TW202212989A - 用於量測曝光圖案之度量衡方法及相關度量衡設備 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種用於執行一基板上之光阻劑中之一曝光圖案之一量測的方法及一種相關聯度量衡裝置。該方法包含：在該曝光圖案上一特定大小之一量測區域中賦予一量測輻射光束，該特定大小防止或減輕肇因於該量測輻射之光阻劑損壞；捕捉散射輻射，該散射輻射包含在已自該曝光圖案散射之後的該量測輻射；及在至少一個偵測器上偵測該散射輻射。自該散射輻射判定用於一所關注參數之一值。

Description

用於量測曝光圖案之度量衡方法及相關度量衡設備
本發明係關於積體電路之製造中之度量衡應用。
微影設備為經建構以將所要圖案施加至基板上之機器。微影設備可用於例如積體電路(IC)之製造中。微影設備可例如將圖案化裝置(例如遮罩)處之圖案(亦經常被稱作「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，微影設備可使用電磁輻射。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 nm(i線)、248 nm、193 nm及13.5 nm。與使用例如具有193 nm之波長之輻射的微影設備相比，使用具有在4 nm至20 nm之範圍內(例如6.7 nm或13.5 nm)之波長之極紫外線(EUV)輻射的微影設備可用以在基板上形成較小特徵。
低k 1微影可用以處理尺寸小於微影設備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 = k 1×λ/NA，其中λ為所使用輻射之波長、NA為微影設備中之投影光學件之數值孔徑、CD為「關鍵尺寸」(通常為經印刷之最小特徵大小，但在此狀況下為半節距)且k 1為經驗解析度因數。一般而言，k 1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設備及/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、相移圖案化裝置之使用、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，用於控制微影設備之穩定性之嚴格控制迴路可用以改良在低k 1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量測(例如)以用於製程控制及驗證。用於進行此類量測之各種工具為吾人所知，包括常常用以量測關鍵尺寸(CD)之掃描電子顯微鏡，及用以量測疊對(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。
已知散射計之實例常常依賴於專用度量衡目標之供應。舉例而言，方法可需要呈簡單光柵之形式之目標，該光柵足夠大以使得量測光束產生小於該光柵之位點(亦即，該光柵填充不足)。在所謂的重建構方法中，可藉由模擬散射輻射與目標結構之數學模型的相互作用來計算光柵之屬性。調整模型之參數直至經模擬相互作用產生相似於自真實目標所觀測之繞射圖案的繞射圖案為止。
除了藉由重建構進行特徵形狀之量測以外，亦可使用此設備來量測以繞射為基礎之疊對，如公開專利申請案US2006066855A1中所描述。使用繞射階之暗場成像的以繞射為基礎之疊對度量衡實現對較小目標之疊對量測。此等目標可小於照明位點且可由晶圓上之產品結構環繞。諸如例如US2011102753A1及US20120044470A之眾多公開專利申請案中找到暗場成像度量衡之實例。可使用複合光柵目標而在一個影像中量測多個光柵。已知散射計趨向於使用在可見光或近紅外(IR)波範圍內之光，此要求光柵之節距比屬性實際上受到關注之實際產品結構粗略得多。可使用具有短得多之波長之深紫外線(DUV)、極紫外線(EUV)或X射線輻射來界定此等產品特徵。令人遺憾的是，此等波長通常不可用於或不能用於度量衡。
另一方面，現代產品結構之尺寸如此小使得其無法藉由光學度量衡技術而成像。小特徵包括例如藉由多重圖案化製程及/或節距倍增而形成之特徵。因此，用於大容量度量衡之目標常常使用比疊對誤差或關鍵尺寸為所關注屬性的產品大得多的特徵。量測結果僅與真實產品結構之尺寸間接地相關，且可不準確，此係因為度量衡目標不遭受微影設備中之光學投影下之相同失真，及/或製造製程之其他步驟中之不同處理。雖然掃描電子顯微法(SEM)能夠直接地解析此等現代產品結構，但SEM之耗時要比光學量測之耗時多得多。此外，電子不能夠穿透厚製程層，此使得電子較不適合於度量衡應用。諸如使用接觸墊來量測電屬性之其他技術亦為吾人所知，但其僅提供真實產品結構之間接跡象。
因而，自光柵寬度與堆疊之關鍵尺寸相似的目標提取某些所關注參數(諸如疊對)係有利的。在此內容背景中，目標可包含出於量測之目的而形成之度量衡目標或實際產品結構，該實際產品結構具有某種形式(例如足夠互易性)使得其可經量測以導出所關注參數。因此，貫穿本文之術語「目標」、「度量衡目標」或「疊對目標」應被明確地理解為涵蓋出於度量衡之目的而明確形成之度量衡目標及/或具有適用於度量衡之形式之產品結構。進行此操作的有前景的方法為使用硬X射線(HXR)輻射、軟X射線(SXR)輻射及/或使用極紫外線(EUV)輻射(例如具有在10至20 nm範圍內之波長)。然而，預期例如SXR或(EUV)輻射與烴之反應會在目標之曝光期間導致該等目標上之材料沈積，例如碳沈積。
量測顯影後檢測(ADI)目標上之疊對亦係有利的，在該等ADI目標上之頂部光柵僅存在於經顯影光阻劑中。然而，此類ADI目標對例如SXR或EUV輻射之曝光導致抗蝕劑曝光，其被預期會引起抗蝕劑改變，尤其引起抗蝕劑收縮。
材料沈積(視情況碳沈積)、抗蝕劑收縮及/或其他抗蝕劑損壞可被稱為目標漂移。因而，目標漂移可被定義為歸因於照明之目標之結構改變。此可影響-1及+1 (或更高階)繞射階之強度，且可因此影響所量測強度不對稱性。若影響不對稱性，則此將繼而影響(例如劣化)經判定疊對之準確度。因此，歸因於目標漂移，經判定疊對可能不同於實際疊對。
亦將顯而易見的是，在對實際產品結構執行度量衡時目標漂移問題特別突出，此係因為此可導致實際產品之結構改變或損壞。
出於此原因，需要用以減輕或防止目標漂移之方法。
因此，在本發明之一第一態樣中，提供一種執行一基板上之光阻劑中之一曝光圖案之一量測的方法，該方法包含：在具有一大小之量測區域在該曝光圖案上賦予一量測輻射光束，其防止或減輕肇因於該量測輻射之光阻劑損壞，該量測輻射光束在該基板上形成一量測位點；捕捉散射輻射，該散射輻射包含在已自該曝光圖案散射之後的該量測輻射；在至少一個偵測器上偵測該散射輻射；及自該散射輻射判定用於一所關注參數之一值。
在本發明之一第二態樣中，提供一種用於執行一基板上之光阻劑中之一曝光圖案之一量測的度量衡裝置，該度量衡裝置包含：一照明系統，其可操作以在具有一大小之一量測區域在該曝光圖案上賦予一量測輻射光束，其防止或減輕肇因於該量測輻射之光阻劑損壞，且使得該量測輻射光束在該基板上形成一量測位點；至少一個偵測器，其可操作以偵測散射輻射，該散射輻射包含在已自該曝光圖案散射之後的該量測輻射；及一處理器，其可操作以自該散射輻射判定用於一所關注參數之一值。
在本發明之其他態樣中，提供一種電腦程式，其包含可操作以在經執行於一合適設備上時執行該第一態樣之該方法之程式指令。
在本發明文件中，術語「輻射」及「光束」用於涵蓋所有類型之電磁輻射及粒子輻射，包括紫外線輻射(例如，具有為365、248、193、157或126 nm之波長)、極紫外輻射(EUV，例如具有在約5至100 nm的範圍內之波長)、X射線輻射、電子束輻射及其他粒子輻射。
如本文中所使用之術語「倍縮光罩」、「遮罩」或「圖案化裝置」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裝置，該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。在此內容背景中，亦可使用術語「光閥」。除經典遮罩(透射或反射；二元、相移、混合式等)以外，其他此類圖案化裝置之實例包括可程式化鏡面陣列及可程式化LCD陣列。
圖1示意性地描繪微影設備LA。該微影設備LA包括：照明系統(亦被稱作照明器) IL，其經組態以調節輻射光束B (例如UV輻射、DUV輻射、EUV輻射或X射線輻射)；遮罩支撐件(例如遮罩台) T，其經建構以支撐圖案化裝置(例如遮罩) 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裝置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來準確地定位該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。
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可包括用於引導、塑形及/或控制輻射的各種類型之光學組件，諸如折射、反射、繞射、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可用以調節輻射光束B，以在圖案化裝置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及/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/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。
微影設備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PS與基板W之間的空間-此亦被稱作浸潤微影。全文係以引用方式併入本文中之US6952253中給出關於浸潤技術之更多資訊。
微影設備LA亦可屬於具有兩個或多於兩個基板支撐件WT (亦被命名為「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，及/或可對位於基板支撐件WT中之一者上的基板W進行準備基板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用於在該另一基板W上曝光圖案。
除了基板支撐件WT以外，微影設備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/或清潔裝置。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。清潔裝置可經配置以清潔微影設備之部分，例如投影系統PS之部分或提供浸潤液體之系統之部分。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入射於被固持於遮罩支撐件T上之圖案化裝置(例如遮罩) MA上，且係由存在於圖案化裝置MA上之圖案(設計佈局)而圖案化。在已橫穿遮罩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及位置量測系統IF，可準確地移動基板支撐件WT，例如以便使不同目標部分C在輻射光束B之路徑中定位於經聚焦且對準之位置處。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圖案化裝置MA。可使用遮罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化裝置MA及基板W。儘管如所說明之基板對準標記P1、P2佔據專用目標部分，但該等標記可位於目標部分之間的空間中。當基板對準標記P1、P2位於目標部分C之間時，此等基板對準標記P1、P2被稱為切割道對準標記。
如圖2中所展示，微影設備LA可形成微影單元LC (有時亦被稱作微影單元(lithocell)或(微影)叢集)之部分，微影單元LC經常亦包括用以對基板W執行曝光前製程及曝光後製程之設備。通常，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、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、在不同製程設備之間移動基板W且將基板W遞送至微影設備LA之裝載匣LB。微影單元中常常亦被集體地稱作塗佈顯影系統之裝置可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而控制微影設備LA。
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可被稱為度量衡工具MT。用於進行此類量測之不同類型的度量衡設備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硬X射線、軟X射線、極紫外線及可見光至近IR波長範圍之光來量測光柵。在輻射為硬X射線或軟X射線之狀況下，視情況在波長在0.01至10 nm範圍內之情況下，前述散射計可視情況為小角度X射線散射度量衡工具。
為了正確且一致地曝光由微影設備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、關鍵尺寸(CD)、結構之形狀等。出於此目的，可在微影單元LC中包括檢測工具及/或度量衡工具(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。
亦可被稱作度量衡設備之檢測設備用以判定基板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不同層間如何變化。檢測設備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，或可整合至微影設備LA中，或可甚至為單機裝置。檢測設備可量測潛影(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。
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引導至目標上且來自目標之反射、透射或散射輻射經引導至光譜儀偵測器上，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偵測到之光譜的目標之結構或剖面。
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散射或透射輻射來判定微影製程之參數。此度量衡設備藉由在度量衡設備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)。適合於度量衡設備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。
在散射計MT之一項實施例中，散射計MT經調適以藉由量測反射光譜及/或偵測組態中之不對稱性(該不對稱性係與疊對之範圍有關)來量測兩個未對準光柵或週期性結構之疊對。可將兩個(可重疊)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實質上相同的位置。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，使得任何不對稱性係可明確區分的。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)中之每一點之關鍵尺寸及側壁角量測之獨特組合的單一結構。若可得到關鍵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。光柵中之結構之節距及線寬可在很大程度上取決於量測光學件(尤其光學件之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。目標可具有較小子分段，該等子分段經組態以模仿目標中之設計佈局之功能性部分之尺寸。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位點。在填充過度模式中，量測光束產生大於總體目標之位點。在此填充過度模式中，亦有可能同時量測不同目標，因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由用以量測此微影參數之量測配方判定。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。用以選擇量測配方的準則中之一者可為例如量測參數中之一者對於處理變化的敏感度。全文係以引用方式併入本文中之美國專利申請案US2016-0161863及已公開美國專利申請案US 2016/0370717A1中描述更多實例。
微影設備LA中之圖案化製程可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3示意性地所描繪。此等系統中之一者為微影設備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，從而確保由微影設備LA執行之圖案化保持在製程窗內。製程窗界定製程參數(例如劑量、焦點、疊對)之範圍，在該製程參數範圍內特定製造製程得到所界定結果(例如功能半導體裝置)-可能在該製程參數範圍內，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遮罩佈局及微影設備設定達成圖案化製程之最大總體製程窗(在圖3中由第一標度SC1中之雙箭頭描繪)。解析度增強技術可經配置以匹配微影設備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設備LA當前正操作(例如使用來自度量衡工具MT之輸入)以便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設備LA以識別例如微影設備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。用於進行此類量測之各種工具為吾人所知，包括掃描電子顯微鏡或各種形式之度量衡設備，諸如散射計。已知散射計之實例常常依賴於專用度量衡目標之供應，諸如，填充不足之目標(呈簡單光柵或不同層中之重疊光柵之形式的目標，其足夠大使得量測光束產生小於光柵之位點)或填充過度之目標(藉以照明位點部分或完全含有該目標)。另外，使用度量衡工具(例如，照明諸如光柵的填充不足之目標之角度解析散射計)會允許使用所謂的重建構方法，其中可藉由模擬散射輻射與目標結構之數學模型的相互作用且比較模擬結果與量測之結果來計算光柵之屬性。調整模型之參數直至經模擬相互作用產生相似於自真實目標所觀測之繞射圖案的繞射圖案為止。
散射計為多功能器具，其允許藉由在光瞳平面或與散射計之接物鏡之光瞳共軛的平面中或附近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或附近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。前述散射計可在一個影像中使用來自硬X射線、軟X射線、極紫外線、可見光至近IR及IR波範圍之光來量測來自多個光柵之多個目標。
圖4中描繪度量衡設備之一個實例，諸如散射計。該散射計可包含將輻射5投影至基板W上之寬頻帶(例如白光)輻射投影儀2。反射或散射輻射SM1傳遞至光譜儀偵測器4，該光譜儀偵測器量測鏡面反射輻射之光譜6 (亦即依據波長λ而變化的強度I之量測)。自此資料，可由處理單元PU重建構引起偵測到之光譜之結構或剖面8，例如，藉由嚴密耦合波分析及非線性回歸，或藉由與圖4之底部處所展示之經模擬光譜庫的比較。一般而言，對於重建構，結構之一般形式係已知的，且根據用來製造結構之製程之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予以判定。此散射計可經組態為正入射散射計或斜入射散射計。
作為對光學度量衡方法之替代方案，亦已考慮使用硬X射線、軟X射線或EUV輻射，例如具有以下波長範圍中之至少一者的輻射：＜0.01 nm、＜0.1 nm、＜1 nm、在0.01 nm與100 nm之間、在0.01 nm與50 nm之間、在1 nm與50 nm之間、在1 nm與20 nm之間、在5 nm與20 nm之間及在10 nm與20 nm之間。度量衡工具在上文所呈現之波長範圍中之一者中發揮功能的一個實例為透射小角度X射線散射(如內容之全文係以引用方式併入本文中的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)中論述了使用T-SAXS之剖面(CD)量測。應注意，雷射產生電漿(LPP) x射線源之使用描述於全文係以引用之方式併入本文中的美國專利公開案第2019/003988A1號及美國專利公開案第2019/215940A1號中。在掠入射下使用X射線(GI-XRS)及極紫外線(EUV)輻射之反射量測技術可用於量測基板上之膜及層堆疊之屬性。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，可量測在不同入射角下之反射光束之變化。另一方面，光譜反射量測術則量測在給定角度下反射之波長之光譜(使用寬頻帶輻射)。舉例而言，EUV反射量測術已在製造用於EUV微影中之倍縮光罩(圖案化裝置)之前用於遮罩毛片之檢測。
圖5中描繪度量衡設備之實例之透射版本，諸如圖4中所展示之散射計。透射輻射11傳遞至光譜儀偵測器4，該光譜儀偵測器量測如針對圖4所論述之光譜6。此散射計可經組態為正入射散射計或斜入射散射計。
適用範圍有可能使例如軟X射線或EUV域中之波長之使用係不足夠的。度量衡工具在上文所呈現之波長範圍中之一者中發揮功能的一個實例為透射小角度X射線散射(如內容之全文係以引用方式併入本文中的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)中論述了使用T-SAXS之剖面(CD)量測。已公開專利申請案US 20130304424Al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之範圍內之波長的光學量測組合在一起以獲得諸如CD之參數之量測。CD量測係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。所引用之美國專利申請案之內容之全文係以引用方式併入本文中。
圖6描繪度量衡設備302之示意性表示，其中在0.01 nm至100 nm之波長範圍內之輻射可用以量測基板上之結構之參數。圖6中所呈現之度量衡設備302可適用於硬X射線、軟X射線或EUV域。
圖6說明包含視情況在掠入射中使用硬X射線(HXR)及/或軟X射線(SXR)及/或EUV輻射之光譜散射計的度量衡設備302之示意性實體配置，其純粹作為實例。檢測設備之替代形式可以角度解析散射計之形式提供，該角度解析散射計與在較長波長下操作之習知散射計相似可使用在正入射或近正入射下之輻射，且其亦可使用具有與平行於基板之方向所成角度大於1°或2°之方向的輻射。檢測設備之替代形式可能以透射散射計之形式提供，圖5中之組態應用至該透射散射計。
檢測設備302包含輻射源或稱為照明源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。
此實例中之照明源310係用於產生EUV、硬X射線或軟X射線輻射。照明源310可基於如圖6中所展示之高階諧波產生(HHG)技術，且其亦可為其他類型之照明源，例如液體金屬射流源、逆康普頓散射(ICS)源、電漿通道源、磁性波盪器源、自由電子雷射(FEL)源、緊密儲存環源、放電產生電漿源、軟X射線雷射源、旋轉陽極源、固體陽極源、粒子加速器源、微焦源或雷射產生電漿源。
HHG源可為氣體射流/噴嘴源、毛細管/光纖源或氣胞源。
對於HHG源之實例，如圖6中所展示，輻射源之主要組件為可操作以發射泵浦輻射之泵浦輻射源330以及氣體遞送系統332。視情況，泵浦輻射源330為雷射，視情況，泵浦輻射源330為脈衝式高功率紅外線或光學雷射。泵浦輻射源330可為例如具有光學放大器之以光纖為基礎之雷射，從而產生每脈衝可持續例如小於1奈秒(1 ns)的紅外線輻射之脈衝，其中脈衝重複率根據需要高達幾兆赫茲。紅外線輻射之波長可為例如大約1微米 (1 μm)。視情況，雷射脈衝作為第一泵浦輻射340經遞送至氣體遞送系統332，其中在氣體中，輻射之一部分轉換為比第一輻射高的頻率而成為發射輻射342。氣體供應件334將合適氣體供應至氣體遞送系統332，在該氣體遞送系統中，該合適氣體視情況由電源336離子化。氣體遞送系統332可為切斷管。由氣體遞送系統332提供之氣體界定氣體目標，其可為氣流或靜態體積。舉例而言，氣體可為惰性氣體，諸如氖氣(Ne)、氦氣(He)或氬氣(Ar)。N 2、O 2、Ar、Kr、Xe氣體皆可被考慮。此等氣體可為同一設備內可選擇的選項。
發射輻射可含有多個波長。若發射輻射為單色的，則可簡化量測計算(例如重建構)，但更容易產生具有若干波長之輻射。發射輻射之發射發散角可為波長相依的。不同波長將例如在對不同材料之結構成像時提供不同等級之對比度。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對(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裝置344。舉例而言，諸如鋁(Al)或鋯(Zr)薄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設備中。可提供光柵(圖中未繪示)以自產生之波長當中選擇一或多個特定波長。視情況，在真空環境內可含有光束路徑中之一些或全部，應記住，SXR及/或EUV輻射在空氣中行進時會被吸收。輻射源310及照明光學件312之各種組件可為可調整的以在同一設備內實施不同度量衡「配方」。舉例而言，可使不同波長及/或偏振為可選擇的。
取決於在檢測中之結構之材料，不同波長可提供至下部層中之所要程度之穿透。為了解析最小裝置特徵及最小裝置特徵當中之缺陷，則短波長很可能為較佳的。舉例而言，可選擇介於0.01至20 nm之範圍內或視情況介於1至10 nm之範圍內或視情況介於10至20 nm之範圍內的一或多個波長。短於5 nm之波長可在自半導體製造中所關注之材料反射時遭受極低臨界角。因此，選擇大於5 nm之波長可在較高入射角下提供較強信號。另一方面，若檢測任務係為了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，在該檢測腔室中，包括所關注結構之基板W由基板支撐件316固持以供在量測位置處進行檢測。所關注結構被標註為T。檢測腔室350內之氛圍可由真空泵352維持為接近真空，使得SXR及/或EUV輻射可在無不當衰減的情況下傳遞通過該氛圍。照明系統312具有將輻射聚焦成經聚焦光束356之功能，且可包含例如二維曲面鏡或一系列一維曲面鏡，如上文所提及的已公開美國專利申請案US2017/0184981A1 (其內容之全文係以引用方式併入本文中)中所描述。執行聚焦以在投影至所關注結構上時達成直徑低於10 μm之圓形或橢圓形位點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被帶至光束之焦點。因此，輻射位點S形成於所關注結構上。替代地或另外，基板支撐件316包含例如可按某一角度使基板W傾斜以控制所關注結構T上之經聚焦光束之入射角的傾斜載物台。
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可經組態以產生信號315，該信號被提供至處理器310且濾光器可包含關於經濾光光束342之光譜及/或經濾光光束中之不同波長之強度的資訊。
反射輻射360係由偵測器318捕捉且光譜被提供至處理器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因此形成檢測設備。此檢測設備可包含屬於內容之全文係以引用方式併入本文中之US2016282282A1中所描述之種類的硬X射線、軟X射線及/或EUV光譜反射計。
若目標Ta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以明確界定之角度遵循另一路徑。在圖6中，經吸取繞射輻射397以示意性方式被吸取，且繞射輻射397可遵循除經吸取路徑之外的許多其他路徑。檢測設備302亦可包含偵測繞射輻射397之至少一部分及/或對繞射輻射397之至少一部分進行成像的另外偵測系統398。在圖6中，繪製了單個另外偵測系統398，但檢測設備302之實施例亦可包含多於一個另外偵測系統398，該偵測系統經配置於不同位置處以在複數個繞射方向上偵測繞射輻射397及/或對繞射輻射397進行成像。換言之，照射於目標Ta上之經聚焦輻射光束的(更高)繞射階由一或多個另外偵測系統398偵測及/或成像。該一或多個偵測系統398產生信號399，該信號經提供至度量衡處理器320。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。
為了輔助位點S與所要產品結構之對準及聚焦，檢測設備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件。度量衡處理器320亦可與位置控制器372通信，該位置控制器操作平移載物台、旋轉載物台及/或傾斜載物台。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，其可給出大約數皮米之準確度。在檢測設備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，檢測設備之替代形式使用處於正入射或近正入射之硬X射線、軟X射線及/或EUV輻射，例如以執行以繞射為基礎之不對稱性量測。檢測設備之另一替代形式使用具有與平行於基板之方向所成角度大於1°或2°之方向的硬X射線、軟X射線及/或EUV輻射。兩種類型之檢測設備皆可經提供於混合度量衡系統中。待量測之效能參數可包括疊對(OVL)、關鍵尺寸(CD)、當微影設備印刷目標結構時微影設備之焦點、相干繞射成像(CDI)及依解析度疊對(ARO)度量衡。硬X射線、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5至30 nm之範圍內，視情況介於10 nm至20 nm之範圍內的輻射。該輻射在特性上可為窄頻帶或寬頻帶。該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。
類似於用於當今生產設施中之光學散射計，檢測設備302可用以量測在微影單元內處理之抗蝕劑材料內之結構(顯影後檢測或ADI)，及/或用以在結構已以較硬材料形成之後量測該等結構(蝕刻後檢測或AEI)。舉例而言，可在基板已由顯影設備、蝕刻設備、退火設備及/或其他設備處理之後使用檢測設備302來檢測該等基板。
包括但不限於上文所提及之散射計之度量衡工具MT可使用來自輻射源之輻射以執行量測。由度量衡工具MT使用之輻射可為電磁輻射。輻射可為光輻射，例如電磁光譜之紅外線部分、可見光部分及/或紫外線部分中的輻射。度量衡工具MT可使用輻射以量測或檢測基板之屬性及態樣，例如半導體基板上的微影曝光圖案。量測之類型及品質可取決於由度量衡工具MT使用之輻射之若干屬性。舉例而言，電磁量測之解析度可取決於輻射之波長，其中例如歸因於繞射限制，較小波長能夠量測較小特徵。為了量測具有小尺寸之特徵，可較佳使用具有短波長之輻射(例如，EUV、硬X射線(HXR)及/或軟X射線(SXR)輻射)來執行量測。為了在特定波長或波長範圍下執行度量衡，度量衡工具MT需要存取提供彼/彼等波長下之輻射的源。存在用於提供不同波長之輻射的不同類型之源。取決於由源提供之波長，可使用不同類型之輻射產生方法。對於極紫外線(EUV)輻射(例如1 nm至100 nm)，及/或軟X射線(SXR)輻射(例如0.1 nm至10 nm)，源可使用高階諧波產生(HHG)或逆康普頓散射(ICS)以獲得在所要波長下之輻射。
圖7展示照明源310之實施例600的簡化示意圖，該照明源可為用於高階諧波產生(HHG)之照明源。關於圖6所描述之度量衡工具中之照明源之特徵中的一或多者亦可在適當時存在於照明源600中。照明源600包含腔室601且經組態以接收具有由箭頭指示之傳播方向的泵浦輻射611。此處展示之泵浦輻射611為來自泵浦輻射源330之泵浦輻射340的實例，如圖6中所展示。泵浦輻射611可經由輻射輸入605引導至腔室601中，輻射輸入605可為視情況由熔融矽石或可相當材料製成之檢視區。泵浦輻射611可具有高斯或中空(例如環形)橫向橫截面剖面且可入射(視情況聚焦)於腔室601內之氣流615上，該氣流具有由第二箭頭指示之流動方向。氣流615包含其中氣體壓力高於某一值的小體積(例如，若干立方毫米)之特定氣體(例如惰性氣體，視情況氦氣、氬氣或氖氣、氮氣、氧氣或二氧化碳)。氣流615可為穩定流。亦可使用其他介質，諸如金屬電漿(例如鋁電漿)。
照明源600之氣體遞送系統經組態以提供氣流615。照明源600經組態以將泵浦輻射611提供於氣流615中以驅動發射輻射613之產生。其中產生發射輻射613之至少一大部分的區被稱為相互作用區。相互作用區可自幾十微米(用於緊密聚焦泵浦輻射)變化至幾mm或cm (用於適度聚焦泵浦輻射)或甚至高達幾公尺(用於極其鬆散聚焦泵浦輻射)。視情況，氣流615係藉由氣體遞送系統提供至抽空或幾乎抽空之空間中。氣體遞送系統可包含氣體噴嘴609，如圖6中所展示，該氣體噴嘴包含在氣體噴嘴609之出口平面中之開口617。氣流615係自開口617提供。在幾乎所有先前技術中，氣體噴嘴具有切斷管幾何結構形狀，其為均一的圓柱體內部幾何結構形狀，且出口平面中之開口的形狀為圓形。細長開口亦已如專利申請案CN101515105B中所描述而使用。
氣體噴嘴609之尺寸可想像地亦可用於範圍介於微米大小噴嘴至公尺大小噴嘴的按比例增加或按比例縮小版本中。此廣泛範圍之尺寸標定來自如下事實：應按比例調整設置使得氣流處之泵浦輻射之強度最終處於可對發射輻射有益之特定範圍內，此需要針對可為脈衝雷射之不同泵浦輻射能量之不同尺寸標定，且脈衝能量可在數十微焦耳至焦耳之間變化。視情況，氣體噴嘴609具有較厚壁以減少由可由例如攝影機偵測到之熱膨脹效應引起的噴嘴變形。具有較厚壁之氣體噴嘴可產生具有減小變化之穩定氣體體積。視情況，照明源包含接近於氣體噴嘴以維持腔室601之壓力的氣體捕獲器。
歸因於泵浦輻射611與氣流615之氣體原子的相互作用，氣流615將使泵浦輻射611之部分轉換成發射輻射613，該發射輻射可為圖6中所展示之發射輻射342的實例。發射輻射613之中心軸線可與入射泵浦輻射611之中心軸線共線。發射輻射613可具有在X射線或EUV範圍內之波長，其中波長係在0.01 nm至100 nm、視情況0.1 nm至100 nm、視情況1 nm至100 nm、視情況1 nm至50 nm或視情況10 nm至20 nm的範圍內。
在操作中，發射輻射613光束可傳遞通過輻射輸出607，且可隨後藉由照明系統603操控及引導至用於度量衡量測之待檢測基板，照明系統603可為圖6中之照明系統312的實例。發射輻射613可經導引(視情況聚焦)至晶圓上之目標。
因為空氣(及實際上任何氣體)很大程度上吸收SXR或EUV輻射，所以氣流615與待檢測之晶圓之間的體積可經抽空或幾乎抽空。由於發射輻射613之中心軸線可與入射泵浦輻射611之中心軸線共線，因此泵浦輻射611可需要被阻擋以防止其傳遞通過輻射輸出607及進入照明系統603。此可藉由將圖6中所展示之濾光裝置344併入至輻射輸出607中而進行，該輻射輸出置放於所發射光束路徑中且對於泵浦輻射不透明或幾乎不透明(例如對紅外線或可見光不透明或幾乎不透明)但對發射輻射光束至少部分透明。可使用在多個層中組合之鋯或多種材料來製造濾光器。當泵浦輻射611具有中空(視情況環形)橫向橫截面剖面時，濾光器可為中空(視情況環形)塊體。視情況，濾光器不垂直且不平行於發射輻射光束之傳播方向，以具有高效泵浦輻射濾光。視情況，濾光裝置344包含中空塊體及諸如鋁(Al)或鋯(Zr)膜濾光器之薄膜濾光器。
本文中描述了用以獲得視情況在泵浦輻射之高階諧波頻率下之發射輻射的方法、設備及總成。經由製程(視情況使用非線性效應以產生在所提供泵浦輻射之諧波頻率下之輻射的HHG)產生的輻射可作為輻射提供於度量衡工具MT中以用於基板之檢測及/或量測。基板可為經微影圖案化之基板。經由製程獲得的輻射亦可經提供於微影設備LA及/或微影單元LC中。泵浦輻射可為脈衝式輻射，其可提供高峰值強度歷時短時間突發。
泵浦輻射611可包含具有高於發射輻射之一或多個波長的一或多個波長之輻射。泵浦輻射可包含紅外線輻射。泵浦輻射可包含具有在800 nm至1500 nm之範圍內之波長的輻射。泵浦輻射可包含具有在900 nm至1300 nm之範圍內之波長的輻射。泵浦輻射可包含具有在100 nm至1300 nm之範圍內之波長的輻射。泵浦輻射可為脈衝式輻射。脈衝式泵浦輻射可包含具有在飛秒範圍內之持續時間的脈衝。
對於一些實施例，發射輻射(視情況高階諧波輻射)可包含具有泵浦輻射波長之一或多個諧波。發射輻射可包含在極紫外線(EUV)、軟X射線(SXR)及/或電磁光譜之硬X射線(HXR)部分中之波長。發射輻射613可包含在0.01 nm至100 nm之範圍內之波長。發射輻射613可包含在0.1 nm至100 nm之範圍內之波長。發射輻射613可包含具有在0.1 nm至50 nm之範圍內之波長。發射輻射613可包含在1 nm至50 nm之範圍內之波長。發射輻射613可包含在10 nm至20 nm之範圍內之波長。
諸如以上所描述之高階諧波輻射之輻射可經提供為度量衡工具MT中之源輻射。度量衡工具MT可使用源輻射以對由微影設備曝光之基板執行量測。該等量測可用於判定基板上之結構之一或多個參數。相比於使用較長波長(例如可見光輻射、紅外線輻射)，使用在較短波長下(例如在如上文所描述之波長範圍內所包含的EUV、SXR及/或HXR波長下)可允許藉由度量衡工具解析結構之較小特徵。具有較短波長之輻射(諸如EUV、SXR及/或HXR輻射)亦可更深地穿透至諸如經圖案化基板之材料中，此意謂基板上之較深層之度量衡係可能的。此等較深層可能不可藉由具有較長波長之輻射存取。
在度量衡工具MT中，可自輻射源發射源輻射且將源輻射引導至基板上之目標結構(或其他結構)上。源輻射可包含EUV、SXR及/或HXR輻射。目標結構可反射、透射及/或繞射入於目標結構上之源輻射。度量衡工具MT可包含用於偵測繞射輻射之一或多個感測器。舉例而言，度量衡工具MT可包含用於偵測正一(+1)及負一(-1)繞射階的偵測器。度量衡工具MT亦可量測鏡面反射或透射輻射(0階繞射輻射)。用於度量衡之其他感測器可存在於度量衡工具MT中，例如以量測其他繞射階(例如較高繞射階)。
一般而言，本文中所揭示之方法及設備在量測在基板中或基板上所製作之結構之參數時減輕目標漂移。如上文所陳述，術語「目標漂移」描述歸因於材料沈積及/或抗蝕劑改變(尤其是抗蝕劑收縮)所引起的目標之損壞或任何改變。在此內容背景中，目標包括專用目標及可量測以判定所關注值之任何產品結構(或更一般而言，抗蝕劑中之任何曝光圖案)。
顯影後檢測(ADI)包含在顯影之後但在後續半導體製造步驟之前視情況在蝕刻之前執行的度量衡；亦即，對抗蝕劑中之曝光圖案執行的度量衡。已觀測到，在運用電磁輻射(例如SXR/EUV輻射)照明目標(或其他結構，例如產品結構)之後，來自目標之一階繞射輻射之強度係時間相依的，且特定言之照明時間相依的。亦即，繞射輻射之強度為目標在照明下已花費的時間量的函數，在該照明期間，劑量累積。此被認為源自以上提及的目標漂移貢獻，例如源自材料沈積，例如碳沈積，及/或抗蝕劑收縮。此時間相依強度引入經量測參數(例如，目標之疊對)中之誤差。在對產品結構執行度量衡的情況下，除了引入量測誤差以外，此亦可實際上藉由直接引入變形及/或缺陷而損壞產品。
對於DUV微影製程，可使用化學放大型抗蝕劑(CAR)，且對於EUV微影製程，可使用化學放大型抗蝕劑(CAR)、金屬氧化物抗蝕劑(MOR)或鏈斷裂。關於由例如軟x射線(例如10至20 nm)之損壞，若檢測在顯影之後進行，則輻照可導致由於小有機分子損耗所引起的特徵收縮。為了防止抗蝕劑損壞，在一項實施例中，劑量小於抗蝕劑之EUV清除劑量/凝膠劑量的10%，此將使其達到大約1 mJ/cm 2。
HXR、SXR或EUV度量衡工具使用短波長執行散射量測，該等短波長可使難以使用可見波長解析之特徵成像且使該等特徵解相關。此度量衡可包含ADI依解析度疊對，其中依解析度係指具有與產品結構相似之解析度的量測之解析度(亦即，目標及產品結構具有相似尺寸)。典型途徑係使用儘可能小的量測位點大小(晶圓上)；此允許對小目標之量測。此係因為使用過大位點會導致兩個問題：落在目標之外的能量可能污染量測信號，且落在目標之外的能量可能損壞抗蝕劑或裝置。
除了晶圓上之位點大小以外，亦可控制偵測器(例如，高階輻射偵測器)上之位點大小；例如，使得具有不同波長之位點並不與相當大光譜解析度損耗之點重疊。此兩個位點大小約束難以同時滿足，此係由於在偵測器上具有小位點需要具有小光束發散度，此繼而使得難以在晶圓上成像小位點。
使用軟X射線波長之優點為能夠量測裝置內ADI，其限制條件為可用某種週期性結構，諸如DRAM或SRAM，但甚至具有某基礎節距之不規則邏輯區域亦可能為合適的。然而，此情形導致目標漂移或抗蝕劑/裝置損壞問題變得更加嚴重；該問題不僅為落在目標之外之光，而且為用於量測之全部光。
為了避免抗蝕劑損壞，代替使用幾µm之小高斯位點(在晶圓上)成像，提議均勻地照明不小於以下各者之量測區域：100 µm 2、200 µm 2、500 µm 2、1000 µm 2、2500 µm 2、5000 µm 2、0.01 mm 2、0.025 mm 2、0.05 mm 2、0.1 mm 2、0.15 mm 2、0.2 mm 2或0.25 mm 2。舉例而言，量測位點可量測約500×500 µm之區域。舉例而言，量測位點在晶圓上可具有等於或大於10 µm的直徑(或被稱作位點大小)。
量測區域可使得由量測區域接收之最大劑量為0.01 J/cm 2、5 mJ/cm 2、1 mJ/cm 2、0.5 mJ/cm 2、0.1 mJ/cm 2、0.05 mJ/cm 2或0.01 mJ/cm 2。
然而，雖然此可能實施起來看起來簡單，但其未必藉由簡單地縮小而非放大位點、使用不良品質鏡面或將晶圓定位成離焦來達成。此係因為偵測器上之位點大小仍需要足夠小以分離偵測器上之波長。又，為了在給出所允許劑量的情況下將量測區域保持儘可能小，需要均勻地照明量測區域。
因此，實施例可包含運用聚焦於偵測器而非晶圓上之輻射進行量測，或運用使用在一個方向上伸長之量測位點之矩形區域進行量測。其他實施例使用較小或標準大小量測位點，但在不小於以下各者之量測區域使此位點進行掃描：100 µm 2、200 µm 2、500 µm 2、1000 µm 2、2500 µm 2、5000 µm 2、0.01 mm 2、0.025 mm 2、0.05 mm 2、0.1 mm 2、0.15 mm 2、0.2 mm 2或0.25 mm 2，使得量測區域中無一者接收足夠光子以造成(顯著)抗蝕劑損壞。
因而，描述一種執行基板上之光阻劑中之曝光圖案之量測的方法，其中該方法包含：在具有一定大小之量測區域在該曝光圖案上賦予量測輻射光束(例如，根據以上實例中之任一者)，其防止或減輕肇因於該量測輻射之光阻劑損壞；捕捉散射輻射，該散射輻射包含在已自該曝光圖案散射之後的該量測輻射；及自該散射輻射判定所關注參數之值。
在第一實施例中，提議運用聚焦於偵測器而非晶圓上之輻射來執行量測。因此，代替將晶圓置放至系統之焦點中，調諧系統使得光束並不焦點對準直至其射中偵測器。因此，量測位點在晶圓上散焦且因此較大。此途徑確實使得更難以同時聚焦所有顏色。通常，此聚焦可藉由使用具有可變線間距之特殊光柵(用於例如SXR參考分支中)來完成；此無法在量測區域上完成，尤其此量測區域可能包含裝置結構而非目標。亦難以使此配置可調諧；為量測小目標，晶圓可焦點對準地切換，此需要大載物台移動。最後，量測區域將不被均勻地照明；實情為，照明剖面將看起來像SXR光瞳(通常為高斯)。
為了解決此等問題中之至少一些問題，第二實施例可包含在晶圓上使用實質上僅在第一方向上伸長(或至少在第一方向上較大)的大量測位點。該第一方向正交於第二方向，第二方向對應於偵測器上之方向，不同波長之散射輻射沿著該方向在空間上分離。
圖8說明此實施例。其展示量測產品結構PS之伸長之量測位點EMS。此利用如下事實：僅使偵測器上之位點大小在其與其他波長重疊之方向上較小才重要。因此，允許在晶圓及偵測器兩者上在另一方向上的位點大係可接受的。
此實施例之不利方面可為：其並不得到量測區域之最佳使用。相比於具有相同面積之矩形區域，正方形區域可對量測更具吸引力。另外，此可仍不易在小位點與大位點之間切換，且仍可未被極均勻地照明(在第二方向上)。
圖9說明更靈活的選項，其包含使用小量測位點MS (例如，與目前所使用之量測位點相當)但在曝光期間使該位點移動；例如，沿著結構上之位點路徑SP進行掃描量測使得位點路徑覆蓋量測區域，例如具有根據以上所描述之實例之尺寸。位點路徑可遵循曲折圖案、直線通過或隨機化移動(例如，藉由振動載物台，因此有意地引入移動標準偏差誤差MSD)。舉例而言，位點路徑可包含一或多個線性掃描；且該一或多個掃描可包含經結合以在量測區域形成曲折路徑的複數個線性掃描。
可藉由在沿著掃描路徑SP之所有量測對偵測器信號進行平均化(例如獲取偵測器信號之平均值)來獲得所關注參數之值。亦有可能捕捉經時間解析資料以獲得高得多的解析度，從而實現例如完整晶粒之高度解析度成像。應瞭解，來自針對所關注參數之單一量測(亦即，在掃描路徑上之單一位置處)之個別值很可能歸因於每個別量測缺乏光子而極不準確，然而，所收集資訊之總量將足夠。
圖10為說明用於獲得移動量測位點之多個提議之度量衡設備的簡化示意圖。驅動雷射DL (其可為圖6中之泵浦輻射源330之一個實例)提供來自泵浦輻射源330之泵浦輻射340 (如圖6中所展示)，視情況提供驅動紅外線驅動輻射IR，該驅動紅外線驅動輻射IR可由(至少一個)光束轉向元件或源鏡面SM朝向HHG產生位點HHG轉向，在該HHG產生位點HHG中，該驅動紅外線驅動輻射IR激發HHG介質，視情況氣流615。將可為發射輻射342之所得寬頻帶量測光束MB進行濾光以藉由紅外線濾光器IRF移除任何紅外線。經濾光光束接著由照明系統或照明器轉向及聚焦至晶圓W上之目標TG上，該照明系統或照明器包含(至少一個)光束轉向元件，此處由聚焦鏡面FM表示。在一或多個高階偵測器HOD上捕捉呈高繞射階之形式的散射輻射，例如，+1/-1繞射階(包含多個波長-此處不同陰影描繪不同顏色)。可經由諸如光譜儀光柵SG之分散元件來分散鏡面輻射，且可在零階偵測器ZOD上捕捉所得經光譜解析零階輻射。應注意，此僅為說明性實例且並非所有特徵皆為必需的(例如，取決於度量衡方法，設備可經組態以僅捕捉高階繞射)。又，該等概念同樣適用於光束轉向及/或聚焦元件透射(例如，針對長於SXR之波長)的透射配置。
用於致動量測位點相對於晶圓之移動的選項包括：在量測光束路徑中移動聚焦鏡面FM (如由被標註為A之箭頭所說明)、移動基板台(如由被標註為B之箭頭所說明)，或藉由在驅動雷射光束路徑中移動源鏡面SM (如由被標註為C之箭頭所說明)。此等選項中之中之兩者或多於兩者的任何組合亦係可能的。在此等實施例中之每一者中，如前所述，可使用半隨機移動或受控曲折移動來照明目標以保持高空間解析度。
更具體言之，此等選項中之第一選項可包含使用兩個聚焦鏡面(或照明器內之任何合適光束轉向元件)來移動晶圓上之量測位點，而不移動偵測器上之對應偵測位點。應注意，此不同於標準光束轉向(但相似)。在標準光束轉向中，光束之指向及定位係在單一位置中被控制。在此實施例中，兩個自由度可用以控制光束在兩個位置處之定位。雖然以此方式移動光束可意謂光束不再入射於每一鏡面上之最佳位置上，此繼而可影響照明器效能，但此將並非問題，此係由於對於此方法，位點無需最佳地小。
相對於量測光束移動基板台之選項具有實施起來簡單而不改變光束之控制的益處，從而實現固定照明器。
有可能藉由在驅動光束路徑中移動一或多個鏡面而有效地移動源。此處之優點為通常存在在至少一些SXR設計中可致動的至少兩個鏡面，此允許光束朝向源轉向。應注意，鏡面之組合可用以將位點移動於晶圓上而非偵測器上(此為標準光束轉向之延伸部分)。此選項之缺點可為：針對HHG介質(例如HHG氣體)內之特定位置高度最佳化源，因此有意地將源移出彼位置可影響源效能(諸如功率)。
在此等配置中之每一者中，設備可使得其允許線內位點大小調諧；例如以使得能夠使用相同工具對切割道中之小校準目標及大面積裝置內目標兩者進行度量衡。
一實施例為一種量測藉由微影製程製造之結構之屬性的方法，該方法包含：-運用輻射光束沿著輻照方向來輻照週期性結構，該週期性結構已藉由該微影製程而在基板上形成且在至少第一方向上具有週期性，該輻射包含在1至100 nm之範圍內之複數個波長，該輻照方向與平行於該基板之方向所成角度大於2°；其中該輻射光束在基板上具有等於或大於10 µm的位點大小； - 偵測由該週期性結構反射之輻射之光譜；及 - 處理表示該經偵測光譜之信號以判定該週期性結構之屬性。
可組合上文所描述之許多實施例。舉例而言，伸長位點可用於移動或掃描實施例(例如，經由照明器光學件)中。以此方式，掃描可被限於沿著僅一個軸線之移動，使得矩形位點被塗抹變長以有效地量測正方形(或至少在第二方向上較長)目標，而在偵測器上在波長方向上未被塗抹變長。此使得致動較容易(例如，不需要曲折)，但使得在大位點模式與小位點模式之間切換較難。
上文所描述之方法能夠達成以下益處中之一些或全部(但使用照明器光學件以掃描光束之實施例達成所有此等益處)： ●     劑量減小同時仍獲得用於量測之所需總數目個光子，因此實現在無抗蝕劑/裝置損壞的情況下運用HXR/SXR/EUV進行裝置內量測； ●     最佳使用量測區域，此係由於量測區域可被相當均勻地照明； ●     無光譜解析度損耗(偵測器上之位點大小不增加)； ●     可容易切換至小目標模式以用於對例如校準目標進行量測(例如，藉由在照明期間不移動鏡面)； ●     晶圓載物台在照明期間可維持靜態； ●     適用於所有照明波長，包括軟X射線工具、硬X射線工具及EUV(例如0.01至100 nm)工具。
照明源可經提供於例如度量衡設備MT、檢測設備、微影設備LA及/或微影單元LC中。
用以執行量測之發射輻射之屬性可影響所獲得量測之品質。舉例而言，輻射光束之橫向光束剖面(橫截面)的形狀及大小、輻射之強度、輻射之功率譜密度等可影響藉由輻射執行之量測。因此，具有提供具有引起高品質量測之屬性之輻射的源係有益的。
在後續編號條項中揭示另外實施例： 1.     一種執行一基板上之光阻劑中之一曝光圖案之一量測的方法，該方法包含： 在該曝光圖案上一特定大小之一量測區域中賦予一量測輻射光束，該特定大小防止或減輕肇因於該量測輻射之光阻劑損壞，該量測輻射光束在該基板上形成一量測位點； 捕捉散射輻射，該散射輻射包含在已自該曝光圖案散射之後的該量測輻射； 在至少一個偵測器上偵測該散射輻射；及 自該散射輻射判定用於一所關注參數之一值。 2.     如條項1之方法，其中供判定該所關注參數之一單一值的該量測區域之總大小不小於1000 µm 2。 3.     如條項1之方法，其中供判定該所關注參數之一單一值的該量測區域之總大小不小於2500 µm 2。 4.     如條項1之方法，其中供判定該所關注參數之一單一值的該量測區域之總大小不小於0.025 mm 2。 5.     如條項1之方法，其中供判定該所關注參數之一單一值的該量測區域之總大小不小於0.1 mm 2。 6.     如條項1之方法，其中供判定該所關注參數之一單一值的該量測區域之總大小不小於0.25 mm 2。 7.     如任一前述條項之方法，其中該量測區域係使得由該量測區域接收之一最大劑量為0.01 J/cm 2。 8.     如任一前述條項之方法，其中該量測區域係使得由該量測區域接收之一最大劑量為1 mJ/cm 2。 9.     如任一前述條項之方法，其中該量測區域係使得由該量測區域接收之一最大劑量為0.1 mJ/cm 2。 10.   如任一前述條項之方法，其中該量測位點包含在一第一維度上比在垂直於該第一維度之一第二維度上更大的一伸長量測位點。 11.    如條項10之方法，其中該第二維度對應於該至少一個偵測器上之在空間上分離該散射輻射之不同波長所沿著的方向。 12.   如前述條項中任一項之方法，其中該量測光束聚焦於該至少一個偵測器上而非該基板上。 13.   如任一前述條項之方法，其中在該基板處由該量測輻射光束形成之一量測位點包含等於並界定該量測區域之一區域。 14.   如條項1至12中任一項之方法，其中在該基板處由該量測輻射光束形成之一量測位點小於該量測區域且在該等賦予及捕捉步驟期間在該量測區域移動。 15.   如條項14之方法，其中藉由該量測光束及該基板中之一者或兩者之致動來致動該光束在該量測區域之該移動。 16.   如條項14或15之方法，其中在該量測區域之該移動包含在該量測區域之一或多個掃描。 17.   如條項16之方法，其中該一或多個掃描包含一或多個線性掃描。 18.   如條項17之方法，其中該一或多個掃描包含經結合以在該量測區域形成一曲折路徑之複數個線性掃描。 19.   如條項14或15之方法，其中該光束在該量測區域之該移動包含該光束在該量測區域之一隨機或半隨機移動。 20.   如條項14至19中任一項之方法，其中該判定用於該所關注參數之一值包含判定在該量測區域所獲得之所有量測值的一平均值。 21.   如條項14至20中任一項之方法，其包含使該量測光束在該量測區域移動時捕捉經時間解析量測資料；及 自該經時間解析量測資料形成一影像。 22.   如條項14至21中任一項之方法，其中該量測光束係使用一驅動雷射光束經由高階諧波產生而產生的一寬頻帶光束；且該光束在該量測區域之該移動係藉由在該量測光束及該驅動雷射光束中之一者或兩者的路徑中致動一光束轉向元件而致動。 23.   如條項14至22中任一項之方法，其中該光束之該移動係僅藉由在該量測光束之該路徑中致動一光束轉向元件而致動。 24.   如條項14至22中任一項之方法，其中該光束之該移動係藉由相對於該量測光束致動固持該基板之一基板台來致動。 25.   如任一前述條項之方法，其中該量測光束為使用一驅動雷射光束經由高階諧波產生而產生的一寬頻帶光束。 26.   如任一前述條項之方法，其中該基板上之該量測位點之該大小係可調諧的。 27.   如任一前述條項之方法，其中該至少一個偵測器上之該散射輻射之一位置在該量測位點在該量測區域之該移動期間並不移動。 28.   如任一前述條項之方法，其中該曝光圖案包含產品結構之一圖案。 29.   如任一前述條項之方法，其中該所關注參數為以下各者中之一或多者：該曝光圖案之疊對、焦點、邊緣置放誤差、關鍵尺寸或任何其他尺寸。 30.   如任一前述條項之方法，其中該量測光束包含100 nm或更小之波長。 31.   如任一前述條項之方法，其中該量測光束包含10 nm或更小之波長。 32.   如任一前述條項之方法，其中該散射輻射之不同波長在該至少一個偵測器上至少部分地經光譜解析。 33.   一種用於執行一基板上之光阻劑中之一曝光圖案之一量測的度量衡裝置，該度量衡裝置包含： 一照明系統，其可操作以在該曝光圖案上一特定大小之一量測區域中賦予一量測輻射光束，該特定大小防止或減輕肇因於該量測輻射之光阻劑損壞，且使得該量測輻射光束在該基板上形成一量測位點； 至少一個偵測器，其可操作以偵測散射輻射，該散射輻射包含在已自該曝光圖案散射之後的該量測輻射；及 一處理器，其可操作以自該散射輻射判定用於一所關注參數之一值。 34.   如條項33之度量衡裝置，其中供判定該所關注參數之一單一值的該量測區域之總大小不小於1000 µm 2。 35.   如條項33之度量衡裝置，其中供判定該所關注參數之一單一值的該量測區域之總大小不小於2500 µm 2。 36.   如條項33之度量衡裝置，其中供判定該所關注參數之一單一值的該量測區域之總大小不小於0.025 mm 2。 37.   如條項33之度量衡裝置，其中供判定該所關注參數之一單一值的該量測區域之總大小不小於0.1 mm 2。 38.   如條項33之度量衡裝置，其中供判定該所關注參數之一單一值的該量測區域之總大小不小於0.25 mm 2。 39.   如條項33至38中任一項之度量衡裝置，其中該量測區域係使得由該量測區域接收之一最大劑量為0.01 J/cm 2。 40.   如條項33至38中任一項之度量衡裝置，其中該量測區域係使得由該量測區域接收之一最大劑量為1 mJ/cm 2。 41.   如條項33至38中任一項之度量衡裝置，其中該量測區域係使得由該量測區域接收之一最大劑量為0.1 mJ/cm 2。 42.   如條項33至41中任一項之度量衡裝置，其中該照明系統可操作以在該基板上形成該量測輻射之一伸長量測位點，該伸長量測位點在一第一維度上比在垂直於該第一維度之一第二維度上更大。 43.   如條項42之度量衡裝置，其中該第二維度對應於該至少一個偵測器上之在空間上分離該散射輻射之不同波長所沿著的方向。 44.   如條項33至43中任一項之度量衡裝置，其中該照明系統可操作以將該量測光束聚焦於該至少一個偵測器上而非該基板上。 45.   如條項33至44中任一項之度量衡裝置，其中該照明系統可操作以在該基板上形成該量測位點，該量測位點具有等於並界定該量測區域之一區域。 46.   如條項33至44中任一項之度量衡裝置，其中該照明系統可操作以在該基板上形成該量測位點，該量測位點具有小於該量測區域之一區域，且其中該度量衡裝置可進一步操作以在一量測期間使該量測位點在該量測區域移動。 47.   如條項46之度量衡裝置，其可操作以使得該光束在該量測區域之該移動係藉由該量測光束及可操作以固持該基板之一基板台中的一者或兩者之致動而致動。 48.   如條項47之度量衡裝置，其中該光束之該移動係藉由相對於該量測光束致動該基板台來致動。 49.   如條項46、47或48之度量衡裝置，其可操作以使得在該量測區域之該移動包含在該量測區域之一或多個掃描。 50.   如條項49之度量衡裝置，其可操作以使得該一或多個掃描包含一或多個線性掃描。 51.   如條項50之度量衡裝置，其可操作以使得該一或多個掃描包含經結合以在該量測區域形成一曲折路徑之複數個線性掃描。 52.   如條項46、47或48之度量衡裝置，其可操作以使得該光束在該量測區域之該移動包含執行該光束在該量測區域之一隨機或半隨機移動。 53.   如條項46至52中任一項之度量衡裝置，其中該處理器可操作以自在該量測區域所獲得之所有量測值的一平均值來判定用於該所關注參數之該值。 54.   如條項46至53中任一項之度量衡裝置，其可操作以在使該量測光束在該量測區域移動時捕捉經時間解析量測資料；及 自該經時間解析量測資料形成一影像。 55.   如條項46至54中任一項之度量衡裝置，其包含： 一高階諧波產生介質；及 一驅動雷射光束遞送系統，其用以將一驅動雷射光束遞送至該高階諧波產生介質，該量測光束為使用一驅動雷射光束經由高諧波產生而產生的一寬頻帶光束；其中該驅動雷射光束遞送系統包含在該量測光束及該驅動雷射光束中之一者或兩者的路徑中之至少一個光束轉向元件；且 該光束在該量測區域之該移動係藉由致動該至少一個光束轉向元件而致動。 56.   如條項46至54中任一項之度量衡裝置，其中該照明系統包含在該量測光束之該路徑中的至少一個光束轉向元件；且 該光束之該移動係僅藉由致動該至少一個光束轉向元件而致動。 57.   如條項33至54或56中任一項之度量衡裝置，其包含： 一高階諧波產生介質；及 一驅動雷射光束遞送系統，其用以將一驅動雷射光束遞送至該高諧波產生介質，該量測光束為使用一驅動雷射光束經由高階諧波產生而產生的一寬頻帶光束。 58.   如條項33至57中任一項之度量衡裝置，其可操作以使得該基板上之該量測位點之大小可調諧。 59.   如條項33至58中任一項之度量衡裝置，其可操作使得該至少一個偵測器上之該散射輻射之一位置在該量測位點在該量測區域之該移動期間並不移動。 60.   如條項33至59中任一項之度量衡裝置，其中該所關注參數為以下各者中之一或多者：該曝光圖案之疊對、焦點、邊緣置放誤差、關鍵尺寸或任何其他尺寸。 61.   如條項33至60中任一項之度量衡裝置，其可操作以使得該量測光束包含100 nm或更小之波長。 62.   如條項33至61中任一項之度量衡裝置，其可操作以使得該量測光束包含10 nm或更小之波長。 63.   如條項33至62中任一項之度量衡裝置，其可操作以使得該散射輻射之不同波長在該至少一個偵測器上至少部分地經光譜解析。 64.   一種電腦程式，其包含可操作以在經執行於一合適設備上時執行如請求項1至32中任一項之方法的程式指令。 65.   一種非暫時性電腦程式載體，其包含如條項64之電腦程式。
儘管可在本文中特定地參考在IC製造中微影設備之使用，但應理解，本文中所描述之微影設備可具有其他應用。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設備之內容背景中之實施例，但實施例可用於其他設備中。實施例可形成遮罩檢測設備、度量衡設備或量測或處理諸如晶圓(或其他基板)或遮罩(或其他圖案化裝置)之物件之任何設備之部分。此等設備通常可被稱作微影工具。此微影工具可使用真空條件或周圍(非真空)條件。
儘管可在本文中特定地參考在檢測或度量衡設備之內容背景中之實施例，但實施例可用於其他設備中。實施例可形成遮罩檢測設備、微影設備或量測或處理諸如晶圓(或其他基板)或遮罩(或其他圖案化裝置)之物件的任何設備之部分。術語「度量衡設備」(或「檢測設備」)亦可指檢測設備或檢測系統(或度量衡設備或度量衡系統)。例如包含一實施例的檢測設備可用以偵測基板之缺陷或基板上之結構之缺陷。在此實施例中，基板上之結構之所關注特性可能係關於結構中之缺陷、結構之特定部分之不存在或基板上之非想要結構之存在。
儘管上文可特定地參考在光學微影之內容背景中對實施例之使用，但應瞭解，本發明在內容背景允許之情況下不限於光學微影可用於其他應用(例如壓印微影)中。
雖然上文所描述之目標或目標結構(更一般而言，基板上之結構)為出於量測之目的而特定設計及形成的度量衡目標結構，但在其他實施例中，可對作為在基板上形成之裝置之功能性部分的一或多個結構量測所關注屬性。許多裝置具有規則的類光柵結構。如本文中所使用之術語結構、目標光柵及目標結構並不要求已特定地針對正被執行之量測來提供該結構。另外，度量衡目標之節距可接近於散射計之光學系統的解析度極限或可能更小，但可能比目標部分C中之藉由微影製程製得的典型非目標結構(視情況產品結構)之尺寸大得多。實務上，可使目標結構內之疊對光柵之線及/或空間包括在尺寸上相似於非目標結構之較小結構。
雖然上文已描述特定實施例，但應瞭解，可以與所描述之方式不同的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。
儘管特定參考「度量衡設備/工具/系統」或「檢測設備/工具/系統」，但此等術語可指相同或相似類型之工具、設備或系統。例如包含本發明之一實施例之檢測或度量衡設備可用以判定基板上或晶圓上之結構之特性。例如包含本發明之一實施例之檢測設備或度量衡設備可用以偵測基板之缺陷或基板上或晶圓上之結構之缺陷。在此實施例中，基板上之結構之所關注特性可能係關於結構中之缺陷、結構之特定部分之不存在或基板上或晶圓上之非想要結構之存在。
儘管特定地參考HXR、SXR及EUV電磁輻射，但將瞭解，本發明在內容背景允許之情況下可藉由所有電磁輻射來實踐，該等電磁輻射包括無線電波、微波、紅外線、(可見)光、紫外線、X射線及γ射線。
2:寬頻帶輻射投影儀 4:光譜儀偵測器 5:輻射 6:光譜 8:結構或剖面 11:透射輻射 302:度量衡設備/檢測設備 310:照明源 312:照明系統 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(MPU)/度量衡處理器 330:泵浦輻射源 332:氣體遞送系統 334:氣體供應件 336:電源 340:第一泵浦輻射 342:發射輻射/經濾光光束 344:濾光裝置 350:檢測腔室 352:真空泵 356:經聚焦光束 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 600:實施例/照明源 601:腔室 603:照明系統 605:輻射輸入 607:開口/輻射輸出 609:氣體噴嘴 611:泵浦輻射 613:發射輻射 615:氣流 617:開口 A:箭頭 B:輻射光束/箭頭 BD:光束遞送系統 BK:烘烤板 C:目標部分/箭頭 CH:冷卻板 CL:電腦系統 DE:顯影器 DL:驅動雷射 EMS:量測位點 FM:聚焦鏡面 HHG:高階諧波產生(HHG)產生位點 HOD:高階偵測器 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 IR:驅動紅外線驅動輻射 IRF:紅外線濾光器 LA:微影設備 LACU:微影控制單元 LB:裝載匣 LC:微影單元 M 1:遮罩對準標記 M 2:遮罩對準標記 MA:圖案化裝置/遮罩 MB:寬頻帶量測光束 MS:量測位點 MT:度量衡工具/散射計 P 1:基板對準標記 P 2:基板對準標記 PM:第一定位器 PS:投影系統 PU:處理單元 PW:第二定位器 RO:板處置器或機器人 S:圓形或橢圓形位點/輻射位點 SC:旋塗器 SCS:監督控制系統 SC1:第一標度 SC2:第二標度 SC3:第三標度 SG:光譜儀光柵 SM:源鏡面 SM1:反射或散射輻射 SO:輻射源 SP:位點路徑 T:遮罩支撐件/所關注結構/目標結構 Ta:目標 TCU:塗佈顯影系統控制單元 TG:目標 W:基板 WT:基板支撐件 ZOD:零階偵測器
現在將參考隨附示意性圖式而僅作為實例來描述實施例，在該等圖式中： -  圖1描繪微影設備之示意性綜述； -  圖2描繪微影單元之示意性綜述； -  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之三種關鍵技術之間的合作； -  圖4示意性說明散射量測設備； -  圖5示意性說明透射散射量測設備； -  圖6描繪其中使用EUV及/或SXR輻射的度量衡設備之示意性表示； -  圖7描繪用於高階諧波產生之照明源的示意性表示； -  圖8描繪根據第一實施例的度量衡方法之示意性表示； -  圖9描繪根據第二實施例的度量衡方法之示意性表示；及 -  圖10描繪度量衡設備之示意性表示，且描繪根據第三實施例之度量衡方法之三個實施。
A:箭頭
B:箭頭
C:箭頭
DL:驅動雷射
FM:聚焦鏡面
HHG:高階諧波產生(HHG)產生位點
HOD:高階偵測器
IR:驅動紅外線驅動輻射
IRF:紅外線濾光器
MB:寬頻帶量測光束
SG:光譜儀光柵
SM:源鏡面
TG:目標
W:基板
ZOD:零階偵測器

Claims (15)

  1. 一種執行一基板上之光阻劑中之一曝光圖案之一量測的方法，該方法包含： 在該曝光圖案上等於或大於10 µm之一大小的一量測區域中賦予一量測輻射光束，以用於防止或減輕肇因於該量測輻射之光阻劑損壞，該量測輻射光束在該基板上形成一量測位點； 捕捉散射輻射，該散射輻射包含在已自該曝光圖案散射之後的該量測輻射； 在至少一個偵測器上偵測該散射輻射；及 自該散射輻射判定用於一所關注參數之一值。
  2. 如請求項1之方法，其中供判定該所關注參數之一單一值的該量測區域之總大小不小於100 µm 2、視情況不小於200 µm 2、視情況不小於500 µm 2、視情況不小於1000 µm 2、視情況不小於2500 µm 2、視情況不小於0.025 mm 2、視情況不小於0.1 mm 2、視情況不小於0.25 mm 2。
  3. 如請求項1或2之方法，其中該量測區域係使得由該量測區域接收之一最大劑量為0.01 J/cm 2，視情況1 mJ/cm 2，視情況0.1 mJ/cm 2。
  4. 如請求項1或2之方法，其中該量測位點包含在一第一維度上比在垂直於該第一維度之一第二維度上大的一伸長量測位點，且其中視情況，該第二維度對應於該至少一個偵測器上之在空間上分離該散射輻射之不同波長所沿著的方向。
  5. 如請求項1或2之方法，其中該量測光束聚焦於該至少一個偵測器上而非該基板上。
  6. 如請求項1或2之方法，其中在該基板處由該量測輻射光束形成之一量測位點包含等於並界定該量測區域之一區域。
  7. 如請求項1或2之方法，其中在該基板處由該量測輻射光束形成之一量測位點小於該量測區域且在該等賦予及捕捉步驟期間在該量測區域移動，其中視情況，該光束在該量測區域之該移動係藉由致動該量測光束及該基板中之一者或兩者而致動，其中視情況，在該量測區域之該移動包含在該量測區域之一或多個掃描，其中視情況，該一或多個掃描包含一或多個線性掃描，且其中視情況，該一或多個掃描包含經結合以在該量測區域形成一曲折路徑之複數個線性掃描。
  8. 如請求項7之方法，其中該判定用於該所關注參數之一值包含判定在該量測區域所獲得之所有量測值的一平均值。
  9. 如請求項7之方法，其包含使該量測光束在該量測區域移動時捕捉經時間解析量測資料；及自該經時間解析量測資料形成一影像。
  10. 如請求項1或2之方法，其中該量測光束為使用一驅動雷射光束經由高階諧波產生而產生的一寬頻帶光束。
  11. 如請求項1或2之方法，其中該至少一個偵測器上之該散射輻射之一位置在該量測位點在該量測區域之該移動期間並不移動。
  12. 如請求項1或2之方法，其中該量測光束包含100 nm或更小、視情況20 nm或更小之波長。
  13. 如請求項1或2之方法，其中該散射輻射之不同波長在該至少一個偵測器上至少部分地經光譜解析。
  14. 一種用於執行一基板上之光阻劑中之一曝光圖案之一量測的度量衡裝置，該度量衡裝置包含： 一照明系統，其可操作以在該曝光圖案上一特定大小之一量測區域中賦予一量測輻射光束，該特定大小防止或減輕肇因於該量測輻射之光阻劑損壞，且使得該量測輻射光束在該基板上形成一量測位點； 至少一個偵測器，其可操作以偵測散射輻射，該散射輻射包含在已自該曝光圖案散射之後的該量測輻射；及 一處理器，其可操作以自該散射輻射判定用於一所關注參數之一值。
  15. 一種電腦程式，其包含可操作以在經執行於一合適設備上時執行如請求項1至13中任一項之方法的程式指令。
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