TW202232247A - 包括目標配置之基板、及相關聯之至少一圖案化裝置、微影方法及度量衡方法 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種量測一基板上之一目標之方法，其包括：用包括至少一第一波長之量測輻射照明一目標，在一收集數值孔徑內收集所得散射輻射；及自該散射輻射判定一所關注參數。該目標包括各自在該基板上之一各別不同層中的一介體週期性結構及至少一第一目標週期性結構，其中至少該介體週期性結構之一間距低於由該收集數值孔徑及該量測輻射之一波長界定的一單一繞射限制，使得該散射輻射包括雙重繞射輻射，該雙重繞射輻射包括已經歷具有相反正負號之兩個依序同階繞射之輻射。

Description

包括目標配置之基板、及相關聯之至少一圖案化裝置、微影方法及度量衡方法
本發明係關於一種用於微影製程之度量衡之目標配置，且係關於一種用以量測微影製程之參數之方法。
微影設備係將所要圖案塗佈至基板上，通常塗佈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)製造中。在彼情況下，圖案化裝置(其被替代地稱作光罩或倍縮光罩)可用以產生待形成於IC之個別層上的電路圖案。此圖案可轉印至基板(例如，矽晶圓)上之目標部分(例如，包含晶粒之部分、一個晶粒或若干晶粒)上。通常經由成像至設置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量測，例如以用於製程控制及驗證。用於進行此等量測之各種工具為吾人所知，包含常常用以量測臨界尺寸(CD)之掃描電子顯微鏡，及用以量測疊對(量測裝置中之兩個層的對準準確度)之特殊化工具。可就兩個層之間的未對準程度而言描述疊對，例如，參考1 nm之經量測疊對可描述兩個層未對準達1 nm之情形。
近來，已開發用於微影領域中之各種形式之散射計。此等裝置將輻射光束導向至目標上且量測散射輻射之一或多個屬性--例如，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「光譜」。可藉由各種技術來執行所關注屬性之判定：例如，藉由諸如嚴密耦合波分析或有限元素方法之反覆途徑而進行的目標之重建構；庫搜尋；及主成份分析。
由習知散射計使用之目標係相對較大光柵，例如，40微米乘40微米，且量測光束產生小於光柵之光點(亦即，光柵填充不足)。此情形簡化了目標之數學重建構，此係因為可將目標視為無限的。然而，為了減小目標之大小，例如減小至10微米乘10微米或更小，例如因此其可定位於產品特徵當中而非切割道中，已提議使光柵小於量測光點(亦即光柵填充過度)之度量衡。通常使用暗場散射量測來量測此等目標，其中阻擋零階繞射(對應於鏡面反射)，且僅處理高階。可在國際專利申請案WO 2009/078708及WO 2009/106279中找到暗場度量衡之實例，該等專利申請案之文件之全文係特此以引用方式併入。專利公開案US20110027704A、US20110043791A及US20120242970A已描述技術之進一步開發。在US2010201963A1及US2011102753A1中描述為了改良產出量對設備之修改。所有此等申請案之內容亦以引用方式併入本文中。使用繞射階之暗場偵測的基於繞射之疊對實現對較小目標之疊對量測。此等目標可小於照明光點且可由晶圓上之產品結構圍繞。目標可包括可在一個影像中量測之多個光柵。
歸因於在收集NA內捕捉傳播繞射階之需要，存在對量測波長與間距比率之有效限制，且因此，在對可用或可使用波長之限制的情況下，可量測對目標間距之有效限制。
將需要能夠增加可量測之目標間距之大小及/或量測照明之波長的靈活性以執行量測。
在一第一態樣中，本發明提供一種量測一基板上之一目標之方法，其包括：用包括至少一第一波長之量測輻射照明一目標，以獲得已由該目標散射之所得散射輻射；在一收集數值孔徑內收集該散射輻射；及自該散射輻射判定一所關注參數；其中該目標包括各自在該基板上之一各別不同層中的一介體週期性結構及至少一第一目標週期性結構，其中至少該介體週期性結構之一間距低於由該收集數值孔徑及該量測輻射之一波長界定的一單一繞射限制，使得該散射輻射包括雙重繞射輻射，該雙重繞射輻射包括已經歷具有相反正負號之兩個依序同階繞射之輻射。
在一第二態樣中，本發明提供一種度量衡設備，其可操作以執行該第一態樣之該方法。
在一第三態樣中，本發明提供一種包括一目標之基板，其中該目標包括各自在該基板上之一各別不同層中的一介體週期性結構及至少一第一目標週期性結構，其中至少該介體週期性結構之一間距低於300 nm，使得由該目標散射之輻射包括雙重繞射輻射，該雙重繞射輻射包括已經歷具有相反正負號之兩個依序同階繞射之輻射。
在一第四態樣中，本發明提供一組倍縮光罩，其包括一各別倍縮光罩，該各別倍縮光罩包括用於形成該等週期性結構中之每一者以形成該第三態樣之該基板的特徵。
下文參考隨附圖式來詳細地描述本發明之其他特徵及優勢，以及本發明之各種實施例之結構及操作。應注意，本發明不限於本文中所描述之具體實施例。本文中僅出於說明性目的而呈現此等實施例。基於本文中所含之教示，額外實施例對於熟習相關技術者將為顯而易見的。
在詳細地描述本發明之實施例之前，呈現可供實施本發明之實施例之實例環境係具指導性的。
圖1示意性地描繪微影設備LA。該設備包含：照明光學系統(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，光罩台) MT，其經建構以支撐圖案化裝置(例如，光罩) 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之第一定位器PM；基板台(例如，晶圓台) WT，其經建構以固持基板(例如，抗蝕劑塗佈晶圓) W且連接至經組態以根據某些參數來準確地定位該基板之第二定位器PW；及投影光學系統(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。
照明光學系統可包含用於導向、塑形或控制輻射的各種類型之光學或非光學組件，諸如折射、反射、磁性、電磁、靜電或其他類型之組件，或其任何組合。
圖案化裝置支撐件以取決於圖案化裝置之定向、微影設備之設計及諸如圖案化裝置是否被固持於真空環境中之其他條件的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。圖案化裝置支撐件可為例如框架或台，其可根據需要而固定或可移動。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。可認為本文對術語「倍縮光罩」或「光罩」之任何使用皆與更一般術語「圖案化裝置」同義。
本文中所使用之術語「圖案化裝置」應被廣泛地解釋為係指可用於在輻射光束之橫截面中向輻射光束賦予圖案以便在基板之目標部分中產生圖案的任何裝置。應注意，舉例而言，若被賦予至輻射光束之圖案包含相移特徵或所謂的輔助特徵，則該圖案可能不確切地對應於基板之目標部分中的所要圖案。通常，被賦予至輻射光束之圖案將對應於目標部分中所產生之裝置(諸如積體電路)中的特定功能層。
圖案化裝置可為透射的或反射的。圖案化裝置之實例包含光罩、可程式化鏡面陣列，及可程式化LCD面板。光罩在微影中為吾人所熟知，且包含諸如二元、交變相移及衰減式相移之光罩類型，以及各種混合光罩類型。可程式化鏡面陣列之實例使用小鏡面之矩陣配置，該等小鏡面中之每一者可個別地傾斜，以便在不同方向上反射入射輻射光束。傾斜鏡面在由鏡面矩陣反射之輻射光束中賦予圖案。
如此處所描繪，設備屬於透射類型(例如，使用透射性光罩)。替代地，設備可屬於反射類型(例如，使用如上文所提及之類型之可程式化鏡面陣列，或使用反射光罩)。
微影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，例如光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加投影系統之數值孔徑。如本文中所使用之術語「浸潤」並不意謂諸如基板之結構必須浸沒於液體中，而是僅意謂液體在曝光期間位於投影系統與基板之間。
參考圖1，照明器IL自輻射源SO接收輻射光束。舉例而言，當源為準分子雷射時，源與微影設備可為分離的實體。在此等狀況下，不認為源形成微影設備之部分，且輻射光束係藉助於包含例如合適導向鏡面及/或光束擴展器之光束遞送系統BD而自源SO傳遞至照明器IL。在其他情況下，舉例而言，當源為水銀燈時，源可為微影設備之整體部分。源SO及照明器IL連同光束遞送系統BD (必要時)可被稱作輻射系統。
照明器IL可包含用於調整輻射光束之角強度分佈的調整器AD。通常，可調整照明器之光瞳平面中之強度分佈之至少外部徑向範圍及/或內部徑向範圍(通常分別稱作σ外部及σ內部)。另外，照明器IL可包含各種其他組件，諸如積光器IN及聚光器CO。照明器可用於調節輻射光束，以在其橫截面中具有所要均一性及強度分佈。
輻射光束B入射於被固持於圖案化裝置支撐件(例如，光罩台MT)上之圖案化裝置(例如，光罩) MA上，且由該圖案化裝置圖案化。在已橫穿圖案化裝置(例如，光罩) MA的情況下，輻射光束B傳遞通過投影光學系統PS，該投影光學系統將光束聚焦至基板W之目標部分C上，藉此將圖案之影像投影於目標部分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。類似地，第一定位器PM及另一位置感測器(其在圖1中未明確地描繪)可用以例如在自光罩庫之機械擷取之後或在掃描期間相對於輻射光束B之路徑來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。儘管如所說明之基板對準標記佔據專用目標部分，但該等標記可位於目標部分之間的空間中(此等標記稱為切割道對準標記)。類似地，在將多於一個晶粒設置於圖案化裝置(例如，光罩) MA上之情形中，光罩對準標記可位於晶粒之間。小的對準標記亦可包含於裝置特徵當中之晶粒內，在此情況下，需要使標記儘可能地小且無需與鄰近特徵不同的任何成像或製程條件。下文進一步描述偵測對準標記之對準系統。
此實例中之微影設備LA屬於所謂的雙載物台類型，其具有兩個基板台WTa、WTb以及兩個站-曝光站及量測站-在該兩個站之間可交換基板台。當在曝光站處曝光一個基板台上之一個基板時，可在量測站處將另一基板裝載至另一基板台上，且可進行各種預備步驟。預備步驟可包含使用位階感測器LS來映射基板之表面控制，及使用對準感測器AS來量測基板上之對準標記之位置。此情形實現設備之產出量之相當大的增加。
所描繪設備可用於多種模式中，包含例如步進模式或掃描模式。微影設備之構造及操作為熟習此項技術者所熟知，且無需為理解本發明對其進行進一步描述。
如圖2中所展示，微影設備LA形成微影系統之部分，其稱作微影單元(lithographic cell/lithocell) LC或叢集。微影單元LC亦可包含用以對基板執行曝光前製程及曝光後製程之設備。習知地，此等設備包含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，該塗佈顯影系統控制單元自身受到監督控制系統SCS控制，該監督控制系統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量及處理效率。
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量測屬性，諸如後續層之間的疊對誤差、線厚度、臨界尺寸(CD)等等。因此，經定位有微影單元LC之製造設施亦包含度量衡系統MET，該度量衡系統收納已在微影單元中處理之基板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。此外，已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情況下，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之間變化。檢測設備可整合至微影設備LA或微影單元LC中，或可為單機裝置。為了實現最快速量測，需要使檢測設備緊接在曝光之後量測經曝光抗蝕劑層中之屬性。然而，抗蝕劑中之潛影具有極低對比度-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量測。因此，可在曝光後烘烤步驟(PEB)之後採取量測，該曝光後烘烤步驟通常為對經曝光基板所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影(semi-latent)。亦有可能對經顯影抗蝕劑影像進行量測--此時，抗蝕劑之經曝光部分或未經曝光部分已被移除-或在諸如蝕刻之圖案轉印步驟之後對經顯影抗蝕劑影像進行量測。後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)中展示度量衡設備。圖3之(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。所說明之度量衡設備屬於被稱為暗場度量衡設備之類型。此處所描繪之度量衡設備僅為例示性的，以提供對暗場度量衡之解釋。度量衡設備可為單機裝置，或併入於例如量測站處之微影設備LA中抑或併入於微影單元LC中。貫穿設備具有若干分支之光軸由點線O表示。在此設備中，由源11 (例如，氙氣燈)發射之光係由包括透鏡12、14及物鏡16之光學系統經由光束分裂器15而導向至基板W上。此等透鏡以4F配置之雙重序列配置。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，且同時地允許存取中間光瞳平面以用於空間頻率濾光。因此，可藉由在呈現基板平面之空間光譜之平面(此處被稱作(共軛)光瞳平面)中界定空間強度分佈來選擇輻射入射於基板上之角度範圍。詳言之，可藉由在為物鏡光瞳平面之背向投影影像之平面中在透鏡12與透鏡14之間插入適合形式之孔徑板13來進行此選擇。在所說明之實例中，孔徑板13具有不同形式(被標註為13N及13S)，從而允許選擇不同照明模式。當前實例中之照明系統形成離軸照明模式。在第一照明模式中，孔徑板13N自僅為描述起見而被指定為「北」之方向提供離軸。在第二照明模式中，孔徑板13S用以提供類似照明，但提供自被標註為「南」之相反方向之照明。藉由使用不同孔徑，其他照明模式為可能的。光瞳平面之其餘部分理想地暗，此係由於所要照明模式外部之任何不必要光將干擾所要量測信號。
如圖3之(b)中所展示，在基板W垂直於物鏡16之光軸O的情況下置放目標T。基板W可由支撐件(圖中未展示)支撐。與軸線O成一角度而照明於目標T上之量測輻射射線I產生一個零階射線(實線0)及兩個一階射線(點鏈線+1及雙點鏈點線-1)。應記住，在填充過度之小目標的情況下，此等射線僅為覆蓋包含度量衡目標T及其他特徵之基板區域的許多平行射線中之一者。由於板13中之孔徑具有有限寬度(為接納有用量之光所必要)，固入射射線I實際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，每一階+1及-1將跨越角度範圍進一步散佈，而非如所展示之單一理想射線。應注意，目標之光柵間距及照明角度可經設計或調整成使得進入物鏡之一階射線與中心光軸接近地對準。圖3之(a)及圖3之(b)所說明之射線被展示為稍微離軸，僅僅為了使其能夠在圖中較容易地被區分。
由基板W上之目標T繞射之至少0階及+1階由物鏡16收集，且經返回導向穿過光束分裂器15。返回至圖3之(a)，藉由指定被標註為北(N)及南(S)之完全相對孔徑而說明第一照明模式及第二照明模式兩者。在量測輻射之入射射線I來自光軸之北側時，亦即，在使用孔徑板13N來應用第一照明模式時，標記為+1(N)之+1繞射射線進入物鏡16。相比之下，當使用孔徑板13S應用第二照明模式時，-1繞射射線(標註為1(S))為進入透鏡16之繞射射線。
第二光束分裂器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)上之目標之繞射光譜(光瞳平面影像)。每一繞射階射中感測器上之一不同點，使得影像處理可比較及對比若干階。由感測器19捕捉之光瞳平面影像可用於聚焦度量衡設備及/或歸一化一階光束之強度量測。亦可出於諸如重建構之許多量測目的來使用光瞳平面影像。
在第二量測分支中，光學系統20、22在感測器23 (例如，CCD或CMOS感測器)上形成目標T之影像。在第二量測分支中，在與光瞳平面共軛之平面中提供孔徑光闌21。孔徑光闌21用以阻擋零階繞射光束，使得形成於感測器23上之目標之影像係僅由-1或+1一階光束形成。由感測器19及23捕捉之影像經輸出至處理影像之處理器PU，該處理器之功能將取決於正被執行之量測之特定類型。應注意，在廣泛意義上使用術語「影像」。因而，若僅存在-1階及+1階中之一者，則將不形成光柵線之影像。
圖3中所展示之孔徑板13及場光闌21之特定形式僅僅為實例。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。在其他實例中，可使用兩個象限孔徑。此可使得能夠同時偵測正階及負階，如上文所提及之US2010201963A1中所描述。如上文所提及之US2011102753A1中所描述，在偵測分支中具有光楔(分段稜鏡或其他適合之元件)的實施例可用於分離該等階以用於在單個影像中空間上成像。在又其他實施例中，替代一階光束或除一階光束以外，2階光束、3階光束及高階光束(圖3中未展示)亦可用於量測。在又其他實施例中，可使用分段稜鏡替代孔徑光闌21，使得能夠在影像感測器23上之空間分離位置處同時捕捉+1階及-1階兩者。
為了使量測輻射可適應於此等不同類型之量測，孔徑板13可包括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可僅用於量測在一個方向(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3之(c)及圖3之(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以及設備的眾多其他變化及應用。
圖4描繪根據已知實務形成於基板上之疊對目標或複合疊對目標。此實例中之疊對目標包括四個子目標(例如，光柵) 32至35，該等子目標緊密定位在一起，使得其將全部在度量衡設備之由度量衡輻射照明光束形成的量測光點31內。因此，四個子疊對目標皆同時地經照明且同時地成像於感測器23上。在專用於疊對量測之實例中，子目標32至35自身為由在形成於基板W上之半導體裝置之不同層中圖案化之上覆光柵形成的複合結構。子目標32至35可具有經不同偏置之疊對偏移，以便促進經形成有複合子目標之不同部分之層之間的疊對之量測。子目標32至35亦可在其定向方面不同，如所展示，以便使入射輻射在X方向及Y方向上繞射。在一個實例中，子目標32及34為分別具有+d、-d之偏置的X方向子目標。子目標33及35為分別具有偏移+d及-d之Y方向子目標。可在由感測器23捕捉之影像中識別此等子目標之單獨影像。此僅為疊對目標之一個實例。疊對目標可包括多於或少於4個子目標。
圖5展示在使用來自圖3之(d)之孔徑板13NW或13SE的情況下在圖3之設備中使用圖4之疊對目標而可形成於感測器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不能解析不同個別子目標32至35，但影像感測器23可進行此解析。陰影區域40表示感測器上之影像之場，在此場內，基板上之經照明光點31成像至對應圓形區域41中。在此圓形區域內，矩形區域42至45表示小疊對目標子目標32至35之影像。若疊對目標位於產品區域中，則在此影像場之周邊中亦可見產品特徵。影像處理器及控制器PU使用圖案辨識來處理此等影像以識別子目標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位置處極精確地對準，此極大地改良量測設備整體上之產出量。
一旦已識別疊對目標之單獨影像，就可例如藉由平均化或求和經識別區域內之經選擇像素強度值來量測彼等個別影像之強度。可將影像之強度及/或其他屬性彼此進行比較。可組合此等結果以量測微影製程之不同參數。疊對效能係此參數之重要實例。
舉例而言，使用諸如上文所提及之US20110027704A之申請案中描述之方法，量測子目標32至35內之兩個層之間的疊對誤差(亦即，不當的及非故意之疊對未對準)。此方法可被稱作以微繞射為基礎之疊對(micro diffraction based overlay；μDBO)。此量測可經由疊對目標不對稱性而進行，如藉由比較其在+1階及-1階暗場影像中之強度(可比較其他對應高階之強度，例如+2階及-2階)以獲得強度不對稱性之量度所揭露。
當對繞射目標執行量測時，需要繞射輻射既自堆疊傳播，又在其將由收集NA捕捉之方向上傳播。此要求對可用於此等方法之波長及/或間距施加有效限制，或更特定言之，對波長與間距之比率施加有效限制。在疊對目標之量測期間，在頂部及底部光柵兩者處將量測照明繞射達sin(λ)=λ/p，其中λ為量測照明之波長且p為光柵之間距(週期)。若波長過長及/或光柵之間距過小，則繞射光將不自堆疊傳播或繞射至收集NA外部之一角度，且無法由光學件收集。
現將描述一種方法及相關聯目標配置，其增加了可用於量測目標及/或此等目標之至少一個光柵間距之量測照明的波長選擇的靈活性。
當前疊對度量衡依賴於來自頂部光柵及底部光柵兩者之光的所謂的單一(例如，一階)繞射。在此等單一繞射體系中，目標之間距p將高於單一繞射限制，亦即：p＞λ/ (2NA)，其中NA為系統之(最大或有效)收集數值孔徑。取決於目標類型，在量測影像(例如，暗場影像)或來自量測影像之莫耳(Moiré)圖案之間的強度不平衡性中對疊對信號進行編碼。為了使度量衡感測器以足夠高的傾斜角度照明目標且有效地收集繞射光，感測器應為高NA。
本文所公開的概念尋求使用雙重繞射之機制，亦即，具有相反正負號之兩個依序一(或等)階繞射，例如以有效地降低頂部光柵及底部光柵兩者之可使用間距。此途徑允許增加(例如，最長)量測波長與(頂部目標及底部目標之)目標間距之比率，且因此相比於針對特定度量衡工具將可能以其他方式使用之情形，允許使用較長波長及/或使用較小目標間距。舉例而言，此等方法可允許將目標間距降低至更接近於裝置解析度或裝置間距之目標間距。與相關裝置結構之間距或解析度類似的間距或解析度之目標通常更準確，此係因為其行為更可能類似於產品結構。
為達成此目的，提議一種目標配置之量測，其包括額外介體週期性結構或介體光柵，且其中所有組件週期性結構或光柵之間距低於λ/ (2NA)之單一繞射限制，其中λ為相關量測輻射(其可包含在多波長或寬頻帶量測中使用之複數個波長或波長範圍中之最長波長)且NA為有效收集孔徑。
將基於如關於圖4及圖5所描述之µDBO技術及目標配置來描述第一實施例。此等µDBO技術係基於目標配置之量測，其中每一目標包括具有相等間距之兩個光柵，每一光柵在一各別層中。在此實施例中，提供額外介體光柵，其可位於目標結構之兩個DBO光柵之間或其兩者下方。
雙重繞射光柵對之概念可被視為包括疊對目標及介體光柵之頂部光柵及底部光柵中之一者；亦即，使得根據本文中所揭示之概念之疊對目標包括兩個雙重繞射光柵對。在雙重繞射下，雙重繞射光柵對之有效間距
Figure 02_image001
為：
Figure 02_image003
介體光柵提供(共同)介體間距
Figure 02_image005
，其使得能夠擷取自具有第一間距
Figure 02_image007
之(例如，小間距)第一光柵繞射之一階波，該第一間距對於所使用之波長可能以其他方式過小，且感測器參數
Figure 02_image009
為用於第一間距
Figure 02_image011
之有效間距乘數
Figure 02_image013
，亦即：
Figure 02_image015
其中
Figure 02_image017
為疊對光柵間距，且
Figure 02_image019
為雙重繞射光柵對之介體光柵間距。假定間距
Figure 02_image021
、
Figure 02_image023
不相等(為了避免兩個光柵一起作用以產生有效0階之要求)，則乘數通常＞＞1。此情形允許使用較高波長或較小光柵間距。
圖6之(a)及圖6之(b)說明分別具有間距
Figure 02_image025
、
Figure 02_image027
之第一雙重繞射光柵對P1、P2及具有最低折射率n min之介入堆疊材料的此原理。圖6之(a)展示雙重繞射第一信號路徑，且圖6之(b)展示為時間反轉之第一信號路徑的雙重繞射第二信號路徑。在每一狀況下，展示量測照明之單一射線以表示照明NA NA ILL。特定言之(但僅僅用於說明)，所展示射線為利特羅(Littrow)射線；亦即，在一階繞射之後沿著照明射線之方向回掃其路徑的射線。光柵P1可等效於介體光柵，且光柵P2可等效於疊對目標之底部光柵。在圖6之(a)中，照明在光柵P1處經歷第一繞射+1且在第二光柵P2處經歷第二繞射-1。在圖6之(b)中，此經反轉。
圖7之(a)及圖7之(b)展示與圖6之(a)及圖6之(b)之彼等信號路徑等效的信號路徑，惟光柵在適當位置被交換除外。此配置可等效於第二雙重繞射光柵對，其包括光柵P2 (其可等效於疊對目標之頂部光柵)及光柵P1 (其可等效於介體光柵)。
參考圖6之(a)及圖7之(a)之第一路徑，波必須在堆疊中傳播；此設定以下之下部波長界限：
Figure 02_image029
。
參考圖6之(b)及圖7之(b)之第二反轉路徑，相同傳播條件設定一下部界限：
Figure 02_image031
在第一信號路徑及第二信號路徑兩者中，在雙重繞射之後，波必須由光學件收集；此設定上部波長界限及下部波長界限：
Figure 02_image033
其中
Figure 02_image035
為照明NA且為收集NA。
圖8說明根據本文中所描述之概念的此雙重繞射疊對目標。目標包括具有相等間距
Figure 02_image037
之第一(頂部)光柵PT及第二(底部)目標光柵PB以及具有間距
Figure 02_image039
之額外介體光柵PM，其中
Figure 02_image041
。所有三個光柵具有低於λ/ (2NA)之單一繞射限制的間距
Figure 02_image043
。在圖式中，介體光柵展示為在兩個光柵PT、PB之間；然而，其可替代地位於此等光柵中之兩者下方(亦即，在疊對目標下方)。
為了自此目標提取疊對，可瞭解，累積於MT路徑中以提供雙重繞射輻射DD MT之相位
Figure 02_image045
為：
Figure 02_image047
且累積於MB路徑中以提供雙重繞射輻射DD MB之相位為：
Figure 02_image049
其中：
Figure 02_image051
、
Figure 02_image053
為每一光柵之相對位置且
Figure 02_image055
為光學路徑距離(亦即，歸因於光學路徑之相位差)。
相位差為：
Figure 02_image057
其中
Figure 02_image059
及
Figure 02_image061
為正判定之疊對。第一項
Figure 02_image063
為歸因於堆疊中之路徑差異之波長相依相位偏移(此為堆疊敏感度及所得µDBO中之「搖擺曲線」之主要原因)，且第二項描述疊對相位。因而，在相位可用之情況下(例如，在執行諸如揭示於美國專利申請案US2020/0041563中的相位提取方法之情況下，該美國專利申請案以引用之方式併入本文中)，有可能根據已自頂部目標光柵及介體光柵依序繞射之第一雙重繞射輻射與已自底部目標光柵及介體光柵依序繞射之第二雙重繞射輻射之間的經量測相位差提取疊對。應注意，在此上下文中，依序繞射可意謂首先自頂部/底部目標光柵繞少及其次自介體光柵繞射，或首先自介體光柵繞射及其次自頂部/底部目標光柵繞射。
然而，亦有可能使用習知µDBO技術提取疊對，亦即，根據互補繞射階之間的強度差提取疊對(例如，其中提供兩個偏置目標以將其他不對稱性與疊對分離)。
與圖4之目標配置形成對比，另一類型之疊對目標(其可被稱作連續DBO或cDBO目標)可包括A型目標或一對A型目標(例如，每一方向)，該A型目標或一對A型目標的具有第一間距
Figure 02_image007
之光柵在具有第二間距
Figure 02_image066
之光柵之頂部上，以及B型目標或一對B型目標，其中此等光柵被交換以使得第二間距
Figure 02_image066
光柵在第一間距
Figure 02_image007
光柵之頂部上。以此方式且與圖4中所說明之目標配置形成對比，目標偏置沿著每一目標不斷變化。在來自(例如，暗場)影像之莫耳圖案中對疊對信號進行編碼(且因而，可使用以影像為基礎之度量衡工具來量測目標)。習知地，對於此等目標及對於本文中所揭示之cDBO實施例，可根據以下方程式自分別垂直及互補的影像中之A型與B型目標影像(例如，分別來自+1繞射階及-1繞射階之傅立葉平面影像)之間的相位差
Figure 02_image070
、
Figure 02_image072
提取疊對
Figure 02_image074
：
Figure 02_image076
其中可自每一影像量測相位作為目標區之條紋(例如強度條紋)之間的距離。
圖9說明針對此其他類型之疊對目標的圖8之目標之變化。此目標與圖8之目標之間的差異在於：光柵PT與PB之間距不同；亦即，
Figure 02_image078
。照明光分別在頂部光柵及底部光柵兩者處以角度
Figure 02_image080
繞射。
在此實施例中，累積於MT路徑中之相位為：
Figure 02_image082
且累積於MB路徑中之相位為：
Figure 02_image084
因此，相位差為：
Figure 02_image086
其中
Figure 02_image088
，
Figure 02_image090
，且
Figure 02_image092
。第一項
Figure 02_image094
為可藉由垂直及互補的相位加法消除的不重要搖擺曲線(cDBO優於µDBO)。括號中之差異項描述產生條紋之莫耳相位。因此，可自所觀測莫耳相位(所有四個信號路徑)提取疊對，應記住
Figure 02_image096
。
一般而言，包括3個光柵之此目標配置將按以下角度發射雙重繞射波： 方程式1：
Figure 02_image098
方程式2：
Figure 02_image100
方程式3：
Figure 02_image102
以下組合進行干涉以形成對應空間週期且允許判定多層疊對。更特定言之，取決於自影像濾波哪一空間週期，可提取以下疊對值：(頂部層與底部層之間的)
Figure 02_image104
、(中間或介體光柵層與底部層之間的)
Figure 02_image106
、(中間或介體光柵層與頂部層之間的)
Figure 02_image108
：
Figure 02_image110
且，取決於
Figure 02_image112
之正負號：
Figure 02_image114
Figure 02_image116
舉例而言，由方程式1及方程式2描述之雙重繞射之干涉可由空間週期
Figure 02_image118
描述，且因而，與此空間週期相關之濾波信號將產生疊對
Figure 02_image120
。舉例而言，藉由執行合適(例如，傅立葉)濾波，可隔離所關注頻率分量，且因此可(以非冗餘方式)例如使用在cDBO區段開始時提供的cDBO疊對之方程式來獲得用於特定層對之疊對。
應注意，圖8及圖9僅展示前向信號路徑。未展示時間反轉之信號路徑。又，如所已知，目標配置或目標可包括多個子目標，該多個子目標各自包括此子結構且各自具有(在圖8實例之狀況下)不同偏置或(在圖9實例之狀況下)經交換之頂部光柵與底部光柵。可提供用於基板平面之兩個方向之不同子目標對。
在另一實施例中，提議量測部分雙重繞射cDBO目標，該部分雙重繞射cDBO目標包括僅兩個光柵而非三個光柵，其中此等光柵中之僅一者(亦即，介體光柵)之間距低於單一繞射限制。換言之，藉由使規則cDBO目標之最低間距低於單一繞射臨界值來執行cDBO度量衡(儘管對比度降低)，有可能根據本文中所揭示之概念執行cDBO度量衡。
圖10說明此實施例，且展示(a) A型目標，其中頂部光柵P1為間距低於單一繞射限制之介體光柵且底部光柵P2之間距高於單一繞射限制；及(b) B型目標，其中此等光柵經反轉。對於A型目標，產生來自底部光柵P2之單一繞射輻射SD B及已分別自頂部光柵P1及底部光柵P2繞射之雙重繞射輻射DD TB。對於B型目標，產生來自頂部光柵P1之單一繞射輻射SD T及已分別自底部光柵P1及頂部光柵P2繞射之雙重繞射輻射DD BT。有效間距乘數與已針對全雙重繞射實施例所描述相同，且再次可自莫耳條紋位差提取疊對，如針對cDBO已知。
在上文所描述之所有實施例中，可使用波長與間距比率可例如大於2、大於2.5或大於3或大於3.5。在此上下文中，相關波長(其中多於一個波長用於量測)可為最長波長，且相關間距可為目標中所包括之最小間距或最小非介體間距。
上文所描述之目標為所有疊對目標。然而，概念可適用於包括週期性光柵之任何目標；例如，適合於量測存在於微影晶圓上之裝置結構之疊對、焦點、劑量或物理參數之目標，諸如，傾斜角、側壁角度、臨界尺寸及其他所關注尺寸。對於非疊對實例，通常僅需要兩個光柵(度量衡光柵及介體光柵)。目標配置內之目標可為適合於以影像為基礎之度量衡(IBO)、適合於以繞射為基礎之度量衡(DBO)或其他形式之度量衡的目標。此目標配置可體現於基板上(例如，如印刷)或一或多個圖案化裝置(例如，用以在所關注參數為疊對時形成目標配置之三個層(針對三個光柵)的三個圖案化裝置)上。
因而，本文中所揭示之方法包括量測本文中所揭示之目標中之任一者及自由目標散射之(至少部分)雙重繞射輻射判定所關注參數。經判定所關注參數可用於以已知方式控制微影製程，例如以最小化所關注參數之誤差。
可瞭解，所展示之所有特定配置僅僅為實例，且存在屬於本發明之範疇的許多可能的目標配置。舉例而言，目標配置可僅包括用於在僅單一方向上或在兩個方向上量測之目標區。亦可在襯墊之間添加間距以對抗串擾及/或視差問題。所說明之目標配置為經設計以用於疊對量測之彼等目標配置。
雖然以上所描述之目標為出於量測之目的而特定設計及形成之度量衡目標，但在其他實施例中，可在為形成於基板上之裝置之功能性部分的目標上量測屬性。許多裝置具有規則的類光柵結構。如本文中所使用之術語「目標光柵」及「目標」無需已特定地針對正被執行之量測來提供結構。在此實施例中，目標光柵及介體光柵可全部包括產品結構，或僅一或兩個目標光柵包括產品結構，其中介體光柵經特定地成形以介導可允許間距，且因此實現直接對產品結構之量測。另外，度量衡目標之間距接近於散射計之光學系統之解析度限制，但可比藉由微影製程在目標部分C中製造之典型產品特徵之尺寸大得多。實務上，可將目標內之疊對光柵之線及/或空間製造為包含尺寸上與產品特徵類似之較小結構。
與如實現於基板及圖案化裝置上之目標之實體光柵結構相關聯地，一實施例可包含電腦程式，該電腦程式含有機器可讀指令之一或多個序列，該等機器可讀指令描述量測基板上之目標及/或分析量測以獲得關於微影製程之資訊的方法。此電腦程式可執行於例如圖3之設備中之單元PU及/或圖2之控制單元LACU內。亦可提供一種資料儲存媒體(例如，半導體記憶體、磁碟或光碟)，其中儲存有此電腦程式。在例如屬於圖3所展示之類型之現有度量衡設備已在生產中及/或在使用中的情況下，本發明可藉由提供經更新電腦程式產品來實施，該等經更新電腦程式產品用於使處理器執行計算疊對誤差所必需之步驟。
程式可視情況經配置以控制光學系統、基板支撐件及其類似者以執行計算疊對誤差以用於量測合適複數個目標上之不對稱性所必需的步驟。
在以下經編號條項中描述根據本發明之另外實施例： 1.   一種量測一基板上之一目標之方法，其包括： 用包括至少一第一波長之量測輻射照明一目標，以獲得已由該目標散射之所得散射輻射； 在一收集數值孔徑內收集該散射輻射；及 自該散射輻射判定一所關注參數； 其中該目標包括各自在該基板上之一各別不同層中的一介體週期性結構及至少一第一目標週期性結構，其中至少該介體週期性結構之一間距低於由該收集數值孔徑及該量測輻射之一波長界定的一單一繞射限制，使得該散射輻射包括雙重繞射輻射，該雙重繞射輻射包括已經歷具有相反正負號之兩個依序同階繞射之輻射。 2.   如條項1之方法，其中相反符號之該兩個依序同階繞射包括具有相反正負號之兩個依序一階繞射。 3.   如條項1或2之方法，其中該兩個依序同階繞射在該第一目標週期性結構及該介體週期性結構處依序繞射。 4.   如任一前述條項之方法，其中該至少一第一週期性結構包括低於該單一繞射限制之一間距。 5.   如任一前述條項之方法，其中該介體週期性結構之一介體間距小於該至少一第一週期性結構之一間距或每一間距。 6.   如任一前述條項之方法，其中該至少一第一週期性結構包括一第一週期性結構及一第二週期性結構，該第一週期性結構及該第二週期性結構各自在該基板上之一各別不同層中。 7.   如條項6之方法，其中該介體週期性結構位於該第一週期性結構與該第二週期性結構之間或下方。 8.   如條項6或7之方法，其中該第一週期性結構及該第二週期性結構包括相同間距，該間距不同於該介體週期性結構之一介體間距。 9.   如條項8之方法，其中該所關注參數係根據已自頂部目標光柵及介體光柵依序繞射之第一雙重繞射輻射與已自底部目標光柵及介體光柵依序繞射之第二雙重繞射輻射之間的一經量測相位差判定。 10.   如條項6或7之方法，其中該第一週期性結構、該第二週期性結構及該介體週期性結構皆包括一不同各別間距。 11.    如條項10之方法，其中該所關注參數係根據自該散射輻射獲得的一所偵測莫耳圖案之一間距判定。 12.   如條項11之方法，其中該散射輻射包括針對包括於該目標內之每一各別週期性結構對所得的一貢獻者莫耳圖案，且該方法包括： 濾波該散射輻射以獲得與一所選擇週期性結構對相關的該等貢獻者莫耳圖案中之一者；及 根據在濾波步驟處所獲得之該等貢獻者莫耳圖案中之該一者而判定與對應於該所選擇週期性結構對之該等層相關的該所關注參數。 13.   如條項6至12中任一項之方法，其中該所關注參數為包括該第一週期性結構之一第一層與包括該第二週期性結構之一第二層之間的疊對。 14.   如任一前述條項之方法，其中該波長
Figure 02_image122
與至少該第一目標週期性結構之一間距
Figure 02_image124
相關，且該介體週期性結構之該間距
Figure 02_image126
符合以下準則：
Figure 02_image128
；
Figure 02_image130
；及
Figure 02_image132
其中
Figure 02_image134
為照明NA， NA為收集NA，且
Figure 02_image136
為該第一目標週期性結構與該介體週期性結構之間的堆疊中之最低折射率。 15.   如任一前述條項之方法，其中該波長與該至少一第一目標週期性結構之該或每一間距之比率大於2。 16.   如任一前述條項之方法，其中該所關注參數為該目標之疊對、焦點、劑量、臨界尺寸或另一物理參數中之一者。 17.   一種度量衡設備，其可操作以執行如任一前述條項之方法。 18.   一種包括一目標之基板，其中該目標包括各自在該基板上之一各別不同層中的一介體週期性結構及至少一第一目標週期性結構，其中至少該介體週期性結構之一間距低於300 nm，使得由該目標散射之輻射包括雙重繞射輻射，該雙重繞射輻射包括已經歷具有相反正負號之兩個依序同階繞射之輻射。 19.   如條項18之基板，其中至少該介體週期性結構之一間距低於200 nm。 20.   如條項18之基板，其中至少該介體週期性結構之一間距低於100 nm。 21.   如條項18之基板，其中該至少一第一週期性結構包括低於300 nm之一間距。 22.   如條項18至21中任一項之基板，其中該至少一第一週期性結構包括低於200 nm之一間距。 23.   如條項18至21中任一項之基板，其中該至少一第一週期性結構包括低於100 nm之一間距。 24.   如條項18至23中任一項之基板，其中該介體週期性結構之一介體間距小於該至少一第一週期性結構之一間距或每一間距。 25.   如條項18至24中任一項之基板，其中該至少一第一週期性結構包括一第一週期性結構及一第二週期性結構，該第一週期性結構及該第二週期性結構各自在該基板上之一各別不同層中。 26.   如條項25之基板，其中該介體週期性結構位於該第一週期性結構與該第二週期性結構之間或下方。 27.   如條項25或26之基板，其中該第一週期性結構及該第二週期性結構包括相同間距，該間距不同於該介體週期性結構之一介體間距。 28.   如條項25或26之基板，其中該第一週期性結構、該第二週期性結構及該介體週期性結構皆包括一不同各別間距。 29.   一組倍縮光罩，其包括一各別倍縮光罩，該各別倍縮光罩包括用於形成如條項18至28中任一項之基板的特徵。
儘管上文可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，但將瞭解，本發明可用於其他應用(例如壓印微影)中，且在上下文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界定基板上所產生之圖案。可將圖案化裝置之構形壓入至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。
本文所使用之術語「輻射」及「光束」涵蓋所有類型之電磁輻射，包含紫外線(UV)輻射(例如具有為或為約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5 nm至20 nm之範圍內之波長)，以及粒子束(諸如離子束或電子束)。
在上下文允許的情況下，術語「透鏡」可指各種類型之組件中之任一者或組合，包含折射、反射、磁性、電磁及靜電組件。
對特定實施例之前述描述將因此完全地揭露本發明之一般性質：在不脫離本發明之一般概念的情況下，其他人可藉由應用熟習此項技術者所瞭解之知識針對各種應用而容易地修改及/或調適此等特定實施例，而無需進行不當實驗。因此，基於本文中所呈現之教示及導引，此類調適及修改意欲在所揭示之實施例之等效物的含義及範圍內。應理解，本文中之措詞或術語係出於作為實例進行描述而非限制之目的，使得本說明書之術語或措詞應由熟習此項技術者鑒於該等教示及該指導進行解譯。
因此，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來界定。
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:光束分裂器 16:物鏡 17:第二光束分裂器 18:光學系統 19:光瞳平面影像感測器 20:光學系統 21:孔徑光闌/場光闌 22:光學系統 23:影像感測器 31:量測光點/經照明光點 32:子目標(例如，光柵) 33:子目標(例如，光柵) 34:子目標(例如，光柵) 35:子目標(例如，光柵) 41:對應圓形區域 42:單獨影像/矩形區域 43:單獨影像/矩形區域 44:單獨影像/矩形區域 45:單獨影像/矩形區域 AD:調整器 AS:對準感測器 B:輻射光束 BD:光束遞送系統 BK:烘烤板 CH:冷卻板 CO:聚光器 DE:顯影器 DD BT:雙重繞射輻射 DD MB:雙重繞射輻射 DD MT:雙重繞射輻射 DD TB:雙重繞射輻射 I:量測輻射射線/入射射線 IF:位置感測器 IL:照明器 IN:積光器 I/O1:輸入/輸出埠 I/O2:輸入/輸出埠 LA:微影設備 LB:裝載匣 LACU:微影控制單元 LC:微影單元 LS:位階感測器 MA:圖案化裝置(例如，光罩) M1:光罩對準標記 M2:光罩對準標記 MT:支撐結構(例如，光罩台)/圖案化裝置支撐件 N:北 NA ILL:照明數值孔徑(NA) O:軸線/點線 P1:基板對準標記/頂部光柵/底部光柵/第一雙重繞射光柵對 P2:基板對準標記/底部光柵/頂部光柵/第一雙重繞射光柵對/第二光柵 PB:第二(底部)目標光柵 PM:第一定位器/額外介體光柵 PS:投影光學系統(例如，折射投影透鏡系統) PT:第一(頂部)光柵 PU:處理器/單元/影像處理器及控制器 PW:第二定位器 P 1:間距 P 2:間距 RO:基板處置器/機器人 S:南 SC:旋塗器 SCS:監督控制系統 SD B:單一繞射輻射 SD T:單一繞射輻射 SO:輻射源/源 T:目標 TCU:塗佈顯影控制系統 W:基板 WTa:基板台 WTb:基板台 X:方向 Y:方向 Z:方向
現在將參考隨附圖式而僅作為實例來描述本發明之實施例，在該等圖式中： 圖1描繪根據本發明之實施例之微影設備； 圖2描繪根據本發明之實施例之微影單元或叢集； 圖3包括(a)用於使用第一對照明孔徑來量測目標之暗場散射計的示意圖；(b)用於給定照明方向之目標光柵之繞射光譜的細節；(c)在使用散射計以用於以繞射為基礎之疊對量測時提供另外照明模式之第二對照明孔徑；及(d)組合第一對孔徑與第二對孔徑之第三對照明孔徑； 圖4描繪基板上的已知形式之多重光柵目標及量測光點之輪廓； 圖5描繪圖3之散射計中獲得的圖4之目標之影像； 圖6為根據實施例之說明雙重繞射度量衡原理之第一雙重繞射光柵對的示意性說明，且(a)展示第一信號路徑，且(b)展示為第一信號路徑之時間反轉信號路徑的第二信號路徑； 圖7為根據實施例之說明雙重繞射度量衡原理之第二雙重繞射光柵對的示意性說明，且(a)展示第一信號路徑，且(b)展示為第一信號路徑之時間反轉信號路徑的第二信號路徑； 圖8為根據本發明之實施例的第一雙重繞射疊對目標之示意性說明； 圖9為根據本發明之實施例之第二雙重繞射疊對目標的示意性說明；及 圖10為根據本發明之實施例之第三雙重繞射疊對目標的示意性說明，且展示(a)第一子目標及(b)第二子目標。
DDMB:雙重繞射輻射
DDMT:雙重繞射輻射
NAILL:照明NA
PB:第二(底部)目標光柵
PM:第一定位器/額外介體光柵
PT:第一(頂部)光柵

Claims (15)

  1. 一種量測一基板上之一目標之方法，其包括： 用包括至少一第一波長之量測輻射照明一目標，以獲得已由該目標散射之所得散射輻射； 在一收集數值孔徑內收集該散射輻射；及 自該散射輻射判定一所關注參數； 其中該目標包括各自在該基板上之一各別不同層中的一介體週期性結構及至少一第一目標週期性結構，其中至少該介體週期性結構之一間距低於由該收集數值孔徑及該量測輻射之一波長界定的一單一繞射限制，使得該散射輻射包括雙重繞射輻射，該雙重繞射輻射包括已經歷具有相反正負號之兩個依序同階繞射之輻射。
  2. 如請求項1之方法，其中具有相反正負號之該兩個依序同階繞射包括具有相反正負號之兩個依序一階繞射。
  3. 如請求項1或2之方法，其中該兩個依序同階繞射在該第一目標週期性結構及該介體週期性結構處經依序繞射。
  4. 如請求項1或2之方法，其中該至少一第一週期性結構包括低於該單一繞射限制之一間距。
  5. 如請求項1或2之方法，其中該介體週期性結構之一介體間距小於該至少一第一週期性結構之一間距或每一間距。
  6. 如請求項1或2之方法，其中該至少一第一週期性結構包括一第一週期性結構及一第二週期性結構，該第一週期性結構及該第二週期性結構各自在該基板上之一各別不同層中。
  7. 如請求項6之方法，其中該介體週期性結構位於該第一週期性結構與該第二週期性結構之間或下方。
  8. 如請求項6之方法，其中該第一週期性結構及該第二週期性結構包括相同間距，該間距不同於該介體週期性結構之一介體間距。
  9. 如請求項8之方法，其中該所關注參數係根據已自頂部目標光柵及介體光柵依序繞射之第一雙重繞射輻射與已自底部目標光柵及介體光柵依序繞射之第二雙重繞射輻射之間的一經量測相位差判定。
  10. 如請求項6之方法，其中該第一週期性結構、該第二週期性結構及該介體週期性結構皆包括一不同各別間距。
  11. 如請求項10之方法，其中該所關注參數係根據自該散射輻射獲得的一所偵測莫耳圖案之一間距判定。
  12. 如請求項11之方法，其中該散射輻射包括針對包括於該目標內之每一各別週期性結構對所得的一貢獻者莫耳圖案，且該方法包括： 濾波該散射輻射以獲得與一所選擇週期性結構對相關的該等貢獻者莫耳圖案中之一者；及 根據在濾波步驟處所獲得之該等貢獻者莫耳圖案中之該一者而判定與對應於該所選擇週期性結構對之該等層相關的該所關注參數。
  13. 如請求項6之方法，其中該所關注參數為包括該第一週期性結構之一第一層與包括該第二週期性結構之一第二層之間的疊對。
  14. 如請求項1或2之方法，其中該波長
    Figure 03_image138
    與至少該第一目標週期性結構之一間距
    Figure 03_image140
    相關，且該介體週期性結構之該間距
    Figure 03_image005
    符合以下準則：
    Figure 03_image143
    ；
    Figure 03_image145
    ；及
    Figure 03_image147
    其中
    Figure 03_image149
    為照明NA， NA為收集NA，且
    Figure 03_image151
    為該第一目標週期性結構與該介體週期性結構之間的堆疊中之最低折射率。
  15. 如請求項1或2之方法，其中該波長與該至少一第一目標週期性結構之該間距或每一間距之比率大於2。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL1036245A1 (nl) 2007-12-17 2009-06-18 Asml Netherlands Bv Diffraction based overlay metrology tool and method of diffraction based overlay metrology.
NL1036459A1 (nl) * 2008-02-13 2009-08-14 Asml Netherlands Bv Method and apparatus for angular-resolved spectroscopic lithography characterization.
NL1036597A1 (nl) 2008-02-29 2009-09-01 Asml Netherlands Bv Metrology method and apparatus, lithographic apparatus, and device manufacturing method.
NL1036857A1 (nl) 2008-04-21 2009-10-22 Asml Netherlands Bv Inspection method and apparatus, lithographic apparatus, lithographic processing cell and device manufacturing method.
NL2004094A (en) 2009-02-11 2010-08-12 Asml Netherlands Bv Inspection apparatus, lithographic apparatus, lithographic processing cell and inspection method.
KR101461457B1 (ko) 2009-07-31 2014-11-13 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 계측 방법 및 장치, 리소그래피 시스템, 및 리소그래피 처리 셀
CN102483582B (zh) 2009-08-24 2016-01-20 Asml荷兰有限公司 量测方法和设备、光刻设备、光刻处理单元和包括量测目标的衬底
WO2012062501A1 (en) 2010-11-12 2012-05-18 Asml Netherlands B.V. Metrology method and apparatus, and device manufacturing method
WO2017178220A1 (en) * 2016-04-11 2017-10-19 Asml Netherlands B.V. Metrology target, method and apparatus, target design method, computer program and lithographic system
US10551749B2 (en) * 2017-01-04 2020-02-04 Kla-Tencor Corporation Metrology targets with supplementary structures in an intermediate layer
KR20200096843A (ko) * 2018-01-17 2020-08-13 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 타겟 측정 방법, 및 계측 장치
NL2021852A (en) 2018-08-01 2018-11-09 Asml Netherlands Bv Metrology apparatus and method for determining a characteristic of one or more structures on a substrate

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