單元PU (例如，藉由嚴密耦合波分析及非線性回歸，或藉由與如圖3之底部處所展示之經模擬光譜庫的比較)來重新建構產生偵測到之光譜之結構或輪廓8。一般而言，對於重新建構，結構之一般形式為吾人所知，且根據用來製造結構之程序的知識來假定一些參數，從而僅留下結構之幾個參數以待根據散射量測資料進行判定。此散射計可經組態為正入射散射計或斜入射散射計。
圖5(a)呈現度量衡裝置及更特定言之暗場散射計之實施例。圖5(b)中更詳細地說明目標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稱為暗場度量衡裝置之類型。度量衡裝置可為獨立器件，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由點線O表示。在此裝置中，由源11 (例如氙氣燈)發射之光由包含透鏡12、14及物鏡16之光學系統經由光束分光器15而導向至基板W上。此等透鏡以4F配置之雙重順序配置。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，且同時允許訪問中間光瞳平面以用於空間頻率濾光。因此，照明角度可經設計或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5(a)及圖3(b)中所說明之射線展示為略微離軸，以純粹地使其能夠在圖中更容易地區分。
由基板W上之目標T繞射之至少0階及+1階由物鏡16收集，且通過光束分光器15經導向回。返回至圖5(a)，藉由指明標註為北(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，標註為+1(N)的+1繞射射線進入物鏡16。相比之下，當使用孔徑板13S來應用第二照射模式時，-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形成第一感測器19 (例如CCD或CMOS感測器)上之目標的繞射光譜(光瞳平面影像)。每一繞射階射中感測器上之一不同點，使得影像處理可對各階進行比較及對比。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/或標準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，該處理器的功能將取決於正執行之量測的特定類型。應注意，在廣泛意義上使用術語『影像』。若僅存在-1階及+1階中之一者，則因而將不形成光柵線之影像。
圖5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，在量測中亦可使用2階光束、3階光束及更高階光束(圖5中未展示)。
為了使量測輻射可適用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，可實施達90°及270°之目標旋轉。圖5(c)及(d)中展示不同孔徑板。上文所提及之先前已公佈申請案中描述此等孔徑板之使用及裝置的眾多其他變化及應用。
圖6(a)描繪根據已知實踐形成於基板上之目標配置或複合目標。此實例中之目標配置包含緊密定位在一起之四個目標(例如光柵) 32至35，使得該等四個目標將皆在由度量衡裝置之度量衡輻射照明光束形成的量測光點31內。四個目標由此皆經同時照明且同時成像於感測器19及23上。在專用於疊對之量測之實例中，目標32至35自身為由在形成於基板W上之半導體器件的不同層中經圖案化之上覆光柵形成的複合光柵。目標32至35可具有以不同方式偏置之疊對偏移，以便促進形成有複合光柵之不同部分的層之間的疊對之量測。將在下文參考圖7來解釋疊對偏置之含義。目標32至35亦可在其定向上不同，如所展示，以便在X及Y方向上繞射入射輻射。在一個實例中，目標32及34為分別具有+d、-d之偏置的X方向光柵。目標33及35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單獨影像。此僅為目標配置之一個實例。目標配置可包含多於或少於4個目標或僅單個目標。
圖6(b)展示在圖5之裝置中使用圖6(a)之目標、使用來自圖5(d)之孔徑板13NW或13SE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無法解析不同個別目標32至35，但影像感測器23可進行此解析。暗矩形表示感測器上之影像場，在該影像場內，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。若目標位於產品區域中，則在此影像場之邊緣中亦可見產品特徵。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目標32至35之單獨影像42至45。以此方式，影像並非必須在感測器框架內之特定部位處極精確地對準，此極大地提高量測裝置整體上之產出量。
一旦已識別目標之單獨影像，即可例如藉由對經識別區域(例如，所關注區ROI)內之選定像素強度值進行平均化或求和來量測彼等個別影像的強度。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。疊對效能為此參數之重要實例。
在度量衡裝置(例如，散射計)之一個實施例中，度量衡裝置適用於藉由量測經反射光譜及/或偵測組態之不對稱性來量測兩個未對準光柵或週期性結構的疊對，該不對稱性與疊對之範圍相關。類似方法可用於量測形成有焦點依賴不對稱性之特定目標上的聚焦。在疊對情況下，可將兩個(通常重疊)光柵結構應用於兩個不同層(未必為連續層)中，且該等兩個光柵結構可實質上形成於晶圓上之相同位置處。散射計可具有如例如在共同擁有之專利申請案EP1,628,164A中所描述之對稱偵測組態，使得可清楚地區分任何不對稱性。此提供用於量測光柵之未對準之直截了當的方式。可在以全文引用之方式併入本文中之PCT專利申請公開案第WO 2011/012624號或美國專利申請案US 20160161863中找到用於在經由週期性結構的不對稱性量測目標時量測含有該等週期性結構之兩個層之間的疊對誤差的其他實例。
針對基於繞射之疊對(DBO)度量衡，僅使用來自由堆疊光柵繞射之輻射的強度資訊來導出疊對。此產生歸因於正量測之堆疊的折射率而高度波長依賴之量測敏感度。通常由搖擺曲線描述的此波長依賴性亦高度取決於產生程序魯棒性挑戰之堆疊的組成及厚度。
產品區域附近、產品區域內或鄰近於產品區域之目標上之疊對量測的問題為光學串擾問題。相鄰(產品)結構與度量衡目標之間的光學串擾可能干擾疊對量測。歸因於複雜場之相干添加，完全空間相干之照明的使用例如可能引入諸如振鈴及斑點之系統性假影。藉助於實例，已在模擬中表明此影響。為了評估對相鄰產品之疊對量測之影響，模擬在除相鄰產品之存在及不存在以外的相同條件下量測同一目標。根據隨ROI之大小而變化(亦即，隨對應於平均化以獲得光柵之強度值的彼光柵之區域之百分比而變化)的經模擬量測來計算疊對誤差(亦即，疊對量測相對於經模擬實際疊對之誤差)。該模擬展示了與在不存在相鄰產品時相比，存在相鄰產品時，存在更大擺動及更大波峰(更大疊對誤差)，此增加之擺動會大多倍。
來自周圍產品之光學串擾為根據周圍特徵的光場之相干的繞射之表現。諸如邊界(例如，相鄰產品之邊界邊緣(其類似於相鄰光柵襯墊或目標起作用))之不連續性特徵可引起特別強的串擾問題。此可藉由考慮眾所周知之現象來理解，該現象即用相干源照明之有限孔徑自其邊界展現出繞射以及來自邊界的繞射條紋與該邊界共形。
圖7為上文所描述之說明此點之模擬的示意性佈局。將相鄰產品P模型化為具有沿x定向之光柵向量的繞射光柵。目標X+d 、X-d 、Y+d 、Y-d 中之每一者及相鄰產品P的豎直邊界展現出與邊界自類似且在x方向(假定x方向照明入射)上擴散之振鈴特徵。此由箭頭表示，該等箭頭說明(x定向之光柵)相鄰產品P在X目標X+d 、X-d 中誘發串擾，但沿y方向之影響不顯著或至少不大明顯。因此，來自X目標X+d 、X-d 之±1階繞射信號將受相鄰產品P影響。
現將描述旨在緩解此特徵之數個目標設計。貫穿本文，術語「目標」將用於描述單個襯墊或區，該單個襯墊或區可形成諸如圖6中所說明之較大目標配置或複合目標之部分，例如，用於量測諸如疊對的所關注參數。目標包含相對於產品結構(例如,其可定義基板或晶粒之x/y座標系統)之(例如主要)方向既不平行亦不垂直(亦即傾斜)的至少一個邊界。在此上下文中，目標之邊界可描述標記目標之範圍的邊緣或包封物，且可包括包含多於一個目標(目標襯墊)之複合目標配置的內部邊界；亦即，內部邊界可為在典型的基於繞射之疊對型目標配置中劃分+d偏置之X方向目標與+d偏置之Y方向目標的邊界中之一或兩者。
在實施例中，目標包含至少一個邊界或相對於基板上之產品結構且更特定言之相鄰產品既不平行亦不垂直(亦即傾斜)的邊界。在另一實施例中，目標可包含與相鄰產品既不平行亦不垂直的至少兩個邊界。相鄰產品之定向係指其邊界的方向及/或包含於相鄰產品內之重複結構的週期性方向中之一或多者。在本發明之上下文中，可用相鄰或鄰近意謂在用於執行量測之度量衡工具的視場內。在其他實施例中，相鄰或鄰近可意謂在60 µm內、在50 µm內、在40 µm內、在30 µm內、在20 µm內或在10 µm內。
至少一個邊界之角度可例如相對於相鄰產品在10度與80度之間、相對於相鄰產品在20度與70度之間或相對於相鄰產品在30度與60度之間。在一些實施例中，至少一個邊界與相鄰產品成45度。光柵定向(光柵向量之定向)可例如以至少一個邊界定向或以常規方式(例如,以產品)定向。
圖8說明三種不同的目標配置設計，每種目標配置設計包含：四個目標；第一方向上之第一對目標X+d 、X-d 、U+d 、U-d ；及第二方向上之第二對目標Y+d 、Y-d 、V+d 、V-d ；一對中的每個目標具有不同偏置(例如，如習知地用於量測兩個方向上的疊對)。在每一情況下，目標配置之目標中之至少一者的傾斜邊界(亦即，相對於基板之產品結構及/或座標系統既不平行亦不垂直的邊界)標記為BO 。
在圖8(a)中，以相對於相鄰產品成45度定向目標配置之邊界(及因此所有四個目標之目標區域)。然而，光柵向量在斜置的目標區域內在x及y方向上以常規方式定向。因而，在基板與產品之座標系統內，每一目標X+d 、X-d 、Y+d 、Y-d 可包含菱形形狀，且更特定言之，可包含45度斜置的正方形(90度菱形)或矩形(目標實際上可為近正方形矩形，與目前通常所使用之以常規方式定向之目標類似)。注意，此等圖8實施例之目標可包含以45度以外之(傾斜)角度斜置的矩形。
圖8(b)展示以與圖8(a)的方式類似之方式經配置且定向之目標邊界及目標區域，但其中目標區域內的光柵向量亦以邊界定向，且使得第一對目標U+d 、U-d 之光柵向量與第二對目標V+d 、V-d 之光柵向量正交。以此方式，光柵以及目標區域及邊界亦定向為45/-45度。注意，此等目標中之每一者將在x及y方向中之兩者上量測疊對信號；下文描述一種用於將捕捉的量測信號轉換為在x及y方向上之疊對的方法。
圖8(c)展示目標U+d 、U-d 、V+d 、V-d 為三角形且擬合在一起使得整個複合目標配置為正方形或矩形形狀的配置。此可幫助在典型的層設計(其通常採取正方形目標配置)中將目標配置容納於為度量衡保留之區域中。另外，此目標配置更區域有效且更緊湊，從而為給定的基板區域(例如，按照可用的實際面積)提供更大襯墊。可用的實際面積之此較理想使用為選擇較佳ROI提供更大機會，且因此可增加疊對量測之魯棒性(此亦適用於下文所描述的圖9及圖10的配置)。
在每種情況下，目標邊界(中之至少一些)的定向使來自目標及來自產品之繞射條紋之間的重疊最小化。以此方式，提出的具有傾斜邊界之佈局實現了藉由使目標產品相互作用最小化來減少串擾的目標。可藉由亦與產品不同地定向光柵角度(光柵向量)來進一步增強此影響。更特定言之，傾斜邊界使影像平面中之重疊最小化，且此外，傾斜光柵使光瞳(傅立葉(Fourier))平面中之重疊最小化。
所說明之目標配置之另一優勢在於，在每種情況下，定位具有平行光柵向量之目標對以使其在場中之繞射訊跡之間的重疊最小化。此使具有平行光柵向量之目標之間的光柵內串擾最小化。舉例而言，在圖8(a)之目標配置之情況下，沿y維度置放兩個x目標(且反之亦然 )。類似地，在圖8(b)、圖8(c)、圖9(a)及圖9(b)以及圖11(a)之目標配置中，包含平行光柵向量之目標對在與目標對之光柵向量軸線正交的方向上未對準，但進行偏移(例如，沒有目標在光柵向量方向上以平行光柵方向直接位於另一目標的前方或直接位於其後方)。更特定言之，在此等實例中之每一者(除了圖9(b)之實例)中，偏移使得在與目標對的光柵向量軸線正交之方向上不存在目標之重疊。諸如使此繞射重疊最小化之目標的置放引起來自目標對之兩個目標之經繞射信號的同相添加(無相對相位)。
理想地，應在與光柵間距之定向對準之照明及偵測角度下量測經旋轉疊對目標。此可在光學器件中解決，此極為困難及/或昂貴。當此保持在本發明之範疇內時，實情為，提出在與光柵相同的角度下旋轉晶圓。
圖9(a)展示概括為間距定向之任意角度之目標配置。在此實例中，將沿新座標系統u 、v 提供疊對結果OVu 、OVv 。此等疊對值OVu 、OVv 在正則座標系統(x,y )中可藉由以下轉換為疊對值OVx 、OVy ：
Figure 02_image001
其中
Figure 02_image003
為相對於x之光柵角度。此處理亦適用於圖8(b)及圖8(c)之實例，其中
Figure 02_image005
。
圖9(b)說明圖9(a)之廣義俯仰角目標配置之變化。在此實例中，每一目標U+d 、U-d 、V+d 、V-d 包含相同形狀及大小，如習知一樣，在中心(而非偏心)具有「孔」或間隙。注意，圖8之目標亦可適用於提供此孔。
圖9之目標配置之一種應用為使光柵向量能夠以斜置的產品結構定向。斜置的產品結構(例如，具有斜置的字元線及/或位元線之記憶體配置)有時用於使產品收縮最佳化。使光柵以產品結構定向將幫助疊對量測且使疊對量測更魯棒。
替代圖9之配置，調適圖8(b)或圖8(c)中之任一者的配置可係較佳的，使得目標邊界保持在45/-45度，但光柵以(斜置的)產品結構定向，其中斜置的產品結構(相對於x/y座標系統)以除45度以外之角度斜置。此具有使目標邊界不以產品結構定向從而引起已論述之串擾抑制之額外的主要益處。在一些此類情況下，僅針對單個方向而非兩個方向量測疊對可為足夠的。因而，諸如圖10中所展示之雙目標配置的雙目標配置可為適當的。此將簡化目標配置佈局且減小彼實際面積。圖10實例使光柵在產品方向上對準(每一目標具有不同偏移)。兩個目標之邊界處之邊界的角度可與光柵呈相同角度，呈45度(如此處所說明)或呈另一角度。
在另一變化中，四目標配置可包含兩個非正交方向(而非上文實例中之兩個正交方向)上之目標。光柵角度可獨立於個別層約束對準。舉例而言，第一目標對可與記憶體(例如DRAM)陣列之位元線對準，且第二目標對與字元線對準。注意，在量測此目標配置時，歸因於非垂直繞射角度而在感測器中存在額外反射之風險。因此，量測具有非正交光柵角度之目標配置時，應考慮波長/間距體系中之限制，以避免某些繞射角度。
與產品結構對準之目標可與經旋轉而未對準產品結構(與產品結構傾斜)之此類目標組合。此目標可用於研究及/或評估串擾對產品結構之影響，且校正此影響。
圖11(a)說明具有對準目標(由與x或y平行之箭頭指示之四個目標)及傾斜目標(由不與x或y平行的箭頭指示之四個目標)的具體實例目標配置。對於此目標配置，應針對每個目標對(例如，方向對)分別計算疊對敏感度(K)。此藉由圖11(b)說明，圖11(b)針對u、v、x及y方向中之每一者說明疊對敏感度Ku 、Kv 、Kx 及Ky 。因為疊對參數中之冗餘資訊，存在兩個額外(強度或不對稱性)校正參數(例如,空間或偏置角度依賴參數)的空間。此特定八邊形配置進一步在區域有效封裝中提供90度旋轉對稱性。
圖12說明目標之另一實施例，該目標包含頂層中之傾斜頂部光柵TG (諸如上文所描述)以及作為下層中的底部光柵BG之篩型傾斜2D光柵(例如，2D對準光柵)。此目標可用作經組合之對準及疊對目標，由此減小實際面積及對準-至-疊對誤差。頂部光柵TG可包含上文所描述之傾斜光柵目標配置中之任一者；且更特定言之，可包含作為所說明之圖8(c)的配置的替代例之圖9(b)的配置(例如，具有中心孔以幫助對準量測)。
在另一實施例中，提出目標，其所有邊界與產品平行抑或垂直(例如，正方形/矩形目標)，光柵與產品平行或垂直，但具有傾斜定向之子分段。目標光柵之子分段有時用以與某些設計規則相符合。舉例而言，子分段可包含例如可能低於用於量測產品類結構之度量衡工具之解析度極限的產品類結構。傾斜定向之子分段亦可與上文所描述之其他目標及目標配置中的任一者組合使用。此配置可有助於總體疊對準確度(例如，更佳地界定線之開始/結束)。
在具有子分段之其他實施例中，目標可包含本文中所描述之目標配置中的任一者，具有一或多個傾斜邊界及視情況選用之傾斜光柵向量，且包含與基板的x/y座標系統及產品結構中之一或兩者對準的子分段。
在一些度量衡工具(當前抑或未來)中，感測器之平行陣列可用於同時量測多個目標，以便增加產出量。圖13(a)說明以習知的晶圓定向(例如，零度)量測之此配置。每一正方形表示目標，且每一圓圈表示用以量測目標之對應感測器。在量測經旋轉至傾斜角度之晶圓(例如，以量測具有上文所描述的傾斜光柵之目標中的任一者)時，顯然，由於感測器陣列不能僅進行相應旋轉，因此此平行量測將帶來問題。然而，圖13(b)說明假設旋轉角度為場大小高度/寬度比率之部分，則仍可用平行感測器陣列(例如，同時使用一半感測器)量測經旋轉晶圓上之目標。
已表明(基於數值模擬)，上述目標使周圍的結構能置放成極為貼近目標，且甚至與目標具有類似間距，且對所得光學串擾之影響仍為魯棒的。舉例而言，圖8(a)中所說明之目標之模擬展示在存在鄰近產品區域時與習知目標相比小得多的疊對誤差。另外，圖8(b)中所說明之目標之模擬額外展示疊對誤差之間的極小差及在存在及不存在鄰近產品區域之情況下經量測時疊對誤差搖擺曲線隨ROI大小而變化。因此，此設計不僅減小歸因於來自產品之串擾的疊對誤差，而且減小光柵內串擾影響，由此使其對附近產品之存在幾乎完全不敏感。
上文所描述之概念延伸至用於形成所描述且所揭示的目標及/或具有在其上經曝光/經印刷之此類目標的基板或晶圓之圖案化器件或倍縮光罩。
作為對光學度量衡方法之替代例，亦已考慮使用軟X射線或EUV輻射，例如在介於0.1 nm與100 nm之間、或視情況介於1 nm與50 nm之間或視情況介於10 nm與20 nm之間的波長範圍內之輻射。度量衡工具在上文所呈現之波長範圍中之一者中起作用的一個實例為透射小角度X射線散射(如內容以全文引用之方式併入本文中的US 2007224518A中之T-SAXS)。Lemaillet等人在「Intercomparison between optical and X-ray scatterometry measurements of FinFET structures」Proc. of SPIE，2013年，8681中論述使用T-SAXS之輪廓(CD)量測。已知在掠入射下使用X射線(GI-XRS)及極紫外線(EUV)輻射之反射量測術技術以用於量測基板上之膜及層堆疊的屬性。在一般反射量測術領域內，可應用測角及/或光譜技術。在測角術中，量測具有不同入射角之經反射光束之變化。另一方面，光譜反射量測術(使用寬頻帶輻射)量測在給定角度下反射之波長之光譜。舉例而言，EUV反射量測術已在供用於EUV微影中之倍縮光罩(圖案化器件)的製造之前用於遮罩坯料(mask blank)的檢測。
有可能，應用之範圍使軟X射線或EUV域中之波長的使用不足夠。因此，已公開的專利申請案US 20130304424A1及US2014019097A1 (Bakeman等人/KLA)描述混合度量衡技術，其中將使用x射線進行之量測及運用在120 nm與2000 nm的範圍內之波長的光學量測組合在一起以獲得諸如CD之參數的量測。藉由經由一或多個共同部分將x射線數學模型及光學數學模型耦合來獲得CD量測。所引用之美國專利申請案的內容以全文引用之方式併入本文中。
圖14描繪度量衡裝置302之示意性表示，其中波長範圍在0.1 nm至100 nm之輻射可用於量測基板上的結構之參數。圖4中呈現之度量衡裝置302適用於軟X射線或EUV域。
圖14說明純粹藉助於實例的包含使用掠入射中之EUV及/或SXR輻射之光譜散射計的度量衡裝置302之示意性實體配置。檢測裝置之替代形式可以角度解析散射計之形式提供，該角度解析散射計類似於在較長波長下操作的習知散射計而使用正入射或接近正入射中之輻射。
檢測裝置302包含輻射源310、照明系統312、基板支撐件316、偵測系統318、398及度量衡處理單元(MPU) 320。
在此實例中,源310包含基於高階諧波產生(HHG)技術之EUV或軟x射線輻射之產生器。此類源可購自例如美國科羅拉多州博爾德市(Boulder Colorado)之KMLabs (http://www.kmlabs.com/)。輻射源之主組件為驅動雷射器330及HHG氣胞332。氣體供應件334將合適氣體供應至氣胞，在該氣胞中，該合適氣體視情況由電源336離子化。驅動雷射器300可為例如具有光學放大器之基於光纖的雷射器，其產生每脈衝可持續例如小於1 ns (1奈秒)之紅外線輻射的脈衝，其中脈衝重複率視需要達至若干百萬赫茲。紅外線輻射之波長可為例如大約1 μm(1微米)。雷射脈衝作為第一輻射光束340經遞送至HHG氣胞332，其中在氣體中，輻射之一部分轉換至比第一輻射高的頻率，從而轉換為包括一或多個所要波長之相干第二輻射之光束342。
第二輻射可含有多個波長。若輻射為單色的，則可簡化量測計算(例如重新建構)，但在運用HHG的情況下較易於產生具有若干波長之輻射。氣胞332內之氣體體積界定HHG空間，但該空間無需被完全圍封且可使用氣流代替靜態體積。氣體可例如為惰性氣體，諸如氖氣(Ne)或氬氣(Ar)。N2 、O2 、He、Ar、Kr、Xe氣體皆可被考慮。此等情形為設計選擇的問題，且甚至可為同一裝置內之可選擇選項。不同波長將例如在使不同材料之結構成像時提供不同對比度位準。舉例而言，為了檢測金屬結構或矽結構，可將不同波長選擇為用於使(碳基)抗蝕劑之特徵成像或用於偵測此類不同材料之污染的波長。可提供一或多個濾光器件344。舉例而言，諸如鋁(Al)薄隔膜之濾光器可用以切斷基諧IR輻射以免進一步傳遞至檢測裝置中。可提供光柵(未展示)以自氣胞中產生之波長當中選擇一或多個特定諧波波長。在真空環境內可含有光束路徑中之一些或全部，應記住，SXR輻射在空氣中行進時會被吸收。輻射源310及照明光學器件312之各種組件可為可調整的，以在同一裝置內實施不同度量衡『配方』。舉例而言，可使不同波長及/或偏振為可選擇的。
取決於處於檢測下之結構之材料，不同波長可提供至下部層中之所要穿透位準。為瞭解析最小器件特徵及最小器件特徵當中之缺陷，隨後短波長很可能為較佳的。舉例而言，可選擇介於範圍1至20 nm內或視情況介於範圍1至10 nm內或視情況介於範圍10至20 nm內的一或多個波長。短於5 nm之波長在自半導體製造中通常所關注之材料反射時遭遇極低臨界角。因此，選擇大於5 nm之波長將會在較高入射角下提供較強信號。另一方面，若檢測任務係用於偵測某一材料之存在，例如以偵測污染，則高達50 nm之波長可為有用的。
經濾光光束342自輻射源310進入檢測腔室350，其中包括所關注結構之基板W由基板支撐件316固持以用於在量測位置處進行檢測。所關注結構標記為T。檢測腔室350內之氛圍由真空泵352維持為接近真空，使得EUV輻射可在無不當衰減的情況下穿過該氛圍。照明系統312具有將輻射聚焦至經聚焦光束356中之功能，且可包含例如二維彎曲鏡面或一系列一維彎曲鏡面，如上文所提及之已公開的美國專利申請案US2017/0184981A1 (其內容以全文引用之方式併入本文中)中所描述。執行聚焦以在投影至所關注結構上時實現直徑低於10 μm之圓形或橢圓形光點S。基板支撐件316包含例如X-Y平移載物台及旋轉載物台，藉由X-Y平移載物台及旋轉載物台，可使基板W之任何部分在所要定向上到達光束之焦點。因此，輻射光點S形成於所關注結構上。替代地或另外，基板支撐件316包含例如斜置載物台，該斜置載物台可使基板W以某一角度傾斜以控制所關注結構T上之聚焦光束的入射角。
視情況，照明系統312將參考輻射光束提供至參考偵測器314，該參考偵測器314可經組態以量測經濾光光束342中之不同波長的光譜及/或強度。參考偵測器314可經組態以產生經提供至處理器310之信號315，且濾光器可包含關於經濾光光束342之光譜及/或在經濾光光束中的不同波長之強度的資訊。
反射輻射360由偵測器318捕捉，且光譜提供至處理器320以用於計算目標結構T之屬性。照明系統312及偵測系統318因此形成檢測裝置。此檢測裝置可包含屬於內容以全文引用之方式併入本文中的US2016282282A1中所描述之種類的軟X射線及/或EUV光譜反射計。
若目標T具有某一週期性，則經聚焦光束356之輻射亦可經部分地繞射。繞射輻射397相對於入射角接著相對於反射輻射360以明確界定角度沿著另一路徑。在圖4中，以示意性方式繪製了經繪製繞射輻射397，且繞射輻射397可沿著除經繪製路徑以外之許多其他路徑。檢測裝置302亦可包含偵測繞射輻射397之至少一部分及/或使繞射輻射397之至少一部分成像的其他偵測系統398。在圖4中，繪製單個其他偵測系統398，但檢測裝置302之實施例亦可包含多於一個其他偵測系統398，該等偵測系統398經配置在不同位置處以在複數個繞射方向上偵測繞射輻射397及/或使繞射輻射397成像。換言之，入射於目標T上之經聚焦輻射光束之(較高)繞射階由一或多個其他偵測系統398偵測及/或成像。一或多個偵測系統398產生提供至度量衡處理器320之信號399。信號399可包括繞射光397之資訊及/或可包括自繞射光397獲得之影像。
為了幫助光點S與所要產品結構之對準及聚焦，檢測裝置302亦可提供在度量衡處理器320之控制下使用輔助輻射之輔助光學器件。度量衡處理器320亦可與操作平移載物台、旋轉及/或斜置載物台之位置控制器372通信。處理器320經由感測器接收關於基板之位置及定向的高度準確之回饋。感測器374可包括例如干涉計，其可給出大約皮米之準確度。在檢測裝置302之操作中，由偵測系統318捕捉之光譜資料382經遞送至度量衡處理單元320。
如所提及，檢測裝置之替代形式使用呈正入射或接近正入射之軟X射線及/或EUV輻射，例如以執行基於繞射之不對稱性量測。兩種類型之檢測裝置可設置於混合度量衡系統中。待量測之效能參數可包括疊對(OVL)、臨界尺寸(CD)、相干繞射成像(CDI)及依解析度疊對(ARO)度量衡。軟X射線及/或EUV輻射可例如具有小於100 nm之波長，例如使用介於範圍5至30 nm內、視情況介於範圍10 nm至20 nm內的輻射。輻射在特性上可為窄頻帶或寬頻帶。輻射可在特定波長帶中具有離散峰值或可具有更連續的特性。
如同用於當今生產設施中之光學散射計，檢測裝置302可用以量測在微影單元內處理之抗蝕劑材料內的結構(在顯影檢測或ADI之後)及/或在結構已形成於較硬材料中之後量測該等結構(在蝕刻檢測或AEI之後)。舉例而言，可在基板已由顯影裝置、蝕刻裝置、退火裝置及/或其他裝置處理之後使用檢測裝置302來檢測基板。
特定言之，對於SXR度量衡，考慮到在技術上對小(5×5 µm)目標極難實現低填充過量(0.01%)。對於此工具，應瞭解，經旋轉或傾斜目標之使用(如本文中所揭示，特定言之，在該等目標中，亦相對於產品旋轉目標光柵)使得目標之整個繞射信號相對於產品的中心圍繞光瞳之中心旋轉，從而將來自目標及產品之繞射完全分隔開。此完全消除了填充過量之影響。原則上，任意小角度將實現此目的，但實務上，歸因於有限光束發散(意謂其實際上以錐形而非單個角度繞射)，應使用約5 mrad或更大的角度。以此方式，在偵測器398上經偵測之圖案具有用於相對於周圍產品結構之經旋轉目標的單獨區域。
在包含多個目標之複合目標配置(諸如，包含DBO類量測之多個疊對偏置的目標配置)之另一實施例中，此目標配置可使用多個旋轉(亦即，每一目標包含不同旋轉)而經組合且經量測為一次採集。此消除了量測之間的移動時間及漂移。
對此情形的另一認識為在目標中僅使用單一偏置，且使目標如此小以使得約一半入射量測輻射落在目標上且另一半落在產品結構上。未經偏置之產品結構可用作DBO量測中之DBO對的以不同方式經偏置之目標。
實施(印刷)此類經旋轉/傾斜目標(包括具有經旋轉間距之目標)為簡單的。此等設計並非僅受限於空間相干照明，但可與使用空間不相干照明或部分空間相干照明之工具組合使用。本文中所描述之方法通常可應用於期望光學串擾抑制之任何情況。所提出的方法獨立於聚焦於感測器及成像態樣(例如，光瞳遮蔽、光瞳變跡法等)之現有方法。因而，所提出的方法提供可共同實施以強化其他方法之額外解決方法。簡而言之，其提供『工具套組』中之額外的獨立『工具』以用於減輕光學串擾。
雖然上文原則相對於疊對目標及疊對目標配置描述，但該等原則亦可應用於其他所關注參數；例如聚焦目標以用於推斷用以印刷目標之聚焦設定。此類聚焦目標可包含例如運用聚焦依賴不對稱性印刷之基於繞射之聚焦目標，該聚焦依賴不對稱性可藉由例如圖5之度量衡工具量測。其他應用包括用於量測CD及/或其他所關注尺寸之目標(例如，作為輪廓重新建構之部分)。另一可能應用為基於影像之疊對(IBO)，其中可針對每一層旋轉目標。每一層之目標定向甚至可能不同。
在後續經編號條項中揭示其他實施例： 1.     一種用於將產品結構圖案化至一基板上的圖案化器件，該圖案化器件包含： 目標圖案化元件，其用於圖案化可推斷一所關注參數之至少一個目標，及 產品圖案化元件，其用於圖案化該等產品結構； 其中該等目標圖案化元件及產品圖案化元件經組態使得該至少一個目標具有相對於該基板上之該等產品結構既不平行亦不垂直之至少一個邊界。 2.     如條項1中所定義之圖案化器件，該等目標圖案化元件經組態使得該至少一個邊界相對於該等產品結構在10度與80度之間。 3.     如條項1中所定義之圖案化器件，該等目標圖案化元件經組態使得該至少一個邊界相對於該等產品結構在20度與70度之間。 4.     如任一前述條項中所定義之圖案化器件，該等目標圖案化元件經組態使得該目標包含具有相對於該等產品結構平行抑或垂直之一週期性方向的一週期性結構。 5.     如條項1至3中任一項所定義之圖案化器件，其中該等目標圖案化元件經組態使得該目標包含具有相對於該等產品結構既不平行亦不垂直之一週期性方向的一週期性結構。 6.     如條項5中所定義之圖案化器件，其中該等目標圖案化元件經組態以圖案化至少一對該等目標，每一目標具有一週期性結構，該週期性結構具有相對於該等產品結構既不平行亦不垂直之一互相不同的週期性方向。 7.     如任一前述條項中所定義之圖案化器件，其中該等目標圖案化元件經組態使得該至少一個目標具有其相對於該等產品結構既不平行亦不垂直之所有邊界。 8.     如條項7中所定義之圖案化器件，其中該等目標圖案化元件經組態使得該目標包含一菱形形狀。 9.     如條項8中所定義之圖案化器件，其中該等目標圖案化元件經組態使得該目標包含以既不垂直亦不平行於該等產品結構之一角度定向的一矩形或正方形。 10.   如條項1至6中任一項所定義之圖案化器件，其中該等目標圖案化元件經組態使得該目標包含一三角形形狀。 11.   如條項10中所定義之圖案化器件，其中該等目標圖案化元件經組態以在一矩形或正方形目標配置中圖案化該等目標中之四者。 12.   如任一前述條項中所定義之圖案化器件，其中該等目標圖案化元件經組態以在一目標配置中圖案化兩對該等目標，該目標配置包含用於在一第一量測方向上量測該所關注參數的一第一對及用於在一第二量測方向上量測該所關注參數的一第二對，並且使得該第一對目標未在該第二量測方向上對準，且該第二對目標未在該第一量測方向上對準。 13.   如條項12中所定義之圖案化器件，其中該第一量測方向及該第二量測方向互相垂直。 14.   如任一前述條項中所定義之圖案化器件，其中該等目標圖案化元件經組態使得該至少一個目標具有至少一個邊界，該至少一個邊界相對於由該等產品圖案化元件界定之一產品區域的一邊界及該等產品圖案化元件之一週期性方向中的一或兩者既不平行亦不垂直。 15.   如條項14中所定義之圖案化器件，其中該基板具有由該等產品結構之一主要定向界定之一座標系統；且該等目標圖案化元件經組態使得該至少一個目標具有相對於該基板之座標系統既不平行亦不垂直的該至少一個邊界。 16.   如條項15中所定義之圖案化器件，其中由該等產品圖案化元件界定之一產品區域的該邊界及/或該等產品圖案化元件之該週期性方向皆相對於該基板之座標系統平行抑或垂直。 17.   如條項14至16中任一項所定義之圖案化器件，其中該等產品圖案化元件中之至少一些位於該等目標圖案化元件的局部。 18.   如條項14至16中任一項所定義之圖案化器件，其經組態用於一特定微影系統，該特定微影系統包含一度量衡工具，該度量衡工具具有一經界定之視場；且該等產品圖案化元件中的至少一些位於該圖案化器件上之該等目標圖案化元件的一距離內，使得該目標與該等產品結構之間的該基板上之對應距離在該度量衡工具之該視場內。 19.   如條項17或18所定義之圖案化器件，其中該等產品圖案化元件中的至少一些位於該圖案化器件上之該等目標圖案化元件的一距離內，使得該目標與該等產品結構之間的該對應距離在該基板上彼此相距50 µm內。 20.   如任一前述條項中所定義之圖案化器件，其中該等目標圖案化元件及產品圖案化元件經組態使得該至少一個目標包含具有一第一週期性方向之一週期性結構，該第一週期性方向與該等產品結構的一第一週期性方向平行。 21.   如條項20所定義之圖案化器件，其中該等目標圖案化元件經組態以圖案化僅由一對該等目標組成的一目標配置，每一目標具有該第一週期性方向。 22.   如條項20所定義之圖案化器件，其中該等目標圖案化元件經組態以圖案化一目標配置，該目標配置包含具有該第一週期性方向之一第一對該等目標及具有一第二週期性週期之一第二對該等目標。 23.   如條項22所定義之圖案化器件，其中該等目標圖案化元件經組態使得該第二方向垂直於該第一方向。 24.   如條項22中所定義之圖案化器件，其中該等目標圖案化元件及產品圖案化元件經組態使得該第二方向非垂直於該第一方向且平行於該等產品結構之一第二週期性方向。 25.   如任一前述條項中所定義之圖案化器件，其中該等目標圖案化元件經組態以對該目標進行子分段；且其中該子分段之一週期性方向與該等產品結構既不平行亦不垂直。 26.   如條項1至24中任一項所定義之圖案化器件，其中該等目標圖案化元件經組態以對該目標進行子分段；且其中該子分段之一週期性方向與該等產品結構平行抑或垂直。 27.   一種用於將產品結構圖案化至一基板上的圖案化器件，該圖案化器件包含： 目標圖案化元件，其用於圖案化可推斷一所關注參數之至少一個目標，該等目標圖案化元件經組態以形成一子分段目標；及產品圖案化元件，其用於圖案化該等產品結構； 其中該等目標圖案化元件及產品圖案化元件經組態使得該子分段目標之子分段的一週期性方向相對於該基板上之該等產品結構既不平行亦不垂直。 28.   一對互補圖案化器件，其包含一第一圖案化器件及一第二圖案化器件，其中該對互補圖案化器件中之至少一者包含如任一前述條項之圖案化器件，其中該第一圖案化器件中的該等目標圖案化元件經組態以在一第一層中提供一第一目標，且該第二圖案化器件中之該等目標圖案化元件經組態以在一第二層中提供疊對該第一目標的一第二目標，該第一目標及第二目標一起形成一疊對目標，該所關注參數為疊對。 29.   如條項28中所定義之一對互補圖案化器件，其中該第一圖案化器件及第二圖案化器件各自包含如任一前述條項之互補圖案化器件中的一者。 30.   如條項28中所定義之一對互補圖案化器件，其中該第一圖案化器件包含目標圖案化元件，該等目標圖案化元件經組態使得該第一目標包含一二維光柵，該二維光柵相對於該等產品結構既不平行亦不垂直對準；且其可用於對準之量測。 31.   一種基板，其包含使用如任一前述條項中所定義之圖案化器件或該對圖案化器件形成於一微影程序中之一目標或目標配置。 32.   一種基板，其包含： 產品結構，其可操作以形成一功能積體電路或其部分；及 一目標，其用於量測，自該目標可推斷一所關注參數， 其中該目標具有相對於該等產品結構既不平行亦不垂直之至少一個邊界。
儘管可在本文中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。可能的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上下文中之本發明的實施例，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遮罩檢測裝置、度量衡裝置或量測或處理諸如晶圓(或其他基板)或遮罩(或其他圖案化器件)之物件之任何裝置的部分。此等裝置通常可稱作微影工具。此微影工具可使用真空條件或環境(非真空)條件。
儘管上文可能已經特定地參考在光學微影之上下文中對本發明之實施例的使用，但應瞭解，在上下文允許之情況下，本發明不限於光學微影，且可用於其他應用(例如壓印微影)中。
儘管上文已描述本發明之特定實施例，但將瞭解，可以與如所描述的方式不同之其他方式來實踐本發明。上文描述意欲為說明性，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述之申請專利範圍之範疇的情況下對如所描述之本發明進行修改。
2:輻射投影儀 4:光譜儀偵測器 6:光譜 8:輪廓 11:源 12:透鏡 13:孔徑板 13N:孔徑板 13NW:孔徑板 13S:孔徑板 13SE:孔徑板 14:透鏡 15:光束分光器 16:物鏡 17:光束分光器 18:光學系統 19: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 31:光點 32:目標 33:目標 34:目標 35:目標 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 302:度量衡裝置/檢測裝置 310:輻射源 312:照明系統/照明光學器件 314:參考偵測器 315:信號 316:基板支撐件 318:偵測系統/偵測器 320:度量衡處理單元/處理器 330:驅動雷射器 332:氣胞 334:氣體供應件 336:電源 340:第一輻射光束 342:光束 344:濾光器件 350:檢測腔室 352:真空泵 356:光束 360:反射輻射 372:位置控制器 374:感測器 382:光譜資料 397:繞射輻射/繞射光 398:偵測系統 399:信號 B:輻射光束 BD:光束遞送系統 BG:底部光柵 BK:烘烤板 BO :邊界 C:目標部分 CH:冷卻板 CL:電腦系統 DE:顯影器 I:入射射線 IF:位置量測系統 IL:照明系統/照明器 I/O1:輸入/輸出埠 I/O2:輸入/輸出埠 K:疊對敏感度 Ku :疊對敏感度 Kv :疊對敏感度 Kx :疊對敏感度 Ky :疊對敏感度 LA:微影裝置 LACU:微影控制單元 LB:裝載匣 LC:微影製造單元 M1 :遮罩對準標記 M2 :遮罩對準標記 MA:圖案化器件 MT:遮罩支撐件/度量衡工具/散射計 O:點線 OVu :疊對結果 OVv :疊對結果 P:相鄰產品 P1 :基板對準標記 P2 :基板對準標記 PEB:曝光後烘烤步驟 PM:第一定位器 PS:投影系統 PU:處理單元/處理器/控制器 PW:第二定位器 RO:基板處置器/機器人 ROI:所關注區 S:光點 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 T:目標/結構 TCU:塗佈顯影系統控制單元 TG:頂部光柵 u:方向 U+d :目標 U-d :目標 v:方向 V+d :目標 V-d :目標 W:基板 WT:基板支撐件 X:方向 X+d :目標 X-d :目標 Y:方向 Y+d :目標 Y-d :目標 θ:角度
現將參考隨附示意性圖式僅藉助於實例來描述本發明之實施例，在隨附示意性圖式中： -  圖1描繪微影裝置之示意性概述； -  圖2描繪微影製造單元之示意性概述； -  圖3描繪整體微影之示意性表示，其表示用以最佳化半導體製造的三種關鍵技術之間的合作； -  圖4描繪根據本發明之實施例之可量測目標的用作度量衡器件之散射量測裝置之示意性概述； -  圖5包含：(a)用於使用第一對照明孔徑來量測根據本發明之實施例的目標之暗場散射計的示意圖；(b)針對給定照明方向的目標光柵之繞射光譜的細節；(c)在使用散射計以用於基於繞射之疊對量測時提供其他照明模式的第二對照明孔徑；及(d)組合第一對孔徑及第二對孔徑之第三對照明孔徑； -  圖6描繪(a)多個光柵目標之已知形式及基板上之量測光點的概述；及(b)在圖5之散射計中獲得之目標的影像； -  圖7概念地說明來自周圍產品結構之串擾問題； -  包含圖8(a)至圖8(c)的圖8說明根據本發明之不同實施例之包含目標的三種目標配置； -  包含圖9(a)至圖9(b)的圖9說明根據本發明之實施例之包含目標的兩種一般化目標配置； -  圖10說明根據本發明之實施例的包含用於在單一傾斜方向上量測疊對之目標的目標配置； -  包含圖11(a)至圖11(b)的圖11說明根據本發明之實施例的包含用於在四個方向上量測疊對之目標的目標配置； -  圖12說明根據本發明之實施例的包含用於量測疊對及對準之目標的目標配置； -  圖13說明如在本發明之實施例中提出之用於(a)在習知晶圓定向上及(b)在傾斜晶圓定向上同時量測複數個目標或目標配置的並行量測配置；及 -  圖14描繪根據本發明之實施例的可量測目標之另一度量衡器件的示意性概述。
BO:邊界
U+d:目標
U-d:目標
V+d:目標
V-d:目標
X:方向
X+d:目標
X-d:目標
Y:方向
Y+d:目標
Y-d:目標

Claims (15)

  1. 一種用於將產品結構圖案化至一基板上的圖案化器件，該圖案化器件包含： 目標圖案化元件，其用於圖案化可推斷一所關注參數之至少一個目標，及 產品圖案化元件，其用於圖案化該等產品結構； 其中該等目標圖案化元件及產品圖案化元件經組態使得該至少一個目標具有相對於該基板上之該等產品結構既不平行亦不垂直之至少一個邊界。
  2. 如請求項1之圖案化器件，該等目標圖案化元件經組態使得該至少一個邊界相對於該等產品結構在10度與80度之間。
  3. 如請求項1或2之圖案化器件，該等目標圖案化元件經組態使得該目標包含具有相對於該等產品結構平行抑或垂直之一週期性方向的一週期性結構。
  4. 如請求項1或2之圖案化器件，其中該等目標圖案化元件經組態使得該目標包含具有相對於該等產品結構既不平行亦不垂直之一週期性方向的一週期性結構， 且其中，視情況，該等目標圖案化元件經組態以圖案化至少一對該等目標，每一目標具有一週期性結構，該週期性結構具有相對於該等產品結構既不平行亦不垂直之一互相不同的週期性方向。
  5. 如請求項1或2之圖案化器件，其中該等目標圖案化元件經組態使得該至少一個目標具有其相對於該等產品結構既不平行亦不垂直之所有邊界， 且其中，視情況，該等目標圖案化元件經組態使得該目標包含一菱形形狀。
  6. 如請求項5之圖案化器件，其中該等目標圖案化元件經組態使得該目標包含以既不垂直亦不平行於該等產品結構之一角度定向的一矩形或正方形。
  7. 如請求項1或2之圖案化器件，其中該等目標圖案化元件經組態使得該目標包含一三角形形狀， 且其中，視情況，該等目標圖案化元件經組態以在一矩形或正方形目標配置中圖案化該等目標中之四者。
  8. 如請求項1或2之圖案化器件，其中該等目標圖案化元件經組態以在一目標配置中圖案化兩對該等目標，該目標配置包含用於在一第一量測方向上量測該所關注參數的一第一對及用於在一第二量測方向上量測該所關注參數的一第二對，並且使得該第一對目標未在該第二量測方向上對準，且該第二對目標未在該第一量測方向上對準， 且其中，視情況，該第一量測方向及該第二量測方向互相垂直。
  9. 如請求項1或2之圖案化器件，其中該等目標圖案化元件經組態使得該至少一個目標具有至少一個邊界，該至少一個邊界相對於由該等產品圖案化元件界定之一產品區域的一邊界及該等產品圖案化元件之一週期性方向中的一或兩者既不平行亦不垂直。
  10. 如請求項9之圖案化器件，其中該基板具有由該等產品結構之一主要定向界定之一座標系統；且該等目標圖案化元件經組態使得該至少一個目標具有相對於該基板之座標系統既不平行亦不垂直的該至少一個邊界。
  11. 如請求項9之圖案化器件，其經組態用於一特定微影系統，該特定微影系統包含一度量衡工具，該度量衡工具具有一經界定之視場；且該等產品圖案化元件中之至少一些位於該圖案化器件上之該等目標圖案化元件的一距離內，使得該目標與該等產品結構之間的該基板上之對應距離在該度量衡工具之該視場內。
  12. 一種用於將產品結構圖案化至一基板上的圖案化器件，該圖案化器件包含： 目標圖案化元件，其用於圖案化可推斷一所關注參數之至少一個目標，該等目標圖案化元件經組態以形成一子分段目標；及產品圖案化元件，其用於圖案化該等產品結構； 其中該等目標圖案化元件及產品圖案化元件經組態使得該子分段目標之子分段的一週期性方向相對於該基板上之該等產品結構既不平行亦不垂直。
  13. 一對互補圖案化器件，其包含一第一圖案化器件及一第二圖案化器件，其中該對互補圖案化器件中之至少一者包含如請求項1至12中任一項之圖案化器件，其中該第一圖案化器件中之該等目標圖案化元件經組態以在一第一層中提供一第一目標，且該第二圖案化器件中之該等目標圖案化元件經組態以在一第二層中提供疊對該第一目標的一第二目標，該第一目標及第二目標一起形成一疊對目標，該所關注參數為疊對。
  14. 一種基板，其包含使用如請求項1至13中任一項之圖案化器件或該對圖案化器件形成於一微影程序中之一目標或目標配置。
  15. 一種基板，其包含： 產品結構，其可操作以形成一功能積體電路或其部分；及 一目標，其用於量測，自該目標可推斷一所關注參數， 其中該目標具有相對於該等產品結構既不平行亦不垂直之至少一個邊界。
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