TWI430333B - 決定疊對誤差之方法及裝置 - Google Patents

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Description

決定疊對誤差之方法及裝置
本發明係關於用於(例如)在藉由使用微影裝置之微影技術來製造元件時決定疊對誤差之方法及檢測裝置。
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)的機器。微影裝置可用於(例如)積體電路(IC)之製造中。在該情況下，圖案化元件(其或者被稱作光罩或比例光罩)可用以產生待形成於IC之個別層上的電路圖案。可將此圖案轉印至基板(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的網路。已知微影裝置包括：所謂的步進器，其中藉由一次性將整個圖案曝光至目標部分上來輻照每一目標部分；及所謂的掃描器，其中藉由在給定方向(「掃描」方向)上經由輻射光束而掃描圖案同時平行或反平行於此方向而同步地掃描基板來輻照每一目標部分。亦有可能藉由將圖案壓印至基板上而將圖案自圖案化元件轉印至基板。
為了監控微影程序，量測經圖案化基板之參數。舉例而言，參數可包括形成於經圖案化基板中或經圖案化基板上之兩個層之間的疊對誤差，及經顯影感光性抗蝕劑之臨界線寬。可對產品基板及/或對專用度量衡目標執行此量測。存在用於進行在微影程序中所形成之顯微鏡結構之量測的各種技術，包括掃描電子顯微鏡及各種專門工具之使用。一種快速且非破壞性形式之專門檢測工具為散射計，其中將輻射光束引導至基板之表面上之目標上，且量測散射光束或反射光束之屬性。藉由比較光束在其已藉由基板反射或散射之前與之後的屬性，可決定基板之屬性。此決定可(例如)藉由比較反射光束與儲存於相關聯於已知基板屬性之已知量測庫中的資料而進行。吾人已知兩種主要類型之散射計。光譜散射計將寬頻帶輻射光束引導至基板上，且量測經散射成特定窄角範圍之輻射的光譜(作為波長之函數的強度)。角解析散射計使用單色輻射光束且量測作為角度之函數的散射輻射之強度。
半導體元件製造商使用存在於晶圓上之光柵來對準晶圓。對準感測器量測具有次奈米可重複性之光柵之部位。製造商亦使用重疊光柵來量測產品上疊對(on-product overlay)。此處，同樣容易地達成次奈米總量測不確定度(Total Measurement Uncertainty,TMU)數。然而，疊對度量衡及對準感測器對由比如蝕刻、化學機械拋光(CMP)及沈積之處理步驟造成的標記不對稱性敏感。此等不對稱性導致大約幾奈米之疊對及對準誤差。此效應開始支配疊對預算，且因此需要解決方案。
當前，使用諸如中值工具誘發移位(Tool Induced Shift,TIS)及/或TIS變率(亦稱，TIS 3均方偏差)之參數來執行散射計量測配方選擇(例如，其中每一配方具有各種照明波長及偏振)。當參考層展現不對稱剖面時會存在一問題。
通常，目標光柵之形狀的不對稱性將對經量測疊對有影響。此影響可取決於用於量測之照明設定而變化。
在不具有對在處理及成像之後光柵之形狀之實際認識的情況下執行目標配方選擇。此外，當前程序之內容背景不用於配方選擇決策中。基於TIS及/或TMU之限定詞的使用並不始終導致相對於目標不對稱性最強健之量測配方。
根據本發明之一第一態樣，提供一種決定一疊對誤差之方法，該方法包含：量測包含一第一結構之一第一目標之散射屬性；使用該等經量測散射屬性來建構該第一結構之一模型，該模型包含對應於該第一結構之一第一模型結構；基於該第一模型結構之不對稱性來修改該模型；演算該第一模型結構與一第二模型結構之間的一不對稱性誘發疊對誤差，該第一模型結構與該第二模型結構在該經修改模型中相對於彼此疊對；及使用該經演算不對稱性誘發疊對誤差來決定一第二目標中之一疊對誤差。
根據本發明之一第二態樣，提供一種用於決定一疊對誤差之檢測裝置，該檢測裝置經組態以量測包含一第一結構之一第一目標之散射屬性，且該檢測裝置包含至少一處理器，該至少一處理器經組態以：使用該等經量測散射屬性來建構該第一結構之一模型，該模型包含對應於該第一結構之一第一模型結構；基於該第一模型結構之不對稱性來修改該模型；演算該第一模型結構與一第二模型結構之間的一不對稱性誘發疊對誤差，該第一模型結構與該第二模型結構在該經修改模型中相對於彼此疊對；使用該經演算不對稱性誘發疊對誤差來決定一第二目標中之一疊對誤差。
根據本發明之一第三態樣，提供一種微影裝置，該微影裝置包含：一照明光學系統，該照明光學系統經配置以照明一圖案；一投影光學系統，該投影光學系統經配置以將該圖案之一影像投影至一基板上；及根據該第二態樣之一檢測裝置。
根據本發明之一第四態樣，提供一種微影製造單元(lithographic cell)，該微影製造單元包含：一塗佈器，該塗佈器經配置以使基板塗佈有一輻射敏感層；一微影裝置，該微影裝置經配置以將影像曝光至藉由該塗佈器塗佈的基板之該輻射敏感層上；一顯影器，該顯影器經配置以顯影藉由該微影裝置曝光之影像；及根據該第二態樣之一檢測裝置。
根據本發明之一第四態樣，提供一種電腦程式產品，該電腦程式產品含有用於決定一疊對誤差的機器可讀指令之一或多個序列，該等指令經調適以使一或多個處理器執行決定一疊對誤差之一方法，該方法包含以下步驟：量測包含一第一結構之一第一目標之散射屬性；使用該等經量測散射屬性來建構該第一結構之一模型，該模型包含對應於該第一結構之一第一模型結構；基於該第一模型結構之不對稱性來修改該模型；演算該第一模型結構與一第二模型結構之間的一不對稱性誘發疊對誤差，該第一模型結構與該第二模型結構在該經修改模型中相對於彼此疊對；及使用該經演算不對稱性誘發疊對誤差來決定一第二目標中之一疊對誤差。
下文參看隨附圖式來詳細地描述本發明之另外特徵及優點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而呈現此等實施例。基於本文中所含有之教示，額外實施例對於熟習相關技術者將係顯而易見的。
併入本文中且形成本說明書之部分的隨附圖式說明本發明，且連同[實施方式]進一步用以解釋本發明之原理，且使熟習相關技術者能夠製造及使用本發明。
根據上文在結合該等圖式時所闡述之[實施方式]，本發明之特徵及優點已變得更顯而易見，在該等圖式中，相似元件符號始終識別對應器件。在該等圖式中，相似元件符號通常指示相同、功能上類似及/或結構上類似之器件。一器件第一次出現時之圖式係藉由對應元件符號中之最左邊數位進行指示。
本說明書揭示併有本發明之特徵的一或多個實施例。所揭示實施例僅僅例示本發明。本發明之範疇不限於所揭示實施例。本發明係藉由此處所附加之申請專利範圍界定。
所描述之實施例及在本說明書中對「一實施例」、「一實例實施例」等等之參考指示所描述之實施例可能包括一特定特徵、結構或特性，但每一實施例可能未必包括該特定特徵、結構或特性。此外，此等短語未必指代同一實施例。另外，當結合一實施例來描述一特定特徵、結構或特性時，應理解，無論是否明確地進行描述，結合其他實施例來實現此特徵、結構或特性均係在熟習此項技術者之認識範圍內。
可以硬體、韌體、軟體或其任何組合來實施本發明之實施例。本發明之實施例亦可實施為儲存於機器可讀媒體上之指令，該等指令可藉由一或多個處理器讀取及執行。機器可讀媒體可包括用於儲存或傳輸呈可藉由機器(例如，計算元件)讀取之形式之資訊的任何機構。舉例而言，機器可讀媒體可包括：唯讀記憶體(ROM)；隨機存取記憶體(RAM)；磁碟儲存媒體；光學儲存媒體；快閃記憶體元件；電學、光學、聲學或其他形式之傳播信號(例如，載波、紅外線信號、數位信號，等等)；及其他者。另外，韌體、軟體、常式、指令可在本文中被描述為執行特定動作。然而，應瞭解，此等描述僅僅係出於方便起見，且此等動作事實上係由計算元件、處理器、控制器或執行韌體、軟體、常式、指令等等之其他元件引起。
然而，在更詳細地描述此等實施例之前，有指導性的是呈現可供實施本發明之實施例的實例環境。
圖1示意性地描繪微影裝置。該裝置包含：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)；支撐結構(例如，光罩台)MT，其經建構以支撐圖案化元件(例如，光罩)MA，且連接至經組態以根據特定參數來準確地定位該圖案化元件之第一定位器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特定參數來準確地定位該基板之第二定位器PW；及投影系統(例如，折射投影透鏡系統)PL，其經組態以將藉由圖案化元件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，包含一或多個晶粒)上。
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。
支撐結構支撐(亦即，承載)圖案化元件。支撐結構以取決於圖案化元件之定向、微影裝置之設計及其他條件(諸如，圖案化元件是否被固持於真空環境中)的方式來固持圖案化元件。支撐結構可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術來固持圖案化元件。支撐結構可為(例如)框架或台，其可根據需要而為固定或可移動的。支撐結構可確保圖案化元件(例如)相對於投影系統處於所要位置。可認為本文中對術語「比例光罩」或「光罩」之任何使用均與更通用之術語「圖案化元件」同義。
本文中所使用之術語「圖案化元件」應被廣泛地解釋為指代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元件。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，則圖案可能不會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元件(諸如，積體電路)中的特定功能層。
圖案化元件可為透射或反射的。圖案化元件之實例包括光罩、可程式化鏡面陣列，及可程式化LCD面板。光罩在微影中係熟知的，且包括諸如二元、交變相移及衰減相移之光罩類型，以及各種混合光罩類型。可程式化鏡面陣列之一實例使用小鏡面之矩陣配置，該等小鏡面中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。傾斜鏡面將圖案賦予於藉由鏡面矩陣反射之輻射光束中。
本文中所使用之術語「投影系統」應被廣泛地解釋為涵蓋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，其適於所使用之曝光輻射，或適於諸如浸沒液體之使用或真空之使用的其他因素。可認為本文中對術語「投影透鏡」之任何使用均與更通用之術語「投影系統」同義。
如此處所描繪，裝置為透射類型(例如，使用透射光罩)。或者，裝置可為反射類型(例如，使用上文所提及之類型的可程式化鏡面陣列，或使用反射光罩)。
微影裝置可為具有兩個(雙載物台)或兩個以上基板台(及/或兩個或兩個以上光罩台)的類型。在此等「多載物台」機器中，可並行地使用額外台，或可在一或多個台上進行預備步驟，同時將一或多個其他台用於曝光。
微影裝置亦可為如下類型：其中基板之至少一部分可藉由具有相對高折射率之液體(例如，水)覆蓋，以便填充投影系統與基板之間的空間。亦可將浸沒液體施加至微影裝置中之其他空間，例如，在光罩與投影系統之間的空間。浸沒技術在此項技術中被熟知用於增加投影系統之數值孔徑。本文中所使用之術語「浸沒」不意謂諸如基板之結構必須浸漬於液體中，而是僅意謂液體在曝光期間位於投影系統與基板之間。
參看圖1，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，輻射源與微影裝置可為分離實體。在此等情況下，不認為輻射源形成微影裝置之部件，且輻射光束係憑藉包含(例如)適當引導鏡面及/或光束擴展器之光束傳送系統BD而自輻射源SO傳遞至照明器IL。在其他情況下，例如，當輻射源為水銀燈時，輻射源可為微影裝置之整體部件。輻射源SO及照明器IL連同光束傳送系統BD(在需要時)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的至少外部徑向範圍及/或內部徑向範圍(通常分別被稱作σ外部及σ內部)。此外，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入射於被固持於支撐結構(例如，光罩台MT)上之圖案化元件(例如，光罩MA)上，且係藉由該圖案化元件而圖案化。在橫穿光罩MA後，輻射光束B傳遞通過投影系統PL，投影系統PL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，干涉量測元件、線性編碼器、2-D編碼器或電容性感測器)，基板台WT可準確地移動，例如，以使不同目標部分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之路徑準確地定位光罩MA。一般而言，可憑藉形成第一定位器PM之部件的長衝程模組(粗略定位)及短衝程模組(精細定位)來實現光罩台MT之移動。類似地，可使用形成第二定位器PW之部件的長衝程模組及短衝程模組來實現基板台WT之移動。在步進器(相對於掃描器)之情況下，光罩台MT可僅連接至短衝程致動器，或可為固定的。可使用光罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準光罩MA及基板W。儘管所說明之基板對準標記佔用專用目標部分，但該等標記可位於目標部分之間的空間中(此等標記被稱為切割道對準標記)。類似地，在一個以上晶粒提供於光罩MA上之情形中，光罩對準標記可位於該等晶粒之間。
所描繪裝置可用於以下模式中之至少一者中：
1.在步進模式中，在將被賦予至輻射光束之整個圖案一次性投影至目標部分C上時，使光罩台MT及基板台WT保持基本上靜止(亦即，單次靜態曝光)。接著，使基板台WT在X及/或Y方向上移位，使得可曝光不同目標部分C。在步進模式中，曝光場之最大大小限制單次靜態曝光中所成像之目標部分C的大小。
2.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，同步地掃描光罩台MT及基板台WT(亦即，單次動態曝光)。可藉由投影系統PL之放大率(縮小率)及影像反轉特性來決定基板台WT相對於光罩台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的寬度(在非掃描方向上)，而掃描運動之長度決定目標部分之高度(在掃描方向上)。
3.在另一模式中，在將被賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時，使光罩台MT保持基本上靜止，從而固持可程式化圖案化元件，且移動或掃描基板台WT。在此模式中，通常使用脈衝式輻射源，且在基板台WT之每一移動之後或在掃描期間的順次輻射脈衝之間根據需要而更新可程式化圖案化元件。此操作模式可易於應用於利用可程式化圖案化元件(諸如，上文所提及之類型的可程式化鏡面陣列)之無光罩微影。
亦可使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。
如圖2所示，微影裝置LA形成微影製造單元LC(有時亦被稱作叢集)之部件，其亦包括用以對基板執行曝光前程序及曝光後程序之裝置。通常，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，且接著將基板傳送至微影裝置之裝載匣LB。通常被集體地稱作塗佈顯影系統(track)之此等元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自身係藉由監督控制系統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率及處理效率。
為了正確地且一致地曝光藉由微影裝置曝光之基板，需要檢測經曝光基板以量測屬性，諸如，兩個層之間的疊對誤差、線厚度、臨界尺寸(CD)，等等。若偵測到誤差，則可對後續基板之曝光進行調整，尤其是在檢測可足夠迅速且快速地進行以使得同一批量之其他基板仍待曝光的情況下。又，已經曝光之基板可被剝離及重做(以改良良率)或被捨棄，藉此避免對已知有缺陷之基板執行曝光。在基板之僅一些目標部分有缺陷的情況下，可僅對為良好之該等目標部分執行另外曝光。
使用檢測裝置以決定基板之屬性，且特別是決定不同基板或同一基板之不同層之屬性如何在層與層之間變化。檢測裝置可整合至微影裝置LA或微影製造單元LC中，或可為單獨元件。為了實現最快速量測，需要使檢測裝置在曝光之後立即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的折射率差)，且並非所有檢測裝置均具有足夠敏感性來進行潛影之有用量測。因此，可在曝光後烘烤步驟(PEB)之後採取量測，曝光後烘烤步驟(PEB)通常為對經曝光基板所進行之第一步驟且其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像(semi-latent)。亦有可能進行經顯影抗蝕劑影像之量測(此時，抗蝕劑之經曝光部分或未經曝光部分已被移除)，或在圖案轉印步驟(諸如，蝕刻)之後進行經顯影抗蝕劑影像之量測。後者可能性限制重做有缺陷基板之可能性，但仍可提供有用資訊。
圖3描繪可用於本發明中之散射計。該散射計包含寬頻帶(白光)輻射投影儀2，其將輻射投影至基板W上。反射輻射傳遞至光譜儀偵測器4，其量測鏡面反射輻射之光譜10(作為波長之函數的強度)。自此資料，可藉由處理單元PU來重新建構引起經偵測光譜之結構或剖面，例如，藉由嚴密耦合波分析及非線性回歸，或藉由與圖3之底部處所展示之模擬光譜庫比較。一般而言，對於重新建構，結構之通用形式係已知的，且根據對製造該結構所採用之程序的認識來假定一些參數，從而僅留下該結構之少許參數以自散射量測資料予以決定。此散射計可經組態為正入射散射計或斜入射散射計。然而，在正入射下，此散射計不具有針對圖案不對稱性之敏感性。為了偵測在第0繞射階中之圖案不對稱性，需要斜入射。
圖4中展示更適於本發明之另一散射計。在此元件中，藉由輻射源2發射之輻射係使用透鏡系統12予以準直，且透射通過干涉濾光器13及偏振器17、藉由部分反射表面16反射且經由顯微鏡接物鏡15而聚焦至基板W上，顯微鏡接物鏡15具有高數值孔徑(NA)，較佳地為至少0.9且更佳地為至少0.95。浸沒散射計可甚至具有數值孔徑超過1之透鏡。反射輻射接著通過部分反射表面16而透射至偵測器18中，以便偵測散射光譜。該偵測器可位於處於透鏡系統15之焦距的背部投影式光瞳平面11中，然而，該光瞳平面可代替地藉由輔助光學器件(圖中未繪示)而再成像至該偵測器上。光瞳平面為輻射之徑向位置界定入射角且角位置界定輻射之方位角的平面。偵測器較佳地為二維偵測器，使得可量測基板目標30之二維角散射光譜。偵測器18可為(例如)CCD或CMOS感測器陣列，且可使用為(例如)每圖框40毫秒之積分時間。
舉例而言，通常使用參考光束以量測入射輻射之強度。為此，當輻射光束入射於光束分裂器16上時，將該輻射光束之部分透射通過該光束分裂器以作為朝向參考鏡面14之參考光束。接著將參考光束投影至同一偵測器18之不同部件上，或者，投影至不同偵測器(圖中未繪示)上。
一組干涉濾光器13係可用以選擇在(比如)405奈米至790奈米或甚至更低(諸如，200奈米至300奈米)之範圍內的所關注波長。干涉濾光器可為可調諧的，而非包含不同組濾光器。可使用光柵以代替干涉濾光器。
偵測器18可量測散射光在單一波長(或窄波長範圍)下之強度、分離地在多個波長下之強度，或在一波長範圍內所積分之強度。此外，偵測器可分離地量測橫向磁偏振光及橫向電偏振光之強度，及/或橫向磁偏振光與橫向電偏振光之間的相位差。
使用寬頻帶光源(亦即，具有寬光頻率或波長範圍(且因此具有寬顏色範圍)之光源)係可能的，其給出大光展量(etendue)，從而允許多個波長之混合。寬頻帶中之複數個波長較佳地各自具有為Δλ之頻寬及為至少2 Δλ(亦即，為該頻寬之兩倍)之間隔。若干輻射「源」可為已使用光纖束予以分裂的延伸型輻射源之不同部分。以此方式，可在多個波長下並行地量測角解析散射光譜。可量測3-D光譜(波長及兩個不同角度)，其相比於2-D光譜含有較多資訊。此情形允許量測更多資訊，其增加度量衡程序強健度。全文以引用之方式併入本文中的EP1,628,164A中更詳細地描述此情形。
基板W上之目標30可為1-D週期性光柵，其經印刷成使得在顯影之後，條狀物(bar)係由固體抗蝕劑線形成。目標30可為2-D週期性光柵，其經印刷成使得在顯影之後，光柵係由抗蝕劑中之固體抗蝕劑柱狀物或導孔形成。或者，條狀物、柱狀物或導孔可經蝕刻至基板中。此圖案對微影投影裝置(特別是投影系統PL)中之色像差敏感，且照明對稱性及此等像差之存在將使其自身表現為經印刷光柵之變化。因此，使用經印刷光柵之散射量測資料以重新建構該等光柵。根據對印刷步驟及/或其他散射量測程序之認識，可將1-D光柵之參數(諸如，線寬及形狀)或2-D光柵之參數(諸如，柱狀物或導孔寬度或長度或形狀)輸入至藉由處理單元PU執行之重新建構程序。
如上文所描述，目標係在基板之表面上。此目標將通常採取在光柵中之一系列線或在2-D陣列中之實質上矩形結構的形狀。度量衡中之嚴密光學繞射理論之目的實際上係演算自目標所反射之繞射光譜。換言之，針對CD(臨界尺寸)均一性及疊對度量衡來獲得目標形狀資訊。疊對度量衡為如下量測系統：其中量測兩個目標之疊對，以便決定基板上之兩個層是否對準。CD均一性僅僅為在光譜上光柵之均一性的量測，其用以決定微影裝置之曝光系統如何起作用。具體而言，CD或臨界尺寸為「書寫」於基板上之物件的寬度，且為微影裝置實體上能夠在基板上進行書寫之限度。
在結合諸如目標30之目標結構之模型化及其繞射屬性來使用上文所描述之散射計中之一者的情況下，可以許多方式來執行該結構之形狀及其他參數之量測。在藉由圖5表示的第一類型之程序中，演算基於目標形狀(第一候選結構)之第一估計的繞射圖案且比較該繞射圖案與經觀測繞射圖案。接著，系統地變化模型之參數且在一系列反覆中重新演算繞射，以產生新候選結構且因此達到最佳擬合。在藉由圖6表示的第二類型之程序中，預先演算用於許多不同候選結構之繞射光譜以產生繞射光譜「庫」。接著，比較自量測目標所觀測之繞射圖案與經演算光譜庫以找到最佳擬合。可共同地使用兩種方法：可自庫獲得粗略擬合，接著進行反覆程序，以找到最佳擬合。
更詳細地參看圖5，將概括地描述進行目標形狀及/或材料屬性之量測的方式。對於此描述，將假定目標僅在一個方向上係週期性的(1-D結構)。實務上，目標可在兩個方向上係週期性的(2維結構)，且將相應地調適處理。
在步驟502中：使用諸如上文所描述之散射計的散射計來量測基板上之實際目標的繞射圖案。將此經量測繞射圖案轉遞至諸如電腦之演算系統。演算系統可為上文所提及之處理單元PU，或其可為分離裝置。
在步驟503中：建立「模型配方」，其依據參數pi (p1 、p2 、p3 等等)之數目來界定目標結構之參數化模型。舉例而言，此等參數可在1D週期性結構中表示側壁之角度、特徵之高度或深度、特徵之寬度。亦藉由諸如折射率(在存在於散射量測輻射光束中之特定波長下)之參數來表示目標材料及下層之屬性。下文將給出特定實例。重要地，雖然目標結構可藉由描述其形狀及材料屬性之許多參數予以界定，但模型配方將界定此等參數中之許多參數以具有固定值，而其他參數將出於以下程序步驟之目的而為可變或「浮動」參數。下文進一步描述進行固定參數與浮動參數之間的選擇的程序。此外，吾人將引入可容許參數變化而不為完全獨立浮動參數的方式。出於描述圖5之目的，僅將可變參數認為參數pi 504：藉由設定浮動參數之初始值pi (0) (亦即，p1 (0) 、p2 (0) 、p3 (0) 等等)來估計模型目標形狀。將在特定預定範圍(如在配方中所界定)內產生每一浮動參數。
在步驟506中：使用表示經估計形狀連同模型之不同器件之光學屬性的參數，以(例如)使用嚴密光學繞射方法(諸如，RCWA或馬克士威(Maxwell)方程式之任何其他解算器)來演算散射屬性。此情形給出經估計目標形狀之經估計或模型繞射圖案。
在步驟508、510中：接著，比較經量測繞射圖案與模型繞射圖案，且使用該等圖案之類似性及差異以演算用於模型目標形狀之「優質化函數」(merit function)。
在步驟512中：假定優質化函數指示出模型需要在其準確地表示實際目標形狀之前予以改良，新參數p1 (1) 、p2 (1) 、p3 (1) 等等被估計且反覆地回饋至步驟506中。重複步驟506至512。
為了輔助搜尋，步驟506中之演算可在參數空間中之此特定區域中進一步產生優質化函數之偏導數，其指示如下敏感性：在該敏感性的情況下，增加或縮減一參數將會增加或縮減該優質化函數。優質化函數之演算及導數之使用在此項技術中通常係已知的，且在此處將不予以詳細地描述。
在步驟514中：當優質化函數指示出此反覆程序已以所要準確度收斂於一解時，將當前估計之參數報告為實際目標結構之量測。
此反覆程序之計算時間很大程度上係藉由所使用之前向繞射模型(亦即，自經估計目標結構使用嚴密光學繞射理論的經估計模型繞射圖案之演算)決定。若需要更多參數，則存在更多自由度。原則上，演算時間隨著自由度之數目之冪而增加。可以各種形式來表達在506處所演算之經估計或模型繞射圖案。若以與在步驟510中所產生之經量測圖案相同的形式來表達經演算圖案，則會簡化比較。舉例而言，可容易地比較模型化光譜與藉由圖3之裝置量測之光譜；可容易地比較模型化光瞳圖案與藉由圖4之裝置量測之光瞳圖案。
貫穿自圖5向前的此描述，在假定使用圖4之散射計的情況下，將使用術語「繞射圖案」。熟習此項技術者可易於使本教示適應於不同類型之散射計，或甚至適應於其他類型之量測器具。
圖6說明一替代實例程序，其中預先演算用於不同經估計目標形狀(候選結構)之複數個模型繞射圖案，且將該等模型繞射圖案儲存於一庫中以與一實際量測進行比較。基礎原理及術語與針對圖5之程序的原理及術語相同。圖6之程序之步驟為：
在步驟602中：產生該庫之程序開始。可針對每一類型之目標結構來產生一分離庫。可根據需要由量測裝置之使用者產生該庫，或可由該裝置之供應者預產生該庫。
在步驟603中：建立「模型配方」，其依據參數pi (p1 、p2 、p3 等等)之數目來界定目標結構之參數化模型。考慮事項類似於反覆程序之步驟503中的考慮事項。
在步驟604中：舉例而言，藉由產生所有參數之隨機值來產生第一參數集p1 (0) 、p2 (0) 、p3 (0) 等等，每一參數處於其期望值範圍內。
在步驟606中：演算模型繞射圖案且將模型繞射圖案儲存於一庫中，其表示自藉由參數表示之目標形狀所期望的繞射圖案。
在步驟608中：產生新形狀參數集p1 (1) 、p2 (1) 、p3 (1) 等等。將步驟606至608重複達數十次、數百次或甚至數千次，直到包含所有經儲存模型化繞射圖案之庫被判斷為足夠地完整為止。每一經儲存圖案表示多維參數空間中之一樣本點。庫中之樣本應以足以使得將足夠接近地表示任何實際繞射圖案之密度來填入樣本空間。
在步驟610中：在產生庫之後(但可在產生庫之前)，將實際目標30置放於散射計中且量測其繞射圖案。
在步驟612中：比較經量測圖案與儲存於庫中之模型化圖案以找到最佳匹配圖案。可與庫中之每一樣本進行比較，或可使用更系統的搜尋策略，以減少計算負擔。
在步驟614中：若找到匹配，則可將用以產生匹配庫圖案之經估計目標形狀決定為近似物件結構。將對應於匹配樣本之形狀參數輸出為經量測形狀參數。可直接對模型繞射信號執行匹配程序，或可對為了快速評估而最佳化之代用模型執行匹配程序。
在步驟616中：視情況，將最近匹配樣本用作起始點，且使用一改進程序以獲得用於報告之最終參數。舉例而言，此改進程序可包含極類似於圖5所示之反覆程序的反覆程序。
是否需要改進步驟616為實施者之選擇事情。若極密集地取樣庫，則可能無需反覆改進，此係因為將始終找到良好匹配。另一方面，對於實務使用，此庫可能過大。因此，一實務解決方案係將庫搜尋用於粗略參數集，接著使用優質化函數以決定更準確的參數集以用所要準確度報告目標基板之參數而進行一或多次反覆。在執行額外反覆時，將經演算繞射圖案及關聯改進參數集作為新輸入項而添加於庫中將為一選項。以此方式，可最初使用一庫，該庫係基於相對小量計算努力，但其使用改進步驟616之計算努力而建置成較大庫。無論使用哪一方案，均亦可基於多個候選結構之匹配的良好性而獲得經報告可變參數中之一或多者之值的進一步改進。舉例而言，可藉由內插於兩個或兩個以上候選結構之參數值之間來產生最終所報告之參數值(假定該等候選結構中之兩者或全部均具有高匹配記分)。
此反覆程序之計算時間很大程度上係藉由在步驟506及606之前向繞射模型(亦即，自經估計目標形狀使用嚴密光學繞射理論的經估計模型繞射圖案之演算)決定。
本發明係關於用於決定疊對誤差之實施例。
圖7描繪根據本發明之一實施例的決定疊對誤差之方法，其說明模型中之居中頂部光柵之定位。
在步驟702中：量測晶圓上之目標之散射屬性。經量測目標包含第一結構706，諸如，經處理光柵，其形成於層708及710中。結構706具有程序誘發不對稱失真，其中在此實例中，在左側處之側壁相比於在右側處之側壁具有較淺斜度。在使用諸如參看圖4所描述之SM2的散射計的情況下，用輻射712之照明剖面711(例如，使用孔隙)來照明目標。在光瞳平面中偵測散射輻射714以獲得角解析光譜716。照明剖面711係使得使用分離地偵測之第零繞射階及更高繞射階來重新建構目標之至少一特性。在解析光譜716中可看出，第一階繞射圖案被描繪於對應於照明剖面中之暗象限的兩個象限(右頂部及左底部)中，且第零階(反射)繞射圖案被描繪於另外兩個象限中。因此，繞射階被分離，而無習知環形剖面之缺點，習知環形剖面導致第一繞射階之部分在光瞳平面中與第零階混合。環形照明剖面可導致經量測目標不對稱性之誤差，此係因為環形照明在繞射光中提供較少資訊。舉例而言，在環形照明中，不存在接近正入射之光束，該等光束含有可用於量測目標不對稱性之資訊。
在步驟718中：使用如參看圖5及圖6所描述之模型化程序來建構目標之模型。模型結構722至726分別對應於目標結構706至710。因此重新建構經處理疊對目標，包括其不對稱失真。
在步驟728中：基於第一模型結構722之不對稱性來修改模型。此情形涉及界定第一模型結構722之位置參數(在此實例中為中心點)，以補償其不對稱性。界定經處理之經重新建構光柵之「0」位置(亦即，「中心」)732。半導體元件製造商(亦即，終端使用者)可給出輸入，以基於該程序或其他方法之實體解釋或模型(諸如，與電疊對量測或元件良率之相關)來界定此中心位置732。舉例而言，可藉由對所欲結構形狀(無任何程序誘發不對稱性)之認識來界定中心732。
在此實施例中，在此階段將第二模型結構730(在此實例中表示抗蝕劑光柵)引入至模型。使用位置參數而將第一模型結構722與第二模型結構730相對於彼此定位。在圖7中，藉由在模型結構722及730中之一者或兩者之模型中插入(但亦可藉由移動而進行，如圖9所示)位置來達成此情形。此定位可疊對模型結構，使得模型結構相對於彼此居中(圖7、圖9及圖10)。或者，可以故意偏移X而將模型結構722與模型結構730相對於彼此定位(圖8及圖11)。
在分析軟體中，以使得抗蝕劑光柵730居中於經處理光柵722之中心732之頂部上(亦即，疊對誤差為零)的方式將抗蝕劑光柵730插入及置放於經重新建構程序堆疊上。可完全地以軟體執行此情形，因此無需實際實驗。如圖7所示，已調整位置，使得在箭頭b之間的頂部結構730之中心與在箭頭a之間的下層結構722之中心732處於相同位置。在圖7中，上部模型結構720及730之寬度b+b與下部模型結構之寬度a+a相同(無任何程序誘發不對稱性)。然而，應瞭解，寬度可不同，亦即，a≠b。
在步驟734中：使用經修改模型來決定第一模型結構722與第二模型結構730之間的不對稱性誘發疊對誤差ΔOVr 。可將不對稱性誘發疊對誤差演算為正第一繞射階與負第一繞射階之間的在光瞳平面中之強度差量，如在橫越光瞳平面中之偵測器的像素處所決定。可在光瞳平面中識別像素，該等像素針對甚至小量不對稱性亦具有相對大不對稱性誘發疊對誤差。在以下步驟736中，可根據針對整個光瞳平面之不對稱性誘發疊對誤差數ΔOVr 的演算而排除此等像素。
可藉由數值演算來演算不對稱性誘發疊對誤差，以模擬經修改模型上之散射計疊對量測。美國專利公開案2006/0033921 A1中揭示此量測，該公開案之全文以引用之方式併入本文中。通常，針對若干散射計量測配方r來重複此情形，使得預備校正集ΔOVr 以隨後用於不同配方，例如，用於照明波長及偏振之不同組合。此不對稱性誘發疊對誤差ΔOVr 為隨後在半導體元件生產期間應用於疊對量測之校正，如在下一步驟736中所描述。
在步驟736中：在諸如參看圖4所描述之SM2的散射計中使用配方r來獲得經量測(未經校正)疊對誤差OV'r ，以量測諸如生產半導體晶圓上之第二目標之角解析光譜748。經量測之第二目標包含第一結構738，諸如，經處理光柵，其形成於層740及742中。結構738具有類似於結構706之程序誘發不對稱失真的程序誘發不對稱性失真。在使用諸如參看圖4所描述之SM2的散射計的情況下，用輻射744之照明剖面743來照明目標。偵測散射輻射746以獲得角解析光譜748。環形照明剖面743適於待使用之以繞射為基礎之疊對量測，諸如美國專利公開案2006/0033921 A1中所揭示。該方法不包括任何重新建構，因此對於生產晶圓足夠快速，但因下層經處理光柵之不對稱性而降級，且需要校正此不對稱性。
藉由演算不對稱性誘發疊對誤差ΔOVr 與第二目標之經量測疊對誤差OV'r 之間的差來決定經校正疊對誤差OV'。因此，經校正疊對誤差OV'=OV'r -ΔOVr 。
在考量量測光瞳平面中之座標x 及y 處的所有像素的情況下，可使用經演算疊對數OV'r 來演算疊對校正，亦即，
或者，可首先個別地演算針對每一像素之疊對校正，且接著藉由遍及所有像素而求疊對的平均值來演算淨疊對誤差，亦即，
對於第二目標中之疊對誤差OV'之量測，根據下文參看圖10及圖11所描述之實施例，最佳配方r'可經決定及選擇以用於此步驟。
因為目標形狀將遍及晶圓而變化，所以可針對晶圓上之每一目標或代表性目標子集來執行步驟702、718、728及734以及736。
此實施例具有減少半導體製造之處理變化的效應，且最終有助於改良疊對。此情形又增加半導體製造良率。
可針對如參看圖7所描述之居中光柵來執行針對不同量測配方r之不對稱性誘發疊對誤差ΔOVr 的此等演算，此情形可用於校正接近於零之疊對誤差的量測，其中OV'r =0。然而，為了量測大疊對誤差OV'r X，有用的是演算圍繞經量測疊對誤差X之此不對稱性誘發疊對誤差，亦即，。因此，經校正疊對誤差為OV'=OV'r -。此係由於以繞射為基礎之疊對的非線性行為。相比於大疊對誤差，相同量之目標不對稱性將針對接近零之疊對誤差給出稍微不同的不對稱性誘發疊對誤差。參看圖8及圖11描述此方法。
圖8描繪根據本發明之一實施例的決定疊對誤差之方法，其說明模型中之偏移頂部光柵之定位。在圖8中，與圖7中之數字相同的數字對應於相同步驟及物件。然而，在圖8中，在步驟828中，藉由以使得抗蝕劑光柵830自經處理光柵722之中心732偏移達距離X(亦即，疊對誤差為X)的方式而在經重新建構程序堆疊上插入第二模型結構830(其表示頂部抗蝕劑光柵)來修改模型。
可針對X之若干值來重複此情形，以針對偏移X之範圍來建置不對稱性誘發疊對誤差之庫或查找表。X可等於0，其等效於藉由圖7說明之情況。在步驟834中，針對X之值中每一者使用經修改模型來決定第一模型結構722與第二模型結構830之間的不對稱性誘發疊對誤差ΔOVr,X 。
在圖8中，頂部產品光柵結構840經展示成具有自下層產品光柵738的大約X之偏移。步驟836與步驟736相同，惟如下情況除外：不對稱性誘發疊對誤差之值經選擇以匹配於經量測疊對誤差X(亦即，ΔOVr,X OV'r )，因而，如上文所描述，經校正疊對誤差變為OV'=OV'r -ΔOVr,X OV'r 。
圖9描繪根據本發明之一實施例的決定疊對誤差之方法，其說明底部光柵及頂部光柵兩者之量測及重新建構。在圖9中，與圖7中之數字相同的數字對應於相同步驟及物件。然而，在圖9中，第一目標之單位製造單元在橫截面中經展示成具有疊對於經處理結構706上之抗蝕劑結構904，諸如，抗蝕劑光柵。
在步驟918中，使用如參看圖5及圖6所描述之模型化程序來建構目標之模型。模型結構920對應於目標結構904。在步驟928中，修改模型，使得使用位置參數而將第一模型結構722與第二模型結構730相對於彼此定位。在圖9中藉由將模型結構920之模型中的位置移動至位置730來達成此情形。此移動疊對模型結構，使得模型結構相對於彼此居中。或者，可以如參看圖8所論述之故意偏移X而將模型結構722與模型結構730相對於彼此定位。
或者，代替移動任何模型結構，可藉由調整用以模型化模型結構722與模型結構920之間的疊對誤差的疊對參數來執行修改模型。因此，模型結構之位置在模型中保持不變。
圖10描繪根據本發明之一實施例的決定疊對誤差之方法，其說明用以決定最佳配方之變化模型化不對稱性。
在步驟1002中：量測晶圓(圖中未繪示)上之目標之散射屬性。如參看圖7所論述，使用散射計來獲得角解析光譜716。
在步驟1004中：如參看圖7所描述，建構目標之模型。幾何參數p(n) 為對應於圖7中之下部目標結構706之形狀的模型結構722之參數。詳言之，p(n) 為描述下部模型結構722之不對稱性的形狀參數。在此實例中，p(n) 指定特定側壁斜度角。另一類型之幾何參數為層厚度參數。代替幾何參數或除了幾何參數以外，模型結構參數亦可包含影響輻射散射之材料參數。
在以下步驟1006及1008中，將經重新建構形狀及其(期望)變化之模型饋入至前向演算器中以演算不對稱性誘發疊對誤差。
在步驟1006中：基於下層模型結構722之不對稱性來修改模型。在此實施例中，此情形涉及將參數p(n) 調整至不同值p(n') 及p(n") ，以變化模型結構中之不對稱性且因此變化下部模型結構722與所插入之上部模型結構1030之間的不對稱性誘發疊對誤差。在此實例中，p(n') 及p(n") 對應於不同特定側壁斜度角。
在步驟1008中：對於具有參數p(n') 及p(n") 之每一經修改模型且對於具有參數p(n) 之原始模型，針對若干散射計量測配方r來重複不對稱性誘發疊對誤差ΔOVr,p 之演算。在數值演算中使用經修改模型來執行演算，以模擬每一經修改模型上之散射計疊對量測。
在步驟1010中：藉由首先使用經演算不對稱性誘發疊對誤差ΔOVr,p 來決定生產目標中之疊對誤差OV，以選擇(例如)具有最佳波長及偏振的用以量測生產目標之最佳散射計量測配方r'。將展示對此等模型變化之最穩定行為的配方選擇為最佳配方r'。可將穩定行為決定為對模型形狀參數變化之低敏感性。可在分析變化時使用內容背景資訊，例如，若一線待置放於觸點之頂部上，則重要的是聚焦於藉由剖面之頂部對散射之量測，以選擇給出最佳結果之配方。
在步驟1012中：在使用如步驟1010中所決定之最佳配方r'以量測角解析光譜1014的情況下，使用諸如參看圖4所描述之SM2的散射計來獲得經量測疊對誤差OV'r' 。
可將參看圖10及圖11所描述之實施例與參看圖7至圖9所描述之實施例組合。舉例而言，可使用如參看圖10所描述而決定之最佳配方r'以量測產品疊對，且接著，可自如參看圖7所描述之經量測產品疊對誤差減去不對稱性誘發疊對誤差。
圖11描繪根據本發明之一實施例的決定疊對誤差之方法，其說明用以決定針對大疊對誤差之最佳配方之變化模型化不對稱性。在圖11中，與圖10中之數字相同的數字對應於相同步驟及物件。然而，在步驟1106中，出於與參看圖8所論述之目的相同的目的，以偏移X插入上部模型結構1130。此外，在步驟1108中，對於每一配方r，針對每一偏移X來執行不對稱性誘發疊對誤差之演算。因此，在步驟1110中，可針對每一偏移X來決定最佳配方。最後，在步驟1112中，使用非最佳配方之產品晶圓上的量測可提供疊對誤差之粗略值。接著，可選擇具有匹配於粗略經量測產品疊對誤差之偏移X的最佳配方，以對經期望具有相同產品疊對誤差之相同或後續目標執行量測。
參看圖10及圖11所描述的本發明之實施例提供選擇散射計量測配方之強健方式。使用本發明之此等實施例會避免在使用具有不對稱剖面之參考層之疊對目標時增加程序複雜性以及生產成本及時間。
可藉由執行一電腦程式產品而將根據本發明之實施例的方法實施於圖4中之散射計SM2之處理器PU中，該電腦程式產品含有機器可讀指令之一或多個序列以使一或多個處理器執行本文中所描述之方法。
散射計可為單獨檢測裝置，或可分別併入至圖1及圖2之微影裝置LA或微影製造單元LC中。
儘管在本文中可特定地參考方法及裝置在IC製造中之使用，但應理解，本文中所描述之檢測方法及裝置可具有其他應用，諸如，製造整合光學系統、用於磁疇記憶體之導引及偵測圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭，等等。熟習此項技術者應瞭解，在此等替代應用之內容背景中，可認為本文中對術語「晶圓」或「晶粒」之任何使用分別與更通用之術語「基板」或「目標部分」同義。可在曝光之前或之後在(例如)塗佈顯影系統(通常將抗蝕劑層施加至基板且顯影經曝光抗蝕劑之工具)、度量衡工具及/或檢測工具中處理本文中所提及之基板。適用時，可將本文中之揭示應用於此等及其他基板處理工具。另外，可將基板處理一次以上，(例如)以便產生多層IC，使得本文中所使用之術語「基板」亦可指代已經含有多個經處理層之基板。
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，但應瞭解，本發明可用於其他應用(例如，壓印微影)中，且在內容背景允許時不限於光學微影。在壓印微影中，圖案化元件中之構形(topography)界定產生於基板上之圖案。可將圖案化元件之構形壓入被供應至基板之抗蝕劑層中，在基板上，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，將圖案化元件移出抗蝕劑，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，具有為或為約365奈米、355奈米、248奈米、193奈米、157奈米或126奈米之波長)及極紫外線(EUV)輻射(例如，具有在為5奈米至20奈米之範圍內的波長)；以及粒子束(諸如，離子束或電子束)。
術語「透鏡」在內容背景允許時可指代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。
雖然上文已描述本發明之特定實施例，但應瞭解，可以與所描述之方式不同的其他方式來實踐本發明。舉例而言，本發明可採取如下形式：電腦程式，該電腦程式含有描述如上文所揭示之方法的機器可讀指令之一或多個序列；或資料儲存媒體(例如，半導體記憶體、磁碟或光碟)，該資料儲存媒體具有儲存於其中之此電腦程式。
應瞭解，[實施方式]章節而非[發明內容]及[中文發明摘要]章節意欲用以解釋申請專利範圍。[發明內容]及[中文發明摘要]章節可闡述如由本發明之發明人所預期的本發明之一或多個而非所有例示性實施例，且因此，不意欲以任何方式來限制本發明及附加申請專利範圍。
上文已憑藉說明指定功能及其關係之實施之功能建置區塊來描述本發明。本文中已為了便於描述而任意地界定此等功能建置區塊之邊界。只要適當地執行指定功能及該等功能之關係，便可界定替代邊界。
特定實施例之前述描述將充分地揭露本發明之一般性質以使得：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之知識針對各種應用而易於修改及/或調適此等特定實施例，而無不當實驗。因此，基於本文中所呈現之教示及指導，此等調適及修改意欲係在所揭示實施例之等效物的意義及範圍內。應理解，本文中之措辭或術語係出於描述而非限制之目的，使得本說明書之術語或措辭待由熟習此項技術者按照該等教示及該指導進行解釋。
本發明之廣度及範疇不應受到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物進行界定。
以上描述意欲為說明性而非限制性的，因此，對於熟習此項技術者將顯而易見，可在不脫離以下所闡明之申請專利範圍之範疇的情況下對所描述之本發明進行修改。
2．．．寬頻帶(白光)輻射投影儀
4．．．光譜儀偵測器
10．．．光譜
11．．．背部投影式光瞳平面
12．．．透鏡系統
13．．．干涉濾光器
14．．．參考鏡面
15．．．顯微鏡接物鏡
16．．．部分反射表面/光束分裂器
17．．．偏振器
18．．．偵測器
30．．．目標
706．．．第一結構/目標結構
708．．．層/目標結構
710．．．層/目標結構
711．．．照明剖面
712．．．輻射
714．．．散射輻射
716．．．角解析光譜
722．．．第一模型結構/下層結構/經處理光柵
724．．．模型結構
726．．．模型結構
730．．．第二模型結構/頂部結構/抗蝕劑光柵
732．．．中心位置
738．．．第一結構/下層產品光柵
740．．．層
742．．．層
743．．．照明剖面
744．．．輻射
746．．．散射輻射
748．．．角解析光譜
830．．．第二模型結構/抗蝕劑光柵
840．．．頂部產品光柵結構
904．．．抗蝕劑結構/目標結構
920．．．模型結構
1014．．．角解析光譜
1030．．．上部模型結構
1130．．．上部模型結構
AD．．．調整器
B．．．輻射光束
BD．．．光束傳送系統
BK．．．烘烤板
C．．．目標部分
CH．．．冷卻板
CO．．．聚光器
DE．．．顯影器
I/O1．．．輸入/輸出埠
I/O2．．．輸入/輸出埠
IF．．．位置感測器
IL．．．照明系統/照明器
IN．．．積光器
LA．．．微影裝置
LACU．．．微影控制單元
LB．．．裝載匣
LC．．．微影製造單元
M1．．．光罩對準標記
M2．．．光罩對準標記
MA．．．圖案化元件/光罩
MT．．．支撐結構/光罩台
P1．．．基板對準標記
P2．．．基板對準標記
PL．．．投影系統
PM．．．第一定位器
PU．．．處理單元/處理器
PW．．．第二定位器
RO．．．機器人
SC．．．旋塗器
SCS．．．監督控制系統
SM2．．．散射計
SO．．．輻射源
TCU．．．塗佈顯影系統控制單元
W．．．基板
WT．．．基板台
圖1描繪微影裝置。
圖2描繪微影製造單元或叢集。
圖3描繪第一散射計。
圖4描繪第二散射計。
圖5描繪用於自散射計量測重新建構結構之第一實例程序。
圖6描繪用於自散射計量測重新建構結構之第二實例程序。
圖7描繪根據本發明之一實施例的決定疊對誤差之方法，其說明模型中之居中頂部光柵之定位。
圖8描繪根據本發明之一實施例的決定疊對誤差之方法，其說明模型中之偏移頂部光柵之定位。
圖9描繪根據本發明之一實施例的決定疊對誤差之方法，其說明底部光柵及頂部光柵兩者之量測及重新建構。
圖10描繪根據本發明之一實施例的決定疊對誤差之方法，其說明用以決定最佳配方之變化模型化不對稱性。
圖11描繪根據本發明之一實施例的決定疊對誤差之方法，其說明用以決定針對大疊對誤差之最佳配方之變化模型化不對稱性。
(無元件符號說明)

Claims (15)

  1. 一種決定一疊對誤差之方法，該方法包含以下步驟：量測包含一第一結構之一第一目標之散射屬性；使用該等經量測散射屬性來建構該第一結構之一模型，該模型包含對應於該第一結構之一第一模型結構；基於該第一模型結構之不對稱性來修改該模型；演算該第一模型結構與一第二模型結構之間的一不對稱性誘發疊對誤差，該第一模型結構與該第二模型結構在該經修改模型中相對於彼此疊對；及使用該經演算不對稱性誘發疊對誤差來決定一第二目標中之一疊對誤差。
  2. 如請求項1之方法，其中修改該模型之該步驟包含以下步驟：界定該第一模型結構之一位置參數以補償該不對稱性；及使用該經界定位置參數而將該第一模型結構與該第二模型結構相對於彼此定位。
  3. 如請求項2之方法，其中該定位步驟包含：調整該等模型結構中至少一者之該模型中的位置。
  4. 如請求項2之方法，其中該定位步驟包含：將該第二模型結構插入於該模型中。
  5. 如請求項1之方法，其中該修改步驟包含：調整用以模型化該第一模型結構與該第二模型結構之間的疊對誤差的一疊對參數。
  6. 如請求項2至5中任一項之方法，其中決定一第二目標中之一疊對誤差之該步驟包含：演算該不對稱性誘發疊對誤差與該第二目標之一經量測疊對誤差之間的差。
  7. 如請求項1之方法，其中修改該模型之該步驟包含調整一模型結構參數值以變化該不對稱性誘發疊對誤差，且針對複數個散射屬性量測配方之複數個模型結構參數值而重複演算一不對稱性誘發疊對誤差之該步驟，且決定該第二目標中之一疊對誤差之該步驟包含使用該等經演算不對稱性誘發疊對誤差以選擇用以量測該第二目標之一最佳散射屬性量測配方。
  8. 如請求項7之方法，其中該參數包含一幾何參數。
  9. 如請求項7之方法，其中該參數包含一材料參數。
  10. 如請求項7至9中任一項之方法，其中該模型結構參數模型化該第一模型結構之不對稱性。
  11. 如請求項1至5中任一項之方法，其中該第一目標包含一第二結構，該第一結構與該第二結構相對於彼此疊對，且該第二模型結構對應於該第二結構。
  12. 如請求項1至5中任一項之方法，其中演算一不對稱性誘發疊對誤差之該步驟包含：演算在一角解析散射計之一光瞳平面中之複數個像素處的一疊對誤差，同時回應於該第一模型結構之該不對稱性而排除具有最大疊對誤差之像素。
  13. 一種用於決定一疊對誤差之檢測裝置，該檢測裝置經組態以量測包含一第一結構之一第一目標之散射屬性，且該檢測裝置包含至少一處理器，該至少一處理器經組態以：使用該等經量測散射屬性來建構該第一結構之一模型，該模型包含對應於該第一結構之一第一模型結構；基於該第一模型結構之不對稱性來修改該模型；演算該第一模型結構與一第二模型結構之間的一不對稱性誘發疊對誤差，該第一模型結構與該第二模型結構在該經修改模型中相對於彼此疊對；使用該經演算不對稱性誘發疊對誤差來決定一第二目標中之一疊對誤差。
  14. 一種微影裝置，其包含：一照明光學系統，該照明光學系統經配置以照明一圖案；一投影光學系統，該投影光學系統經配置以將該圖案之一影像投影至一基板上；及一如請求項13之檢測裝置。
  15. 一種微影製造單元，其包含：一塗佈器，該塗佈器經配置以使基板塗佈有一輻射敏感層；一微影裝置，該微影裝置經配置以將影像曝光至藉由該塗佈器塗佈的基板之該輻射敏感層上；一顯影器，該顯影器經配置以顯影藉由該微影裝置曝光之影像；及一如請求項13之檢測裝置。
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