TW202225821A

TW202225821A - 度量衡系統及微影系統

Info

Publication number: TW202225821A
Application number: TW110142486A
Authority: TW
Inventors: 賽門雷納德休斯曼; 賽巴斯汀亞努斯安德里亞努斯高爾登
Original assignee: 荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司
Priority date: 2020-11-17
Filing date: 2021-11-16
Publication date: 2022-07-01
Also published as: TWI817251B; JP2023549656A; KR20230104889A; US20230418168A1; CN116648675A; WO2022106182A1

Abstract

本發明揭示一種度量衡系統，其包含：一預對準度量衡工具，其可操作以量測一基板上之複數個目標以獲得量測資料；及一處理單元。該處理單元可操作以：處理該量測資料以針對每一目標判定描述位置值遍及該目標之至少部分之變化的至少一個位置分佈；及自該至少一個位置分佈判定校正該等目標中之每一者中之目標內變化的一量測校正，該量測校正用於校正由一對準感測器執行之量測。

Description

度量衡系統及微影系統

本發明係關於例如可用於藉由微影技術製造裝置之方法及設備，且係關於使用微影技術製造裝置之方法。更特定言之，本發明係關於諸如位置感測器之度量衡感測器。

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(integrated circuit，IC)製造中。在彼情況下，圖案化裝置(其替代地被稱作遮罩或倍縮光罩)可用以產生待形成於IC之個別層上之電路圖案。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通常感材料(抗蝕劑)層上來進行圖案之轉印。一般而言，單一基板將含有連續地經圖案化之鄰近目標部分之網路。此等目標部分通常稱作「場」。

在複雜裝置之製造中，通常執行許多微影圖案化步驟，由此在基板上之連續層中形成功能性特徵。因此，微影設備之效能之關鍵態樣能夠相對於置於先前層中(藉由相同設備或不同微影設備)之特徵恰當且準確地置放經施加圖案。出於此目的，該基板具備一或多組對準標記。各標記為稍後可使用位置感測器(通常為光學位置感測器)量測其位置之結構。微影設備包括一或多個對準感測器，可藉由該等感測器準確地量測基板上之標記之位置。已知不同類型之標記及不同類型之對準感測器來自不同製造商及來自相同製造商之不同產品。

在其他應用中，度量衡感測器用於量測基板上之暴露結構(在抗蝕劑中及/或在蝕刻之後)。快速且非侵入性形式之特殊化檢測工具為散射計，其中將輻射光束導向至基板之表面上的目標上，且量測經散射或經反射光束之屬性。已知散射計之實例包括US2006033921A1及US2010201963A1中所描述之類型的角解析散射計。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基於繞射之疊對，如公開專利申請案US2006066855A1中所描述。使用繞射階之暗場成像進行的基於繞射之疊對度量衡使得能夠對較小目標進行疊對量測。可在國際專利申請案WO 2009/078708及WO 2009/106279中找到暗場成像度量衡之實例，該等國際專利申請案之文件特此以全文引用之方式併入。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量測多個光柵。所有此等申請案之內容亦以引用之方式併入本文中。

在一些度量衡應用中，諸如在一些散射計或對準感測器中，常常需要能夠對愈來愈小之目標進行量測，同時亦維持與目前或較大目標大小之相容性。

用於對準之度量衡目標或標記通常包含由於處理效應及其他問題所引起的不對稱性，該等其他問題可不當地影響量測位置，非理想標記與非理想感測器之間的相互作用亦可能如此。需要改良關於此類不完美目標之對準方法之準確度。

在一第一態樣中，本發明提供一種度量衡系統，其包含：一預對準度量衡工具，其可操作以量測一基板上之複數個目標以獲得量測資料；及一處理單元，其可操作以：處理該量測資料以針對每一目標判定描述位置值遍及該目標之至少部分之變化的至少一個位置分佈；及自該至少一個位置分佈判定校正該等目標中之每一者中之目標內變化的一量測校正，該量測校正用於校正由一對準感測器執行之量測。

本發明之以上及其他態樣將自以下所描述之實例之考慮因素而理解。

在詳細地描述本發明之實施例之前，有指導性的係呈現可供實施本發明之實施例的實例環境。

圖1示意性地描繪微影設備LA。設備包括：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)；圖案化裝置支撐件或支撐結構(例如遮罩台) MT，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而準確地定位圖案化裝置之第一定位器PM；兩個基板台(例如晶圓台) WTa及WTb，其各自經建構以固持基板(例如抗蝕劑塗佈晶圓) W，且各自連接至經組態以根據某些參數而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 (例如包括一或多個晶粒)上。參考框架RF連接各種組件，且充當用於設定及量測圖案化裝置及基板之位置以及圖案化裝置及基板上之特徵之位置的參考。

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。

圖案化裝置支撐件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，是否將圖案化裝置固持於真空環境中)之方式來固持圖案化裝置。圖案化裝置支撐件可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術以固持圖案化裝置。圖案化裝置支撐件MT可為例如可視需要固定或可移動之框架或台。圖案化裝置支撐件可確保圖案化裝置例如相對於投影系統處於所要位置。

本文中所使用之術語「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。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輔助特徵，則該圖案可不確切地對應於基板之目標部分中之所要圖案。通常，被賦予至輻射光束之圖案將對應於目標部分中產生之裝置(諸如，積體電路)中之特定功能層。

如此處所描繪，設備屬於透射類型(例如，採用透射圖案化裝置)。替代地，該設備可屬於反射類型(例如，使用上文所提及之類型之可程式化鏡面陣列，或使用反射遮罩)。圖案化裝置之實例包括遮罩、可程式化鏡面陣列，及可程式化LCD面板。可認為本文中對術語「倍縮光罩」或「遮罩」之任何使用皆與更一般術語「圖案化裝置」同義。術語「圖案化裝置」亦可被解譯為係指以數位形式儲存用於控制此可程式化圖案化裝置之圖案資訊的裝置。

本文中所使用之術語「投影系統」應經廣泛地解釋為涵蓋適於所使用的曝光輻射或適於諸如浸潤液體之使用或真空之使用的其他因素的任何類型之投影系統，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。本文中對術語「投影透鏡」之任何使用可視為與更一般術語「投影系統」同義。

微影設備亦可屬於以下類型：其中基板之至少一部分可由具有相對較高折射率之液體(例如水)覆蓋，以便填充投影系統與基板之間的空間。亦可將浸潤液體施加至微影設備中之其他空間，例如，遮罩與投影系統之間的空間。浸潤技術在此項技術中為吾人所熟知用於增大投影系統之數值孔徑。

在操作中，照明器IL自輻射源SO接收輻射光束。舉例而言，當輻射源為準分子雷射時，輻射源與微影設備可為分離實體。在此類狀況下，不認為源形成微影設備之部分，且輻射光束係藉助於包括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，源可為微影設備之整體零件。源SO及照明器IL連同光束遞送系統BD (在需要時)可被稱為輻射系統。

照明器IL可例如包括用於調整輻射光束之角強度分佈之調整器AD、積光器IN及聚光器CO。照明器可用以調節輻射光束，以在其橫截面中具有所需均一性及強度分佈。

輻射光束B入射於固持於圖案化裝置支撐件MT上之圖案化裝置MA上，且由該圖案化裝置圖案化。在已橫穿圖案化裝置(例如，遮罩) MA之情況下，輻射光束B傳遞通過投影系統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及位置感測器IF (例如，干涉量測裝置、線性編碼器、2D編碼器或電容式感測器)，可準確地移動基板台WTa或WTb，例如以便使不同目標部分C定位於輻射光束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中被明確地描繪)可用以(例如)在自遮罩庫機械擷取之後或在掃描期間相對於輻射光束B之路徑來準確地定位圖案化裝置(例如，遮罩) 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(例如遮罩) MA及基板W。儘管如所說明之基板對準標記佔據專用目標部分，但該等基板對準標記可位於目標部分之間的空間中(此等標記稱為切割道對準標記)。相似地，在將多於一個晶粒提供於圖案化裝置(例如，遮罩) MA上之情形中，遮罩對準標記可位於該等晶粒之間。較小對準標記亦可在裝置特徵當中包括於晶粒內，在此情況下，需要使標記物儘可能地小且無需與鄰近特徵不同的任何成像或程序條件。下文進一步描述偵測對準標記之對準系統。

可在多種模式中使用所描繪之設備。在掃描模式中，在將賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時，同步地掃描圖案化裝置支撐件(例如遮罩台) MT與基板台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相對於圖案化裝置支撐件(例如，遮罩台) 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)。如在此項技術中為吾人所知，其他類型之微影設備及操作模式係可能的。舉例而言，步進模式為吾人所知。在所謂的「無遮罩」微影中，使可程式化圖案化裝置保持靜止但具有變化圖案，且移動或掃描基板台WT。

亦可採用對上文所描述之使用模式之組合及/或變體或完全不同的使用模式。

微影設備LA屬於所謂雙平台類型，其具有兩個基板台WTa、WTb以及兩個站-曝光站EXP及量測站MEA-在該等兩個站之間可交換基板台。在曝光站處曝光一個基板台上之一個基板的同時，可在量測站處將另一基板裝載至另一基板台上且實施各種預備步驟。此實現設備之產出量之顯著增加。預備步驟可包括使用位階感測器LS來映射基板之表面高度輪廓，及使用對準感測器AS來量測基板上之對準標記之位置。若位置感測器IF在其處於量測站處以及處於曝光站處時不能夠量測基板台之位置，則可提供第二位置感測器以使得能夠在兩個站處追蹤基板台相對於參考框架RF之位置。代替所展示之雙載物台配置，其他配置為吾人所知且可用的。舉例而言，提供基板台及量測台之其他微影設備為已知的。此等基板台及量測台在執行預備量測時銜接在一起，且接著在基板台經歷曝光時不銜接。

圖2說明將目標部分(例如，晶粒)曝光於圖1之雙載物台設備中之基板W上之步驟。在虛線框內之左側為在量測站MEA處所執行之步驟，而右側展示在曝光站EXP處所執行之步驟。有時，基板台WTa、WTb中之一者將在曝光站處，而另一者係在量測站處，如上文所描述。出於此描述之目的，假定基板W已經被裝載至曝光站中。在步驟200處，藉由圖中未展示之機構將新基板W'裝載至設備。並行地處理此等兩個基板以便增加微影設備之產出量。

首先參考新近裝載之基板W'，此基板可為先前未經處理之基板，其運用新光阻而製備以供在設備中第一次曝光。然而，一般而言，所描述之微影程序將僅僅為一系列曝光及處理步驟中之一個步驟，使得基板W'已通過此設備及/或其他微影設備若干次，且亦可經歷後續程序。特別針對改良疊對效能之問題，任務為確保新的圖案被確切地施加於已經經受圖案化及處理之一或多個循環之基板上的正確位置中。此等處理步驟逐漸地在基板中引入失真，該等失真必須被量測及校正以達成令人滿意的疊對效能。

可在其他微影設備中執行且可甚至在不同類型之微影設備中執行先前及/或後續圖案化步驟(如剛才所提及)。舉例而言，裝置製造程序中之在諸如解析度及疊對之參數方面要求極高的一些層相比於要求較不高之其他層可在更進階微影工具中予以執行。因此，一些層可曝光於浸潤型微影工具中，而其他層曝光於『乾式』工具中。一些層可曝光於在DUV波長下工作之工具中，而其他層係使用EUV波長輻射來曝光。

在202處，使用基板標記P1等及影像感測器(未示出)之對準量測係用於量測及記錄基板相對於基板台WTa/WTb之對準。另外，將使用對準感測器AS來量測跨越基板W'之若干對準標記。在一個實施例中，此等量測係用以建立「晶圓柵格」，該晶圓柵格極準確地映射橫越基板之標記之分佈，包括相對於標稱矩形柵格之任何失真。

在步驟204處，亦使用位階感測器LS來量測相對於X-Y位置之晶圓高度(Z)圖。習知地，高度圖僅用以達成對經曝光圖案之準確聚焦。另外，其可用於其他目的。

當裝載基板W'時，接收配方資料206，其定義待執行之曝光，且亦定義晶圓及先前產生之圖案及待產生於該基板W'上之圖案之屬性。將在202、204處獲得之晶圓位置、晶圓柵格及高度圖之量測添加至此等配方資料，使得可將配方及量測資料208之完整集合傳遞至曝光站EXP。對準資料之量測例如包含以與作為微影製程之產品的產品圖案成固定或標稱固定關係而形成之對準目標之X位置及Y位置。恰好在曝光之前獲得之此等對準資料用以產生對準模型，對準模型具有將模型擬合至資料之參數。此等參數及對準模型將在曝光操作期間用於校正當前微影步驟中施加之圖案的位置。在使用中之模型內插經量測位置之間的位置偏差。習知對準模型可能包含四個、五個或六個參數，該等參數一起以不同尺寸界定「理想」柵格之平移、旋轉及按比例縮放。使用更多參數之進階模型係已知的。

在210處，調換晶圓W'與W，使得經量測基板W'變成基板W而進入曝光站EXP。在圖1之實例設備中，藉由交換設備內之支撐件WTa及WTb來執行此調換，使得基板W、W'保持精確地被夾持且定位於彼等支撐件上，以保留基板台與基板自身之間的相對對準。因此，一旦已調換該等台，為了利用用於基板W (以前為W')之量測資訊202、204以控制曝光步驟，就必需判定投影系統PS與基板台WTb (以前為WTa)之間的相對位置。在步驟212處，使用遮罩對準標記M1、M2來執行倍縮光罩對準。在步驟214、216、218中，將掃描運動及輻射脈衝施加於跨越基板W之順次目標位置處，以便完成數個圖案之曝光。

藉由在執行曝光步驟中使用量測站處所獲得之對準資料及高度圖，此等圖案相對於所要位置且尤其相對於先前放置於同一基板上之特徵精確地對準。在步驟220處，自設備卸載現標記為W"之曝光基板，以根據曝光圖案使其經歷蝕刻或其他程序。

熟習此項技術者將知曉上述描述為真實製造情形之一個實例中所涉及之多個極詳細步驟的簡化概述。舉例而言，常常將存在使用相同或不同標記之粗糙及精細量測之獨立階段，而非在單一遍次中量測對準。粗糙及/或精細對準量測步驟可在高度量測之前或在高度量測之後執行，或交錯。

PCT專利申請案WO 2020/057900 A1中描述了作為對準及產品/程序監測度量衡應用兩者的特定類型之度量衡感測器，該申請案係以引用方式併入本文中。此描述具有經最佳化相干性之度量衡裝置。更特定言之，度量衡裝置經組態以產生量測照明之複數個空間上非相干光束，該等光束中之每一者(或該等光束之量測對中的兩個光束，每一量測對對應於一量測方向)在其橫截面內具有對應區，針對該等對應區，此等區處的光束之間的相位關係係已知的；亦即，針對對應區存在相互的空間相干性。

此度量衡裝置將能夠量測具有可接受(最小)干涉假影(斑點)之較小節距目標，且亦將在暗場模式下為可操作的。此度量衡裝置可用作用於量測基板位置(例如量測週期性結構或對準標記相對於固定參考位置之位置)的位置或對準感測器。然而，度量衡裝置亦可用於疊對之量測(例如，不同層或甚至在拼接標記之狀況下之同一層中的週期性結構之相對位置之量測)。度量衡裝置亦能夠量測週期性結構之不對稱性，且因此可用以量測任何參數，該等參數係基於目標不對稱性量測(例如使用基於繞射之疊對(DBO)技術之疊對或使用基於繞射之焦點(DBF)技術之焦點)。

圖3展示此度量衡裝置之可能實施。度量衡裝置基本上作為具有新穎照明模式之標準顯微鏡而操作。度量衡裝置300包含光學模組305，該光學模組305包含裝置之主要組件。照明源310 (其可位於模組305外部且藉由多模光纖315在光學上耦接至該模組)將在空間上非相干的輻射光束320提供至光學模組305。光學組件317將在空間上非相干的輻射光束320傳送至相干的離軸照明產生器325。此組件對本文中之概念尤為重要且將更詳細地描述。相干的離軸照明產生器325自在空間上非相干的輻射光束320產生多個(例如四個)離軸光束330。下文將進一步詳細描述此等離軸光束330之特性。照明產生器之零階可由照明零階區塊元件375阻擋。此零階將僅針對本文件中所描述之相干的離軸照明產生器實例(例如，基於相位光柵之照明產生器)中的一些存在，且因此在並未產生此零階照明時可經省略。(經由光學組件335及)點鏡面340將離軸光束330傳送至(例如高NA)物鏡345。該物鏡將離軸光束330聚焦至位於基板350上的樣本(例如週期性結構/對準標記)上，在該樣本中該等離軸光束散射及繞射。經散射之較高繞射階355+、355- (例如分別為+1階及-1階)經由點鏡面340反向傳播，且由光學組件360聚焦至感測器或攝影機365上，該等繞射階在該感測器或攝影機中干涉以形成干涉圖案。執行合適軟體之處理器380可接著處理由攝影機365捕捉之干涉圖案的影像。

經零階繞射(經鏡面反射)之輻射在偵測分支中的合適部位處經阻擋；例如藉由光點鏡面340及/或單獨偵測零階區塊元件。應注意，針對離軸照明光束中之每一者存在零階反射，亦即，在當前實施例中，總共存在四個此等零階反射。適合於阻擋四個零階反射之實例孔徑輪廓展示於圖4之(b)及(c)中，經標記為422。因而，度量衡裝置作為「暗場」度量衡裝置而操作。

所提議之度量衡裝置的主要概念為僅在需要時誘發量測照明中之空間相干性。更具體言之，在離軸光束330中之每一者中之光瞳點的對應集合之間誘發空間相干性。更具體而言，光瞳點集合包含離軸光束中之每一者中的對應單個光瞳點，該光瞳點集合係相互空間上相干的，但其中每個光瞳點相對於相同光束中之所有其他光瞳點為不相干的。藉由以此方式最佳化量測照明之相干性，對較小節距目標執行暗場離軸照明變為可行的，但在每一離軸光束330係在空間上非相干的時具有最小斑點假影。

圖4展示用以說明概念之三個光瞳影像。圖4之(a)展示關於圖2中之光瞳平面P1的第一光瞳影像，且圖4之(b)及圖4之(c)各自展示關於圖2中之光瞳平面P2的第二光瞳影像。圖4之(a) (以橫截面)展示空間上非相干輻射光束320，且圖4之(b)及圖4之(c) (以橫截面)展示在兩個不同實施例中由相干離軸照明產生器325產生的離軸光束330。在每一情況下，外圓395之範圍對應於顯微鏡目標之最大偵測NA；此可僅僅作為實例0.95 NA。

光瞳中之每一者中的三角形400指示光瞳點之集合，該等光瞳點相對於彼此係空間上相干的。類似地，十字形405指示光瞳點之另一集合，該等光瞳點相對於彼此係空間上相干的。三角形相對於叉號為空間上非相干的，且所有其他光瞳點對應於光束傳播。一般原理(在圖4之(b)中所展示之實例中)為彼此在空間上相干之每一光瞳點集合(點的每一相干集合)在照明光瞳P2內與所有其他組相干的點具有相同的間距。同樣，在此實施例中，點之每一相干集合為點之所有其他相干集合中之光瞳內的平移。

在圖4之(b)中，由三角形400表示的點之第一相干集合中的每一光瞳點之間的間距必須等於由十字形405表示的點之相干集合中的每一光瞳點之間的間距。在此內容背景中之『間距』係定向的，亦即，並不允許十字形集合(點之第二集合)相對於三角形集合(點之第一集合)旋轉。同樣，離軸光束330中之每一者自身包含非相干的輻射；然而，離軸光束330共同包含相同光束，該等光束在其橫截面內具有含已知的相位關係(空間相干性)的點之對應集合。應注意，不必將點之每一集合中的點等距間隔開(例如在此實例中之四個三角形405之間的間距無需相等)。因而，離軸光束330不必對稱地配置於光瞳內。

圖4之(c)展示此基本概念可擴展至僅在對應於單一量測方向之光束之間提供相互空間相干性，其中光束330X對應於第一方向(X方向)，且光束330Y對應於第二方向(Y方向)。在此實例中，正方形及加號各自指示光瞳點之集合，該等光瞳點對應於由三角形及十字形表示之光瞳點之集合，但未必與由三角形及十字形表示之光瞳點之集合在空間上相干。然而，十字形彼此在空間上相干，此情況同樣適用於加號，且十字形為加號之光瞳中之幾何平移。因而，在圖4之(c)中，離軸光束僅為逐對相干的。

在此實施例中，分別藉由方向(例如X方向330X及Y方向330Y)來考慮離軸光束。產生所捕捉之X方向繞射階的光束330X之對僅需要為彼此相干的(使得點400X之對為彼此相干的，此情況同樣適用於點405X之對)。類似地，產生所捕捉之Y方向繞射階的光束330Y之對僅需要為彼此相干的(使得點400Y之對為彼此相干的，此情況同樣適用於點405Y之對)。然而，在點400X之對與點400Y之對之間不需要存在相干性，在點405X之對與點405Y之對之間不需要存在相干性。因而，在對應於每一所考慮之量測方向的若干離軸光束對中包含若干相干點之對。如前所述，對於對應於量測方向之每一對光束，每一對相干點為點之所有其他相干對之光瞳內的幾何平移。

圖5說明(例如)用於對準/位置感測之度量衡系統的工作原理。圖5之(a)說明在一些實施例中可用作對準標記之目標410。目標410可與用於基於微繞射之疊對技術(µDBO)中之彼等目標相似，但其在形成對準標記時通常僅包含在單一層中。同樣，目標410包含四個子目標，包含在第一方向(X方向)上之兩個光柵(週期性結構) 415a及在第二垂直方向(Y方向)上之兩個光柵415b。舉例而言，光柵之節距可包含100 nm之數量級(更具體而言，300 nm至800 nm之範圍內)。

圖5之(b)展示對應於光瞳平面P3 (參看圖2)之光瞳表示。該圖式展示在僅散射離軸照明光束中的單一光束之後的所得輻射，更具體而言(此圖像中之最左側圖像)，離軸照明光束420 (其將不位於此光瞳中，其在光瞳平面P2中之部位對應於其在照明光瞳中之部位，且此處僅出於說明起見而進行展示)。陰影區422對應於一實施例中所使用的特定光點鏡面設計之阻擋(亦即，反射或吸收)區(白色表示透射區)。此點鏡面設計僅僅為光瞳區塊(pupil block)之實例，其確保未偵測到非所需光(例如零階及零階周圍的光)。可使用其他點鏡面輪廓(或一般為零階區塊)。

如可看出，僅捕捉較高繞射階中之一者，更具體言之，-1 X方向繞射階425。+1 X方向繞射階430、-1 Y方向繞射階435及+1 Y方向繞射階440落在光瞳(由光點鏡面422之範圍表示的偵測NA)之外且未被捕捉。任何較高階(未說明)亦落在偵測NA之外。零階445出於說明起見而進行展示，但實際上將由光點鏡面或零階區塊422阻擋。

圖5之(c)展示因所有四個離軸光束420 (再次僅僅為了說明而展示)而產生之所得光瞳(僅所捕捉之階)。所捕捉之階包括-1 X方向繞射階425、+1 X方向繞射階430'、-1 Y方向繞射階435'及+1 Y方向繞射階440'。使此等繞射階成像於攝影機上，其中此等繞射階進行干涉，從而形成條紋圖案450，諸如圖5之(d)中所展示。在所展示之實例中，在繞射階對角地配置於光瞳中時，條紋圖案為成對角線的，但具有所得不同條紋圖案定向之其他配置係可能的。

以與可用於對準感測之其他度量衡裝置相似的方式，目標光柵位置之移位導致每方向+1繞射階與-1繞射階之間的相移。由於繞射階在攝影機上進行干涉，因此繞射階之間的相移在攝影機上產生干涉條紋之對應移位。因此，有可能自攝影機上之干涉條紋之位置判定對準位置。

圖6說明可如何自干涉條紋判定對準位置。圖6之(a)展示當目標處於第一位置處時的干涉條紋500之一個集合(亦即，對應於條紋圖案450之一個象限)，且圖6之(b)展示當目標處於第二位置處時的干涉條紋500'之集合。固定參考線510 (亦即，針對兩個影像之相同位置中)被展示為突出顯示在該兩個位置之間的條紋圖案之移動。可藉由以已知方式將自圖案判定之位置與自固定參考件(例如透射影像感測器(TIS)基準)之量測獲得的位置進行比較來判定對準。單一條紋圖案(例如來自單一光柵對準標記)或每方向之單一圖案(例如來自雙光柵對準標記)可用於進行對準。用於在兩個方向上執行對準之另一選項可使用具有單一2D週期性圖案之對準標記。又，可運用本文中所描述之度量衡裝置來量測非週期性圖案。另一對準標記選項可包含四光柵目標設計(諸如圖5之(a)中所說明)，該目標設計與目前通常使用量測疊對之設計相似。同樣，諸如此等之目標通常已經存在於晶圓上，且因此相似取樣可用於對準及疊對。此類對準方法為吾人所知且將不予以進一步描述。

WO 2020/057900進一步描述量測多個波長(及可能較高繞射階)以便使程序更穩固(促進量測多樣性)的可能性。提議此將使得能夠(例如)使用諸如最佳顏色加權(OCW)之技術，以對光柵不對稱性變得穩固。特定言之，目標不對稱性通常引起每波長之不同對準位置。藉此，藉由量測針對不同波長之經對準位置中之此差，有可能判定目標之不對稱性。在一個實施例中，可使對應於多個波長之量測依序成像於相同攝影機上，以獲得各自對應於不同波長之個別影像的序列。替代地，可使此等波長中之每一者並行成像於單獨攝影機(或同一攝影機之單獨區)上，其中使用合適的光學組件(諸如二向色鏡)使該等波長分離。在另一實施例中，有可能在單一攝影機影像中量測多個波長(及繞射階)。當對應於不同波長之照明光束位於光瞳中之同一位置時，攝影機影像上之對應條紋將針對不同波長具有不同定向。此將傾向於針對大多數離軸照明產生器配置之情況(例外狀況為單一光柵，對其而言，照明光柵及目標光柵之波長相關性傾向於彼此消除)。藉由對此影像之適當處理，可針對單次捕捉中之多個波長(及階)判定對準位置。此等多個位置可例如用作類OCW演算法之輸入。

WO 2020/057900中亦描述了可變所關注區(ROI)選擇及可變像素加權增強準確度/穩固性的可能性。代替基於整個目標影像或基於固定所關注區(諸如遍及每一象限或整個目標之中心區；亦即，排除邊緣區)判定對準位置，有可能在每個目標的基礎上最佳化ROI。最佳化可判定任何任意形狀之ROI或複數個ROI。亦有可能判定ROI之最佳化經加權組合，其中加權係根據一或多個品質度量或關鍵效能指示符(KPI)而指派。

大體而言，目標(且特定言之，小目標)通常在其形成期間(例如，歸因於處理及/或曝光條件)遭受變形。在許多狀況下，此等變形在目標內不均勻，而是替代地包含引起局部或目標內變化之多個局部或目標內效應；例如隨機邊緣效應、楔入越界、局部光柵不對稱性變化、局部厚度變化及/或(局部)表面粗糙度。此等變形可不自標記至標記或晶圓至晶圓重複，且因此應在曝光之前量測及校正以避免誤印裝置。歸因於此等局部效應，當對變形標記執行基板對準時，遍及整個標記或遍及固定所關注區簡單地平均化通常將導致對準誤差。

將WO 2020/057900中所揭示之工具描述(在對準內容背景中)為用於在曝光之前量測晶圓之對準/位置(例如，以基於對準標記之量測判定曝光柵格)的對準感測器。此工具可併入於例如雙載物台微影曝光裝置或掃描器之量測站內。

然而，運用諸如WO 2020/057900中所描述之最佳化相干度量衡工具替換當前使用之對準感測器(例如，基於自參考干涉計(SRI)原理)存在商業及/或實務挑戰。詳言之，高度理想的是維持與當前系統之回溯相容性，其可在最佳化相干度量衡工具之情況下困難。

因而，揭示可為另一對準工具提供目標內校正的獨立預對準工具及方法，該目標內校正例如校正對準標記缺陷。預對準工具可為最佳化相干度量衡工具(例如，基於WO 2020/057900之教示)或能夠自目標獲得局部位置量測(例如，位置分佈或局部位置映圖)之任何其他工具。位置分佈可描述遍及目標或目標之至少部分(或其所捕捉影像)之對準位置的變化；例如每像素或每像素群組(例如，相鄰像素之群組)的局部位置。

位置分佈接著可用於判定例如使用更習知(例如，基於SRI之)對準感測器執行之對準量測的對準校正(例如，前饋校正)。此對準感測器可(或不)包含於併入掃描器內之量測站內。

在一實施例中，預對準工具相比於對準感測器可具有簡化的載物台配置及穩定性；例如不具有對準(例如，對於包含於掃描器內之對準感測器)所需的所需控制準確度及/或穩定性的載物台。此工具可具有類似於當前用於例如疊對度量衡(例如散射計裝置)之(例如單獨的)度量衡站之穩定性及載物台能力。因而，預對準工具概念上不同於外部對準感測器或互補對準工具，該外部對準感測器或互補對準工具具有足以量測跨越多個目標之晶圓座標系統的載物台能力。對於對準感測器或互補對準工具，判定每一量測之實際目標位置係必需的以便避免座標系中之任何誤差(基本上，每一目標被參考至每一其他目標以便跨越座標系)。此類型之已知互補對準工具可例如結合掃描器對準感測器而使用，以使得能夠量測大量目標來量測座標系。此經密集量測之座標系統前饋至掃描器，意謂需要在掃描器自身內量測較少目標。相比之下，本文中所揭示之預對準工具未必經組態以用於量測晶圓座標系，實情為，提議該工具僅量測個別目標且針對每一目標考慮僅參考其對應目標之參數。可接著將此等參數前饋至掃描器以改良對準感測器量測之每目標之準確度。

圖7為根據一實施例的採用預對準工具PAT之系統及/或方法的示意性流程圖。預對準工具應屬於能夠提供局部目標內位置(例如依據目標位置而變化的位置資料)之類型。舉例而言，預對準工具可形成直接表示位置圖案或位置分佈之影像。此工具可為最佳化相干度量衡工具，諸如關於圖3至圖6所描述，或任何其他合適工具；例如，任何其他合適光學顯微鏡(暗場或明場)或任何合適掃描探針顯微法工具(例如原子力顯微鏡(AFM)、近場顯微鏡(NFM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、聲學顯微鏡、掃描穿隧顯微鏡(STM)或能夠提供位置資料作為目標位置之函數的其他類似技術)。基於掃描繞射之對準感測器亦可用於預對準工具PAT。此等對準感測器基於遍及標記之跡線而非從中提取位置之『影像』或『映圖』來量測干涉圖。描述依據位置而變化之強度的此跡線產生從中判定對準位置之干涉圖。在本發明之內容背景中，干涉圖可被解譯為位置分佈；亦即1D位置映圖。此等設備中之許多者亦量測對應強度不對稱性且因此亦可判定非位置參數分佈。掃描感測器之另一實例為原子力顯微鏡(AFM)；AFM懸臂式光柵遍及表面進行掃描，從而產生『構形圖像』。

預對準工具PAT可基於對晶圓W (至少包含其上之對準標記或目標；例如曝光於前一層或基礎層中)之量測判定對準校正Δ _AL。下文將描述用於判定對準校正Δ _AL之方法。接著將同一晶圓饋入至包含對準感測器AS之量測站MEA中。量測站可包含於如本文所描繪之掃描器SC內，或可包含於單獨(獨立)對準站或單一站掃描器內。對準感測器量測晶圓W上之對準標記以獲得對準資料AL。對準資料AL可例如包含每標記單個對準值，或(取決於系統)包含針對每一標記之每波長(或其他量測設定)之對準值的多個對準值。然而，對準感測器並不需要且可缺乏在標記位置變化內進行量測之能力。處理單元PU接著可自對準資料AL及對準校正Δ _AL兩者判定控制柵格CG，例如使得校正對準資料AL及/或(最終)控制柵格CG以用於目標內變形。此經校正控制柵格CG接著在掃描器SC之曝光站EXP處使用以曝光下一層，藉此製造經曝光晶圓W _exp。

應注意，處理單元PU作為掃描器外部之單一處理器的表示純粹為實例。舉例而言，處理可由掃描器內之處理器執行。該處理可遍及掃描器內部及/或外部之多個處理器或所使用之任何其他工具而分佈。處理單元可自預對準工具PAT接收原始影像資料且判定對準校正Δ _AL，或此處理可在如本文所描繪之預對準工具PAT內執行。熟習此項技術者將易於瞭解，亦可應用其他處理配置及策略。

提議方法可包含以下步驟以判定對準校正Δ _AL。在第一步驟中，預對準工具用於量測每一標記以獲得目標內度量衡資料，諸如一或多個位置分佈(例如，依據目標位置而變化的位置資料，諸如每像素或每像素群組之位置資料)。可針對例如不同量測設定而獲得每目標之多個位置分佈。可例如藉由針對每一像素或每一鄰近像素群組個別地量測條紋位置以獲得每像素/每像素群組位置(未必始終可能指派來自單一像素之位置)來獲得該等位置分佈。影像可關於對標記變形敏感的不同感測器設定，諸如多個波長/偏光狀態(否則可獲得不同波長/偏光狀態的單獨影像)，且可針對波長/偏光狀態中的每一者判定局部位置映圖。

其他非位置參數分佈資料亦可視情況使用預對準工具及/或另一度量衡工具來量測；且再次可包含針對不同量測設定而獲得的每目標之多個分佈。此非位置參數分佈可包含每像素強度不對稱性(例如，互補繞射階之間的強度之差(視情況藉由此等強度之總和而正規化，視情況經校準以補償工具缺陷及/或視情況經預處理以補償標稱堆疊屬性))。替代地，可使用不同設備或工具(諸如以散射量測術為基礎之度量衡工具)獲得此每像素強度不對稱性資訊。可自預對準工具或不同工具量測之其他非位置參數包括以下各者中之一或多者(每像素或像素群組)：影像內之對準圖案之條紋可見度、局部強度、晶圓品質及對準圖案之振幅。

一旦獲取了位置分佈/其他分佈，就可針對每一標記判定兩個位置值：第一代表性校正值 X _RE 及第二經校正位置值 X _CO 。代表性校正值 X _RE 可表示對準感測器AS在對準期間將「看到」之值(例如，對相同目標之對準感測器AS讀出的估計)。舉例而言，此可包含經量測位置分佈之平均值(例如，平均數)。代表性校正值 X _RE 對於目標內變化不具有校正(但其可視情況包括對對準感測器亦可執行之非局部效應之校正，尤其在預對準工具相比於對準感測器具有增加之能力的情況下，例如，其可以較多顏色進行量測)。經校正位置值 X _CO 可包含已經校正以用於目標內變化之位置值。用於進行此操作之例示性方法描述於本文中。

對準校正 Δ _AL 可判定為此等兩個位置值之差或其他比較(例如， Δ _AL= X _RE- X _CO )。此對準校正可包含來自多個量測設定之經組合資料(例如，位置資料 X _RE 至 X _CO 各自關於多個量測設定)。對準校正 Δ _AL 可因此包含每目標或對準標記之校正值。此校正可基本上包含對準感測器在其具有目標內量測能力的情況下可能適用之校正(例如，其可解析局部變形)。在一些實施例中，可每目標判定多個對準校正 Δ _AL 值，其中此等值中之每一者經轉遞至處理單元PU。舉例而言，可針對每個經量測顏色及偏光判定對準校正 Δ _AL 值。

對準感測器AS可用於執行對準，從而獲得對準資料AL。在處理單元PU及/或掃描器SC內，將對應於每一目標之 Δ _AL 之值應用於彼目標之各別經量測對準值以針對局部變形效應校正對準資料AL。

可注意，位置 X _RE 及 X _CO (由預對準工具量測)兩者相對於掃描器中之由對準感測器量測之位置 X _RE 可具有任意偏移。然而，對準校正 Δ _AL 不應受此偏移影響，此係因為其抵消。此偏移之一個可能原因可為預對準工具中之晶圓載物台之相對較低準確度，其致使在相對於感測器之稍微不同的位置處量測標記。

為了判定對準校正 Δ _AL 及/或經校正位置 X _CO ，可僅使用預對準工具影像(亦即，對目標自身之量測)來判定加權，但亦揭示使用來自其他源之其他資料的實施例且該等實施例屬於本發明之範疇內。

提議可自來自至少一個參數分佈(參數每像素映圖)之經組合局部每像素資訊確定對準校正 Δ _AL 及/或校正位置 X _CO ，該至少一個參數分佈各自描述遍及一或多個經捕捉影像之至少對應部分之參數值的變化(例如，每一參數分佈涉及目標之共同所關注區)，且其中參數分佈中之至少一者包含位置分佈(或局部位置映圖)。

在一個實施例中，對準校正 Δ _AL 可判定為同一位置分佈之兩個統計量測之間的差。舉例而言，代表性位置 X _RE 可包含其各別位置分佈(每目標)之平均值，且經校正位置 X _CO 可包含同一位置分佈之中值。此情形可有用，此係因為許多當前對準感測器無法判定中值，而中值為用以自分佈移除離群值之有用統計工具。

現將更詳細地描述用於判定經校正位置 X _CO 之另一方法。此方法可包含尋找最佳係數C及(視情況) D，該等最佳係數C及D最小化經組合校正位置分佈或由以下描述之經校正位置分佈映圖

中之目標內變化：

方程式1 其中

為波長指數，

為偏振指數，

為位置分佈(每像素/像素群組之局部位置)，

為用於位置分佈之加權因數，

為與目標變形相關之非位置參數分佈，且

為用於非位置參數分佈之加權因數。因而，可針對適用於所使用之預對準工具(此處為各種波長λ及偏振P)之所有感測器設定來評估經組合之經校正位置映圖

。可藉由最小化總體經組合分佈中之目標內變化度量來判定加權因數，從而形成自參考方法。

方程式1純粹為用於經組合位置映圖

之方程式的實例。在另一實施例中，舉例而言，僅使用位置分佈且因此第二項係不必要的，且可僅自第一項判定經組合位置映圖

(且因此僅尋找加權 C)。在另一實施例中，僅使用一個位置分佈(亦即，針對單一量測設定；例如，諸如波長/偏振組合之照明設定)與一或多個非位置參數分佈(例如，亦針對單一量測設定或如所敍述，針對多於一個量測設定之非位置參數分佈之總和)。可針對不同非位置參數添加額外項(例如針對多於一個非位置參數之分佈)。量測設定可能不止在波長/偏振方面變化；舉例而言，量測設定可在以下各者中之一或多者(以任何組合)方面變化：照明之波長、偏振、角度分佈、照明之空間及/或時間相干性屬性。對於其他工具，諸如掃描探針顯微鏡，變化量測設定可為任何適合於所討論之工具(例如，SEM之電子加速電壓、用於原子力顯微鏡之樣本上之頂端之力或用於聲顯微鏡之聲波波長)。

可較佳的是，量測資料僅包含曝光前量測資料，以使得能夠針對目標不對稱性進行晶圓間校正。曝光前資料可包含在層曝光之前對晶圓(例如，每晶圓)執行之任何資料；例如，使用對準感測器來量測之資料，相對於在經曝光晶圓上量測之曝光後量測資料(例如，疊對度量衡)。然而，本發明之範疇亦可包括一些曝光後量測資料之使用。

結果為經加權位置映圖，其中在目標內具有最小變化或相對於標稱目標形狀具有最小變化。在後一狀況下，標稱目標形狀可為平均目標形狀或經設計目標形狀。以此方式，可最小化目標間變化(針對標稱相似目標)。可藉由標記量測自身判定加權因數，且加權因數無需依賴於其他外部資料源，諸如模擬、經量測疊對值、晶圓形狀等。

在一較佳實施例中，加權最佳化可經受約束

。此防止自經組合映圖移除平均值，此將很可能引起位置誤差。舉例而言，若經加權位置映圖

係自與兩個波長相關之兩個相同位置映圖來判定，使得兩個映圖展示包含n+1 nm與n-1 nm之間的相同變化之相同圖案。減去此等量測將很簡單，從而產生具有零變化之經組合量測，但其中平均值n已被移除，其中n極可能為正確的值。

圖8之(a)在概念上說明基於分別對應於第一波長

及第二波長

之兩個位置分佈或局部位置映圖PM ₁、PM ₂的加權係數C ₁、C ₂之最佳化，以便最小化經組合加權位置映圖

之變化。如已經描述，加權係數C ₁、C ₂亦可為(例如)像素指數或標記座標之函數。此途徑與OCW共用一些相似性，但自參考且不依賴於外部資料或訓練。

圖8之(b)在概念上說明基於一個位置分佈或局部位置映圖PM及非位置參數映圖IAM (例如，描述已自目標繞射的+1繞射階與-1繞射階之對應像素之強度之間的差的局部強度不對稱性映圖)的加權係數D之最佳化以便最小化經加權位置映圖

之變化。此途徑有效地判定加權因數D使得經加權非位置參數映圖IAM可校正局部位置映圖PM以判定經加權位置映圖

。在一實施例中，可自單一量測獲得局部位置映圖PM及非位置參數映圖IAM，且因此獲得經校正之經加權位置映圖

。應注意，此處不判定用於位置映圖之加權係數C，此係因為在此實例中僅使用1個位置量測。歸因於偏好用於位置映圖之加權因數C之總和應為1，用於單一位置量測之權重通常應為1。一般而言，當存在n個位置量測及m個其他非位置參數量測時，權重應全部經共同最佳化以使影像儘可能平坦或接近於『標稱』。在存在更多可得到之量測(例如，針對其他量測設定之位置映圖及/或非位置參數映圖)的情況下，接著方法可針對兩個資料集共同最佳化加權因數C及D。

一旦已獲得經加權位置映圖

，就可將單一經對準位置

(亦即，用以判定對準校正之經校正位置)判定為經加權位置映圖

之平均值或其他統計量測。舉例而言，該平均值可為例如在加權位置映圖中(例如，在所關注區內)所描述之位置的平均數。可使用之其他平均值(例如)包括中值、圓形平均數或圓形中值。亦可採用離群值移除或其他處理技術。可每從中可判定經對準位置之位置映圖製作統計工具，諸如直方圖。舉例而言，可自經加權位置映圖判定像素計數相對於經對準位置分格之直方圖。此直方圖可用以經由平均數、中值、離群值過濾器等判定對準位置。

在一實施例中，可將用於代表性位置之加權值判定為：

舉例而言，此可接著用以計算(單一值)對準校正 Δ _AL 之值。

應注意，方程式1可經稍微修改以針對偏移直接最佳化以找到對準校正映圖或每目標之分佈

，可接著平均化其以找到每目標單一偏移值

。此經修改方程式可採取形式(其中第二項如前所述係視情況選用的，其限制條件為每目標存在多個位置分佈)：

方程式2 其中

為如以上所描述之單一代表性位置值，且

為經校正位置圖(例如，每個標記及量測設定)。因而，差項自身為位置分佈或映圖。可針對適用於所使用之預對準工具之所有感測器設定評估對準校正映圖

。如前所述，可藉由對目標或其適用區進行平均化而將對準校正

轉換成每目標單一值以獲得對準校正

。

此實施例可在(例如)依序量測顏色及/或量測之間發生顯著(例如，大約1 nm)未知晶圓載物台位置變化的情況下特別有用。此係因為術語

提供用以適應此等情形(例如，每一波長之不同代表性位置)之機構。

在方程式1或2中，可藉由最小化所得經組合位置映圖中之變化度量而針對經加權位置映圖判定加權因數C及D (在適用時)。更具體言之，此可以許多方式進行，例如根據不同範數。

一種此類方法可包含最小化變化度量，諸如方差，例如最小化

，其中

為像素座標(i,j)之加權位置映圖，且

為加權位置映圖內之平均值(亦即，所有像素內之平均值)。然而，在其他實施例中，可使用其他範數(例如，最小化

，其中k可採用不同數目，例如½、1 (L1範數，對離群值之容許度較高)、3、4或無窮大(對離群值之容許度較低))。為了進一步改良對離群值之穩固性，例如可未發現權重來改良變化度量使得其與標記之其餘部分或標稱標記較好地匹配(或權重將極不同於標記之其他權重)的標記之部分可被完全捨棄。

在其他實施例中，

可用另一統計量度(例如，遍及位置映圖之中值)替換。另一實例可包含最小化變化(而非方差)。此最小化可以多種方式進行，包括手動、由眼睛判斷。

諸如圖3中所說明的以影像為基礎之量測設備之優點在於可自同一影像獲得所有參數分佈。此裝置可提供兩個或多於兩個影像(分別地或組合地)，每一影像對應於一特定量測設定(例如，波長/偏振組合)，可自該兩個或多於兩個影像判定對應局部位置映圖，且計算最小化變化/方差之加權因數

(例如，基於方程式1或2之第一項)。另外，相同影像可用以產生如所描述之非位置參數分佈/映圖，使得加權最佳化可基於方程式1或2之兩個項而最佳化加權因數

、

，以實現較穩固對準量測。

在一實施例中，可判定每目標或標記之加權因數。然而，此途徑可受(例如)感測器雜訊及未校正標記程序雜訊影響。因此，使用遍及晶圓之一部分、整個晶圓或遍及多個晶圓(例如一批次)之平均加權因數可為更穩固的。平均值可為平均數、中值或任何其他統計量度。此方法可包含聯合地判定用於每一標記之對應影像之加權因數，以最小化對應於多個標記之經組合位置映圖中之方差/變化。

所使用之更多量測設定或波長或更多其他不同類型之其他資料可引起對經對準位置之較好估計量。在一些狀況下，取決於堆疊幾何形狀及變形之類型，最小化變化可引起由(例如)用於特定堆疊之不足不同波長造成的自標記之理想位置之總體偏移。此可藉由使用其他源(諸如晶圓或批次統計、疊對回饋迴路等)或者運用更多波長進行量測而部分地校正。

可瞭解，可自位置映圖提取關鍵效能指示符(KPI)，例如，以檢查標記之品質以用於程序監測及控制。舉例而言，可自像素計數相對於經對準位置分格之前述直方圖判定此類KPI。在此內容背景中，經判定係數C及/或D亦可用作用於程序監測之KPI。

方程式1被描述為可觀測量

及/或

之線性疊加。類似地，方程式2被描述為可觀測量

及/或

之線性疊加。然而，在任一狀況下，非線性項亦可包括於最佳化中，諸如二次項或三次項及/或較高階。

可需要使加權因數C及/或D取決於目標之位置(在使加權因數C及/或D最佳化之位置/非位置參數映圖中選擇較小ROI)。舉例而言，加權因數C及/或D可在目標內變化(或可依據像素指數而變化)，例如，相比於在目標之中心處的區，可將不同加權指派給目標之邊緣處的區中之目標。因而，雖然以上實施例主要聚焦於判定每攝影機像素(或像素群組)之權重，但判定每目標內之位置之權重(例如依據距目標之邊緣的距離而變化)亦係可能的且在本發明之範疇內。理論上，當目標相對於攝影機在稍微不同位置處經量測時，此等權重可能不同，但實務上此差異通常較小。

雖然以上描述可就判定針對對準量測之對準校正而言描述所提議概念，但該概念可應用於針對一或多個其他所關注參數之校正；例如，其可使用對準感測器來量測。舉例而言，預對準度量衡工具(或更一般而言，預量測度量衡工具)可用作用於疊對技術之校正站，該等疊對技術比較兩個或多於兩個光柵之位置之差。舉例而言，有可能藉由比較兩個(例如大)光柵相對於彼此之位置而判定疊對，其中每一光柵在一不同層中。本文中所揭示之概念可針對每一光柵之經建立位置提供經改良值且因此提供經較佳判定之疊對。

儘管上文已描述本發明之特定實施例，但將瞭解，可以與所描述不同之其他方式來實踐本發明。

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的使用，但將瞭解，本發明可用於其他應用(例如壓印微影)中，且在內容背景允許之情況下不限於光學微影。在壓印微影中，圖案化裝置中之構形定義產生於基板上之圖案。可將圖案化裝置之構形壓入被供應至基板之抗蝕劑層中，在該基板上，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，將圖案化裝置移出抗蝕劑，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365 nm、355 nm、248 nm、193 nm、157 nm或126 nm之波長)及極紫外線(EUV)輻射(例如具有在1 nm至100 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組合，包括折射、反射、磁性、電磁及靜電光學組件。反射組件很可能用於在UV及/或EUV範圍內操作之設備中。

本發明之廣度及範疇不應由上文所描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物進行定義。

可使用以下條項進一步描述實施例。 1. 一種度量衡系統，其包含：預對準度量衡工具，其可操作以量測基板上之複數個目標以獲得量測資料；及處理單元，其可操作以：處理該量測資料以針對每一目標判定描述位置值遍及該目標之至少部分之變化的至少一個位置分佈；及自該至少一個位置分佈判定校正該等目標中之每一者中之目標內變化的量測校正，該量測校正用於校正由對準感測器執行之量測。 2. 如條項1之度量衡系統，其中該量測校正包含針對每一目標之至少一個獨立的各別量測校正。 3. 如條項1或2之度量衡系統，其中該量測校正包含針對每一目標或其子集之複數個獨立的各別量測校正。 4. 如條項3之度量衡系統，其中針對每一目標之該複數個獨立的各別量測校正中之每一者對應於各別量測設定。 5. 如前述條項中任一項之度量衡系統，其中該處理單元可操作以針對每一目標將該量測校正判定為針對該目標內變化未校正之至少代表性位置值與針對該目標內變化校正之經校正位置值的各別差或比較。 6. 如條項5之度量衡系統，其中該處理單元可操作以針對每一目標將該代表性位置值判定為用於彼目標之該各別至少一個位置分佈的平均位置。 7. 如條項5或6之度量衡系統，其中該各別差或比較針對每一目標包含如下差：位置分佈之第一統計量測與相同位置分佈之第二統計量測。 8. 如條項7之度量衡系統，其中該處理單元可進一步操作以將該經校正位置值判定為用於彼目標之各別至少一個位置分佈的中間位置值，且將該代表性位置值判定為用於彼目標之各別至少一個位置分佈的平均位置。 9. 如條項1至6中任一項之度量衡系統，其中該處理單元可操作以處理該量測資料以判定包括該至少一個位置分佈之至少兩個參數分佈。 10. 如條項9之度量衡系統，其中該處理單元可操作以針對每一目標判定用於至少兩個參數分佈中之至少一者的至少一個加權因數以獲得對應的經校正位置分佈，該對應的經校正位置分佈包含經受加權因數之該至少兩個參數分佈的組合，其中該(等)加權因數最小化經校正位置分佈中之變化度量。 11. 如條項10之度量衡系統，其中該處理單元可操作以自每目標之每一各別經校正位置分佈判定每目標之該經校正位置值。 12. 如條項11之度量衡系統，其中該處理單元可操作以將每目標之該經校正位置值判定為每目標之每一各別經校正位置分佈的平均值。 13. 如條項10之度量衡系統，其中該至少一個位置分佈包含包括該代表性位置值之至少一個差分佈及該經校正位置分佈。 14. 如條項13之度量衡系統，其中該最小化之結果為每目標之量測校正分佈，且該處理單元可進一步操作以自每目標之每一各別校正分佈判定每目標之該量測校正。 15. 如條項14之度量衡系統，其中該處理單元可進一步操作以將每目標之該量測校正判定為每目標之每一各別經校正分佈的平均值。 16. 如條項10至15中任一項之度量衡系統，其中該變化度量包含目標內之變化或方差及/或相對於標稱目標之變化或方差。 17. 如條項10至12中任一項之度量衡系統，其中處理器可操作以將指派給該至少一個位置分佈之任何加權因數的總和限定為等於一。 18. 如條項10至17中任一項之度量衡系統，其中用於該至少兩個參數分佈中之至少一者的該加權因數係取決於該目標內及/或該目標之影像內的位置。 19. 如條項10至18中任一項之度量衡系統，其中該處理器可進一步操作以針對該等參數分佈中之每一者判定單獨加權因數。 20. 如條項9至19中任一項之度量衡系統，其中該至少兩個參數分佈包含至少兩個位置分佈，其各自與不同量測設定相關。 21. 如條項9至20中任一項之度量衡系統，其中該至少兩個參數分佈包含至少一個非位置參數分佈，其描述該非位置參數值遍及該至少一個目標之至少部分之變化。 22. 如條項21之度量衡系統，其中該非位置參數包含以下各者中之一或多者：互補繞射階之間的強度不對稱性、該目標之影像內之圖案的條紋可見度、局部強度、晶圓品質，及該目標之影像內之圖案的振幅。 23. 如條項21或22之度量衡系統，其中該至少一個非位置參數分佈包含複數個非位置參數分佈，其各自與不同量測設定相關。 24. 如前述條項中任一項之度量衡系統，其中該量測校正包含用於校正由對準感測器執行之對準量測的對準校正。 25. 如條項1至23中任一項之度量衡系統，其中該量測校正包含對除使用該對準感測器執行之對準以外的所關注參數之校正。 26. 如條項25之度量衡系統，其中該所關注參數包含疊對。 27. 如前述條項中任一項之度量衡系統，其中該預對準度量衡工具經組態以產生量測照明，該量測照明包含量測照明之複數個照明光束，該等照明光束中之每一者為空間上非相干的或偽空間上非相干的且包含度量衡裝置之照明光瞳中的多個光瞳點，其中對於對應於至少每一所考慮量測方向之照明光束，該複數個照明光束中之每一者中的每一光瞳點在該複數個照明光束中之其他照明光束中具有對應光瞳點，藉此定義對應光瞳點之多個集合，且其中對應光瞳點之每一集合中的光瞳點相對於彼此為空間上相干的。 28. 如條項27之度量衡系統，其中每一光瞳點相對於相同照明光束中之所有其他光瞳點實質上為空間上非相干的；且其中光瞳點之每一集合至少針對對應於所考慮之量測方向的該等照明光束為該照明光瞳內的光瞳點之所有其他集合的幾何平移。 29. 如條項27或28之度量衡系統，其中該預對準度量衡工具包含離軸照明產生器以自不相干輻射之單光束產生量測照明之複數個照明光束。 30. 如條項29之度量衡系統，其中離軸照明產生器包含以下各者中的一者：每量測方向之相位光柵或2D相位光柵；每量測方向之一對相位光柵或2D相位光柵、一對透鏡及由該對透鏡中之一者定義之傅立葉平面中的一對光楔，其經配置以使得每一照明光束內之不同波長具有共用入射照明角度；或複數個光束分光器及反射器組件，其經配置以自不相干輻射之該單光束產生四個相同照明光束，且使得每一照明光束內之不同波長具有共用入射照明角度。 31. 如條項27至30中任一項之度量衡系統，其中每一照明光束位於該照明光瞳中，使得在藉由目標散射該量測照明之後，在該度量衡裝置之偵測光瞳中針對每一照明光束捕捉對應較高繞射階。 32. 如條項31之度量衡系統，其中該複數個照明光束按所考慮之量測方向包含一對照明光束，且所捕捉之該等對應較高繞射階針對每一方向包含互補較高繞射階。 33. 如條項32之度量衡系統，其中：針對所有該複數個照明光束，對應光瞳點之每一集合中之該等光瞳點相對於彼此為空間上相干的；或僅針對對應於該所考慮之量測方向中的單一方向的每一對照明光束，對應光瞳點之每一集合中之該等光瞳點相對於彼此為空間上相干的。 34. 如條項32或33之度量衡系統，其中該度量衡裝置可在暗場組態中操作，使得並未偵測到零階散射輻射。 35. 一種微影系統，其包含：如條項24之度量衡系統；及對準感測器，其可操作以量測複數個目標以獲得對準資料；其中該處理單元可操作以將對準校正應用於該對準資料以獲得經校正對準資料。 36. 如條項35之微影系統，其中該微影系統包含微影曝光站，該微影曝光站可操作以在定位包含用於微影曝光程序之該複數個目標之該一基板時使用該經校正對準資料。

200:步驟 202:步驟/量測資訊 204:步驟/量測資訊 206:配方資料 208:量測資料 210:步驟 212:步驟 214:步驟 216:步驟 218:步驟 220:步驟 300:度量衡裝置 305:光學模組 310:照明源 315:多模光纖 317:光學組件 320:空間上非相干的輻射光束 325:相干的離軸照明產生器 330:離軸光束 330X:方向 330Y:方向 335:光學組件 340:點鏡面 345:物鏡 350:基板 360:光學組件 365:攝影機 375:照明零階區塊元件 380:處理器 395:外圓 400:三角形 400X:點 400Y:點 405:十字形 405X:點 405Y:點 410:目標 415a:光柵 415b:光柵 420:離軸照明光束 422:陰影區 425:-1 X方向繞射階 430:+1 X方向繞射階 430':+1 X方向繞射階 435:-1 Y方向繞射階 435':-1 Y方向繞射階 440:+1 Y方向繞射階 440':+1 Y方向繞射階 445:零階 450:條紋圖案 500:干涉條紋 500':干涉條紋 510:固定參考線 AD:調整器 AL:對準資料 AS:對準感測器 B:輻射光束 BD:光束遞送系統 C:目標部分 CG:控制柵格 CO:聚光器 EXP:曝光站 IAM:非位置參數映圖 IF:位置感測器 IL:照明器 IN:積光器 LA:微影設備 LS:位階感測器 M1:遮罩對準標記 M2:遮罩對準標記 MA:圖案化裝置 MEA:量測站 MT:圖案化裝置支撐件 P1:光瞳平面/基板對準標記 P2:光瞳平面/基板對準標記 P3:光瞳平面 PAT:預對準工具 PM:第一定位器 PM ₁:局部位置映圖 PM ₂:局部位置映圖 PS:投影系統 PU:處理單元 PW:第二定位器 RF:參考框架 SC:掃描器 SO:輻射源 W:基板 W':新基板 W":基板 W _exp:經曝光晶圓 WT:基板台 WTa:基板台 WTb:基板台 Δ _AL:對準校正

現將僅藉助於實例參考附圖而描述本發明之實施例，在附圖中：圖1描繪微影設備；圖2示意性地說明圖1之設備中之量測及曝光程序；圖3為根據本發明之一實施例可調適的實例度量衡裝置之示意性說明；圖4包含(a)輸入輻射之光瞳影像；(b)說明圖3之度量衡裝置之操作原理的離軸照明光束之光瞳影像；及(c)說明圖3之度量衡裝置之另一操作原理的離軸照明光束之光瞳影像；及圖5展示(a)在對準中可用之實例目標、(b)對應於單一階之偵測的偵測光瞳之光瞳影像、(c)對應於四個繞射階之偵測的偵測光瞳之光瞳影像及(d)在圖4之(a)之目標之量測之後的成像干涉圖案之示意性實例；圖6示意性地展示在對準量測期間，對應於(a)第一基板位置及(b)第二基板位置的成像干涉圖案；圖7為根據本發明之一實施例之方法的流程圖；且圖8在概念上說明(a)根據本發明之一實施例的針對位置分佈之加權判定，及(b)根據本發明之一實施例的針對位置分佈及非位置參數分佈之加權判定。

AL:對準資料

AS:對準感測器

CG:控制柵格

EXP:曝光站

MEA:量測站

PAT:預對準工具

PU:處理單元

SC:掃描器

W:基板

W_exp:經曝光晶圓

△_AL:對準校正

Claims

一種度量衡系統，其包含：一預對準度量衡工具，其可操作以量測一基板上之複數個目標以獲得量測資料；及一處理單元，其可操作以：處理該量測資料以針對每一目標判定描述位置值遍及該目標之至少部分之變化的至少一個位置分佈；及自該至少一個位置分佈判定校正該等目標中之每一者中之目標內變化的一量測校正，該量測校正用於校正由一對準感測器執行之量測。
如請求項1之度量衡系統，其中該量測校正包含針對每一目標之至少一個獨立的各別量測校正。
如請求項1或2之度量衡系統，其中該量測校正包含針對每一目標或其一子集之複數個獨立的各別量測校正。
如請求項3之度量衡系統，其中針對每一目標之該複數個獨立的各別量測校正中之每一者對應於一各別量測設定。
如請求項1或2之度量衡系統，其中該處理單元可操作以針對每一目標將該量測校正判定為針對該目標內變化未校正之至少代表性位置值與針對該目標內變化校正之一經校正位置值的一各別差或比較。
如請求項1或2之度量衡系統，其中該處理單元可操作以處理該量測資料以判定包括該至少一個位置分佈的至少兩個參數分佈。
如請求項6之度量衡系統，其中該處理單元可操作以針對每一目標判定用於至少兩個參數分佈中之至少一者的至少一個加權因數以獲得一對應的經校正位置分佈，該對應的經校正位置分佈包含經受加權因數之該至少兩個參數分佈的一組合，其中該(等)加權因數最小化該經校正位置分佈中之一變化度量。
如請求項6之度量衡系統，其中該至少兩個參數分佈包含至少一個非位置參數分佈，其描述該非位置參數值遍及該至少一個目標之至少部分之變化。
如請求項8之度量衡系統，其中該非位置參數包含以下各者中之一或多者：互補繞射階之間的強度不對稱性、該目標之一影像內之一圖案的條紋可見度、局部強度、晶圓品質，及該目標之一影像內之一圖案的振幅。
如請求項1或2之度量衡系統，其中該量測校正包含用於校正由該對準感測器執行之對準量測的一對準校正。
如請求項1或2之度量衡系統，其中該量測校正包含對除使用該對準感測器執行之對準以外的一所關注參數之一校正。
如請求項11之度量衡系統，其中該所關注參數包含疊對。
如請求項1或2之度量衡系統，其中該預對準度量衡工具經組態以產生量測照明，該量測照明包含量測照明之複數個照明光束，該等照明光束中之每一者為空間上非相干的或偽空間上非相干的且包含度量衡裝置之一照明光瞳中的多個光瞳點，其中對於對應於至少每一所考慮量測方向之該等照明光束，該複數個照明光束中之每一者中的每一光瞳點在該複數個照明光束中之其他照明光束中具有一對應光瞳點，藉此定義對應光瞳點之多個集合，且其中對應光瞳點之每一集合中的該等光瞳點相對於彼此為空間上相干的。
一種微影系統，其包含：如請求項10之度量衡系統；及一對準感測器，其可操作以量測複數個目標以獲得對準資料；其中該處理單元可操作以將對準校正應用於該對準資料以獲得經校正對準資料。
如請求項14之微影系統，其中該微影系統包含一微影曝光站，該微影曝光站可操作以在定位包含用於一微影曝光程序之該複數個目標之該一基板時使用該經校正對準資料。