TW202311868A - 目標結構及相關聯之方法與裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種基板，其包含形成於至少兩個層中之一目標結構。該目標結構包含一第一區，其包含可使用光學度量衡量測的在該等層中之每一者中之週期性重複特徵；及一第二區，其包含在該等層中之每一者中之一或多個產品特徵的重複，該等重複足以用於隨機分析以判定至少一個局部變化量度。方法亦包含一種基於此目標結構之量測而判定用於控制一微影程序之一校正的方法。

Description

目標結構及相關聯之方法與裝置
本發明係關於可用以例如在藉由微影技術進行器件製造時執行度量衡的度量衡裝置及方法。本發明進一步係關於用於在微影程序中監測局部均一性量度之此類方法。
微影裝置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。微影裝置可用於例如積體電路(IC)之製造中。在彼情況下，圖案化器件，其替代地稱作光罩或倍縮光罩，可用於產生待形成於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，包括晶粒之部分、一個晶粒或若干晶粒)上。通常經由成像至提供於基板上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上而進行圖案之轉印。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。
在微影程序中，需要頻繁地對所產生之結構進行量測，例如以用於程序控制及驗證。用於進行此等量測之各種工具為吾人所知，包括常常用於量測臨界尺寸(CD)之掃描電子顯微鏡，及用以量測疊對(器件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之各種形式之散射計。此等器件將輻射光束引導至目標上且量測經散射輻射之一或多個性質-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光-以獲得可供判定目標之所關注性質之繞射「光譜」。
已知散射計之實例包括US2006033921A1及US2010201963A1中所描述之類型的角度解析散射計。由此等散射計使用之目標為相對大的，例如40 μm乘40 μm的光柵，且量測光束產生小於光柵之光點(亦即，光柵填充不足)。可在國際專利申請案US20100328655A1及US2011069292A1中找到暗場成像度量衡之實例，該等國際專利申請案之文件的全文特此以引用方式併入。已公佈專利公開案US20110027704A、US20110043791A、US2011102753A1、US20120044470A、US20120123581A、US20130258310A、US20130271740A及WO2013178422A1中已描述該技術之進一步發展。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。
現今之圖案化效能係由邊緣置放誤差(EPE)驅動。特徵之邊緣之位置係由特徵側向位置(疊對)及特徵之大小(CD)判定。其中的部分在本質上極局部及隨機；例如取決於局部疊對(LOVL)及局部CD均一性(LCDU)。此外，線邊緣粗糙度(LER)及線寬粗糙度(LWR)可引起極局部之CD變化。此等皆可為EPE效能之重要貢獻因素。
目前，可使用CD-SEM檢測來量測EPE之此等局部貢獻因素。然而，此對於許多應用而言太慢。
將需要提供一種更快的方法來監測EPE及為其貢獻因素之參數。
在第一態樣中，本發明提供一種基板，其包含形成於至少兩個層中之一目標結構，該目標結構包含：一第一區，其包含可使用光學度量衡量測的在該等層中之每一者中之週期性重複特徵；及一第二區，其包含在該等層中之每一者中之一或多個產品特徵的重複，該等重複足以用於隨機分析以判定至少一個局部變化量度。
在第二態樣中，本發明提供一種判定用於控制一微影程序之一校正的方法，其包含：獲得一不對稱性量度之一不對稱性量度值，該不對稱性量度與該第一態樣之基板上之該目標結構的第一區相關；使用一或多個第一關係以導出一第一局部變化量度，該一或多個第一關係中之每一者將以下兩者相關：自該第一區所量測之一量測值，自該第二區所量測的針對該一或多個產品特徵或一或多個產品特徵群組中之各別者的一量測值；及自該第一局部變化量度判定該校正。
在第三態樣中，本發明提供一種設計包含一第一區及一第二區之一目標之方法，該第一區包含在至少兩個層中之每一者中且可使用光學度量衡量測之週期性重複特徵，該第二區包含在該等層中之每一者中之一或多個產品特徵之重複，該等重複足以用於隨機分析以判定至少一個局部變化量度，該方法包含最佳化該目標結構以使得該目標結構滿足至少一個目標準則。
在第四態樣中，本發明描述包含一種用於判定用於一半導體製造程序之一校正之方法，該方法包含：獲得與複數個產品特徵或其群組之一效能參數相關聯且分佈於一基板上之一區上的複數個量測值；獲得與該複數個特徵中之每一者的效能參數相關聯之容限窗；將一各別模型擬合至該複數個特徵或其群組中之每一者的該複數個量測值；及基於判定一校正模型來判定該校正，該校正模型最小化藉由各別經擬合模型模型化之參數值至其對應容限窗之一或多個邊界的一距離。
本發明又進一步提供一種包含機器可讀指令之電腦程式產品，該等機器可讀指令用於使一處理器執行該第二或第三態樣之方法，以及相關聯之度量衡裝置及微影系統。
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特定實施例。本文中僅出於說明性目的來呈現此等實施例。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，有指導性的是呈現可供實施本發明之實施例之實例環境。
圖1示意性地描繪微影裝置LA。該裝置包括：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)；圖案化器件支撐件或支撐結構(例如，光罩台) MT，其經建構以支撐圖案化器件(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器件之第一定位器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來準確地定位該基板之第二定位器PW；以及投影系統(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器件及基板之位置以及圖案化器件及基板上之特徵的位置之參考。
照明系統可包括用於引導、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。
圖案化器件支撐件以取決於圖案化器件之定向、微影裝置之設計及諸如圖案化器件是否被固持於真空環境中的其他條件之方式來固持圖案化器件。圖案化器件支撐件可採取許多形式；圖案化器件支撐件可確保圖案化器件例如相對於投影系統處於所要位置。
本文所使用之術語「圖案化器件」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器件。應注意，例如，若被賦予至輻射光束之圖案包括相移特徵或所謂的輔助特徵，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所產生之諸如積體電路之器件中的特定功能層。
如此處所描繪，裝置屬於透射類型(例如，採用透射圖案化器件)。替代地，該裝置可屬於反射類型(例如，採用上文所提及之類型之可程式化鏡面陣列，或採用反射光罩)。圖案化器件之實例包括光罩、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「光罩」之任何使用皆與更一般之術語「圖案化器件」同義。術語「圖案化器件」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器件之圖案資訊的器件。
本文所使用之術語「投影系統」應被廣泛地解譯為涵蓋適於所使用之曝光輻射或適於諸如浸潤液體之使用或真空之使用之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。可認為本文中對術語「投影透鏡」之任何使用均與更一般之術語「投影系統」同義。
微影裝置亦可屬於以下類型：其中基板之至少一部分可由具有相對較高的折射率之液體，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裝置中之其他空間，例如光罩與投影系統之間的空間。浸潤技術在此項技術中被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。例如，當源為準分子雷射時，源與微影裝置可為分離實體。在此等狀況下，不認為源形成微影裝置之部分，且輻射光束係憑藉包括例如合適引導鏡面及/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。在其他狀況下，例如當源為水銀燈時，源可為微影裝置之整體部分。源SO及照明器IL連同光束遞送系統BD在需要時可被稱作輻射系統。
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要均一性及強度分佈。
輻射光束B入射於被固持於圖案化器件支撐件MT上之圖案化器件MA上，且由該圖案化器件進行圖案化。在已橫穿圖案化器件(例如，光罩) MA的情況下，輻射光束B穿過投影系統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及位置感測器IF (例如干涉器件、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)可用於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器件(例如，倍縮光罩/光罩) MA。
可使用光罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化器件(例如，倍縮光罩/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，但該等基板對準標記可位於目標部分之間的空間中(此等標記被稱為切割道對準標記)。類似地，在圖案化器件(例如，光罩)MA上提供一個以上晶粒的情況下，光罩對準標記可位於晶粒之間。小對準標記亦可在器件特徵當中包括於晶粒內，在此狀況下，需要使該等標記儘可能地小且相比於鄰近特徵無需任何不同成像或程序條件。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裝置。在掃描模式中，在將被賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時，同步地掃描圖案化器件支撐件(例如，光罩台)MT及基板台WT (亦即，單次動態曝光)。可藉由投影系統PS之放大率(縮小率)及影像反轉特性來判定基板台WT相對於圖案化器件支撐件(例如，光罩台) 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長度(在掃描方向上)。如在此項技術中為吾人所熟知，其他類型之微影裝置及操作模式係可能的。例如，步進模式係已知的。在所謂的「無光罩」微影中，可程式化圖案化器件經固持靜止，但具有改變之圖案，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/或變化或完全不同的使用模式。
微影裝置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EXP及量測站MEA-在該兩個站之間可交換該等基板台。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進行各種預備步驟。此情形實現裝置之產出量之相當巨大增加。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不能夠在基板台處於量測站以及處於曝光站時量測該基板台之位置，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，其他配置係已知且可用的。例如，提供基板台及量測台之其他微影裝置為吾人所知。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。
如圖2中所展示，微影裝置LA形成微影製造單元LC (有時亦被稱作微影單元或叢集)之部分，微影製造單元LC亦包括用以對基板執行曝光前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、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，在不同程序裝置之間移動基板，且隨後將基板遞送至微影裝置之裝載盤LB。常常被統稱作塗佈顯影系統之此等器件係在塗佈顯影系統控制單元TCU之控制下，塗佈顯影系統控制單元TCU自身受到監督控制系統SCS控制，監督控制系統SCS亦經由微影控制單元LACU而控制微影裝置。因此，不同裝置可經操作以最大化產出量及處理效率。
為了正確且一致地曝光由微影裝置曝光之基板，需要檢測經曝光基板以量測諸如後續層之間的疊對誤差、線厚度、臨界尺寸(CD)等之性質。因此，經定位有微影單元LC之製造設施亦包括度量衡系統MET，度量衡系統MET容納已在微影單元中處理之基板W中的一些或全部。將度量衡結果直接地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進行檢測而使得同一批量之其他基板仍待曝光的情況下。此外，已經曝光之基板可被剝離及重工以改良良率，或被捨棄，藉此避免對已知有缺陷之基板執行進一步處理。在基板之僅一些目標部分有缺陷的狀況下，可僅對良好的彼等目標部分執行其他曝光。
在度量衡系統MET內，使用檢測裝置以判定基板之性質，且尤其是判定不同基板或同一基板之不同層之性質如何在不同層間變化。檢測裝置可整合至微影裝置LA或微影單元LC中，或可為單獨器件。為了實現最快速量測，需要使檢測裝置緊接在曝光之後量測經曝光抗蝕劑層中之性質。然而，抗蝕劑中之潛影具有極低對比度-在已曝光至輻射的抗蝕劑之部分與尚未曝光至輻射的抗蝕劑之部分之間僅存在極小折射率差-且並非所有檢測裝置皆具有足夠敏感度來進行潛影之有用量測。因此，可在曝光後烘烤步驟(PEB)之後進行量測，曝光後烘烤步驟(PEB)通常為對經曝光基板進行之第一步驟且增加抗蝕劑之經曝光部分與未經曝光部分之間的對比度。在此階段，抗蝕劑中之影像可被稱作半潛影。亦有可能對經顯影抗蝕劑影像進行量測-此時已移除抗蝕劑之經曝光部分或未經曝光部分-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。後一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(a)中展示適合用於本發明之實施例的度量衡裝置。應注意，此僅為合適之度量衡裝置之一個實例。替代的適合度量衡裝置可使用EUV輻射，諸如WO2017/186483A1中所揭示之EUV輻射。圖3(b)中較詳細地說明目標結構T及用於照明目標結構之量測輻射的繞射射線。所說明之度量衡裝置屬於被稱為暗場度量衡裝置之類型。度量衡裝置可為單獨器件，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係由點線O表示。在此裝置中，由源11 (例如，氙氣燈)發射之光係由包含透鏡12、14及物鏡16之光學系統經由光束分光器15而引導至基板W上。此等透鏡係以4F配置之雙重序列而配置。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。特定言之，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，標註為13N及13S，從而允許選擇不同照明模式。本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提供自僅出於描述起見被指定為「北」之方向之離軸。在第二照明模式中，孔徑板13S係用於提供類似照明，但提供來自被標註為「南」之相反方向的照明。藉由使用不同孔徑，其他照明模式係可能的。光瞳平面之其餘部分理想地暗，此係因為在所要照明模式外部之任何不必要光將干涉所要量測信號。
如圖3(b)中所展示，在基板W垂直於物鏡16之光軸O的情況下置放目標結構T。基板W可由支撐件(未展示)支撐。自偏離軸O之一角度照射於目標結構T上之量測輻射射線I產生零階射線(實線0)及兩個一階射線(點鏈線+1及雙點鏈線-1)，該等一階射線在下文稱作一對互補繞射階。應注意，該對互補繞射階可為任何高階對；例如，+2、-2對等，且不限於一階互補對。應記住，在填充過度之小目標結構的情況下，此等射線僅為覆蓋包括度量衡目標結構T及其他特徵之基板區域的許多平行射線中之一者。因為板13中之孔徑具有有限寬度(為接納有用量之光所必要)，所以入射射線I事實上將佔據一角度範圍，且繞射射線0及+1/-1將稍微散開。根據小目標之點散佈函數，每一階+1及-1將在一角度範圍內進一步散開，而非如所展示之單一理想射線。應注意，可設計或調整目標結構之光柵間距及照明角度，以使得進入物鏡之一階射線與中心光軸緊密對準。圖3(a)及圖3(b)所說明之射線被展示為稍微離軸，以純粹地使其能夠在圖中被更容易地區分。
由基板W上之目標結構T繞射的至少0階及+1階係由物鏡16收集，且經引導返回穿過光束分光器15。返回至圖3(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。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，經標註為+1(N)之+1繞射射線進入物鏡16。相反地，當使用孔徑板13S來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在第一感測器19 (例如，CCD或CMOS感測器)上形成目標結構之繞射光譜(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擷取之光瞳平面影像可用於聚焦度量衡裝置及/或正規化一階光束之強度量測。光瞳平面影像亦可用於諸如重建構之許多量測目的。
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)上形成目標結構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自-1或+1一階光束形成。由感測器19及23擷取之影像經輸出至處理影像之處理器PU，該處理器PU之功能將取決於正被執行之量測之特定類型。應注意，此處之術語「影像」在廣泛意義上使用。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。
位置誤差可歸因於疊對誤差(常常被稱作「疊對」)而出現。疊對為相對於第二曝光期間之第二特徵在第一曝光期間置放第一特徵時的誤差。微影裝置藉由在圖案化之前將每一基板與參考件準確地對準而最小化疊對誤差。此係藉由使用對準感測器量測基板上之對準標記之位置來完成。可在全文係以引用方式併入本文中之美國專利申請公開案第US 2010-0214550號中找到關於對準工序之更多資訊。圖案尺寸標定(例如，CD)誤差可例如在基板相對於微影裝置之焦點平面並未正確地定位時出現。此等焦點位置誤差可與基板表面之非平整度相關聯。微影裝置旨在藉由在圖案化之前使用位階感測器量測基板表面構形而最小化此等焦點位置誤差。在後續圖案化期間應用基板高度校正以有助於確保圖案化器件至基板上之正確成像(聚焦)。可在全文係以引用方式併入本文中之美國專利申請公開案第US 2007-0085991號中找到關於位階感測器系統之更多資訊。
除微影裝置LA及度量衡裝置MT以外，亦可在器件生產期間使用一或多個其他處理裝置。蝕刻站(未展示)在圖案曝光至抗蝕劑中之後處理基板。蝕刻站將圖案自抗蝕劑轉印至抗蝕劑層下方之一或多個層中。通常，蝕刻係基於施加電漿介質。可例如使用基板之溫度控制或使用電壓控制環來引導電漿介質從而控制一或多個局部蝕刻特性。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 2011-081645號及美國專利申請公開案第US 2006-016561號中找到關於蝕刻控制之更多資訊。
在器件之製造期間，需要讓使用諸如微影裝置或蝕刻站之一或多個處理裝置處理基板之程序條件保持穩定，使得特徵之性質保持在某些控制限值內。程序之穩定性對於諸如IC之電力器件的功能部分之特徵(亦被稱作產品特徵)特別重要。為了有助於確保穩定處理，程序控制能力應就位。程序控制涉及監測處理資料及用於程序校正之方式之實施，例如基於處理資料之一或多個特性控制處理裝置。程序控制可基於藉由度量衡裝置MT進行之週期性量測，常常被稱作「進階程序控制」(亦進一步被稱作APC)。可在全文係以引用方式併入本文中之美國專利申請公開案第US 2012-008127號中找到關於APC之更多資訊。典型APC實施涉及對基板上之度量衡特徵之週期性量測，從而監測及校正與一或多個處理裝置相關聯之漂移。度量衡特徵反映了對產品特徵之程序變化之回應。度量衡特徵對程序變化之敏感度相比於對產品特徵之敏感度可不同。在彼狀況下，可判定所謂的「度量衡對器件」偏移(亦被稱作MTD)。
此MTD偏移之一個原因係實際產品結構比散射量測或成像量測所需之目標結構的大小小得多(數量級)，且此大小差可產生不同參數行為(例如，度量衡目標之圖案置放及所得疊對可不同於實際結構之圖案置放及所得疊對)。為了模仿產品特徵之行為，可使度量衡目標內之特徵較小(例如，具有與產品結構相當的大小，其可被稱作依解析度疊對ARO)，併入經分段特徵、輔助特徵或具有特定幾何形狀及/或尺寸之特徵。謹慎設計之度量衡目標應以與對產品特徵作出回應類似之方式對程序變化作出回應。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 2015-101458號中找到關於度量衡目標設計之更多資訊。
在另一方法中，可直接對產品結構執行度量衡。此可使用例如掃描電子顯微鏡(SEM)或電子束度量衡裝置來完成。然而，此等器件對於商業(大批量製造HVM)環境中之程序控制而言通常太慢。被稱作器件內度量衡IDM之另一替代方案可包含使用基於散射計之度量衡裝置直接量測產品結構。諸如圖3中所說明之現代散射量測工具具有量測(至少)此等小結構上基於不對稱性之量度(例如，疊對)的能力。然而，此僅對於具有足夠正則化(足夠週期性)，使得其可充當有效繞射光柵之產品結構(例如，記憶體類型)為可能的。光點內之所有特徵皆添加至光瞳，因此，特徵在整個光點上應為規則的，以便獲得信號。不能以此方式量測較不規則之產品結構，諸如(例如)邏輯結構。因此，考慮到獲得儘可能高之良率(例如，使得所有產品結構在邊緣置放誤差(EPE)方面係在其容限窗或程序窗內經印刷)，使掃描器控制僅基於此類散射量測導出之疊對量測資料可為次佳的，尤其對於包含邏輯或其他非週期性電路之任何IC而言。
因此，對於產品結構，且特定言之，諸如邏輯電路之非週期性產品結構，需要HVM控制能夠足夠快地執行度量衡。此方法亦將需要基於EPE或類似局部變化量度來實現經改良之監測及/或控制。
局部隨機量度或局部變化量度，諸如局部臨界尺寸均一性(CDU)、局部疊對(LOVL)、局部置放誤差(LPE)及線寬粗糙度(LWR)、疊對邊際及/或線邊緣粗糙度(LER)皆為邊緣置放誤差(EPE)預算之貢獻因素。此等影響表現出的尺寸變化過小而不能使用相對快之諸如散射計之度量衡工具進行量測，且因此當前使用SEM (例如，電子束工具)或類似工具進行監測。
本文中揭示一目標(例如，在一基板上或一或多個倍縮光罩上之等效特徵)及此目標之使用，其使得能夠建立IDM目標讀出(例如，可使用散射量測來量測且適合於掃描器控制目的的週期性目標，其更特定地包含週期性器件狀結構)與局部變化量度(諸如，產品特徵局部疊對/EPE及/或疊對邊際)之間的關係及/或非週期性產品特徵相對於散射量測可量測之規則IDM結構的系統性移位。
經建立之關係可用於將規則經量測IDM不對稱性量度(例如，疊對值)轉換成對應之一組第二(例如，經校正)量測值(每一量測值對應於不同產品特徵或特徵類型)及/或產品局部變化量度的校正(例如，疊對或EPE校正或相關參數)，且以此隨後控制掃描器。
此校正可最佳化局部變化量度；例如，最小化產品EPE。此類方法可足夠快以使得能夠對每一批次(批次間)且可想而知亦能夠對晶圓間之局部變化量度及/或MTD偏移(產品至IDM之偏移)進行監測及校正。特定言之，將描述使得能夠使用基於散射計或干涉計之工具來執行此等量測之方法。此工具可為如圖2中所說明的基於散射量測之度量衡器件MET，或圖3中所說明之特定度量衡器件或類似者。替代地或另外，此工具可為諸如在圖1中被標註為AS之對準感測器或能夠量測週期性結構中之不對稱性之任何其他工具。
圖4說明一目標結構之實施例，該目標結構經設計以用於建立可使用散射計來量測之不對稱性量度與諸如EPE或相關量度之局部變化量度之間的關係。該目標結構形成於至少兩個層中且包含一第一區或週期性(例如，器件內度量衡IDM)目標區IDM及第二區或器件結構區DV，該等區經配置以使得其兩者同時在一電子束度量衡工具之一視野(FOV)內。因而，在基板平面尺寸中之每一者中，目標尺寸可介於7 µm與20 µm之間、7 µm與15 µm之間、8 µm與12 µm之間或9 µm與11 µm之間。在所展示之特定實例中，目標為正方形，其中邊緣尺寸L1為10 µm。尺寸L2可例如在5 µm或更小之區中。更一般而言，在基板平面尺寸中之每一者中，第一區的尺寸可介於3 µm與7µm之間或4 µm與6 µm之間。
所提議之目標結構可使得能夠基於每一特徵或每一特徵群組(例如，片段)判定晶粒上所有或一些(例如，更臨界)特徵之關係，且所提議之方法亦包含前述判定。
所提議之目標結構可使得能夠判定提供對局部疊對或EPE之校正的第一關係(例如偏移或MTD偏移) (可瞭解，局部疊對MTD偏移與EPE MTD偏移將相同)，且所提議之方法亦包含前述判定。此可按每一特徵/每一特徵群組(或其子集，例如，臨界特徵/特徵群組)進行，使得此等特徵中之每一者相對於IDM區獲得偏移。
所提議之目標結構可使得能夠(且視情況所提議之方法包含)判定第二關係(例如，輪廓變化性或疊對邊際偏移)，該第二關係使來自第一區之IDM疊對邊際與第二區中之特徵之疊對邊際相關。此判定可按每一特徵/每一特徵群組(或其子集，例如，諸如臨界特徵之所關注特徵/特徵群組)進行，且用於在校正最佳化中判定用於各別特徵/群組之權重。
第一週期性區可基本上包含器件內度量衡(IDM)目標，該目標包含具有產品結構之類似大小或解析度之結構(例如，產品狀結構)，但具有允許光學量測目標之兩個層之間之疊對的週期性圖案。因而，其可與相關產品結構儘可能接近地相似，但具有週期性圖案。此區通常並非實際產品結構(儘管可能是)，而是出於散射量測目的而特定設計的。該區可包含例如類似於記憶體結構之結構，且因而可包含與晶粒上之一或多個產品區域之結構基本相同的結構(例如，在晶粒包含一或多個記憶體區域之情況下)。然而，此區中之結構類型最終並不太重要，只要該等結構具有足夠的週期性，從而允許使用散射計或類似器件執行基於不對稱性之(例如，基於繞射及/或基於零階不對稱性之)光學度量衡即可。
該第二區可包含至少表示倍縮光罩上之產品特徵之結構的多個例項。此等結構可包含週期性及/或非週期性產品結構之代表性實例，或替代地可包含實際產品結構。在後一狀況下，目標結構可包含置放於實際器件結構附近(例如，在同一電子束視野內)之第一週期性區或IDM目標。此第二區可為用於判定該等產品特徵之隨機(統計)行為的基礎。此行為可為EPE或相關量度，且可描述例如a)該兩個層之間的結構之輪廓之變化，或b)基於切線之量度之變化(在僅關注輪廓之有限部分的狀況下)。第二區內之此等結構之例項的數目可為數千或數萬之數量級。此第二區可包含產品結構之多個片段，其中片段為多個特徵之功能實體。
由於IDM目標(第一)區及產品特徵(第二)區兩者係在一個FOV內，因此可使用電子束裝置或具有足夠大FOV之其他合適度量衡裝置同時量測目標區及產品特徵區。基於電子束量測，可建立IDM疊對(層間)與每一個別特徵、特徵群組或片段之一或多個局部變化量度(例如EPE)之間的關係。任何合適方法可用於自電子束量測影像判定局部變化量度。
一個此類方法可包含基於自第一區量測之疊對值與自第二區量測之局部疊對之間的差判定第一關係或局部疊對關係(例如，局部疊對或EPE偏移)；例如，按每一特徵、每一所關注特徵(例如，重要或臨界特徵)及/或每一特徵群組(或所關注之特徵群組)進行判定。可平均化每一群組或片段之局部疊對值以提供每一片段相對於IDM區的局部疊對偏移，該偏移描述片段特徵相對於IDM特徵之平均位移。在最佳化時，特定片段之偏移可經應用(例如，添加)至自對應於該片段之特定特徵位於場/晶圓上的區量測之IDM量測(例如，散射計量測)。
另一方法可包含判定輪廓變化性關係(第二關係)，諸如疊對邊際關係，其中疊對邊際為EPE要求與輪廓變化性(雙層)之間的差。EPE要求為電路設計之結果，且EPE應維持為小於EPE要求。因而，EPE包含疊對及輪廓變化性雙層之和。
用於判定疊對邊際之方法為輪廓堆疊，其描述於PCT公開案WO2020094286A1 (以引用方式併入本文中)中且可用以導出輪廓之變化性(例如，其為輪廓變化性量度，局部變化量度之子集)。疊對邊際關係可包含判定第一區與一或多個所關注特徵或特徵群組中之每一者的疊對邊際之間的差。用於判定輪廓變化性量度之替代方法可包含量規分析(例如，跨切線的直方圖)。
可自基板之不同層及部分之複數個影像判定疊對邊際。該方法可包含在基板之複數個層中之每一者上獲得基板之部分的一或多個影像。取決於特徵之性質，諸如特徵之輪廓來計算疊對邊際。與基板之不同層中的相同特徵之一或多個對應影像及/或基板之同一層上的複數個特徵之影像相關的影像可經堆疊(例如對準及疊對)。對準程序可基於取決於影像中之每一者中或疊加至影像中之每一者上之一或多個參考位置來對準影像，使得影像之間不存在疊對誤差。例如，對準程序可包含對準影像中之特徵之目標設計，使得目標設計之間不存在疊對誤差。對準程序可基於取決於預期設計資料(例如，GDS資料)來對準影像。執行對準程序之影響為移除不同影像之間的任何疊對誤差之影響。
疊對邊際為對準影像之堆疊中之特徵的隨機變化之量測。可取決於影像之對準版本中之對應特徵的輪廓之間的差來計算疊對邊際。亦可取決於特徵之目標輪廓來計算疊對邊際。例如，對於影像中之每一者，可取決於影像中之特徵與特徵之目標的比較來計算疊對邊際。影像中之特徵之輪廓與其他影像中之特徵之輪廓之間的差，以及特徵之目標輪廓可由複數個熟知特定影像相關量度來判定，諸如臨界尺寸均一性(CDU)、線寬粗糙度(LWR)、臨界尺寸振幅及置放誤差。
如前所述，疊對邊際與EPE相關。EPE為提供特徵之一或多個影像的輪廓與特徵之目標輪廓之間的差之總體表示的影像量度。EPE包括特徵之影像與特徵之目標輪廓之間的疊對誤差。疊對邊際與EPE的不同之處在於其不包括特徵之影像之間的疊對誤差，此係因為疊對誤差由上述對準程序移除：例如，疊對邊際=EPE-疊對誤差。
稍後，在第一區上進行基於散射量測之IDM量測，且由此可將局部疊對偏移應用於已建立第一關係之每一特徵或特徵群組，該偏移提供EPE校正(例如，每一像素)。另外，IDM量測可用於預測與已建立關係之產品特徵/片段相關聯之對應EPE或其他局部變化量度(例如，使用第一關係及對應疊對邊際值)。
目標結構之第二區可包含產品特徵/片段之許多重複，且可例如包含一個或少數不同片段之大量重複(亦即，聚焦於準確統計)，或較多數目之不同片段的較少重複(亦即，聚焦於在單一校準中建立更多相關產品片段之關係)。當然，亦可使用此等實例之間的更平衡之策略。
產品特徵可如圖式中所展示圍繞IDM結構而配置，以維持產品與IDM結構之間的最接近平均接近度。替代地，其他配置係可能的(例如，鄰近區)。
關係排列之數目可能太大而不能建立每一特徵類型之關係。因此，可基於各種準則將產品特徵分為片段，該等準則可包括例如以下各者中之一或多者：功能準則(例如，根據功能類型分組，使得例如與SRAM單元相關之所有特徵在一個片段中)、臨界性(根據程序窗分組；例如，根據程序窗分格，使得具有類似程序窗之特徵在同一片段中)、幾何性質(例如，間距、CD等)，或可預期所分組特徵在曝光中之行為及/或度量衡類似之任何其他準則。接著可判定每一片段或特徵群組之關係。
圖5說明用於在初始或校準階段中判定不對稱性量度與局部變化量度之間的關係之方法。在步驟500處，對第一層進行成像及蝕刻，且隨後使用電子束工具或類似者來量測所得目標配置(亦即，第一層組件)。該步驟可包含將電子束影像對準至第一區中所有IDM特徵之位置相對於各別預期位置的平均值；例如，藉由參考資料庫或GDS檔案。在FOV對準至第一區之情況下，局部置放誤差可藉由第二區中之產品特徵相對於平均IDM特徵之位置的位置而判定。由此，每一特徵之置放誤差可判定為例如每一片段或每一特徵類型之局部置放誤差的平均值。步驟510基本上與步驟500相同，該步驟510係針對第二層，以便判定第二層之置放誤差。在步驟520處，根據先前兩個步驟之結果重建構相對於IDM區之每一特徵疊對MTD偏移(第一關係)。可簡單地根據步驟500及510中判定的各別特徵之各別位置來判定第一區及第二區中之所有特徵兩者之疊對。此步驟之結果可基於圖案分組或基於片段(作為特定實例：SRAM單元相對於IDM之平均局部疊對)或另一方法而彙集(例如，平均化)。在步驟530處，針對第一區及產品特徵重建構疊對邊際。此可藉由輪廓堆疊進行；例如，按每一區之每單位單元(重複元件)進行。可判定該第一區相對於該等第二區片段中之每一者的疊對邊際之差，由此可獲得IDM量測與局部變化量度之間的第二關係。此步驟亦可包含經由聚焦-曝光矩陣(FEM)或其他合適方法來通過聚焦及/或劑量判定疊對邊際/EPE之行為。
在使用經判定關係的情況下，有可能基於使用散射計對IDM目標執行之量測來判定針對諸如局部疊對或EPE之變化量度的局部校正。該等關係亦使得能夠使用電子束裝置或類似者來例如經由僅量測一或多個IDM目標，而非分別量測所有相關區域而更有效地監測任何變化量度(例如，疊對邊際或EPE)。基於此等量測及關係，例如，程序參數之控制(例如，疊對控制及/或CD控制)可經最佳化。替代地或另外，量測及關係可用於最佳化另一度量衡，例如最佳化取樣方案及度量衡策略。
圖6說明具有四個不同功能區域(例如，SRAM SR、第一邏輯區域A、第二邏輯區域B以及第三邏輯區域C)之器件的晶粒佈局(或其部分)設計。功能區域可包含多個類似特徵，該等特徵可能都預期相對於IDM區具有類似關係及/或在一共同晶粒區中；然而，此關係在功能區域之間可能不同。每一功能區域具有至少一個各別混合目標HT SR、HT A、HT B、HT C，其包含第一週期性或IDM區及具有表示其各別功能區域內之特徵之特徵的第二區。
此等混合目標HT SR、HT A、HT B、HT C中之每一者可用於使用例如關於圖5所描述之方法針對四個功能區域SR、A、B、C中之每一者判定各別第一關係及各別第二關係。
基於針對此等功能區域SR、A、B、C中之每一者而判定之第一關係，可將各別疊對偏移指派至每一功能區域。基於針對此等功能區域SR、A、B、C中之每一者而判定之第二關係，亦可將各別權重指派至每一功能區域；例如，此取決於彼特徵之(相對)疊對邊際。可在疊對最佳化期間使用此等偏移及/或權重以控制晶粒佈局之曝光中之疊對，例如使得各別權重及偏移經應用於出現對應特徵處之晶圓/場上的像素。
疊對邊際提供對經製造之特徵中之疊對誤差之容限的指示，且因而可基於經指派之疊對邊際而指派權重(例如，向容限較大之區給出較低重要性)。例如，可基於哪些功能區域(根據對應疊對邊際)具有更高之EPE臨界區域計數，且因此在給定CD/OV誤差下EPE違規機率高於EPE臨界內容的量較低之區域來指派權重。
可瞭解，在一些邏輯IC設計中，許多臨界特徵之例項/重複並沒有以足夠的頻率出現以進行良好的隨機分析；例如，用於判定足夠準確之疊對邊際。就量測疊對邊際而言，所提議之混合目標之特定優勢為：第二區可填入一或多個臨界特徵(疊對限制熱點特徵)之許多例項，以確保有足夠的數目進行良好的隨機分析。
藉助於特定實例，最佳化可包含同時針對所有特徵最佳化特徵任一側之邊際之疊對(特徵任一側之左及右邊際可為不對稱的)。對於單位單元內之每一特徵，單位單元之輪廓堆疊將偵測其相對於EPE最佳目標位置(例如左右相等之疊對邊際)及/或設計意圖(例如，相對於GDS檔案之堆疊輪廓)的移位量。
此實施例中之輪廓堆疊步驟可包含將第一層之影像與第二層之一或多個影像堆疊，其中對於第二層，第一層係疊對臨界的(第一及第二僅用於此處之區分，不一定指代曝光次序)。堆疊後，判定疊對邊際(例如，在諸如左/右及/或頂部/底部之任何相關方向上)，以判定第一層上之特徵相對於第二層的邊際中之任何不對稱性。若第二層無可用量測，則可使用彼層之設計意圖。對於每一特徵類型，此將產生相對於最佳(其中最佳可為每一尺寸上的相等邊際；例如，相等的左右邊際)之圖案移位。以此方式，可使用本文中所揭示之混合目標獲得每一特徵類型相對於最佳及相對於IDM量測之圖案移位。
在最佳化中，可假定所有特徵之重心之平均值為零：亦即，疊對控制係完美的，但不知曉單位單元內之特徵間圖案移位(此係藉由單位單元對準在輪廓堆疊中進行)。最佳化可接著判定任何量測點之移位(例如，待應用於頂層對底層)，從而最小化違反EPE或疊對邊際之可能性。用於實現最佳化EPE之疊對校正可包含最小化此失效可能性之移位。可自所有量測點(使用習知技術)建構移位指紋(場內及/或場間)。除了任何其他疊對校正(其不知曉特徵間移位，此係因為其僅自疊對目標判定)以外，亦可應用此移位指紋。在此最佳化期間，可指派與彼特徵組相關之偏移及權重至倍縮光罩上包含例如臨界設計中之一者的每一區域。
圖7為描述根據使用本文中所揭示之概念之實施例之控制策略的流程圖。在步驟700處，自IDM目標(如本文中所揭示之混合目標之第一區)量測不對稱性量度之IDM量測或散射計量測。在步驟710處，使用將IDM與產品變化性EPE相關之第一關係(其可已在使用所描述方法之初始校準中予以判定)，導出各種產品特徵/群組或功能區域中之每一者的疊對偏移資料。在步驟720處，執行疊對最佳化以用於基於疊對偏移資料判定疊對控制校正。此步驟亦可基於疊對邊際(例如，如根據初始校準階段中之第二關係所判定)使用用於每一特徵/群組/功能區域之權重。在步驟740處，可基於先前步驟之疊對控制校正來控制下一批晶圓之曝光，且可對此批次重複該方法。
圖7之方法(且更一般而言，本文中所揭示之方法)可進一步包含使用例如電子束或SEM度量衡器件來監測疊對邊際。此可例如以一天一次或兩天一次或三天一次之時間標度進行，以驗證程序係穩定的。此量測可例如僅在第一IDM區中執行，此係因為在IDM區中存在用於隨機監測之較多重複。倘若此疊對邊際係穩定的，則可假定其他特徵上之疊對邊際(且因此第二關係/權重)亦係穩定的。此外，基於疊對邊際在量測之間相對穩定之此假定，可藉由將(較規則)散射計疊對量測與(較不規則)疊對邊際量測相加來達成EPE監測。
雖然當前狀況為，對於HVM全邊緣置放控制，電子束量測太慢，但可設想到，電子束量測(或另一種能夠監測疊對邊際之度量衡技術)將變得足夠快，以使得可在例如每批次(或每2-3批次)之基礎上量測疊對邊際。此方法可僅量測控制設定中之第一區，且使用第一關係及第二關係以判定每一特徵/群組/功能區域之疊對偏移及疊對邊際。若為此狀況，則本文中所揭示之概念亦包括此邊緣置放控制，使得基於電子束度量衡或電子束度量衡與散射計度量衡之組合執行(例如，每批次)邊緣置放最佳化。
如前所述，混合目標可包含第一區(週期性IDN區)，其位於與實際產品結構相同之視野內，使得該第二區包含實際產品結構。因而，另一實施例可包含相對於晶粒上之產品結構最佳化週期性目標區(例如，IDM目標)之置放，使得在諸如電子束器件之度量衡器件的視野內(例如，在基板平面尺寸中之每一者中，區介於7 µm與20 µm之間、7 µm與15 µm之間、8 µm與12 µm之間或9 µm與11 µm之間)，至少滿足一個特定目標準則。該準則可包含例如最大化一或多個特定特徵在FOV內之出現率；最大化不同臨界特徵之數目，前提是每一特徵有足夠數目用於隨機分析(例如，基於臨限值)，或者滿足不同臨界特徵之數目與其重複的預定平衡。
現將描述一種經改良之模型化方法，該方法可使用經判定關係(例如，經判定之第一關係或偏移及/或第二關係)以判定用於控制微影程序的經改良校正。該方法包含在最佳化步驟中使用每一特徵類型(或特徵群組/功能區域)之偏移以便允許每一特徵之最佳化。如上所述，該等方法亦使用每一特徵之經判定疊對邊際及判定疊對邊際的方法。此外，每一特徵類型之最佳化可經擬合至且因此考慮經量測及非經量測位置。因而，該等方法可改良用於自如上所述的所有量測點建構移位指紋(場內及/或場間)之方法。
為了最佳化晶圓上之所有特徵(例如，包括彼等在未經量測之位置的特徵)，提議使用來自經量測位置之量測及每一特徵類型之關係來推斷每一特徵類型之模型。此將產生每一特徵類型之模型偏移指紋。隨後，此指紋組(每一特徵類型)可用於使用每一特徵類型之容限資料或疊對邊際資料(例如，包含諸如使用上文所揭示之方法而判定之容限窗的疊對邊際圖OMM)來判定經改良校正(例如，經由晶粒內規範最佳化(Dies In Spec Optimization))。此類經改良校正可考慮除了最小(最關鍵)邊際之外的邊際，及/或平衡所有邊際，而非僅考慮對應於量測位置之邊際。
圖8之(a)至(e)說明關於可如何使用每一位置之特徵邊際來判定最佳置放之多個實例。此等圖中之每一者係關於具有各別容限窗或特徵邊際FM1、FM2、FM3及經量測特徵位置FP1、FP2、FP3之三種特徵類型。原點O描述最佳置放之位置，該位置使臨界邊際CM或最臨界特徵之位置至各別限值之最小距離最大化；亦即，整個程序在該程序之每一維度中的最臨界限值(在此簡單實例中，僅存在兩個維度)。應注意，為簡潔起見，僅圖8之(a)如此標註。應注意，當原點O向左或向右移位時，一個臨界邊際以另一臨界邊際為代價而變得更大。
圖8之(a)說明完美(非真實)實例，其中所有特徵皆處於相同位置(原點O)且特徵邊際皆對稱。臨界邊際CM由最小特徵邊際FM2界定(至少在一個維度上總是如此)。圖8之(b)展示特徵相對於原點之位置FP1、FP2、FP3隨每一特徵變化的實例。同樣，臨界邊際CM由最小特徵邊際FM2界定。圖8之(a)及圖8之(b)之結果可使得控制策略與當前方法幾乎沒有區別，其中臨界邊際僅係基於具有最小容限窗之特徵。
在圖8之(c)中，第三特徵類型之位置FP3相比於第二特徵類型之位置更接近其邊際界限(在一側上)。因此，臨界邊際係由每一側上之不同特徵類型(第二及第三特徵類型)界定。因此，藉由判定每一特徵類型之邊際界限或容限窗，可基於不同特徵類型而判定經改良之臨界邊際。
在圖8之(a)、圖8之(b)及圖8之(c)中之每一者中，所有特徵邊際皆圍繞共同點對稱。此未必為如圖8之(d)中所說明之狀況。圖8之(d)為圖8之(b)之非對稱等效物，而圖8之(e)為圖8之(c)之非對稱等效物。
圖9說明添加了IDM偏移IDM OFF之效果。在已知方法中，可僅基於臨界特徵(亦即，已知具有最小容限窗之特徵)，例如藉由判定臨界特徵與IDM目標之間的關係來判定MTD偏移。在此方法中，當僅基於最臨界特徵最佳化置放位置(由原點O表示)時應用此單一偏移IDM OFF。在使用如所描述之混合目標及經判定第一關係(偏移)的情況下，現在可獲得每一特徵類型之實際位置偏移IDM F1、IDM F2、IDM F3(灰色箭頭)。下文所描述之最佳化及控制方法利用此等每一特徵類型偏移之可用性對每一特徵類型進行模型化並基於此等模型判定校正。
此外，目前，校正之判定僅考慮對應於經量測位置之資料。僅基於對應於經選擇量測位置之量測資料進行校正會丟失有價值的資訊；藉由考慮特徵在整個區(例如，所關注區，諸如曝光場)之實際行為可獲得經改良之校正。
因而，描述一種用於判定用於一半導體製造程序之一校正之方法，該方法包含：獲得與複數個產品特徵之一效能參數相關聯且分佈於一基板上之一區上的複數個量測值；獲得與該複數個特徵中之每一者的效能參數相關聯之容限窗；將一各別模型擬合至該複數個特徵中之每一者的該複數個量測值；及基於判定一校正模型來判定該校正，該校正模型最小化藉由各別經擬合模型模型化之參數值至其對應容限窗之一或多個邊界的一距離。
可基於ADI、IDM及/或基於電子束之量測(SEM、HMI)而判定多個特徵之圖案移位(疊對誤差)。可判定多重回歸表面以描述整個場之疊對誤差(圖案移位)，每一表面專用於一特定特徵(而非IDM至單一臨界特徵之固定耦合)。亦考慮每一特徵(表面)之疊對邊際，該疊對邊際可包含在整個場上按每一特徵界定的圖案移位(疊對誤差)之上下界限。可接著判定疊對校正輪廓，使得特徵集合之經校正圖案移位給出最高疊對邊際，從而產生最大良率(晶粒內規範)。可在所有特徵位置上判定回歸表面，包括彼等未經量測之特徵位置。
圖10說明通常僅有限數目個經量測位置或特徵位置MFP可用，例如包含度量衡目標(例如，ADI目標T ADI及/或IDM目標T IDM)之經量測位置或特徵位置MFP。在習知技術中，未經量測(推斷)位置或特徵位置IFP不用於模型化或判定校正。
圖11說明在此方法之回歸技術中包括未經量測位置之推斷值的效果。圖11之(a)至圖11之(f)中之每一者包含所關注參數之(經量測或經推斷)值相對於位置的簡化1D標繪圖且包含與兩種特徵類型相關的指紋之簡化描述。
在此圖之所有標繪圖中，將IDM指紋IDM FP設定為V=0 (對於每一特徵類型)，以便使此實例保持簡單。為簡潔及清晰起見，圖上之每一項僅標註一次。該等標繪圖係關於五個位置，位置P1至P5，其中位置P1、P3、P5經量測且位置P2及P4未經量測。第一特徵類型僅由在經量測位置P1、P3、P5處之第一量測MP1 (灰色圓圈)、擬合至此等第一量測MP1之指紋FP1或模型(回歸)，以及與第一特徵相關之特徵邊際FM1表示。類似地，第二特徵類型僅由在經量測位置P1、P3、P5處之第二量測MP2 (黑色圓圈)、擬合至此等第二量測MP2之指紋FP2或模型(回歸)，以及與第二特徵相關之特徵邊際FM2表示。在每一狀況下，每一特徵之經量測位置值MP1、MP2係根據共同目標上之度量衡判定，以判定一共同值，該共同值基於使用混合目標來使用前述方法判定的偏移指紋轉換為每一特徵的值。
在圖11之(b)中，基於每一量測位置之最小邊際，針對經量測位置P1、P3、P5中之每一者判定校正CO (黑色正方形)，以便最大化此等經量測位置P1、P3、P5中之每一者處之臨界邊際CM。對此等校正之回歸產生校正指紋或模型IDM MOD1。校正分別產生第一特徵及第二特徵之經校正位置CP1 (灰色星星)、CP2 (黑色星星)。此校正指紋在量測位置處產生最佳效能，使得在此等位置處不存在殘餘邊際(校正潛力)。
然而，圖11之(c)說明非經量測位置P2、P4處之臨界邊際CM並非最佳；實情為在此等位置處存在殘餘邊際。此係因為關於每一特徵指紋之資訊被忽略了。此處展示未經量測位置之經校正位置CP1、CP2。最小臨界邊際SCM現與未經量測之位置P4相關。在最佳化步驟中使用每一特徵之指紋將允許在經量測及非經量測位置上對每一特徵進行最佳化。
圖11之(d)展示在最佳化考慮非經量測位置P2、P4時可判定經改良校正IDM MOD2，使得基於自每一特徵指紋FP1、FP2推斷出的位置，在此等位置處亦最大化了臨界邊際CM。特定言之，位置P4處之最小臨界邊際CM已經改良，且在位置P2、P4處存在較少殘餘校正潛力(可能與其他位置平衡)。
校正IDM MOD1、IDM MOD2皆為二階校正。本文所描述之方法允許高階擬合。圖11之(e)展示對與圖11之(d)相同之資料之四階擬合，例如，使得在任何位置處皆不存在殘餘校正潛力，且所有臨界邊際皆經最佳化。應注意，在現有技術方法中，至少在此實例中沒有足夠之資料來擬合四階模型。
有可能的是，場中之每一(例如，未經量測)位置處僅存在一些特徵。此實施例之方法可解決此情形，而現有技術之校正將不受影響；亦即，將在圖11之(b)中判定相同校正，不論位置P2、P4處是不存在、僅存在一個還是存在兩個特徵。
圖11之(f)包含與圖11之(e)之標繪圖類似的標繪圖，不同之處在於位置P2處僅存在第一特徵且位置P4處僅存在第二特徵。在先前技術方法中，將判定同一校正指紋IDM MOD3(假定四階擬合)。然而，本文中所揭示之方法針對此情形產生更佳之(例如，四階，但該概念適用於其他擬合類型)擬合IDM MOD4。
假定給定之邊際圖考慮某些影像位置上之特徵之存在，使得在不存在特徵之情況下，邊際為無限的。
此實施例之模型化方法將使得良率效能增加，此係因為在執行晶粒內規範最佳化時無資訊丟失。可最佳地考慮每一特徵類型之指紋差異(例如，歸因於任尼克回應或處理)。
概言之，上文所描述之混合目標及方法使得能夠藉由光學度量衡(例如，基於光學繞射之度量衡及/或經由散射計不對稱性量測之光學疊對重建構度量衡)，例如以每批次為基礎判定局部疊對校正(邊緣置放誤差校正)。此光學度量衡可涵蓋相對較高繞射階中之不對稱性及/或零階中之不對稱性(例如，在光瞳平面處量測)。此外，任何此疊對控制可係基於權重最佳化，其中權重係自目標之疊對邊際量測判定。
可在以下條項中描述其他實施例： 1.  一種基板，其包含形成於至少兩個層中之一目標結構，該目標結構包含： 一第一區，其包含可使用光學度量衡量測的在該等層中之每一者中之週期性重複特徵；及 一第二區，其包含在該等層中之每一者中之一或多個產品特徵的重複，該等重複足以用於隨機分析以判定至少一個局部變化量度。 2.  如條項1之基板，其中該等週期性重複特徵包含具有該等產品特徵之一類似大小或解析度的特徵。 3.  如條項1或2之基板，其中該等週期性重複特徵形成於該至少兩個層中，使得一零階及/或對應繞射階中之強度及/或相位不對稱性隨著疊對而可預測地變化。 4.  如前述條項中任一項之基板，其中在基板平面尺寸中之每一者中，該目標結構具有介於7 µm與20 µm之間的尺寸。 5.  如前述條項中任一項之基板，其中在該等基板平面尺寸中之每一者中，該目標結構具有介於8 µm與12 µm之間的尺寸。 6.  如前述條項中任一項之基板，其中在該等基板平面尺寸中之每一者中，該第一區具有介於3 µm與7 µm之間的尺寸。 7.  如前述條項中任一項之基板，其中在該等基板平面尺寸中之每一者中，該第一區具有介於4 µm與6 µm之間的尺寸。 8.  如前述條項中任一項之基板，其中該第一區可使用基於繞射及/或反射之度量衡予以量測。 9.  如前述條項中任一項之基板，其中該第一區至少延伸跨越一第一區域，該第一區域對應於一光學度量衡工具之一光點大小，且組合之第一區及第二區至少部分延伸跨越一第二區域，該第二區域對應於適合於量測該一或多個產品特徵的一基於電子束之度量衡工具之一視野。 10. 如前述條項中任一項之基板，其中該一或多個產品特徵中之每一者之該等重複的數目大於1000。 11. 如前述條項中任一項之基板，其中一或多個產品特徵之該等重複包含代表性產品特徵，該等特徵將不形成一功能器件之部分，而是表示形成該功能器件之部分的產品結構。 12. 如條項1至10中任一項之基板，其中一或多個產品特徵之該等重複包含將形成一功能器件之部分之實際產品結構。 13. 如前述條項中任一項之基板，其中該等產品特徵經分組為群組，該分組係基於以下各者中之一或多者：功能性、臨界性及幾何性質。 14. 如條項13之基板，其中該基板包含複數個該等目標結構，每一目標結構在其各別第二區中包含該等群組中之一不同的一或多者。 15. 如前述條項中任一項之基板，其進一步包含對應於該等產品特徵之一或多個產品結構。 16. 一種至少兩個倍縮光罩之集合，其包含經配置以在複數次曝光中在該基板上成像如前述條項中任一項之目標結構的倍縮光罩特徵。 17. 一種判定用於控制一微影程序之一校正之方法，其包含： 獲得一不對稱性量度之一不對稱性量度值，該不對稱性量度與如條項1至15中任一項之基板上之該目標結構的第一區或僅包含該第一區之一結構相關； 使用一或多個第一關係以自該不對稱性量度值判定一組第二量測值，該組第二量測值包含一或多個產品特徵或一或多個產品特徵群組中的每一者之一第二量測值；及 自該組第二量測值判定該校正； 其中該一或多個第一關係中之每一者將如下兩者相關：自在如條項1至15中任一項之基板上之該目標結構之該第一區所量測之一量測值；自一第二區所量測的針對該一或多個產品特徵或一或多個產品特徵群組中之一各別者的一量測值。 18. 如條項17之方法，其中該不對稱性量度包含由該第一區繞射及/或反射之輻射之一零階及/或對應繞射階的一強度及/或相位不對稱性或自其導出之一疊對量度。 19. 如條項17或18之方法，其中該一或多個產品特徵群組中之每一者係關於晶粒上之一不同功能區域。 20. 如條項17至19中任一項之方法，其包含： 使用該一或多個第一關係及/或該組第二量測值以導出一第一局部變化量度；及 自該第一局部變化量度判定該校正。 21. 如條項20之方法，其中該第一局部變化量度包含局部疊對，且該校正包含自該局部疊對判定之一疊對偏移。 22. 如條項21之方法，其中該疊對偏移包含一或多個疊對偏移，該一或多個疊對偏移經判定以校正一或多個群組之該等產品特徵中之各別者的局部疊對之平均值。 23. 如條項20至22中任一項之方法，其包含藉由以下操作執行該第一關係之一校準： 自該第一區獲得一疊對量度之一疊對量度校準值； 自該第二區獲得該等產品特徵中之每一者之一第一局部變化量度的第一局部變化量度校準值；及 自該等第一局部變化量度校準值或其子集之一平均值與該疊對量度校準值之一比較判定該第一關係； 其中該疊對量度校準值及第一局部變化量度校準值係關於目標配置之一量測，對於該目標配置，該第一區及第二區同時處於所使用之一度量衡器件之一視野內。 24. 如條項17至23中任一項之方法，其中該校正經判定為一校正最佳化之部分。 25. 如條項24之方法，其包含判定一或多個第二關係，該一或多個第二關係中之每一者將以下兩者相關：自該第一區所量測之一第二局部變化量度值；自該第二區所量測的針對該一或多個產品特徵或一或多個產品特徵群組中之各別者的一第二局部變化量度值。 26. 如條項25之方法，其中該最佳化係基於根據該一或多個第二關係而指派至該一或多個產品特徵群組中之每一者的一權重。 27. 如條項25或26之方法，其進一步包含週期性地量測該第一區以監測該第二局部變化量度。 28. 如條項25至27中任一項之方法，其中該第二局部變化量度包含一輪廓變化性量度。 29. 如條項28之方法，其中該輪廓變化性量度包含疊對邊際。 30. 如條項28或29之方法，其包含藉由以下操作執行該第二關係之一校準： 自該第一區獲得該輪廓變化性量度之第一輪廓變化性量度校準值； 自該第二區獲得該等產品特徵中之每一者之該輪廓變化性量度的第二輪廓變化性量度校準值；及 自該等第一輪廓變化性量度校準值與該等第二輪廓變化性量度校準值之一比較判定該第二關係； 其中該等第一及第二輪廓變化性量度校準值係關於該目標配置之一量測，對於該目標配置，該第一區及第二區同時處於所使用之一度量衡器件之一視野內。 31. 如條項30之方法，其包含執行對應特徵之輪廓堆疊以獲得該等第一及第二輪廓變化性量度校準值。 32. 如條項25至31中任一項之方法，其中該等第二關係係針對兩個層判定，且用以針對該一或多個產品特徵或一或多個產品特徵群組中之每一者判定該兩個層中之一者相對於另一者之一容限窗。 33. 如條項24至32中任一項之方法，其中該組第二量測值包含該等第二量測值之複數個子集，每一子集係關於複數個產品特徵或產品特徵群組中之一不同者，且係與分佈於該基板上之一區上的一效能參數相關聯；且該方法包含： 獲得與該複數個產品特徵或產品特徵群組中之每一者的該效能參數相關聯之容限窗； 將一各別模型擬合至該複數個第二量測值之每一子集；且 其中該最佳化包含基於判定一校正模型來判定該校正，該校正模型最小化藉由各別經擬合模型模型化之參數值至其對應容限窗之一或多個邊界的一距離。 34. 如條項33之方法，其中該區包含未經量測位置處之該等產品特徵或產品特徵群組；且 判定該校正之該步驟在該最佳化中使用該效能參數之經推斷值。 35. 如條項34之方法，其中該最佳化包含針對該等未經量測位置來執行經修改之經擬合模型至其對應容限窗之一或多個邊界之一距離之該最大化。 36. 如條項17至35中任一項之方法，其包含對該基板執行一度量衡操作以獲得該不對稱性量度值。 37. 如條項17至36中任一項之方法，其包含使用該校正來曝光一或多個後續基板或其批次。 38. 一種設計包含一第一區及一第二區之一目標之方法，該第一區包含在至少兩個層中之每一者中且可使用光學度量衡量測之週期性重複特徵，該第二區包含在該等層中之每一者中之一或多個產品特徵之重複，該等重複足以用於隨機分析以判定至少一個局部變化量度，該方法包含最佳化該目標結構以使得該目標結構滿足至少一個目標準則。 39. 如條項38之方法，其中該最佳化步驟包含最佳化該第一區相對於包含於一曝光場內之實際產品結構之一子集之置放，使得實際產品結構之該子集包含該第二區之該等產品特徵，且包含實際產品結構之該子集之一區域界定該第二區。 40. 如條項38之方法，其中該最佳化步驟包含最佳化該第二區內之代表性產品特徵之配置。 41. 如條項38至40中任一項之方法，其中該至少一個目標準則包含以下各者中之一者： 最大化該第二區內之一或多個特定特徵之出現率， 最大化該第二區內之不同臨界特徵之數目，前提是每一特徵有足夠數目用於隨機分析；或 滿足該第二區內之不同臨界特徵的該數目與其重複之一預定平衡。 42. 如條項38至41中任一項之方法，其中該至少一個目標準則包含以下各者中之一者或兩者： 最佳化該第一區域之尺寸以對應於適合於量測該第一區域之一光學度量衡工具之一光點大小；及 最佳化經組合之第一區及第二區之尺寸以對應於適合於量測該一或多個產品特徵之一基於電子束之度量衡工具之一視野。 43. 描述一種用於判定用於一半導體製造程序之一校正之方法，該方法包含： 獲得與複數個產品特徵或其群組之一效能參數相關聯且分佈於一基板上之一區上的複數個量測值； 獲得與該複數個特徵中之每一者的效能參數相關聯之容限窗；將一各別模型擬合至該複數個特徵或其群組中之每一者的該複數個量測值；及 基於判定一校正模型來判定該校正，該校正模型最小化藉由各別經擬合模型模型化之參數值至其對應容限窗之一或多個邊界的一距離。 44. 如條項43之方法，其中該區包含在未執行量測之未經量測位置處的該等產品特徵或其群組；且 判定該校正之該步驟基於該等經擬合模型使用該效能參數之經推斷值。 45. 如條項44之方法，其中該最佳化包含針對該等未經量測位置來執行經修改之經擬合模型至其對應容限窗之一或多個邊界之一距離之該最大化。 46. 如條項43、44或44之方法，其中該複數個量測值係自一或多個目標之一目標量測及將每一目標量測與該等產品特徵中之一者相關的一各別關係獲得。 47. 一種包含處理器可讀指令之電腦程式，該等處理器可讀指令在於合適的處理器控制之裝置上運行時，使得該處理器控制之裝置執行如條項17至46中任一項之方法。 48. 一種電腦程式載體，其包含如條項47之電腦程式。 49. 一種處理裝置，其包含： 一處理器；及 一電腦程式載體，其包含如條項47之電腦程式。 50. 一種度量衡裝置，其包含如條項49之處理裝置。 51. 一種微影曝光裝置，其包含如條項49之處理裝置。
本文中所揭示之概念可為設計感知型的，使得疊對校正考慮到局部存在之產品特徵。基於晶粒區域內之產品特徵之已知位置(例如，來自GDS檔案)，可推導對應於最小產品特徵EPE (例如針對最臨界特徵)之所要IDM讀出。隨後，可計算每一晶粒區域(像素)之疊對校正。每一位置皆知曉存在哪些產品特徵。在量測混合目標之後，可建立每產品之IDM量測與輪廓分佈之間的關係。對於相關位置，可判定將對應於存在於所關注位置處之產品特徵之最小EPE的所要IDM讀出。
本文所使用之術語「輻射」及「光束」涵蓋所有類型之電磁輻射，包括紫外線(UV)輻射(例如具有為或為約365、355、248、193、157或126nm之波長)及極紫外線(EUV)輻射(例如具有在5至20nm之範圍內之波長)；以及諸如離子束或電子束之粒子束。
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其組合，包括折射、反射、磁性、電磁及靜電光學組件。
術語目標不應被認作意謂僅出於度量衡之特定目的而形成之專用目標。術語目標應被理解為涵蓋具有適合於度量衡應用之性質的其他結構，包括產品結構。
對特定實施例之前述描述將因此充分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，而無需不當實驗。因此，基於本文所呈現之教示及指導，希望此等調適及修改屬於所揭示實施例之等效物的含義及範圍內。應理解，本文中之措辭或術語係出於藉由實例進行描述而非限制之目的，以使得本說明書之術語或措辭應由熟習此項技術者鑒於該等教示及該指導進行解譯。
本發明之範圍及範疇不應由上述例示性實施例中之任一者限制，而應僅根據以下申請專利範圍及其等效者進行界定。
0:實線/繞射射線 11:源 12:透鏡 13:孔徑板 13N:孔徑板 13S:孔徑板 15:光束分光器 16:物鏡 17:第二光束分光器 19:第一感測器 21:孔徑光闌 22:光學系統 23:感測器 500:步驟 510:步驟 520:步驟 530:步驟 700:步驟 710:步驟 720:步驟 730:步驟 A:功能區域/第一邏輯區域 AD:調整器 AS:對準感測器 B:輻射光束/功能區域/第二邏輯區域 BD:光束遞送系統 BK:烘烤板 C:目標部分/功能區域/第三邏輯區域 CH:冷卻板 CM:臨界邊際 CO:聚光器/校正 CP1:經校正位置 CP2:經校正位置 DE:顯影器 DV:第二區或器件結構區 EXP:曝光站 FM1:特徵邊際 FM2:特徵邊際 FM3:特徵邊際 FP1:經量測特徵位置/指紋 FP2:經量測特徵位置/指紋 FP3:經量測特徵位置 HT A:混合目標 HT B:混合目標 HT C:混合目標 HT SR:混合目標 I:量測輻射射線 IDM:第一區或週期性目標區 IDM F1:實際位置偏移 IDM F2:實際位置偏移 IDM F3:實際位置偏移 IDM MOD1:校正指紋/模型 IDM MOD2:經改良校正 IDM MOD3:校正指紋 IDM MOD4:更佳之擬合 IDM OFF:IDM偏移 IF:位置感測器 IFP:未經量測位置或特徵位置 IL:照明系統/照明器 IN:積光器 I/O1:輸入/輸出埠 I/O2:輸入/輸出埠 L1:邊緣尺寸 L2:尺寸 LA:微影裝置 LACU:微影控制單元 LB:裝載盤 LC:微影製造單元 LS:位階感測器 M1:光罩對準標記 M2:光罩對準標記 MA:圖案化器件 MEA:量測站 MET:度量衡系統 MFP:經量測位置或特徵位置 MP1:第一量測/經量測位置值 MP2:第二量測/經量測位置值 MT:圖案化器件支撐件 O:點線/光軸/原點 P1:基板對準標記 P2:基板對準標記 P1:位置 P2:位置 P3:位置 P4:位置 P5:位置 PM:第一定位器 PS:投影系統 PU:處理器 PW:第二定位器 RF:參考框架 RO:機器人 SC:旋塗器 SCM:最小臨界邊際 SCS:監督控制系統 SO:輻射源 SR:功能區域 T:目標結構 T ADI:ADI目標 T IDM:IDM目標 TCU:塗佈顯影系統控制單元 W:基板 WTa:基板台 WTb:基板台 -1:雙點鏈線/繞射射線 +1:點鏈線/繞射射線
現在將參考隨附示意性圖式而僅作為實例來描述本發明之實施例，在該等圖式中，對應參考符號指示對應部分，且在該等圖式中： 圖1描繪微影裝置； 圖2描繪其中可使用根據本發明之檢測裝置的微影製造單元或叢集； 圖3示意性地說明經調適以執行角度解析散射量測及暗場成像檢測方法的檢測裝置； 圖4為根據本發明之一實施例之目標結構的示意性說明。 圖5為描述根據本發明之一實施例之校準方法的流程圖； 圖6示意性地描繪包含如圖4中所說明之數個目標及對應功能區域的曝光場或晶粒； 圖7為描述根據本發明4之實施例之控制方法的流程圖； 圖8之(a)至(e)為描述基於如使用本文中所描述之方法判定的每一特徵之容限窗的控制方法之說明性示意圖； 圖9為描述基於如使用本文中所描述之方法判定的容限窗及每一特徵位置偏移之控制方法的說明性示意圖； 圖10說明包含經量測位置與未經量測位置之部分的場；及 圖11之(a)至(f)各自包含值相對於位置之標繪圖，其說明根據本發明之方法之模型化方法的優勢。
500:步驟
510:步驟
520:步驟
530:步驟

Claims (12)

  1. 一種用於判定用於一半導體製造程序之一校正(correction)之方法，該方法包含： 獲得與複數個產品特徵或其群組之一效能參數相關聯且分佈於一基板上之一區上的複數個量測值； 獲得與該複數個特徵中之每一者的效能參數相關聯之容限窗（tolerance window）；將一各別模型擬合(fitting)至該複數個特徵或其群組中之每一者的該複數個量測值；及 基於判定一校正模型來判定該校正，該校正模型最小化藉由各別經擬合模型模型化之參數值至其對應容限窗之一或多個邊界的一距離。
  2. 如請求項1之方法，其中該區包含在未執行量測之未經量測位置處的該等產品特徵或其群組；且 判定該校正之該步驟基於該等經擬合模型使用該效能參數之經推斷值。
  3. 如請求項2之方法，其中該最佳化包含針對該等未經量測位置來執行經修改之經擬合模型至其對應容限窗之一或多個邊界之一距離之該最大化。
  4. 如請求項1、2或3之方法，其中該複數個量測值係自一或多個目標之一目標量測及將每一目標量測與該等產品特徵中之一者相關的一各別關係獲得。
  5. 如請求項4之方法，其中該一或多個目標包含形成於至少兩個層中之一目標結構，該目標結構包含： 一第一區，其包含可使用光學度量衡量測的在該等層中之每一者中之週期性重複特徵；及 一第二區，其包含在該等層中之每一者中之一或多個產品特徵的重複，該等重複足以用於隨機分析以判定至少一個局部變化量度。
  6. 如請求項5之方法，其中該等週期性重複特徵包含具有該等產品特徵之一類似大小或解析度的特徵。
  7. 如請求項5之方法，其中在基板平面尺寸中之每一者中，該目標結構具有介於7 µm與20 µm之間的尺寸。
  8. 一種包含處理器可讀指令之電腦程式，該等處理器可讀指令在於合適的處理器控制之裝置上運行時，使得該處理器控制之裝置執行如請求項1至7中任一項之方法。
  9. 一種電腦程式載體，其包含如請求項8之電腦程式。
  10. 一種處理裝置，其包含： 一處理器；及 一電腦程式載體，其包含如請求項8之電腦程式。
  11. 一種度量衡裝置，其包含如請求項10之處理裝置。
  12. 一種微影曝光裝置，其包含如請求項10之處理裝置。
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