TW448338B - Method for forming a critical dimension test structure and its use - Google Patents

Description

448338 A7 ---------- 五、發明說明（丨） 發明背暑 發明之锸域 本發明係關於光刻術之方法，特別係關於用以特徵化 及監測光刻術曝光工具成像性能的光刻術方法。 相關先前技術之說明 關於光刻術曝光工具之成像性能，一般係以曝光工具 所能準確顯示物體之影像的能力而描述之。當該工具係用 以產生用於製造如積體電路（I c )之影像時，該成像性 能一般係首先特徵化在該工具之曝光範圍內的整體性能， 其次則監測當該工具作爲製程控制體系中一部分時的性能 而評估之。 對此項任務而言，已由光刻術工具製造廠商及使用者 發展出測試之圖案分劃板或光罩，而製造廠商及使用者則 將數個特別設計之結構放在曝光範圍內的數個位置上。該 種測試圖案的一個例子係具有九組散佈在整個曝光範圍的 測試結構，如1990年3月13日Suwa等人發表之 美國專利編號4， 908， 656之圖14所示，其內所 製造的不同測試結構係設計成能評估影響成像性能的不同 因素。 一般而言，成像性能之評估開始係以在基座上不同位 置使用矩陣式的曝光條件曝光測試圖案’如S u w a人等 所發表之專利之圖1 7內所描述之曝光時間對焦距矩陣所 示。一但完成該矩陣，對每個測試圖案可評估不同的測試 <請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 机--------訂-I身ϊ! ----線— 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（幻0 X 297公釐） 4483 3 8 A7 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 B7 五、發明說明（，） 結構。雖然需評估不同的臨界値以完整的說明成像性能之 特性，但稱之爲臨界尺寸（c D )的測試結構之尺寸測量 係其中最重要的。因這些測試影像通常皆相當的小，如現 今典型之高密度積體電路通常係〇 . 2 5微米（M m )或 更小之C D，故通常係使用掃描電子顯微鏡以作爲該種臨 界尺寸量測（C D - S E Μ) 〇以該種方式’能描述該工 具之成像性能且選擇一組最適當之曝光條件。 一旦已選擇曝光條件，而且光刻術工具開始以製造模 式生產影像後，仍需評估該影像以確保影像仍在製程控制 限度內。典型地，使用者係藉著測量位在曝光範圍爲了第 二項任務所發展內的測試結構之C D而監測成像性能。以 此種方式，能呈現出且測量在基座或晶片上每個曝光範圍 內的測試結構。眾所皆知，每個晶片上所測量之數目以及 每批晶片或一群晶片中所測量之晶片數目，將隨著所採用 之製程控制體系而改變。而當提及說明成像性能之特性時 ，一般亦係使用C D - S Ε Μ而實施這些製程中的測量。 然而，因積體電路之特徵尺寸不斷縮減，使用C D-S Ε Μ以測量臨界尺寸因下列數項原因而出現問題。第一 ，當特徵尺寸變得更小時，曝光範圍尺寸的微小改變變得 更爲重要。例如，± 0 · 0 1微米（m )之尺寸變動僅是 1微米特徵尺寸的1%，但卻是〇1微米特徵尺寸的1 0%。因此，在曝光範圍內需要測量每個範圍內更多的部 位以適當的評估成像性能以能對該工具有更多的臨界調整 。因此，如S u w a等人發明之圖1 4係顯示9個部位， I ,^-------—訂·ίΓ-----線 — (諦先閱讀背面之汶意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4現格（21〇 X 297公爱 4483 3 8 A7 Β7 五、發明說明（彳） 但現今通常使用1 5或1 8佩部位。.因此，即使在使用 C D — S Ε Μ技術的情況下，如S u w a等人發明之圖1 7中每個具有1 8個部位的4 9個曝光範圍的情況下係增 加相當多的額外評估時間。因爲額外的時間需要額外的測 量工具，且因爲C D - S E Μ技術係非常昂貴的情況下， 購買任何額外的測量工具將對製造成本有明顯的影饗。第 三個問題係當這些結構尺寸逼近C D - S ΕΜ之解析度能 力時，C D - S Ε Μ技術是否能解決對測試結構適當地進 行準確測量之能力。第四個問題係電子束所造成之污染 ，而該點一般僅在使用C D _ S Ε Μ用於製程中測量才受 影響。因此，因必然會發生電子束撞擊結構，而其所導致 且爲影像所捕捉之二次放射亦能污染鄰近I C之元件。因 此，用於製程控制體系之一部分的製程中測量的晶片，偶 而會拋棄之或移除其光阻層、淸洗該晶片且再加工之。而 無論哪種結果均增加成本且降低良率。因此，係需要另一 種用於說明成像性能特性及製程中監測該性能之方法。 一種已揭示之替代方法以提供使用電子測量測試結構 陣列之C D — S ΕΜ測量的準確度之改進。本方法之測試 結構係形成在覆蓋特殊測試基座的導電層上，該基座附有 導電接點區域。接著’曝光一層抗蝕層，且顯影及蝕刻測 試結構之圖案。在移除抗蝕層後，以電子構件測量該餓刻 之特徵之導電率。使用該項參數以作爲該導電層之特定電 導率’且計算所蝕刻之特徵之長度，亦即線寬。該方法在 說明工具之成像性能特性，特別係對於小尺寸CD方面以 (請先閲讀背面之沒意事項再填寫本頁) %-------- ^---Γ —----線— 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 5 448338 A7 B7 五、發明說明（中） 獲得認同。然而，因該製程涉及具有導電層的特殊基座且 在形成影像後需數道步驟以圖案化導電層’故該方法不適 用於成像性能之製程中監測’且因此限制其使用於說明工 具特性。因此，需採用另一種用於製程中監測之方法’因 此需要額外的步驟以決定電子測量及製程中監測測量之間 的關係。’ 因此，需要有一種形成測試結構之方法及使用該測試 結構用於完整的說明成像性能特性及製程中監測之方法。 以該種方法，可簡化使用者所使用之光刻術工具之程序。 此外，可確保成像性能特性及製程中監測之間的關聯性。 亦需要有一種形成測試結構之方法’且接著能使用該方法 以提供更準確之臨界尺寸（C D )之測量。此外’若這些 方法能應用於任何尺寸之C D亦是能令人滿意的。最後’ 若該方法在包括製程所需的形成測試結構及用以準確測量 這些測試結構的測量裝備兩方面的成本係有成本效益的話 ，將係値得擁有的。 發明槪要 本發明係提供一種使用如本發明所形成之臨界尺寸測 試標記（CDTM)，而用以形成臨界尺寸測試結構之方法 ，以及用於說明曝光工具成像性能之特性及在下文中歸屬 於製程控制監測之製程中成像性能監測之方法。本發明之 實施例係克服用於評估及監測曝光工具之成像性能的習知 技術所具有的上述及其它之缺點。 6 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先W讀背面之注意事項再填寫本頁〉 -SJ·· -線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4483 3 8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（< ) 本發明某些實施例的c D TM係爲藉著重疊在分劃板 上的一或多個第一特徵以及在分劃板上的一或多個第二特 徵所形成之兩次曝光區域。在本發明之其它實施例中，所 使用的一或多個第一及第二特徵係從用以驅動如電子束直 接寫入曝光系統之曝光工具的資料庫中所產生。本發明之 C D TM的優點係從使用本質上等於形成一個正常的單一 次曝光影像所需之能量的曝光能量而形成。 如本發明之方法所形成之C D T M係藉著本質上放大 習知技術C D結構之尺寸但卻維持本質上正常之用於C D T Μ之曝光能量，而提供可克服習知技術之缺陷的優點。 以該種方式，如本發明之方法所形成之C D ΤΜ係用以決 定一個如習知技術之方法之C D測試結構的特徵之臨界尺 寸（CD)，而無需實際測量該特徵。 因此，在本發明的某些實施例中，覆蓋在傳統基座上 的影像成形層之第一部分係以第一曝光能量曝光之。具有 一或多個以第一定位放置之特徵的傳統分劃板係用以定義 第一部分。第一曝光能量係小於以相同分劃板而完整形成 一個正常的單一次曝光影像所需之名義上的能量。在某些 的實施例中，第一曝光能量係約等於標稱曝光能量的一半 。接著以第二曝光能量曝光影像成形層之第二部分。該第 二次曝光係定義出一或多個以第二定位放置之第二特徵， 以形成第一及第二零件之重疊區域。其優點係，第一及第 二曝光能量之總合係約等於標稱曝光能量。因此，僅有重 疊區域係曝光在第一次及第二次兩次曝光中，故僅有該區 7 木紙張尺度適用中國國豕標準（CNS)A4規格（210 X 297公笼） -n J f ϋ n ϋ n * I i (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂-II.------線- A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4483 3 8 _____B7___ 五、發明說明（心） 域接收到足夠之能量以在影像成形層中完整地定義影像。 在如本發明的某些實施例中，係重新放置第一特徵以 得到第二定位。而在其它實施例中，第一及第二特徵係本 質上具有相同尺寸及形狀的不同測試特徵。而在其它的實 施例中，第一及第二特徵係本質上具有相同形狀但不同尺 寸的不同測試特徵。一般而言，第一及第二定位的差別僅 在對著兩次曝光或重疊區域內的軸旋轉了一個角度。因此 ，在下文中稱之爲臨界尺寸測試標記（C D TM)的重疊 區域係包含放大的第一及第二特徵之C D的區域。該放大 性係以包含第一及第二特徵之C D値、第一及第二定位之 間的旋轉角度以及包含影像成形層及任何在該層或該層之 上定義C D TM所需製程之效應的經驗常數的關聯性所定 義之。 應瞭解到，雖然本發明之實施例係以參照在基座上之 影像成形層而說明之，但使用形成影像的其它方法亦包含 在本發明之範圍內。例如，在本發明的某些實施例中，係 使用如電荷耦合裝置（CCD)，或能用以形成CDTΜ 之影像及說明曝光工具成像性能特性的類似元件的影像成 形裝置而非影像成形層以形成影像β 本發明之實施例亦包含使用所形成之C D TM決定一 個測試特徵之臨界尺寸而無需實際測量該測試特徵的方法 。在該種方法中，不僅能說明曝光工具在其曝光範圍外的 成像性能之特性，亦能在曝光工具以生產模式使用時監測 其成像性能。因爲所形成之C D ΤΜ本質上係以1 0倍或 8 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公g > --------------^--------訂------線，---------------.——r____ (諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4483 3 8 A7 ___B7____ 五、發明說明（y ) 更多倍之倍數放大測試特徵之CD ’本發明實施例之優點 係提供特性說明及監測數據之方法而無需使用昂貴的C D 一 S E Μ。或者是，能使用一個如在一或多個C D TM上 以雷射光束或其它光束掃描之裝置，且偵測從C D ΤΜ掃 描光束因繞射、反射或散射所導致之訊號的光學裝置或元 件以測量C D ΤΜ之尺寸。在某些的實施例中，用於從分 劃板中所投影影像之基準對準形成在基座上前一層之基準 的光學裝置係用以測量C D ΤΜ之尺寸。因該種光學裝置 一般並無作爲測量工具而使用之，故該種工具係使用如本 發明之包含軟體程式以控制測量製程的實施例。在本發明 的其它實施例中，用以測量所形成之CDΤΜ的繞射偵測 裝置及控制軟體係結合在曝光工具內。在其它實施例中， 光學測量工具則係獨立之系統。 應瞭解到，雖然本發明之實施例係以參照用於偵測從 本發明之C D TM繞射所引起之光學訊號的裝置而說明之 ，但亦可適用其它用於測量本發明CDTM之尺寸的方法 。例如，在本發明的部分實施例中係使用以共焦顯微鏡爲 基礎之偵測器的測量系統。 圖式簡單說明 熟知本技術者可藉著參考附圖而更加瞭解本發明，及 其眾多的目的、特點及優點。爲求簡化及易於瞭解，圖武 內不同附圖中相同之元件係採用相同之元件圖號。 圖1係根據本發明實施例之投影曝光系統之方塊圖； 本紙張尺㈣财標準（CNS)A4規格⑵Ο X 297公爱 ^--------訂----------線- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 4483 3 8 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 五、發明說明（5) 圖2 a — c係描述用以形成根據本發明實施例之臨界 尺寸測試結構（C D TM)方法的步驟； 圖3係描述提供根據本發明實施例之C D放大的幾何 關係； 圖4係描述測量根據本發明實施例之C D TM的方法 及一個模擬由測量所得之輸出訊號； 圖5係在不同的一致係數的數値下，模擬之臨界尺寸 數値對應根據本發明實施例所形成之C D TM影像之模擬 長度的圖； 圖6係重新繪製圖7之數據以說明在局部的一致係數 範圍內，C D TM之長度及形成C D TM的C D條紋之 寬度之間絕佳的一致性； 圖7係說明藉著形成根據本發明實施例之C D TM所 獲得之放大效應的模擬數値之圖：以及 圖8係描述用以定義如本發明實施例之經驗常數之方 法的流程圖；g 圖9 a及系用以定義如圖8之方法之實施例之經 驗常數的料 圖係在不同焦距位置下，C D條紋對應 實際測量^發明實施例所形成之C D ΤΜ的圖形。 元件符號說明· 1〇 第一測試結構 1 2 C D條紋 10 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公釐） 於-----------.------I (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) 4483 3 8 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（/ ) 14 窄間隔 16 寬間隔 2 0 第二測試結構 2 2 c D條紋 3 0 重疊區域 3 2 直線 3 4 相交點 4 0 臨界尺寸測試標記 5 0 影像 5 5 曲線 5 6 點 5 7 點 6 0 光束 10 0 投影曝光系統 10 2 能量源 10 6 照明光學系統 10 8 物體 110 分劃板 112 投影光學系統 114 影像平面 1 1 6 影像 4 0 0 a 最適迴歸線 4 0 0 b 最適迴歸線 11 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐> I I I —---- 4----— ！訂 i-------線 <請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁> 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4483 3 8 A7 B7 五、發明說明（π ) 較佳實施例之詳細說明· 接下來係本發明示範實施例之詳細說明。因本發明的 這些實施例係以參考前述圖示而說明之’熟知本技術者可 輕易地明瞭本方法及/或所述特定結構之不同的修正或變 更，藉由這些已領先習知技藝之教示，所有依照本發明之 技術的修正、變更或變動皆不脫離本發明之精神及範圍。 例如，雖然本發明之實施例係以在正影像成形層上成形而 說明之，應瞭解到這些實施例亦可應用在負影像成形層上 或如電荷耦合裝置（c C D)之陣列的影像成形裝置上或 其它的固態影像成形裝置。此外，雖然這些實施例亦以參 考光刻術曝光系統而說明之，應瞭解到能採用其它形式之 曝光系統。因此，本發明之實施例包含電子束、離子束及 X -光曝光系統，以及對所採用之曝光能量能感光的影像 成形層。因此，應瞭解到本發明決不受限於所說明之實施 例，故不能以受限之觀感而思考這些說明及圖式。 參考圖1，係顯示一個包含一個能量源1 〇 2之投影 曝光系統1 0 0 »熟知本技術者將輕易地瞭解到’該能量 源1 0 2可能係一個高壓汞燈、一個氟化氪（K r F )雷 射、一個電子束輻射源或任何其它適當的如離子束之能量 發射裝置。從能量源1 0 2發射之能量通過照明光學系統 1 0 6。照明光學系統1 0 6聚集從能量源1 〇 2發射之 能量，且使能量分布平均而導引該能量通過分劃板或光罩 1 1 0。雖然圖1中係以方塊圖描述照明光學系統1 〇 6 ，然而應瞭解到該種表示法僅係爲了說明之用’該照明光 12 本紙張尺度適用中國國家標準（CNSM4規格（2】〇χ297公爱) 衣--------訂—*------線· (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁> 4483 3 8 A7 B7 五、發明說明（I丨） 學系統1 0 6係包含任何所需之適當的光學元件°例如’ 當能量源1 〇 2係高壓汞燈時，照明光學系統1 〇 Θ包含 透鏡結構或反射鏡光學系統。或者是，當能量源1 〇 2係 電子束源時，系統1 0 6包含電磁透鏡。 分劃板1 1 0係位在投影曝光系統1 0 〇之物體平面 上。眾所皆知，用以定義如物體1 0 8之物體的能暈係直 接穿透物體且接著經由投影光學系統1 1 2投射之，以在 曝光系統1 0 0之影像平面1 1 4上形成影像1 1 6。影 像1 1 6係物體1 0 8之代表。因此，影像成形裝置或影 像成形層（未顯示出）係放在形成影像116於其上的影 像平面1 1 4上。 投影光學系統112包含任何所需之適當的光學元件 以投影物體1 0 8之影像至影像平面1 1 4上。因此，當 能量源1 0 2係K r F雷射時，投影系統1 1 2包含複雜 的透鏡元件。或者是，當能量源1 0 2係離子束時，投影 系統1 1 2包含複數個電磁透鏡。 雖然本發明之實施例係採用如系統1 0 0之曝光 ，然而，這些實施例以一種新的方式使用這些系統。參_ 圖2 a _ 2 c，係以圖示之方式描述本發明之實施例形$ 臨界尺寸測試標記4 0 ( C D TM)陣列的數個步驟^ g 2 c中所描繪的CDTM係描述、理想〃的CDTtvi < V1，亦 即是說，在不包含任何因曝光工具之各種次系統如影像 形層或影像成形裝置及在該層或該裝置固定影像之^成 造成之效應下，C D TM將在曝光系統（未顯希出）^ 本紙張尺度適用令國國家標準（CNS)A4規格（210x297公釐） (請先閲讀背面之沒意事項再填寫本頁) ιί-, 丨線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智.«財產局員工消費合作社印製 4483 3 8 A7 _______B7__ 五、發明說明（丨，） 像平面上就理論而言所形成之影像。 在圖2 a中，係將第一測試結構1 0描述成一個具有 窄間隔14的理想第一CD條紋12所組成之窄間隔陣列 ，其中，每個條紋1 2之寬度CD i係等於窄間隔1 4。圖 2 a中亦顯示一個第二測試結構2 0。該結構2 0係描述 成一個具有寬間隔16的理想之第一CD條紋12所組成 之寬間隔陣列，其中，條紋1 2之寬度亦係CD !而典型之 寬間隔16之寬度係至少5倍大於CD條紋12之寬度。 第一結構1 0係代表本技藝中所熟知的密集塡滿之C D條 紋結構1 0，而第二結構2 0係代表熟知的孤立之C D條 紋結構2 0。一般而言，密集C D條紋結構1 〇及孤立C D條紋結構2 0兩者均用以描繪成像性能之特性，而C D 測量則在該兩種結構之間變動。（參考Chris top her J . Progler 及W i 1 1 i a m L . Kr i sa 於 1996 年 10 月在〇1 in Micro 1 i t h o g r a phy討論發表會之會議論文第1 4 1 —157頁所發表之Under standing t h e Effect of Pitch on Line width Cont ro 1。）此外，雖然圖2a — 2 c中僅描繪實質上係垂直之C D結構，但爲了描述特性及 監測之目的，一般亦可製造且測量垂直該所描繪結構的其 它C D結構方向。接著亦可輕易的明瞭到，對任何所給定 的尺寸C D i結構1 〇及2 0而言，其C D條紋1 2及相鄰 條紋之間的間隔將會不同。例如，當密集結構1 0及孤立 本紙張尺度遶用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） .衣--------訂—.------線- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 4483 3 8 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（\)) 結構2 0係4微米（μπι)寬，且C D條紋1 2名義上係 2 5 0奈米（n m)寬時，密集塡滿結構1 〇係具有八個 CD條紋1 2及七個間隔1 4 :而孤立條紋結構2 0係具 有三個C D條紋1 2及兩個間隔1 6。 再次參考圖2 a，如本發明藉著在第一次曝光中曝光 C D條紋1 2而形成密集C D結構1 〇及孤立C D結構2 0兩者的理想影像。雖然第一次曝光的能量能使用其它適 當之能量値，但一般係大約使用完全形成影像所需之能量 的一半。在圖2 b中，係形成具有CD 2寬度之CD條紋2 2陣列的第二理想影像。每個第二理想影像與第一理想影 像至少有部分的重疊且相對於第一影傺之CD條紋12旋 轉角度α的放置。較好的方式是，選擇一旋轉軸（未顯示 出），使得每個條紋2 2重疊每個條紋1 2，以形成一個 用於C D結構1 〇及2 0之重疊區域3 0陣列。這些C D 條紋係在第二次曝光中以第二能量曝光之，該第二能量係 等於完全形成影像所需之能量減去第一曝光之能量。因僅 有重疊區域3 0皆曝光在第一次及第二次曝光中，故僅有 這些區域接收到能完全形成理想影像所需之能量。應瞭解 到，因C D條紋1 2及2 2的其餘部分僅接收到第一或第 二曝光能量，故這些其餘部分並無接收到足以完全形成一 個影像的能量。在本發明的部分實施例中，係偏移C D條 紋1 2以用於第二次曝光。因此CD條紋1 2及2 2係相 同之條紋，且C D D 2具有相同之寬度値。在某些實 施例中，係採用不一樣但訂定爲相同C D値的C D條紋1 I 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公楚） !+ '衣-----i — 訂！-----線. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4483 3 8 A7 _____B7__ 五、發明說明（4) 2及2 2，因此寬度C D !及0 D 2係大致相同的。然而， 接下來將討論到，在本發明的某些實施例中，具有不同尺 寸的CD條紋1 2及2 2係較佳的。 參考圖2 c，係顯示用於理想C D測試結構1 〇及2 0之理想臨界尺寸測試標記4 0 (CDTM)。每個CD TM 4 0係對應於圖2b之重疊區域30。此外，每個理 想C D TM係具有用於密集結構1 〇之長度L :及用於孤立 結構2 0之長度L2。可輕易地瞭解到，L 1&L2兩者均 遠大於C D 1或0 D2。 參考圖3，係描繪理想重疊區域3 0或CDTM4 0 (圖2 c中）的放大表示圖，以說明C D 1及/或C D 2與 該區域長度L之間的關係。如前所述，C D條紋1 2係以 第一能量曝光之而C D條紋2 2係以第二能量曝光之。爲 完成所描繪之結構，C D條紋2 2之方向係相對於C D條 紋1 2而旋轉且重疊在條紋1 2上，以形成重疊區域.3 0 或CDTM4 0。CD條紋1 2及2 2在點3 4處彼此相 交，因此長度L係相交點3 4之間的距離。可輕易地瞭解 到，無論C D條紋1 2或C D條紋2 2係放在X或Y方向 ，距離L皆不受影響。更確切地說，長度L僅相關於條紋 之寬度、C D 1及C D 2 '以及角度α。 直線3 2、平分角α、及線CDi/2或CD2/2以 及C D條紋各自的邊緣係分別形成正三角形T 1及T 2。 應用這些三角形，可將重疊區域30 (CDTM40)之 長度L表示爲： 本紙張尺度遶用中國囡家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） — cii—---訂----I--!·線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 4483 3 8 五、發明說明（l <)

L

CD ϊ^ζ) 其中L係一個C D ΤΜ的長度 方程式1 CD係0〇1與（：〇2之平均値；以及 α係條紋1 2及條紋2 2之間的旋轉角度。 然而，該重疊部分30或CDTM40 (圖2c)之 理想影像並非實際上C D TM形成在影像成形層或影像成 形裝置之影像。更確切地說，實際影像5 0較理想影像爲 長。雖然尙有其它因素，但長度的增加主要是因當曝光時 所導致在相交點3 4處所形成之尖點繞射所引起。因此’ 實際影像5 0之長度係相當於L + 2 A L。然而，可發現 到下面有利的一點，L的長度增加値可從經驗上估計之’ 且可在方程式1中加入一個預定之常數：

L

ki{ X CO 方程式2 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其中k ; I係包含因曝光工具之不同次系統，影像成形 層或影像成形裝置，以及在該層或該裝置固定影像之方法 所造成之影像增長效應的經驗常數。 本發明發現到有利的一點係，方程式2之關係在如I 一 1 i n e光阻及化學輔助深紫外線光阻材料之不同的影 像成形層及裝置，以及曝光工具及曝光條件的範圍變動下 皆能相符一致，其中常數k ^ !係依每種曝光系統及影像成 形層或裝置之系統而估計之。 從方程式1及2中可看出，L與α成反比，因此當α 減小時，L增加。例如在方程式1中，當0〇1與0〇2皆 17 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---------- ^------—tr-·—-------線- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 44833 8 A7 ______ B7 五、發明說明（) 係200奈米（nm)(故其平均CD亦爲200nm) 且α係10度（° )時，L係2,3j«m，或對C D 1與〇 D 2之平均値而言，該L値係任一個實際C D値的1 1 · 5 倍>若將α減爲5° ，則L增爲4 . 6 μπι，其約爲用以 形成C D ΤΜ之C D條紋之C D値的2 3倍。這種放大相 當地明顯，故具有2 0 0 nmCD値之CD條紋將需要能 達成測量非常長的如2 μ m或更長之L的C D - S E Μ， 以能夠使用替代的測量工具。 參考圖4，係繪示如本發明之CDΤΜ之長度L的測 量方法。光束6 0係在基座（未顯示出）上以X —方向越 過一或多個CDTM5 0掃描之，而反射、散射及/或繞 射之光線係由C D TM 5 0聚集之。如圖所示，該聚集光 線之強度係由曲線5 5表示之。因此，在光束6 0抵達C D ΤΜ 5 0之前，很少或完全沒有光線係經由基座反射、 散射或繞射的。然而，當光束6 0抵達C D ΤΜ6 0時， 在點5 6處所見到之反射、散射及/或繞射光線之強度開 始增加。而當光束6 0通過CDΤΜ6 0時，曲線5 5所 描繪之強度係達到最高値且接著衰減之。在點5 7處，光 束6 0係通過C D TM 5 0。因此，在點5 6及5 7之間 所測量到之距離Lm係C D TM 5 0之長度。 圖4所述之方式能使用不同的用於光束6 0之曝光源 及不同的偵測器以測量由C D TM 5 0散射及或繞射光線 之強度5 5。例如，在本發明之實施例中係採用雷射光源 及光倍增偵測裝置。在其它的實施例中，能使用如以掃描 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） (請先W讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂· —-------線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4483 3 8 A7 B7 五、發明說明（η ) 共焦顯微鏡爲基礎之測量裝置的其它測量c D Τ Μ 5 0之 方法。在本發明的部分實施例中，係採用以曝光工具之繞 射光線爲基礎之對準系統以測量CDΤΜ5 0。應瞭解到 ，當使用代替之測量系統時，該系統可能需要修改以直接 報導C D値而非C D ΤΜ實際測量到之長度L値。因此， 當需要直接輸出C D値時，係配合所選擇之測量系統採用 軟體、硬體或結合部分之軟體及硬體以提供在用於使用在 解出C D之方程式2之關係，以從測量所得之長度L計算 CD。 參考圖5，係顯示在不同曝光條件下，C D對應如本 發明之實施例所形成之C D TM之L/2的模擬圖。具有 名義上CD爲3 5 0 nm的該CD條紋測試結構係以2度 之旋轉角α重疊之，且以0 .54、0 .60及0 .66 之部分一致係數（σ)在最佳焦距下曝光之。如圖所示， 對相同之C D而言，當σ値減小時，L/2則增加。因此 ，可將σ倂入方程式3之經驗常數內： ^xCD = Lsin(^) 方程式 3 C D値能從C DTM之長度決定之。在圖6中，係重 新繪製圖5之數據以近一步地說明在所使用的部分一致係 數的範圍內C D TM之長度及C D値之間完全相符之情況 。圖示中CD値係以直線表示之而L之値係以點表示之。 圖7係顯示藉由形成如本發明之實施例C D TM所得 到之放大效應。因此，如本發明之實施例，使用相對於另 一個CD條紋以約1 . 4°之旋轉角而放置且名義上係2 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) ^---I ----11·· —-------線 t 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 4483 3 8 _______B7_____ 五、發明說明 5〇nm之CD的C D條紋所形成之C D TM，係得到約 4 ◦倍（10000/250 = 40)的放大係數。其一 項優點係’圖7之圖表顯示該放大關係爲線性的，因此增 加其實用性。因此’無論用於c D條紋之目標c D値係1 〇 〇 nm或5 0 0 nm，能形成具有長於目檫cd許多倍 之長度L的C D TM。如方程式3所表示之長度l及c D 之間關係的結果’測量C D TM之長度L將可提供用於c D正確値之計算。 應瞭解到，本發明使用C D TM之優點不僅能使用光 學測量裝置以利用其低成本及高測量速度之優點。此外， 明顯地優於S E M C D系統所能達到之精確度。因此， 典型S EM CD裝置的5 nm解析度係表示對名義上具 有値爲2 5 0 n m之C D條紋有2 %之誤差，而如掃描繞 射偵測系統的2 5至5 0 n m之解析度對1 〇 Μ m的c D T Μ係表示小於1 %之誤差。此外，藉著改變用以形成c D ΤΜ之適當的放大係數，則無論實際所欲之c D値爲何 ’皆能獲得實質上尺寸一致的CDΤΜ。因此，能更輕易 地自動化測量所形成之C D TM以節省時間及成本。此外 ’藉著選擇用於所選擇之特定系統具有最佳可能長度L之 C D Τ Μ，能將測量工具之精確度最佳化。 參考圖8，係描述決定如本發明實施例之經驗常數値 的方法。應瞭解到，對任何系統估計k i ,時，需對所有的 包含C D以及C D TM之標記使用相同的測量工具測量之 。因典型之C D條紋將會具有約3 5 0 n m或更小之目標 20 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 於 ----^---------線· <請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 44833 8 A7 _____ B7 五、發明說明（a ) 値，故對所有的測量而言，一般將需用到具有解析度範圍 在3至5nm之CD — SE Μ或其它的測量系統。在步驟 200Α及200 Β中係如前述之方式形成C D ΤΜ。然 而，並非以唯一的曝光條件形成單一個C D ΤΜ或單一個 C D ΤΜ陣列，而係形成曝光能量對焦距之C D ΤΜ矩陣 ，而每個C D ΤΜ係具有相同的已知角度α。如S u w a 等人發表之專利中圖1 7所述。因此，將使用七個曝光能 量値及七個焦距位置値以形成4 9個曝光値之矩陣，其每 個係具有獨特的曝光條件組。在步驟2 0 0中，除了使用 實際的C D條紋及未產生C D ΤΜ外，係產生相同的曝光 能量對焦距位置之矩陣。而在部分的實施例中，C D ΤΜ 矩陣及C D條紋矩陣係形成在同一個基座上，但一般係使 用兩個具有相同影像成形層置於其上的基座。 在步驟2 1 0中，係形成真正地或實際之影像。例如 ，當影像成形層係正光阻層時，將會顯影每個曝光之基座 且形成C D ΤΜ及C D條紋之影像。當成形之後，在步驟 2 2 0中測量每個曝光範圍中的C D條紋或C D ΤΜ，而 所獲得之數値係用以形成一個七乘七的用於C D ΤΜ及C D條紋之數値矩陣。用於C D ΤΜ所測量之數値係標記之 長度L，而用於C D條紋所測量之數値係條紋或C D之寬 度。一但完成每個矩陣後，在步驟2 3 0中，一般係從C D ΤΜ矩陣中選擇出具有最佳焦距位置値的一整列、一整 行或一條對角線，且繪出這些數値與s i η ( α)之乘積 對應C D條紋矩陣所對應之列、行或對角線的圖形。所繪 21 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2〗0 X 297公爱） ------— ——— — —^·--! — ι·1τ·· I I I I I ί I <靖先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 4483 3 8 ____B7__ 五、發明說明（θ) 先 閱 讀 背 面 之 注 意 事 項 再 填 寫政 本. 頁I ^ I I 函 I I I 訂- 之點的最適迴歸線之斜率即爲k i i。圖9 a係該繪圖的一 個範例。因此，用以產生圖9 a之圖的數値係在不同曝光 能量及用於L s i η ( α)及C D之最佳焦距的實際數値 ，而其中L及C D係使用同樣的C D - S Ε Μ測量所得。 如圖所示，最適迴歸線4 0 0 a之斜率係1 . 2 7 3 4， 且該値係表示用於特定系統所使用之經驗常數k i !。點與 點之間的高度相關性係以相關係數R 2表示之，而該値係0 • 9 9 4 4。眾所皆知，完全相關性係R 2 = 1 . 0 0 0 ◦ 。在圖9 b中，係顯示類似圖9 a之圖形，其繪製在步驟 2 2 0中（圖8 )所測量到的所有數値。從圖中可看出， 在焦距位置及曝光能量改變的範圍內，在L及C D之間具 有R2=〇.9769之非常好的相關性，且ku之變動 係小於1 %。因此，非常明顯地，如本發明之實施例能用 以描述成像性能之特性。 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 爲更進一步說明如本發明之實施例所形成之C D TM 用於小目標C D値之準確度，係使用最佳曝光能量在不同 焦距位置下曝光基座。在每個曝光範圍內，係以適當之方 式形成C D TM及C D條紋。圖1 0 a及1 〇 b係以C D 一 S EM測量C D條紋之C D値及以如圖4所述之光學工 具測量之C D TM的實際數値之圖形。如所標示，實線係 代表C D條紋測量値而虛線係代表C D TM之長度L 〇在 圖1 0 a中，在每個焦距位置下，具有220nm目標C D値之C D條紋及CDTM之間非常地相符。在圖1 Ob 中，C D條紋之目標C D値係1 7 0 n m，同樣地，在每 22 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2]〇χ 297公釐) 44833 8 Α7 Β7 五、發明說明（>/) 個焦距位置下所獲得之c D TM數値亦與C D — s EM所 測量之C D値非常相符。 因此，應瞭解到，本發明已提出用於形成臨界尺寸測 試標記或C D TM之方法。此外，應瞭解到，本發明亦已 提出用以測量這些標記長度及該長度與C D條紋結構之寬 度或臨界尺寸關聯之方法。再者，模擬以及實際獲得數値 的CDTM之長度L及C D條紋之C D値的不同圖形係說 明L及C D之間絕佳之相關性。因此，熟知本技藝者將可 輕易地瞭解到，本發明之C D TM係提供一種無需使用如 C D - S E Μ之昂貴及高解析度之測量工具而能，測量〃 C D値之方法。 因爲根據本發明之實施例所製造的C D ΤΜ之長度或 L能使用低成本且快速之光學測量系統測量之，可輕易地 瞭解到，這些C D ΤΜ亦提供一種快速且低設備成本及低 操作成本而用於決定C D値之方法。其優點係，該種如繞 射偵測系統或以共焦顯微鏡爲基礎之系統的光學測量系統 不僅成本低於且速度快於C D — S Ε Μ或其它類似系統， 且又因如前所述之放大係數而能提供更高之精確度及準確 度。此外，如本發明之C D ΤΜ能成形在量產晶片之線格 或其它區域，故這些C D ΤΜ能用在已知對製程控制方法 非常有用的製程中測量上。當本發明之C D ΤΜ係用在製 程中測量時，係提供一種本質上非污染之測量方法的近一 步之優點。而該點係相對於因電子束對如正光阻材料之影 響所造成污染的C D — S Ε Μ測量。 23 呆紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2]0 X 297公笼） (請先閲讀背面之沒意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ^i----!tr·ί——1 *線- 4483 3 8 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（户ο 本發明之c D ΤΜ的另一項優點係起因於所計算之c D數値係表示第一次及第二次曝光之條紋的平均C D値。 眾所皆知，對於具有如小於2 0 0 n m的非常小的臨界尺 寸之CD條紋係很難產生焦距位置對曝光能量之矩陣*因 爲現有曝光系統之焦距深度太小而無法提供用於該種小C D値的重要數據。因此，特性說明及製程中監測係最困難 的。然而，藉著使用相當大的C D以及非常小的C D ’如 本發明之C D TM係提供一種具有C 〇1及0〇2兩個CD 平均値的標記（參考圖3)，故能得到完整的特性說明及 製程中監測。因此，對第一C D TM係選擇C D 1爲1 5 0 nm及〇〇2爲3 50 n m以提供2 5 0 n m之平均C D。 而亦可形成〇〇1及0〇2皆爲3 5 0 nm之第二CDTM 。當需要曝光工具之特性說明時，係準備一個第一及第二 C D TM皆在每個曝光範圍內的曝光對焦距矩陣。因第一 C D TM之平均C D係2 5 0 n m，故可減少或消除所欲 之1 5 0 n m的C D條紋所聯同出現之問題。C D値係對 每個第一及第二C D TM計算之，且從第一C D TM之結 果數學性地移除第二C D TM之結果。以該種方式，能獲 得用於1 5 0 n m之C D條紋的工具成像性能。雖然其它 方法無法產生可靠且可重現之數據，但以如上之方式，能 實施非常小的C D的製程中監測。 亦能輕易地瞭解到，上述之C D TΜ能用於曝光工具 之特性說明及用於製程控制之製程中監測。因此，與電子 式C D測量方法不同的是，本發明將能確保特性說明之結 24 ^---1---—^----------線· (諳先閲讀背面之注意事項再填寫本頁> 本紙張尺度適用中國0家標準（CNS>A4規格（2]〇 X 297公釐） ；-'4483 3 8 A7 ___B7______ 五、發明說明（8) 果及製程中測量之間的關聯性。此外’將能輕易地瞭解到 ，這些優點能以最少的額外製程複雜性而獲得，僅需兩次 曝光如前述之標準c D結構之影像以形成如本發明之C D TM。熟知本技藝者將瞭解到，對任何通常使用之光刻術 系統將能輕易地達成曝光能量及影像方向之改變。 雖然已顯示且說明本發明之實施例，很明顯地，熟知 本技藝者將能在不脫離本發明之廣大的範疇下改變及變更 這些示範實施例。因此，很明顯地’仍有許多在本發明範 圍及精神內的其它實施例未在前文中發表之。例如’雖然 說明時係採用光刻術系統，但其它的如電子束製版、離子 束製版及類似之方式的製版系統亦能獲得本發明之好處。 因此，後附的申請專利範圍係包含所有落在發明者所述之 真正的範圍及精神中的所有該種改變及變更。再者，這些 範圍及精神並非受限於用以說明本發明之範圍及精神所提 出的示範實施例。 I— i ^iml — ^* — — — — —1 — . <諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 25 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 448338 六、申請專利範圍 1 一種形成臨界尺寸測試結構（c D TM)影像之 方法，其包含： 提供一個具有影像平面及物體平面之曝光系統； 提供一個覆蓋在置於上述影像平面之基座上的影像成形層， 上述影像成形層係具有一個形成影像所需之標稱曝光能量： 提供一個置於上述物體平面的第一特徵，其中上述第 一特徵係具有第一定位及第一臨界尺寸； 以小於標稱曝光能量的第一曝光能量將上述第一特徵 投影在上述影像成形層上； 提供一個置於上述物體平面的第二特徵，其中上述第 二特徵係具有第二定位及第二臨界尺寸； 以小於標稱曝光能量的第二曝光能量將上述第二特徵 投影在上述影像成形層上，其中，上述影像成形層上重複 曝光之區域係形成在上述第一特徵及上述第二特徵重疊部 分，上述重複曝光部分係以約等於標稱曝光能量的總曝光 能量曝光之；以及 在上述影像成形層上形成上述C D TM影像，該C D TM影像係包含上述重複曝光區域，且具有代表第一臨界 尺寸及第二臨界尺寸之平均値的尺寸。 2 .如申請專利範圍第1項之方法，其中，所提供之 曝光系統係包含提供一種光刻術系統或一種電子束曝光系 統。 3 .如申請專利範圍第1項之方法，其中所提供之第二特徵 係包含將上述第一特徵之定位從上述第一定位改變至上述第二定位 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------訂！—線 {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印*'取

   8 ABCS 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 0 4 .如申請專利範圍第1項之方法，其中，所提供之 影像成形層係包含提供一種正影像成形光阻層。 5. 如申請專利範圍第4項之方法，其中，在上述影 像成形層上形成C D TM影像係包含以影像顯影材料處理 上述影像成形層。 6. 如申請專利範圍第1項之方法，其中，所提供之 第二特徵係包含提供具有實質上等於第一臨界尺寸之第二 臨界尺寸的第二特徵。 7. 如申請專利範圍第1項之方法，其中，所提供之 第二特徵係包含提供具有不同於第一臨界尺寸之第二臨界 尺寸的第二特徵。 8. 如申請專利範圍第1項之方法，其中，所提供之 影像成形層係包含提供一種諸如C C D陣列之影像成形裝 置。 9 種臨界尺寸測試結構，其係由下列步驟所形成 提供一個具有影像平面及物體平面之曝光系統； 提供一個覆蓋在置於上述影像平面之基座上的影像成 形層，上述影像成形層係具有一個形成影像所需之標稱_ 光能量； 提供一個置於上述物體平面的第一特徵’其中上述第 一特徵係具有第一定位及第一臨界尺寸； 以小於標稱曝光能量的第一曝光能量將上述第一特徵 2 ___一 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------ --------訂—-------•線 (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁> 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 4483 3 8 as Βδ C8 ___D8 六、申請專利範圍 投影在上述影像成形層上： 提供一個置於上述物體平面的第二特徵，其中上述第 二特徵係具有第二定位及第二臨界尺寸； 以小於標稱曝光能量的第二曝光能量將上述第二特徵 投影在上述影像成形層上，其中，上述影像成形層上重複 曝光之區域係形成在上述第一特徵及上述第二特徵重疊部 分，上述重複曝光部分係以約等於標稱曝光能量的總曝光 能量曝光之；以及 在上述影像成形層上形成上述臨界尺寸測試結構。 10. 如申請專利範圍第9項之臨界尺寸測試結構， 其中’上述臨界尺寸測試結構係具有本質上爲菱形之構造 〇 11. 一種用以特徵化次微米影像曝光工具之成像性 能的方法，其包含： 以如申請專利範圍第1項之方法形成複數個臨界尺寸 測試結構（CDTM)，上述複數個影像係置於上述曝光 工具之曝光範圍內，每個C D TM影像具有一個位置； 使用光學測量系統，在每個位置上測量每個C D TM 影像之尺寸； 將測量而得的每個尺寸關聯至次微米臨界尺寸，其中 ，係形成一個次微米臨界尺寸及位置之矩陣；以及 計算上述矩陣以識別非均勻位置。 1 2 .如申請專利範圍第1 1項之方法，其中，關聯 上述測量長度係包含使用下列之線性關係： 3 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I I . 裝！！--訂---------錄 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 4 880000 ABaD 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 x CD = L ύη(α/2) 其中：Κ i 1係一項由經驗決定之常數； L係測量而得之長度； c D係臨界尺寸；以及 α係兩個定位之間所形成之角度。 1 3 . —種用以監測曝光工具之成像性能之方法’其 包含： 提供一個覆蓋在置於上述曝光工具之影像平面之基座 上的影像成形層，上述影像成形層係以用於上述影像成形 層及其影像處理所決定之影像形成經驗常數而特徵化其部 分特性： 當以標稱曝光能量曝光時遮蔽部分的曝光範圍’上述 曝光範圍內上述影像成形層之其餘部分係遍及位在上述曝 光工具之物體平面的分劃板； 在前述遮蔽部分內以第一曝光能量實施第一特徵之第 一次曝光，上述第一特徵係具有第一臨界尺寸及第一定位 ，其中，上述第一曝光能量係小於上述標稱曝光能量； 在前述遮蔽部分內以第二曝光能量實施第二特徵之第 二次曝光，上述第二特徵係具有約等於上述第一臨界尺寸 之第二臨界尺寸及第二定位，其中，上述第二定位係重疊 部分的上述第一定位且係相對於上述第一定位，旋轉預定 之角度，且其中，上述第二曝光能量係小於標稱曝光能量 ，且其中，上述第一及第二曝光能量之總合係約等於上述 標稱曝光能量； 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） — — — — —— — — 111— _ II I — I I I 訂 — — — — — — — — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4483 3 8 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 在上述重疊部分形成臨界尺寸測試結構（c D TM) * 測量上述CDTM之臨界尺寸；以及 從上述測量之C D TΜ使用下列所提供之線性關係決 定臨界尺寸： KuxCD = Lsin(a/2) 其中K i !係影像成形層之經驗常數； L係C D TM之尺寸；以及 α係預定之角度。 1 4 .如申請專利範圍第1 3項之方法，其中，以第 二特徵實施第二曝光係包含提供具有實質上等於第一臨界 尺寸之第二臨界尺寸的第二特徵。 1 5 .如申請專利範圍第1 3項之方法，其中，以第 二特徵實施第二曝光係包含提供具有小於第一臨界尺寸之 第二臨界尺寸的第二特徵。 1 6 .如申請專利範圍第1項之方法，其中，該影像 成形層包含一I線光阻或化學加強深紫外線光阻。 1 7 .如申請專利範圍第1項之方法，其中，該第一 特徵及該第二特徵之每一個包含密'集塡滿臨界尺寸條'紋'結 構。 1 8 .如申請專利範圍第1項之方法，其中，該第一 特徵及該第二特徵之每一個包含孤立臨界尺寸條紋結構。 1 g . —種監視曝光工具之性能之方法，其包含下列 步驟： 5 本紙張尺度適用ΐ國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公爱） -------I--I 1 裝------f 訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4483 3 8 A8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 提供一個覆蓋在置於該曝光工具之一影像平面之基座 上之影像成形層，該影像成形層具有一個影像成形實驗常 數，其被決定以用於該影像成形層及其之影像處理； 當透過一個位於該曝光工具之物體平面上之網線，以 標稱曝光能量曝光於一曝光場中之該影像成形層之—剩餘 部份時，隱藏該曝光工具之該曝光場之一部份； 以第一曝光能量，於該先前隱藏之部份之內’實施一 第一特徵之第一曝光，該第一特徵具有一臨界尺寸及一第 一定位，其中，該第一曝光能量係小於該標稱曝光能量； 以第二曝光能量，於該先前隱藏之部份之內’實施一 第二特徵之第二曝光，該第二特徵具有一第二臨界尺寸， 其大約等於該第一臨界尺寸以及一第二定位，其中，該第 二定位與該第一定位之一部份重疊，且對該第一定位旋轉 一預先決定之角度，且其中，該第二曝光能量係小於該標 稱曝光能量，且其中，該第一及第二曝光能量之總和係大 約等於該標稱曝光能量，從而於該重疊部份中形成一個臨 界尺寸測試結構； 測量該臨界尺寸測試結構之尺寸；及 由該測量出之尺寸，決定一個臨界尺寸。 2 0 ♦如申請專利範圍第1 9項之方法，其中，由該 測量之尺寸而決定臨界尺寸之步驟係包含使用下列關係式 KjjXCD=L sin(a/2) 其中，係該影像成形層之實驗常數， 6 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---------I--- ^--------訂---------续 C請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 4483 3 8 Μ __g_ 六、申請專利範圍 CD係臨界尺寸， L係該臨界尺寸測試結構之尺寸，且 α係該預先決定之角度。 2 1 · —種測量臨界尺寸測試結構影像之方法，其使 用一個具有一影像平面及一物體平面之曝光系統，其包含 提供一個置於上述物體平面的第一特徵，該第一特徵 係具有第一定位及第—臨界尺寸； 以小於標稱曝光能量的第一曝光能量將上述第一特徵 投影在上述影像成形層上，該標稱曝光能量係形成一影像 於一影像成形層之上所需要的能量； 提供一個置於上述物體平面的第二特徵，其中上述第 二特徵係具有第二定位及第二臨界尺寸； 以小於標稱曝光能量的第二曝光能量將上述第二特徵 投影在上述影像成形層上，其中，上述影像成形層上重複 曝光之區域係形成在上述第一特徵及上述第二特徵重疊部 分’上述重複曝光部分係以約等於標稱曝光能量的總曝光 能量曝光之；以及 由該影像平面之該重疊區域，測量該臨界尺寸測試結 構之尺寸。 2 2 ·如申請專利範圍第2 1項之方法，其進一步包 含：由該測量尺寸，特徵化該曝光系統之攝像性能。 2 3 ·如申請專利範圍第2 1項之方法，其中，該第 一特徵及第二特徵重疊之重疊曝光區域係形成於該影像平 7 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） ^--------訂---------緣 (請先閲讀背面之注意ί項再填寫本頁) 經濟邨智慧財產局員工消費合作社印製 4483 3 8 &8 C8 DS 六、申請專利範圍 面上之影像成形層上：且其中，測量尺寸係包含：以一影 像顯影物質，處理該影像成形層。 2 4 ·如申請專利範圍第2 1項之方法，其中，提供 一第二特徵係包含：提供具有實質上等於第一臨界尺寸之 第二臨界尺寸的第二特徵。 2 5 ·如申請專利範圍第2 1項之方法，其中，提供 一第二特徵係包含：提供具有實質上不同於第一臨界尺寸 之第二臨界尺寸之第二特徵。 2 6 · —種形成臨界尺寸測試結構影像之方法，包含 提供一個具有影像平面及物體平面之曝光系統； 提供一個置於上述物體平面的第一特徵，其中上述第 一特徵係具有第一臨界尺寸； 將上述第一特徵投影在上述影像平面層上； 提供一個置於上述物體平面的第二特徵，其中上述第 二特徵係具有不同於該第一臨界尺寸之第二臨界尺寸； 將上述第二特徵投影在上述影像平面上，其中，上述 第一特徵及上述第二特徵重疊部分之重複曝光部分係形成 於該影像平面上；及 根據該影像平面之重複曝光之區域，決定該臨界尺寸 測試結構之尺寸。 2 7 ·如申請專利範圍第2 6項之方法，其中，該投 影該第一特徵係包含：以一小於標稱曝光能量之第一曝光 能量，投影該第一特徵於一個影像成形層上，該標稱曝光 S 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 257公釐） - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂---------難 ABCD 448338 六、申請專利範圍 能量係形成一影像於該影像成形層上所需之能量，該影像 成形層係設置於該影像平面上；且其中，該投影該第二特 徵係包含：以一小於標稱曝光能量之第二曝光能量，投影 該第二特徵於該影像成形層上，其中，該第一及第二曝光 能量之總和係大約等於該標稱曝光能量。 2 8 ·如申請專利範圍第26項之方法，其中，該第 一特徵及第二特徵之每一個係包含一密集塡滿臨界尺寸條 紋結構。 2 9 *如申請專利範圍第2 6項之方法，其中，該第 一特徵及第二特徵之每一個係包含一個孤立臨界尺寸條紋 結構。 3 ◦•如申請專利範圍第2 7項之方法.，其中，提供 一個影像成形層係包含：使用一影像成形裝置。 ------------^--------訂---------綠 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制农 9 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）